том 2 doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ
БАШКОРТОСТАН
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
«УФИМСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ИНФОРМАЦИОННОКОММУНИКАЦИОННЫХ И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
XII СТУДЕНЧЕСКАЯ НАУЧНО – ПРАКТИЧЕСКАЯ
КОНФЕРЕНЦИЯ
ТОМ 2
УФА 2015
Актуальные вопросы информационно-коммуникационных и компьютерных
технологий: Материалы XII студенческой научно–практической конференции–30
июня 2015 года–Уфа: Издательство УГКР, 2015.– 75 с.
В сборник включены статьи и тезисы выступлений участников студенческой
научно–практической конференции, посвященной актуальным вопросам
информационно-коммуникационным и компьютерным технологиям.
Ответственные за выпуск
Хакимова Г.Г., Бронштейн М.Е., Салиева М.Ш.
© Уфимский государственный колледж радиоэлектроники, 2015
2
СОДЕРЖАНИЕ
1. Аминев А.И., Шаймуратова С.Р., Проектирование локальной вычислительной сети на
предприятии ООО «Свое решение»
2. Гумеров Д.Р., Туктаров Р.Ф., Разработка микроконтроллерного блока управления
автоклавом (программная часть)
3. Муратшин А.И., Фридман Г.М., Разработка устройства «Тлеющий разряд» на базе
платформы Arduino
4. Нилов А.О., Туктаров Р.Ф., Разработка магнитоиндукционной мешалки для проведения
химических реакций
5. Севастьянов В.А., Ордентлих Р.С., Королькова Г.М., Разработка машины-робота,
построенного на платформе Arduino
6. Ахметханов Р.Р., Туктаров Р.Ф., Разработка микроконтроллерного блока управления
автоклавом на основе Arduino (аппаратная часть)
7. Тагиров Р.Р., Аюпов Э., Фридман Г.М., Разработка автоматизированной парковки на
Arduino Nano 3.0
8. Аблязов Н.В., Слесарева Н.С., Разработка IP видеонаблюдение в Лицее Российской
Академии Образования
9. Латыпов Д.Ш., Туктаров Р.Ф., Разработка полуавтоматического устройства контактной
сварки
10. Миндикаев А.И., Семенов А.Г., Разработка системы защиты помещения от утечки
информации по акустическому и виброакустическому каналу
11. Шаймуратов В.Э., Даукаева Э.Р., Проектирование комплексной системы безопасности
предприятия ОАО «Атлант»
12. Рафиков Д.Ф., Даукаева Э.Р., Модернизация локальной вычислительной сети в
образовательном учреждении СПО УГКР
13. Обухов Г.Д., Королькова Г.М., Разработка стенда по охранно-пожарной сигнализации
14. Асфандиярова А.М., Макаренко С.В., Анализ пожарной опасности установки АВТ-1
ОАО Уфанефтехим
15. Филин М.М., Садыков Р.Ф., Анализ пожарной опасности ГБОУ СПО УГКР
16. Грушина Н.К., Бронштейн М.Е., Садыкова И.Р., Разработка программного продукта
«Симулятор Systema 12»
17. Муллаянов И.Ю., Бронштейн М.Е., Разработка цветомузыкальной динамической
установки «фонтан»
18. Салихов Р.Р.,
Арютина Л.А., Разработка мероприятий по повышению уровня
противопожарной защиты автомобильной наливной эстакады на участке слива – налива
Уфимского филиала ОАО «Башкирнефтепродукт»
19. Сидоров А.О., Фридман Г.М., Разработка интерактивного учебно-методического
комплекса по дисциплине «Основы систем управления»
20. Ситцева О.К., Имамутдинов С.А., Разработка мероприятий по повышению уровня
пожарной безопасности коррекционной школы-интернат
21. Захарова С.С., Бронштейн М.Е., Вдовин И.Г., Разработка программы для просмотра
расписания учебных занятий на мобильных приложениях
22. Аксанов Д.А., Полюдова Г.Р., Разработка автоматизированной платформы для
фотоаппарата.
23. Старцева А.С., Полюдова Г.Р., Разработка программного продукта «Персональный
тренер»
24. Пивоваров М.А., Бронштейн М.Е., Разработка автономного трекера на солнечных
батареях
4
6
10
15
19
23
26
29
35
41
46
47
51
53
56
58
60
61
64
67
69
70
72
74
3
Проектирование локальной вычислительной сети на предприятии ООО
«Свое решение»
Аминев А.И., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Шаймуратова С.Р., научный руководитель, преподаватель Уфимского
государственного колледжа радиоэлектроники
Все вычислительные сети можно классифицировать по ряду признаков. В
зависимости от расстояний между ПК различают следующие вычислительные сети:
локальные вычислительные сети - ЛВС (LAN - Local Area Networks) компьютерные сети, расположенные в пределах небольшой ограниченной
территории (здании или в соседних зданиях) не более 10-15 км; территориальные
вычислительные сети, которые охватывают значительное географическое
пространство. К территориальным сетям можно отнести сети региональные (MAN Metropolitan Area Network) и глобальные (WAN - Wide Area Network), имеющие
региональные или глобальные масштабы соответственно. Региональные сети
связывают абонентов района, города или области. Глобальные сети объединяют
абонентов, удаленных между собой на значительное расстояние, находящихся в
различных странах или континентах.
В настоящее время на предприятиях и в учреждениях нашли широкое применение
локальные вычислительные сети, основное назначение которых обеспечить доступ
к разделяемым или сетевым (общим, то есть совместно используемым) ресурсам,
данным и программам. Кроме того, ЛВС позволяют сотрудникам предприятий
оперативно обмениваться между собой информацией.
Локальные вычислительные сети обеспечивают:
1. Распределение данных (Data Sharing). Данные в ЛВС хранятся на центральном
ПК и могут быть доступны на рабочих станциях, поэтому на каждом рабочем месте
не надо иметь накопители для хранения одной и той же информации.
2. Распределение информационных и технических ресурсов (Resource Sharing):
логические диски и другие внешние запоминающие устройства (накопителир на
CD-ROM, DVD, ZIP и так далее);
каталоги (папки) и содержащиеся в них файлы;
подключенные к ПК устройства: принтеры, модемы и другие внешние устройства
(позволяет экономно использовать ресурсы, например, печатающие устройства,
модемы).
3. Распределение программ (Software Sharing). Все пользователи локальных
вычислительных сетей могут совместно иметь доступ к программам (сетевым
версиям), которые централизованно устанавливаются в сети.
4
4. Обмен сообщениями по электронной почте (Electronic Mail). Все пользователи
сети могут оперативно обмениваться информацией между собой посредством
передачи сообщений.
Схема проектируемой локальной вычислительной сети предприятия ООО «Свое
решение» представлена на рисунке 1
Рисунок 1 – Схема проектируемой локальной вычислительной сети предприятия
ООО «Свое решение»
В данной ЛВС использована топология «звезда». Данная ЛВС состоит из
следующего оборудования:
- межсетевой экран;
- центральный сервер, предоставляющий дисковое пространство для хранения
информации с возможностью непрерывного доступа к ней пользователям,;
- proxy-сервер, на котором происходит регистрация всех пользователей сети и
организация доступа к ресурсам, сервер выполняет следующие задачи: хранение
используемых данных, распределение доступа к ресурсам, обеспечение работы
выхода в сеть Интернет, защита сети от внешних вторжений;
коммутаторы,
который
предоставляет
возможности
начального
администрирования конфигурации локальной сети;
- источник бесперебойного питания;
- принтеры;
- рабочие станции.
5
Данная ЛВС обеспечивает:
а) возможность совместного использования ресурсов сети (файлов, принтеров,
модемов и т.д.)
б) оперативный доступ к любой информации сети
в) надежные средства резервирования и хранения информации
г) защиту информации от несанкционированного доступа
д) возможность использования современных технологий, в частности, системы
электронного документооборота, сетевых баз данных, приема/передачи факсов,
доступа в Интернет
ЛВС является обязательным компонентом информационной инфраструктуры
любого крупного или малого предприятия.
Разработка микроконтроллерного блока управления автоклавом
(программная часть)
Гумеров Д.Р., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Туктаров Р.Ф.., научный руководитель, кандидат физико-математических наук,
ИФМК УНЦ РАН.
Микроконтроллер - компьютер на одной микросхеме. Предназначен для
управления различными электронными устройствами и осуществления
взаимодействия между ними в соответствии с заложенной в микроконтроллер
программой. В отличие от микропроцессоров, используемых в персональных
компьютерах, микроконтроллеры содержат встроенные дополнительные
устройства. Эти устройства выполняют свои задачи под управлением
микропроцессорного ядра микроконтроллера.
К наиболее распространенным встроенным устройствам относятся: устройства
памяти и порты ввода/вывода (I/O), интерфейсы связи, таймеры, системные часы.
Устройства памяти включают оперативную память (RAM), постоянные
запоминающие устройства (ROM), перепрограммируемую ROM (EPROM),
электрически перепрограммируемую ROM (EEPROM). Таймеры включают и часы
реального времени, и таймеры прерываний. Средства I/O включают
последовательные порты связи, параллельные порты (I/O линии), аналогоцифровые преобразователи (A/D), цифроаналоговые преобразователи (D/A),
6
драйверы жидкокристаллического дисплея (LCD) или драйверы вакуумного
флуоресцентного дисплея (VFD). Встроенные устройства обладают повышенной
надежностью, поскольку они не требуют никаких внешних электрических цепей.
Для разработки и использования радиоэлектронных устройств с применением
микроконтроллеров необходимо иметь знания об архитектуре и принципах их
работы, а так же – необходимо уметь составлять управляющие программы.
Технологически, блок управления автоклавом представляет собой термостат.
Термостат — прибор для поддержания постоянной температуры. Поддержание
температуры обеспечивается либо за счёт использования терморегуляторов, либо
осуществлением фазового перехода. Термостаты бывают следующих типов:
1) механические;
2) электромеханические;
3) электронные.
Программная часть требуется для термостатов третьего типа.
Блок-схема программы представлена на рисунке 1.
Начало программы
Подключение
библиотек
Объявление
глобальных
переменных
Процедура
инициализации
Ввод
данных
Запуск процесса
Да
Температура в
пределах
допустимой?
Нет
Включить
нагрев
Нет
Отсчет времени
закончен?
Оповестить
пользователя об
окончании
процесса
Конец программы
Рисунок 1 – Блок-схема программы
7
Блок-схема описывает общий цикл работы программы, и не отражает структуру
программного кода.
Программный код можно разделить на несколько логических частей – заголовок,
где подключаются необходимые библиотеки и объявляются глобальные
переменные; стартовый цикл, который выполняется один раз после каждого
запуска/перезапуска устройства; главный цикл, который выполняется непрерывно,
пока устройство включено; и часть программы, в которой описываются
вспомогательные процедуры и функции.
Процессы отсчета времени, контроля температуры, вывода данных на экран и
звуковой сигнализации оформлены как отдельные процедуры/наборы процедур.
В процессе разработки были поставлены и достигнуты следующие цели:

удобный ввод значений температуры и времени;

вывод на экран подробной информации о текущем статусе устройства;

получение температурных данных с максимально возможной точностью;

контроль нагревающим устройством посредством реле;

защита от повреждения/отсутствия датчика температуры.
Ввод данных температуры и данных осуществляется при помощи двух
двухпозиционных кнопок без фиксации. Программа имеет проверку на
корректность вводимых значений, и в случае необходимости корректирует ввод.
Для удобства пользователя в программе заданы предустановленные значения
температуры и времени для сокращения времени на установку/корректировку
значений.
Считывание температуры производится путем измерения напряжения на
термодатчике, с последующим вычислением температуры по специальной
формуле. Для повышения точности данные о напряжении считываются 20 раз с
интервалом в 47 миллисекунд для одного цикла измерения, а затем усредняются.
Это позволяет измерять температуру с погрешностью до 1.5 °С. В программу
встроена функция проверки наличия датчика – если датчик отсутствует, функция
считывания температуры будет возвращать нулевое значение, и программа
8
автоматически остановит текущий процесс, или не даст запустить новый процесс,
пока проблема не будет устранена.
Визуальное отображение данных для последующего их контроля осуществляется
при помощи LCD дисплея размером в 2 строки, по 16 символов в каждой. Дисплей
может отображать буквы латинского алфавита, цифры и некоторые специальные
символы. На первой строке дисплея отображается текущий режим работы
устройства, состояние управляющего реле, значение температуры, которое
необходимо поддерживать. На второй строке отображается время, в течение
которого необходимо поддерживать температуру, если устройство находится в
режиме установки параметров, или время, оставшееся до завершения процесса,
если устройство находится в режиме исполнения процесса. Также на второй строке
отображается текущее значение температуры.
Расшифровка режимов работы:
 SET: устройство находится в режиме установки параметров;
 RUN: устройство находится в режиме исполнения процесса, отсчет времени
производится;
 HOT: устройство находится в режиме нагрева, отсчет времени находится на
паузе;
 OFF: устройство закончило исполнения процесса, отсчет времени окончен,
устройство ожидает подтверждения пользователя;
 ERR: устройство находится в режиме ожидания исправления неполадки: датчик
температуры отсутствует/поврежден/некорректные данные о температуре.
Расшифровка режимов реле:
 OFF: реле отключено;
 ON: реле включено.
Для осуществления оповещения пользователя о состоянии устройства, в нем
(устройстве) присутствует звукоизлучатель, запрограммированный издавать
определенные последовательности звуков при определенных условиях:
 короткий сигнал высокой частоты: издается при включении устройства;
9
 5 групп сигналов, с длинными промежутками между группами, по три коротких
сигнала в каждой группе, с короткими промежутками между сигналами:
устройство закончило выполнение процесса;
 длинный сигнал низкой частоты: проблемы с температурным датчиком.
Для удобства отладки устройства все основные переменные вынесены в отдельный
блок программы в ее начале. Это обеспечивает возможность быстрой
корректировки в случае необходимости.
Разработка устройства «Тлеющий разряд» на базе платформы Arduino
Муратшин
А.И.,
студент
Уфимского
радиоэлектроники
Фридман
Г.М.,
научный
руководитель,
государственного колледжа радиоэлектроники
государственного
преподаватель
колледжа
Уфимского
Современную жизнь невозможно представить без таких основополагающих благ,
как электричество и тепло. Энергетика – величайшее достижение цивилизации.
Одним из величайших открытий в области энергетики является газовый разряд процесс протекания электрического тока через газ. При обычных условиях газы
почти полностью состоят из нейтральных атомов или молекул и, следовательно,
являются диэлектриками.Электрический ток в газах не может существовать из-за
отсутствия свободных заряженных частиц (электроны в атомах и молекулах газов
прочно связаны с ядрами электростатическими силами). Однако, при передаче
атому энергии порядка 10эВ (энергия, приобретаемая свободным электроном при
прохождении через разность потенциалов в 10 В), последний переходит в
ионизированное состояние (электрон уходит от ядра на сколь угодно большое
расстояние).
В газах существуют несамостоятельные и самостоятельные электрические разряды.
При самостоятельном разряде одним из способов ионизации атомов является
ионизация электронным ударом. Ионизация электронным ударом становится
возможна тогда, когда электрон на длине свободного пробега приобретает
10
кинетическую энергию достаточную для совершения работы по отрыву электрона
от атома.
Виды самостоятельных разрядов в газах - искровой, коронный, дуговой и тлеющий
разряды.
Разряд, возникающий при пониженном давлении, называется тлеющим разрядом.
При понижении давления увеличивается длина свободного пробега электрона, и за
время между столкновениями он успевает приобрести достаточную для ионизации
энергию в электрическом поле с меньшей напряженностью. Разряд осуществляется
электронно-ионной лавиной.
Тлеющий разряд нашел применение в различных областях науки техники.
Наиболее широко его используют в качестве источника света в различных
газоразрядных трубках. В лампах дневного света излучение тлеющего разряда
поглощается слоем специальных веществ, нанесенных на внутреннюю поверхность
трубки, которые под действием поглощенного излучения в свою очередь начинают
светиться. Подходящим подбором этих веществ (люминофоров) испускаемое ими
излучение можно сделать близким к дневному свету. Такие лампы являются более
экономичными, нежели обычные лампы накаливания.
Газоразрядные трубки применяются также для рекламных и декоративных целей,
для чего им придают очертания различных фигур и букв. Свечения разной окраски,
в зависимости от рода газа, представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 – Газоразрядные трубки
11
Пользуясь тем, что катодное падение потенциала зависит от материала катода,
можно сделать газоразрядные трубки с малым напряжением зажигания. Так,
например, в неоновой лампе, в которой электродами служат два железных
листочка, покрытых слоем бария, вследствие малости работы выхода электронов у
бария, катодное падение потенциала составляет только около 70 вольт. Поэтому
лампа зажигается уже при включении в обычную осветительную сеть. Такие лампы
употребляют для целей сигнализации в различной аппаратуре (индикаторные
лампы).
В промышленности и лабораторной практике используют тлеющий разряд для
катодного распыления металлов, так как вещество катода, бомбардируемого
положительными ионами, постепенно переходит в парообразное состояние и
оседает в виде металлического налета на стенках трубки. Помещая в тлеющем
разряде против катода различные предметы, оказывается возможным покрыть их
равномерным и прочным слоем металла. Этим способом, в частности, пользуются
для изготовления металлических зеркал высокого качества. Метод катодного
распыления используется также в атомно-эмиссионной спектроскопии, позволяя
провести послойный анализ различных материалов.
Важнейшее применение тлеющий разряд получил в сравнительно недавно
созданных квантовых источниках света - газовых лазерах
Устройство «Тлеющий разряд» состоит из вакуумного насоса, высоковольтного
генератора, стеклянной пробирки, анода, катода, программируемого контроллера
Arduino Nano V3.0, двухканального релейного модуля и элементов соединения. Так
же для наглядной демонстрации работы устройства была изготовлена подставка
для стеклянной пробирки.
Вакуумный насос был изъят из отечественного холодильника. В его конструкцию
были введены изменения в виде ножек, для эксплуатации без элементов крепления.
После проведения всех работ была произведена покраска.
Высоковольтный генератор изготовлен из модуля питания цветного телевизора
МП-3-3 и из элементов модуля строчной развертки, таких как умножитель УН9/2712
1.3 и трансформатора строчной развертки ТВС-110ПЦ-15. Принципиальная схема
высоковольтного генератора представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Принципиальная схема высоковольтного генератора
Так же для работы данной схемы добавляются конденсатор С36, для реализации
безопасного подключения между трансформаторами, и резистор R40, для
увеличения срока службы умножителя.
Стеклянная пробирка должна быть полой. В нее при помощи резиновых пробок
устанавливается анод, виде полой трубки, и катод, в виде обычного болта.
ArduinoNanoV3.0 управляет каналами релейного модуля, к которому подключены
высоковольтный генератор и вакуумный насос. В зависимости от установленного
времени в программе, в определнный промежуток времени каналы будут замыкать
цепь или же разъединять.
Структурная схема устройства «Тлеющий разряд» представлена на рисунке 3.
13
Рисунок 3 - Структурная схема устройства «Тлеющий разряд»
Вакуумный насос при помощи шланга подключается к аноду, а высоковольтный
генератор при помощи зажимов, исходящих от умножителя, подключается к аноду
и к катоду (необходимо соблюдать полярность).
При подаче питания на устройство «Тлеющий разряд», срабатывает вакуумный
насос. После создания низкого давления, к сети подключается высоковольтный
генератор и в стеклянной пробирке можно наблюдать яркое свечение. Яркость
свечения будет зависеть от материала катода, давления и напряжения.
14
Разработка магнитоиндукционной мешалки для проведения химических
реакций
Нилов А.О., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Туктаров Р.Ф., научный руководитель, кандидат физико-математических наук,
ИФМК УНЦ РАН.
Невозможно представить современную фармацевтическую, клиническую,
медицинскую, исследовательскую или научную лабораторию без устройства
автоматического перемешивания. В фармацевтической промышленности она
является незаменимым лабораторным оборудованием для приготовления
суспензий, эмульсий и обычных растворов. В научных лабораториях данный вид
лабораторного оборудования применяется при проведении синтеза различных
реактивов и анализов. В настоящее время устройства автоматического
перемешивания всевозможных модификаций широко используются в химических,
микробиологических, биологических и медицинских исследованиях. Многие
анализы и исследования даже в обычных аптечных или эпидемиологических
лабораториях
требуют
тщательного
перемешивания
или
растворения
используемых химических веществ. Поэтому устройство автоматического
перемешивания – незаменимый атрибут в любой лаборатории, особенно, если
процесс перемешивания вручную занимает несколько часов.
Микроконтроллер (MCU) микросхема, предназначенная для управления
электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции
процессора и периферийных устройств, может содержать ОЗУ и ПЗУ. По сути, это
однокристальный
компьютер,
способный
выполнять
простые
задачи.
Использование одной микросхемы, вместо целого набора, как в случае обычных
процессоров, применяемых в персональных компьютерах, значительно снижает
размеры, энергопотребление и стоимость устройств, построенных на базе
микроконтроллеров. Микроконтроллеры являются основой для построения
встраиваемых систем, их можно встретить во многих современных приборах,
таких, как телефоны, стиральные машины и т. п.Для правильной работы
микроконтроллера, необходимо его запрограммировать
на выполнение
определенных действий.
Магнитоиндукционная мешалка для
проведения химических реакций
подключается к сети 220 Вольт с помощью обычной вилки. 220 Вольт питающего
напряжения проходят через блок питания, где напряжение снижается до
приемлемого для последующего выпрямления.
15
Далее сниженное напряжение попадает в выпрямительную схему, где напряжение
выпрямляется и обеспечивает питание для Arduino Uno и для схемы обеспечения
подачи напряжения.
Получив питающее напряжение, Arduino Uno обеспечивает функционирование
кнопок, подключив их к заземлению и к двум входам для ввода сигналов. Также
Arduino Uno подключается к схеме обеспечения подачи напряжения для установки
последовательности включения вращательных катушек.
Схема обеспечения подачи напряжения, подключенная к питанию и получающая
входящие сигналы на определённые входы, начинает подавать напряжение на пары
вращательных катушек в соответствии с получаемым сигналом от Arduino Uno.
Вращательные катушки, получая напряжение от схемы обеспечения подачи
напряжения, создают магнитоиндукционное поле в соответствии с подаваемыми
сигналами, тем самым заставляя вращаться якорь, расположенный в центре, между
вращательными катушками.
Структурная схема устройства представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Структурная схема магнитоиндукционной мешалки для проведения
химических реакций
16
В качестве блока питания использован электронный балласт энергосберегающей
лампы. Питание из розетки 220 Вольт попадает в схему DA2, где напряжение
опускается до 9 Вольт. Далее, два вывода с DA2 поступает на входные концы
диодного моста (VD19, VD20, VD21, VD22), предназначенного для преобразования
переменного напряжения в постоянное напряжение. Преобразованное напряжение
проходит через параллельно подключенный конденсатор C1 поддерживающий
напряжение в 9 Вольт, который выполняет роль фильтра перед подачей
напряжения Arduino Uno, и даёт питающее напряжение в 9 Вольт для Arduino Uno
DA1. На этом работа выпрямительной схемы на заканчивается. К плюсу
подключается стабилизатор фиксированного напряжения КР142ЕН5 DA3, который
дополнительно понижает питающее напряжение до 5 Вольт для схемы обеспечения
подачи напряжения, далее также параллельно подключается конденсатор C2,
поддерживающий напряжение до 5 Вольт и сглаживающий пульсаций после
выпрямления переменного тока, и получившееся питающее напряжение в 5 Вольт
поступает на схему обеспечения подачи напряжения.
Плата микроконтроллера Arduino Uno требует питание от 9 до 12 Вольт, которые
она уже получил от выпрямительной схемы. Шесть выводов платы
микроконтроллера подключены к транзисторам VT3, VT6, VT9, VT12, VT15 и
VT18. Для управления частотой вращения якоря установлены две кнопки – для
увеличения и для уменьшения скорости вращения якоря. Входы кнопок
подключены к заземлению (GND) платы микроконтроллера Arduino Uno, а выходы
подключены к логическим входам (xxx, xxx) платы микроконтроллера Arduino
Uno.
В исходном состоянии транзисторы VT3 и VT6 открыты, а VT1 и VT4 закрыты. На
концах катушек L1 и L4 одинаковые потенциалы и ток по ним не протекает. При
подаче логической единицы на базу транзистора VT3, он открывается, закрывая
транзистор VT2 и открывая транзистор VT1. Таким образом ток от плюсового
вывода через транзистор VT1, катушки L1, L4 транзистор TV5 проходит на
минусовую, так как транзистор VT5 открыт. Если подать логическую единицу базу
VT6, выключив транзистор VT3, откроется транзистор VT4, VT5 закроется и ток
через катушки пойдёт в обратном направлении. Стабилитрон VD1 исполняет роль
вольтодобавки, исключающий сквозные токи через транзисторы VT1 и VT2.
Диоды VD2 и VD3 служат для гашения обратных импульсов тока, возникающей за
счёт самоиндукции во время выключения.
Принципиальная электрическая схема устройства представлена на рисунке 2.
17
Рисунок 2 – Принципиальная электрическая схема магнитоиндукционной мешалки
для проведения химических реакций
Конструкция устройства автоматического перемешивания состоит из пластины
пластмассы длиной 307 миллиметров, шириной 130 миллиметров и толщиной 5
миллиметров; пластины оргстекла длиной 307 миллиметров, шириной 130
миллиметров и толщиной 3 миллиметра; 16 стоек для печатных плат высотой 6
миллиметров и 3 стоек для печатных плат высотой 15 миллиметров. К нижней
пластине присоединены все стойки для печатных плат для крепления всех
составных частей схемной части устройства – три пары обмоток, плата Arduino
Uno, плата обеспечения напряжения на обмотках, плата преобразования
напряжения, плата блока питания. К верхней пластине крепятся лишь две кнопки
изменения скорости вращения якоря.
Крепление двух пластин друг с другом осуществляется шпилькой с диаметром
резьбы 5 миллиметров и длиной 50 миллиметров. На шпильку нанизывается гайка
потом уголок пластины с проделанным отверстием 5,1 миллиметра и далее ещё
одна гайка для предотвращения вращения шпильки. Далее предыдущее действие
повторяется для второй пластины с соответствующей стороны. Такая
последовательность проделывается со всех четырёх углов устройства для
обеспечения прочности и устойчивости конструкции и для предотвращения
касания верхней пластины оргстекла с элементами схемы устройства.
18
Разработка машины-робота, построенного на платформе Arduino
Севастьянов В.А., Ордентлих Р.С., студенты Уфимского государственного
колледжа радиоэлектроники
Королькова
Г.М.,
научный
руководитель,
преподаватель
Уфимского
государственного колледжа радиоэлектроники
Создание самодельного собранного робота начинается с определения класса задач,
решаемых этим роботом, и его технических характеристик. В отличие от готового
робота, конструкция и характеристики самодельного определяются теми задачами,
которые он, предположительно, будет решать. Студент при использовании
самодельного собранного робота приспосабливает конструкцию и выбор
программного обеспечения робота под решаемую задачу.
Структурная схема отображает принцип работы устройства в общем виде.
Действительное расположение составных частей изделия не учитывается, способ
связи не раскрывается. Построение схемы дает наглядное представление о
последовательности взаимодействия функциональных частей устройства в целом.
Достоинством структурных схем является то, что по ним можно получить
представление о составе, структуре и выполняемой ими функции, не отвлекая
внимания на схемную реализацию функциональных частей.
Рисунок1 – Машина-робот на платформе Arduino. Схема электрическая
структурная
Структурная схема машины-робота состоит из следующих блоков:
- платформа Arduino NanoV3;
- драйверы двигателей L298N;
- Bluetooth модуль HC-05;
19
- моторчики;
- ультразвуковой дальномер HC-SR04;
Основой схемы машины-робота на платформе Arduino является микроконтроллер
Arduino Nano, который построен на микроконтроллере ATmega 328.
Первым звеном схемы является микроконтроллер Arduino Nano 3.0. Arduino
предназначен для управления всеми устройствами схемы. На 1 контакт поступает
сигнал со 2 контакта Bluetooth модуля через резистор. На 2 контакт сигнал
поступает с 1 контакт Bluetooth модуля. 4 и 29 контакты заземляется. На 30 контакт
подается питание. С 5 контакта сигнал поступает на 4 контакт заднего драйвера
моторов. С 6 контакта сигнал поступает на 5 контакт заднего драйвера моторов. С 7
контакта сигнал поступает на 6 контакт заднего драйвера моторов. С 8 контакта
сигнал поступает на 7 контакт заднего драйвера моторов. С 9 контакта сигнал
поступает на 6 контакт переднего драйвера моторов. С 10 контакта сигнал
поступает на 7 контакт переднего драйвера моторов. С 11 контакта сигнал
поступает на 2 и 3 контакты заднего дальномера. С 12 контакта сигнал поступает
на 9 контакт заднего драйвера моторов. С 13 контакта сигнал поступает на 8
контакт заднего драйвера моторов. С 14 контакта сигнал поступает на 9 контакт
переднего драйвера моторов. С 15 контакта сигнал поступает на 2 и 3 контакты
переднего дальномера.
Рисунок2 – Машина-робот на платформе Arduino. Схема электрическая
принципиальная
20
Вторым звеном схемы является Bluetooth модуль HC-05. Предназначен для подачи
и приема управляющих сигналов. На 1 контакт сигнал поступает с 2 контакта
Arduino. На 2 контакт сигнал поступает с 1 контакта Arduino. С 12 контакта сигнал
поступает на 13 контакт через конденсатор и 34 контакт Bluetooth модуля, на 12
контакт сигнал поступает с 4 контакта стабилизатора. 13,21 и 22 контакты
заземляются. С 31 контакта сигнал поступает на светодиод через резистор. С 32
контакта сигнал поступает на светодиод через резистор.
Третьим звеном схемы является стабилизатор. Предназначен для стабилизации
напряжения в схеме. На 1 контакт подается питание. 2 контакт заземляется, 4
контакт заземляется через резистор.
Четвертым звеном схемы является передний дальномер. Предназначен для
определения расстояния до препятствия. На 1 контакт подается питание, на 2 и 3
контакты поступает сигнал с 15 контакта Arduino. 4 контакт заземляется.
Пятым звеном схемы является задний дальномер. Предназначен для определения
расстояния до препятствия. На 1 контакт подается питание. На 2 и 3 контакты
поступает сигнал с 11 контакта Arduino. 4 контакт заземляется.
Шестым звеном схемы является передний драйвер моторов. Предназначен для
подключения и подачи управляющего сигнала на моторы. На 1 контакт сигнал
поступает с 30 контакта Arduino. 2 контакт заземляется. На 6 контакт поступает
сигнал с 9 контакта Arduino. На 7 контакт поступает сигнал с 10 контакта Arduino.
На 9 контакт сигнал поступает с 14 контакта Arduino. С 10 и 11 контактов сигнал
поступает на мотор.
Седьмым звеном схемы является задний драйвер моторов. Предназначен для
подключения и подачи управляющего сигнала на моторы. На 1 контакт сигнал
поступает с 30 контакта Arduino. 2 контакт заземляется. На 4 контакт сигнал
поступает с 5 контакта Arduino. На 5 контакт сигнал поступает с 6 контакта
Arduino. На 6 контакт сигнал поступает с 7 контакта Arduino. На 7 контакт сигнал
поступает с 8 контакта Arduino. На 8 контакт сигнал поступает с 13 контакта
Arduino. На 9 контакт сигнал поступает с 12 контакта Arduino. С 10-13 контактов
сигнал поступает на моторы.
21
Блок схема программы для машины-робота на платформе
Arduino.
Рисунок3- Блок схема машины-робота на платформеArduino
При разработке данной блок - схемы (рисунок 3) применялся циклический
алгоритм. Циклический алгоритм предусматривает многократное повторение
одной и той же последовательности действий. Количество повторений
обусловливается выполнением условия.
В данной блок – схеме циклический алгоритм использовался несколько раз с одной
целью. Если какой либо из элементов не прошел инициализацию и от него нет
данных, то он пройдёт повторную инициализацию.
22
Рисунок 2- Цикл инициализации
При отсутствии препятствий на пути следования и при отсутствии команд машинаробот останавливается.
Машина-робот может использоваться в различных сферах человеческой
деятельности, а также при обучении студентов в лабораторных условиях для
знакомства и изучения Arduino.
Конструкция выполнена максимально просто, что обеспечивает удобство
технического обслуживание и ремонта. Монтаж опор и других устройств, для
обеспечения транспортабельности изделия не требуется. Надежность и
ремонтопригодность конструкции высокая, так как радиоэлементы и материалы
дешевые и распространенные. Изготовление не требует применения
высокопроизводительных типовых технологических процессов и средств
технического оснащения. Цена не высокая, но основной эффект – социальный.
Разработка микроконтроллерного блока управления автоклавом на основе
Arduino (аппаратная часть)
Ахметханов Р.Р., студент Уфимского государственного колледжа
радиоэлектроники
Туктаров Р.Ф., научный руководитель, кандидат физико-математических наук,
ИФМК УНЦ РАН.
Автоклав – это аппарат для проведения различных процессов при нагреве и
давлении выше атмосферного. Автоклавы получили широкое применение, как в
быту, так и в промышленности. Своими силами автоклав можно выполнить из
газового баллона или ресивера, оборудовать его предохранительными клапанами,
устройствами контроля давления и температуры.
23
Основные функции микроконтроллерного блока управления автоклавом это –
получение входных данных от пользователя, поддержание заданной температуры в
течении заданного промежутка времени, визуальная индикация и звуковая
сигнализация о различных событиях.
Микроконтроллерный блок управления автоклавом выполнен на основе
ArduinoUno – микроконтроллерное решение, построенное на базе ATmega328.
Платформа имеет 14 цифровых вход/выходов, 6 аналоговых входов, кварцевый
генератор 16 МГц, разъем USB, силовой разъем, разъем ICSP и кнопку
перезагрузки. Для работы необходимо подключить платформу к компьютеру
посредством кабеля USB, либо подать питание при помощи адаптера AC/DC или
батареи.
Основные элементы и связи между ними описаны на структурной схеме – рисунок
1, микроконтроллерного блока управления автоклавом. На которой представлены
связи между следующими элементами устройства:
1.
Блок питания представляет собой выпрямитель – напряжения,
преобразующий переменное сетевое напряжение в постоянное. Данное устройство
обеспечивает необходимое напряжение для работы блока управления
терморегулятора.
2.
Блок управления терморегулятора представляет собой плату устройства и
микроконтроллер Arduino. Микроконтроллер Arduino управляет работой реле по
показаниям температурного датчика и выводит необходимые сведения на монитор.
3.
Консоль управления представляет собой - набор из тумблеров и кнопок старт сброс, предназначенных для управления информацией, выводимой на
мониторе. Тумблеры предназначены для регулирования температуры и времени.
4.
Монитор – устройство для показа информации и позволяющее
регулировать при помощи кнопок температуру и время.
5.
Датчик температуры – предназначен для измерения температуры в
нагревающей емкости автоклава и посылающий сведения для терморегулирования
в микроконтроллер Arduino.
6.
Двухканальный блок реле - предназначен для замыкания и размыкания
участка электрической цели по направлению к трубчатому электронагревателю
(ТЭН) при заданных изменениях входных воздействий – показаниям
температурного датчика.
7.
ТЭН – устройство нагревающее емкость автоклава.
24
Рисунок 1 – Структурная схема микроконтроллерного блока управления
автоклавом
На принципиальной электрической схеме – рисунок 2,показан полный состав
элементов и связей между ними, а также изображено детальное представление о
принципах работы изделия.
Центральным узлом схемы является микроконтроллерное решение ArduinoUno –
DD1 . Жидкокристаллический монитор wh1602b-nyg-ct обеспечивает пользователя
необходимыми данными о текущем статусе устройства, подключается к Arduino
на выходы 11, 10, 5, 4, 3, 2 . На выходы монитора D1-D4 передаются данные для
вывода на экран. Контрастность монитора регулируется при помощи
потенциометра R1, рабочий номинал которого составляет 10кОм.
Так же к Arduino подключаются следующие органы управления: кнопкаSB1
(подключенная к входу Reset и заземлению GND), кнопка SB2(подключенная к
входу A0и GND), кнопки регулирования температуры SB3, SB4(подключенной к
6, 7 входaмArduinoи GND) и времени SB5, SB6 (подключенной к 8,9 входам
Arduino).
ArduinoUnoпитается от блока питания, представляющим собой понижающий
трансформатор T1, выпрямителя - в виде диодного моста VD1 и конденсатора
большой емкости для большего сглаживания выходного напряжения.
Управление трубчатым электронагревателем (ТЭН) – подключенным к
разъемуXs1, производится через двухканальный релейный модуль, подключенный
к управляющему выходу А4, GND, Vcc.
Определение текущей температуры осуществляется с помощью терморезистора R1
и постоянного резистораR2, подключенных по схеме делителя напряжения, при
изменении температуры, меняется сопротивления R1, при этом R2 остается
неизменным. В результате соотношение плеч делителя изменяется и поэтому
25
изменяется напряжение на входе А1. Калибровка и корректировка термодатчика
была выполнена в ходе экспериментального исследования макета.
Оповещение пользователя о различных событиях производится с помощью
звукоизлучателя ЗП-1 (Zq1), подключенного кArduino, управляющим выходамА2,
А3.
Рисунок 2 – Электрическая принципиальная схема микроконтроллерного блока
управления автоклавом
Разработка автоматизированной парковки на Arduino Nano 3.0
Тагиров Р.Р., Аюпов Э. студенты Уфимского государственного колледжа
радиоэлектроники
Фридман
Г.М.,
научный
руководитель,
преподаватель
Уфимского
государственного колледжа радиоэлектроники.
В настоящее время огромное количество автомобилей в больших городах нашей
страны хранится под открытым небом, занимая большие площади, что сильно
мешает
нормальному
функционированию
общественного
транспорта,
коммунальных и аварийных служб города, проезду других автомобилей. Для
решения острой проблемы временного хранения автомобилей необходимо
разработать парковочный комплекс, который одновременно имел бы небольшую
площадь расположения и в то же время большую пропускную способность
автомобилей для стоянки.
26
Назначение автоматизированной парковки на arduino nano 3.0 состоит в том, что
бы удовлетворить всем предоставленным требованиям для автоматизированных
парковочных комплексов. Данное устройство может применяться в любой точке
мира, где остро ощущается нехватка парковочных мест, в крупных мегаполисах
или в частных владениях для экономии пространства. Разрабатываемое устройство
позволит существенно увеличить количество парковочных мест в условиях
плотной городской застройки.
Актуальность проекта заключается в том, что парковка легка в конструкции, может
использоваться в любой точке мира, и работает на микроконтроллере Arduino.
27
Структурная схема автоматизированной парковки на Arduino Nano 3.0 состоит из
блоков:
персональный компьютер – необходим для питания и как HIDсовместимое устройство;
микроконтроллер предназначен для управления двигательным блоком
устройства;
двигательный блок – необходим для обеспечения перемещения
парковочных мест.
Питание схемы осуществляется от интерфейса USB.
28
В данном проекте используется мобильная микроконтроллерная платформа
Arduino Nano 3.0 на которой установлен микроконтроллер Atmega328.
С вывода 12 подается питание для работы шагового двигателя 28BYJ-48-5V.
С выводов 11, 10, 9, 8 выдаются управляющие сигналы для управления обмотками
двигателя.
Управление командами микроконтроллера осуществляется при помощи
специального ПО через USB порт на плате Arduino Nano.
Разработка IP видеонаблюдение в Лицее Российской Академии Образовании
Аблязов Н.В студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Слесарева Н.С., научный руководитель
Видеонаблюдение (англ. Сlosed Circuit Television, CCTV — система телевидения
замкнутого контура) — процесс, осуществляемый с применением оптикоэлектронных устройств, предназначенных для визуального контроля или
автоматического анализа изображений (автоматическое распознавание лиц,
государственных номеров).
Цифровое видеонаблюдение является одним из важнейших элементов структуры
системы безопасности. Использование систем цифрового видеонаблюдения
29
позволяет осуществлять визуальный контроль над обстановкой в помещениях и
прилегающих территориях. Современное оборудование обеспечивает
качественную и надежную работу систем цифрового видеонаблюдения, скорость
передачи информации, качественное изображение.
Главным при создании системы видеонаблюдения является точная постановка цели
и задачей, правильно подобранное оборудование и место установки камер.
Поэтому при создании и просчете комплекса видеонаблюдения желательно
осмотреть объект инженерами-проектировщиками систем видеонаблюдения, чтобы
не жалеть потом зря потраченных денег.
Новейшим направлением является видеоаналитика, которая позволяет решать
огромное количество задач.
Первая задача заключается в обнаружении несанкционированного вторжения на
объект. Перед системой цифрового видеонаблюдения ставится цель – понять, кто и
зачем пришел на охраняемый участок без приглашения. Причем эта главная задача
будет осложнять еще тем, что правонарушители, как и следовало ожидать,
постараются сделать свое вторжение максимально незаметным.
Вторая задача современного цифрового видеонаблюдения заключается в
следующем: необходимо предоставить пользователям видеоинформацию о
ситуациях, которые происходят непосредственно не внутри, а вокруг охраняемой
зоны. Такая информация во многих случаях будет очень полезной. Как замечают
специалисты, подобная задача достаточно размыта и не отличается особой
конкретикой. Отдельно выделяется отслеживание движения вне периметра
обозначенной зоны. Цифровое видеонаблюдение занимается обнаружением людей
или транспортных средств, которые находятся продолжительное время в зоне
охватываемого наружного видеонаблюдения.
Третья задача, которую решает цифровое видеонаблюдение, это обнаружение
людей или объектов, которые пытаются незаконно попасть в охраняемую зону,
пытаясь «обмануть» контролирующие системы.
Решению таких задач по обеспечению безопасности в наши дни уделяется
пристальное внимание во всех сферах жизни и данная тенденция с течением
времени только нарастает. Цифровое видеонаблюдение сегодня является самым
популярным и эффективным средством обеспечения безопасности.
Целью работы является проектирование IP видеонаблюдения в «Лицее российской
академии образования», для наблюдения за объектом и обнаружением людей или
транспортных средств, которые находятся продолжительное время в зоне
охватываемого наружного видеонаблюдения.
Проектирование
IP видеонаблюдения должно включать в себя следующее
этапы:
- анализ объекта;
30
- построение структуры сети;
- выбор средств защиты информации;
- выбор оборудования;
- разработка схемы построения цифрового видеонаблюдения;
- установка оборудования.
Рисунок 1 – Анализ объекта
31
Рисунок 2 – Модель проникновения злоумышленника
Рисунок 3 – Структура сети
Перечень оборудования для IP видеонаблюдения:
- vidstar vsc-2121vr-ip камера;
- switch DES-1008P+;
32
- роутер D-Link DAP-1360/B;
- IP коммутатор D-Link DES-3200 28р;
- видеорегистратор BEWARD BS1232
Рисунок 4 – Структура сети по территории
33
Рисунок 5 – Размещение телекоммуникационного оборудования
В помещении видеооператоров размещается ядро видеосистемы:
1) IP коммутатор D-Link DES-3200
…………………………………………………….......1шт;
2) видеорегистратор BEWARD
BS1232……………………………………………………1шт;
Это все оборудование было подключено к ПК Оператору (на отдельный
компьютер), а установка монитора была, произведена на охранный пост.
3) установка Монитора SAMSUNG
S22C200N…………………………………………….1шт;
Размещение всех приборов должно исключать их случайное попадание или
перемещение по установочной поверхности, при котором возможно повреждение
оборудования, подключаемых проводов и кабелей системы видеонаблюдения.
При размещении оборудования следует учитывать, что оно должно находиться не
менее 1 м от элементов системы отопления и силовых кабелей, так они тоже могут
нарушить правильную работоспособность системы охранного телевидения.
34
Разработка полуавтоматического устройства контактной сварки
Латыпов Д.Ш., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники.
Туктаров Р.Ф., научный руководитель, кандидат физико-математических наук,
ИФМК УНЦ РАН.
Контактная сварка – процесс образования неразъёмного сварного соединения
путём нагрева металла, проходящим через него электрическим током, и
пластической деформации зоны соединения, под действием сжимающего усилия
Контактная сварка преимущественно используется в промышленном массовом или
серийном производстве. В отличие от обычной сварки, использование контактной
сварки позволяет автоматизировать процесс сваривания металлов.
Преимущества контактной сварки перед другими видами сварки:

высокая производительность (время сварки одной точки или стыка
составляет 0,02... 1,0 с);

малый расход вспомогательных материалов (воды, воздуха);

высокое качество и надежность сварных соединений при небольшом числе
управляемых параметров режима, что снижает требования к квалификации
сварщика;

это экологически чистый процесс, легко поддающийся механизации и
автоматизации.
Так, например, при использовании аппарата контактной сварки, в зависимости от
разных условий, таких как толщина свариваемых пластин, вид материала, из
которых сделаны пластины, требуется выполнение различных режимов сварки. Для
этих целей лучше всего подходит программируемый микроконтроллер.
С помощью программирования микроконтроллера можно решить многие
практические задачи аппаратной техники.
Для правильной работы микроконтроллера, необходимо его запрограммировать на
выполнение определенных действий.
Программирование микроконтроллера – это действия, при котором пользователь
разрабатывает программу и загружает ее непосредственно в ПЗУ
микроконтроллера. Программирование всего устройства может занять от
35
нескольких секунд до нескольких минут в зависимости от размера памяти и
алгоритма программирования.
Структурная схема полуавтоматического устройства контактной сварки
представлена на рисунке 1.
На рисунке 1 показаны, основные элементы, входящие в состав
полуавтоматического устройства контактной сварки. В состав устройства входят:
1.
«Блок питания» – Обеспечивает питанием все узлы устройства, в свою
очередь состоит из регулятора и выпрямителя напряжения;
2.
«Блок управления полуавтоматического устройства контактной сварки» –
состоит из схемы управления контактной сваркой, управляемой
микроконтроллером Arduino;
3.
«Трансформатор» – силовой трансформатор, понижающий напряжение до
2 В, обеспечивающий выходной ток> 1000 А. На него поступает импульс, с блока
управления, длительностью соответствующей установленным значениям;
4.
«Электроды контактной сварки» – Подвижные контакты, изготовленные из
медных стержней большого сечения. При замыкании электродов через
свариваемые детали происходит процесс сварки. Электрический импульс на
электроды подается с трансформатора.
36
Рисунок 1 – Полуавтоматическое устройство контактной сварки схема структурная
Электрическая принципиальная схема полуавтоматического устройства контактной
сварки представлена на рисунке 2.
В состав устройства входят блок питания, состоящий из регулятора и выпрямителя
напряжения, а также блок управления.
При подаче питания в 220 В на схему регулятора напряжения, на выходе схемы
имеем 11 вольт переменного напряжения. Далее данное напряжение подается на
схему выпрямителя напряжения, на выходе схемы получаем 11 вольт постоянного
напряжения. Данное напряжение подается на питание микроконтроллера Arduino.
Также питание в 220 В подается на схему блока управления.
В схему блока управления входят два тиристора (Т1 и Т2). Три диода (VD1-VD3),
микроконтроллер Arduino (DD1), оптопра(DD2), конденсатор (С1), трансформатор
37
(Тr1) и резисторы (R1-R6). Также в состав блока управления входят кнопка (SB1) и
переключатель (SА1).
При поданных питаниях на микроконтроллер Arduino и схему управления, и
нажатии кнопки SB1, на анод оптопары (DD1), (на первый вывод) подается
управляющее напряжение в 5 В, включается светодиод оптопары, открывает его же
фотосимистор (выводы 4 и 6 замыкаются).
При положительной первой полуволне поданного напряжения, часть
положительного напряжения подается на анод тиристора (Т1), а также на
управляющий электрод тиристора (Т2) через диод (VD3) и резистор (R3), остальная
часть подается на управляющий электрод тиристора (Т1) через резисторы (R3 и
R2), и оптопару (DD2).
При положительной второй полуволне поданного напряжения, часть
положительного напряжения подается на анод тиристора (Т2), часть на
управляющий электрод тиристора (Т1) через диод (VD2) и резистор (R5), а также
на управляющий электрод тиристора (Т2) через резистор (R5), оптопару (DD2) и
резистор (R2).
Рисунок 2 – Полуавтоматическое устройство контактной сварки электрическая
принципиальная схема
38
Тиристоры (Т1 и Т2) открыты в обоих полупериодах, но ток в одном полупериоде
течет только через первый тиристор, в другом – только через второй. В
зависимости от поданного положительного напряжения на анод одного из двух
тиристоров. Таким образом, суммарный переменный ток через оба тиристора
составляет 50 А.
В обоих полупериодах ток идет на первичную обмотку трансформатора (Tr1).
Силу тока, идущего на первичную обмотку трансформатора (Тr1) можно
регулировать с помощью резистора (R6), или включив переключатель (SA1)
подавать ток без изменения его значений.
Цепочка R4 С1 защищает цепь от переходных скачков напряжения, вызванных
отключением первичной обмотки трансформатора.
Регулировка длительности импульса сварки, происходит согласно написанной
программы, загруженной в микроконтроллер Arduino.
Программа была разработана в программной среде Arduino IDE.
На рисунке 3 изображен блок программы, в котором следует указание
используемых выводов, основных параметров процесса сварки и указание
управляющих выводов.
Рисунок 3 – Код программы
Рисунок 4 – Код программы
39
На рисунке 4 показан блок программы, в котором следует описание основного
цикла сварки.
Рисунок 5 - Код программы
На рисунке 5 показан блок программы, в котором следует описание процесса
сварки, проверки условий при которых происходит процесс сварки.
40
Разработка системы защиты помещения от утечки информации по
акустическому и виброакустическому каналу
Миндикаев А.И студентУфимского государственного колледжарадиоэлектроники
Семенов А.Г., научный руководитель
Для развития и обогащения человеческого общества необходимы материальные,
инструментальные, энергетические и другие ресурсы, в том числе и информация.
Уже давно не секрет, что государства и крупные компании ведут войну за право
обладать этим ресурсом. Способ его добычи может принимать самые различные
формы, в том числе и такие, как хищение или сбор чужой информации, которая
носит общеизвестные названия шпионаж и разведка
В создании устройств и систем ведения разведки всегда вкладывались и
вкладываются огромные средства во всех развитых странах. Целью
несанкционированного сбора информации, как правило, является коммерческий
интерес. Компаниям необходимо знать слабые и сильные стороны конкурентов. А
развитие деловых отношений определяет сегодня резкое возрастание интереса к
вопросам безопасности именно речевой информации. И это естественно, поскольку
любая реализация новых проектов, заключения контрактов, принятие каких либо
решений, подразумевает собой, речевое общение партнеров.
В случае, когда
источником информации является голосовой аппарат человека, информация
называется речевой. По данным аналитиков, работающих в области безопасности,
удельный вес речевой информации может составлять до 80 % в общем объеме
конфиденциальных сведений. Конкуренты или недоброжелатели могут в своих
корыстных целях использовать полученную конфиденциальную информацию.
Информация такого рода может использоваться для шантажа и навязывания своих
условий. Позволяет догнать и даже перегнать конкурента, в целом получить
баснословную выгоду.
Контрольными точками (далее КТ) являются места возможной установки
акустических и вибрационных датчиков аппаратуры акустической речевой
разведки, места расположения отражающих поверхностей лазерного излучения,
места непреднамеренного прослушивания речи, в которых производятся
акустические измерения. При контроле выполнения норм противодействия
акустической речевой разведке с применением микрофонов (в том числе с
применением направленных микрофонов) контрольные точки должны выбираться
на расстоянии 0,5 м от внешних поверхностей обследуемой ограждающей
конструкции.
Методика инструментального контроля выполнения норм противодействия
акустической речевой разведке основывается на инструментально-расчетном
методе определения отношений «речевой сигнал / акустический (вибрационный)
шум» (далее – «сигнал/шум») в контрольных точках в октавных полосах со
среднегеометрическими частотами 250, 500, 1000, 2000, 4000 Гц. Полученные
отношения «сигнал/шум» сравниваются с нормированными, или пересчитываются
в числовую величину показателя противодействия для сравнения с нормированным
41
значением. Методика ориентирована на использование контрольно-измерительной
аппаратуры общего применения.
Для проведения измерений уровней акустических (вибрационных) сигналов в
помещении и контрольных точках используются типовые средства измерений и
вспомогательное оборудование, из которых собираются формирователь
акустического тест-сигнала и измерители акустических (вибрационных) сигналов и
шумов (Рисунок 1).
В состав формирователя акустического тест-сигнала входят:
-генератор сигналов (ГС) или генератор шума (ГШ);
-усилитель мощности (УМ);
-акустический излучатель (АН);
-громкоговоритель или звуковая колонка.
В состав измерителя акустического сигнала и акустического шума входят:
-измерительный микрофон;
-микрофонный усилитель;
-измеритель шума и вибраций (шумомер).
В состав измерителя вибрационного сигнала и вибрационного шума входят:
-измерительный вибродатчик (акселерометр);
-предусилитель вибродатчика;
-измеритель шума и вибраций (шумомер).
Рисунок 1 - Схема размещения аппаратуры при проведении измерений
Г – Генератор сигналов; У – Усилитель; АИ – Акустический излучатель; М –
Микрофон; А – Акселерометр; Ш – Шумомер;
Порядок размещения средств измерений и вспомогательного оборудования при
проведении измерений:
Установка акустического излучателя в помещении:
42
-если ограждающей конструкцией (ОК) является стена, дверь или окно, то АИ
необходимо размещать на высоте 1-1,5 м от пола и па расстоянии 1,5 м от ОК. Ось
апертуры АИ направляется в сторону ОК по нормали к ее поверхности;
-если ОК является пол, то АИ необходимо размещать в центре помещения на
высоте 1-1,5 м от пола. Ось апертуры АИ направляется в сторону пола по нормали
к его поверхности;
-если ОК является потолок, то АИ необходимо размешать в центре помещения на
высоте 1-1,5 м от пола. Ось апертуры АИ направляется в сторону потолка по
нормали к его поверхности;
-размещение АИ относительно элементов ИТС производится аналогично;
-размещение микрофона при измерении уровня излучаемого тест-сигнала в
помещении:
-измерительный микрофон размещается на осевой линии апертуры АИ на
расстоянии 1 м от плоскости апертуры и па расстоянии 0,5 м от поверхности ОК
или элемента инженерно- технических сооружений (ИТС);
-размещение микрофона при измерении уровня акустического сигнала и
акустического шума в КТ:
-измерительный микрофон размещается в выбранной точке контроля на расстоянии
0.5 м от поверхности ОК;
-размещение вибродатчика (акселерометра) при измерении уровня вибрационного
сигнала и вибрационного шума в КТ:
-измерительный вибродатчик размещается в выбранной КТ непосредственно на
поверхности ОК или на поверхности контролируемого элемента ИТС.
Принимаемые меры по защите от утечки информации по акустическому и
виброакустическому каналу. Необходимо использовать звукопоглощающие
средства. Пористые и мягкие материалы типа ваты, ворсистые ковры, пенобетон,
пористая сухая штукатурка являются хорошими звукоизолирующими и
звукопоглощающими материалами — в них очень много поверхностей раздела
между воздухом и твердым телом, что приводит к многократному отражению и
поглощению звуковых колебаний (звукопоглощение, отражение и пропускание
звука). В качестве примера рассмотрим звукоизоляционную панель PhoneStar.
Рисунок 2- Звукоизоляционная панель
PhoneStar - звукоизоляционные плиты, выполненные из прочного целлюлозного
каркаса. Изготовлен из большого количества слоев с поверхностями различных
форм и минерального наполнителя, поглощающего звуковые волны.
43
Так же необходима установка тамбура, и двойных дверей, между дверями
установить генератор белого шума, который будет включаться на время
проведения совещаний, переговоров, и конфеденциальных встреч.
Окна необходимо заменить на двухкамерный стеклопакет для улучшения
шумоизоляции.
Двухкамерный стеклопакет состоит из трёх стёкол. Между стёклами находятся две
воздушные камеры.
Разная толщина воздушных камер предотвращает звуковой резонанс.
Одной из основных мер защиты от утечки информации по акустическому и
виброакустическому каналуявляеться использование технических средств защиты,
такие как акустические и вибрационные датчики.
Акустические датчики предназначены для создания акустического шума в
помещениях или вне их, а вибрационные — для маскирующего шума в
ограждающих конструкциях.
Вибрационные датчики приклеиваются к защищаемым конструкциям, создавая в
них звуковые колебания.
Генераторы шума позволяют защищать информацию от утечки через стены,
потолки, полы, окна, двери, трубы, вентиляционные коммуникации и другие
конструкции с достаточно высокой степенью надежности.
Рисунок 3- Комплекс виброакустической защиты "БАРОН"
Комплекс виброакустической защиты "БАРОН" предназначен для защиты
объектов информатизации 1 категории и противодействия техническим средствам
перехвата речевой информации (стетоскопы, направленные и лазерные
микрофоны, выносные микрофоны) по виброакустическим каналам (наводки
речевого сигнала на стены, пол, потолок помещений, окна, трубы отопления,
вентиляционные короба и воздушная звуковая волна).
Достоинства комплекса "Барон":
-полностью цифровое управление;
-интеллектуальное меню, гибкая система конфигурирования;
-возможность формирования помехового сигнала от различных внутренних и
внешних источников и их комбинаций. Внутренние источники генератор шума,
44
фонемный
клонер,
предназначенный
для
синтеза
речеподобных,
оптимизированных для защиты речевой информации конкретных лиц помех, путем
клонирования основных фонемных составляющих их речи. За счет их
микширования по каждому каналу значительно уменьшается вероятность очистки
зашумленного сигнала. Кроме того, наличие линейного входа позволяет
подключать к комплексу источники специального помехового сигнала
повышенной эффективности;
-каждый канал прибора имеет собственный независимый генератор шума
аналогового типа и фонемный клонер, что позволяет исключить возможность
компенсации помехового сигнала средствами перехвата речевой информации за
счет специальной обработки, в том числе и корреляционными методами при
многоканальном съеме несколькими датчиками;
- одним прибором можно защитить помещения большой площади различного
назначения (конференц-залы и т.п.);
- возможность регулировки спектра помехового сигнала для повышения
эффективности наведенного помехового сигнала с учетом особенностей
используемых вибро- и акустических излучателей и защищаемых поверхностей (5
полосный цифровой эквалайзер);
-наличие четырех независимых выходных каналов с раздельными регулировками
(для оптимальной настройки помехового сигнала) для различных защищаемых
поверхностей и каналов утечки. Достижение максимальной эффективности
подавления при минимальном паразитном акустическом шуме в защищаемом
помещении за счет вышеперечисленных возможностей настройки комплекса;
-встроенные средства контроля эффективности создаваемых помех: контрольный
динамик для экспертной оценки качества создаваемой помехи и низкочастотный
четырехканальный пятиполосный анализатор спектра, работающий с выходными
сигналами всех 4 каналов, обладающий широким динамическим диапазоном, что
позволяет эффективно непрерывно проводить контроль помех любого уровня,
создаваемых в каждом из каналов во всем частотном диапазоне работы прибора;
-возможность подключения к каждому выходному каналу различных типов виброи акустических излучателей и их комбинаций за счет наличия низкоомного и
высокоомного выходов. Это также позволяет использовать комплекс для замены
морально устаревших или вышедших из строя источников помехового сигнала в
уже развернутых системах виброакустической защиты без демонтажа и замены
установленных виброакустических излучателей;
-наличие системы беспроводного дистанционного включения комплекса.
45
Проектирование комплексной системы безопасности предприятия ОАО
"Атлант
Шаймуратов
В.Э.,
студент
Уфимского
государственного
колледжа
радиоэлектроники
Даукаева Э.Р., научный руководитель, преподаватель Уфимского государственного
колледжа радиоэлектроники
На данный момент тема комплексной защиты предприятия является очень
актуальной. Это обусловлено усилением требований к системам безопасности на
современных предприятиях. Речь идет как о требованиях к защите от пожаров и
других подобных ситуаций, так и о предотвращении ущерба, обусловленного
человеческим фактором.
Постановкой задачи при выполнении проекта было проектирование
автоматизированной системы безопасности, разработка структурной схемы КСБ,
проектирование системы пожарной сигнализации на объекте, проектирование
системы видеонаблюдения на объекте, а также организация центрального поста
охраны.
Объект представляет собой двухэтажное отдельно стоящее здание общей
площадью около 641 м2. Окна здания не имеют решеток, представляют собой
обычные стеклопакеты. Стены выполнены из кирпичной кладки. Потолки всех
помещений обшиты потолочными панелями из негорючих материалов на
расстоянии 4,5 см от капитального потолка. За панелями проходит только проводка
электрического освещения. План объекта представлен в Приложениях А, Б.Высота
капитального потолка составляет 3,25 м
Для достижения поставленных задач, необходимо определить структурную схему.
Согласно спроектированной структурной схеме, слежка за обстановкой на объекте
происходит при помощи извещателей и видеокамер. Все извещатели и
оповещатели, а также средства контроля управления доступа по радиоканалу
соединяются с радиорасширителем охранно-пожарным. в свою очередь РРОП
соединяется с компьютером по проводному каналу. Камеры уличные и камеры
внутреннего
наблюдения
по
проводному
каналу
соединяются
с
видеорегистратором, который находится на центральном посте охраны и
подсоединён к монитору.
Теперь необходимо выбрать оборудование. Выбор пожарных и охранных
извещателей был произведён в соответствии с гостами. Выбор пожарного
извещателя был определён в соответствии с его способностью обнаруживать
различные типы дымов, которые были определены в госте 50898. Выбор охранных
извещателей был произведён в соответствии с ГОСТом 26342
46
Размещение и установка оборудования производились так же в соответствии с
регулирующими документами. Пожарные извещатели были установлены в
соответствии с НПБ 88-01 который регламентирует установку пожарных
извещателей и сигнализации.
Установка охранных извещателей была произведена в соответствии с Р78.36.032 в
котором регламентируется инженерно техническая укреплённость и оснащение
техническими средствами охраны объектов, квартир и МХИГ.
Для управления системой необходимо выбрать ПО. В данном проекте было
выбрано ПО «Стрелец-мастер". Оно предназначено для конфигурирования,
мониторинга состояния и управления интегрированной системы безопасности
"Стрелец-интеграл" с помощью персонального компьютера. При его помощи
возможно конфигурирование топологии системы, изменение опций устройств и
выполнение операций программирования устройств
На компьютере службы охраны устанавливается программное обеспечение АРМ
«Стрелец-мастер». С помощью программного обеспечения создается графический
план объекта с указанием всех технических средств защиты. План отображается на
мониторе службы охраны. В случае возникновения нештатной ситуации
устройства системы оповещают о тревоге. На экране монитора автоматически
загораются сработанные извещатели с указанием помещения где произошла
сработка. Охранник оценивает событие по выведенному на экран изображению,
принимая решение о степени угрозы, затем охранник осуществляет оперативное
реагирование, исходя из ситуации.
В заключение хочу сказать, что разработанная комплексная система безопасности
на сегодняшний день полностью удовлетворяет требованиям и задачам,
выполняемым с ее помощью. Система спроектирована на основе передовых
технологий в области систем безопасности и полностью справляется со всеми
возложенными на нее задачами по обеспечению охранно-пожарной безопасности,
контроля.
Модернизация локальной вычислительной сети в образовательном
учреждении СПО УГКР
Рафиков Д.Ф., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Даукаева Э.Р., руководитель проекта
Целью выполнения дипломного проекта являлось спроектировать локальную
вычислительную сеть, построенную на передовых технологиях волоконнооптических систем связи. Проектируемая ЛВС создается на основе звездообразной
топологии.
47
Проектирование новой ЛВС обусловлено тем, что существующая локальная сеть не
позволяет удовлетворить растущие требования сетевых приложений, так как
работает практически на всех участках на скорости 100 Мбит/сек.
В дипломе рассмотрены следующие основные вопросы:
- характеристика существующей ЛВС,
- схема проектируемой ЛВС,
- выбор оборудования сети передачи данных,
- выбор оптического кабеля и пассивного оборудования,
- организация линейных сооружений,
- программная настройка коммутаторов D-Link,
- мероприятия по охране труда,
- экономическая часть.
Рисунок 1 – Схема модернизируемой локальной вычислительной сети в
образовательном учреждении СПО УГКР
48
На рисунке 1 - Схема модернизируемой ЛВС предполагает, что в серверной будет
произведена установка коммутатора второго уровня, имеющего как электрические,
так и оптические порты, способные работать на скорости до 1 Гбит/сек. Группа
серверов УГКР подключается к этому коммутатору.
На 3х этажах колледжа, а также во 2ом корпусе планируется установить
коммутаторы для рабочих групп, имеющие электрический и оптический
интерфейс.
Для реализации поставленной задачи был произведен выбор активного
оборудования. В качестве корневого коммутатора был выбран коммутатор D-Link
DGS-3100, это коммутатор 2ого уровня, имеющий 20 электрических портов
стандарта 1000 BASE-T, а также 4 комбо-порта, в которые могут быть установлены
оптические трансиверы.
В качестве коммутаторов для рабочих групп были выбраны коммутаторы серии DLink DES-3500, включающие в составе 24 (для пользователей 4 этажа и 2 корпуса)
или 48 (для пользователей 1 и 3 этажей колледжа) электрических портов стандарта
100 BASE-TX, а также 2 комбо-порта для установки оптических трансиверов.
Поскольку рабочая группа каждого этажа насчитывает большое число
пользователей, было решено организовать суммарную скорость передачи между
корневым и этажными коммутаторами на уровне 2 Гбит/сек. Этого можно достичь
путем попарного агрегирования потоков данных с использованием электрических и
оптических трансиверов.
Для организации оптического интерфейса были выбраны трансиверы DEM-310GT,
они устанавливаются непосредственно в комбо-порты коммутаторов, необходимо
также использовать медиаконвертеры DMC-810SC, поскольку корневой
коммутатор имеет только 4 оптических порта.
Для реализации оптической линии был произведен выбор оптического волокна и
типа кабеля. Выбранный кабель имеет 8 одномодовых оптических волокон с
несмещенной дисперсией и изготовлен из негорючей оболочки.
Для размещения и монтажа активного оборудования были выбраны настенные
конструктивы стандарта 19” и оптические кроссы на 16 портов.
3 этаж
Корневой коммутатор D- Link DGS- 3100
1
SFP Gbic
DEM- 310GT
2
SFP Gbic
DEM- 310GT
SFP Gbic
DEM- 310GT
3
1
2
Оптический
кросс
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
Опт
ический
SFP Gbic
DEM- 310GT
7
8
1
2
3
4
5
6
2
7
DMC- 810SC
Оптический
кросс
SFP Gbic
DEM- 310GT
Оптический
кросс
1
1
SFP Gbic
DEM- 310GT
2
3
4
5
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
Оптический
кросс
SFP Gbic
DEM- 310GT
2
Этажный коммутатор D- Link DES- 3550
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
1
SFP Gbic
DEM- 310GT
3 этаж
4
5
6
7
8
2
Этажный коммутатор D- Link DES- 3550
1 этаж
6
4
8
2
Этажный коммутатор D- Link DES- 3550
SFP Gbic
DEM- 310GT
3
DMC- 810SC
,0):
- 8- (1
- 0,22
10- 01
1
6
DMC- 810SC
ТЦОКК
SFP Gbic
DEM- 310GT
5
1
Опт
ОККТЦ иче
ски
й
- 1001- 0,2кабель
2- 8(1,0):
кабель
1
4
DMC- 810SC
ель
й каб
ически
Опт
Оптический
кросс
3
4
8- (1,0):
ОКК
ТЦ- 1
0- 01
- 0,22
- 8- (1
,0):
- 0,22Ц- 10- 01
ь ОККТ
ий кабел
Оптическ
SFP Gbic
DEM- 310GT
1
1
SFP Gbic
DEM- 310GT
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
4 этаж
8
2
Этажный коммутатор D- Link DES- 3526
2 корпус
Рисунок 2 – Схема распределения оптических волокон
49
Также представляю вашему вниманию схему распределения оптических волокон в
проектируемой ЛВС показанную на рисунке 2. Организация интерфейса между
оптическим кабелем и активным оборудованием осуществляется через оптический
кросс. Из восьми волокон в составе кабеля для построения сети используются
только 4 волокна, еще 4 оставлены в резерв на развитие сети.
Рассмотрим схему организации линейных сооружений. Оптический кабель на
этажах планируется проложить под фальш-потолком в горизонтальной подсистеме,
состоящей их металлических направляющих. Прокладка кабеля между этажами
осуществляется вертикально в металлических трубах. Магистральный коммутатор
первого этажа будет установлен в WEB-студии, коммутатор третьего этажа – в
шахте, коммутатор четвертого этажа – в помещении методического кабинета, а
магистральный коммутатор второго корпуса – в помещении отдела робототехники.
В каждом из этих помещений будет размещаться 19” конструктив, в котором и
будут установлены магистральные коммутаторы, а также кроссовое оборудование.
Центральный коммутационный узел будет размещаться в серверной.
Для обеспечения электропитания сетевого оборудования планируется организовать
линии электропитания. Электричество будет подводиться с ближайшего
распределительного электрощита с помощью кабеля, уложенного в кабель-канале
внутри помещений и в гофрированной трубе под подвесным потолком в коридоре.
По двум проводам будет подаваться электрический ток номинальным напряжением
220 В и частотой 50 Гц, третий провод будет использоваться для организации
заземления оборудования.
Также были произведены расчеты дальности передачи по энергетическому
потенциалу и дисперсии. Расчеты показали, что проектируемая оптическая сеть на
всех участках передачи будет полностью функциональна, а также имеет запас на
«старение» сети.
Поскольку большое значение в работе сети имеет программная настройка
коммутаторов и организация их подключения, в дипломе рассмотрены такие
вопросы, как базовые настройки коммутаторов, настройка виртуальных локальных
сетей, настройка механизмов управления трафиком, обеспечения качества
обслуживания и др.
Для организации единого канала со скоростью 2 Гбит/сек использовалась
программируемая опция – агрегирование каналов, объединяющая в единый поток
два канала по 1 Гбит/сек. Для максимально эффективной работы сети возможна
гибкая настройка большого числа опций работы коммутаторов.
Также были рассмотрены мероприятия по охране труда и технике безопасности, и
были произведены экономические расчеты. Они показали, что сумма капитальных
вложений составляет не более 400 тысяч рублей.
Спроектированная ЛВС будет обладать следующими преимуществами:
- расширение информационных возможностей колледжа, производительности,
- увеличение скорости передачи информации для различных сетевых приложений,
- увеличение безопасности при работе пользователей в сети,
- надежная система резервного электропитания,
- устойчивость к перегрузкам.
50
Спроектированная ЛВС имеет запас по скорости передачи для будущих
приложений, а также возможность расширения сети.
Разработка стенда по охранно-пожарной сигнализации
Обухов Г.Д., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Королькова
Г.М.,
научный
руководитель,
преподаватель
Уфимского
государственного колледжа радиоэлектроники
Актуальность моей темы состоит в том, что в наше время защита и безопасность
здоровья человека является главным приоритетом и для защиты от разных видов
опасностей так же используется охранно-пожарная сигнализация(ОПС). Охраннопожарная сигнализация – это целый комплекс технических мер который
способствует своевременному обнаружению, обработке и извещению
поступившего сигнала о наличии возгорания или задымления. Для этого
используется целая система состоит:
- прибора приемо-контрольного охранно-пожарного(ППКОП);
- дымовых извещателей ;
- световых оповещателей в виде табло «Выход»;
- светозвукового оповещателя;
- оптико-электронные извещатели;
- пульт по настройке ППКОП;
- резервный источник питания.
Для подключения данных извещателей используется данная схема
51
и описание по настройке к прибору и извещателей, что дает нам поддерживать
высокий уровень безопасности офиса, помещения и здания в целом и людей в нем.
В своем дипломном проекте сделал анализ 4 подобных стендов ОПС
присутствующих и актуальных на рынке, в них входили:
- ВЭРС ПК 4;
- С2000-КДЛ;
- Сигнал 20П;
- Гранд Магистр 4А.
Изучив их данные и характеристики сделал вывод, что более предпочтительной
системой ОПС для моего проекта это С2000-КДЛ и в последствии принимал
участие в установке в центре моды «Европы».
52
Так же при выборе стенда учитывал, какие должны быть подключены извещатели
что описано в таблице 2, так как в наше время не только важна новизна и
технологичность извещателей, но и их безотказность, надежность и цена, ведь для
создания ОПС в помещении или в здании должны учитываться множество
аспектов:
- для чего будет использоваться помещение;
- будут ли находиться люди;
- что будет находиться в помещении;
- будет ли оно открытым или закрытым;
Для всего этого нужен специалист по пожарной безопасности, а это входит в мою
специальность как техника по информационной безопасности.
Анализ пожарной опасности установки АВТ-1 ОАО Уфанефтехим
Асфандиярова
А.М.,
студент
Уфимского государственного колледжа
радиоэлектроники
Макаренко С.В., научный руководитель, преподаватель Уфимского государственного
колледжа радиоэлектроники
Нефтеперерабатывающие
и
нефтехимические
предприятия
относятся
к
пожаровзрывоопасной отрасли. Даже при использовании самых современных
технологий, вещества, обращающиеся на этих предприятиях, несут в себе угрозу
пожаров, взрывов, токсического поражения людей и негативного воздействия на
53
окружающую среду.
Технологические установки перегонки нефти предназначены
для разделения нефти на фракции и последующей переработки или использования их
как компонентов товарных нефтепродуктов. Они составляют основу всех
нефтеперерабатывающих заводов. От их работы зависят ассортимент и качество
получаемых компонентов, и технико-экономические показатели последующих
процессов переработки нефтяного сырья. Процессы более глубокой перегонки нефти
осуществляют на атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ) установках.
По
статистике, каждый год в России происходит в среднем 10 - 15 пожаров на
нефтеперерабатывающих предприятиях, что не оставляет сомнений в актуальности
выбранной темы.
Завод ОАО «Уфанефтехим» размещается на территории площадью 1042 га. Территория
завода огорожена и имеет 5 постояннодействующих охраняемых автомобильных
въездов. Охраняют завод Пожарные части №10 и №27. Все объекты расположены вдоль
благоустроенных проездов с твердым покрытием. На заводе имеется более 100
технологических и вспомогательных объектов. Основное сырье - нефть поступает по
трубопроводам с месторождений Тюмени и Арлана. Сегодня в состав завода ОАО
«Уфанефтехим» входят топливное, газо-каталитическое, товарное, сервисное
производства, производство ароматических углеводородов.
Топливное производство включает в себя основные установки по обессоливанию
(ЭЛОУ-2, 4, 5) и первичной переработке нефти (АВТ-1, 2, 4, ЭЛОУ-АВТ-3).
Установка первичной переработки нефти атмосферно-вакуумная трубчатка АВТ-1
предназначена для переработки сернистых, высокосернистых нефтей и состоит из
основных технологических блоков:
- атмосферный блок, предназначенный для перегонки обессоленной нефти с отбором
бензиновой фракции, фракции дизельного топлива, мазута;
- блок стабилизации бензина, предназначенный для выделения газовой фракции,
рефлюкса, получения стабильного бензина;
- вакуумный блок, предназначенный для переработки мазута с отбором бензиновой
фракции, фракции дизельного топлива и получения гудрона;
Предусмотрено получение:
Бензиновых фракций, керосина, дизельного топлива, газойля (сырья для
каталитического крекинга), мазута и гудрона. В процессе переработки выделяется
прямогонный газ и рефлюкс, которые могут быть использованы в качестве топлива в
печах или направлены на другие установки завода.
Исходя из пожароопасных свойств обращающегося сырья и продуктов перегонки
сновные производства относятся к категории «А» и взрывоопасным зонам В-1А (По
ПУЭ п.7.3.41).
Основное технологическое оборудование, входящее в состав объекта
Печи, холодильники и теплообменники, ректификационные колонны, горячие и
холодные насосные, технологические эстакады для обслуживания оборудования и
трубопроводов, здание операторной.
Технологический процесс АВТ-1включает в себя следующие операции:
Очищенная на ЭЛОУ-2 нефть насосами поступает в блок теплообменников, где
нагревается до 220° и подается в колонну К1. В этой колонне отделяется бензиновая
фракция, а отбензиненная нефть насосами подается в печь, где нагревается до 370° для
54
подачи в колонну К2, где отделяются пары бензина, через отпарные колонны
отделяются дизельное топливо. Остаточным продуктом является мазут, который из
колонны К2 после подогрева в печи П2 до 410° и поступает в колонну К5. С верха
колонны К5 для создания вакуума в эжекторную вакуумосоздающей системы
откачиваются газы разложения. С аккумуляторной К5 выводятся маслянистые
фракции, а с низа К5 откачивается гудрон. Нестабильный бензин поступает в колонну
К4 блока стабилизации бензина.
Основными оспасностями производства:
- большое количество ГГ, ЛВЖ и ГЖ (нефть, бензин, мазут и т.д.)
- технологические температуры выше температур вспышки в аппаратах, печах и
трубопроводах (от 220о до 410о)
Данные о системах противопожарной защиты установки АВТ-1
На установке АВТ-1 имеется:
- противопожарный кольцевой водопровод диаметром 250 мм с установленными
периметру, через каждые 60 метров, пожарными гидрантами. В постоянное давление
составляет 4 атмосферы, а водоотдача 54 л/с. При включении насосов - повысителей,
давление в водопроводе повышается до 8-9 атмосфер, с водоотдачей – 78 л/с.
- система порошкового пожаротушения насосных помещений;
- лафетные стволы в количестве 4 ед., расположенные около емкостей, между
насосной и колонной К-5;
- колонны оборудованы кольцами орошения, связанными с трубопроводом пожарной
воды на лафетные стволы;
- паротушение под "юбку" колонн и печей
Установка обеспечена первичными средствами пожаротушения в требуемом согласно
норм количестве:
- кошма в количестве 4 шт.и ящики с песком в количестве 6 шт.;
- огнетушители ОПУ-5 в количестве 58 шт, в помещениях горячей насосных, около
технологических печей и блока колонн, около блока теплообменников и в
операторной.
Угроза жизни людей
На установке АВТ-1 обслуживающий персонал работает круглосуточно. Количество
одновременно находящихся людей не превышает: в дневное время – 5-6 человек, в
ночное время – 3-4 человека.
На территории установки при пожаре и взрыве существуют опасности для людей:
-воздействие пламени, высокой температуры и теплового потока, ударная волна
взрыва и разлетающиеся части аппаратов и конструкций.
При аварийных ситуациях существуют опасности для людей:
- отравление работающих парами углеводородов и сероводородом, ожоги паром и при
соприкосновении с горячими частями оборудования и трубопроводов, травмирование
вращающимися частями насосов, поражение электрическим током в случае выхода из
строя заземления токоведущих частей электрооборудования, возможность падения
при обслуживании аппаратов, расположенных на высоте, в случае отсутствия или
неисправности ограждения.
Анализ противопожарного состояния установки и технологического процесса
позволяет сделать вывод о соответствии ее современным требованиям пожарной
55
безопасности. Противопожарные расстояния, системы производственной и аварийной
автоматики, в также системы противопожарной защиты выполнены в требуемых
нормами объемах, и разработка мероприятий капитального характера не
целесообразна.
Для поддержания противопожарного режима на необходимом уровне требуется
выполнение следующих мероприятий:
- всем работникам, находящимся на территории установки иметь при себе средства
индивидуальной защиты (СИЗ): фильтрующий противогаз, защитные очки, каску;
- переработать инструкции действий операторов в аварийной ситуации;
- разработать порядок сосредоточения служб завода в случае возникновения пожара
или аварийной ситуации (пожарная охрана, газоспасательное формирование и т.д.);
- проводить регулярное обучение персонала завода мерам пожарной безопасности;
- допуск работников сторонних организаций на установку для проведения огневых и
ремонтных работ только по пропускам;
- проводить инструктажи по технике безопасности с работниками сторонних
организаций, проводящих огневые или ремонтные работы на территории установки;
- содержать огнетушители и первичные средства пожаротушения в справном
состоянии;
- содержать средства производственной и пожарной автоматики в исправном
состоянии, проводить регулярные проверки.
Анализ пожарной опасности ГБОУ СПО УГКР
Филин М.М., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Садыков Р.Ф., научный руководитель, преподаватель Уфимского государственного
колледжа радиоэлектроники
В настоящее время средние специальные учебные учреждения играют важную
роль в отечественной системе образования. Это образование имеют 22% населения
России. В Российской Федерации функционирует более 2650 государственных и
муниципальных средних специальных учебных учреждений и подразделений
вузов, реализующих образовательные программы среднего профессионального
образования, в том числе 935 колледжей, реализующих программы подготовки
повышенного уровня, и 60 негосударственных колледжей с контингентом 18,8 тыс.
человек. Численность студентов средних учебных учреждений составляет 2,1 млн.
человек, образовательный процесс обеспечивают 123 тыс. штатных
преподавателей. Актуальность проблем пожарной безопасности образовательных
учреждений обусловлена тем, что с удручающей регулярностью происходят
инциденты, связанные с пожарами, в образовательных учреждениях. В отдельных
трагических случаях чрезвычайные происшествия становятся причиной смерти
людей. В связи с этим, необходимы дополнительные меры для обеспечения
пожарной безопасности, и, прежде всего, в образовательных учреждениях и на
территориях, прилегающих к ним (общежития, предприятия общественного
56
питания, спортивные и культурно-зрелищные учреждения на территории
образовательного учреждения), где дети и молодежь проводит значительную, если
не большую часть своего времени.
Проанализировано соответствие здания УГКР требованиям действующих
противопожарных норм, в частности противопожарных преград и заполнение
проемов в них люков - дверей, занавеса, все они соответствуют требованиям по
пределу огнестойкости, но их содержание не исключает фиксации в открытом
состоянии, а на ряде дверей снято устройство самозакрывания. Здание обеспечено
необходимыми
автоматическими
системами
противопожарной
защиты.
Необходимые участки и помещения защищены автоматическими системами
пожаротушения. Система оповещения и управления эвакуацией позволяет
своевременно оповестить людей о пожаре и регулировать направления их
движения. Проведенный расчет проведения эвакуации позволяет сделать вывод о
возможности людей покинуть помещения и здания в целом за время, не
превышающее нормативное значение.
Из расчета сил и средств необходимых для тушения пожара на сцене театра
момент проведения спектакля определено что сил и средств Уфимского гарнизона
достаточно для ликвидации пожара по № 3, в случае существующей
укомплектованности личного состава (4 человека на 1 АЦ)
На основе выводов, предлагаю мероприятия, которые могут повлиять на
повышение уровня противопожарного состояния:
-демонтировать дверь на путях эвакуации в лестничной клетке левого крыла здания
-запретить размещение помещения мастерских и складов в подвальном этаже
- провести работы по заделке технических отверстий и зазоров в местах
пересечения противопожарных преград с электрическими проводами, кабелями;
-установить системы пожарной сигнализации в этажах корпусов, кабинетах, под
фальшпотолком согласно нормативной документации.
-организовать не реже 1 раза в квартал проведение проверки работоспособности
систем и средств противопожарной защиты объекта с оформлением
соответствующего акта проверки.
-установить в лестничных клетках противопожарные двери с доводчиком для
обеспечения противодымной защиты и преграждения распространения огня.
-требуется предусмотреть тамбуры или холлы с противопожарными перегородками
1-ого типа и перекрытиями 3-ого типа на каждом этаже в месте расположения
лифтовой шахты, а так же предусмотреть автоматические закрывающиеся дверные
проемы лифтовых шахт при пожаре
-оборудовать спортзал вторым эвакуационным выходом, так как выход через
библиотеку не является эвакуационным
- обеспечить подготовку лиц, осуществляющих свою деятельность на объекте, к
эвакуации граждан относящихся к маломобильным группам населения.
заменить спасательные комплекты КЗУ на новые.
-закрепить стулья в актовом зале
-очистить помещения вентиляционной камеры от мебели и других предметов
-на дверях левого и правого крыла отделяющие поэтажный коридор установить
доводчики
57
Разработка программного продукта «Симулятор Systema 12»
Грушина
Н.К.,
студентка
Уфимского
государственного
колледжа
радиоэлектроники
Бронштейн М.Е., Садыкова И.Р., научные руководители, преподаватели
Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Требования к выпускникам различных учебных заведений от работодателей
постоянно растут. Это, в свою очередь, заставляет стремиться к повышению
качества образовательных услуг, что недостижимо без активного использования
новых программ и информационных технологий в образовательном процессе.
Создание аналога в программном продукте значительно увеличит уровень знаний
студентов.
Кафедра телекоммуникаций в нашем колледже
столкнулись с проблемой
недоступности предоставления полного объема знаний в стенах колледжа.
Студентам специальности «Сети связи и системы коммутации» необходима
практика на заводе телефонной станции Alcatel 1000 Systemа 12, но из-за
недосягаемого расположения и дорогостоящего оборудования это стало
невозможным. В связи с этим возникла идея создать, используя навыки
программирования, симулятор (аналог) телефонной станции.
Симулятор станции «Systema 12» будет представлять собой компьютерную
программу, при запуске которой студенту будет представлена примерная ее копия.
При вводе номера запроса (предоставляемые преподавателем) программа будет
выдавать соответствующий ему рапорт. Если студент допустил ошибку в номере,
программа выдаст ошибку.
Внедрение в образовательный процесс симулятор «Systema 12» позволяет
активизировать учебную деятельность и повысить результативность процесса
обучения в целом, способствует развитию самостоятельной поисковой и
исследовательской деятельности студентов, повышению их познавательного
интереса. С помощью программы, студенты получат возможность практиковаться в
стенах колледжа, получать больше информации наглядно, повышать свои знания.
Для разработки программного продукта применяется объектно-ориентированный
метод программирования (ООП) Delphi . В основе ООП лежат такие понятия как
объект и класс.
В основе разработки программы и использованием методов ООП применяется
объектная декомпозиция задачи. Она включает в себя разбиение задачи на
отдельные объекты, задавая им нужный набор свойств. А сама программа
представляет собой совокупность объектов, взаимодействующих между собой.
58
Также данный метод позволяет расширять разрабатываемый продукт независимо
от тех компонент, которые были включены в него ранее. Естественно, расширяя
разрабатываемый программный продукт, не стоит забывать о том, как работает
каждый объект и с кем он взаимодействует в процессе работы программы.
Основной интерфейс программы (представлен на рисунке 1) .
Рисунок 1 - Интерфейс программы
Несмотря на то, что работа с программой является простой и понятной, программа
так же имеет инструкцию пользователя, которая распространяется с программой.
Разработанный программный продукт является решением поставленной задачи. В
«Симуляторе Systema 12» предусмотрены функции таймера, который показывает
точные дату и время, как на заголовке программы, так и в отчетах-рапортах. Так же
программа включает в себя успешный ввод команды, который предоставляет
студенту рапорт и выдает ошибку при неправильном вводе команды.
Предусмотрена функция копирования из программы рапорта для дальнейшего
использования в целях обучения.
Как оказалось, разработанный программный продукт «Симулятор Systema 12»,
помимо социального эффекта, оправдал себя и в плане экономического эффекта.
Если учесть, что аналогов данного программного продукта нет, а студентам
необходима практика, то использование в учебном процессе программы
«Симулятор S 12» значительно дешевле, чем использование реальной станции.
Уже начиная со следующего учебного года у студентов группы «Сети связи и
системы коммутации» появится возможность практиковаться в стенах колледжа на
симуляторе «Systema 12».
59
Таким образом, актуальность разработки программного продукта « Симулятор
Systema 12», в экономическом и ожидаемом социальном плане, а так же в плане
функциональных возможностей, можно считать обоснованной.
Разработка цветомузыкальной динамической установки «фонтан»
Муллаянов И.Ю., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Бронштейн М.Е., научный руководитель, преподаватель Уфимского государственного
колледжа радиоэлектроники
Среди
множества
способов
украшения
городского
пространства,
светомузыкальные фонтаны являются самым простым и красивым средством.
Фонтаны могут принимать различные формы и размеры, обеспечивая красивое
яркое представление в любых условиях. Сочетание музыки, света и движения
водяных струй всегда производит неизгладимое впечатление на зрителей любых
возрастов. Гармоничное движение воды в такт музыкальной композиции
привлекает зрителя. Светомузыкальный динамический фонтан всегда является
выигрышным декоративным решением в городских условиях.
Разработанная светомузыкальная динамическая установка "фонтан" состоит из
нескольких устройств:
1) полосовой фильтр - предназначен для разделения аудиосигнала по частотам.
Полосовой фильтр создан на основе микросхемы 4558. Расчёт емкостей и
сопротивлений производились в программе Filter Wiz Pro. Рисунок печатной платы
был сделан в программе Sprint-layout.
2) Программируемая платформа Arduino Uno - служит для программного анализа
сигналов с полосовых фильтров.
3) Усилители ШИМ- сигналов - предназначены для управления мощными
электронасосами, поскольку Arduino не может напрямую управлять столь
высокими нагрузками. Усилители созданы на базе полевых транзисторов IRFZ44.
4) установка "фонтан ", которая включает в себя емкость для воды, электронасосы
и светодиодные элементы.
При написании программы была использована среда разработки Arduino, которая
основана на языке программирования Си++. Алгоритм программы выглядит
следующим образом:
А)необходимо считать входящий сигнал;
Б) необходимо выделить пиковые значения;
В) если пиковые значения позволяют - включить электронасосы;
Г) повторить.
Блок схема алгоритма показана на рисунке 1.
60
Рисунок 2 -
Блок схема алгоритма
Говоря
о
разработки,
о том, что она
выгодной
для
функционала.
выбраны
GYP-102,
гораздо выше.
преимуществом
динамичнской
является
не только по
программам, но
времени,
входящий
себестоимости данной
можно сделать вывод
является
наиболее
подобного
Для сравнению были
установки GYP-101 и
однако их стоимость
Главным
светомузыкальной
установки " фонтан"
возможность работы
заранее написанным
и в режиме реального
постоянно анализируя
аудиосигнал.
Разработка мероприятий по повышению уровня противопожарной защиты
автомобильной наливной эстакады на участке слива – налива Уфимского
филиала ОАО «Башкирнефтепродукт»
Салихов Р.Р., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Арютина Л.А., научный руководитель, преподаватель Уфимского государственного
колледжа радиоэлектроники
Промышленность – является ключевой ролью в жизни всей планеты, концентрация
сбережений различного вида топлива и энергии в отдельно взятых областях ведет к
снижению уровня безопасности, как для окружающей среды, так и создавая угрозу
жизни и здоровью людей.
Частые аварии и выход из строя различных аппаратов и оборудования ведут к
колоссальным катастрофам сравнимые с масштабами природных катаклизмов.
За последние десятки лет в нашей стране увеличивается использование груза - и
пассажира перевозок; перевозок транспортом, работающим на горючем топливе.
В связи с этим необходимо обновление станций по переработке и хранению
нефтяных запасов вследствие того, что они имеют устарелые технологические
61
особенности, а также не справляются с увеличенным объемом хранения и выдачи
нефтепродуктов большинства отраслей почти в 90% случаях.
Устаревшее оборудование АЗС, нефтебаз и нефтехранилищ таит большую угрозу,
которая
заключается
в
несоответствии
требованиям,
правил
пожаровзрывобезопасности этих объектов.
В большинстве случаев места расположения нефтебаз не соответствует нормам
месторасположения,
так как большинство из них расположены в
непосредственной близости от жилых секторов многих городов.
Противопожарная защита нефтебаз выполняет различные организационные
мероприятия по предотвращению воздействия на жизнь и здоровье людей
возможных последствий и опасных факторов.
Работа данных структур направлена на усиление мероприятий по обеспечению
безопасности людей и материальных ценностей, а также уменьшение риска
возможных последствий и успешной ликвидации возможных ЧС на данных
объектах.
Обеспечение пожарной безопасности на данных объектах достигается путем
обзора анализов прошлых лет с учетом характерных особенностей производства и
его степени риска, производимых анализов опасного производства и соизмеряет с
затратами на обеспечение пожарной безопасности, а также прорабатывается вопрос
об эффективности данных решений на конкретно взятых объектах.
Нефть и его производные считаются черным золотом для промышленности всей
планеты, весь транспорт не зависимо от назначения не обходится без горючесмазочных материалов. Большинство производств мира используют различные
нефтепродукты для переработки разного рода сырья, и прочего.
Нефть и газ являются ключевыми источниками энергии.
Не мало, важную роль в производстве нефтепродуктов являются нефтебазы и
базы, склады нефтепродуктов.
Наиболее актуальной стала тема обеспечения пожарной безопасности данных
предприятий в целях сохранения добытых запасов и рациональное их
использование, так сказать в целях повышения социально-экономической
эффективности.
Структура работы нефтебаз и их востребованность в жизни страны играют
первостепенную роль. Стандартная нефтебаза это сложная система переработки и
хранения нефтепродуктов включающая в себя:

резервуарные парки;

разветвленные трубопроводы;

насосное оборудование;

сливо-наливные эстакады.
Работа по осуществлению пожарной безопасности на данных объектах ведется
повсеместно, разрабатываются новые методы защиты от ЧС, анализируются
условия работы, внедряются новые технологии по тушению и ликвидации
техногенных катастроф.
Пожарная опасность характеризуется:
62

наличием горючей среды, в данном случае хранение больших запасов
ЛВЖ и ГЖ;

появление возможных источников зажигания, например нарушение
технологического процесса, выход из строя различного оборудования;

наличие условий распространения пожара и его последствий.
Совместно с этим склады нефтепродуктов и склады нефти могут характеризоваться
по особенностям производства и хранения:

хранение огромного количества опасных веществ в разных резервуарах
одного обвалования;

растекание нефтепродуктов при различных ЧС, в том числе вследствие
пожаров, авариях и прочего на территорию складирования, в подземные
коммуникации;

наличием опасности выделения огромного количества отравляющих
веществ и тепла;

нагрева соседних резервуаров и тем самым, вывода из строя узлов и
механизмов, оборудования;

не предсказуемым поведением нефтепродуктов при распространении
пожара, взрыва.
Данные особенности, играют важную роль при разработке проектирования
данных нефтебаз, что ведет к снижению возможного исхода непредсказуемых
последствий при пожаре, аварии и прочих ЧС.
Выполнение мероприятий по снижению пожарной опасности учитывает эти
особенности в первую очередь и разрабатывает новые принципы и методы
эксплуатации данных предприятий в целом.
В связи с этим разработаны множество видов резервуаров, например: резервуары с
понтонной крышей, что ведет к недопущению образования газо-воздушной смеси
над поверхностью нефтепродукта в резервуаре.
Резервуары многих нефтебаз выполнены при помощи дыхательной системы
резервуара, что требует постоянного контроля обслуживающегоперсонала за этими
резервуарами, наиболее опасными являются операции по опорожнению и
заполнению нефтепродуктов в данные резервуары.
Очень важную роль играет герметичность типовых резервуаров на объекте, так как
при опорожнении создается взрывоопасная концентрация газо-воздушной смеси в
системе и при условии нарушения герметичности это приведет к опасному риску, в
том же числе при операции подогрева общей системы резервуаров, выброс данной
смеси на территорию объекта несет свои непредвиденные обстоятельства.
Классификация источников зажигания.
Источниками зажигания непосредственно для резервуарных парков можно отнести
следующие виды:

естественные;
К ним, относят явления не зависимые от рода деятельности, это естественные
природные факторы – молния и различные его проявления.

производственные;
63
К ним, относят нарушение работы технологического оборудования, износ,
разрушение.

огневые.
К ним, относят действующие круглосуточно огневые факелы, подогреватели
открытого горения, не осторожное обращение с огнем, поджоги, горение строений
вблизи объекта.
Так же источники имеют род происхождения, к примеру, можно отнести
возгорание нефтепродукта как снаружи резервуара, так и внутри.
Проводя мероприятия по оцениванию пожарной безопасности и исследованию
причин возгорания необходимо учитывать:

возможные варианты источников на данном объекте;

просчет версий по возможному, контактированию всех видов источников
с хранящимися нефтепродуктами в резервуаре;

расчет каждого источника и характер взаимодействия при возникновении
ЧС;

предотвращение развития пожара при розливе нефтепродукта и его не
обратимых масштабных последствий.
Разработка интерактивного учебно-методического комплекса по дисциплине
«Основы систем управления»
Сидоров А.О., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Фридман Г.М., научный руководитель, преподаватель Уфимского государственного
колледжа радиоэлектроники
В настоящее время активно разрабатываются компьютерные инструментальные
средства для ведения учебных курсов. Практически по всем направлениям учебных
дисциплин создаются электронные учебники и самоучители.
Однако создание и организация учебных курсов с использованием электронных
обучающих средств, является непростой технологической и методической задачей
Тем не менее индустрия компьютерных учебно-методических материалов
расширяется в силу их востребованности и социальной значимости. К примеру,
компьютерные средства обучения полезны при самостоятельной и индивидуальной
работе, они очень важны для личностно – ориентационной системы обучения.
В этой связи актуальной является разработка адекватных современным идеям
развития образования концепции построения и использования компьютерных
обучающих средств, в частности электронных учебников.
При создании учебно-методического комплекса по дисциплине «Основы систем
управления» ставилась задача не просто создать электронный учебник, а
использовать в нем программы собственной разработки для решения конкретных
заданий и примеров.
Первоначально нужно было разработать интерфейс комплекса (представлен на
рисунке 1). Он состоит из следующих элементов: основное меню и главное окно, в
64
котором непосредственно отображается лекционный материал. Структура
интерфейса двухуровневая, то есть при наведении на элемент основного меню
появляются подпункты при нажатии на которые появляется нужный материал.
Любую из тем можно мгновенно отобразить в главном окне. Основное меню
(вертикальное) располагается в левой части окна браузера. Оно открывает доступ к
элементам учебника. Такая структура интерфейса призвана облегчить навигацию
по учебнику, так как позволяет напрямую обратиться к любому его элементу.
Рисунок 1 – Интерфейс комплекса
При создании программ была использована объектно-ориентированная среда
разработки Delphi XE, так как это была единственная среда в которой работа с
графиками достигала очень высокого уровня реализации.
Интерфейс одной из программ по построению АФЧХ статической разомкнутой
системы представлен на рисунке 2. Сначала вводятся исходные данные, затем
программа производит промежуточные расчеты которые выводятся в
определенном поле и строится график. Для работы с программой не требуется
особых знаний владения ПК.
65
Рисунок 2 - Интерфейс программы
Помимо программ в состав комплекса также входят: около 60 анимированных
графиков и заключительный тест по дисциплине «Основы систем управления» для
проверки знаний всего курса учебной программы.
Для построения анимированных графиков была использована программа Adobe
Flash Professional, которая специально предназначена для создания и работы с
анимацией (рисунок 3).
Рисунок 3 – Интерфейс Adobe Flash Professional
66
Заключительный тест был написан с использованием JavaScript. По окончанию
теста данный скрипт показывает количество правильных ответов и оценку.
Рисунок 4 - Тестирование
Подводя итоги можно сказать, что была проделана работа по созданию учебнометодического комплекса, полностью готового для использования его
преподавателем для обучения студентов. Основным достоинствами комплекса
являются доступность изложенного материала, интерактивные анимированные
графики, а также разработанные для данного комплекса программы, что облегчает
понимание изучаемого материала за счет иных, способов подачи материала, а
также допускает адаптацию в соответствии с потребностями обучающегося,
уровнем его подготовки и интеллектуальными возможностями.
Разработка мероприятий по повышению уровня пожарной безопасности
коррекционной школы-интернат
Ситцева О.К., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Имамутдинов
С.А.,
научный
руководитель,
преподаватель
Уфимского
государственного колледжа радиоэлектроники
Последствия пожаров равны стихийным бедствиям. Они приносят государству
очень серьезный материальный и социальный ущерб. Несмотря на то, что в
последнее время количество пожаров и число погибших на них людей стало
67
несколько снижаться, в абсолютном выражении такие данные выглядят все еще
плохо.
Правила противопожарного режима подразумевают комплекс положений,
устанавливающих порядок соблюдения норм и стандартов, призванных
предотвратить пожары и обеспечить безопасность людей в случае их
возникновения. Нарушения правил противопожарного режима обычно выражаются
в неосторожном, небрежном обращении с огнем, ненадлежащем хранении
взрывчатых, горючих и иных опасных в пожарном отношении материалов,
несоблюдении установленных норм эксплуатации электрооборудования,
неправильном использовании осветительных, отопительных и нагревательных
приборов.
Большую озабоченность вызывает обеспечение пожарной безопасности в
образовательных учреждениях с постоянным пребыванием детей. В г. Уфе имеется
большое количество подобных объектов, именно поэтому в данной работе
рассматриваются возможности обеспечения пожарной безопасности на примере
Уфимской специальной (коррекционной) общеобразовательной школы-интернат
№59 VIII вида.
В школах VIII вида обучают умственно отсталых детей, главная цель этих учебных
учреждений – научить детей читать, считать, писать и ориентироваться в
социально-бытовых условиях. При школах VIII вида имеются столярные,
слесарные, швейные или переплетные мастерские, где ученики в стенах школы
получают профессию, позволяющую им в будущем иметь какой-либо доход.
Умственно отсталые дети – это те дети, которые страдают от нарушения развития
психических процессов, таких как память, речь, логическое мышление, реальное
восприятие, причинно-логические связи. Для таких детей также характерны резкие
изменения в настроении, высокая или, наоборот, заниженная возбудимость,
нарушения роста, моторики и движений.
Поведение таких детей в случае возникновения пожара непредсказуемо.
Оказавшись в экстремальной ситуации, перед проблемами, выходящими из круга
обычных или повседневных, дети не могут самостоятельно принять правильное
решение и найти выход из положения. У них легко возникает растерянность,
тревога, паника и агрессия.
Предлагаемые мероприятия, которые могут повлиять на повышение уровня
противопожарного состояния объекта:
- провести с обслуживающим персоналом инструктаж по пожарной безопасности;
- провести тренировки с обслуживающим персоналом, по действиям во время
эвакуации людей при пожаре, по разным сценариям;
- научить персонал правильно и быстро пользоваться первичными средствами
пожаротушения;
- регулярно проводить с воспитанниками школы-интернат обучение правилам
пожарной безопасности и действиям при пожаре в игровой форме;
- обновить инструкции о мерах пожарной безопасности и действиях при пожаре
для персонала;
- провести ревизию устройств для самозакрывания дверей и уплотнителей;
68
- в целях предотвращения травмирования детей осколками стекла во время
эвакуации, входные группы и окна на путях эвакуации оборудовать
стеклопакетами из закаленного или армированного стекла; или же установить
решетки, препятствующие его разбитию;
- обеспечить все запасные выходы запорными устройствами позволяющими детям
самостоятельно открывать двери этих выходов в случае экстренной эвакуации;
- не допускать загромождение путей эвакуации оборудованием, мебелью и любыми
другими предметами.
Разработка программы для просмотра расписания учебных занятий на
мобильных приложениях
Захарова С.С., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Бронштейн М.Е., Вдовин И.Г., научные руководители, преподаватели Уфимского
государственного колледжа радиоэлектроники
С уровнем современных технологий мобильные устройства позволяют не только
пользоваться мобильной связью, но и представляют множество дополнительных
функций. Одной из таких возможностей являются мобильные приложения. Для
студента одним из таких может быть приложение с расписанием занятий.
Мобильное приложение для просмотра расписания занятий состоит из клиентской
и серверной частей. Клиентская часть представляет собой приложение, которое
устанавливают на мобильное устройство, с помощью этого приложения
осуществляется просмотр расписания занятий на заданную дату, а также в
зависимости какое расписание занятий требуется посмотреть – расписание группы,
расписание преподавателя или общее расписание групп. Серверная часть
представляет собой базу данных, на которых размещается расписание занятий.
При разработке программы использовались платформа «1С: Предприятие 8.3» и
Мобильная платформа «1С: Предприятие 8.3».
Мобильная платформа «1С: Предприятие 8.3» - это общее название технологии,
позволяющей создавать приложения, работающие на мобильных устройствах под
управлением операционных систем Android или iOS. Такими устройствами, как
правило, являются различные смартфоны и планшетные ПК. Мобильное
приложение, установленное на устройстве, является совокупностью мобильной
платформы и информационной базы . Информационная база на мобильном
устройстве содержит аналог файловой базы данных (для хранения данных, с
которыми работает пользователь) и мобильное приложение (программный код,
исполняющийся на мобильном устройстве).
Интерфейс разработанной программы реализован таким образом, чтобы
пользователю было понятно, как воспользоваться приложением (Рисунок 1).
69
Рисунок 1 – Интрейфейс программы
При запуске приложения, на открывшейся форме пользователь вводит дату, на
которую он имеет желание узнать расписание. На следующем этапе необходимо
выбрать нужный тип расписания - общее расписание, расписание группы или
расписание преподавателя, после нажать на кнопку. В зависимости от выбранного
варианта, пред пользователем представлено либо общее расписание групп, либо
список преподавателей или групп. Если выбран вариант с конкретной группой или
преподавателем, пользователь выбирает в списке нужный пункт. Перед
пользователем предстает расписание группы или преподавателя. При
необходимости смене даты или типа расписания, нужно воспользоваться кнопкой и
вернуться к выбору даты и типу расписания. В случае отсутствия расписания –
перед пользователем появится сообщение о том, что расписание на заданную дату
отсутствует. Если на заданную дату расписание имеется, но для выбранной группы
или преподавателя в этот день расписания не имеется - приложение выведет
сообщение об этом.
Разработанное мобильное приложение по сравнению с аналогичным программным
продуктом имеет меньшее количество затрат на разработку и его стоимость ниже
имеющихся на рынке программных средств, что не влияет на качество
программного продукта. Разработка мобильного приложения «Студент» является
экономически выгодным.
Разработка автоматизированной платформы для фотоаппарата.
Аксанов Д.А., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Полюдова
Г.Р.,
научный
руководитель,
преподаватель
Уфимского
государственного колледжа радиоэлектроники.
За последние 10-20 лет произошел резкий качественный скачок в области
фототехники, и фотоаппараты массового выпуска XXI века существенно
отличаются от моделей, выпускающихся в 50-е годы. Развитие фототехники идет
по двум основным направлениям. Первое, существующее со времени изобретения
70
фотографии, – это расширение технических возможностей съемки. Его цель –
обеспечить успешную фотосъемку самых разнообразных объектов - крупных и
мелких, неподвижных и движущихся, при различных условиях освещения. Второе
направление, получившее особенное развитие в последнее время, – автоматизация
обслуживания фотоаппарата. Цель автоматизации состоит в том, чтобы упростить
и ускорить процесс подготовки к съемке и тем самым, во-первых, привлечь к
занятиям фотографией людей, не имеющих специальных знаний, и, во-вторых,
позволить опытным фотографам сосредоточить все внимание на сюжете и
композиции снимка, т.е. на творческой стороне съемочного процесса.
Слайдер (от англ. to slide — скользить) - оборудование, используемое в видео- и
кинопроизводстве, c помощью которого реализуется прием линейной проводной
съемки (проводки) по горизонтали, вертикали или под углом. Конструктивно,
слайдер состоит из линейной направляющей и движущейся (скользящей) по ней
каретки, на которую посредством компактной штативной головы крепится камера.
В движение каретка приводится, как правило, усилием оператора или его
помощника. Длина направляющей обычно лежит в диапазоне от 800 до 1200мм.
Глайдтрек (GlideTrack) - это приспособление для видеосъемки в движении.
Движение камеры осуществляется по рельсе или направляющим. Стоимость
глайдтрека достаточно высока для любительской видеосъемки. При кажущейся
простоте глайдтрек дает потрясающий визуальный эффект движения.
Разарботанная автоматизированная платформа для фотоаппарата состоит из 2-х
основных частей: механической (направляющие, движущаяся каретка и механизм
перемещения) и электрической (связка Arduino Uno R3 + 5-вольтовый шаговый
двигатель 28BYJ-48). На рисунке 1 представлена механическая часть
автоматизированной мобильной платформы для фотоаппарата.
Рисунок 1 слайдер длинной 1,5 метра.
На конце слайдера установлен шаговый двигатель, который в движение каретку. К
платформе крепится пульт управления, с несколькими режимами управления:
автоматический режим - данная опция предусмотрена на пульте ДУ: выбор
направления осуществляется при помощи переменно резистора, при повороте
ручки происходит изменение сопротивления что задает направление движения
71
вправо или влево. Glidetrack будет продолжать двигаться в заданном направлении
до изменения сопротивления переменного резистора, до достижения конца
платформы. Ручной режим - данная опция предусмотрена на пульте ДУ: при
нажатии и удержании кнопок «Вправо» или «Влево» Glidetrack будет двигаться в
заданном направлении, пока оператор не отпустит соответствующую кнопку.
К контроллеру подключается двигатель, пульт управления состоящий из кнопок
выбора направления движения каретки, перевода в режим таймлапс, переменный
резистор (регулятор скорости).
Рисунок 2 – Модель подключения платы управления и шагового двигателя
Разработка программного продукта «Персональный тренер»
Старцева А.С., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Полюдова
Г.Р.,
научный
руководитель,
преподаватель
Уфимского
государственного колледжа радиоэлектроники
Фитнес – это оздоровительная методика, позволяющая изменить формы тела и его
вес и надолго закрепить достигнутый результат. Она включает в себя физические
тренировки в сочетании с правильно подобранной диетой. И упражнения, и диета в
фитнесе подбираются индивидуально — в зависимости от противопоказаний,
возраста, состояния здоровья, строения и особенностей фигуры.
Создание «Персонального тренера» стало актуально, потому что количество
фитнес-клубов и людей, занимающихся в них с каждым годом возрастает. Но не
каждый человек знает, как правильно использовать тренажеры и как грамотно
72
составить для себя программу тренировочного процесса. «Персональный тренер»
сделает персональные тренировки доступными каждому.
Данная программная разработка служит для того, чтобы женщина, решившая
заняться спортом, могла самостоятельно тренироваться в тренажерном зале по
предложенной тренировочной программе и следить за питанием по разработанной
«Персональным тренером» диете.
Наиболее подходящим вариантом для написания программного продукта
«Персональный тренер» является среда разработки Visual Studio, так как она была
создана и поддерживается разработчиками языка C#.
Для создания данного программного продукта использовался объектноориентированный язык программирования C#.
.NET Framework — программная платформа. Основой платформы является
общеязыковая среда исполнения Common Language Runtime (CLR), которая
подходит для разных языков программирования. Функциональные возможности
CLR доступны в любых языках программирования, использующих эту среду.
Основной интерфейс программы (представлен на рисунке 1) предназначен для
выбора тренировочной программы.
Рисунок 3 - Интерфейс программы
На рисунке 2 представлена форма 2 – описание выбранной тренировки. На случай
неправильного выбора предусмотрена кнопка «Главное меню», которая возвращает
на форму 1.
73
Рисунок 2 – форма 2 – описание выбранной тренировки
Несмотря на то, что работа с программой является простой и понятной, программа
так же имеет инструкцию пользователя, которая распространяется с программой.
Разработанная программа является уникальной. А значит, говоря о себестоимости
данной разработки, можно смело сделать вывод о том, что она окупится в
первыемесяцы.
Таким образом, актуальность разработки программного продукта «Персональный
тренер» можно считать обоснованной.
Разработка автономного трекера на солнечных батареях
Пивоваров
М.А.,
студент
Уфимского
радиоэлектроники
Бронштейн
М.Е.,
научный
руководитель,
государственного колледжа радиоэлектроники
государственного
преподаватель
колледжа
Уфимского
Солнечный трекер — это система, предназначенная для ориентации на Солнце
рабочих поверхностей систем генерирующих электричество, либо систем
концентрирующих (генерирующих) тепловую энергию, установленных на трекере.
В наше время тема развития альтернативных способов получения энергии как
нельзя более актуальна. Традиционные источники стремительно иссякают и уже
через каких-нибудь пятьдесят лет могут быть исчерпаны. И уже сейчас
энергетические ресурсы довольно дороги и в значительной мере влияют на
экономику многих государств.
Всё это заставляет жителей нашей планеты искать новые способы получения
из наиболее перспективных направлений является получение
Наименэнергии. И одним
Характер
солнечной энергии. И это вполне естественно. Ведь именно Солнце даёт жизнь
нашей планете
и обеспечивает
нас теплом и светом. Солнце обогревает все уголки
ние Наимен
истики
Характер
Земли, управляет реками и ветром. Его лучи выращивают не менее одного
74
атной
ование
сти
аппаратной
истики
квадриллиона тонн всевозможных растений, которые, в свою очередь, являются
пищей для животных.
Солнечный трекер — это система, предназначенная для ориентации на Солнце
рабочих поверхностей систем генерирующих электричество, либо систем
концентрирующих (генерирующих) тепловую энергию, установленных на трекере.
Для создания автономного трекера на солнечных батареях понадобилось: два
фоторезистора, два резистора, программируемый микроконтроллер Arduino
Leonardo, серводвигатель, питание – 5 Вольт. Сама схема представлена на рисунке
1.
Рисунок 1 – Схема солнечного трекера
Говоря о себестоимости данной разработки, можно сделать вывод о том, что она
является наиболее приемлемой для подобного устройства. Среди аналогов,
автономный солнечный треер получился более экономичный, компактный, легкий
в обслуживании и не требует мощного охлаждения.
75