1. Repository at ChSTU
  2. Випускні кваліфікаційні роботи
  3. Бакалавр
  4. 151 Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології (Робототехнічні системи та автоматизація)
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8398
Title: Автоматизація системи електроживлення житлового будинку
Authors: Філімонов, Сергій Олександрович
Солонько, Михайло Михайлович
Keywords: розумний будинок;автоматизація житла;безпека будинку;енергоефективність
Issue Date: 6-Jun-2025
Abstract: У тексті розглянуто поняття розумного будинку, його основні типи, функції автоматизації, безпеки та енергоефективності для підвищення комфорту й ефективного управління житлом.
The text discusses the concept of a smart home, its main types, and the functions of automation, security, and energy efficiency aimed at improving comfort and effective home management.
URI: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8398
Appears in Collections:151 Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології (Робототехнічні системи та автоматизація)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
dpl Солонько М.pdf
  Restricted Access		КРБ Солонько М.2.69 MBAdobe PDFView/Open Request a copy
Show full item record


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Extracted text 
Зміст: 
Вступ 
1. Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного            
аналізу існуючих аналогів                                                                                            3 
2. Обґрунтування технічного завдання                                                                                     26 
3. Розробка структурної та електричної принципової схеми                                 27 
3.1. Розробка структурної схеми                                                                          27 
3.2. Розробка електричної принципової схеми                                                         28 
4. Розрахунок основних елементів схеми                                                                    36 
4.1. Побудова алгоритму роботи мікроконтролера                                                   36 
4.2. Розрахунок елементів схеми                                                                           39 
4.3. Моделювання пристрою за допомогою пакету програм PROTEUS            41                        
4.4. Моделювання друкованої плати пристрою за допомогою  
пакету програм PROTEUS                                                                               44  
4.5.  Розробка 3D виду друкованої плати                                                               47     
5. Технологічний розділ                                                                                            48 
5.1. Аналіз надійності                                                                                              48 
5.2. Підбір інструменту                                                                                            50 
5.3. Технологічний процес монтажу друкованих плат                                         51 
6. Спеціальний розділ                                                                                               53                                                                   
6.1. Охорона праці                                                                                                   53 
6.2. Аналіз економіки                                                                                             61 
Висновок                                                                                                                      65 
  Список використаних джерел                                                                                 66 
  Додаток А                                                                                                                 67 
  Додаток Б                                                                                                                  68 
  Додаток В                                                                                                                  69 
 
 РС13.025.426.001 ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підп. Дата 
 Розр об. Солонько М.М. Автоматизація електроживлення Літ. Лист Листов 
Перевір. Філімонов С.О. будинку 2  
   
 Н. Контр. Тичков В.В. ЧДТУ 
 Зтв.  Пояснювальна записка 
 
1. Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного            
аналізу існуючих аналогів  
     Розумний будинок — це система пристроїв, яка допомагає автоматизувати 
певні дії в домі, щоб збільшити зручність та комфорт. У такому будинку процеси 
контролюються за допомогою смартфона, датчиків або голосових команд. 
Наприклад, можна налаштувати певну температуру в кімнатах, вмикати чи 
вимикати світло, перевіряти виконання процесів через камери або запускати 
побутову техніку — все це без необхідності фізично підходити до кожного 
пристрою.  
     Існує декілька типів розумних будинків, кожен з яких призначений для різних 
потреб та рівнів точності. Основні типи: 
     Розумний будинок: Це система, яка в першу чергу охоплює основні функції 
автоматизації — освітлення, температурний контроль і певну безпеку. Такі 
будинки часто використовують прості рішення, наприклад, розумні розетки, 
термостати та датчики руху, які можна легко налаштувати. 
     Розумний будинок для безпеки: У цьому випадку основний акцент робиться 
на забезпечення безпеки. Тут можуть бути застосовані удосконалені системи 
відеоспостереження, сигналізації та датчики, які інтегровані в єдину систему і 
можуть автоматично сповіщати про небезпеку. Такі будинки зазвичай 
використовують додаткові системи для моніторингу і захисту житла. 
     Розумний енергетичний будинок: Даний тип орієнтований на 
енергоефективність та автономність. Він використовує спеціальні датчики для 
моніторингу споживання електрики, води та тепла, та оптимізації їх витрати. 
Інтеграція з відновлюваними джерелами енергії, такими як сонячні панелі, 
вітрові станції або системи зберігання енергії, дозволяє значно знизити витрати 
на енергію. 
     Розумний будинок для зручності: Даний тип орієнтований на створення 
максимального комфорту для мешканців. Включає в себе автоматичне 
регулювання температури, освітлення та управління побутовою технікою  
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
3 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
 (електрочайниками, мультиварками, холодильниками, пральними машинами 
тощо) через додатки, голосові команди або через певні алгоритми. Крім того такі 
будинки можуть включати в себе систему розумних розваг, де телевізори та 
музичні систем синхронізується для безперебійної роботи. 
     Преміум розумний будинок: Даний тип об'єднує всі можливості попередніх 
типів, а також включає додаткові інновації, наприклад, управління вікнами, 
жалюзями, поливом саду або навіть роботизованими помічниками. Такі будинки 
часто використовують сучасні технології, наприклад штучний інтелект для 
прогнозування потреб і самостійного внесення змін у роботу будинка. 
     Мобільний розумний будинок: Цей тип використовує технології для 
автоматизації у мобільних умовах. Наприклад, у кемперах або мобільних 
будинках. У таких будинках можна контролювати основні функції (температура, 
освітлення, безпека) за допомогою мобільних пристроїв, незважаючи на постійну 
зміну місцезнаходження.  
     Базовий розумний будинок 
     Базовий розумний будинок — це перший крок до автоматизації. В ньому 
поєднуються базові технології для покращення комфорту та ефективності, але 
без високих витрат. Це найпростіший варіант, який підходить для тих, хто хоче 
зробити свій будинок трохи зручнішим. 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
4 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
 
Рисунок 1.1 Приклад розумного будинку 
Основні елементи які використовують: 
     Розумне освітлення: Лампочки, які можна вмикати і вимикати через 
мобільний додаток або голосові команди. Вони також можуть автоматично 
регулювати яскравість або змінювати колір в залежності від часу доби або потреб 
власника. Наприклад вдень світло стає слабішим, а увечері  яскравішим. 
     Розумні термостати: Прилади, які автоматично регулюють температуру 
повітря або води. Вони можуть знижувати температуру повітря коли нікого немеє 
вдома (в холодну пору року), або навпаки допускати нагрів приміщення (в теплу 
пору року). Це впливає не лише на зручність, а також сприяє економії 
електроенергії. 
     Датчики руху: Вони використовуються для автоматичного включення світла, 
вентиляції або сигналізації, коли хтось заходить або виходить з кімнати чи 
приміщення. Це особливо зручно в коридорах, ванних кімнатах чи сходах, тому 
що світло потрібне не постійно та короткостроково. 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
5 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Інтелектуальні розетки і вимикачі: Вони дозволяють дистанційно керувати 
побутовими приладами, такими як електрочайник або кавоварка. Можна вмикати 
або вимикати ці пристрої через смартфон, це зручно коли забули вимкнути щось, 
виходячи з дому. 
     Безпека: Система охорони в основному розумному будинку може включати 
камери спостереження, дверні та віконні датчики, а також розумні замки, якими 
можна керувати через додаток. Наприклад, можна в будь-який момент 
перевірити, чи закриті двері чи вікна, або чи є якісь небудь підозрілі рухи в 
будинку, навіть перебуваючи в іншому місті. 
     Завдання базового розумного будинку зробити житло більш комфортним, 
зручним та безпечним, не вимагаючи великих затрат часу чи грошей на сучасні 
технології.  
Розумний будинок для безпеки 
     Розумний будинок для безпеки — це система, яка спрямована на забезпечення 
максимального захисту житла за допомогою передових технологій. В даному 
випадку акцент зроблено не тільки на спостереження і контролю, а також на 
автоматичне реагування на загрози. Такий будинок постійно аналізує стан 
будинку та навколишнього середовища, оперативно реагуючи на будь-які зміни 
або небезпеки. 
Основні елементи безпеки розумного будинку включають: 
     Розумні камери спостереження: Вони дозволяють в реальному часі 
відслідковувати те, що відбувається навколо будинку або всередині. Камери 
можуть мати функції нічного бачення, відстежування руху та навіть здатність 
розпізнавати обличчя чи автомобілі. Відео з них можна переглядати через 
додаток на смартфоні з будь-якої точки світу. 
     Датчики руху і відкриття: Вони спрацьовують, коли хтось наближається до 
будинку або намагається потрапити всередину через вікна чи двері. Ці датчики 
можуть не тільки активувати сигналізацію, а й автоматично повідомити про 
небезпеку через мобільний додаток, електронну пошту або SMS. 
     Інтелектуальні замки: Системи розумних замків дають змогу не лише  
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
6 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
відчиняти або зачиняти двері без фізичних ключів, а й відслідковувати, хто і коли 
входить чи виходить з дому. Наприклад, можна тимчасово надати доступ до 
будинку родичам або друзям, створюючи для них спеціальні "цифрові ключі", які 
можна використовувати лише в певний час. 
     Датчики диму, газу та затоплення: Ці датчики відповідають за виявлення 
потенційних небезпек, таких як пожежа, витік газу чи підтоплення. Коли 
виявляється загроза, система сповіщає про ситуацію навіть до того, як людина 
фізично зможете це помітити. Більше того, вони можуть автоматично включити 
вентиляцію чи вимкнути газові прилади для запобігання. 
     Автоматичні сигналізації: Якщо система безпеки виявить загрозу, наприклад 
несанкціонований вхід або спробу злома, сигналізація спрацює не лише для 
привернення уваги, але також надішле сповіщення власнику будинку, а також 
може автоматично сповістити поліцію або охоронну компанію. Це дозволяє 
миттєво реагувати на ситуацію, навіть якщо нікого немає вдома. 
     Інтеграція з голосовими помічниками: У розумному будинку для безпеки 
часто інтегруються голосові помічники. Вони можуть допомогти активувати або 
деактивувати систему безпеки, а також відповісти на запитання про стан безпеки 
в реальному часі. Наприклад, можна запитати: «Чи всі двері закриті?» — і 
отримати миттєву відповідь. 
     Інтерфейси для спостереження з мобільних пристроїв: Для зручності 
управління та моніторингу всі системи безпеки обєднані в мобільні додатки, 
через які можна в будь-який момент переглядати відео з камер, перевіряти статус 
датчиків та керувати всіма системами безпеки з одного місця. 
Завдяки таким функціям, розумний будинок для безпеки значно підвищує рівень 
захисту, даючи змогу не лише своєчасно виявляти загрозу, але й автоматично 
реагувати на них. Окрім того, він дозволяє завжди бути впевненим в тому, що ваш 
будинок знаходиться під надійною охороною, навіть коли власник перебуваєте 
далеко від дому. 
     Розумний енергетичний будинок 
     Розумний енергетичний будинок — це система, спрямована на максимальну  
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
7 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
ефективність використання енергії, зниження витрат на комунальні послуги та 
збереження навколишнього середовища. В такому будинку всі пристрої та 
системи працюють в тісній взаємодії для оптимізації енергоспоживання, що 
дозволяє не лише заощаджувати кошти, а й зменшувати екологічний слід. 
     Основні елементи розумного енергетичного будинку включають: 
     Інтелектуальні термостати: Вони не тільки регулюють температуру в будинку, 
але й враховують потреби власника та змінюють налаштування в залежності від 
того вдома він чи ні. Наприклад, система може знизити температуру в будинку, 
коли нікого немає, і автоматично підвищити її перед поверненням. Це допомагає 
значно знизити споживання енергії без втрати комфорту. 
     Розумне освітлення: В такому будинку освітлення може автоматично 
вмикатися і вимикатися в залежності від часу доби або присутності людей у 
кімнаті. Наприклад, коли люди покидають кімнату, система вимикає світло, що 
економить електрику. Також можна встановлювати регулювання яскравості або 
кольору світла в залежності від потреб. 
     Сонячні панелі та зберігання енергії: Один з найефективніших способів 
енергозбереження — використання відновлюваних джерел енергії, таких як 
сонячні панелі. Вони генерують електричну енергію, яку можна використовувати 
для живлення будинку або зберігати в акумуляторах для подальшого 
використання, знижуючи залежність від енеропостачальних компаній. 
     Розумні побутові прилади: Інтелектуальні прилади, такі як холодильники, 
пральні машини, сушарки чи посудомийні машини, можуть працювати в 
найефективніший час — наприклад, вночі, коли тариф на електрику знижений. 
Вони можуть також автоматично регулювати свою роботу в залежності від 
навантаження, щоб використовувати мінімально енергії для виконання задач та 
не перевантажувати мережу. 
     Енергетичні монітори та аналітика: Система моніторингу енергоспоживання 
надає детальну інформацію про те, які пристрої споживають найбільше енергії, 
а також може пропонувати варіанти для оптимізації витрат. Можна в реальному 
часі стежити за споживанням енергії і навіть отримувати сповіщення про  
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
8 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
можливі перевитрати або проблеми з електроприладами. 
     Інтелектуальний контроль вентиляції та кондиціонування: У розумному 
енергетичному будинку система кондиціонування і вентиляції може працювати 
на основі показників температури, вологості та якості повітря. Наприклад, влітку 
кондиціонер може автоматично працювати тільки тоді, коли це справді потрібно, 
або навіть використовувати природне провітрювання, якщо температура на 
вулиці дозволяє. Це допомагає заощаджувати енергію, не знижуючи комфорт. 
     Розумні водяні системи: Окрім електричної енергії, в розумних енергетичних 
будинках можуть бути й інші елементи, які допомагають економити ресурси. 
Наприклад, розумні системи для поливу саду, які працюють за потреби, залежно 
від погоди та вологості ґрунту. Такі системи допомагають знизити витрати води 
та зберегти природні ресурси. 
     Адаптивне управління енергоспоживанням: Завдяки інтеграції з різними 
пристроями та датчиками, розумний енергетичний будинок може самостійно 
аналізувати споживання і адаптувати всі системи для досягнення максимальної 
ефективності. Наприклад, може визначити, коли енергоспоживання досягає 
пікових значень, і автоматично вимкнути або знизити роботу деяких пристроїв, 
щоб уникнути перевантаження або високих рахунків.  
     Завдяки поєднанню таких технологій, розумний енергетичний будинок 
допомагає не тільки значно знизити витрати на електроенергію та воду, але й 
сприяє збереженню навколишнього середовища. Він ставить акцент на сталий 
розвиток та економічну ефективність, дозволяючи власникам отримати 
максимальний комфорт при мінімальному використанні ресурсів. 
     Розумний будинок для зручності 
     Розумний будинок для зручності — це концепція, що орієнтована на 
максимально комфортне життя, де технології працюють на власника, 
автоматизуючи побутові процеси та адаптуючи їх під певні потреби. Це 
поєднання технологій, які дозволяють заощаджувати час, створювати атмосферу 
комфорту та допомагають у повсякденних справах, не вимагаючи особливих 
зусиль. У такому будинку все може бути автоматизовано, від освітлення до 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
9 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
 управління побутовою технікою. 
     Основні елементи розумного будинку для зручності: 
     Автоматизація освітлення: У такому будинку світло не просто вмикається і 
вимикається вручну. Воно може бути налаштоване на автоматичне включення та 
вимикання в залежності від часу доби, присутності людей в кімнаті або навіть 
змінювати яскравість чи колір світла для різних моментів часу. Наприклад, світло 
може ставати м'якшим в кінці дня або змінювати відтінки для створення певної 
атмосфери. 
     Голосові помічники: Голосові помічники стають серцем розумного будинку 
для зручності. Вони дозволяють керувати безліччю систем і пристроїв за 
допомогою голосових команд: вмикати світло, музику, налаштовувати 
термостати, відкривати ворота або навіть замовляти їжу. Це значно спрощує 
життя, коли руки зайняті або просто не хочете вставати з дивану. 
     Інтелектуальні розетки та вимикачі: Вони дозволяють контролювати не тільки 
освітлення, але й побутову техніку, таку як телевізори, кавоварки чи навіть 
пральні машини. Можна вмикати або вимикати будь-яку техніку, знаходячись 
вдома або за його межами через мобільний додаток, що робить життя більш 
зручним. 
     Розумні термостати та кондиціонери: Ці пристрої здатні автоматично 
регулювати температуру в будинку в залежності від потреб. Якщо людині 
потрібно завжди прокидаєтися в одну й ту ж годину, термостат може підготувати 
кімнату для кращого пробудження, збільшивши або знизивши температуру. 
     Інтелектуальні двері та замки: З такими системами можна не тільки 
автоматично відчиняти або зачиняти двері, але й здійснювати моніторинг їхнього 
стану. Розумні замки дозволяють створювати "цифрові ключі" для членів родини, 
друзів чи гостей, а також надавати доступ у певний час. Ви зможете відкрити 
двері, навіть якщо забули ключі, просто використовуючи смартфон. 
     Розумні прилади для кухні: Побутова техніка, така як холодильники, 
кавоварки або мультиварки, можуть бути підключені до інтернету і забезпечити 
зручність у приготуванні їжі. Наприклад, холодильник може повідомляти, коли в  
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
10 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
ньому закінчується молоко або продукти, а кавоварка автоматично готуватиме 
улюблену каву вранці. Завдяки додаткам для управління, запустити процес 
приготування ще до приходу на кухню. 
     Інтер'єр під вподобання: Розумний будинок для зручності дозволяє адаптувати 
інтер'єр до потреб та переваг. Меблі можуть автоматично регулювати висоту 
столів або крісел в залежності від вашого росту чи того, що ви зараз робите. 
Віконні жалюзі можуть автоматично підніматися або опускатися, в залежності 
від часу доби або яскравості сонця. 
     Розважальні системи: В розумному будинку всі медіа-пристрої можуть 
працювати синхронно. Телевізор, музична система, проектор. Все це можна 
контролювати через голосові команди чи мобільні додатки. Це дозволяє зручно 
налаштовувати атмосферу для вечорів: від музики до вибору фільмів або серіалів, 
які можна запускати одним натисканням кнопки. 
     Автоматизація побутових завдань: Роботи-пилососи, які самостійно 
прибиратимуть у будинку, та інші розумні пристрої, такі як пральні машини, які 
відстежують рівень забруднення білизни та оптимізують цикли прання, роблять 
повсякденні завдання значно простішими. 
Розумний будинок для зручності створює середовище, в якому всі побутові 
процеси інтегровані та автоматизовані, що дозволяє насолоджуватися 
комфортом, економити час і зусилля, а також робить день більш організованим.      
Ці технології створюють атмосферу, в якій кожен аспект життя продуманий до 
дрібниць. 
     Преміум розумний будинок 
     Преміум розумний будинок — це втілення найсучасніших технологій, що 
об'єднують у собі найвищий рівень автоматизації, безпеки, комфорту та 
енергоефективності. Це будинок, який не лише виконує базові функції, але й стає 
інтегрованим рішенням для кожного аспекту життя, від управління побутовими 
приладами до персоналізованих налаштувань, що відповідають стилю життя та 
потребам. 
     Основні характеристики та особливості преміум розумного будинку: 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
11 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Інтелектуальне управління всіма системами: Преміум розумний будинок має 
головну систему, яка поєднує всі технології та пристрої в єдину мережу. Через 
один інтерфейс (наприклад мобільний додаток або голосовий помічник) можна 
контролювати не лише освітлення та температуру, а також більш складні 
системи: мультимедійні пристрої, безпеку, енергоспоживання, побутову техніку 
та навіть роботизовані системи. Всі пристрої зв’язуються між собою, зменшуючи 
зусилля для керування.      
     Персоналізовані налаштування для комфортного життя: Преміум будинок 
здатний адаптуватися до потреб, звичок і стилю життя. Наприклад, він може 
автоматично регулювати температуру в залежності від того, коли вдома хтось є, 
враховувати ваш сну для налаштування освітлення, а також оптимізувати рівень 
шуму, коли хочеться відпочивати або працювати. Завдяки штучному інтелекту, 
система вчиться і передбачає потреби, роблячи життя ще зручнішим. 
     Розширені можливості для безпеки: У преміум розумному будинку безпека 
виходить на новий рівень. Системи відеоспостереження з розпізнаванням осіб, 
аналітика поведінки на території будинку, інтеграція з охоронними службами та 
автоматичне сповіщення поліції чи екстрених служб. І навіть коли нікого немає 
вдома, будинок може самостійно активувати охорону, перевіряти замки та інші 
важливі точки доступу, а також запобігати несанкціонованому доступу. 
     Енергетична ефективність і сталий розвиток: Преміум розумний будинок не 
тільки допомагає заощаджувати енергію, а й максимально ефективно 
використовує її. Він інтегрує сонячні панелі, системи зберігання енергії 
(акумулятори), розумні прилади, що автоматично адаптуються до змін у 
навколишньому середовищі. Відстежувати споживання енергії в реальному часі 
та отримувати рекомендації для більш ефективного використання ресурсів. 
     Інтелектуальні розваги та мультимедіа: У такому будинку інтер'єр і 
розважальні системи повністю інтегровані та персоналізовані. Керувати 
освітленням, музикою, телевізорами, проєкторами і навіть арт-об'єктами (якщо є 
інтегровані екрани в декорі). Весь розважальний контент (від музики до фільмів) 
доступний для перегляду або прослуховування в будь-якому приміщенні. Усе це  
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
12 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
працює через єдину систему управління, що дозволяє створювати атмосферу для 
різних ситуацій, наприклад вечірки, перегляд фільму або відпочинку після 
роботи. 
     Автоматизовані побутові задачі: Розумні прилади в преміум будинку не лише 
виконують свою основну функцію, а й можуть взаємодіяти один з одним для 
виконання завдань. Наприклад, розумна пральна машина може автоматично 
визначати тип тканини та рівень забруднення і підібрати програму прання. А 
робот-пилосос, що має вбудовану навігаційну систему, самостійно визначить 
найефективніший маршрут для прибирання будинку та навіть підкаже, коли 
потрібно його зарядити. 
     Високий рівень інтеграції з іншими системами: Преміум розумний будинок 
може бути частиною більших екосистем, наприклад, поєднуватися з розумними 
містами або бути частиною екологічно сталого житлового комплексу. У такому 
будинку можуть бути спеціальні системи для моніторингу здоров'я (залежно від 
потреб), а також інтеграція з іншими сервісами, такими як доставка їжі, послуги 
прибирання, електронні медичні консультації тощо. 
     Керування з будь-якої точки світу: Власники преміум розумного будинку 
мають можливість контролювати свій дім з будь-якої точки світу. Через мобільні 
додатки перевіряти стан безпеки, налаштовувати температуру, подавати команди 
на прилади та переглядати відео з камер спостереження. 
     Ексклюзивні дизайнерські рішення: Преміум розумний будинок часто має 
ексклюзивні дизайнерські рішення, які включають інтеграцію технологій в 
архітектурний дизайн. Пристрої не просто встановлюються, а вбудовуються в 
інтер'єр. Системи можуть бути майже непомітні або виглядати як стильні частини 
декору. Наприклад, дисплеї, що замінюють традиційні картини, або інтегровані в 
меблі сенсорні панелі для керування різними функціями. 
     Преміум розумний будинок це не просто набір технологій, це ціла філософія 
життя, де сучасні технології працюють на створення найвищого рівня комфорту, 
безпеки та енергетичної ефективності. Це місце, де кожна деталь сприяє 
досягненню ідеального балансу між технологіями та комфортом. 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
13 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Мобільний розумний будинок 
     Мобільний розумний будинок — це сукупність систем, що об'єднує передові 
технології для управління всіма аспектами будинку за допомогою мобільних 
пристроїв. Це не просто комфорт, а повна інтеграція цифрових інструментів в 
повсякденне життя, де є можливість контролювати різноманітні функції будинку 
прямо зі смартфона чи планшета, будь-де й у будь-який час. 
     Основні характеристики мобільного розумного будинку: 
     Управління через мобільні додатки: Мобільний розумний будинок забезпечує 
безперервне керування всіма системами та пристроями через спеціальні мобільні 
додатки. Від освітлення до безпеки, від температури до побутової техніки, все це 
можна налаштовувати на ходу. Додатки дозволяють зручно управляти будинком, 
навіть не перебуваючи вдома. Просто відкрити додаток на смартфоні, і отримати 
повний контроль над всіма функціями будинку. 
     Безпека на відстані: Мобільний розумний будинок дає змогу бути впевненим 
у безпеці житла, навіть перебуваючив іншому кінці світу. Через мобільні додатки 
контролювати систему відеоспостереження, перевіряти дверні замки, 
отримувати сповіщення про будь-які порушення безпеки та спостерігати за 
ситуацією в реальному часі. Наприклад, при спробі зламу або вторгнення 
отримаєти негайне сповіщення на телефон, а система може навіть автоматично 
зв’язатися з поліцією. 
     Розумне управління енергоспоживанням: За допомогою мобільних додатків 
здійснювати моніторинг енергоспоживання у будинку. Бачити, які пристрої 
витрачають найбільше енергії, і коригувати їх роботу, навіть перебуваючи далеко 
від дому. Наприклад, можна увімкнути обігрівач або кондиціонер, або 
налаштувати комфортну температуру в будинку. 
     Автоматизація завдань за допомогою геолокації: Мобільний розумний 
будинок може використовувати функцію геолокації, що дозволяє автоматично 
адаптувати системи будинку в залежності від місцезнаходження. Наприклад, 
система може автоматично включити кондиціонер або обігрівач, коли власник 
наближається до дому, щоб забезпечити комфортну температуру до приходу. Або 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
14 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
ж, коли від’їжджає, можна налаштувати систему так, щоб будинок «входив у 
режим економії», знижуючи температуру, вимикаючи світло та побутову техніку. 
Інтеграція з голосовими помічниками: Багато мобільних розумних будинків 
працюють в тандемі з голосовими помічниками. Можна голосом активувати чи 
деактивувати різні функції будинку, навіть не відкриваючи додаток. 
     Інтерфейс у реальному часі: Мобільний розумний будинок надає можливість 
взаємодії з пристроями в реальному часі. Завдяки цьому отримувати детальну 
інформацію про стан будинку: від температури до стану замків і навіть стану 
запасів у холодильнику. Наприклад, система може нагадати, коли продукти в 
холодильнику наближаються до закінчення терміну придатності або коли 
потрібно заправити газову плиту. 
     Інтеграція з побутовою технікою: Мобільний розумний будинок дозволяє 
зручно управляти побутовою технікою за допомогою смартфона. Це може бути 
пральна машина, холодильник, кавоварка чи інші прилади. Наприклад, можна 
запустити прання з телефону або приготувати каву. Мобільний додаток також 
дозволяє слідкувати за станом техніки, наприклад, перевіряти, чи завершився 
цикл прання. 
     Розважальні системи на мобільних пристроях: Також можна керувати 
розважальними системами будинку через мобільний додаток. Від музики до відео 
та інших медіа — все можна налаштувати для зручності. Наприклад система 
може автоматично включити улюблену музику, або в кінці дня налаштувати 
телевізор на показ улюбленого фільму. 
     Мобільний доступ до інформації про стан будинку: Доступна вся інформація 
про стан будинку в реальному часі. Можна перевірити, чи закриті всі вікна та 
двері, чи працює система кондиціонування, чи є якісь несправності в побутових 
приладах. У разі несправностей, система може надіслати сповіщення з 
детальною інформацією, що дозволяє швидко вжити заходів. 
     Контроль за здоров'ям і комфортом: Деякі мобільні розумні будинки можуть 
поєднувати системи для моніторингу якості повітря, рівня вологості та навіть 
пульсу. Наприклад, якщо повітря в будинку занадто сухе, система може  
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
15 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
увімкнути зволожувач. Якщо є медичні пристрої, такі як смарт-термометри чи 
монітори артеріального тиску, дані з цих пристроїв також можуть бути передані 
в систему і доступні для перегляду через мобільний додаток. 
     Мобільний розумний будинок це не просто інструмент для управління 
житлом, це система, яка інтегрується у повсякденне життя, надаючи більше 
контролю, зручності та безпеки, незалежно від місця перебування. Це дозволяє 
не лише заощаджувати час, але й створювати комфортні умови. 
Огляд аналогів 
     Ринок технологій для автоматизації дому сьогодні пропонує багато рішень для 
контролю за освітленням, безпекою та енергоспоживанням. Огляд 
найпопулярніших аналогів систем автоматизованого керування для будинків та 
їхніх особливості, переваги та недоліки. 
     Google Nest (Google Home) 
     Google Nest — це ціла система, що включає розумні термостати, камери 
безпеки, дверні дзвінки та системи освітлення, які можуть бути пов’язані між 
собою в Google Home. Всі пристрої працюють на основі голосового асистента 
Google Assistant, що дозволяє здійснювати дистанційне керування, а також 
автоматизувати роботу різних гаджетів. 
 
Рисунок 1.2 Застосунок куруванння Google Nest 
 
 
 Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
16 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
Переваги: 
• Легкість інтеграції з іншими продуктами Google. 
• Сучасний голосовий асистент, який підтримує багато мов та акцентів. 
• Зручний інтерфейс додатка для мобільних пристроїв. 
Недоліки: 
• Залежність від інтернет з'єднання. 
• Менш розвинена підтримка сторонніх розробників, крім Google. 
     Amazon Alexa 
     Amazon Alexa є однією з найбільш гнучких і популярних платформ для 
створення розумного будинку. Echo-динаміки, що працюють на базі цієї 
технології, здатні керувати освітленням, термостатами, замками та іншими 
пристроями, а також взаємодіяти з іншими популярними сервісами, такими як 
Spotify або Amazon Prime Video. 
 
Рисунок 1.3 Прилад Amazon Alexa 
Переваги: 
• Підтримує багато різних пристроїв і брендів. 
• Можливість створення «рoutines» — персоналізованих сценаріїв для 
автоматизації. 
• Сумісність з великою кількістю пристроїв для розумного дому. 
 
 Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
17 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
Недоліки: 
• Можливі проблеми з конфіденційністю даних. 
• Для налаштування більш складних сценаріїв потрібні навички та час. 
     Apple HomeKit 
     Apple HomeKit — це рішення для користувачів пристроїв Apple, яке дозволяє 
перетворювати в розумний будинок лише сертифіковані продукти, що підходять 
для даної системи. Всі налаштування й управління здійснюються через додаток 
"Дом" на iPhone або iPad. Завдяки безпечним протоколам і підтримці мобільних 
додатків, HomeKit є привабливим вибором для фанатів Apple. 
 
Рисунок 1.4 Застосунки для керування Apple Home Kit 
Переваги: 
• Високий рівень безпеки та конфіденційності. 
• Безшовна інтеграція з іншими продуктами Apple, зокрема iPhone, iPad, 
Apple Watch. 
• Простота налаштування для користувачів, знайомих з продукцією Apple. 
Недоліки: 
• Обмежена кількість сумісних пристроїв. 
• Дорогі пристрої для розумного дому, сумісні з HomeKit. 
     Samsung SmartThings 
     Samsung SmartThings — це відкрита система, яка підтримує велику кількість 
пристроїв різних брендів. Ця платформа дає змогу управляти всім від освітлення 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
18 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
до безпеки за допомогою одного додатка. SmartThings підтримує також 
підключення до інших платформ, таких як Google Assistant і Amazon Alexa. 
 
Рисунок 1.5 Застосунок для керування Samsung SmartThings 
Переваги: 
• Сумісність з різними пристроями. 
• Можливість створювати автоматизовані сценарії для керування 
пристроями. 
Недоліки: 
• Можливі перебої при роботі з пристроями через платформу. 
• Складне підключення до певних гаджетів. 
     Xiaomi Mi Home 
     Xiaomi пропонує доступну і багатофункціональну систему для розумного 
дому під брендом Mi Home. Вона включає різні пристрої, від розумних ламп до 
термостатів і датчиків руху. Платформа підтримує як свої власні продукти, так і 
деякі сторонні. 
Переваги: 
• Зручне і доступне за ціною рішення для розумного дому. 
• Велика кількість різноманітних пристроїв від Xiaomi. 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
19 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
• Простий в користуванні додаток для смартфона. 
Недоліки: 
• Обмежена підтримка для пристроїв інших брендів. 
• Невелика автоматизація (порівняно з іншими платформами). 
     Tuya Smart 
     Tuya — це глобальна платформа для розумного дому, яка дозволяє керувати 
багатьма пристроями за допомогою мобільного додатку. Вона підтримує 
пристрої різних виробників, тому дає велику вибір в підборі компонентів для 
створення системи. 
Переваги: 
• Широка підтримка пристроїв різних виробників. 
• Доступні ціни на продукти. 
• Легкість налаштування та використання. 
Недоліки: 
• Мала популярність системи. 
• Інтерфейс дуже спрощений і менш зрозумілий чим в попередніх випадках. 
     Philips Hue 
     Philips Hue — це система розумного освітлення, яка дозволяє налаштувати 
освітлення вдома під ваші потреби. Вона сумісна з іншими платформами, такими 
як Google Assistant, Amazon Alexa і Apple HomeKit. Керування через додаток дає 
змогу налаштовувати інтенсивність і колір освітлення, створюючи атмосферу для 
будь-якого настрою. 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
20 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
 
Рисунок 1.6 Застосунок для керування Philips Hue 
Переваги: 
• Висока якість освітлення. 
• Простота налаштування і управління через мобільний додаток. 
• Інтеграція з іншими популярними платформами. 
Недоліки: 
• Висока ціна комплектів. 
• Потрібен хаб для роботи системи, що ускладнює налаштування. 
     Висновок: 
     Вибір платформи для розумного дому залежить від потреб, бюджету та 
технічних уподобань. Якщо потенційний клієнт вже є користувачем певної 
екосистеми (Google, Amazon, Apple), доцільно обрати відповідну платформу для 
забезпечення найкращої інтеграції. Xiaomi та Tuya пропонують бюджетні 
варіанти, а Samsung SmartThings дозволяє працювати з пристроями від різних 
виробників. Philips Hue це не зовсім розумний будинок, а більше спеціалізоване 
рішення для тих, хто хоче створити неповторну атмосферу в домі завдяки 
освітленню. 
 
 Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
21 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Мікроконтролери для створення розумного будинку 
     Мікроконтролери — це основа для створення пристроїв в розумному будинку. 
Вони відповідають за виконання обчислювальних завдань, управління датчиками 
і пристроями, а також забезпечують зв'язок з іншими елементами системи. Вибір 
мікроконтролера для конкретного проекту залежить від вимог до 
функціональності, доступних технологій зв'язку і бюджету. Далі наведено 
найбільш популярні мікроконтролери, які використовуються для розумних 
будинків. 
     Arduino — це один із найбільш популярних платформ для створення 
прототипів і проектів в області розумного дому. Це відкритий мікроконтролер, 
який дозволяє розробнику легко реалізувати різноманітні ідеї завдяки великій 
кількості доступних бібліотек і модулів. Arduino є відмінним вибором для 
початківців, оскільки має великий обсяг документації та велику кількість 
користувачів. 
 
Рисунок 1.7 Плата Arduino Uno 
 
 Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
22 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
Переваги: 
• Простота налаштування та програмування: Платформа ідеально підходить 
для початківців завдяки простому і зрозумілому середовищу розробки. 
• Широка система: Багато сенсорів, модулів, датчиків для Arduino 
дозволяють розширювати можливості системи. 
• Гнучкість у налаштуваннях: Можна налаштувати свій пристрій точно під 
потреби. 
• Вартість: Комплектуючі для Arduino коштують відносно дешево  
Недоліки: 
• Обмежена потужність: Для складних завдань з великими обсягами даних 
або високою швидкістю обробки Arduino буде не достатньо потужності. 
• Потрібні додаткові модулі для бездротового зв'язку (Wi-Fi, Bluetooth, 
Zigbee тощо). 
     ESP32 та ESP8266 — це популярні мікроконтролери, які оснащені 
вбудованими модулями Wi-Fi, що дозволяє створювати інтернет-з'єднані 
пристроїв без необхідності приєднання додаткових модулів. ESP32 також має 
підтримку Bluetooth, що робить його універсальним варіантом для створення 
бездротових пристроїв для розумного дому. 
 
Рисунок 1.8 Порівняння ESP32 та ESP8266 
Переваги: 
• Вбудовані бездротові можливості: Wi-Fi (ESP8266 і ESP32) і Bluetooth 
(тільки ESP32) дозволяють без проблем з’єднувати пристрої в мережу без 
додаткових модулів. 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
23 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
• Висока потужність: ESP32 має двоядерний процесор, що дозволяє 
виконувати більш складні завдання, ніж Arduino. 
Недоліки: 
• Складність програмування: Хоча ESP32 та ESP8266 можна програмувати 
через середовище Arduino, для більш складних проектів знадобиться 
знання специфічних бібліотек і налаштувань. 
• Менша підтримка по периферії: ESP32 не має великої кількості модулів, як 
Arduino, але це питання поступово вирішується. 
     Raspberry Pi — це одноплатний комп'ютер, який може стати чудовою основою 
для більш складних проектів розумного дому. Raspberry Pi має достатньо 
обчислювальних ресурсів, щоб працювати з операційними системами, запускати 
сервери або управляти великими автоматизованими системами. Це ідеальний 
вибір для проектів, які потребують потужності комп'ютера, таких як управління 
камерами безпеки або медіа-серверами. 
 
Рисунок 1.9 Плата Raspberry Pi 
Переваги: 
• Висока обчислювальна потужність: Raspberry Pi має значно більші ресурси 
в порівнянні з мікроконтролерами, що дозволяє запускати більш складні  
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
24 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
програми і системи. 
• Можливість використання ОС: Доступне використання повноційної 
операційної системи Linux для налаштування розумного дому. 
• Різноманітні модулі і розширення: Завдяки GPIO-пінам можна підключати 
безліч сенсорів і пристроїв. 
Недоліки: 
• Вища ціна: Raspberry Pi дорожчий за Arduino або ESP32. 
• Високе споживання енергії: Raspberry Pi споживає більше енергії, що не 
завжди зручно для автономних пристроїв. 
• Складність налаштування: Потрібно більше часу для налаштування та 
програмування (особливо для новачків). 
     BeagleBone — це ще один одноплатний комп'ютер, який пропонує ще більше 
можливостей для професіоналів, що працюють у сфері автоматизації. BeagleBone 
пропонує високопродуктивні можливості для обробки даних і має розширений 
доступ до апаратних ресурсів, що робить його ідеальним для складних 
промислових завдань. 
Переваги: 
• Велика потужність для професійних проектів: BeagleBone підтримує 
повноцінні операційні системи Linux і має високий рівень доступу до 
апаратних ресурсів. 
• Можливість підключення до промислових сенсорів і пристроїв: Платформа 
ідеально підходить для промислового використання. Наприклад 
автоматизації виробничого процесу. 
Недоліки: 
• Висока ціна та складність: BeagleBone складний у використанні і 
дорожчий, ніж Arduino або ESP32, тому більше підходить для виробництв 
де потрібна велика точність та надійність. 
 
 
 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
25 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
2 Обґрунтування технічного завдання 
     Пристрій має наступні технічні вимоги: 
Напруга зовнішнього джерела живлення становить  5В 
Необхідний струм для живлення становить  0.1А 
Швидкість передачі інформації на LCD дисплей становить  100 кГц 
Оскільки за основу береться мікроконтролер ATmega328P, то для програмування 
необхідно використовувати програматор USBasp який працює через програму 
Arduino IDE  
Мікроконтролер має 14 цифрових входів/виходів та 8 аналогових 
Для задавання частоти роботи використовується кварц 
Виведення інформації на LCD дисплей здійснюється через мікросхему  
PCF8574A для зменшення кількості задіяних виходів мікроконтролера 
ATmega328P 
Також для додаткової індикації використовується світлодіод, який підключений 
через рнзистор для зменшення напруги  
Для керування електроживлення певної кімнати використовується реле G2R-14-
DC5 
Для відстежування осіб в кімнаті використовується датчик відстані SRF04 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
26 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
3 Розробка структурної та електричної принципової схеми 
3.1 Розробка структурної схеми 
     Цей пристій призначений для використання в приватних будинках в кімнатах 
де люди перебувають в невеликих кількостях, наприклад коридори, сходи, 
туалети та не великі складські приміщення  
  
Рисунок 3.1  1) Блок живлення 2) мікроконтролер 3) датчик відстані 4) LCD екран 
5) реле 
     Перевагою даного пристрою є його невелика вартість, яка була досягнута 
спрощенням схеми. Оскільки пристрій має вузьконаправлену сферу застосування 
він використовує тільки самі необхідні елементи та просту будову 
     Аналоги даного приладу мають багато функцій керування та сканування що 
роблять їх використання біль комфортним, але в той же час вони потребують 
набагато більше деталей та радіотехнічних елементів, що збільшують складність 
виготовлення та вартість кінцевого продукту 
     Зменшення кількості використаних елементів також підвищують надійність та 
довговічність  
      
 
 
 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
27 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
3.2 Розробка електричної принципової схеми 
   Основними аспектами створення принципової схеми було спрощення, яке 
підвищить надійність та термін служби приладу.  
   Пристрій розроблено на основі мікроконтролера Atmega328p який 
встановлений на двухсторонній платі розміром 65мм х 80мм. 
 
Рисунок 3.2 Принципова схема пристрою 
     Пристрій живиться від зовнішнього джерела живлення з напругою 5В, яке 
підключається до контактів J1 
     Головною частиною є мікроконтролер Atmega328p який з’єднує між собою всі 
елементи які потрібні для правильного функціонування 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
28 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     
 
     Рисунок 3.3 Мікроконтролер Atmega328p  
     Мікроконтролер ATmega328P належить до сімейства AVR і є 8-бітним 
високопродуктивним рішенням з низьким енергоспоживанням. Завдяки 
широкому функціоналу та підтримці роботи в широкому діапазоні напруг 
живлення, цей чип широко використовується в автоматизованих системах, 
електронних пристроях та освітніх платформах (зокрема Arduino Uno). 
     Технічні параметри: 
Архітектура процесора: 8-бітна AVR RISC 
Кількість виводів (штифтів): 28 
Робоча напруга: від +1,8 В до +5,5 В 
Кількість ліній загального призначення вводу/виводу (GPIO): 23 
     Мікроконтролер має вбудовану флеш-пам’ять, оперативну пам’ять SRAM, 
EEPROM, а також кілька таймерів, ШІМ-каналів і АЦП, що робить його 
придатним як для простих, так і для складніших вбудованих рішень. 
     Мікроконтролер ATmega328P оснащений набором універсальних інтерфейсів 
обміну даними, що дозволяють здійснювати як програмування пристрою, так і 
зв'язок з різноманітними периферійними компонентами. 
SPI (Serial Peripheral Interface) 
• Контакти: 17 (MOSI), 18 (MISO), 19 (SCK) 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
29 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
• Режими: Master / Slave 
• Даний послідовний інтерфейс SPI призначений для високошвидкісного 
обміну даними з зовнішніми пристроями (наприклад, модулями пам’яті або 
іншими мікроконтролерами). Також використовується для програмування 
мікроконтролера в режимі In-System Programming (ISP). 
USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter) 
• Контакти: 2 (RXD), 3 (TXD) 
• Призначення: Послідовна передача даних у синхронному або 
асинхронному режимі. 
• USART часто застосовується для налагодження, обміну даними з ПК або 
іншими модулями (наприклад, Bluetooth чи Wi-Fi). Також може бути 
задіяний для програмування за допомогою завантажувача (bootloader). 
TWI (Two-Wire Interface), сумісний з I²C 
• Контакти: 27 (SCL), 28 (SDA) 
• Призначення: Організація зв’язку з периферійними пристроями за 
допомогою стандарту I²C. 
• Цей двопровідний інтерфейс дозволяє підключати сенсори, пам’ять, 
сервоприводи, екрани та інші пристрої, які підтримують TWI/I²C протокол. 
     Аналого-цифровий перетворювач (АЦП): Мікроконтролер має вбудований 10-
бітний АЦП із шістьма каналами (мультиплексованими входами). Цей модуль 
дозволяє виконувати точні вимірювання аналогових сигналів, що надходять із 
датчиків або інших джерел. 
     Таймери/лічильники: два 8-бітні таймери з можливістю налаштування 
попереднього дільника та режимами порівняння. Один 16-бітний таймер, що 
підтримує не лише попередній дільник і режим порівняння, але й режим 
захоплення значення. Ці модулі широко застосовуються для реалізації затримок, 
обробки подій у реальному часі, генерації ШІМ-сигналів тощо. 
     Аналоговий компаратор 
Входи: контакти 12 і 13. Компаратор дозволяє порівнювати два аналогові 
сигнали, автоматично генеруючи логічний рівень залежно від результату. Цей 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
30 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
модуль може бути використаний у захисних схемах, тригерах, детекторах порогів 
тощо. 
     Цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) 
     У ATmega328P відсутній вбудований модуль ЦАП. Проте аналоговий вихід 
можна реалізувати за допомогою ШІМ-модуляції та фільтра низьких частот. 
     ШІМ (PWM) канали 
     Мікроконтролер має 6 каналів широтно-імпульсної модуляції, які можуть бути 
використані для керування яскравістю світлодіодів, швидкістю обертання 
двигунів, генерування аналогоподібних сигналів тощо. 
     Внутрішній тактовий генератор 
     Пристрій оснащено каліброваним внутрішнім генератором частотою 8 МГц, 
що дозволяє працювати без зовнішнього кварцового резонатора, зберігаючи при 
цьому високу стабільність частоти. 
     Пам’ять: 
Флеш-пам’ять (програмна): 32 Кбайти з ресурсом до 10 000 циклів 
запису/стерення. 
Оперативна пам’ять (SRAM): 2 Кбайти 
Енергонезалежна пам’ять (EEPROM): 1 Кбайт, призначена для зберігання 
налаштувань та параметрів, що мають зберігатися при вимкненні живлення. 
     Продуктивність: 
Швидкодія становить 1 MIPS (мільйон інструкцій за секунду) на кожен МГц, що 
забезпечує добрий баланс між обчислювальними можливостями та 
енергоспоживанням. 
Сторожовий таймер: Програмований сторожовий таймер з окремим вбудованим 
генератором 
     Робоча температура: від -40°C до +105°C  
     Для виведення інформвції використовується LCD екран LCD QC1602A, який 
підключений через мікросхему PCF8574A. Яка дає можливість зменшити 
кількість задіяних виходів мікроконтролера Atmega328p. Також для підключення 
екрана використовується регульований резистор на 10 kOm. Він дає змогу 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
31 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
регулювати яркість підсвічування екрану, та покращувати видимість вивединих 
на нього значень 
     Контакт SCL на мікросхемі PCF8574A підключається до контакту SCL на 
мікроконтролері, а контакт SDA до контакту SDA 
 
Рисунок 3.4 LCD QC1602A 
     LCD-модуль QC1602A є текстовим дисплеєм, призначеним для виведення 
символічної інформації в мікроконтролерних та вбудованих системах. Завдяки 
простому інтерфейсу та надійній роботі, він широко використовується в 
навчальних проєктах, промисловій автоматизації та побутовій електроніці. 
     Основні параметри: 
Формат відображення: 2 рядки по 16 символів (загалом 32 символи) 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
32 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Підтримка латиниці та кирилиці залежить від прошивки контролера символів  
(наприклад, HD44780 або сумісного). 
     Розмір модуля: 80 × 36 мм — стандартні габарити модуля, зручні для монтажу 
в компактних пристроях. 
     Розмір видимої області (робочого екрана): 64,5 × 13,8 мм, що забезпечує добру 
читабельність тексту. 
     Підсвічування: Блакитне світлодіодне підсвічування, що створює комфортні 
умови для читання навіть за слабкого зовнішнього освітлення. 
     Колір символів: Білий — добре контрастує з фоном, забезпечуючи високу 
розбірливість. 
     Живлення: Працює від джерела постійної напруги 5 В, що відповідає типовим 
параметрам систем на базі мікроконтролерів (наприклад, AVR або STM32). 
     Інтерфейс підключення: Стандартний 16-контактний роз’єм, що підтримує 
паралельний обмін даними (4- або 8-бітний режим). 
     Дисплей QC1602A — це надійне рішення для виведення інформації в 
текстовому форматі, яке поєднує компактні розміри, яскраве підсвічування та 
просте підключення. 
       Датчик відстані використовується SRF04 та підключається до 
мікроконтролера Atmega328p відповідними контактами 
SRF04    Atmega328p 
GND    - GND 
VCC     - VCC 
EH       – PB3 
TR       – PB4 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
33 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
 
Рисунок 3.5 Датчик відстані HC-SR04 
    Для відстежування відкриття дверей використовується кнопка яка 
підключається до Atmega328p. Один контакт підключається до VCC на 
Atmega328p, а інший до GND 
     Додаткову індикацію дає світлодіод з резистором 220Ом підключеним 
послідовно до контакту PD3 на мікроконтролері Atmega328p 
     Керування струмом в приміщенні здійснюється за допомогою реле G2R-14-
DC4. Підключення даного реле виконується через транзистор BC547. Колектор 
транзистора підключається до одного з керуючих контактів реле. Інший 
керуючий контакт підключається доVCC. Емітер транзистора підключається до 
GND. База транзистора підключається послідовно з резистором 1Ком до 
відповідного керуючого контакту на мікроконтролері Atmega328. Також до 
керуючих конгтактів підключається діод 1N4148 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
34 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
 
Рисунок 3.6 Транзистор 1N4148 та його контакти 
     Силові виходи реле підключаються до фази кабелю (попередньо розірваної) 
електроживлення відповідної кімнати, за допомогою спеціально виведених 
контактів на платі пристрою 
     Також для додаткової індикації використовується світлодіод. Для його 
підключення використовується резистор 220Ом який підключається до анода, 
(для зменшення напруги з 5В до 2.8В). інший контакт резистора підключається 
до PD3 на мікроконтролері. Катод світлодіода підключається до GND 
 
 
 
 
 
 Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
35 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
4 Розрахунок основних елементів схеми 
4.1 Побудова алгоритму роботи мікроконтроллерів 
     Для правильної роботи пристрою необхідно створити програму в середовищі 
Arduino IDE. Первинно при включенні програма буде зчитувати показники 
датчика відстані який розташований на дверній коробуі відповідної кімнати, та 
запамятовуватиме значення. В звичайному стані програма перевірятиме кнопку 
установлену на двері, при нажатій кнопкі (дверь закрита) програма зберігатиме 
попередній режим. При відпущеній кнопкі електроживлення кімнати вмикається, 
а датчик відстані переходить в режим сканування з інтервалом секунди, та 
зберігати кількість перешкод. Після того як кнопка знову нажметься аналізується 
кількість перешкод, якщо їх число парне – електроживлення вимикається, якщо 
число перешкод не парне електроживлення залишається ввімкнуте, оскільки в 
кімнаті перебувають люди. 
     Програмний код для мікроконтролера Atmega328p створюється в середовищі 
Arduino IDE, на спрощеній мові програмування С++ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
36 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
Розробка програмного коду: 
     
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
37 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
 
 
      Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
38 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Для завантаження програми в мікроконтролер потрібно використовувати 
програматор. Одним з най поширеніших програматорів є USBasp. 
  
Рисунок 4.1 Програматор USBasp 
     Для початку роботи необхідно підєднати USBasp до мікроконтролера 
відповідними контактами 
Програматор - Atmega328p 
VCC               - VCC  
GND              - GND  
SCK               - SCK (пін 19) 
MISO             - MISO (пін 18) 
MOSI             - MOSI (пін 17) 
RESET           - RESET (пін 1) 
     Потім програматор підключається до компютера через USB порт.  
     В програмі Arduino IDE вводиться розроблений програмний код. Також 
необхідно вибрати порт до якого підключений програматор. Завантаження 
програми в мікроконтролер. 
4.2 розрахунок елементів схеми 
     Оскільки в пристрої для додаткової індикації використовується синій 
світлодіод, для живлення якого потрібно менша напруга чим на виході 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
39 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
мікроконтролера то при його встановленні необхідно використовувати резистор 
для зниження напруги. 
     В пристрої використовується синій світлодіод напруга живлення якого 
становить 3.2 вольта, а необхідний струм 20мА. Вихідна напруга яку видає 
мікроконтролер Atmega328 становить 5 вольт. У випадку звичайного 
підключення світлодіод перегорить, із за великої напруги. Для того щоб уникнути 
використовується резистор. 
 
Рисунок 4.2 Синій світлодіод 
     Для підбору опору резистора використовується формула: R=(Vcc-Vled)/Iled, 
де Vcc – напруга мікроконтролера, Vled – необхідна напруга живлення 
світлодіода, Iled – струм світлодіода 
     R=(5А – 3.2А)/0.02А= 90ом 
     Для підключення світлодіода можна використовувати резистори трохи 
більшого номіналу, але тоді він буде слабіше світить.рівень зменшення 
яскравості залежить від того на скільки номінал резистора буде більше від 90ом. 
Якщо встановити резистор номіналом 1кОм і більше світлодіод зовсім не буде 
світити  
     Встановлення резистора відбувається послідовно, та підключається до катода 
світлодіода одним контактом, а іншим до самого мікроконтролера (відповідного 
виходу)  
     Також встановлюється резистор до LCD дисплею, для регулювання яскравості 
підсвітки. Рекомендовано встановлювати регульований резистор 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
40 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
 
Рисунок 4.3 регульований багатооборотний резистор 
     Такий резистор дає можливість регулювати підсвітку екрану в залежності від 
умов навколишнього середовища, що в свою чергу покращує видимість та 
читабельність яка демонструється. Він не потребує розрахунку оскільки номінал 
даного резистора встановлений і складає 10кОм. 
     Номінал резистора який встановлюється для керування реле також 
встановлений і складає 1кОм. 
     4.3. Моделювання пристрою за допомогою пакета програм 
PROTEUS та обробка даних на комп’ютері 
     Для моделювання пристрою використовується програма Proteus. 
     Proteus це програма яка має фагато функцій для розробки та моделювання 
пристроїв. Основні функції: 
1.  Створення електричних принципових схем 
2. Створення та коригування друкованих плат 
3. 3D візуалізація розроблюваних пристроїв 
4. Створення файлів для виготовлення друкованих плат 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
41 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Для моделювання пристрою були використані елементи описані в розділі 3.2 
 
Рисунок 4.4 Змодельований пристрій в програмі Proteus 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
42 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Перелік використаних елементів: 
Значення Категорія Кількість маркування на схемі 
22pF Конденсатор 2 C1-C2 
1k Резистор 1 R1 
220 Резистор 1 R2 
ATMEGA328P Інтегральна схема 1 U1 
SRF04 Датчик 1 U2 
PCF8574A Інтегральна схема 1 U3 
BC547 Транзистор 1 Q1 
LED-RED Діод 1 D1 
1N4148 Діод 1 D2 
TBLOCK-M2 Різне 1 J1 
TBLOCK-I2 Різне 1 J2 
SIL-100-02 Різне 1 J3 
SIL-100-04 Різне 1 J4 
LCD1602 Екран 1 LCD1 
G2R-14-DC5 Реле 1 RL1 
10kOm Регульований резистор 1 RV2 
CRYSTAL Кварцевий резонатор 1 X1 
Таблиця 4.1 Перелік використаних елементів 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
43 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     4.4. Моделювання друкованої плати пристрою за допомогою пакету 
програм PROTEUS 
     Для моделювання друкованої плати використовується пакет програм Proteus. 
Плата створюється відповідно до змодельованого пристрою. 
 
Рисунок 4.5 Вид дукованої плати в програмі Proteus 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Лист 
 РС13.025.426.001 ПЗ 
44 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Вигляд плати пристрою готової до виготовлення: 
 
Рисунок 4.6 Вид друкованої плати зверху 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
45 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
 
Рисунок 4.7 Вид друкованої плати знизу 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
46 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
4.5 Розробка 3D виду друкованої плати розробленого пристрою 
     3D модель друкованої плати також створена в програмі Proteus. Вона 
демонструє поєднання елементів розробленого пристрою. 
 
Рисунок 4.8 Вид зверху 
 
Рисунок 4.9 Вид знизу 
 
 
 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
47 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
5 Технологічний розділ 
5.1 Оцінка надійності 
     Надійність визначається як здатність технічної системи або окремого 
пристрою протягом визначеного терміну зберігати робочі характеристики в 
межах, встановлених нормативами, та успішно виконувати задані функції в 
конкретних умовах експлуатації. 
     Цей показник охоплює цілу сукупність властивостей, серед яких основними 
є: безвідмовне функціонування, експлуатаційна довговічність, здатність до 
відновлення (ремонтопридатність) та стійкість до зовнішніх впливів під час 
зберігання. 
     У контексті створення техніки, зокрема побутових і промислових приладів, 
надійність електричних схем займає одне з провідних місць серед технічних 
характеристик. Рівень надійності колориметричних приладів визначається вже на 
етапі їхнього конструювання та виробництва. На неї впливають: якість 
використаних компонентів, ефективність конструктивного захисту, архітектурна 
побудова приладу, яка забезпечує працездатність у разі часткових відмов, а також 
правильний розрахунок статистичних коефіцієнтів відмов. 
     Для аналізу надійності технічних систем застосовується низка підходів, серед 
яких особливо часто використовується метод наближеного оцінювання. Цей 
підхід базується на моделюванні пристрою у вигляді структурної схеми, що 
складається з окремих функціональних елементів — таких як модулі, вузли, 
деталі чи блоки — кожен з яких має певні показники надійності (наприклад, 
імовірність відмови або безвідмовної роботи). У процесі аналізу також 
враховуються елементи монтажу: пайка, мікромодулі, контактні з’єднання тощо.  
     Для визначення надійності пристрою використовується метод середньої 
інтенсивності відмов 
     Формула ймовірність безвідмовної роботи: P(t)=e−λt 
     Сумарна інтенсивність відмов: λсхеми=∑λi 
     λ — інтенсивність відмов (відмов/год) 
 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
48 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
Типові значення λ для елементів схеми: 
Елемент λ (відмов/год)  
ATmega328P 5×10⁻⁵  
SRF04 1×10⁻⁴  
PCF8574A 6×10⁻⁵  
LCD1602 8×10⁻⁵  
Реле G2R 1.5×10⁻⁴  
Транз. BC547 3×10⁻⁵  
Діод 1N4148 2.5×10⁻⁵  
Резистори 1×10⁻⁶  
Конденсатори 5×10⁻⁶  
     Наступним етапом потрібно підрахувати загальну інтенсивність λ. Для цього 
враховується кількість елементів: 
• ATmega328P: 1 → 5×10⁻⁵ 
• SRF04: 1 → 1×10⁻⁴ 
• PCF8574A: 1 → 6×10⁻⁵ 
• LCD: 1 → 8×10⁻⁵ 
• Реле: 1 → 1.5×10⁻⁴ 
• BC547: 1 → 3×10⁻⁵ 
• Діоди: 2 → 2×2.5×10⁻⁵ = 5×10⁻⁵ 
• Резистори: 3 → 3×10⁻⁶ 
• Конденсатори: 2 → 1×10⁻⁵ 
     Вираховується загальна λ: 
λсхеми≈5e−5+1e−4+6e−5+8e−5+1.5e−4+3e−5+5e−5+3e−6+1e−5≈5.93×10−6 в/год 
     Вираховування надійності протягом 1000 год: 
P(1000)≈ 0.852  
Ймовірність безвідмовної роботи протягом 1000 годин ≈ 85.2% 
     Розрахунок середнього часу безвідмовної роботи за формулою MTBF=1/λ: 
MTBF=1/(5.93×10−4)≈18650.5 год 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
49 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     В результаті отримано середній час безвідмовної роботи приблизно 18650.5 
годин, або 777.1 днів, або 2.13 років. Ймовірність безвідмовної роботи протягом 
1000 годин — близько 85%. Загальна інтенсивність відмов приблизно 0.00000593 
відмов/год. 
5.2 Підбір інструментів для виготовлення 
     Для монтажу плати необхідно використовувати набір інструментів, 
використання яких покращить якість та надійність пристрою, а також пітвищить 
тривалість експлуатації. Мінімальний перелік інструментів: 
• Паяльник або паяльну станцію 
Призначений для монтування елементів на плату та з’єднання провідників  
• Припій 
Слугує основним елементом для пайки 
• Флюс 
Використання флюсу покращує з’єднання паяних елементів  
• Засоби очищення  
Для збереження поверхні плати та її елементів. Використовуються в кінці 
пайки 
• Лупа або мікроскоп 
В схемі присутні елементи малих розмірів якісне встановлення яких 
неможливе без використання мікроскопу або лупи 
• Мультиметр 
Може бути потрібен в процесі монтажу плати для перевірки працездатності 
пристрою 
• Ножиці та щипці 
Використовуються для оголення провідників, а також для прибирання 
довгих залишків контактів елементів вмонтованих на плату  
• Стріпер 
Сучасний інструмент призначений для зняття ізоляції з дротів 
 
 
 Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
50 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Для програмування мікроконтролера використовується комп’ютер з 
встановленою програмою Arduino IDE  та програматор USBasp. В програмі 
Arduino IDE вводиться програмний код розроблений в розділі 4.1 та 
компілюється. Ко компютера підключається програматор який уже підключений 
до мікроконтролера після чого відбувається завантаження програмного коду.   
     Використання додаткових інструментів або пристроїв може позитивно 
відобразитися на кінцевому результаті. 
5.3 Технологічний процес монтажу друкованих плат 
     Важливим етапом виготовлення пристроїв для автоматизації електроживлення 
будинку є дотримання технологічного процесу монтажу елементів на друковану 
плату. Процес монтажу складається з декількох етапів. 
     Для початку потрібно ознайомитися з проектом друкованої плати. 
Переконатися, що всі компоненти правильно позначені на схемаі і параметри 
відповідають вимогам. Важливо забезпечити правильність та надійність 
електричних з'єднань та розташування компонентів. 
    Перед монтажем плата повинна бути очищена від можливих забруднень. Це 
важливо для запобігання дефектів у процесі пайки та забезпечення надійних 
електричних з'єднань. 
     Наступним етапом є нанесення флюсу. Це спеціальний матеріал, який 
використовується для покращення якості пайки. Флюс знижує поверхневий натяг 
між компонентом і платою, допомагаючи досягти більш ефективного з’єднання. 
     Монтування елементів на плату може здійснюватися двома способами в 
залежності від типу елементу 
     Перший спосіб це монтаж через отвори. Цей метод передбачає, що 
компоненти з виводами вставляються через спеціальні отвори в платі, і 
відбувається процес припаювання до контактних майданчиків з протилежної 
сторони плати. Метод є дуже популярний і широко використовується (таким 
методом монтують більшість резистори, конденсатори, транзистори та інших 
елементів) 
     Другий спосіб це поверхневий монтаж. Він використовується монтажу  
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
51 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
SMD-компонентів які не мають виводів. Переваги даного способу: велика 
щільність рощміщення на платі; для монтажу SMD-компонентів 
використовуються спеціальні автоматизовані системи, які можуть встановлювати 
компоненти з дуже високою точністю; компоненти розташовуються 
безпосередньо на поверхні плати;  
     Після розміщення компонентів на платі, наступним кроком є пайка, тобто 
процес з’єднання компонентів із платою за допомогою паяльного матеріалу. 
     Пайка через отвори: 
     Процес: Після того, як компоненти вставлені в отвори, їх виводи припаюються 
до контактних майданчиків за допомогою паяльника або автоматичної машини 
для пайки. 
     Температурний контроль: Пайка через отвори вимагає ретельного контролю 
температури для запобігання перегріву плати або компонентів. 
     Пайка для SMD-компонентів 
     Нанесення паяльної пасти: На плату наноситься паяльна паста на ті місця, де 
будуть встановлені SMD-компоненти. Паяльна паста складається з дрібних 
часток припою та флюсу. 
     Процес пайки в печі: Після того як компоненти розташовані на пасті, плата 
проходить через піч для пайки. Під час цього процесу паяльна паста плавиться, 
утворюючи з’єднання між компонентами та платою. 
     Деталі: Для досягнення високої якості пайки температура в печі повинна 
точно відповідати вимогам для конкретних компонентів і типів паяльної пасти 
     Тестування та перевірка якості 
Після пайки настає етап тестування, на якому проводяться різні види перевірок 
для визначення якості монтажу та працездатності плати: 
     Візуальний контроль проводиться для виявлення очевидних дефектів: 
неправильного розташування компонентів, недопаювання, зпаювання доріжок чи 
пошкоджень. 
     Електричне тестування плат може включати перевірку з'єднань за допомогою 
тестерів або функціональне тестування. 
      
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
52 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
6 Спеціальний розділ 
6.1 Охорона праці 
     Аналіз небезпек та шкідливостей, які виникають в процесі  
виготовлення  
     У цій роботі розглядається створення пристрою автоматизованого 
електроживлення будинку. Один із головних підрозділів підприємства, де 
планується реалізація даного проекту, знаходиться в приміщенні, яке 
використовується для обслуговування та налаштування різних радіоелектронних 
пристроїв, необхідних для роботи підприємства. Це приміщення розташоване в 
окремій будівлі. 
     Приміщення розміщене на першому поверсі двоповерхової будівлі. Його 
розміри складають 5 х 4 х 3 м, площа становить 20 м², а об'єм — 60 м³. Оскільки 
тут працюють чотири співробітників, площа на одного працівника становить 5 
м², а об’єм — 15 м³. Площа не відповідає вимогам, прописаним у нормативних 
документах, але об'єм відповідає стандартам. 
     Налагодження та виготовлення радіоелектронного обладнання є складним і 
відповідальним процесом, який включає кілька етапів, таких як проектування, 
виготовлення друкованих плат, їх монтаж, пайка компонентів, налаштування та 
тестування. Однак, цей процес пов’язаний з низкою небезпек і шкідливих 
факторів, що можуть загрожувати здоров'ю працівників, а також вплинути на 
якість виготовлених пристроїв. Основні цебезпеки: 
     Електропроводка в приміщенні зроблена відповідно до норм а металеві 
корпуса електроприладів під'єднані до системи заземлення відповідно до ДСТУ 
Б В.2.5-82-2016 
     Під час виготовлення друкованих плат і їх налагодження важливими етапами  
є пайка компонентів і підключення їх до живлення. Оскільки використовується 
електричний струм, існує ризик удару струмом. Працюючи з паяльниками, 
тепловими станціями та іншими електричними інструментами, працівники 
можуть отримати травму при порушенні техніки безпеки або при використанні 
несправного обладнання. 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
53 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Щоб уникнути цього, електропроводка в приміщенні зроблена відповідно до 
норм а металеві корпуса електроприладів під'єднані до системи заземлення 
відповідно до ДСТУ Б В.2.5-82-2016. Також необхідно проводити регулярні 
перевірки обладнання, а також навчати працівників правильному використанню 
електричних інструментів. 
     В процесі виготовлення друкованих плат використовуються різноманітні 
інструменти для монтажу компонентів, таких як паяльники, викрутки, 
плоскогубці тощо. Ці інструменти можуть становити механічну небезпеку. 
Необережне поводження з ними може призвести до порізів, опіків чи інших 
травм, що особливо небезпечно при роботі з гарячими інструментами або 
дрібними компонентами плат. 
     Для зниження ризиків важливо забезпечити персонал відповідними засобами 
захисту — рукавичками, захисними окулярами і спеціальними покриттями для 
інструментів. 
     Процес пайки вимагає використання флюсів, які можуть виділяти шкідливі 
випари та аерозолі. Вони можуть містити токсичні компоненти, такі як свинець, 
олово, фториди, що здатні негативно впливати на органи дихання і спричиняти 
отруєння або хронічні захворювання. Також використання розчинників для 
чистки плат (ацетон, спирти) може спричинити хімічні опіки або інтоксикацію 
при недостатній вентиляції. 
     Для забезпечення безпеки необхідно використовувати витяжні системи для 
видалення шкідливих газів, працювати у приміщеннях з ефективною 
вентиляцією та забезпечити працівників засобами індивідуального захисту 
(респіраторами, масками). 
     Процес виготовлення плат включає використання різних механічних та 
електричних інструментів, таких як свердлильні машини, паяльні станції, 
системи тестування обладнання. Шумове забруднення на виробництві може 
призвести до тимчасового або постійного зниження слуху, стресу та загальної 
втоми. 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
54 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Зниження рівня шуму можна досягти за рахунок використання 
шумопоглинаючих матеріалів, регулярного технічного обслуговування 
обладнання, а також надання працівникам засобів захисту слуху. 
     Виготовлення плат пов’язано з використанням хімічних розчинників для 
чищення та обробки поверхні плат, а також для промивання після пайки. Ацетон, 
спирти, кислоти і луги можуть викликати хімічні опіки або подразнення шкіри і 
очей, а також токсичні ефекти при вдиханні парів. 
     Для мінімізації ризиків потрібно забезпечити герметичність контейнерів для 
хімічних засобів, використовувати витяжні системи, а також забезпечити 
персонал засобами індивідуального захисту (рукавички, захисні окуляри). 
     Процес налагодження та виготовлення плат часто супроводжується високими 
вимогами до точності, концентрації уваги та швидкості виконання робіт. Стрес і 
психоемоційне навантаження можуть виникнути через високі вимоги до якості 
роботи, порушення строків виконання або несприятливі умови праці. 
     Для зниження психоемоційного навантаження важливо організувати 
комфортні умови роботи, регулярно проводити перерви, забезпечувати 
підтримку і зворотній зв'язок між працівниками та керівництвом. 
     Виготовлення друкованих плат (ДП) є важливим етапом у виробництві 
радіоелектронного обладнання, який включає кілька ключових процесів: 
нанесення фоторезиста, травлення, свердління, монтаж компонентів і пайка. 
Кожен із цих етапів має свої специфічні небезпеки: 
Нанесення фоторезиста та травлення плат: Хімічні реактиви, які 
використовуються для травлення плат (наприклад, сірчана кислота або 
перекис водню), є корозійними та токсичними. Для зниження ризиків 
потрібно забезпечити герметичні приміщення, де проводяться ці процеси, а 
також використовувати хімічний захист. 
Свердління та механічна обробка: Під час свердління та механічної обробки 
плат виділяються дрібні частинки матеріалів, що можуть бути шкідливими 
для органів дихання. Необхідно використовувати захисні маски. 
Монтаж і пайка: Пайка компонентів пов'язана з високими температурами та 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
55 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
 використанням токсичних флюсів. Забезпечення належної вентиляції та 
використання захисного одягу допомагають знизити негативний вплив цих 
факторів на здоров’я працівників. 
Тестування і налаштування: Під час тестування плат можуть виникати 
імпульсні навантаження, які створюють небезпеку для працівників. 
Використання захисного обладнання та контроль за рівнем напруги є 
важливими факторами для зменшення імовірності . 
     Забезпечення безпеки на етапі виготовлення плат є важливою складовою 
частиною всього процесу виробництва радіоелектронного обладнання. 
Впровадження технічних і організаційних заходів, а також регулярне навчання 
працівників допомагає знизити рівень небезпеки та шкідливих впливів на 
виробництві. 
     Також одним з важливих умов безпечного виготовлення розроблюваних 
пристроїв є клімат робочої зони. Враховуючи характер виконуваних завдань, 
робота на даному місці класифікується як фізична діяльність середньої 
складності, що відповідає підкатегорії ІІа. Відповідно до вимог санітарних норм 
ДСН 3.3.6.042-99, для забезпечення належних умов мікроклімату передбачено 
такі стандартні параметри: 
     Температурний режим повітря: у період високих температур (літній) 
оптимальні показники складають 21–23 °C, при цьому допустимими вважаються 
межі від 18 до 27 °C. У холодну пору року рекомендована температура – 18–20 °C, 
з допустимим діапазоном від 17 до 23 °C. 
     Вологість повітря: незалежно від сезону року, рівень відносної вологості має 
бути в межах 40–60 %. 
     Швидкість повітряного руху: у теплу пору року оптимальна швидкість 
становить 0,3 м/с, при допустимих межах 0,2–0,4 м/с.  в холодний період – 0,2 м/с, 
а максимально допустима – до 0,3 м/с. 
     Реальні показники вологості та швидкості повітря в приміщенні відповідають 
нормам на відміну від температурного режиму. Швидкість руху повітря менше 
0.2 м/с, що відповідає нормі, оскільки в приміщенні відсутні протяги. Вологість  
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
56 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
повітря постійно тримається на одному рівні, приблизно 50%, що теж відповідає 
нормам. Температура в робочому приміщенні в холодну пору року складає 20°С, 
з відхиленням +-1°С, і відповідає нормам. Це досягнуто завдяки встановленню 
ефективної системи обігріву. Але в теплу пору року, особливо в велику спеку  
температура в робочій зоні піднімається до 40°С і виникає не відповідність 
встановленим нормам 
     В робочій зоні вентиляційна система спроєктована та встановлена відповідно 
до вимог нормативних документів, зокрема ДБН В.2.5.67-2013, і повністю 
відповідає чинним санітарно-гігієнічним нормам. Рівні концентрацій речовин, 
що потрапляють у повітря робочої зони, не перевищують встановлені нормативи. 
Процес ручного паяння елементів друкованих плат на робочих місцях 
монтажників здійснюється з дотриманням вимог НПАОП 28.52-1.32-14 
«Правила охорони праці під час паяльних робіт». 
     Робоча зона організована з дотриманням правил пожежної безпеки в Україні, 
відповідно до НАПБ А.01.001-2014   
     Для запобігання пожежної небезпеки в приміщенні встановлені сертифіковані 
вогнегасники (порошкові ВП-5У) в потрібній кількості (розміщені в 
легкодоступних місцях) та автоматичні димові сповіщувачі (розміщені на стелі) 
     В робочому приміщенні план евакуації розроблений відповідно до вимог та 
розташований на стіні в легкодоступному місці. Двері оснащені табличками 
«Вихід» з підсвіткою. За допомогою евакуаційного маршруту працівники з 
легкістю можуть залишити приміщення за короткий проміжок часу 
     Відповідно до вимог ДСТУ Б В.1.1-36:2016, приміщення дільниці відноситься 
до категорії В за вибухо-пожежною небезпекою. У ньому зберігаються та 
використовуються тверді горючі та важко займисті матеріали, а також речовини, 
які здатні займатися внаслідок взаємодії з киснем чи між собою. 
     Освітлення в приміщенні реалізовано відповідно до норм ДБН В.2.5-28-2018. 
Приміщення має великі вікна які забезпечують гарне освітлення приміщення при 
відповідних погодних умовах. Також в приміщені встановлене додаткове 
сучасне та високоефективне LED освітлення з дотриманням норм ДБН В.2.5-28-
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
57 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
2018. Воно використовується за потреби, або при недостатньому природному 
освітленню. 
     На підприємстві проводяться систематичні медичні огляди працівників, для 
забезпечення показників встановлених положенням про медичний огляд 
працівників НАОП 0.03-4.02-94 та Наказу МОЗ України №246 від 21.05.2007   
     Також систематично проводяться інструктажі працівників відповідно до 
положення про навчання робітників ДНАОП 0.00-4.12-05. Після проходження 
інструктажу інструктовані особи роблять відповідні позначки у відповідних 
журналах охорони праці  
     Висновок: після проведення аналізу небезпек та шкідливостей, які виникають 
в процесі виготовлення було встановлено невідповідність нормам температури в 
теплу пору року    
     Удосконалення системи кондиціонування 
     Один з варіантів вирішення проблеми з температурою в приміщенні в літку є 
встановлення кондиціонера. Це допоможе за потреби знизити температуру в 
робочій зоні до температури встановленої нормами 
     Кондиціонер це пристрій, призначений для створення комфортного 
мікроклімату в приміщенні. Його основною функцією є регулювання 
температури повітря, а також іноді він має додаткові функції такі як  контроль 
вологості, очищення повітря від пилу та неприємних запахів. Залежно від 
режиму роботи, кондиціонер може як охолоджувати повітря в спекотну пору 
року, так і обігрівати приміщення в холодну. 
     Кондиціонер працює за принципом теплопереносу: він виводить тепло з 
приміщення назовні, одночасно охолоджуючи та осушуючи повітря. В основі 
системи він має замкнений цикл циркуляції холодоагенту, який, переходячи з 
рідкого стану в газоподібний і навпаки, поглинає та віддає тепло. Компресор 
стискає газоподібний холодоагент, після чого він проходить через конденсатор у 
зовнішньому блоці, в наслідок цього охолоджується і перетворюється на рідину. 
Потім холодоагент потрапляє до внутрішнього блоку, де розширюється, 
знижуючи температуру, і знову поглинає тепло з кімнатного повітря. Цей процес 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
58 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
керується автоматизовано та забезпечує комфортний мікроклімат. 
     Існує кілька основних типів кондиціонерів, кожен із яких має свої особливості 
конструкції та призначення. Найпоширенішими є: 
     Побутові спліт-системи – складаються з двох блоків: зовнішнього (що 
розміщується на фасаді будівлі) та внутрішнього (встановлюється у приміщенні). 
Такі кондиціонери ефективно охолоджують або обігрівають окремі кімнати. 
     Мультиспліт-системи – аналогічні звичайним спліт-системам, але дозволяють 
підключати кілька внутрішніх блоків до одного зовнішнього. Це зручно для 
обслуговування кількох приміщень одночасно. 
     Мобільні кондиціонери – портативні пристрої, які не потребують складного 
монтажу. Їх легко переміщати з кімнати в кімнату, але вони менш 
енергоефективні порівняно з іншими типами. 
     Віконні кондиціонери – моноблочні системи, які встановлюють у проріз вікна 
або стіни. Вони компактні, проте з часом втратили популярність через шумність 
і менш привабливий дизайн. 
     Канальні кондиціонери – встановлюються приховано за стелею та 
розподіляють повітря через систему повітропроводів. Це рішення найкраще 
підходить для великих площ або комерційних приміщень. 
     Касетні кондиціонери – монтуються в підвісну стелю й рівномірно 
розподіляють повітря в чотирьох напрямках. Зазвичай використовуються в 
офісах або торгових залах. 
     Кожен тип кондиціонера має свої переваги та сфери застосування, залежно від 
потреб користувача та особливостей приміщення. 
     У випадку представленого робочого приміщення буде доцільно 
використовувати  звичайні побутові спліт-системи, тому що використовується 1 
кімната невеликої площі. Переваги такого типу перед іншими: невелика ціна, 
простий в обслуговуванні, невелике споживання електроенергії, менший рівень 
шуму 
     В даному випадку кондиціонер підбирається відповідно до площі приміщення 
(20м.кв) та максимальної температури нагріву приміщення (40%С) 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
59 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Оптимальним вибором стане Кондиціонер Hyundai ARU07PTUAWF4 (PT) 
 
Рисунок 6.1 Кондиціонер Hyundai 
     Цей кондиціонер бренду Hyundai, розробленого у Південній Кореї та 
виготовленого в Китаї, є ефективним рішенням для клімат-контролю в 
приміщеннях площею до 20 м². Пристрій має настінний тип встановлення та 
підтримує низку сучасних режимів роботи, зокрема: автоматичний, економний, 
нічний, обігрів, вентиляція, очищення повітря, осушення, турборежим та таймер. 
     Потужність охолодження складає 2.05 кВт, а нагрівання — 2.2 кВт, при цьому 
споживання електроенергії залишається на помірному рівні: 0.639 кВт у режимі 
охолодження та 0.609 кВт при обігріві. 
     Пристрій функціонує в температурному діапазоні від +15 до +43 °C у режимі 
охолодження, та від -7 до +24 °C під час обігріву, що дозволяє використовувати 
його як улітку, так і в міжсезоння. 
     Щодо рівня шуму, внутрішній блок працює тихо — від 27 до 39 дБ залежно 
від обраного режиму, а зовнішній блок створює шум до 48 дБ, що є прийнятним 
показником. 
     Живлення кондиціонера здійснюється за допомогоюнапруги 220–240 В, з 
частотою 50 Гц. 
 Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
60 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Холодоагент: фреон марки R32  
     Кондиціонер оснащений компресором GMCC, а також рідинною магістраллю  
6.35мм і газовою магістраллю 9.52мм 
     Має встановлений анти пиловий фільтр 
     Коефіцієнт охолодження EER: 2.13 (клас В) 
     Коефіцієнт нагріву COP: 2.03 (клас А) 
     Характеристики внутрішнього блоку: 
Ширина 69,8 см  
Висота 25,5 см  
Довжина19 см  
Вага 6.5 кг 
     Характеристика зовнішнього блоку: 
Ширина 71,2 см 
Висота 45,9 см 
Довжина 27,6 см 
Вага 20.5 кг 
     Також на даний кондиціонер при покупкі надається гарантія на 24 місяці.  
     В комплектацію входить внутрішній і зовнішній блок; пульт керування; 
інструкція; гарантійний талон 
     Висновок: встановлення даного кондиціонеру є оптимальним оскільки він 
відповідає потребам та має ще додаткові функції. Завдяки додатковим функціям 
його можна використовувати для контролю вологості, очищення повітря а також 
для підігріву приміщення в періоди виключеного центрального опалення. Цей 
кондиціонер допоможе підтримувати показники клімату у встановлених нормами 
межах та покращити умови праці. 
6.2 Аналіз економіки 
     Економічна складова є дуже важлива в даній розробці  
     В розроблюваному пристрої використовується друкована плата 
індивідуального дизайну. Вона виготовляється під замовлення. Для розрахунку 
вартості друкованої плати був використаний сервіс який спеціалізується на їх  
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
61 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
виготовленні. Ціна залежить від декількох факторів: розмір плати (чим більша 
площа, тим більша ціна); кількість шарів (у випадку пристрою розробленого для 
автоматизації електроживлення будинку використовується 2 шари); час 
виконання (чим менший час, тим більша ціна). При замовленні великої кількості 
друкованих плат можуть застосовувати оптові ціни, це знизить вартість 
пристрою. Вартість друкованої плати складає 150 грн та більше. Ціна також 
змінюється в залежності від виробника. 
     Для обрахунку вартості пристрою необхідно врахувати ціну та кількість 
використаних ресурсів: 
Потреба 
Одиниц Вартість Витрати, 
Найменування матеріалу на один  
я виміру , грн. грн. / виріб 
виріб 
Розхідні матеріали для монтажу плати 
1. Припій кг 80 0,05 4 
2. Флюс л 180 0,08 14,4 
3. очисник л 145 0,05 7,25 
Загальна вартість 25.65 
Таблиця 6.1 Вартість розхідних матеріалів 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
62 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
 
Потреба 
Одиниц Вартість Витрати, 
Найменування матеріалу на один  
я виміру , грн. грн. / виріб 
виріб 
Елементи пристрою  
1. Друкована плата шт. 150 1 150 
2. Конденсатор 22pF шт. 4 2 8 
3. Резистор 1k шт. 2 1 2 
4. Резистор 220ом шт. 2 1 2 
5. Мікроконтролер 
шт. 160 1 160 
ATMEGA328P 
6. ультразвуковий датчик 
шт. 57 1 57 
SRF04 
7. мікросхема PCF8574A шт. 65 1 65 
8. транзистор BC547 шт. 5 1 5 
9. світлодіод червоний шт. 3 1 3 
10. діод 1N4148 шт. 2 1 2 
11. роз'єм для підключення 
шт. 10 1 10 
TBLOCK-M2 
12. роз'єм для підключення 
шт. 11 1 11 
TBLOCK-I2 
13. роз'єм SIL-100-02 шт. 6 1 6 
14. роз'єм SIL-100-04 шт. 8 1 8 
15. дисплей LCD1602 шт. 65 1 65 
16. реле G2R-14-DC5 шт. 37 1 37 
17. регульований резистор 
шт. 9 1 9 
10kOm 
18. кварцевий резонатор шт. 3 1 3 
Загальна вартість 603 
Таблиця 6.2 Вартість елементів пристрою 
 Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
63 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
     Додаткові витрати ідуть на електроенергію яка витрачається при складанні, 
налаштуванні та випробуванні пристрою  
     Ціна 1 кВт електроенергії становить 4,32 грн 
     Витрати  
     1 година роботи паяльника (100Вт/год) 
     1 година роботи комп’ютера (потужність 500Вт/год) 
Для визначення необхідно час роботи помножити на потужність приладу і 
помножити на ціну електроенергії, для кожного з приладів після чого знайти їхню 
суму 
     Витрати на паяльник Е=1год*0.1кВт*4.32=0.43грн 
     Витрати на комп’ютер Е=1год*0.5кВт*4.32=2.16грн 
     Сумарні витрати на електроенергію складають 2.59 грн.  
Для знаходження собівартості необхідно знайти суму всих витрат: 
25.65+603+2.59=631.24грн 
     Висновок: собівартість пристрою для автоматизації електроживлення будинку 
складає 631.24 гривні. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
64 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата 
Висновок 
     Пристрій для автоматизації електроживлення є доступним варіантом 
розумного будинку. Він має невелику ціну та великий час експлуатації. Є 
повністю автономним та простий в установленні. 
     В цій роботі було проаналізовано уже існуючі аналоги та обґрунтуванно 
необхідності проектування. Були створені структурна та електрична принципова 
схеми. Підібрано та розраховано елементи пристрою відповідно до вимог. 
Пристрій також був промодельований в прграмі Proteus на працездатність, a 
також змодельований у вигляді 3D моделі. Підібрано необхідне обладнання та 
інструменти. Проаналізовано технологію монтажу друкованої плати та рівень 
надійності. Проаналізовано розділ охорони праці та економічна складова. 
      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Лист 
РС13.025.426.001 ПЗ 
65 
Изм. Лист № докум. Подп. Дата