Темы для индивидуальных работ

1. Система управления освещением для квартиры/подъезда/дома

Система должна управлять включением осветительных приборов на лестничных клетках, в тамбурах, в служебных помещениях и на улице, в зависимости от времени суток, текущей освещенности или по заданной программе, а так же ручное управление с опрашиваемых датчиков-выключателей. В дополнительные функции системы входит: датчики присутствия, программирование плавного включения ламп для продления их срока службы и установка типа ламп при программировании, контроль ламп и сигнализация их перегорания, учет энергии на освещение (пока технический), связь с центром и передача данных. Версия системы для частного дома управляет освещением в домовладении включая центральную панель управления освещением и возможность контроля на расстоянии в том числе через Интернет (кусочек умного дома).

Стоимость системы не должна быть высокой. Предположительно реализация узлов на ATMega8 + ADM485 или RFM01/02

2. Система энергосбережения (управление отоплением в квартире/подъезде/доме)

Утопический проект по управлению системами отопления. Идея была опять же создать систему управления температурой в комнатах с целью энергосбережения. Например если дома никого нет, то не стоит поддерживать слишком высокую температуру, но к приходу хозяина системы температура должна быть уже комфортной. Возможно выставлять вручную настройки. Система может автоматически учитывать тепловую энергию по измерениям.

Другой вариант системы, более сложный, предполагал управление отоплением многоквартирного дома путем установки датчиков на прямую и обратную воду и регулируемых клапанов. Проект в нашей стране утопический.

3. Система автоматического полива

Системы автоматического полива для дачи как оказалось востребованы, по крайней мере если смотреть по числу готовых решений. Тут предлагалось сделать такую систему для домашнего использования, например для автоматического полива цветочков с контролем влажности и времени. Система может выполнять свои функции в отсутствие хозяев. Существующие реализации крайне незатейливы и ограничиваются радиолюбительскими самоделками, а можно реализовать это на МК если найти дешевые электромагнитные клапаны и насос для закачки воды.

4. Система мониторинга электрооборудования.

Идея системы была в том, чтобы создать блок контроля электрических приборов, например для автомобиля. Не прокладывая слишком много дополнительных проводов, сделать дешевую систему, контролирующую лампочки, двигатели и прочую требуху, и выводящую информацию на простенький дисплейчик или еще проще светодиодами – работает/не работает. Такая игрушка для любителей «классики» ;).

5. Климат-контроль в помещении

Похоже это то же что и 2

6. Устройства на базе MEMS акселерометров (3d-мышка, измерители скорости движения бесконтактные и т.п)

Первая идея была создать по стопам московских коллег беспроводную трехкоординатную мышку, ну или для начала обычную 2d (такой проект лежит в инете).

Вторая идея была на базе акселерометра разработать измеритель скорости движения машины, но она пока отпала из-за недостаточной точности дешевых MEMS-устройств и наличия GPS.

Третья идея навеяна игрушкой – часы/календарь/термометр/таймер с квадратным ЖК экранчиком, меняющие функцию в зависимости от того на какой бок их ставишь и показывающие всегда неперевернутое изображение.

7. Медтехника (датчики пульса, экг и прочее с целью мониторинга состояния человека, выполняющего ответственную работу - например мышка со встроенными датчиками) – есть схемы устройств и работающий прототип.

Можно попробовать на основе датчика пульса сделать устройство для контроля оператора, работающего в стрессовых ситуациях, диспетчера, машиниста и т.п. Можно базироваться на моих ритмовских разработках. По крайней мере блок анализа сигнала с датчика уже можно взять готовый.

8. Бортовая информационная система.

Навеяно интересным проектом компьютеризации трамвайчика старой модели (71-605). Предлагаемый проект слишком дорогой, т.к. используется промышленный планшетный комп. Идея разработки была – взять готовый силовой блок на IGBT, имеющий RS-232 выход (такие блоки уже серийно изготавливают) и модернизировать систему управления приводами. В результате объекты сразу перестают дымиться, т.к. больше не используются реостаты, реле и соленоиды, а водитель получает электронную панель управления. Управление там ведется ШИМом.

9. Система распределения нагрузки между какими-то агрегатами (котлы, энергоблоки, фильтрующие установки и т.п.). Базируется на существующих методах и моих идеях относительно того как это делать. В перспективе, для задач распределения нагрузки в энергосистеме с ограничениями, это может перерасти в нормальную диссертацию.

10. Система контроля гололедообразования на ЛЭП и метеоусловий для энергетиков. Идея навеяна Крутчинским. Подобные системы есть разработки в Финляндии, у нас пока мало. Два способа контроля – прямой (тензодатчики в подвесе) и косвенный (метеоусловия и температура проводов). Здесь имеется такая проблема передачи информации от множества датчиков.

11. Устройство сигнализации протечек воды и утечек газа (бытовое)

Сигнализация протечек с установленных датчиков с возможностью отправки sms или звонка по заданному номеру. Дополнительно подключение охранной сигнализации.

12. Устройство для контроля теплотрасс

Устройство определяет нагрузки на трубы (по давлению), утечки в трубопроводах и тепловые потери - утопия ;)

13. Автоматизированная Система распределенного сбора данных (для дома и для энергетиков).

Отличается масштабом и стоимостью. Задача – сделать дешевую беспроводную сеть устройств.

14. Стенды по энергетике (генератор и прочее)

Генератор почти доделан, вопрос в его дальнейшем применении. Была идея создать модель электрической сети с разными потребителями, поставить релешки как выключатели и сделать систему управления генератором.

15. Имитаторы объектов на базе OPC для лабораторной разработки АСУ ТП.

Чисто программные модели или программно-аппаратные стенды, позволяющие моделировать наличие нехнологического процесса для любой SCADA-системы, поддерживающей обмен по OPC. Недостающие фрагменты техпроцесса запускаются на компе как обычные программы.

16. Управление подвижным объектом - обычное или нечеткое

Идея была – управление летящим объектом (ракетой или самолетиком), в сложной обстановке, ну или любым подвижным объектом или роботом.

17. Автоматизация проектирования тепловых и др. автоматических защит с расчетом надежности.

Это должна быть программа для проектирования и моделирования логической структуры, расчета надежности и вариантов реализации технологических защит любого процесса.

18. АСУ дорожным движением района (адаптивное управление светофорами)

(тему записал чтобы не забыть)

19. Температурный контроль для автомобиля (и контроль электрооборудования то бишь перегорания лампочек) CAN или другая сеть.

См. идею №4

20. Проект управления подъемным краном.

Базируется на идее предотвращения раскачивания поднимаемого груза – проблема как построить реальную систему с настоящими приводами (а не модель).

21. Голосовое управление с расширенными возможностями

Распознавание речи и управление бытовыми приборами

22. Перчатка для управления трехмерной визуализацией (на различных датчиках – электромагнитных, резистивных и т.п.).

23. Устройство для управления объектами взглядом или поворотом головы

24. Устройство с веб-камерой распознающее взгляд и выполняющее какие-то действия (?) Вопрос, реализуемо ли…

25. Полностью бесконтактное устройство ввода типа touchpad на разных электромагнитных эффектах или других идеях (не лазерное).

26. Трехмерная модель движения корабля с навигационными приборами (компас, лаг, эхолот, РЛС, угловая скорость, авторулевой)

Попытка создать то что уже сделано, но за бесплатно ;) Но уже имеется базовый вариант.

27. Визуализация робота 3d

Пока полностью компьютерная модель движения одного или нескольких манипуляторов

28. Модель участка производства

Была идея сделать игрушку, моделирующую какое-то автоматизированное производство (ну или просто перекладывание, насыпание и погрузку каких-то деталек), не на компьютере а с настоящими двигателями, конвейером и прочими штучками, управляемыми от МК.

Есть идея сделать стенд наподобие уже существующего, но со следующими отличиями: нагреватель вынесен за пределы основного блока стенда и соединен с ним воздуховодом. Мощность нагревателя может меняться от минимальной до максимальной. Воздух вдувается отдельно мощным нерегулируемым вентилятором через заслонку (заслонка управляется простым сервоприводом на основе шаговика или двигателя с редуктором и сервоэлектроникой). Дополнительно в основном блоке могут быть установлены несколько датчиков температуры, вентиляторы на вдув, на выдув и на циркуляцию внутри, внутрнние перегородки и т.п. Датчики температуры устанавливаются в блоке нагревателя и перед входом в основной блок. Решаемые задачи:

- управление многомерным объектом

- логическое управление

- технологические защиты

- интересная идентификация процессов

- наглядное пособие по энергетике

- пособие по автоматизации технологических процессов

29. Сопряжение по RS-485 одного из стендов в 434-й с контроллером и один из стендов по AVR превратить в операторский пульт контроллера.

Пока самая реалистичная идея в плане результата

30. Распределенная система контроля повреждений и утечек на линиях 220/380 В

Контроль повреждений на сетях 220В, контроль утечек и несанкционированных подключений.

31. Интеллектуальный преобразователь интерфейсов USB/RS-232/RS-485. Нужен для корабельных систем, для АСУТП и т д. Дополнительные возможности – произвольное количество портов, разная скорость приема/передачи по каналам, буферизация и т.п.

32. Переключатель мониторов с цифровым/компьютерным управлением и поддержкой всех режимов (т.е. переключатель один монитор на несколько блоков).

33. Взвешивание груза на погрузчике на МК AVR + тензодатчиках или датчиках давления и положения – возможность сигнализации превышения веса и монтажа на любой погрузчик. То есть мы поднимаем груз и сразу вычисляем его вес зная давление в гидросистеме и угол действия силы.

34. Система стабилизации подъемного крана (несколько степеней свободы и различный груз + возмущения) – уже было

35. Устройство многоканального сбора данных на ИК – каналах

36. Устройство распределенного сбора данных с GSM (FM)-модулями

37. Бортовой регистратор для транспортного средства (с контролем водителя )

38. Сигнализация с GSM-модулем, позволяющая определить местоположение и блокировать запуск двигателя

39. Система контроля с датчиками вибрации для автомобиля или любого подвижного объекта

40. Система контроля температуры и вибрации для поезда (распределенная система вроде той, с которой в свое время носился Петрович ) с дешевыми радиомодулями стала вполне осуществимой.

41. Многофункциональный программируемый таймер для аквариума (или для других целей)

Основан на собственной не очень удачной  разработке таймера+термометра с 6 каналами управления розетками и 8+3 каналами измерения и часах на DS1307.

42. Прибор для поиска повреждения в электрическом кабеле (цифровой рефлектометр).

43. Система температурного контроля любого объекта с диагностикой неполадок по анализу температурных полей

44. Устройство распознавания присутствия __человека__ (игнорирует другие объекты).

45. Универсальный обучаемый пульт ДУ на радиомодулях с блоком ИК-ретрансляторов выносимых в разные комнаты

46. Программируемый многоканальный блок управления с радиоканалом

Используется для открывания ворот, зажигания лампочек и т д.

44. AVR-контроллер с выводом на VGA-монитор – хорошо как практика по МК

45. Плоттер самодельный на шаговиках от принтеров – красивая идея, особенно с лазером для выжигания. Немного работы руками и можно из алюминиевых уголков или направляющих от принтера сделать плоттер-выжигатель-станочек (примеры есть)

46. Светильник (пока обычная настольная лампа) с хитрым сенсорным управлением или другими наворотами (можно делать как приставку). Например при прикосновении к одной части он может плавно загораться, к другой – плавно гаснуть, можно управлять голосом (не навороченно).

47. Ультразвуковой дальномер с развитием идеи дальше (многолучевой, классификация целей и управление роботом) – тут простор для фантазии относительно устройства прибора, обнаружения препятствий и определения расстояния и размера до них.

48. Контроллер стабилизации скорости движения автомобиля (круиз-контроль) для авто им не оборудованных. Подключается к сервисной колодке (для любителей экстрима можно предложить тюнинг ВАЗ 2101 )

49. Датчик дождя для Калины 

50. Модель системы теплоснабжения с теплоносителем, насосом и клапанами, управляемыми движками с редукторами.

51. Автоматизация для кухни:

Проект предназначен для забывчивых хозяев, которые бросают на плите чайники, борщики и прочие предметы быта, что приводит часто к плачевным последствиям. Функции устройства:

- детектор закипания чайника (по образующемуся пару)*

- детектор погасания горелок* (датчик газа или датчик плазменный как в водонагревателях, первое универсальнее)

- детектор дыма*

- детектор присутствия человека на кухне (объемный датчик)

- автоматическое управление режимами вытяжки

- автоматическое управление кондиционером или вытяжнвым вентилятором (при наличии таковых)

* отмеченное жизненно необходимо 

52. Микропотребляющие беспроводные датчики, работающие на расстоянии до 5-10 метров от базового блока-приемника (главным образом датчики протечек и датчики-выключатели).

53. Устройство плавного включения лампы, монтируемое в патрон и предназначенное для массового производства.

54. Мини-станок с ЧПУ для раскройки древесины. Задачи – отпиливать под произвольным углом дощечки и профили, точно выдерживать угол и длину получаемых заготовок. Рабочий элемент – мини-циркулярка (фреза плоская).

55. Синхронное управление двигателями. Например, прокатка листового материала или перемещение длинной каретки или мостового подъемного крана или что-то еще такое

56. Сигнализаторы протечек газа для сетей газоснабжения (определяет протечки газа в колодцах и других точках контроля).

57. Камера (веб или инфракрасная) с системой наведения и отслеживания движущихся объектов

58. Разработка комплекса лабораторных работ на базе стенда AVR:

- работа устройства в режиме RTU (терминала)

- работа устройства в режиме мастера сети

- работа устройства в режиме локального регулятора

- работа устройства в режиме УСПД (эмуляция модулей аналогового ввода, дискретного ввода и вывода, аналогового вывода ШИМ или см локальный регулятор)

Проект предполагает проработку следующих вопросов:

а) программного обеспечения стенда по каждому из пунктов

б) программного обеспечения конфигурирования системы (скорее всего Delphi)

в) вариантов обеспечения SCADA-уровня (например шаблоны проектов TraceMode)

в) аппаратного обеспечения (модули сопряжения)

г) методического обеспечения

по результатам возможна подготовка и издание методического пособия

59. Разработка универсального устройства, эмулирующего модули ввода-вывода серии I-7000 по причине их отсутствия ;)

Устройство будет самодельным универсальным модулем с протоколом RS-485 и будет служить пособием при постановке лабораторных работ и при подготовке дипломных проектов по автоматизации

60. Регулятор температуры на 1, 2 или 3 зоны

Цель – сделать достаточно миниатюрный стенд, на котором можно было бы отлаживать и демонстрировать различные алгоритмы регулирования: П, ПИ, ПИД в учебном процессе. В плане научной работы – моделирование многоканальной многосвязной системы управления.

61. Система температурного контроля объекта на базе полупроводниковых датчиков (8 каналов)

62. Система управления нагревом проволочного нагревательного элемента без датчиков (по ТКС). Применение – резка пенопласта, резка и сварка пластмасс, выжигание (при установке на координатный станочек)

63. Нечеткий регулятор на базе AVR

Используется AVR-стенд или далее проектируется специальный контроллер

Задача – разработать программное обеспечение нечеткого контроллера с возможностью пополнения базы знаний (хранится в внешней памяти)

64. Адаптивный схват для робота (с датчиками усилия и проскальзывания).

65. Устройство управления вентилятором

Прибор должен управлять скоростью вращения вентилятора с однофазным асинхронным конденсаторным ЭД, иметь индикатор скорости, интерфейс связи для подачи команд и контроля состояния, а так же возможность работы в автономном режиме ПИД-регулятора скорости вращения по сигналу с датчика 4-20 мА. Аналог – прибор ОВЕН для решения данной задачи.

Для школьников и просто для обучения:

Как сделать простую автоматику на самой простой AVR-ке: от елочной гирлянды до умного дома ;)

- простая мигалка со светодиодиками

- простые датчики (температура, свет и т д.)

- простая система управления (реле и лампочка) – например реагирует на свет

- управлять моторчиком из cd-rom

- написать программу для более сложного логического управления

- игрушки на МК с магнитиками и светодиодиками

- красивая игрушка – как из таймера 555 и обычного вентилятора со светодиодиками на лопастях получить красивые разноцветные эффекты

- звуковое управление

- игрушки

66. Музыкальное устройство – несколько резонирующих трубочек или колокольчиков (наподобие музыкальной шкатулки) управляемое от микроконтроллера

67. Ручка с микроконтроллером, умеющая сама открываться (идея Валеры)

68. Ручка, умеющая распознавать то что написано (траекторию)

идея такая – гибкий стержень (любой) устанавливается в оправку с двумя тензодатчиками (x,y), при написании распознается направление и скорость (хитрым алгоритмом анализа данных), а лучше – акселерометр (такой чувствительности трудно найти)

69. Изготовление отливок из парафина (фигурные свечки или просто фигурки отливаются в форму из гипса например)

70. Устройство на базе ATMega8 или ATMega16 (8535) с некоторой периферией (светодиоды, пищалка, кнопки, жк индикатор), в котором есть программный интерпретатор (либо Basic – TinyBasic , Basic, либо интерпретатор предкомпилированных программ по типу java-машины) которое не надо было бы перешивать (программа заливается в оперативную память мк или внешнюю память spi). Устройством может быть AVR стенд, если хватит памяти мк.

71. Мышка со встроенным датчиком ФПГ (см. ФПГ). Позволяет следить за своим состоянием (утомление, пульс и т.п.). Уже есть конкуренты

72. Датчик отклонения какого-либо предмета (наподобие отвеса) – например для модели системы управления подъемным краном (предотвращение раскачивания груза) или подъемным краном.

73. Передача данных через GSM-соединение с использованием нетарифицированных секунд. (см Современная электроника, №9, 2007) но только с применением спецмодема.

74. Вибромониторинг объектов с применением MEMS-датчиков

LonWorks, 220В (TDA5051, LM1893, ST7537, MAX2986)

75. Автоматизированная система энергоучета многоквартирного дома

учитывается тепловая и электрическая энергия (в т ч со счетчиками Энергомеры)

76. Система обогрева кровли здания

Содержит тензодатчики нагрузок, татчики метеопараметров, Систему обогрева (электрическую или комбинированную). Цель – снижение энергозатрат

77. Система управления микроклиматом в помещении

78. Автоматизация процесса сушки древесины (стенд)

79. Автоматизация технологического процесса (любого по согласованию)