Розроблення стабілізатора змінної напруги з мікроконтролерним управлінням на платформі Arduino для живлення комп’ютерної техніки сил оборони в польових умовах: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня «бакалавр» за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології»

Abstract

У дипломній роботі розроблено апаратне та програмне забезпечення стабілізатора змінної напруги з мікроконтролерним управлінням на платформі Arduino для застосування в правоохоронних органах. Розроблений стабілізатор забезпечує стабільну роботу електронного обладнання в умовах значних коливань напруги в електромережі, що є критично важливим для оперативних центрів, серверних комплексів, систем відеоспостереження та зв’язку. Пристрій дозволяє налаштовувати діапазон вхідної напруги за допомогою потенціометрів ручного регулювання, а також підтримує автоматичне перемикання силових електронних ключів на MOSFET-транзисторах у моменти переходу напруги через нуль, що мінімізує електромагнітні перешкоди. Стабілізатор обладнано системою моніторингу, яка виводить дані про стан електромережі та напругу на навантаженні на рідкокристалічний дисплей та в послідовний порт для віддаленого контролю. У роботі розроблено принципову електричну схему та створено модель стабілізатора в середовищі Proteus VSM, а також запрограмовано алгоритм його роботи мовою C в Arduino IDE. Ефективність пристрою підтверджено шляхом емуляції в Proteus ISIS, що дозволяє оцінити його роботу в реальних умовах експлуатації в правоохоронних органах. The thesis presents the development of hardware and software for an AC voltage stabilizer with microcontroller-based control on the Arduino platform, designed for use in law enforcement agencies. The developed stabilizer ensures the stable operation of electronic equipment under significant voltage fluctuations in the power grid, which is critical for operation centers, server complexes, surveillance systems, and communication networks. The device allows for manual adjustment of the input voltage range using potentiometers and supports automatic switching of power electronic MOSFET switches at zero-crossing points, minimizing electromagnetic interference. The stabilizer is equipped with a monitoring system that displays power grid status and load voltage on an LCD screen and transmits data via a serial port for remote monitoring. In the event of critical voltage deviations, an audible and visual alarm is activated, and information about emergency conditions is sent to digital monitoring systems. An automatic circuit breaker provides overload protection. The study includes the design of the stabilizer’s schematic diagram and the development of its model in Proteus VSM. Additionally, the operational algorithm was programmed in C using Arduino IDE. The device’s efficiency was validated through emulation in Proteus ISIS, demonstrating its applicability in real-world law enforcement operations.