Курсова робота, ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ: ЛІНІЙНІ СИСТЕМИ

ViJar. Należy opracować projekt biurka oraz przygotować pliki do zamówienia w ViJar. Potrzebny wykonawca z doświadczeniem i przykładami prac. Nie orientuję się w kosztach podobnej pracy, więc proszę o propozycje cenowe. W przypadku udanego wykonania będzie trzeba zaprojektować jeszcze sześć produktów (szafy na dokumenty oraz biurko dla kierownika).

Tytuł: Opracowanie schematów elektrycznych (EasyEDA) dla modułów zbierania danych (STM32, precyzyjny ADC, izolacja galwaniczna) Opis zadania: Szukamy doświadczonego inżyniera elektronika do opracowania schematów elektrycznych dwóch płytek (PCB na tym etapie nie są potrzebne). Co należy zaprojektować: Moduł główny: odbiór zasilania 24V i komunikacja ze światem zewnętrznym przez sprzętowo izolowany RS-485. Moduł analogowego wejścia: cyfryzacja dwóch kanałów przemysłowych czujników (0-10V / 4-20mA). W podstawie precyzyjny ADC (typ ADS1248). Warunkiem koniecznym jest obecność wewnętrznej bariery cyfrowej izolacji po ADC. Płytki komunikują się ze sobą przez SPI. Kluczowe wymagania (Ściśle!): Środowisko: tylko EasyEDA (Pro lub Std). Komponenty: 100% części muszą mieć numery katalogowe (C-parts) z katalogu LCSC Electronics, ponieważ płytki będą przeznaczone do automatycznego montażu PCBA. Podstawowy mikrokontroler: STM32F103 (lub Twoje propozycje nowoczesnych odpowiedników). Szczegółowe, poprawne specyfikacje z gotową referencyjną architekturą Texas Instruments zostaną dostarczone kandydatowi. Bonus: Dla specjalisty, który sumiennie i poprawnie wykona ten etap (opracowanie schematów), gwarantowane będzie zaproponowanie drugiego płatnego etapu — trasy tych płytek drukowanych (PCB Design).

TECHNICZNE ZADANIE (napisane przez szі) Opracowanie pod klucz interaktywnego systemu projekcyjnego z oprogramowaniem do strzelania Airsoft 6 mm (w typie airsoft digital target system Arcada; https://youtu.be/3HwgDuesDTU?si=vZCKD4pZDXtL3kZl) Potrzebny inżynier lub mały zespół z doświadczeniem w DSP / DAQ / akustyce / pomiarach wibracji / czujnikach piezoelektrycznych / lokalizacji uderzeń. 1. Ogólny cel projektu Konieczne jest opracowanie prototypu interaktywnego systemu strzelecko-zabawowego, przeznaczonego do użytku w centrach rozrywkowych. Zasada działania: Na fizyczny ekran projektorem wyświetlane jest interaktywne obraz lub gra. Użytkownik strzela do ekranu ze standardowej broni Airsoft plastikowymi kulkami BB kal. 6 mm. System powinien w czasie rzeczywistym określać współrzędne każdego fizycznego trafienia w ekran i przekazywać współrzędne X/Y do oprogramowania. Oprogramowanie porównuje fizyczny punkt trafienia z obiektem, który w danym momencie jest wyświetlany przez projektor, po czym gra odpowiednio reaguje na strzał. Główne zadanie pierwszego etapu — stworzenie niezawodnej technologii określania współrzędnych trafienia. 2. Rozmiar pierwszego prototypu Obszar roboczy: 1000 × 1000 mm. Po pomyślnym przetestowaniu technologia powinna mieć możliwość skalowania do większych ekranów, orientacyjnie: 2000 × 1200 mm; 2400 × 1350 mm; lub innych komercyjnych formatów. Dlatego architektura systemu powinna uwzględniać dalsze skalowanie. 3. Typ amunicji Główny typ: Airsoft BB — plastikowe kulki kal. 6 mm. System powinien działać ze standardową bronią Airsoft w bezpiecznym dla obiektu rozrywkowego zakresie energii. Konkretny dopuszczalny zakres prędkości i energii BB należy określić eksperymentalnie podczas opracowywania. 4. Zasada działania systemu Podstawowa koncepcja: Strzał → uderzenie BB w ekran → rejestracja uderzenia przez czujniki → przetwarzanie sygnałów → określenie współrzędnych X/Y → przekazanie zdarzenia do oprogramowania gry. Na przykład: SHOT #00125 X = 643 mm Y = 271 mm Timestamp = ... Confidence = ... Współrzędne powinny być przekazywane do oprogramowania przez API, SDK, TCP/UDP, WebSocket lub inny stabilny interfejs. 5. Konstrukcja ekranu Dla pierwszego prototypu rozważana jest metalowa powierzchnia uderzeniowa: panel aluminiowy lub poliwęglanowy o wymiarach około 1000 × 1000 × 1 mm. Grubość, stop i konstrukcja mocowania NIE są ostatecznie ustalone. Inżynier powinien eksperymentalnie określić optymalne: materiał; grubość; sposób napięcia/mocowania; tłumienie; konstrukcję ramy; rozmieszczenie czujników. Ważne jest zapewnienie: stabilnego rozprzestrzeniania fal mechanicznych/akustycznych; dostatecznej trwałości przy wielokrotnych trafieniach; możliwości szybkiej wymiany panelu uderzeniowego; minimalnego wpływu mocowania na dokładność określania współrzędnych. 6. System czujników Orientacyjnie planowane jest użycie: 4–8 lub więcej czujników. Możliwe technologie: IEPE/ICP czujniki piezoelektryczne; czujniki akustyczne kontaktowe; czujniki piezoelektryczne; metody ultradźwiękowe; inne technologie zaproponowane przez inżyniera. Liczba i typ czujników powinny być określane nieformalnie, ale na podstawie najlepszej dokładności, szybkości, niezawodności i kosztów seryjnego systemu. Preferowane są gotowe profesjonalne komponenty od istniejących producentów. Nie planuje się opracowywania własnych płytek elektronicznych, jeśli zadanie można niezawodnie rozwiązać gotowym seryjnym sprzętem. 7. Określenie współrzędnych Konieczne jest opracowanie algorytmu określania współrzędnych fizycznego trafienia. Możliwe metody: Time Difference of Arrival (TDOA); analiza czasu przybycia fali; analiza amplitudy; analiza kształtu sygnału; analiza częstotliwości; metody korelacyjne; mapa kalibracyjna powierzchni; uczenie maszynowe; kombinacja kilku metod. Inżynier może zaproponować inną technologię, jeśli zapewni lepszy wynik. 8. Dokładność Pożądana końcowa dokładność określania współrzędnych: około ±5–10 mm na całej powierzchni roboczej. Dla pierwszego prototypu dopuszczalnym wynikiem pośrednim może być: do ±20 mm, jeśli istnieje zrozumiały techniczny sposób na dalsze zwiększenie dokładności. Konieczne jest mierzenie: średniego błędu; maksymalnego błędu; błędu przy krawędziach; powtarzalności wyników. 9. Szybkość działania Określenie trafienia powinno odbywać się praktycznie natychmiastowo. Pożądane opóźnienie: mniej niż 10–20 ms od fizycznego trafienia do przekazania współrzędnych do gry, jeśli to technicznie możliwe. System powinien rozpoznawać serię szybkich kolejnych strzałów. W przyszłości konieczne jest wsparcie dla wielu graczy oraz wysokiej intensywności strzelania. 10. Równoczesne i bliskie trafienia Konieczne jest zbadanie możliwości prawidłowego przetwarzania: szybkich kolejnych strzałów; dwóch trafień z małym odstępem czasowym; potencjalnie równoczesnego strzelania dwóch graczy. Algorytm nie powinien błędnie łączyć dwóch różnych strzałów w jedno trafienie. 11. Kalibracja System powinien mieć procedurę automatycznej lub półautomatycznej kalibracji. Na przykład: na ekranie ustawia się siatkę kontrolnych współrzędnych. Wykonywana jest seria testowych strzałów w znane punkty. System rejestruje sygnały wszystkich czujników i tworzy indywidualny model kalibracyjny konkretnego ekranu. Kalibracja powinna kompensować: różnice między panelami; cechy mocowania; odbicia fal od krawędzi; różnice między czujnikami; zmiany temperatury i mechaniczne, jeśli mają istotny wpływ na dokładność. 12. Samodiagnostyka Pożądane jest przewidzenie automatycznej kontroli: sprawności każdego czujnika; poziomu sygnału; braku przerwy w kablu; konieczności ponownej kalibracji. W przypadku awarii system powinien informować, który komponent wymaga sprawdzenia. 13. Projektor Na następnym etapie do systemu podłączany jest projektor. Projektor będzie wyświetlał: ruchome cele; gry arcade; scenariusze treningowe; system punktacji; scenariusze wieloosobowe. Trafienia powinny dokładnie odpowiadać współrzędnym projekcji. Konieczne jest przewidzenie programowej kalibracji: współrzędne fizycznego ekranu ↔ współrzędne obrazu projektora. 14. Oprogramowanie do gier Na pierwszym etapie nie jest konieczne opracowywanie pełnoprawnych gier. Potrzebny jest program testowy, który po strzale pokazuje: punkt trafienia; współrzędne X/Y; numer strzału; czas; błąd w stosunku do punktu kontrolnego; informacje serwisowe o sygnałach czujników. W przyszłości system powinien mieć możliwość integracji z silnikiem gier, na przykład Unity lub Unreal Engine. 15. Sprzęt Priorytet: użycie gotowych profesjonalnych komponentów seryjnych. Konieczne jest unikanie opracowywania własnej skomplikowanej elektroniki, jeśli istnieją gotowe niezawodne rozwiązania. Rozważane są komponenty producentów poziomu: profesjonalne systemy zbierania danych DAQ; czujniki IEPE/ICP i inne przemysłowe; gotowe interfejsy USB/Ethernet; kable i złącza seryjne. Konkretny producent nie jest ustalony. Inżynier może zaproponować optymalne komponenty. 16. Budżet prototypu Orientacyjny budżet na system czujników i podstawowy sprzęt pierwszego prototypu: do 5 000 USD. PC i profesjonalny projektor mogą być rozpatrywane osobno. Ważne jest znalezienie równowagi między: dokładnością + szybkością + niezawodnością + możliwością produkcji seryjnej. 17. Eksploatacja komercyjna Końcowy system przeznaczony jest nie do laboratorium, a do codziennej eksploatacji komercyjnej w centrum rozrywkowym. Dlatego sprzęt powinien: pracować wiele godzin dziennie; wytrzymywać dużą liczbę strzałów Możemy zapewnić pomieszczenia do opracowania i wydania tego projektu w mieście Lwów z perspektywą kontynuacji działalności jako partner

Opracowanie systemu sterowania silnikiem opartego na sieci CAN bus, w tym: Wybór i specyfikacja dostępnego komercyjnie sprzętu PLC oraz powiązanych komponentów. Opracowanie oprogramowania sterującego do obsługi systemu z PC i tabletu (lub dostosowanie istniejącego oprogramowania do wymagań systemu). Przygotowanie pełnej dokumentacji inżynieryjnej i produkcyjnej wymaganej do produkcji systemu sterowania. Kluczowym wymaganiem jest, aby maksymalna odległość komunikacji między kontrolerem a PC lub tabletem wynosiła do 100 metrów. Główne parametry silnika, a także preferowane/rekomendowane komponenty sprzętowe, będą omawiane i uzgadniane w trakcie projektu.

Potrzebna jest konstrukcja ergonomicznego krzesła/zawieszenia dla pracownika, który przez długi czas pracuje na stojąco podczas naprawy drewnianych palet. Krzesło ma być przymocowane do wózka systemu szynowego sufitowego i poruszać się razem z pracownikiem w obrębie strefy roboczej. Głównym celem jest częściowe odciążenie nóg i pleców, przy czym nogi pracownika w większości pozostają na podłodze. Podstawowe wymagania: obliczenie na użytkownika o wadze do około 100 kg z odpowiednim zapasem wytrzymałości; możliwość regulacji wysokości i poziomu wsparcia ciała; wygodne przejście między pozycjami stojącą, półsiedzącą i siedzącą; szybkie i bezpieczne uwolnienie pracownika z krzesła; możliwość obrotu wokół osi pionowej; krzesło nie powinno ograniczać ruchów rąk i nóg; konstrukcja nie powinna przeszkadzać oddzielnemu wózkowi z wciągarką do podnoszenia palet; przewidzieć niezależny element zabezpieczający lub inne rozwiązanie przed upadkiem; elementy muszą być dostępne do wykonania ze stali, pasów i standardowych komponentów. Oczekiwany rezultat: Kilka wariantów koncepcji krzesła. Wybór i dopracowanie optymalnej wersji. Model 3D konstrukcji. Rysunki detali i węzłów z wymiarami. Schemat mocowania do wózka systemu zawieszenia. Lista materiałów i gotowych komponentów. Obliczenie wytrzymałości głównych obciążonych elementów. Pliki w formatach STEP i PDF do dalszego wykonania prototypu. Szukam specjalisty z doświadczeniem w inżynierii mechanicznej, wzornictwie przemysłowym, ergonomii lub projektowaniu sprzętu zawieszonego. Preferencje dla wykonawcy, który może nie tylko wykonać wizualizację, ale także przygotować technicznie uzasadnioną konstrukcję do produkcji i testów. Szczegółowe wymiary systemu szynowego, zdjęcia i moje opracowania przekażę wybranemu wykonawcy. Projekt związany jest z bezpieczeństwem człowieka, dlatego ostateczna konstrukcja musi przejść kontrolę inżyniera i testy przed użyciem. Ważny warunek dotyczący patentów: Istnieje podobny system zawieszenia firmy Standing Ovation. Jej produkt można wykorzystać jedynie jako przykład już znanego rozwiązania, ale nie można kopiować jego konstrukcji, układu i zasady działania. Potrzebne jest opracowanie samodzielnego rozwiązania technicznego, które będzie miało istotne różnice konstrukcyjne i nie będzie powtarzać cech chronionych obowiązującymi patentami Standing Ovation. Przekażę wykonawcy znalezione dokumenty patentowe do zapoznania się. Podczas opracowywania należy: przeanalizować znany produkt i zaproponować inny sposób wsparcia ciała; nie kopiować kształtu krzesła, ramy, zawieszenia, mechanizmu regulacji i schematu mocowania; przygotować krótki opis głównych różnic technicznych; stworzyć tabelę porównawczą nowego rozwiązania z konstrukcją Standing Ovation; przewidzieć możliwość dalszej weryfikacji patentowej i patentowania własnej konstrukcji. Od wykonawcy oczekuje się technicznie niezależnej konstrukcji, jednak ostateczną kontrolę prawną na czystość patentową przeprowadzi oddzielny specjalista patentowy.