Automobilių apsaugos sistema Arduino

Darbo duomenys: 12 voltų maitinimo šaltinis. Aiškinamojo rašto turinys: Baigiamojo darbo žiniaraštis Darbo anotacija lietuvių kalba Darbo anotacija užsienio kalba Įvadas 1. Baigiamojo darbo dalys 1. 1. Panašių apsaugos sistemų apžvalga 1. 2. Komponentų analizė 1. 3. Arduino uno programos kodo veikimas ir schemos jungimas 1. 4. Montažinės plokštės maketavimo ir litavimo darbai 1. 5. Ekonominė dalis Išvados ir rekomendacijos Naudotos literatūros ir šaltinių sąrašas DARBO ANOTACIJA LIETUVIŲ IR UŽSIENIO KALBA Anotacija Baigiamojo darbo tikslas suprojektuoti ir pagaminti automobilių apsaugos sistemų maketą, kurio paskirtis apsaugoti automobilį nuo vagysčių ir įspėti apie jas. Aprašomojoje dalyje apžvelgiau panašias automobilio apsaugos sistemų atliekamas funkcijas bei kaip veikia automobilių apsaugos komponentai. Konstrukcinėje dalyje aiškinama kaip veikia Arduino mikroprocesorinės platformos kodas ir schemos jungimas. Ekonominėje dalyje apskaičiuota maketo vertė. Annotation Job objective is to engineer and create cars safety system model, which main purpose is to inform owners and protect car from possible theft. Description part contains a research about similar cars security systems functions and explores how different secutity components are used together. Contruction part explains Arduino microprocesors code working principle and whole scheme. Economic part is required to calculate cars security system model value. 1. ĮVADAS Kiekvienas žmogus nori apsaugoti savo turtą. Automobilis yra gana brangus pirkinys, todėl norėtumėme, kad jo niekas nepavogtų, ar jį pavogti būtų sunkiau. Automobilyje laikome vertingus daiktus: kompaktinių diskų grotuvą, kartais paliekame piniginę ar įvairius dokumentus, todėl būtina saugoti juos. Mano sukurtoje apsaugos sistemoje yra smūgių daviklis, kurio paskirtis - pajutus smūgį įjungti garsinį signalą ir įspėti apie vagystę. Taip pat yra ultragarsiniai jutikliai, kurie stebi aplinką (ar yra judėsys). Užfiksavus judesį įjungiamas automobilio garsinis signalas. Jeigu automobilio durys bus išplėštos, duryse esantis daviklis matys durų atidarymą ir apie tai informuos įjungdamas garsinį signalą. Automobilyje įmontuoti du šviestukai. Pirmojo šviestuko paskirtis mirksėti ir įspėti, kad signalizacija yra įjungta. Antrojo švietuko paskirtis automobilio užrakinimo ir atrakinimo metu sumirksėti. Darbo tikslas: Sukurti automobilių apsaugos sistemą ir pagaminti demonstracinį maketą. Darbo uždaviniai: 1. Išnagrinėti automobilių apsaugos sistemas. 2. Parinkti reikiamus elementus, jutiklius bei vykdyklius maketo gamybai. 3. Suprojektuoti ir pagaminti projekto maketą. 4. Apskaičiuoti maketo gamybos išlaidas. Rezultatai, kuriu siekiama baigiamajame darbe: • Gebėti nusakyti inžinerinius uždavinius, sudaryti šių uždavinių sprendimo modelius, analizuoti jų charakteristikas, vadovaujantis fundamentinių inžinerinių mokslų dėsningumu. • Gebėti vertinti inžinerinius sprendimus, ekonominiu darbo aspektus. • Gebėti vykdyti automobilių elektrinių ir elektroninių sistemų patikrą, techninę priežiūrą bei analizuoti gedimų priežastis remiantis elektromechanikos, elektros, elektroninių ir automatikos įtaisų sandaros, jų veikimo principų, parametrų nustatymo žiniomis. Gebės parinkti automobilių elektroninių sistemų įtaisus. • Gebėti atlikti elektroninių sistemų derinimo ir reguliavimo darbus, rasti maitinimo šaltinio gedimus, jų priežastis, parinkti matavimo prietaisus, analizuoti struktūrines ir principines schemas. • Gebėti projektuoti automobilių elektros bei elektroninę įrangą, jos gamybos technologinį procesą • Išmanyti elektrines ir elektronines schemas, jų veikimo principus ir darbo modelių parinkimą • Savarankiškai gilinti žinias profesinėje veikloje • Gebėti įvertinti verslo aplinką, planuoti ir organizuoti įmonės (padalinio) veiklą, analizuoti jos veiklos rezultatus, dalyvauti komandos darbe, veiksmingai ir atsakingai komunikuoti. 2. LITERATŪROS APŽVALGA 2.1. Panašių apsaugos sistemų apžvalga 2.1.1. Analoginė adaptyvinė saugos sistema „SEO PERFECT“ Adaptyvinės sistemos – tai apsaugos sistemos, kurios valdomos automobilio gamykliniu valdymo pulteliu. Šias sistemas rekomenduojame montuoti į automobilius turinčius du ar daugiau gamyklinio centrinio užrakto valdymo pultelius (raktus) arba turinčius „KEYLESS-GO“ funkciją – tokiu būdu neprarandamas komfortas. Tokia apsaugos sistema turi garsinį aliarmą, kuris aktyvuojamas įsibrovimo į automobilį arba automobilio pajudinimo atveju. Įsibrovimas sekamas vidiniais salone sumontuotais tūrio davikliais, o išorės veiksniai sekami smūgio arba posvyrio davikliais. Aktyvuoto aliarmo atveju taip pat blokuojamas automobilio užvedimas, taigi tai efektyviai apsaugo automobilį nuo greitos vagystės. Saugos sistemos funkcijos: • Adaptyvinė saugos sistema, valdoma gamykliniais automobilio rakteliais. • Galimas universalus montavimas arba pagal adaptuotą jungimo schemą. • Avarinis išjungimas 4 skaičių PIN kodu. • Galimybė jungti papildomus daviklius: ultragarso, mikrobangų. • Komplektuojama su autonomine sirena BS 46, 2-jų lygių smūgio jutikliu. 1 pav. saugos sistema SEO PERFECT [5] 2.1.2. Automobilių apsaugos sistema „ALT-SECURITY 300R“ Automobilinė apsaugos sistema „ALT-SECURITY 300R“ – tai sistema, skirta automobiliams su orginaliu, gamykliniu, centrinio užrakto nuotolinio valdymo, pulteliu. Papildomai gali būti valdoma ir „ALT-SECURITY“ pulteliais. Savybė, kad nereikia naudoti atskirų apsaugos sistemos išjungimo pultelių, leidžia sistemai „300R“ pirmauti tarp populiariausių automobilinių apsaugos sistemų. Specializuota programinė įranga, kiekvienam automobilio modeliui, užtikrina ilgalaikę eksploataciją. „300R“ turi du degimo blokavimo būdus - išorinį ir vidinį. Programuojamas avarinio išjungimo PIN kodas, suteikia galimybę išjungti sistemą ir tęsti automobilio eksplotavimą. 2 pav. Automobilių apsaugos sistema ALT-SECURITY 300R [2] 1 lentelė. Automobilių apsaugos sistema „ALT-SECURITY 300R“. Techniniai duomenys. Maitinimo įtampa 12v Maitinimo srove budėjimo režimas 17mA Darbo temperatūra -30°C - +80 °C Gabaritai 100x 70 x 22mm Europos kokybės sertifikatas E20 (CE) + 2.2. Komponentų analizė 2.2.1. Arduino platforma Arduino yra atviro kodo mikroprocesorinė platforma, pagrįsta skaitmeninių įėjimų ir išėjimų plokšte, paprasta bei intuityvia programavimo kalba, kuri yra platinama nemokamai. Ši platforma, suteikia išbaigtą, lanksčią, lengvai naudojamą aparatūrą ir programinę įrangą. Ji yra itin mėgiama menininkų, dizainerių bei kitų jaunųjų technikų. Arduino gali būti naudojama kuriant savarankiškas, interaktyvias aplikacijas arba gali būti prijungta prie kompiuterio programinės įrangos ir atlikti tam tikrus tarpinius skaičiavimus. Platforma pajėgi nuskaityti įvairių jutiklių duomenis, juos apdoroti, valdyti platų spektrą vykdiklių (nuolatinės srovės, žingsninius variklius, servo pavaras). Platforma Arduino standartiškai su PK (personalinis kompiuteris) komunikuoja naudojant USB jungtį, bet panaudojus atitinkamą išplėtimo plokštę (angl.shield), galima sėkmingai komunikuoti naudojant Bluetooth, Wi-fi, Ethernet duomenų perdavimo jungtimis. Norint atlikti paprastą užduotį, reikia atlikti daug paruošiamųjų darbų, naudojant mikrokontrolerį: išsirinkti tinkamą mikrokontrolerį; išsiaiškinti šio mikrokontrolerio prijungimo schemą; užsakyti reikalingas dalis, jas sujungti; parsisiųsti reikalingą programinę įrangą, skirtą programuoti mikrokontrolerį; išsiaiškinti, kaip pasirinktas mikrokontroleris komunikuoja su PK; instaliuoti reikiamas tvarkykles; nusipirkti arba pasigaminti programatorių, skirtą užprogramuoti mikrokontrolerį; suprasti, kaip reikia rašyti programinį kodą mikrokontroleriui ir t.t. 3 pav. Arduino plokštė Arduino platforma daugelį šių darbų eliminuoja arba žymiai palengvina, dėl savo konstrukcijos ir programinės įrangos ypatybių. Arduino techninę dalį sudaro spausdinto montažo plokštė su mikrokontroleriu ir kitais komponentais, reikalingais užtikrinti stabilų energijos tiekimą, galimybe prijungti prie kitų įrenginių ir tinkamai komunikuoti su PK. Arduino programinė įranga yra bandymas supaprastinti kodo rašymą, pernelyg neapribojant vartotojo lankstumo. Ji grindžiama daugeliu kitų atviro kodo projektų, taikant juos prie Arduino techninės aparatūros. Ši programinė įranga susideda iš dviejų pagrindinių dalių: vystymosi aplinkos ir pagrindinės bibliotekos, abi šios dalys yra atviro kodo. 2.2.2. Tranzistoriai Tranzistoriumi vadinamas puslaidininkinis prietaisas su viena arba keliomis pn sandūromis, tinkantis galiai stiprinti ir turintis tris arba daugiau išvadų. Jie yra mechaniškai patvarūs ir ilgai veikia, todėl tranzistoriniai elektroniniai elementai yra patikimesni. Prie dabartinių tranzistorių trūkumų reikia priskirti: atskirų egzempliorių parametrų sklaidą, aplinkos temperatūros įtaką, bei aukštą savąjį triukšmo lygį. 2 pav. Tranzistoriaus struktūra : a - pnp tranzistorius : b – npn tranzistorius [13] 2 paveiksle schematiškai parodyta plokštuminio dvipolio tranzistoriaus su dviem pn sandūromis struktūra. Pagrindinis tranzistoriaus elementas yra germanio arba silicio kristalas, kuriame sudarytos trys skirtingos laidumo sritys. Dvi kraštinės sritys visuomet yra to paties tipo laidumo, o vidurinės srities laidumas yra priešingas. 2 paveiksle, b dalyje, pavaizduotas plokštuminis tranzistorius, kurio kraštinės sritys yra elektroninio laidumo, o vidurinė – skylinio. Tokie prietaisai vadinami npn tranzistoriais. 2 paveiksle, a dalyje, schemiškai pavaizduoto tranzistoriaus kraštinės sritys yra skylinio laidumo, o vidurinė – elektroninio. Tokie prietaisai vadinami pnp tranzistoriais. Abiejų tipų tranzistoriuose vyksta analogiški fiziniai procesai. Vidurinė tranzistoriaus sritis vadinama baze; viena iš kraštinių sričių vadinama emiteriu, kita – kolektoriumi. Prie kiekvienos iš sričių prilituoti išvadai, kuriais prietaisas jungiamas į schemą. 2 paveiksle matyti, kad tranzistoriuje yra dvi pn sandūros: emiterinė (tarp – emiterio ir bazės ) ir kolektorinė (tarp bazės ir kolektoriaus). Atstumas tarp jų labai mažas – keli mikrometrai. Vadinasi, bazės sritis yra labai plonas sluoksnis. Bet to, priemaišos atomų koncentracija bazės sluoksnyje labai maža – daug kartų mažesnė nei emiteryje. Tai yra svarbiausia tranzistoriaus darbo sąlyga. Tranzistorių konstrukcijos skiriasi, žiūrint, kokia jų galia ir kokiu būdu sudaromos pn sandūros. Tranzistorinio tiltelio veikimas: Tranzistorinis tiltelis (angl. H-bridge). Pavadinimo kilimę galime suprasti pažiūrėjus tranzistorinio tiltelio principinę schemą. Tranzistoriniu tilteliu galime keisti poliariškumą apkrovai, o taip labai patogu valdyti variklius. 3 pav. Tranzistorinis tiltelis principine schema [11] Principinėje schemoje matome kad sujungtas s1 ir s4 tranzistoriai. Jiems susijungus variklis sukasi į dešinę puse (4 pav.). 4 pav. Tranzistorinis tiltelis sukasi į dešinę pusę[11] Principinėje schemoje matome, kad sujungtas s2 ir s3 tranzistoriai. Jiems susijungus variklis sukasi į karę pusę (5 pav.). 5 pav. Tranzistorinis tiltelis sukasi į kairę pusę [11] 2 lentelė Tranzistorinės logikos reikšmių lentelė S1 S2 S3 S4 Rezultatas 1 0 0 1 Variklis sukasi į dešinę pusę 0 1 1 0 Variklis sukasi į kairę pusę 0 0 0 0 Variklis nesisuka 0 1 0 1 Variklio stabdymas 1 0 1 0 Variklio stabdymas 1 1 0 0 Neleistinas jungimas 0 0 1 1 Neleistinas jungimas 2.2.3. Ultragarsas Ultragarso bangos - tai dažnių, 2*104—2*108 Hz intervalo, tamprios bangos sklindančios, bet kokia medžiaga—dujine, skysta ar kieta. Žmogus ultragarso negirdi. Ultragarso bangų šaltiniai gali būti tiek natūralūs, tiek dirbtiniai. Natūralūs - griaustinis, jūrų ir vandenynų gaudesys, miškų ošimas, sniego gūsiai, kalnų griūtys. Dirbtiniai - įvairios sirenos, lėktuvų bei raketų reaktyviniai varikliai ir kt. Skysčiuose ir dujose daugiausiai plinta išilginės ultragarso bangos, o kietuose kūnuose gali sklisti tiek išilginės, tiek skersinės bangos. Ultragarso sklidimo greitis priklauso nuo duotos aplinkos tankio ir tamprumo savybių. Ore ultragarsas sklinda maždaug 330 m/s greičiu, didėjant temperatūrai greitis auga. Tam, kad aplinka sklistų ultragarsas būtina jį iš šaltinio perduoti aplinkai. Aplinkoje bangos svyruoja aplink pusiausvyros padėtis ir vyksta energijos perdavimas iš vienos dalelės kitai. Tuo būdu sklindant ultragarso bangai vyksta energijos pernešimas be medžiagos pernešimo. Ultragarso jutiklis HC-SR04 HC-SR04 atstumo jutiklis naudoja aukšto dažnio garsinį signalą ir jo aidą, kad nustatytų atstumą iki objekto. Šis jutiklis suteikia puikų nekontaktinį atstumo matavimo diapazoną, matavimo tikslumą. Jutiklis veikia nuo 2 centimetrų iki 4 metrų su 3 milimetrų paklaida. Jo veikimui saulės šviesa neturi jokio poveikio, ne taip kaip infraraudonųjų spindulių atstumo jutikliams. Šis jutiklis sunkiai aptinka objektus padengtus garsą sugeriančiomis medžiagomis; objektus į kuriuos garso banga krenta kampu; kitus objektus nuo kurių garso banga gali neatsispindėti . Šis jutiklis turi keturis išvadus : • Vcc; • Trigger; • Echo; • GND. Maitinimo įtampa tarp Vcc išvado ir GND yra +5V. Trigger išvadas yra skirtas įvesčiai. Tam, kad pradėti matavimus "TRIG" išvadas turi gauti aukšto lygio 10 mikro sekundžių impulsą. Praėjus tam tikram laiko tarpui jutiklis išsiunčia 8 ultragarso impulsus, kurių dažnis yra 40kHz. Išsiuntus impulsus yra laukiama grįžtančio aido. ECHO išvadas yra išvesties išvadas. Aptikus aidą valdiklis ECHO išvade suformuoja atitinkamos trukmės impulsą, kurio trukmė yra tiesiogiai proporcinga atstumui. Norint apskaičiuoti atstumą reikia atlikti skaičiavimus. Atstumas išreikštas centimetrais yra lygus: impulso laikas mikrosekundėmis padalintas iš 58. Gamintojas rekomenduoja atlikti bent 60 milisekundžių tarpsnius tarp matavimų tam, kad jutiklis neaptiktų praėjusio matavimo ultragarso aido. 6 pav. Ultragarsinis jutiklis HC-SR04 7 pav. HC-SR04 principinė schema [3] Šis atstumo jutiklis yra sudarytas ir trijų pagrindinių mikroschemų, dviejų tranzistorių, ultragarso siųstuvo, imtuvo ir likusių pasyvinių elementų . Pirmoji mikroschema - tai STC11 šeimos, aštuonių bitų procesorių turintis mikrovaldiklis. Grandinė skirta generuoti mikrovaldiklio taktiniam dažniui. Ji sudaryta iš kvarcinio rezonatoriaus ir kondensatorių. Šis mikrovaldiklis, valdo likusias dvi mikroschemas, TL074 ir MAX232, ir atlieka reikiamus skaičiavimus. Kita mikroschema panaudota šiame jutiklyje yra MAX232. Ši mikroschema yra skirta sugeneruoti signalą, kuris yra perduodamas į ultragarsinį garsiakalbį ir garso banga yra išsiunčiama. Grįžęs aidas priimamas ultragarso mikrofono ir yra sustiprinamas mikroschemoje TL074. TL074 yra mikroschema, kurioje yra keturi operaciniai stiprintuvai. Analogiška mikroschema yra LM324, neretai sutinkama šiuose jutikliuose. Sustiprintas signalas yra dar kartą sustiprinamas ir invertuojamas NPN tranzistoriaus pakopoje. Sustiprintas ir invertuotas signalas yra perduodamas į STC11 mikrovaldiklį, kur atliekami tolesni veiksmai. Mikrovaldiklis atlikęs veiksmus sugeneruoja išėjimo signalą. 2.2.4. Mikrovaldiklis L293D Pagrindinės funkcijos: • Platus tiekiamos įtampos diapazonas : nuo 4,5v iki 36v • Atskira įvesties logika • Vidaus ESD apsauga • Terminis išjungimas • Aukštos triukšmo Atsparumo Įvestys • Išėjimo srovė 1A kanalui (600mA , L293D) • Didžiausia išėjimo srovė 2 kanalui (1.2A , L293D) • Išoriniu gnybtu diodu indukcijos slopinimas (L293D) 8 pav. L293D Mikrovaldiklis[8] L293 yra skirtas suteikti dvikrypčiai srovės pavarai iki 1 A, esant įtampai nuo 4,5 V iki 36 V. L293D yra skirta teikti dvikrypčio disko sroves iki 600 mA, kai įtampa nuo 4,5 V iki 36 V. Abu prietaisai yra suprojektuoti valdyti induktyvią apkrovą, tokią kaip relės, solenoidų, DC ir bipolinių variklių. 9 pav. Mikrovaldiklio L293d blokinė schema [8] • Dėl L293, išorės greitaeigių išėjimo gnybtų diodų turi būti naudojamas indukcinis trumpalaikis slopinimas. • VCC1 terminalas, atskirai nuo VCC2, atsakingas už loginių įėjimų, siekiant sumažinti įrenginio maitinimo sklaidą. • L293 ir L293D pasižymi eksploatacija nuo 0° C iki 70 ° C temperatūroje. 2.2.5. Garsiakalbis LOUDITY LD-BZPG-2312 3 lentelė. Garsiakalbio LOUDITY LD-BZPG-2312 specifikacijos Tipas Vienetas LD-BZPG-2312 Nominali įtampa V 12 darbinė įtampa V 1.5 - 24 nominali srovė (maks) mA 12 minimali garso galia, 30 cm db 85 rezonansinis dažnis Hz 3300 +/- 500 tonas Gamta vienas laidas / švininio kaiščio medžiaga Ul007 AWG26 darbinė temperatūra C -20 - +60 saugojimo temperatūra C -30 - +60 svoris g 4 10 pav. LOUDITY LD-BZPG-2312 matmenys [9] 2.2.6. Pjezoelektrinis keitiklis Tai keitikliai, kurių veikimo principas pagrįstas tiesioginiu pjezo efektu t.y. veikiant deformacijoms kūnas įsielektrina, arba atvirkštiniu pjezoefektu, tai yra veikiant elektriniam signalui, generuojami mechaniniai virpesiai. Taip atsitinka del to, kad kristaliniuose di- elektrikuose jonai išsidėsto tam tikra tvarka, sudarydami kristalinę gardelę. Paprastai teigiamų ir neigiamų jonų išsidėstymas yra pakaitinis visomis trimis erdvės kryptimis, todėl kristalas visumoje yra elektriškai neutralus. Dar viena kristalo savybė yra simetrija. Kristalai gali būti simetriški atžvilgiu tam tikros tiesės, plokštumos ar centro. Kalbant apie pjezoefektą būtina pabrėžti, kad jam būdingas krypties pojūtis tai yra krūvio ženklas keičiasi, pereinant iš suspaudimo į tempimą ir atvirkščiai. Pjezoelektrinės savybės yra būdingos daugeliui kristalinių medžiagų (kvarcas, turmalinas, segneto druska ir t.t.). Tai yra naturalūs gamtoje egzistuojantys kristalai. 11 pav. Pjezo elektrinis keitiklis 2.2.7. „Boxer 956 pjezo shock detektor“ veikimo principas 12 pav. Pjezo daviklio dėžutė ir jame esanti schema Automobiliai yra labai dažnai apvagiami. Vagystės metu bandoma pavogti automobilio ratus ar daužiamas langas, norint pavogti automobilyje esančius daiktus. Jis bus sujudinamas. Judesys bus užfiksuotas ir signalas bus siunčiamas į garsiakalbį, kuris įspės apie vagystę garsiniu signalu. Šiame daviklyje naudojama labai įdomi pjezo elektrinio keitiklio konstrukcija. Pjzo elektrinis keitiklis yra pritvirtintas prie dviejų kojelių, kitame šone yra pritvirtintas atsvaras. Ši pjezo elektrinio keitiklio sistema leidžia užfiksuoti didesnius svyravimus, vibracijas. 12 pav. Pjzo elektrinis keitiklis 2.2.8. Spyna Spyna – įtaisas kam nors užrakinti. Spyna gali būti pakabinamoji ir įstatomoji. Pagal rakinimo mechanizmo konstrukciją skiriama paprastoji, plokštelinė ir šifruotoji spyna. Spyna užrakinama ir atrakinama raktu (arba kita priemone) stumdant rakinimo mechanizmo skląstį. 13 pav. Peugeot 406 durų spyna Peugeot 406 durų spyna turi jungtį, kurioje yra penki kanalai. Trys kanalai valdo spynoje esantį elektrinį variklį, kuris valdo skląstį. Likusieji du kanalai skirti jutikliui, kuris nustato ar durys yra atidarytos, ar uždarytos. 14 pav. Spynos principinė schema[1] 3.KONSTRUKCINĖ DALIS 3.1.Arduino uno programos kodo veikimas ir schemos jungimas Arduino uno programos kūrimas prasideda nuo kanalų priskyrimo kiekvienam ar keliems elementams. Mūsų atveju kodo pradžioje užrašome (#define) - tai reiškia, kad kontaktai negali būti keičiami. 15 pav. „Kanalu priskyrimas“ Priskiria nekintančius kanalus įrašome kontaktus, kurie gali kisti . Priekyje įrašome „int‘‘ - tai reiškia, kad kontaktai gali kisti. Sekantis žodis yra kanalo pavadinimas pvz. „MygtukoPadetis“. Pabaigoje įrašome elemento padėtį „= 0” ir užbaigiame kodo eilutę kabliataškiu. 16 pav. Kintamųjų kanalų priskyrimas Šioje kodo dalyje rašome ar kanalas yra naudojamas kaip išėjimo kanalas, ar kaip įėjimo kanalas. 17 pav. Išėjimo, įėjimo kanalai Pabaigus priskirti kanalus ir jų įėjimo bei išėjimo reikšmes, pradedame kurti kodą, kuris valdys elektrinius komponentus. Šioje programos vietoje priskiriame spynos kodo valdymą, ją valdyti reikalingas kodas, kuriame yra priskirta mygtuko padėtis ir jo kanalas . Paspaudžiame mygtuką, jis siunčia signalą į Arduino plokštę. Jis nuskaito, kad signalą siunčia pirmo mygtuko kanalas ir toliau siunčia signalą mikrovaldikliu L293D. Su šiuo mikrovaldikliu valdome spyną, kuriai reikia 12 voltų maitinimo. Šį signalą priskiriame kaip spynos užrakinimą. 18 pav. Spynos valdymo kodas Parašius programos dalį, sekantis etapas - sujungti schemą. Prie Arduino uno plokštės D4 ir D5 kanalų jungiame mikrovaldiklio kanalus 15 ir 10. Šiais kanalais valdomas mikrovaldiklis L293D. Spynos kanalus 5 ir 2 jungiame prie mikrovaldiklio L293D, 10 ir 11 kanalų. Kad galėtumėme valdyti spyną. 19 pav. Spynos pajungimo schema Toliau tęsiame užrakinimo kodo kūrimą. Kai spyna užrakinta, įjungiame mirksiuką, kad jis mirksėtų ir praneštų apie automobilio apsaugos įjungimą. Sekantis veiksmas - siunčiamas signalas į lemputę. Jos funkcija sumirksėti du kartus, kai automobilio apsaugos sistema yra užrakinama. Ir siunčiame signalą, kad spyna neatliktu jokių veiksmų. 20 pav. Šviestukų ir spynos kodas D7 išėjimo kanalą jungiame su šviestuku LED4, prie jo prijungiame R2 varžą ir ją sujungiame su GND. Prie D6 išėjimo jungiame analogišką grandinę. 21 pav. Lempučių jungimas Paspaudžiame mygtuką. Jis siunčia signalą į Arduino plokštę. Ji nuskaito, kad signalą siunčia antrojo mygtuko kanalas, toliau siunčia signalą mikrovaldikliu L293D. Su šuo mikrovaldikliu valdome spyną. Šį signalą priskiriame, kaip spynos atrakinimą. Sekantis veiksmas - siunčiamas signalas į lemputę . Jos funkcija sumirksėti vieną kartą. Siunčiame signalą, kad spyna neatliktų jokių veiksmų. Smūgio daviklio signalą suprantame, kaip nulio reikšmės. 22 pav. Automobilio apsaugos išjungimo funkcija Automobilio apsaugos sistemai esant įjungtai veikia ir smūgio daviklis. Jam sujudėjus jis siunčia signalą į Arduino. Gavęs signalą ,Arduino toliau siunčia signalą į garsiakalbį ir jis, pradeda garsiai cypti. 23 pav. Smūgio daviklio kodas Automobilio apsaugos sistemai esant įjungtai veikia ir durų mygtuko funkcija. Kai durys yra atidarytos garsiakalbis pradeda cypti, o kai uždarytos jis necypia. 24 pav. Durų apsaugos kodas Ultragarso jutiklio funkcija yra - automobilio apsauga. Įjungtas ultragarso jutiklis - aktyvus ir tikrina ar yra judesiai. Objektui sujudėjus jis siunčia signalą į Arduino plokštę, kuri įjungia garsiakalbį. 25 pav. Ultragarso jutiklio kodas Automobilio apsaugos sistemai esant išjungtai - šviestukas yra išjungiamas kartu su garsiakalbiu. 26 pav. Šviestuko ir garsiakalbio išjungimas 4. MONTAŽINĖS PLOKŠTĖS MAKETAVIMO IR LITAVIMO DARBAI Montažinėje plokštėje sudėliojame komponentus ir tikriname ar visi komponentai telpa joje . 27 pav. Montažinė plokštė ir komponentai Sudėliotus elektronikos komponentus lituojame prie montažinės plokštės kontaktų. 28 pav. Montažinėje plokštėje sulituoti komponentai Prie sudėliotų ir prilituotu elektronikos komponentų vedžiojame ir prilituojame laidus. Laidų spalvos pasirinktos pagal elektronikos komponentų valdymo būdą. • Geltonas ir rudas laidai skirti valdyti elektronikos komponentus; • Raudonas laidas yra skirtas teigiamai signalui; • Mėlynas ir juodas laidai yra skirti neigiamam signalui valdyti. 29 pav. Montažinėje plokštėje sulituoti laidai Visus elektronikos komponentus sudėjus ir sulitavus į motažinę plokštę, tikriname ar visi komponentai atlieka jiems priskirtas funkcijas. 30 pav. Sujungti visi elektronikos komponentai 5. EKONOMINĖ DALIS 4 lentelė. Komponentų, medžiagų ir žaliavų vertė Nr. Komponento pavadinimas Kiekis Kiekis (Eu/vnt) Suma (Eu) 1. Arduino UNO R3 1 25,00 25,00 2. Smūgio daviklis 1 4,63 4,63 3. Mygtukas 2 0,29 0,58 4. Garsiakalbis LOUDITY LD-BZPG-2312 1 1,16 1,16 5. Varža 6 0,1 0,6 6. Automobilinis jungiklis 1 0,70 0,70 7. Tranzistorius ir f520n 2 0,50 1,0 8, Ultragarsinis jutiklis hc-sr04 1 3,75 3,75 9. Spyna 1 30.00 30,00 10. Šviestukas 1 0,43 0,43 11. Mirksintis šviestukas 1 0,80 0,80 12. Lydmetalis 1,8% 16g 0,75 0,37 13. Litavimo fliusa 20g 0,53 0,40 14. Montažinė plokštė 100x160 3,00 3,00 15. Kontaktų kištukų juosta 40 kontaktu 0,43 1,72 16. Kontaktų lizdų juosta 40 kontaktu 0,58 2,32 17 . Laidai 1m 0,15 0,15 Iš viso 76.61 5 lentelė. Medžiagos ir žaliavos Nr. Komponento pavadinimas Kiekis Kiekis (Eu) Suma (Eu) 1. Lydmetalis 1,8% 16g 0,75 0,37 2. Litavimo fliusa 20g 0,53 0,40 3. Izoliacinė juosta 10m 2,00 0,20 Iš viso 0.97 Suskaičiavęs medžiagų ir komponentų išlaidas, medžiagų ir komponentų transportavimas siekia 10% medžiagų išlaidų vertės. Medžiagų transportavimas (MT) = 76.61 x 0.1 = 7,61 Eu. Medžiagų vertė (MV) = Medžiagų transportavimas (MT) + Medžiagos (M) Medžiagų vertė (MV) = 76.61 + 7.61 = 84.22 Eu. Grįžtamosios medžiagos (GM), tai yra gamyboje atlikusios medžiagos jos yra skaičiuojamos taip: Grįžtamosios medžiagos (GM) = MV × 0,3 ÷ 100 = 84,22 x 0,3 ÷ 100 = 0.25(Eu) Medžiagų išlaidos (MI) yra skaičiuojamos iš medžiagų vertės (MV) atėmus grįžtamąsias medžiagas (GM). Medžiagų išlaidos (MI) = MV – GM = 84.22 - 0.25 = 83.97 Darbuotojų darbo užmokestis 6 lentelė. Montavimo darbų sąnaudos ir atlyginimas Nr. Darbo sąnaudos (val.) Valandinis atlyginimas (val.) Valandinis atlygis (Eu) Įkainis (EU) 1. ARDUINO UNO mikrovaldiklio programavimas 4 4 16 2. Elementų litavimas 3 3 9 3. Projektavimas 2 3 6 4. Laidų litavimas 4 5 20 Iš viso: 51 Socialinio draudimo įmokos skaičiavimas Įmokos socialiniam draudimui (SD) yra 31% atskaitomas nuo bendro darbo užmokesčio (Db). Jį apskaičiavau formule: SD = Db × 0,31 = 51 x 0,31 = 15,81 Eu Elektros energijos sunaudojimas gaminant maketą 7 lentelė. Elektros energijos sunaudojimo išlaidos Nr. Operacijos pavadinimas Prietaiso galia (Kw) Sunaudotas elektros kiekis (val.) Sunaudotas elektros kiekis (KwH) 1. Litavimas 0,04 4 0,16 2. Apšvietimas 0,20 8 1,60 3. Programavimas 0,09 4 0,36 Iš viso 0,33 16 2,21 Energijos vertė (EV) yra apskaičiuojama formule, padauginus naudojamų įrenginių galingumą iš įrenginio darbo laiko trukmės per tam tikrą laiką valandomis ir padauginus iš elektros energijos tarifo: EV = G × T × TR = 0,33 x 16 x 0,129 = 0,68 Eu EV – energijos vertė. G – naudojamų įrenginių galingumas. T – įrenginio darbo laiko trukmė per tam tikrą laiką valandomis. TR – elektros energijos 1 kWh tarifas. Tiesioginės išlaidos Tiesiogines išlaidas (TI) sudaro skaitmeninio temperatūros ir dregmės matuoklio maketo savikaina: TI = MI + Db + SD + EV = 83.97 + 15,81 x 0,68 = 94,72 (Eu) Netiesioginės išlaidos Numatomos garantinio laikotarpio metu įrenginių priežiūros išlaidos sudaro netiesioginės išlaidas (NI), jos yra skaičiuojamos 10% nuo pagrindinio darbo užmokesčio: NI = Db × 0,3 = 15,81 x 0,3 = 4.7(Eu) Pilnoji automobilio apsaugos sistemos maketo savikaina Baigiamojo projekto, automobilio apsaugos sistemos maketo pilnoji savikaina susideda iš tiesioginių ir netiesioginių išlaidų, kurios skaičiuojamos sudedant tiesiogines ir netiesiogines išlaidas: PS = TI + NI = 94,72 + 4.7 = 99,42 Eu Gaminamo pilnoji automobilio apsaugos sistemos maketo savikaina - pelnas (P) yra 20 % nuo gamybinės vertės (pilnosios savikainos): P = PS x 0.2 = 99,42 x 0.2 = 19,88 Eu Suprojektuoto gaminio kaina planuojama tokio dydžio, kad padengtų visas gamybos išlaidas, prietaiso kainą (K) apskaičiavau formule: K = (PS + PS × 0,2) × 1,21 = (99,42 +99,42 × 0,2) × 1,21 = 144,36 Eu 8 lentelė. Maketo savikainos skaičiavimai Eilės Nr. Išlaidų straipsniai Mato vnt. Išlaidos (Eu) Lyginamoji vertė (%) 1. Žaliavos ir medžiagos Eu 0.97 0,71 2. Komplektavimo gaminiai, detalės Eu 76.61 52,90 3. Pagrindinis darbo užmokestis Eu 51 35,22 4. Įmokos socialiniam draudimui Eu 15,81 10,92 5. Elektros energijos sunaudojimo išlaidos Eu 0,68 0,47 6. Netiesioginės išlaidos Eu 4.7 3,25 7. Pilnoji savikaina Eu 144,36 100 8. Pelnas Eu 19,88 - 9. Kaina Eu 164,24 - 10. PVM mokestis Eu 34,49 - 11. Maketo ir gaminio kana su PVM Eu 198,73 - 5. IŠVADOS 1. Išnagrinėti automobilių apsaugos sistemas pavyko sėkmingai. Išanalizavus keletą automobilių apsaugos sistemų buvo pasirinktos dvi sistemos, kurių veikimo principas yra tinkamas. Pagal šių automobilių apsaugos sistemų veikimo principus ir funkcijas buvo pradėtas kurti mano automobilio apsaugos sistemos maketas. 2. Pasirinkti tinkamus elementus, jutiklius bei valdiklius pavyko sėkmingai. Pirmiausiai parinktas valdiklis yra Arduino uno mikrorocesorine platforma. Sekantis yra ultragarso jutiklis. Jį pasirinkau, nes jį galima valdyti su Arduino mikroporcesorine platforma. Su juo gavau norimą rezultatą. Spynos valdymui pasirinkau mikrovaldikį L293d su kurio pagalba valdoma spyna. Smūgio daviklį pasirinkau, kuriame yra pjezoelektrinis keitiklis, kurio pagalba yra nustatoma vibracija. Taip pat naudoju trejus mygtukus, su kuriais valdome automobilio apsaugos funkcijas. Apie jas praneša automobilio apsaugoje įdegti du šviestukai. Garsiakalbio valdymui naudoju du tranzistorius, su kuriais valdau įžeminimą. 3. Suprojektuoti ir pagaminti automobilio apsaugos maketą pavyko sėkmingai. Maketo pradžia prasidėjo nuo spynos valdymo funkcijos. Naudodamas Arduino uno mikroprocesorinę platformą, jai sukūriau kodą ir sujungiau schemą bandomojoje lentoje. Taip sekė visi žingsinia iki galutinio maketo tikslo - automobilių apsaugos sistemos. Sekantis etapas - visą galutinę schemą nusibraižyti su EAGLE 7.1.2 programa. Nusibraižius schemą reikėjo visus komponentus perkelti į montažinę plokštę. Perkėlus elementus į montažinę plokštę juos prilitavau. Pagal sudarytą schemą sujungiau laidus prie komponentų. Šiame makete panaudojau žinias ir kompetencijas įgytas per visus studijų metus. 4. Apskaičiuoti maketo gamybos išlaidas pavyko sėkmingai. Pagaminus automobilio apsaugos maketą pasidarė įdomu kiek jis kainavo ir kokia jo savikaina, jei įskaičiuotumėme visus mokesčius: elektrą, transportavimo ir kitas išlaidas. Apskaičiavus, visą maketo kainą, jei norėtumėme jį parduoti, jis gavosi gana brangus. ŠALTINIAI 1. Autodata [interaktyvus]. [žiūrėta 2015 m. gegužės 15 d.]. Prieiga internetu: https://www.autodata-online.net/Online/login/AutodataLogon.aspx 2. Altas [interaktyvus]. [žiūrėta 2015 m. gegužės 24 d.]. Prieiga internetu: http://www.altas.lt/Apsaugos-sistemos/Automobiliu-apsaugos-sistemos/Automobiline-signalizacija-ALT-Security-300R.html 3. Ebay [interaktyvus]. [žiūrėta 2015 m. gegužės 20 d.]. Prieiga internetu: http://www.ebay.com/itm/Ultrasonic-Module-HC-SR04-Distance-Measuring-Transducer-Sensor-for-Arduino-/251367418657 4. Geršunskis. B. Elektronikos pagrindai. Vilnius „mokslas“ 1981m 5. Inforeg [interaktyvus]. [žiūrėta 2015 m. gegužės 20 d.]. Prieiga internet: http://www.inforeg.lt/robotu-intelektas-h-tiltas/ 6. Pleskas S. Mechanikos komponentai. Vilnius 2010m. ISBN 978-609-408-057-9 7. Saugusauto [interaktyvus]. [žiūrėta 2015 m. gegužės 24 d.]. Prieiga internetu: http://www.saugusauto.lt/adaptyvines-apsaugos-sistemos.html 8. Tefsk [interaktyvus]. Kaunas TELEKOMUNIKACIJOS IR ELEKTRONIKA - 2012 [žiūrėta 2015 m. gegužės 20 d.]. Prieiga internetu: http://www.tefsk.ktu.lt/Leidinys_1.pdf 9. Ti [interaktyvus]. [žiūrėta 2015 m. gegužės 19 d.]. Prieiga internetu: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/l293.pdf 10. Tme [interaktyvus]. [žiūrėta 2015 m. gegužės 19 d.]. Prieiga internetu: http://www.tme.eu/lt/details/ld-bzpg-2312/pjezoelgarsiniai-signalizatorsu-gener/loudity/ 11. Vddb [interaktyvus]. Šiauliai BALANSUOJANTIS ROBOTAS SU LOKALAUS POZICIONAVIMO SISTEMA [žiūrėta 2015 m. gegužės 22 d.]. Prieiga internetu: http://vddb.library.lt/fedora/get/LT-eLABa-0001:E.02~2014~D_20140716_103034-06906/DS.005.0.01.ETD 12. Wikipedia [interaktyvus]. [žiūrėta 2015 m. gegužės 20 d.]. Prieiga internetu: http://lt.wikipedia.org/wiki/Spyna 13. 10laboras.blogspot [interaktyvus]. [žiūrėta 2015 m. gegužės 20 d.]. Prieiga internetu: http://10laboras.blogspot.com/ PRIEDAI 3 priedas. Arduino uno kodas // priskiriami Arduino plokštės kontaktai, kurie negali būti keičiami #define MygtukoKanalas1 8 // atrakinimo mygtuko valdymas #define MygtukoKanalas2 9 // užrakinimo mygtuko valdymas #define siuntejas 2 // ultragarso siunčiamo signalo kanalas = 2, lizdas #define gavejas 3 // ultragarso gaunanamo signalo kanalas = 3, lizdas #define garsas3 12 // ultragarso siunčiamo signalo kanalas i garsiakalbį = 12, lizdas #define mirksiukas 7 // mirksinčio šviestuko kanalas = 7, lizdas #define garsas1 11 // durų jutiklio garsinio signalo kanalas = 11, lizdas #define garsas2 13 // smūgio daviklio garsinio signalo kanalas = 13, lizdas #define spyna_1 5 // spynos valdymas #define spyna_2 4 // spynos valdymas #define lempute 6 // užrakinimo atrakinamo funkcijos indikatorinė lemputė // priskiriami Arduino plokštės kontaktas, gali kisti int MygtukoPadetis1 = 0; // mygtuko padėtis 1 = 0, ji yra neįspausta int MygtukoPadetis2 = 0; // mygtuko padėtis 2 = 0, ji yra neįspausta int zyma = 1; // signalo reikšmė = 1 int reiksme = 0; // pradinė smūgio daviklio signalo reikšme = 0 int signalas = 0; // piezo daviklio signalo reikšmė = 0 void setup() { // nustatoma ar į lizda signalas yra įeinantis at išeinantis 3 priedas Arduino uno kodas pinMode(spyna_2,OUTPUT); // 4 kanalu valdoma spyna šis kanalas yra išėjmo kanalas pinMode(spyna_1,OUTPUT); // 5 kanalu valdoma spyna šis kanalas yra išėjmo kanalas pinMode(mirksiukas, OUTPUT); // mirksiukas kanalu valdomas šviestukas šis kanalas yra išėjimo kanalas pinMode(MygtukoKanalas1, INPUT); // Mygtuko kanalas 1 siunčia signalą ir jo kanalas yra iėjimo kanalas pinMode(MygtukoKanalas2, INPUT); // Mygtuko kanalas 2 siunčia signalą ir jo kanalas yra iėjimo kanalas pinMode(garsas2,OUTPUT); // garsas 2 kanalu valdomas garsiakalbis ir signalas yra įšejimo pinMode(garsas1, OUTPUT); // garsas 1 kanalu valdomas garsiakalbis ir signalas yra įšėjimo pinMode(lempute,OUTPUT); // lempute kanalu valdomas šviestukas šis kanalas yra išėjimo kanalas pinMode(siuntejas, OUTPUT); // kanalu siuntėjas valdomas ultragarsas šis kanalas yra išėjimo kanalas pinMode(gavejas, INPUT); // kanalu gavejas gaunamas signalas iš ultragarso šis kanalas yra įėjimo kanalas pinMode(garsas3, OUTPUT); // kanalu garsas3 yra išėjimo kanalas šiuo kanalu valdome garsiakalbį } void loop() { // mygtuko būsenos nuskaitymas MygtukoPadetis1 = digitalRead(MygtukoKanalas1); MygtukoPadetis2 = digitalRead(MygtukoKanalas2); 3 priedas Arduino uno kodas //SIGNALIZACIJOS IJUNGIMAS komandos pradžia if (MygtukoPadetis1 == HIGH && zyma == 1) // mygtuko padėtis 1 == signalui aukštam ir žyma == 1 { //spynos užrakinimas digitalWrite(spyna_1,HIGH); digitalWrite(spyna_2,LOW); // keičiama pagalbinio kintamojo reikšmė zyma = zyma * (-1); // įjungtos signalizacijos indikatorinis švietukas digitalWrite(mirksiukas, 1); // spyna išjungiama o lempute sumirksi 2 kartus digitalWrite(lempute, 1); delay(300); digitalWrite(spyna_1,0); digitalWrite(lempute, 0); delay(300); digitalWrite(lempute, 1); delay(300); digitalWrite(lempute, 0); } 3 priedas Arduino uno kodas //SIGNALIZACIJOS ISJUNGIMAS funkcijos pradžia if (MygtukoPadetis2 == HIGH && zyma == -1){ // Mygtuko padėtis 1 == signalui aukštam ir žyma == -1 // spynos atrakinimas digitalWrite(spyna_1,LOW); digitalWrite(spyna_2,HIGH); // keičiama pagalbinio kintamojo reikšmė zyma = zyma * (-1); //spyna išjungiama o lempute sumirksi vieną kartus digitalWrite(lempute, 1); delay(300); digitalWrite(spyna_1,0); digitalWrite(lempute, 0); delay(300); // piezo daviklio signalo reikšmė = 0 signalas = 0;} // spyna yra išjungiama digitalWrite(spyna_2,LOW); digitalWrite(spyna_1,LOW); 3 priedas Arduino uno kodas // piezo daviklio reikšmę

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!