Бортовой компьютер для спецтехники
Заказчик
Предприятие "Аладин" - поставщик комплектующих и комплексных решений для сельскохозяйственной техники.
Задача
Разработать, провести испытания и подготовить конструкторскую документацию для серийного производства бортового монитора зерноуборочного комбайна - устройства анализа технологических режимов работы механизмов и контроля параметров уборки. Сложность задачи заключалась в необходимости создания конкурирующего по цене устройства в сжатые сроки.
Решение
Разработка завершена в экстремально сжатые сроки - первый опытный образец был собран через 1.5 месяца с момента начала разработки.
Концепция
Составлена карта технического уровня (КТУ) со сравнительными характеристиками конкурирующих продуктов. На основе КТУ были определены функциональные и технические характеристики нового продукта, а в качестве уникальных функций предложены:
- журнал событий для контроля режимов эксплуатации техники;
- настраиваемые параметры чувствительности датчиков под уборку различных культур;
- CAN-интерфейс.
По согласованию с заказчиком разработано и утверждено техническое задание на аппаратуру, программное обеспечение и конструкцию устройства.
Схемотехника
Разработана электрическая принципиальная схема на базе микроконтроллера AT90CAN128 с возможностью использования в бюджетном варианте MCU ATmega128. Реализован интерфейс с ЖКИ высокого разрешения.
Обеспечена защита силовых выходов и цепей питания от переполюсовки и короткого замыкания, а также обеспечен контроль целостности линий подключения внешних датчиков. В устройстве реализована возможность внутрисхемного программирования и обновления ПО без вскрытия корпуса. Использование энергонезависимой памяти большого объема позволило сохранять события с привязкой к реальному времени.
Дизайн и эргономика
Привлекательная и хорошо читающаяся лицевая панель выполнена в виде пленочной мембранной клавиатуры, с изображенными на клавишах интуитивно понятными пиктограммами. Графический интерфейс содержит около 30 экранов в разрешении 240x128, организуя удобный и адаптивный интерфейс пользователя.
Конструкция
Корпус основан на OEM решении, выпускаемом компанией OKW. Конструкция корпуса обеспечивает соответствие стандартам (ГОСТ) на бортовую электронику для сельскохозяйственной техники с уровнем защиты от пыли и влаги IP65, и нормам по ударопрочности и вибростойкости. Применением модульной конструкции достигнуто упрощение процедуры сборки и увеличение ремонтопригодности устройства.
На боковую панель монитора выведены отдельные разъемы CAN-интерфейса, технологического разъема расширения и разъем для программирования. Крепления устройства обеспечивается внешним кронштейном, который позволяет расположить прибор в любом удобном месте кабины водителя.
Программное обеспечение
Создана эскизная модель графического интерфейса пользователя, которая стала основой для написания программного кода GUI. Разработанные алгоритмы сбора статистической информации о ходе эксплуатации техники, позволяют службам гарантийного и послегарантийного обслуживания быстро определять неисправности. Комплекс системного и прикладного ПО реализует связь графического интерфейса с технологическими функциями контроля и управления механизмами комбайна.
Тестирование
В начале проектирования осуществлена проверка ТЗ на соответствие ГОСТ, а на этапе подготовки опытного образца проведена процедура тестирования устройства на соответствие ТЗ.
Разработанный интерфейс пользователя прошел полевые испытания у комбайнеров, и по их отзывам внесены исправления, направленные на повышение удобства использования.
Преимущества и характеристики
- Сокращенные сроки и низкая стоимость разработки в результате комплексного подхода к проектированию;
- Удобный графический интерфейс пользователя;
- Использование высококонтрастного экрана высокого разрешения в приборе низкой ценовой категории;
- Наличие уникальных функций, выработанных в ходе сравнения аналогов.
| Средства проектирования |
P-CAD, AutoCAD, CorelDraw, AVR Studio, IAR, AVR GCC |
| Технологии |
CAN, LIN, FSTN LCD |
| Языки программирования |
ASM, C |
| Средства управления проектом |
dotProject, MSProject, CVS |
| Трудозатраты |
140 человеко-дней |
| Срок выполнения проекта |
2,5 месяца |
|
