DIZAJN I IZRADA POGONSKOG MODULA ZA PODVODNO AUTONOMNO VOZILO

APRIL 2021 SREDNJA ŠOLA ZA TRŽENJE IN DIZAJN
COREL DRAW UVOD PROGRAMI ZA TEHNIČKO CRTANJE I DIZAJN
DIZAJN HODNOTOVÉHO TOKU 25 2 DIZAJN HODNOTOVÉHO TOKU 21

DIZAJN I IZRADA POGONSKOG MODULA ZA PODVODNO AUTONOMNO VOZILO
LETNJA ŠKOLA GRAFIČKOG DIZAJNA I FOTOGRAFIJE KOJU ORGANIZUJE UDRUŽENJE
MR ALEKANDRA MITROVIĆ GRAFIČKI DIZAJNER SAMOSTALNI UMETNIK (OD 2002)

Development Case

Dizajn i izrada pogonskog modula za podvodno autonomno vozilo

Verzija: <1.0>

Tehnička dokumentacija

Datum: <24/1/2020>


Dizajn i izrada pogonskog modula za podvodno autonomno vozilo

Tehnička dokumentacija





Studentski tim: Patrlj Leo

Vuić Adam


Nastavnik: prof. Dr. Sc. Nikola Mišković









Sadržaj

1. Opis izrade dizajna pogonskog modula 3

2. Tehničke značajke 4

3. Zaključak 10



1.Opis izrade dizajna pogonskog modula



Cilj projekta bio je dizajnirati i izraditi pogonski modul za autonomno upravljanje podvodnim vozilom. Alat kojim smo se koristili za izradu sheme i layouta PCB (Printed Circuit Board) pločice je KiCad. Budući da se modul fiksira na bateriju pa zatim ugrađuje u cilindrični okvir pogonske ekstenzije vozila, morali smo paziti da pločica bude određenog oblika, što će biti prikazano u nastavku. Izrada projekta krenula je precrtavanjem skice modula za automonmo upravljanje. Tijekom izrade sheme modula ključno je da se komponente modula točno spoje s drugim komponentama. Važno je napomenuti da smo u shemi nastojali odvojiti energetski dio od signalnog dijela modula, budući da je značajna razlika u naponima napajanja komponenata energetskog i signalnog dijela. Sheme komponenata modula mogu se naći u standardnim knjižnicama programa KiCad ili ih je potrebno dohvatiti s određenih stranica koje upravo služe za dijeljenje shema komponenata. Ključno je da u shema komponente ima iste karakteristike i kasnije isti footprint kao i stvarna komponenta koja će biti dodana na PCB. Nakon spajanja sheme modula potrebno je svakoj komponenti dodijeliti njen footprint. Footprint je informacija o fizičkim veličinama komponente i položaju njenih pinova kojima se komponenta spaja na PCB. Nakon pridjeljivanja footprinta svakoj od komponenata sljedeći korak je izrada layouta PCB-a. Pokretanjem editora layouta PCB-a KiCad nam sve komponente baci na radnu površinu. Radnu površinu je najprije potrebno izrezati u željenom obliku PCB-a pa zatim ponovo smisleno poslagati komponente modula unutar tog okvira. Za razliku od sheme u layoutu, gdje je samo važno točno povezati komponente, potrebno je smislenim redom poslagati komponente na PCB. Prvo se dodaju velike komponente koje zauzimaju većinu prostora na PCB-u. Komponente na koje će se kasnije spajati žice potrebno je pozicionirati blizu rubova. Indikacijske komponente kao što su LED-ice potrebno je staviti na vidljivo mjesto, po mogućnosti također blizu rubova. Kasnije se dodaju manje komponente. Komponente je moguće dodati na obije strane pločice. Nakon postavljanja svih komponenata potrebno ih je povezati bakrenim linijama. Kod povezivanja važno je da se prvo spoje komponente koje vuku veću struju kako bi te veze bile što kraće. Kompnente koje vuku veće struje vežu se debljim linijama. Nakon spajanja takvih komponenata spajaju se ostale signalne komponente. Kod pozicioniranja komponenata na pločici morali smo paziti da ne budu blizu rupa kroz koje prolaze fiksacijske šipke na koje se stavljaju matice. Na kraju dizajniranja layouta pločicu je potrebno „zaliti“ bakrom, pa će tako nakon tog procesa pločica biti pokrivena s bakrom, što će predstavljati uzemljenje. Linije koje spajaju komponente biti će odvojene kanalićima koji su urezani u pločicu od ostatka bakrenog pokrova pa će ih se tako odvojiti od uzemljenja. Taj postupak smo ponovili i za donju stranu pločice. Tim postupkom završava dizajniranje pločice. Nakon dizajniranja pločica se šalje na izradu.





2.Tehničke značajke



DIZAJN I IZRADA POGONSKOG MODULA ZA PODVODNO AUTONOMNO VOZILO

Slika 1. : Prikaz sheme koju je potrebno nacrtati u KiCadu

DIZAJN I IZRADA POGONSKOG MODULA ZA PODVODNO AUTONOMNO VOZILO

Slika 2. : Prikaz sheme nacrtane u KiCadu

DIZAJN I IZRADA POGONSKOG MODULA ZA PODVODNO AUTONOMNO VOZILO

Slika 3. : Oblik PCB-a. Kružnog oblika zbog cilindričnog oblika pogoske ekstenzije, dijelom odsječen kako bi se omogućio prolaz žicama koje vode do potisnika.

DIZAJN I IZRADA POGONSKOG MODULA ZA PODVODNO AUTONOMNO VOZILO

Slika 4. : Početni prikaz layouta, prije spajanja komponenti i smještanja u okvir.

DIZAJN I IZRADA POGONSKOG MODULA ZA PODVODNO AUTONOMNO VOZILO

Slika 5. : Prikaz layouta nakon spajanja komponenti i smještanja unutar okvira PCB-a

DIZAJN I IZRADA POGONSKOG MODULA ZA PODVODNO AUTONOMNO VOZILO

Slika 6. : Dodavanje donjeg sloja bakra. (Zelena površina predstavlja donje uzemljenje, također vidljivi kanalići između kojih se nalaze vodovi)

DIZAJN I IZRADA POGONSKOG MODULA ZA PODVODNO AUTONOMNO VOZILO

Slika 7. : Dodavanje gornjeg sloja bakra. (Crvena površina predstavlja gornje uzemljenje)

DIZAJN I IZRADA POGONSKOG MODULA ZA PODVODNO AUTONOMNO VOZILO

Slika 8. : Prikaz konačnog izgleda layouta pločice

DIZAJN I IZRADA POGONSKOG MODULA ZA PODVODNO AUTONOMNO VOZILO

Slika 9. : 3D prikaz modula s gornje strane

DIZAJN I IZRADA POGONSKOG MODULA ZA PODVODNO AUTONOMNO VOZILO

Slika 10. : Prikaz modula s donje strane

DIZAJN I IZRADA POGONSKOG MODULA ZA PODVODNO AUTONOMNO VOZILO

Slika 11. : Slika starog modula fiksiranog na bateriju i potisnici



3.Zaključak



Iako je većina posla gotova, postoji još prostora za optimizaciju kako bismo dobili finalni proizvod. Jedna od komponenata koje je potrebno izmijeniti je širina vodova, naime, kako kroz neke vodove teče značajno veća struja nego kroz ostale, te vodove je potrebno čim više skratiti te podebljati kako nebi pregorjeli. Nadalje je potrebno provjeriti radijus matica pomoću kojih će se sam PCB ugraditi na vozilo kako bismo bili sigurni da smo ostavili dovoljan prostor oko rupa za fiksacijske šipke. Nakon što smo sigurni da je PCB spreman, poslat ćemo ga na izradu. Kako bismo finalizirali projekt potrebno je zalemiti nekoliko završnih komponenti na pločicu te ju ugraditi u vozilo. Nakon toga slijedi faza testiranja rada vozila. Ukoliko se uvjerimo da pločica radi ispravno, ideja nam je poopćiti ju kako bismo uz vrlo male preinake mogli pomoću nje upravljati i drugim vozilima s različitim brojem thrustera. S tom idejom smo ostavili nešto prostora na pločiti za eventualno dodavanje većeg broja priključaka ili par dodatnih komponenti za rad na drugim vozilima. Na taj način pločica nebi bila vezana isključivo uz ovaj projekt.





FER 2 - Projekt

FER, 2021

Stranica 1 od 10



OBJEKT ŠKOLA ZA MODU I DIZAJN ZAGREB PRILAZ BARUNA
PRILOG 1 TEHNIČKI ZAHTJEVI EKO DIZAJNA ZA UREĐAJE
PROJEKTNI UVJETI I OPSEG USLUGA ZA USLUGU DIZAJNA VIZUALNOG


Tags: autonomno vozilo, za autonomno, izrada, modula, pogonskog, dizajn, vozilo, podvodno, autonomno