Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Вычислительная техника и компьютерная графика»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

__________О.А.Графский

«_____»______________2017

ПРОТОТИП УЧЕБНОГО ЗДАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ 3D-ПЕЧАТИ

Выпускная квалификационная работа

ВКР 09.03.03.ПрИ.07.00.941 – ПЗ

Студент 941 группы А.А.Красилов

подпись, дата

Руководитель

к.т.н. доцент_ Е.В.Фалеева

подпись, дата

Нормоконтроллер

к.т.н, доцент_ Е.В.Буняева

подпись, дата

Хабаровск 2017

СОДЕЖАНИЕ

Введение 3

1 Анализ видов моделирования объектов 4

1.1 Типы представления моделей 4

1.2 Объект исследования учебное заведение 6

2 Технические средства для построения схемы электропитания подсветки макета образовательного учреждения 10

2.1 Сравнительный анализ программ для проектирования схем электропитания 10

2.2 Проектирование схемы электропитания в программе AutoCAD Electrical 14

2.3 Технические средства для реализации спроектированной схемы электропитания подсветки макета 17

2.4 Среда разработки программ Arduino IDE 20

2.5 Разработка программы в среде программирования Arduino IDE 24

3 Моделирование и печать разработаных объектов 27

3.1 Типы 3D-принтеров и технологии печати моделей 27

3.2 Программа Autodesk 3D max 33

3.3 Принципы моделирование трехмерных объектов в программе Autodesk 3D max 44

3.4 Печать 3D-моделей декоративных элементов для макета здания математического лицея 49

Заключение 52

Список использованных источников 53

Введение

Актуальность изучения основ работы графического дизайна обусловлена высоким спросом на данную профессию на рынке труда. Абсолютное большинство успешных известных компаний на разных этапах своего становления обращается к услугам различных дизайн-студий или отдельных специалистов, так как для привлечения внимания целевой аудитории необходимо наличие эффективного рекламного образа, в создании которого и принимает непосредственное участие графический дизайнер.

Целью, данной выпускной квалификационной работы, является разработка прототипа макета математического лицея города Хабаровска с применением элементов декора, выполненных при помощи технологии 3D-печати.

Для достижения этой цели, необходимо решить следующие задачи:

– провести анализ видов моделирования объектов;

– выбрать технических средств для построения схемы электропитания подсветки макета;

– провести сравнительный анализ программ для проектирования схем электропитания;

– изучить основы проектирования схем электропитания;

– рассмотреть основные понятия 3D-печати;

– изучить элементы интерфейса программы 3ds Max.

– напечатать 3D-модели декоративных элементов;

Объектом исследований данной работы является изучение основ проектирования схем электропитания и 3D-печати.

Предмет исследования – проектирование схемы электропитания и 3D-печать элемента декора.

При выполнении ВКР использованы такие программные пакеты, как AutoCAD Electrical, 3Ds Max, Cura.

Также при выполнении ВКР учтены пожелания и предпочтения заказчика.

1 АНАЛИЗ ВИДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ

1.1 Типы представления моделей

Модель – это абстрактное представление реальности в какой-либо форме (например, в математической, физической, символической или графической), предназначенное для представления определённых аспектов этой реальности и позволяющее получить ответы на изучаемые вопросы.

По способу отображения действительности различают три основных вида моделей – эвристические, физические и математические.

Эвристические модели, представляют собой образы, рисуемые в воображении человека. Их описание ведется словами естественного языка. Эти модели не формализуемы, то есть не описываются формально-логическими и математическими выражениями, хотя и появляются на основе представления реальных процессов и явлений. Эвристические модели используют на начальных этапах проектирования или других видов деятельности, когда сведений о разрабатываемой системе немного. На последующих этапах проектирования эти модели заменяют на более конкретные и точны.

Физические модели – это реальные изделия, образцы, экспериментальные и натурные модели, когда между параметрами системы и модели одинаковой физической природы существует однозначное соответствие. Выбор размеров таких моделей ведётся с соблюдением теории подобия. Физическое моделирование – основа знаний и средство проверки гипотез и результатов расчётов. Физическая модель позволяет охватить явление или процесс во всём их многообразии, наиболее адекватна и точна, но достаточно дорога, трудоёмка и менее универсальна. В том или ином виде с физическими моделями работают на всех этапах проектирования.

Математические модели – представляют собой совокупность взаимосвязанных математических и формально-логических выражений, как правило, отображающих реальные процессы и явления (физические, психические, социальные). По форме представления модели бывают:

• аналитические модели. Их решения ищутся в замкнутом виде, в виде функциональных зависимостей. Удобны при анализе сущности описываемого явления или процесса. Используются в других математических моделях;

• численные модели. Их решения – дискретный ряд чисел (таблицы). Модели универсальны, удобны для решения сложных задач, но не наглядны и трудоемки при анализе и установлении взаимосвязей между параметрами. В настоящее время такие модели реализуют в виде программных комплексов – пакетов программ для расчета на компьютере. Программные комплексы бывают прикладные, привязанные к предметной области и конкретному объекту, явлению, процессу, и общие, реализующие универсальные математические соотношения;

• формально-логические информационные модели – это модели, созданные на формальном языке.

Математические модели более универсальны и дешевы, позволяют поставить эксперимент (в пределах точности модели исследовать влияние какого-то отдельного параметра при постоянстве других), прогнозировать развитие явления или процесса, отыскать способы управления ими. Математические модели – основа построения компьютерных моделей и применения в вычислительной техники.

Для моделей можно составить различные виды классификаций в зависимости от одного или нескольких признаков, общих для той или иной группы моделей. Ниже представлены наиболее распространенные виды классификации моделей.

Классификация моделей по области использования:

• учебные модели – используются при обучении;

• опытные модели – это уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта. Используют для исследования и прогнозирования его будущих характеристик;

• научно-технические модели – создаются для исследования процессов и явлений;

• имитационные модели отражают реальность с той или иной степенью точности и имитируют ее. Эксперименты с моделей проводят при разных исходных данных. По результатам исследования делаются выводы.

Классификация моделей по фактору времени:

• статические – модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени;

• динамические – модели, описывающие процессы изменения и развития системы (изменения объекта во времени).

Классификация моделей по форме представления:

• материальные (предметные) модели всегда имеют реальное воплощение. Они отражают внешнее свойство и внутреннее устройство исходных объектов, суть процессов и явлений объекта-оригинала;

• информационные модели – целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойства этого объекта [7].

В большинстве случаев моделирование используется для наглядного изображения эксплуатируемого объекта. Чаще всего при помощи моделирование представляют уменьшенный прототип здания. Такой вид рекламного подхода позволяет привлечь внимание общественности и возможных потенциальных инвесторов.

В последнее время макетирования здания стало применяться для наглядного представления учебных заведений.

1.2 Объект исследования учебное заведение

Учебное заведение или образовательное учреждение – это учреждение, осуществляющее образовательный процесс, то есть реализующее одну или несколько образовательных программ или обеспечивающее содержание и воспитание обучающихся.

На сегодняшний день существую различные вид учебных заведений:

• государственные (федеральные или находящиеся в ведении субъекта Российской Федерации);

• муниципальные;

• негосударственные (частные, учреждения общественных и религиозных организаций).

Деятельность государственных и муниципальных образовательных учреждений регулируется типовыми положениями об образовательных учреждениях соответствующих типов и видов, утверждаемыми правительством Российской Федерации, и разрабатываемыми на их основе уставами этих образовательных учреждений.

Для негосударственных образовательных учреждений (учебных заведений) типовые положения об образовательных учреждениях являются примерными.

Для получения государственного статуса учебному заведению необходимо пройти процедуру государственно аккредитации. В ходе, которой выявляется соответствие уровня и направленности реализуемых в учебном заведении образовательных программ государственным стандартам.

Филиалы, отделения, структурные подразделения образовательного учреждения могут по его доверенности осуществлять полностью или частично правомочия юридического лица.

Образовательные учреждения вправе образовывать образовательные объединения (ассоциации и союзы), в том числе с участием учреждений, предприятий и общественных организаций (объединений). Указанные образовательные объединения создаются в целях развития и совершенствования образования и действуют в соответствии со своими уставами. Порядок регистрации и деятельности указанных образовательных объединений регулируется законом.

Права и обязанности образовательных учреждений, предусмотренные законодательством Российской Федерации, распространяются и на общественные организации (объединения), основной уставной целью которых является образовательная деятельность, только в части реализации ими образовательных программ.

Типы учебных заведений (образовательных учреждений) в России:

• дошкольные;

• общеобразовательные (начального общего, основного общего, среднего общего образования);

• учреждения начального профессионального, среднего профессионального, высшего профессионального и послевузовского профессионального образования;

• учреждения дополнительного образования взрослых;

• специальные (коррекционные) для обучающихся, воспитанников с отклонениями в развитии;

• учреждения для детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей (законных представителей);

• учреждения дополнительного образования детей;

• другие учреждения, осуществляющие образовательный процесс [8].

Объектом исследования является муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение (МБОУ) математический лицей города Хабаровска.

Математический лицей является одним из старейших учебных заведений города Хабаровска. Расположен по адресу улица Комсомольская, 118. Фотография фасада математического лицея представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 –Математического лицей города Хабаровска

Учебное заведения понимает значение формирования положительного имиджа для обеспечения конкурентоспособности и привлечения учащихся. Для этого проводит мероприятия по созданию своего имиджа:

• разработку и создание рекламных буклетов, визиток;

• сотрудничество со СМИ (информирование общества о достижениях);

• проектную деятельность, направленную на формирование позитивного имиджа;

• создание видео-презентаций;

• мероприятия с привлечением общественности.

Коллектив математического лицея неоднократно принимал участие в региональных образовательных выставках, краевых конкурсах, грантах. Для этого им необходимо создания имиджа, который по возможности наглядно представлял данное учебное заведение. Одним из составляющих имиджа является макет математического лицея. Поэтому важно создания макет математического лицея для учебного заведения.

2 ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОДСВЕТКИ МАКЕТА ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

Для проектирования схемы электропитания внутренней подсветки макета здания необходимо провести следующие этапы:

• провести анализ и подобрать технические средства для реализации спроектированной схемы электропитания;

• спроектировать схему электропитания в программе AutoCAD Electrical;

• выбрать среду программирования и разработать программу для плавного включения/выключения подсветки.

2.1 Сравнительный анализ программ для проектирования схем электропитания

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР