«уфимскийгосударственный колледж радиоэлектроники, телекоммуникаций и безопасности»

Скачать 1.2 Mb.

Название	«уфимскийгосударственный колледж радиоэлектроники, телекоммуникаций и безопасности»
страница	6/9
Тип	Документы

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Разработка устройства радара на базе платформы Ардуино

Ахметвалеев М.Р, студент Уфимского колледжа радиоэлектроники, телекоммуникаций и безопасности

Литвинова И.В, научный руководитель, преподаватель Уфимского колледжа радиоэлектроники, телекоммуникаций и безопасности

Актуальность темы состоит в том, что Ардуино является одной из самых популярных в мире платформ для прототипирования электронных устройств. Ардуино используется в системах удаленной телеметрии и робототехнике. Платформа может быть использована как средство сбора данных, и система управления процессами.

Устройство радара на базе платформы Ардуино предназначено для того, чтобы обеспечить постоянное отслеживание окружающей обстановки роботу, тем самым робот определяет препятствия ультразвуковыми датчиками и, анализируя площади секторов, определяет наиболее оптимальную траекторию, и затем объезжает препятствие.

В общей части рассмотрены назначение устройства радара на базе платформы Ардуино и принцип работы. Так же рассмотрены аналоги существующих устройств. Сравнение показало, что разработанное устройство имеет простую схему, легко в эксплуатации, не содержит много навесных элементов.

В специальной части разработана электрическая структурная схема.

Сервопривод

Ультразвуковой
дальномер

Платформа
Ардуино

USB разъем ПК

Рисунок 1 - Структурная схема устройства радара на базе платформы Arduino
Ультразвуковой дальномер – служит для обнаружения обьектов, а также определения их дальности.

Платформа Ардуино – предназначена для обработки информации, поступающей с ультразвукового датчика.

Сервопривод - позволяет вращать ультразвуковой дальномер, закрепленный на нем.

USB разъем ПК – предназначен для передачи информации от Ардуино в программу Processing IDE в ПК.

Рисунок 2 - Принципиальная схема устройства радара на базе платформы Ардуино
Выполнено описание принципиальной схемы устройства радара на базе платформы Ардуино, позволяющее рассмотреть отдельные функциональные блоки и работу схемы в целом. Выбор и обоснование элементной базы содержит описание и характеристики используемых в устройстве компонентов и их сравнение с аналогами. Для проекта выбрана платформа Arduino NANO, ультразвуковой дальномер HC-SR04, сервопривод TowerPro SG90. Произведен расчет надежности устройства радара на базе платформы Ардуино. По результатам вычислений можно выделить следующие показатели: интенсивность отказов 10,475*10^-6, 1/ч, вероятность безотказной работы 0,997, средняя наработка на отказ

ч. Также подробно рассмотрен процесс программирования микроконтроллера.

Рисунок 3 - Внешний вид устройства радара на базе платформы Ардуино
В конструкторской части описана конструкция и разработана инструкция по эксплуатации устройства радара на базе платформы Ардуино, позволяющая пользователю правильно настроить компьютер для работы с устройством и подключить разработанное устройство к компьютеру.

В технологической части произведен расчет параметров печатной платы разработанного устройства. Дано подробное описание процесса изготовления печатной платы, позволяющего получить качество печатного рисунка, сравнимое с промышленным производством.

Разработаны мероприятия по охране труда, техника безопасности при изготовлении печатной платы и при работе с персональным компьютером, требования при организации рабочего места пользователя ПК.

В экономической части произведен расчет основных экономических показателей, из которых видно, что конструкция разработанного устройства радара на базе платформы Ардуино является эффективной и технологичной. Полная себестоимость устройства радара на базе платформы Ардуино составляет 4260,96 руб.

Разработанное устройство является простым, легким в эксплуатации, компактным, надежным и дешевым аналогом радара.

Практической значимостью устройства является, то что, прикрепив данное устройство к роботу мы обеспечиваем постоянное отслеживание окружающей обстановки, тем самым мы помогаем роботу определить препятствия ультразвуковыми датчиками. Робот сканирует местность, и анализируя площади секторов, определяет наиболее оптимальную траекторию. Это направление перспективно в наши дни. Роботы и другие автоматизированные устройства могут выполнить сложную, опасную работу.

Разработка устройства «умной» системы контроля и управления доступом на базе программно-аппаратной платформы Arduino

Галибин Е.С., студент Уфимского колледжа радиоэлектроники, телекоммуникаций и безопасности

Королькова Г.М., научный руководитель, преподаватель Уфимского колледжа радиоэлектроники, телекоммуникаций и безопасности
В данном проекте разработано устройство системы контроля управления доступом на базе платформы Arduino. Устройство представляет собой систему ограничения и предоставления доступа.

В общей части проекта рассмотрены назначение устройства и принцип его работы. Также рассмотрены аналогичные устройства, их характеристики, схемы и их недостатки по сравнению с разработанным. В результате сравнения выяснился ряд преимуществ разработанного устройства по сравнению с его аналогами. Данное устройство надёжно, просто и имеет более широкую область применения. Оно легко модернизируется и подстраивается под обстоятельства использования. Также это устройство не нуждается в постоянном профессиональном обслуживании, что уменьшает затраты на его использование.

В специальной части разобраны структурная и принципиальная схемы устройства СКУД и описан принцип работы.

Рисунок 1 Структурная схема устройства СКУД

$c:\users\talib-7(2016)\desktop\более мение\готовое принципиалка без рамки.jpg$

Рисунок 2 Принципиальная схема устройства СКУД
В расчётной части произведён выбор элементной базы и её обоснование. Было проведено сравнение всей элементной базы с аналогичными элементами устройства СКУД.

Так же был произведён расчёт надежности элементов устройства и всего устройства в целом.

Разработана управляющая программа для устройства СКУД. Она представляет собой скетч программы, контролирующей все элементы. Написаны комментарии для кода. Произведена прошивка микроконтроллера и проверка работы управляющей программы.
$c:\users\karinka\desktop\7.png$
Рисунок 3 Загрузка программы в микроконтроллер
Разработана конструкция устройства СКУД. Она представляет собой печатную плату, с одной стороны которой расположен токопроводящий рисунок, а с другой стороны расположены все элементы. Устройство устанавливается в корпус.

$c:\users\karinka\desktop\6.jpg$
Рисунок 4 Конструкция устройства СКУД

Написана инструкция по настройке и эксплуатации устройства СКУД. В ней описывается, как записать новых пользователей в систему, а так же как их удалить из нее. Описана индикация процессов на дисплее.

$c:\users\karinka\desktop\4.jpg$
Рисунок 5 - Запись пользователя в базу устройства СКУД
В технологической части произведены расчёты для создания печатной платы. Из расчётов выяснились параметры для производства печатной платы.

Описано изготовление печатной платы. Описан каждый этап для изготовления печатной платы. Разработан рисунок печатной платы устройства СКУД. Рисунок был перенесён на печатную плату, после чего произвели травление рисунка. Установили и припаяли все элементы устройства.
$c:\users\karinka\desktop\1.jpg$
Рисунок 6 - Токопроводящий рисунок печатной платы устройства СКУД
В технике безопасности описаны требования при работе с ПК, необходимые условия для работы и меры предосторожности. Так же описаны меры предосторожности для предотвращения пожаров.

Описана правильная организация рабочего места, для безопасной и удобной работы.

Изучена техника безопасности при изготовлении печатной платы. В ходе изучения выяснены необходимы меры предосторожности для безопасной работы с хлорным железом, паяльником и сверлильным оборудованием.

В экономической части произведены расчёты затрат на детали и изготовления устройства СКУД. В ходе расчётов вычислена полная себестоимость устройства и выгода от его покупки по сравнению с его аналогами.
Разработка автоматизированной системы контроля доступа

Ибатуллин Д.Р., студент Уфимского колледжа радиоэлектроники, телекоммуникаций и безопасности

Арефьев А.В., научный руководитель, преподаватель Уфимского колледжа радиоэлектроники, телекоммуникаций и безопасности
Целью данной работы являлась разработка системы контроля и управления доступом, позволяющей предотвратить несанкционированный доступ к охраняемым объектам предприятия, а также, позволяющей получать и сохранять информацию в реальном времени, затем просмотреть информацию о событиях в системе.

Для достижения поставленной цели был проведен анализ существующих систем контроля и управления доступом. Был выбран RFID метод идентификации пользователя. Этот метод был выбран за счет низких материальных затрат на построение системы, а также сыграла роль относительная привычность данного метода идентификации для рядового пользователя.

В ходе выполнения данной работы был разработан контроллер СКУД и веб-сервер, который был связан с контроллерами по Ethernet.

Структурная схема работы контроллера СКУД
Программная часть реализована с архитектурой клиент/сервер. Результатом разработки являются архитектура разработанной системы, структура и схема электрическая принципиальная устройства контроля и управления доступом.

Структурная обмена информации между контроллером и веб-сервером
Обмен информации между контроллером и веб-сервером происходит при помощи HTTPGET-запросов. Благодаря использованию веб-сервера в качестве управляющей системы, возможно расширение системы в дальнейшем т.к. для этого достаточно изменить php-код и перезапустить сервер. В дальнейшем возможна разработка других устройств, которые смогут совместно работать в одной системе под управлением одного веб-сервера. Также имеется возможно использовать различные СУБД для упрощения взаимодействия с базами данных, например, MySQL.

Применение данной системы даст возможность качественно улучшить решение таких важных задач как безопасность труда, соблюдение трудовой дисциплины, сохранность материальных ценностей, коммерческая тайна.

Разработка данной системы дает следующие преимущества:

-возможность контролировать рабочее время сотрудников;

- контроль и ограничение доступа посетителей и в то же время беспрепятственный проход сотрудников;

- получение информацию в реальном времени;

-дешевизна;

-организация базы данных на каждую точку прохода.
Разработка устройства «Интернет – радио на базе программно – аппаратной платформы Arduino»

Король П.С, студент Уфимского колледжа радиоэлектроники, телекоммуникаций и безопасности

Даукаева Э.Р, научный руководитель, преподаватель Уфимского колледжа радиоэлектроники, телекоммуникаций и безопасности

В настоящее время микроконтроллеры имеют широкое применение в повседневной жизни. Именно микроконтроллеры используются в большинстве ежедневных электронных гаджетов, таких как колонки, сотовые телефоны, микроволновые печи, ЖК–дисплеи, переключатели, холодильники, телефоны, стиральные машины и автомобильные системы управления двигателем.

Микроконтроллер можно назвать миниатюрным компьютером, выполненным в виде небольшой микросхемы, в которой на одном «кристалле» содержатся все основные компоненты: процессор, периферия, устройства ввода – вывода, а также оперативная память (ОЗУ) и энергонезависимая память (ПЗУ). Именно поэтому, с самого начала, микроконтроллеры называли однокристальными микро – ЭВМ, но, со временем, это название было вытеснено более современным словом «Микроконтроллер», которое лучше отражает его предназначение.

Интернет – радио – это средство массовой информации, передающее звуковые вещательные передачи и музыку посредством глобальной сети Интернет (WAN) в любую точку мира, где есть доступ в Интернет, или посредством локальной вычислительной сети (LAN) на любой компьютер, подключённый к этой сети.

Как и обычное эфирное радио, радио в Интернете охватывает широкий спектр интересов многочисленных групп и сообществ. В программах различных каналов присутствуют музыка множества стилей и направлений, информационные выпуски, развлекательные шоу, беседы о культуре и искусстве, прогнозы погоды, гороскопы и другие программы, которые составляют весь спектр современных радиоканалов.

Вещание в Интернете имеет свои преимущества и недостатки. Среди преимуществ нужно отметить тот факт, что обратиться к любимому радиоканалу можно практически из любой точки мира, то есть послушать какую – либо австралийскую радиостанцию вполне возможно из Европы или Америки. Это делает интернет – радио популярным среди иммигрантов и людей, которые не имеют возможности для качественного обслуживания местных эфирных радиостанций.

Среди недостатков – это значительное потребление интернет – трафика и требование к достаточно высокой скорости передачи данных. Хотя, в целях того, чтобы слушателям было комфортно, большинство станций Интернет – радио передают сигнал в нескольких режимах, различающихся по качеству звука и скорости передачи данных. Зависимость прямо пропорциональна, то есть чем меньше скорость передачи сигнала, тем ниже качество звука

В соответствии с поставленной задачей был разработан проект устройства «Интернет – радио на базе платформы Arduino»

Проведен обзор аналогов существующих устройств для дальнейшего сравнения с разрабатываемым.

Сравнение показывает, что разработанное устройство «Интернет – радио на базе платформы Arduino» более приемлемо в цене и меньше по габаритам, что дает ему возможность быть более доступным и выгодным в использовании.

Помимо Arduino в проекте используется еще несколько блоков:

Ethernet – module – ввод данных в Arduino с сервера;
LCD – module – вывод данных с Arduino на экран;
MP3 – module – вывод данных с Arduino на динамики;
динамик – вывод данных в виде музыкальных композиций;
кнопка 1,2 – переключение радиостанций.

Структурная схема устройства
Представлена электрическая принципиальная схема, для возможности изучения принципа работы всей схемы в целом и последующего его правильного использования в практической деятельности.

Основным элементом при разработке принципиальной схемы является платформа Arduino.Она соединяется с LCD – модулем (HG1), который, получив информацию, выводит данные на экран. Arduino соединяется МP3 – модулем (DD1), который, получив информацию с Arduino, декодирует ее и выводит на устройство воспроизведения. Arduino соединяется с Ethernet модулем (DD3), который посылает запрос на Web – radio сервер и ожидает ответа. Две кнопки (SB1 и SB2), соединяемые с Arduino, используются для навигации.

Проведены обзор и сравнение аналогов компонентов, используемых при разработке устройства.

Arduino Pro Mini, благодаря отсутствию разъема Mini USB, уступает Arduino Nano, используемому в устройстве.

Плата Ethernet Shield модуль на базе Enc28J60 не только выгоднее своего аналога «Arduino Ethernet Shield» с финансовой точки зрения, но также и меньше по размеру.

Плата «MP3 Decoder VS1053», несмотря на схожие характеристики с платой MP3 Music VS1053, имеет меньшую цену, а также большую надежность, что делает ее более выгодным вариантом для использования.

Элемент «LCD дисплей 84x48 Nokia 5110» более удобен, благодаря меньшему количеству выводов, чем его аналог «графический дисплей 128x64 с контроллером ST7920».

Программирование микроконтроллера выполняется с помощью программы Arduino 1.6.8, которая удобна для использования, благодаря встроенным функциям.

Устройство разрабатываемого «Интернет – радио» представляет собой монтажную плату с несколькими элементами на ней. Монтажная плата выбрана благодаря возможности удобного расположения на ней всех необходимых элементов и дальнейшего соединения их с Arduino Nano с помощью проводов. Arduino Nano закреплена на краю платы для возможности вывода встроенного USB интерфейса из корпуса устройства. Ethernet – модуль закреплен на противоположном краю платы для удобства подключения локальной сети. LCD – модуль и кнопки расположены на верхней стороне корпуса, для возможности просмотра информации о текущей радиостанции и смене ее на следующую или предыдущую. MP3 – модуль расположен рядом с Arduino Nano на плате так, чтобы не было неудобств при подключении динамиков или наушников.

Монтажная плата и все находящиеся на ней модули размещены в пластмассовом корпусе размерами 197,4 х 113 х 63 миллиметров.

Для соединения с Интернетом, необходимо подключить LAN – кабель или подключенный к роутеру патч – корд в специальный порт на устройстве.

Для воспроизведения музыкальных радиостанций, необходимо подключить наушники или динамик к разъему 3,5 Audio Jack

Для подачи питания на устройство, необходимо подключить устройство к компьютеру с помощью кабеля USB. При подключении к компьютеру прозвучит звуковой сигнал, означающий, что компьютер определил устройство.

После запуска устройства и информационного оповещения, на экране появится информация о текущей радиостанции, а в наушниках или динамике – звук.

Рассчитаны показатели надежности. Показатель интенсивности отказов равен 0,0858*10^–6, вероятность безотказной работы близка к единице, а наработка на отказ равна 11655012 часов. Благодаря проведенным расчетам можно сделать вывод, что надежность устройства «Интернет - радио на базе платформы Arduino» достаточно высока.

Произведены расчеты основных экономических показателей устройства:

расчет затрат на материалы, полуфабрикаты и покупные, комплектующие изделия;
расчет фонда заработной платы;
расчет полной себестоимости и цены изделия.

В результате проведенных расчетов полная себестоимость устройства – 5212,12 рубля, а оптовая цена равна 6254,54 рубля.

Благодаря своим небольшим габаритам, разработанное устройство может использоваться для рекламных или развлекательных целей. Благодаря устройству, к любимому радиоканалу можно подключиться практически из любой точки мира, то есть послушать какую – либо австралийскую или американскую радиостанцию вполне возможно из России. Благодаря этому устройство может быть популярно у людей, которые не имеют возможности для качественного звучания местных эфирных радиостанций.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

	Дипломный проект) На тему Флэш-накопитель с информационным дисплеем ( Факультет электроники и телекоммуникаций Кафедра радиоэлектроники и телекоммуникаций		Дипломная работа На тему «Оптимизация технологических процессов изготовления лазерных зеркал» Факультет электроники и телекоммуникаций Кафедра радиоэлектроники и телекоммуникаций
	Дипломная работа или дипломный проект На тему «Лазерная установка... Факультет электроники и телекоммуникаций Кафедра радиоэлектроники и телекоммуникаций		История связи информационный дайджест Архангельский колледж телекоммуникаций (филиал) Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им проф. М. А....
	Уфимский государственный колледж радиоэлектроники утверждаю Практическая работа №29 Разработка проекта плана мероприятий угкр по совершенствованию пожарной безопасности объекта		Отчет по результатам самообследования Государственного бюджетного... ...
	«уфимский государственный колледж радиоэлектроники» Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования		Уфимский государственный колледж радиоэлектроники утверждаю Практические занятия №4,5 «Расчёт разветвлённой цепи с помощью законов Кирхгофа»
	Рабочая программа профессионального модуля пм. 01 Ведение технологического... ...		Уфимский государственный колледж радиоэлектроники утверждаю Настройка интеллектуальных параметров оборудования технологических мультисервисных сетей (vlan, stp, rstp, mstp, ограничение доступа,...
	Уфимский государственный колледж радиоэлектроники утверждаю Практическое занятие №13 «Решение задач по определению соотношения Международной системы с единицами системы егс и внесистемными...		Практическая работа №1,2 «Организация блоков памяти» Государственного бюджетного образовательного учреждения среднего профессионального образования «Уфимский государственный колледж...
	И радиоэлектроники Большое количество пожаров, происходящих на предприятиях, в учреждениях, организациях и быту объясняются, прежде всего, несоблюдением...		Сборник методических указаний для студентов по выполнению лабораторных работ дисциплина «химия» Методические указания для выполнения лабораторных работ являются частью основной профессиональной образовательной программы Государственного...
	Методические указания по выполнению практических работ адресованы... «Уфимский государственный колледж радиоэлектроники» по специальностям спо 210709 «Многоканальные телекоммуникационные системы», 210723...		Разработка методов обеспечения безопасности использования информационных... Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном бюджетном учреждении высшего профессионального образования Сибирский...

«уфимскийгосударственный колледж радиоэлектроники, телекоммуникаций и безопасности»

Похожие: