Розроблення цифрового пристрою для уникнення дроном перешкод в замкнутих та задимлених приміщеннях: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня «бакалавр» за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології»

Abstract

У роботі реалізовано цифровий пристрій на базі МК родини AVR (платформа Arduino) та ультразвукового датчика HC-SR04 для забезпечення автономного маневрування дрона в умовах обмеженого простору та сильного задимлення. Розроблений пристрій забезпечує швидкий збір даних щодо наявності об’єктів у зоні сканування та точне визначення дистанції до них. Наявність адаптивного меню конфігурації забезпечує можливість індивідуального налаштування режимів візуальної індикації та звукового сповіщення у разі фіксації об’єктів у зоні сканування. Функціонал детектора забезпечує візуалізацію поточного стану системи та результатів вимірювань на символьному LCD-індикаторі. Користувачеві доступні дані про режим функціонування, виявлені об’єкти та точну дистанцію до них. Окрім індикації вимірів, дисплей відображає параметри конфігурації (порогові відстані, режими звукової сигналізації). Для зовнішнього моніторингу передбачено трансляцію даних через UART. Створено структурну та електричну принципову схеми детектора перешкод. Розроблено керуючу програму на мові C та алгоритм взаємодії компонентів пристрою в середовищі Arduino IDE. Працездатність цифрового детектора перешкод підтверджено шляхом моделювання в емуляторі Proteus ISIS. The work implements a digital device based on the AVR family microcontroller (Arduino platform) and the HC-SR04 ultrasonic sensor to ensure autonomous drone maneuvering in confined spaces and heavy smoke. The developed device provides rapid data collection regarding the presence of objects in the scanning zone and accurate determination of the distance to them. The presence of an adaptive configuration menu provides the ability to individually configure visual indication modes and sound notification in case of fixation of objects in the scanning zone. The detector functionality provides visualization of the current system status and measurement results on a symbolic LCD indicator. The user has access to data on the operating mode, detected objects and the exact distance to them. In addition to the measurement indication, the display shows configuration parameters (threshold distances, sound alarm modes). For external monitoring, data transmission via UART is provided. The structural and electrical schematic diagrams of the interference detector have been created. A control program in C language and an algorithm for the interaction of the device components in the Arduino IDE environment have been developed. The operability of the digital interference detector has been confirmed by simulation in the Proteus ISIS emulator.