- •Введение
- •Исследовательская часть
- •Обзор существующих решений
- •Методы измерения расстояния с использованием лазеров
- •Описание решения
- •Разработка фотоприёмного устройства
- •Проектно-конструкторская часть
- •Технические характеристики разработанного лазерного сканирующего дальномера
- •Структурная схема сканирующего лазерного дальномера
- •Разработка электронных схем
- •Разработка лазерного излучателя
- •Разработка генератора стартового импульса
- •Разработка вычислительного блока
- •Разработка блока питания
- •Разработка механики сканирующего лазерного дальномера
- •Технические характеристики двигателя
- •Электронная схема управления
- •Концевой датчик
- •Управление механикой сканера
- •Производственно-технологическая часть
- •Монтаж электронных элементов на платы
- •Изготовление корпусных деталей на 3d принтере
- •Алгоритм измерения расстояния
- •Алгоритм сканирования и построения изображения
- •Проведение экспериментов
- •Исследование точности на разных дистанциях
- •Определение перемещения на основе анализа изображения полученного при сканировании
- •Организационно-управленческая часть
- •Стоимость
- •Затраты на электроэнергию
- •Охрана труда и защита окружающей среды
- •Характеристика параметров по обеспечению безопасности труда
- •Характеристика нормативных параметров микроклимата рабочего помещения
- •Характеристика параметров электробезопасности
- •Характеристика параметров электромагнитной безопасности
- •Обеспечение пожаровзрывобезопасности
- •Характеристика параметров акустической безопасности
- •Характеристика параметров освещённости рабочего места сборочного участка
- •Обеспечение защиты монтажника от загрязнений во премя пайки
- •Защита окружающей среды
- •Определение количества выделяющихся веществ
- •Класс опасности вредных веществ
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а
- •Приложение б
Организационно-управленческая часть
Лазерные сканирующие дальномеры необходимы для реализации систем технического зрения. Лазерный сканер позволяет построить карту окружающего пространства в рабочей плоскости, для детектирования препятствий. Структурная схема сканера приведена на рисунке 56.
Рисунок
56 – Структурная схема сканера
Стоимость
Стоимость сканера складывается и нескольких составляющих [24]:
Стоимость вычислительного блока;
Стоимость лазерного излучателя;
Стоимость фотоприёмного устройства;
Стоимость генератора стартового импульса;
Стоимость блока питания;
Стоимость механической части;
Стоимость плат и межплатных связей;
Стоимость оптической системы;
Оплата труда разработчиков.
(40)
Вычислительный блок необходим для время-цифрового преобразования и обработки результатов измерения. Стоимости элементов приведены в таблице (Таблица 7).
Таблица 7 – Стоимость вычислительного блока
|
Наименование |
Количество |
Цена |
Стоимость | |
|
Arduino UNO |
1 |
670 |
670 | |
|
TDC-GP22 |
1 |
460 |
460 | |
|
Кварцевый резонатор |
2 |
25 |
50 | |
|
Резисторы |
3 |
0.005 |
0.015 | |
|
Конденсаторы |
8 |
0.005 |
0.04 | |
|
Итого |
1180.055 | |||
Лазерный излучатель отправляет пучок света который в дальнейшем детектируется фотоприёмником для измерения времени полёта света. Стоимости элементов излучателя приведена в таблице (Таблица 8).
Таблица 8 – Стоимость лазерного излучателя
|
Наименование |
Количество |
Цена |
Стоимость | |
|
Лазерный диод |
1 |
1200 |
1200 | |
|
Транзистор |
1 |
60 |
60 | |
|
Конденсаторы |
5 |
0.005 |
0.025 | |
|
Резисторы |
5 |
0.005 |
0.025 | |
|
Драйвер транзистора |
1 |
120 |
120 | |
|
Оптрон |
1 |
33 |
33 | |
|
Диоды |
1 |
10 |
10 | |
|
Итого |
1423.05 | |||
Фотоприёмное устройство необходимо для детектирования отраженного от объекта пучка и формирования логического сигнала STOP для вычислительного блока. Стоимости элементов приведена в таблице (Таблица 9).
Таблица 9 – Стоимость фотоприёмного устройства
|
Наименование |
Количество |
Цена |
Стоимость | |
|
Фотодиод |
1 |
270 |
270 | |
|
Операционный усилитель |
3 |
320 |
980 | |
|
Компаратор |
1 |
350 |
350 | |
|
Резисторы |
32 |
0.005 |
0.16 | |
|
Конденсаторы |
28 |
0.005 |
0.14 | |
|
Диоды |
3 |
10 |
30 | |
|
Итого |
1630.3 | |||
Генератор стартового импульса служит формирования логического сигнала START для вычислительного блока. Стоимости элементов приведена в таблице (Таблица 10).
Таблица 10 – Стоимость генератора стартового импульса
|
Наименование |
Количество |
Цена |
Стоимость | |
|
Фотодиод |
1 |
270 |
270 | |
|
Компаратор |
1 |
350 |
350 | |
|
Резисторы |
8 |
0.005 |
0.04 | |
|
Конденсаторы |
10 |
0.005 |
0.05 | |
|
Итого |
620.09 | |||
Блок питания необходим для преобразования напряжения аккумулятора в напряжения питания блоков сканера. Стоимости элементов приведены в таблице (Таблица 11).
Таблица 11 – Стоимость блока питания
|
Наименование |
Количество |
Цена |
Стоимость | |
|
Преобразователь напряжения |
3 |
680 |
2040 | |
|
Стабилизатор напряжения |
3 |
140 |
420 | |
|
Конденсаторы |
32 |
0.005 |
0.16 | |
|
Итого |
2460.16 | |||
Механика сканера служит для вращения дальномера в горизонтальной плоскости. Стоимости элементов приведены в таблице (Таблица 12).
Таблица 12 – Стоимость механической части
|
Наименование |
Количество |
Цена |
Стоимость |
|
Шаговый двигатель |
1 |
750 |
750 |
|
Пластмасса |
0.5 |
1100 |
550 |
|
Транзисторы |
4 |
60 |
240 |
|
Резисторы |
5 |
0.005 |
0.025 |
|
Диоды |
4 |
10 |
40 |
|
Конденсаторы |
1 |
0.005 |
0.005 |
|
Светодиод |
1 |
5 |
5 |
|
Фотодиод |
1 |
130 |
130 |
|
Резисторы |
2 |
0.005 |
0.005 |
|
Итого |
1715.035 | ||
Все элементы монтируются на платы, платы в свою очередь связываются МГТФ проводами. Стоимости плат и межплатных связей приведена в таблице (Таблица 13).
Таблица 13 – Стоимость плат и межплатных связей
|
Наименование |
Количество |
Цена |
Стоимость |
|
Макетная плата |
2 |
120 |
240 |
|
МГТФ |
2 |
3.5 |
7 |
|
Разъемы |
8 |
5 |
40 |
|
Итого |
287 | ||
Для точного измерения расстояния на большой дистанции дальномеру необходима оптическая система. Стоимости элементов оптической системы приведена в таблице (Таблица 14).
Таблица 14 – Стоимость оптической системы
|
Наименование |
Количество |
Цена |
Стоимость |
|
Коллиматор |
1 |
220 |
220 |
|
Линза |
2 |
130 |
260 |
|
Оптический фильтр |
1 |
75 |
75 |
|
Итого |
555 | ||
Разработчику сканера необходимо платить заработную плату в соответствии с объёмом выполняемой работы. В разработке принимает участие инженер-конструктор. Разработка делится на 3 этапа:
Разработка электронной схемы;
Разработка механической части;
Разработка программного обеспечения.
Трудоёмкости каждого этапа приведена в таблице (Таблица 15).
Таблица 15 – Оплата труда разработчиков
|
Вид работы |
Трудоемкость |
|
Разработка электронной схемы |
80 |
|
Разработка механической части |
20 |
|
Разработка программного обеспечения |
40 |
|
Итого |
140 |
Тарифная ставка инженера-конструктора 3 категории – 120 рублей в час. Стоимость разработки, исходя из объёма работ и тарифной ставки, составляет 16800 рублей.
|
|
(41) |

