Применение микропроцессорных систем для проектирования учебного макета «Световой сигнализатор приближения»

1. Применение микропроцессорных систем для проектирования учебного макета «Световой сигнализатор приближения»

РАЗРАБОТАЛ СТУДЕНТ ГР. AOKC/21
РЫЖАКОВ МАКСИМ АЛЕКСЕЕВИЧ

2. Главной целью дипломного проекта является разработка учебного макета «Световой сигнализатор приближения»

Для достижения поставленной цели необходимо решить такие задачи как:
- Провести теоретический анализ применения микропроцессорных систем и современных решений для
умного дома.
- Проанализировать возможности MK Arduino D1 WiFi.
- Спроектировать схему будущего макета.
- Разработать схему электрическую структурную учебного макета «Световой сигнализатор приближения».
- Собрать учебный макет и запрограммировать выбранный контроллер.
- По принципиальной схеме MK Arduino D1 WiFi выполнить расчет надежности элементной базы платы
MK Arduino D1 WiFi.
- Проанализировать экономическую целесообразность проектирования данного учебного макета.
- Рассмотреть вопросы соблюдения техники безопасности во время проектирования и эксплуатации макета.

3. Классификация микропроцессорных систем

Микропроцессорные системы являются фундаментом большинства
современных электронных устройств и автоматизированных решений. Они
обеспечивают обработку, хранение и передачу данных, а также управление
периферийными компонентами. Правильный выбор типа микропроцессорной
системы — зависит от конкретных задач, предъявляемых требований и
условий эксплуатации, а именно:
-
По уровню интеграции компонентов
-
По архитектуре процессора
-
По назначению
-
По разрядности

4. Автоматизация охранной системы с использованием оборудования ООО МК «КРОНА»

Автоматизация охранных систем с использованием оборудования ООО
МК «КРОНА» основана на применении современных
микроконтроллеров, сенсоров и специализированного программного
обеспечения. Продукция компании включает системы
видеонаблюдения, сигнализации и управления доступом, обеспечивая
надёжную защиту объектов. Используемые решения позволяют не
только фиксировать угрозы, но и оперативно реагировать на них в
автоматическом режиме, что повышает безопасность и снижает
необходимость постоянного участия оператора.

5. Arduino D1 WiFi — это удобная и недорогая плата на базе модуля ESP8266 (чип ESP8266EX), которая совмещает в себе функции

микроконтроллера и модуля Wi-Fi. Она оснащена
встроенной памятью, периферией и разъёмом
под внешнюю антенну, что позволяет расширить
зону приёма сигнала. Плата легко
программируется в среде Arduino IDE, что делает
её понятной и доступной даже для начинающих.
Благодаря компактности, стабильной работе и
простоте подключения, она широко используется
в проектах умного дома, системах автоматизации
и устройствах Интернета вещей (IoT).

6. Схема электрическая структурная учебного макета «Световой сигнализатор приближения»

7. Макет «Световой сигнализатор приближения»

Фото компонентов
Схема макета

8. Ультразвуковой датчик HC-SR04

Ультразвуковой модуль HC-SR04 —
бесконтактный датчик, измеряющий
расстояние до объектов с помощью
ультразвуковых сигналов. Он широко
используется в автоматизации,
робототехнике и охранных системах
благодаря точности и надёжности.
Принцип действия основан на измерении
времени пролёта ультразвукового импульса:
модуль посылает короткий звуковой сигнал,
который отражается от объекта и
возвращается обратно, а затем
рассчитывает расстояние по времени
между отправкой и приёмом сигнала.
Технические характеристики:
Рабочее напряжение 5 В.
Ток потребления (активный режим)
~15 мА.
Диапазон измерений 2-400 см.
Разрешающая способность 0,3 см.
Угол обзора 15°.
Угол чувствительности 30°.
Длительность ультразвукового
импульса 1 мкс.

9. Управляющая программа

RemoteXY — это простая программа для
создания интерфейсов управления
устройствами через смартфон или по
Wi-Fi. Она позволяет быстро настроить
связь и управлять
микроконтроллерами, не требуя
глубоких знаний в программировании.

10. Управляющая программа

#include <RemoteXY.h>
Подключает библиотеку RemoteXY.
#define REMOTEXY_MODE__ESP8266WIFI_LIB_POINT
Определяет режим соединения как “точка доступа” (ESP8266 как
WiFi точка доступа).
Задает имя WiFi сети (точка доступа).
Задает пароль для WiFi сети.
#define REMOTEXY_WIFI_SSID "asd"
#define REMOTEXY_WIFI_PASSWORD "12345678"
RemoteXY_Init();
pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
RemoteXY_Handler();
Определяет порт для связи с сервером RemoteXY.
Массив данных, определяющий конфигурацию интерфейса
RemoteXY.
Структура, которая содержит переменные, используемые для
отправки и получения данных через RemoteXY.
Переменная типа строка, которая будет использоваться для
отправки расстояния, измеренного датчиком.
Переменная, которая показывает состояние соединения
(подключено или нет).
Определяет пин, к которому подключен триггерный сигнал
ультразвукового датчика.
Определяет
пин,
к
которому
подключен
эхо-сигнал
ультразвукового датчика.
Инициализирует библиотеку RemoteXY.
Устанавливает пин TRIG_PIN в режим вывода.
Устанавливает пин ECHO_PIN в режим входа.
Обрабатывает входящие и исходящие сообщения RemoteXY.
digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
Устанавливает пин TRIG_PIN в низкий уровень (0).
digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
Устанавливает пин TRIG_PIN в высокий уровень (1).
long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
Измеряет длительность импульса на пине ECHO_PIN (эхосигнал).
Вычисляет расстояние до объекта в сантиметрах.
Преобразует измеренное расстояние в строку и сохраняет в
переменную
Обрабатывает сообщения RemoteXY для отправки данных на
мобильное приложение.
#define REMOTEXY_SERVER_PORT 6377
uint8_t RemoteXY_CONF[]
struct RemoteXY
char text_01[11];
uint8_t connect_flag;
#define TRIG_PIN 12
#define ECHO_PIN 13
int distance_cm = duration * 0.034 / 2;
sprintf(RemoteXY.text_01, "%d", distance_cm);
RemoteXY.text_01.
RemoteXY_Handler();

11. Расчет надежности платы Arduino D1 WiFi

12. Расчет надежности платы Arduino D1 WIFI

Группы элементов
Резисторы
N,
шт.
34