Введение 5
1 Состояние вопроса 7
1.1 Анализ исходных данных 7
1.2 Обзор известных решений 7
1.3 Формулировка задач работы 11
2 Основанная часть 13
2.1 Выбор комплектующих таймера 13
2.2 Разработка принципиальной схемы таймера 17
2.3 Разработка конструкции системы 22
2.4 Разработка алгоритма программы таймера 27
2.5 Составление программы по разработанному алгоритму 32
3 Оценочная часть 49
Заключение 51
Список используемой литературы 53
Актуальность. Современный мир уже не может обойтись без автоматики, облегчающей человеческий труд как в быту, так и на производстве. Многофункциональные процессорные устройства можно запрограммировать на выполнение множества задач, одной из которых является выполнение периодического включения и выключения разного рода полезных электрических приборов. Для решения этой задачи применяются массово выпускаемые промышленностью таймеры с разной функциональностью. Большинство таких приборов рассчитаны на суточное или недельное использование и, к сожалению, управляют только одним или редко двумя каналами.
Объект исследования: четырехканальный электронный таймер с возможностью задания интервала в пределах суток и с периодичностью включения и выключения в течении 1-30 суток.
Предмет исследования: средства быстрого прототипирования микропроцессорных устройств.
Гипотеза исследования: предполагается, что, используя платы быстрого прототипирования платформы Arduino, можно легко создать многофункциональный электронный таймер, отвечающий поставленным задачам.
Цель исследования: отработать навыки создания микропроцессорной и электронной техники.
Задачи исследования:
- определить основные функции таймеров и по возможности найти функциональные аналоги четырехканального электронного таймера;
- разработать четырехканальный электронный таймер в соответствии с заданием на проектирование;
- произвести расчет себестоимости и сравнить разработанное устройство с имеющимися на рынке функциональными аналогами.
Научная новизна: разработано электронное устройство методом быстрого прототипирования с разработкой уникального алгоритма работы четырехканального таймера с программированием через цифро-графический интерфейс.
Практическая значимость: разработанное устройство может быть использовано в производстве продуктов питания на предприятиях малого и среднего бизнеса, например, для управления электрическими приборами теплицы (освещение, вентиляция, обогрев и полив растений).
Данная бакалаврская работа выполнена в соответствии с заданием на разработку четырехканального электронного таймера. Особенностью данной работы является сборка многофункционального программируемого устройства на платформе быстрого прототипирования Arduino с программированием уникального алгоритма работы устройства на языке программирования С/С++ в интегрированной среде разработки Arduino IDE с последующей симуляцией работы устройства в программной среде Proteus 8.5 pro.
Поставленные задачи были выполнены в полном объеме:
- определены основные функции таймеров и найдены функциональные одноканальные аналоги электронного таймера с ограниченным периодом повторения (сутки, неделя);
- разработан четырехканальный электронный таймер в соответствии с заданием на проектирование;
- произведен расчет себестоимости и сравнено разработанное устройство с имеющимися на рынке функциональными аналогами.
Полученная себестоимость устройства оказалась выше средней цены четырех отдельно взятых электронных таймеров, массово выпускаемых промышленностью, но плюсом данной разработки является то, что она выполнена с возможностью установки большего интервала повторения таймера до 30 суток против 1-7 дней в массовых моделях электронных таймеров.
Разработанное устройство может быть использовано для малой автоматизации на производстве в малом и среднем бизнесе, например, для управления электрическими приборами теплицы (освещение, вентиляция, обогрев и полив растений). Путем изменения программы устройства можно создать разную функциональность средств промышленной автоматизации, в том числе для управления устройствами умного дома.
