Проектирование цифрового устройства «Воздушная заслонка» для автоматизации процессов вентилирования воздуха ООО «Сахар»

1. ТЕМА: «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВОГО УСТРОЙСТВА «ВОЗДУШНАЯ ЗАСЛОНКА» ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ВЕНТИЛИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ООО «САХАР»»

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
БРЯНСКОЙОБЛАСТИ
Государственное бюджетное профессиональное
образовательное учреждение
«Брянский строительный колледж имени
профессора Н. Е. Жуковского»
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Дипломная работа
09.02.01. О.ГИА 00.9КС42.ПЗ
ТЕМА: «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВОГО УСТРОЙСТВА
«ВОЗДУШНАЯ ЗАСЛОНКА» ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ
ПРОЦЕССОВ ВЕНТИЛИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ООО «САХАР»»
Специальность 09.02.01 Компьютерные системы и
комплексы
Выполнил: Соловьев Дмитрий Александрович
Руководитель ВКР: Васильцова Ольга Владимировна
Брянск
2025г.

2.

Задачи
Анализ
требований
Тестирование
прототипа
Выбор
компонентов
Программирование
устройства

3. Цель

• Создание цифрового устройства для
автоматизации вентиляции на базе Arduino
Uno.
• Обеспечение поддержания микроклимата
на предприятии ООО «Сахар».
• Снижение энергозатрат и повышение
безопасности.

4. Электрическая структурная схема

5. Электрическая функциональная схема

6. Электрическая принципиальная схема

7. Блок-схема – Алгоритм работы тренажёра

8. Фрагмент программного кода

int damperAngle;
if (temp > TEMP_THRESHOLD_HIGH || dustDensity >
DUST_THRESHOLD_HIGH) {
damperAngle = 90; // Полностью открыть заслонку
} else if (temp < TEMP_THRESHOLD_LOW && dustDensity <
DUST_THRESHOLD_LOW) {
damperAngle = 0; // Полностью закрыть заслонку
} else {
// Пропорциональное управление на основе температуры
damperAngle = map(temp, TEMP_THRESHOLD_LOW,
TEMP_THRESHOLD_HIGH, 0, 90);
}
// Установка положения заслонки
damperServo.write(damperAngle);

9. 3D-модель корпуса устройства

Смоделировано в КОМПАС-3D. Размеры: 150
х 100 х 50 мм, вес —300 грамм. Материалы:
ABS-пластик, акриловое стекло, резина.

10. Расчёты

Потребляемая мощность 3.36 Вт
Потребляемый ток 672 мА
Автономность:
• Средняя нагрузка 6 часов
• Макс. нагрузка 3 часа
• Надёжность системы 0.8419 за 1000 ч

11. Апробация проекта

• Проведено 72 часа испытаний
• Выполнено 150 открытий и закрытий заслонки
• Датчик DHT22 измерял температуру и
влажность с погрешностью ±0.6°C и ±2.5%, а
датчик GP2Y1010AU0F определял
концентрацию пыли с погрешностью менее
5%
• Выявлено, что нужна очистка датчиков каждые
50 часов

12. Используемые программы

• Arduino IDE: программирование устройства
• sPlan для создания принципиальной схемы
• КОМПАС-3D: 3D-моделирование корпуса
устройства
• MS PowerPoint для создания и оформления
презентации

13. Индивидуальное задание (модернизация)

• Замена датчика пыли GP2Y1010AU0F на
лазерный датчик SDS011
• Переход с Arduino Uno R3 на ESP32
• Использование двух отдельных источников
питания по 5 В
• Замена корпуса из ABS-пластика на
Алюминиевый корпус с защитой IP65
• Результаты модернизации: снижение
энергопотребления и сокращение
обслуживания устройства

14. Заключение

• Создан прототип тренажёра 'Ракета' на
Arduino
• Функциональность: автоматическая подача
мячей с регулировкой
• Подходит для школ и секций
• В 32 раза дешевле аналогов
• Готов к внедрению и дальнейшему
развитию