Интегрированная система управления и мониторинга электрических приборов дома

1.

Интегрированная система
управления и мониторинга
электрических приборов дома
Исполнитель: студент гр. 910201
Кахановский Вячеслав
Александрович
Руководитель: ассистент кафедры ЭТТ
Емельянов Виктор Викторович

2.

Задачи дипломного проекта
• выбор и обоснование элементной базы, унифицированных
узлов, установочных изделий и материалов конструкции;
• выбор и обоснование компоновочной схемы и методов
конструирования;
• расчет конструктивных параметров изделия;
• расчет технологических параметров изделия;
• разработка печатного узла и корпуса устройства с помощью
САПР;
• разработка программного обеспечения устройства;
• технико-экономическое обоснование проекта;
• охрана труда и экологическая безопасность.

3.

Актуальность темы дипломного проекта
Цель: разработать устройство, которое позволит контролировать
энергопотребление в режиме реального времени, а также предоставлять
информацию об использовании электроприборов.
Преимущества разрабатываемого устройства:
1. Снижение энергопотерь, оптимизация использования энергии и уменьшение
затрат на электроэнергию.
2. Низкая стоимость, которая не урезает необходимую функциональностью.
3. Схемотехническая простота с одновременной многофункциональностью и
гибкостью.

4.

Аналоги разрабатываемой конструкции
– отображение времени и дня недели выводящем
устройстве;
– индикация значений электрического тока и потребления
электроэнергии;
- подключение к телефону/компьютеру;
– функция контроля приборов;
– настройка временных значений работы приборов;
– отображение неисправности работы датчиков;
– измерение температуры окружающей среды;
– запись данных на SD карту;
– функция выходного дня;
– защита настроек;
– автоматическая защита управления.
Sense Home
Energy Monitor

5.

Аналоги разрабатываемой конструкции
– отображение времени и дня недели;
– функция контроля потребления;
– дистанционное отключение освещения;
– настройка режимов работы;
– дистанционное управление освещением;
– пыле- и влагозащита главного блока;
– защита от замерзания;
– отображение неисправности работы
осветительных приборов;
– удобство и надежность эксплуатации;
– возможность взаимодействия с системой умного
дома через протокол Zigbee.
Phillips Hue Smart

6.

Структурная
схема
устройства

7.

Принципиальная
схема
устройства

8.

Компоновочный
Коэффициент
0,6
заполнение
Исходя из полученной
площади выбираем размеры
платы 70 x 70мм и размеры
корпуса 82 x 82 x 41.

9.

Печатная плата

10.

Электронный модуль…

11.

…и немного технических требований

12.

Расчет дестабилизирующих факторов
Расчет механической прочности и системы виброударной защиты
Обеспечения электромагнитной совместимости
Оценка теплового режима
Температуру корпуса
Температуру нагретой зоны

13.

Расчет показателей надежности
Наработка на отказ
Вероятности безотказной работы за
10000ч

14.

Чертеж детали

15.

Сборочный чертеж устройства

16.

Расчет показателей технологичности
Конструкция
модуля
в
достаточной
степени
отработана
на
технологичность, так как
уровень технологичности

17.

Технико-экономическая эффективность
Отпускная цена 422 руб
Суммарное значение инвестиций в
производство
Рентабельность инвестиций

18.

Охрана труда и техника безопасности

19.

Заключение
В дипломном проекте произведён анализ технического задания на проектирование
устройства, проведена анализ конструктивных и схемотехнических решений. В ходе
выполнения были проведены необходимые конструкторские расчеты, показатели
которых говорят о целесообразности разработки данного устройства
Выбрана и обоснована элементная база и выбраны материалы конструкции:
материалом для печатной платы был выбран FR4, а для корпуса устройства пластик АБС
– 2020-31 ТУ 6-05-1587-84.
Проведены
конструкторско-технологические
расчеты
параметров
модуля
интегрированной системы управления и мониторинга: коэффициент заполнения по
объему 0,6, а комплексный показатель технологичности 0,83.
Проведено технико-экономическое обоснование разработки устройства и
произведены соответствующие расчеты, которые подтверждают окупаемость инвестиций
на второй год производства. Рентабельность инвестиций составила 43,3%.
Проведен анализ условий труда и меры предосторожности на рабочем месте
оператора персонального компьютера, произведены расчеты электробезопасности
рабочего места: было рассчитано значение тока проходящее через организм человека 5
мА.

20.

Спасибо за внимание