ВКР: Разработка универсального таймера на основе платформе Arduino

Содержание
Введение
1 Общая часть
1.1 Роль универсальных таймеров в различных сферах деятельности и в повседневной жизни
1.2 Виды таймеров
1.3 Обзор аналогов таймеров
1.3.1 Таймер Theben Timer 26
1.3.2 Таймер E.NEXT e.control.t14
1.3.3 Таймер Feron TM22
1.3.4 Универсальный таймер реального времени двухканальный УТ1
2 Специальная часть
2.1 Обоснования выбора выполняемых функций и варианта исполнения универсального таймера
2.2 Алгоритм работы универсального таймера
2.3 Разработка универсального таймера
2.3.1 Разработка структурной схемы универсального таймера
2.3.2 Разработка электрической принципиальной схемы универсального таймера и характеристики компонентов
2.3.2.1 Описание принципа работы электрической принципиальной схемы универсального таймера
2.3.2.2 Модуль микроконтроллера Arduino Uno R3
2.3.2.3 Модуль часов реального времени DS1302
2.3.2.4 Датчик температуры DS18B20
2.3.2.5 LCD индикатор LCD1602
2.3.2.6 Светодиод GNL-3012YD
2.3.2.7 Резисторы
2.3.2.8 Модуль активного зуммера YL-44
2.3.2.9 Одноканальный релейный модуль
2.3.2.10 Кнопка тактовая KFC-A06-5H
2.3.2.11 Подключение питания к таймеру
2.4 Разработка программы для универсального таймера
2.4.1 Обзор среды программирования Arduino IDE
2.4.2 Настройка среды программирования Arduino IDE
2.4.3 Библиотеки Arduino IDE
2.4.4 Написание программного кода для работы универсального таймера
2.4.5 Моделирование работы и отладка универсального таймера
3 Экономическая часть
3.1 Калькулирование себестоимости универсального таймера
3.1.1 Расчет трудовых затрат с начислениями
3.1.2 Расчет производственных затрат на изготовление универсального таймера
4 Охрана труда
4.1 Понятие акустических колебаний
4.2 Классификация шума
4.3 Гигиеническое нормирование акустических колебаний
4.4 Воздействие шума на организм человека при работе с ПЭВМ
4.5 Рекомендации по снижению уровня шума
4.6 Гигиенические требования к ПЭВМ
Заключение
Список принятых сокращений
Список использованных источников
Приложение А. Схема электрическая структурная универсального таймера
Приложение Б. Алгоритм работы универсального таймера
Приложение В. Схема электрическая принципиальная универсального таймера
Приложение Г. Калькуляция затрат на изготовление универсального таймера
Приложение Д. Реализация таймера
Приложение Е. Листинг тестовой программы


Введение
Повседневная жизнь людей невозможна без современных электронных устройств, которые не только помогают автоматизировать рутинные процессы, тем самым экономить время, но и делают жизнь проще и комфортнее.
В последнее время все большим спросом пользуется реализация идей умного дома. Существует множество различных решений, которые позволяют автоматизировать различные процессы, сделать более удобной и эффективной эксплуатацию бытовых электроприборов, как в квартире, так и в частном доме.
Термин «умный дом» все чаще стал встречаться в обыденной жизни. Умный дом – это такое жилое помещение, в котором достигнуты высокий уровень автоматизации и комфорта. Все электроприборы и освещение включаются согласно программе, без участия человека. Все же есть способ, не затрачивая большое количество средств, создать автоматизированный дом, переложить многие повседневные задачи на автоматику. В осуществлении этой идеи прекрасно помогут разнообразные таймеры.
Таймер – секундомер обратного отсчета времени. По истечению заданного промежутка времени таймер-реле автоматически включает или выключает различные устройства: аппараты, машину, приборы. А также таймер времени сигнализирует о наступлении момента для их включения или отключения. Сигнализация таймера может быть как звуковой, так и визуальной.
Таймер подразумевают специальное устройство, которое предназначается для отсчета времени назад, с секундным шагом, начиная с момента запуска. Таймер, обычно, оборудован шкалой времени, циферблатом, или потенциометром, используя которые появляется возможность установить необходимое время, по прошествии которого будет произведена подача какого-либо сигнала, либо включение/отключение прибора.
Таймеры широко применяются, как в промышленности, так и в быту. Так, например, таймеры времени позволяют экономить электроэнергию при работе осветительных приборов, электродвигателей станков и устройств, включая их только тогда, когда это действительно необходимо. Таймер времени можно запрограммировать на работу по суточному или недельному циклу. Это позволяет автоматизировать процессы и минимизировать затраты на электроэнергию [15].
Сфера применения таймеров времени достаточно обширна.
Несколько видов таймеров можно объединить в одно устройство – универсальный таймер.
Задание на дипломный проект предусматривает разработку универсального таймера.
Реализация универсального таймера выполняется на микроконтроллере Arduino UNO R3. Для основных и дополнительных функций использованы компоненты: