Программно-аппаратный комплекс автоматизации открывания дверей

Актуальность

Тема представляет особую актуальность, так как автоматизированная система для двери обезопасит пользователей от вирусов и бактерий, которые остаются на ручках двери, исключит проблему открытых по забывчивости дверей, внесёт комфорт и уют в доме. Несмотря на кризис, связанный с COVID-19, продажи устройств умного дома продолжат расти.

Цель

Автоматизировать процесс открывания дверей посредством разработки программно-аппаратного комплекса.

Нас порой раздражает громкий звук хлопающей при закрытии двери. Также зачастую люди забывают закрыть дверь, из-за чего тёплый или холодный воздух попадает в помещение.

Задачи

1. Изучить теоретические основы проектирования и разработку программно-аппаратных комплексов на базе микроконтроллера Arduino и получить навыки разработки 3D-моделей.
2. Провести обзор и анализ предметной области.
3. Спроектировать и разработать аппаратную подсистему программно-аппаратного комплекса.
4. Спроектировать и разработать программное обеспечение для программно-аппаратного комплекса.
5. Произвести 3D-моделирование и прототипирование макета программного-аппаратного комплекса.
6. Произвести тестирование и интеграцию всех подсистем программно-аппаратного комплекса в качестве единого продукта.
    

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Плата ARDUINO Uno
• Сервопривод FeeTech
• Пьезоизлучатель HPM14A
• Встраиваемый блок питания 12B 2100
• Цветные адресуемые светодиодные модули WS2811– Понижающий преобразователь питания Arduino 7-15-5
• Ультразвуковой дальномер HC-SR04

Описание

Автоматизированная система двери работает следующим способом: как только включается питание дальномеры с обеих сторон начинают работать, если внутри комнаты есть движения, то включается светодиодная подсветка. Если в комнате никого нет и снаружи дальномер уловил движение в радиусе 1.5 метра, то дверь открывается, включается светодиодная подсветка комнаты, добавляется +1 человек. Выход из комнаты осуществляется подобным способом и количество людей уменьшается на 1. Светодиодная подсветка выключается только в том случае, когда в комнате никого нет.

Результаты работы/выводы

В ходе проектных и конструкторских работ получена работоспособная автоматизированная система открывания двери, оснащённая сервоприводами, которые предназначены для открытия и закрытия двери, дальномерами, которые определяют, на каком расстоянии находится тело, пьезоизлучателем и светодиодной лентой, предназначенными для оповещения звуком при открытии двери и подсветки комнаты соответственно. Также было выполнено моделирование комнаты с этой системой в 3ds Max. Система может использоваться людьми в повседневной жизни.

Перспективы использования результатов работы

Добавить новые датчики и усовершенствовать систему.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

НИУ ВШЭ