Диплом_Презентация-1

1.

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА · 2026
Разработка системы автоматического
управления мобильным роботом для уборки
помещений
на базе микроконтроллера Arduino
ВЫПОЛНИЛ
РУКОВОДИТЕЛЬ
Д.Ю. Минин
Н.К. Вшивцев
Специальность 15.02.10
Новгородский строительный колледж
Великий Новгород · 2026

2.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Почему это важно?
16%
24 млрд
Arduino
Ежегодный рост рынка
Рынок России (руб.)
Открытая платформа
В 2023 г. в мире продано
более 18,5 млн роботовпылесосов (IDC)
Около 1,1 млн устройств —и
рост в условиях
импортозамещения
Стандарт учебных и опытных
разработок СПО 15.02.10
Ключевая проблема : промышленные образцы дороги , привязаны к производителю и плохо
ремонтируются. Готового руководства среднего инженерного уровня для СПО нет.

3.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ И
Цель и задачи исследования
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
РазработкаСАУроботом-пылесосомнаArduino, удовлетворяющейтребованиям бытовойэксплуатции,ссебестоимостьюнауровнемасовыханалогвипригодной ксерийномувыпуску.
1
Анализ рынка и сравнительный анализ
существующих решений
2
Обоснование конструктивной компоновки и
элементной базы
3
Разработка структурной и принципиальной
электрических схем
4
Разработка алгоритма и ПО для Arduino Mega
2560
5
Экономическое обоснование и оценка
себестоимости
6
Охрана труда, электробезопасность,
экологические аспекты

4.

РАЗДЕЛ 1
Анализ рынка роботов-пылесосов
Мировые продажи (млн единиц)
ВЕДУЩИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ
25
14
7
iRobot (Roomba)
32%
Ecovacs
18%
Roborock
15%
Xiaomi / Mi
12%
Прочие
23%
0
2020
2021
* прогноз, источник: IDC
2022
2023
2024*
Вывод: рынок динамично растёт, но готовые
изделия дороги и закрыты. Открытая Arduinoразработка — перспективная ниша.

5.

РАЗДЕЛ 2
Аппаратная часть
Микроконтроллер
Сенсорный блок
Ходовая часть
Arduino Mega 2560
HC-SR04 + ИК-датчики
2 × DC + колесо
54 цифровых порта, 16 аналоговых,
Ультразвуковые датчики препятствий
+ инфракрасные датчики края
Дифференциальный привод: 2
поверхности
L298N
256 КБ Flash, тактовая частота 16 МГц
ведущих колеса + 1опорное. Драйвер
Питание
Li-Ion 7,4 В / 3 А·ч
Расчётная автономность — не менее
60 минут непрерывной работы
Структурная схема САУ
Датчики
→
Arduino Mega 2560
→
Драйвер двигателей
→
Двигатели
→
Движение

6.

Р АЗДЕ Л 3
Программное обеспечение
АЛГОРИТМ НАВИГАЦИИ (КОМБИНИРОВАННЫЙ)
Spiral
Wall
Random
Спиральное покрытие площади
ИНСТРУМЕНТЫ РАЗРАБОТКИ
Arduino IDE 2.3.8
Среда программирования
C++ (AVR)
Язык
Следование вдоль стены
Случайный обход
Bump-andРеакция на препятствие
Go
КОМПАС-3D V24
IDEF0 / SADT
программирования
3D-моделирование
корпуса
Моделирование процессов
ПИД-регулятор скорости
Пропорционально-интегрально-дифференциальный
регулятор для каждого ведущего колеса обеспечивает
Отладка и испытания
точное следование по прямой и повороты.
Отладка на лабораторной установке. Успешно пройдены
тесты навигации, объезда препятствий и работы уборочного
механизма.

7.

Р АЗДЕ Л 4
Экономическое обоснование
Структура себестоимости (руб.)
Arduino
Mega 2560
12 500
~30 000
Себестоимость (руб.)
Цена аналогов (руб.)
Двигатели
+ драйвер
Сенсорный
блок
Аккумулятор
Прочие
элементы
Опытный образец
0
е
800 1600 2400 3200
аналоги
Экономия — более 58% по сравнению с рыночными
аналогами

8.

Р АЗДЕ Л 5
Охрана труда и экологическая безопасность
⚡