Цифрова система навігації

Abstract

У кваліфікаційній роботі проведено аналіз завдання щодо розробки портативної цифрової системи навігації та обґрунтовано інженерну доцільність її створення. Здійснено критичний огляд наявних на ринку засобів позиціонування, визначено їхні основні переваги та недоліки. Обґрунтовано вибір апаратної бази для створення автономного пристрою з дисплейним модулем. Розроблено структурну та електричну принципову схеми системи. Виконано розрахунок контуру автономного живлення та захисту акумулятора, вибір ключової елементної бази мікроконтролер ESP32-S3, модуль NEO-M10, магнітометр QMC5883L, опис логіки роботи пристрою. Також здійснено компонування друкованого вузла, розрахунок загальної надійності та параметрів друкованого монтажу. У середовищі САПР Altium Designer виконано топологічне проєктування двошарової друкованої плати. Додатково розглянуто нормативні вимоги з охорони праці та безпеки життєдіяльності на етапах розробки, налагодження й експлуатації портативного навігаційного пристрою.

The qualification paper substantiates the engineering feasibility and presents the design of a digital navigation system. Based on a critical review of existing positioning solutions available on the market, their primary advantages and disadvantages are determined. The selection of the hardware platform for creating an autonomous device equipped with a display module is fully justified. Structural and schematic electrical diagrams of the system have been developed. The engineering design includes calculations for the autonomous power supply circuit, the battery protection unit, the selection of core components (ESP32-S3 microcontroller, NEO-M10 module, and QMC5883L magnetometer), and a detailed description of the device's operational logic. Furthermore, the printed circuit node layout, overall reliability evaluation, and printed wiring parameters have been calculated. The topological design of the two-layer printed circuit board was executed within the Altium Designer CAD environment. Additionally, regulatory requirements for occupational health and safety during the development, debugging, and operation stages of the portable navigation device are thoroughly analyzed.