ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

Государственное бюджетное профессиональное

образовательное учреждение города Москвы

«Московский колледж архитектуры и градостроительства»(ГБПОУ «МКАГ»)

Проект на тему:

«Создание и проектирование прототипа короба, для

управления системой «Умный дом»

Направление: Инженерно - техническое

Работу подготовил:

Падом Елисей Алексеевич

Научный руководитель:

Баширова Анастасия Георгиевна

Москва, 2018 год

Содержание

Глава 1. Введение....................................................................................................3

1.1. Цели и задачи реализации проекта по созданию и проектированию прототипа, для управления системой умного дома..........................................4

1.2. Что такое система “Умный дом”...............................................................5

1.3. Интеллектуальная система «Умный дом»................................................6

1.4. Схема автоматизации в системе «Умный дом».......................................7

1.5. Что включает такая система......................................................................7

Глава 2. Технология моделирования прототипа многофункциональной панели управления системой «Умный дом», с помощью программы Autodesk Inventor.....................................................................................................................9

2.1. Этапы моделирования...................................................................................9

2.2. Печать на 3D – принтере Picasso Designer X Pro, созданного прототипа многофункциональной панели управления системой «Умный дом»...........11

2.3. Экономические показатели назначения по созданию прототипа...........12

2.4. Сравнительный анализ существующих аналогов прототипов...............12

Заключение............................................................................................................14

Список используемых источников:.....................................................................15

2

Глава 1. Введение

В современном мире компьютерные технологии стремительно

развиваются, каждый день появляются новые технологии, улучшаются уже

существующие. Одной из наиболее развивающихся областей современного

мира является трёхмерное моделирование.

С помощью трёхмерного моделирования можно и создать точную

копию объекта из реального мира, или создать полностью абстрактный

объект. Помимо киноиндустрии, компьютерных игр, веб-дизайна и многих

других сфер, 3D технологии активно применяются в дизайнерской

визуализации:

- для демонстрации будущего проекта;

- для подбора оптимальных отделочных материалов;

- для создания портфолио для архитекторов и дизайнеров.

Также, применяя технологии трехмерного моделирования и технологии

прототипирования (современная печать на 3D- принтере), стало возможным

визуализировать созданную модель.

3

1.1. Цели и задачи реализации проекта по созданию и проектированию прототипа, для управления системой умного дома

Актуальностью проекта является возможность улучшения комфорта

жилья за счет автоматизации бытовых приборов путем управления ими с

многофункциональных устройств.

Цель проекта:

Спроектировать 3D - модель – многофункциональной панели короба для

управления системой «Умный дом» в стиле минимализм, а также

визуализировать созданный прототип, с помощью 3-D принтера.

Задачи проекта:

1. Создать 3D - модель прототипа –короба многофункциональной панели

управления системой «Умный дом».

2. Разработать дизайна прототипа – короба многофункциональной панели

управления системой «Умный дом».

3. Напечатать на 3D-принтере созданный прототип – короба для

многофункциональной панели управления системой «Умный дом».

4. Доработать готовый прототип короба для использования датчика для

управления системой «Умный дом».

Предметом проекта является:

Проектирование 3D - модели прототипа – датчика короба

многофункциональной панели управления системой «Умный дом».

Объектом проекта является:

3D - модель прототипа – датчика многофункциональной панели короба

управления системой «Умный дом».

Круг потенциальных заказчиков: Владельцы системы «Умный дом».

4

1.2. Что такое система “Умный дом”

Умный дом – это комплекс решений для автоматизации повседневной

жизни. В нее входит и бытовая техника – от роботов-пылесосов до приборов,

управляемых со смартфона,- и системы, контролирующие все, что

происходит в квартире.

5

Рис. 1. Схематичное представление многофункциональной системы «Умный дом».

1.3. Интеллектуальная система «Умный дом»

Высокотехнологичная система, позволяющая объединить все

коммуникации в одну и поставить её под управление искусственного

интеллекта, программируемого и настраиваемого под все потребности, и

пожелания хозяина.

Отопление, освещение, водопровод, сигнализация в квартире — всё это

можно подчинить централизованному контролю с помощью установки

системы «Умный дом».

Рис. 2.

Наглядное представление многофункциональной системы «Умный дом».

6

Хотите, чтобы по вечерам в гостиной зажигался верхний свет, а днём

горела только настольная лампа в кабинете? Предпочитаете зимой греть ноги

в кресле на кухне, а по осени не желаете мёрзнуть в спальне? Хотите иметь

возможность включить через интернет обогреватель на даче, чтобы

помещение прогрелось к Вашему приезду?

Или, скажем, хотите, чтобы Вас оповещали с помощью SMS о

внезапных отключениях электричества или сработавшей сигнализации? В

наше время для этого не требуется нанимать целый дорогостоящий штат

прислуги и охраны - всё это сделает «Умный дом».

1.4. Схема автоматизации в системе «Умный дом»

При этом не стоит думать, что такая система не доступна для человека,

который не располагает загородной виллой, а просто хочет иметь

уверенность в безопасности своей квартиры, когда она остаётся без

присмотра хозяина: базовый функционал системы «Умный дом» по

стоимости сопоставима с монтажом обычного домофона.

Кроме того, уже установленную систему можно развивать в

дальнейшем, добавляя новые коммуникации или расширяя взаимодействия

уже подключенных. Начните с недорогого готового решения Умного дома, а

затем дополняйте его теми компонентами, которые покажутся вам наиболее

полезными.

1.5. Что включает такая системаУмный дом - единая система управления в доме, офисе, квартире или

здании, включающая в себя датчики, управляющие элементы и

исполнительные устройства. Управляющие элементы принимают сигналы с

датчиков и контролируют работу исполнительных устройств, действуя

согласно заданным алгоритмам и объединяя следующие системы:

Отопление дома (посредством радиаторов или теплых полов),

7

Вентиляция и кондиционирование,

Охранная и пожарная сигнализация,

Система контроля доступа,

Контроль аварийных ситуаций: утечки воды, газа, аварии в

электросети,

Видеонаблюдение (локальное и удаленное),

Управление внутренним и уличным освещением,

Распределение видео и аудиопотоков и по помещениям

(мультирум),

Управление обогревом ливневой канализации, ступеней лестниц и

дорожек,

Контроль над энергопотреблением, ограничение пиковых нагрузок

и распределение нагрузок по фазам питающей сети,

Управление источниками резервного электропитания:

аккумуляторными ИБП и дизель-генераторами,

Управления канализационных насосных станций и системам

автополива зеленых территорий,

Управление воротами и шлагбаумами,

Управление шторами, рольставнями и жалюзи,

Удаленный мониторинг и управление всеми системами дома через

интернет.

8

9

Глава 2. Технология моделирования прототипа многофункциональной панели управления системой «Умный дом», с помощью программы Autodesk Inventor.

Autodesk Inventor — система трёхмерного твердотельного и

поверхностного параметрического проектирования (САПР) компании

Autodesk, предназначенная для создания цифровых прототипов

промышленных изделий. Инструменты Inventor обеспечивают полный цикл

проектирования и создания конструкторской документации:

2D-/3D-моделирование;

создание изделий из листового материала и получение их

разверток;

разработка электрических и трубопроводных систем;

проектирование оснастки для литья пластмассовых изделий;

динамическое моделирование;

параметрический расчет напряженно-деформированного состояния

деталей и сборок;

визуализация изделий;

автоматическое получение и обновление конструкторской

документации (оформление по ЕСКД).

одобрение дизайна. Стадия предполагает согласование и внесение

необходимых корректив в первоначальную концепцию дизайна проекта.

Результатом работы на этапе разработки дизайна и архитектуры

проекта станет готовая модель прототипа.

2.1. Этапы моделирования

10

Рис 3. Боковая крышка прототипа –датчика многофункциональной панели управления

системой «Умный дом»

Рис 4.

Корпус

прототипа –датчика многофункциональной панели управления системой «Умный дом»

11

Рис 5. Корпус прототипа –датчика многофункциональной панели управления

системой «Умный дом»

2.2. Печать на 3D – принтере Picasso Designer X Pro, созданного прототипа многофункциональной панели управления системой «Умный дом».

3D принтер - станок с числовым программным управлением,

использующий метод послойного создания детали. 3D печать является

разновидностью аддитивного производства и обычно относится к

инструментам быстрого прототипирования.

Рис 6. Печать прототипа –датчика многофункциональной панели управления

системой «Умный дом»

12

Рис 7. Печать прототипа –датчика

многофункциональной панели

управления системой «Умный дом»

Рис. 8. Печать прототипа –датчика

многофункциональной панели

управления системой «Умный дом»

2.3. Экономические показатели назначения по созданию прототипап./п. Наименование

деталиНаименование

материалаКоличеств

оСтоимость

Затраченная готового

прототипа

Общая Стоимостьрасходных материалов

1. Каркас панели Пластик PVA 1шт. 90 руб. 1800 руб./катушка

2. Панель динамиков

Пластик PVA 1шт. 40 руб. 1800 руб./катушка

3. Панель экрана Пластик PVA 1шт. 70 руб. 1800 руб./катушка

4. Коробка электроники

Модельный пластик

1шт. 200 руб. 7000 руб./лист

5. Имитация экрана

Оргстекло 1шт. 50 руб. 110 руб./лист

6. Светодиод 5шт. 12 руб. 24 руб./10шт.

7. Провода 5шт. 27 руб. 27 руб./1 м.

8. Кнопка 1шт. 10 руб. 10 руб./1шт.

9. Батарейка 9V 1шт. 50 руб. 50 руб./1шт.

Итого: 549 руб.

13

2.4. Сравнительный анализ существующих аналогов прототипов

14

2N INDOOR TOUCH

:Материал Пл астик ABS Может быть

только черного или

.белого цвета , С учетомОС

, электроники, контроллера

функционала

: Цена 70000 .руб

Fibaro:Материал П

ластик ABS Может быть

только черного или

.белого цвета

, С учетомОС, электроники, контроллера

функционала

: Цена 90000 .руб

Прототип панели

, управления созданного

прототипа:Материал Пл

астик PLA. Может быть

.любого цвета , С учетомОС

, электроники, контроллера

функционала

: 20000 Цена.руб

2.5. Дорожная карта проекта прототипа многофункциональной панели

управления системой «Умный дом»

11 ноября 18 ноября 26 ноября 10 декабря 11 декабря 12 декабря

Создание макета модели

Бы создан макет

модели

Разработка дизайна

Был разработан

новый дизайн со

своими элементами интерфейса

Проектирование по макету в программе

Autodesk Inventor

Проектирование по макету в

программе Autodesk Inventor

Печать на 3D – принтере Picasso

Designer X Pro

Доработаны элементы и контент для

широкоэкранных мониторов,

стандартных, а также для

мобильных

Исправление ошибок

Исправлены ошибки с

некорректным отображением

текста, доделаны анимации,

переписаны стили

Представление готового продукта заказчику

Проект представлен в

срок

15

Заключение

Цель проекта, заключалась в разработке 3D - модели прототипа –короба

многофункциональной панели управления системой «Умный дом» в стиле

минимализм, а также визуализировать созданный прототип, с помощью 3-D

принтера.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи, а

именно:

Разработка дизайна прототипа – короба многофункциональной

панели управления системой «Умный дом».

Созданна 3D - модель прототипа – датчика короба

многофункциональной панели управления системой «Умный дом».

Распечатанна на 3D – принтере, созданный прототип – короба

многофункциональной панели управления системой «Умный дом».

Доработка готового прототипа для использования датчика для

управления системой «Умный дом».

Наглядное представление прототипа многофункциональной панели

управления

16

Список используемых источников:

1. Зленко, М.А. Аддитивные технологии в машиностроении / М.В. Нагайцев, В.М. Довбыш // пособие для инженеров. – М.: ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», 2017. - 220 с.

2.  Муравьев А.А. Обоснование применения и эффективность аддитивных технологий в машиностроении / Муравьев А.А., Тарапанов А.С.// Орел, ФГБОУ ВО «ОГУ имени И.С. Тургенева», «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии». - 2017. - № 1. - С. 84-90.

3. Рабочая тетрадь по компетенции «Изготовление прототипов» WSR – М.: Академия WSR, 2018. - 220 с.

4. Новикова Е.В и др - Экономическая теория. Учебно-методические материалы – М: Академия, 2017г.,

5. Валетов В.А. Новые технологии в приборостроении: учеб. пособие/ В.А. Валетов, С.В. Бобцова. – СПб.: СПбГУ ИТМО, 2017. – 120 с.

6. Валетов В.А. Влияние RP-технологий на качество изделий: статья/ В.А. Валетов, С.В. Бобцова// Инструмент и технология, №№19-20. – 2017. – С. 20-24.

7. Баннинг Гарретт, Томас Кемпбелл, Скайлар Тиббитс. Программируемый мир. В МИРЕ НАУКИ [01] январь 2017. – С.68-75. 5. А.В. Дуб. Технологии на вырост. ВМН, спецвыпуск – 2015. – С. 84-91.

8. Анализ и оценка эффективности проектов: методы и система показателей [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://studme.org/12800528/investirovanie/analiz_otsenka_effektivnosti_proekto 70 v_metody_sistema_pokazateley (01.03.2016)

17

18