CC BY
43
УДК 004.415.2
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОБИЛЬНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Акимов Артем Евгеньевич,
Студент, Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского
Email: AkimovAE@studklg.ru
Кряжева Елена Вячеславовна
Кандидат психологических наук, доцент, Калужский государственный
университет им. К.Э. Циолковского
В статье рассматривается проблема проектирования мобильного приложения для построения схем электрических цепей на платформе android. В ней автор обосновывает актуальность поставленной проблемы, рассматривает понятия о профессиональных мобильных приложениях, способах их проектирования и разработки. Обозначаются функции разрабатываемого приложения. Представляются модель приложения и декомпозиция блока А0 в нотации IDEF0; предварительные макеты главного экрана и рабочей области.
Ключевые слова: электрическая цепь, мобильное приложение, android, САПР, схема электрической цепи, нотация IDEF0, декомпозиция блока, макет, главный экран, рабочая область.
DESIGNING A MOBILE APPLICATION
FOR CREATING ELECTRICAL CIRCUIT DIAGRAMS
Akimov A.E.,
Student, Kaluga State University named after K.E. Tsiolkovsky
Email: AkimovAE@studklg.ru
Kryazheva E. V.
Candidate of Psychological Sciences, Associate Professor, Kaluga State University
named after K.E. Tsiolkovsky
The article deals with the problem of designing a mobile application for building circuits of electrical circuits on the android platform. In it, the author substantiates the relevance of the problem posed, considers the concepts of professional mobile applications, ways to develop and design them. The functions of the application being developed are indicated. The application model and decomposition of block A0 in IDEF0 notation are presented; Preview layouts of the Home screen and Stage.
Keywords: electrical circuit, mobile application, android, CAD, electronic circuit diagram, IDEF0 notation, block decomposition, layout, main screen, workspace.
В настоящее время опыт работы с различными информационными системами все больше склоняется к уходу от стационарных компьютеров, закрепленных за определенным рабочем местом к мобильным решениям, таким как: ноутбуки, планшетные компьютеры и смартфоны. Даже в профессиональных областях есть тенденция к переходу к мобильным платформам. Это закономерное явление, в эпоху быстрого прогресса электронных устройств, когда портативные гаджеты уже приблизились по производительности к привычным
стационарным персональным компьютерам.
Мощности и возможности современных планшетных компьютеров позволяют выполнять сложные задачи, которые ранее были под силу только некоторым стационарным персональным компьютером (далее - ПК). В некоторых случаях использование планшетов даже удобнее привычных ПК, за счет сенсорного экрана и возможности использования электронного пера (стилуса). Например, создание макетов и чертежей с использованием планшета более приближенно к традиционному начертанию эпюров на бумаге.
Построение чертежей и схем электрических цепей с использованием программ и приложений, значительно
облегчают такие этапы работы, как расчёт нагрузки на цепь и многие другие. Немаловажно отметить, что схема, построенная на бумаге зачастую, не может наглядно отразить возможные проблемы, которые могут возникать при работе спроектированной цепи уже после её сборки по построенному чертежу. Поэтому, возможность программной симуляции схемы, построенной в приложении, может выявить такого рода проблемы еще на этапе проектирования, это значительно экономит ресурсы и время.
Но и с программными средствами, существующими на данный момент есть проблемы, основная из них, это малое количество таких решений на рынке САПР приложений. Даже программ, созданных для настольных компьютеров крайне мало и большинство из них созданы очень давно, вследствие этого, они морально устаревают, а их база компонентов уже не актуальна. На рынке Android-приложений ситуация схожая. Та малая часть программ соответствующих современным требованиям к приложениям такого рода не являются общедоступными, они предоставляются либо за высокую единовременную плату или по дорогостоящей подписке, либо по договору, условия которого почти не выполнимы для студентов обучающихся по специальностям, где требуется знания составления схем электрических цепей или для небольших компаний и ИП.
Исходя из описанного, было принято решение о проектировании мобильного САПР приложения для создания схем электрических цепей под операционную систему android, преимущественно для использования на планшетных компьютерах, с возможностью использования электронного пера. Под мобильным приложением мы будем понимать программное обеспечение, предназначенное для работы на смартфонах, планшетах и других мобильных устройствах, разработанное для конкретной платформы (iOS, Android, и т. д.)
Основной задачей проектируемого приложения является построение схем электрических цепей, из обширного списка электрических компонентов и проводников. Создание чертежа схемы — это схематичное визуальное отображение компонентов, из которых состоит схема и их связи между собой. В электронном формате также отображается взаимосвязь и влияние одних комплектующих на другие, а также примерная модель их работы
как уже собранных при реальной эксплуатации. Графическими обозначениями элементов показываются реальные комплектующие электронной цепи, они в свою очередь правильно собранные по схеме образуют реальное устройство, которое выполняет поставленную задачу. Построение схем электрических цепей базируется на законах электротехники. В разрабатываемом приложении должны быть использованы все необходимые законы и формулы электротехники, описывающие взаимодействия элементов в сети постоянного и переменного тока.
Немаловажно отметить, что каждый компонент и проводник, имеют стандартизированное условное отображение на чертеже или схеме установленное ГОСТ 2.710-81, ГОСТ 2.755-87, ГОСТ 2.709-89, ГОСТ 2.722-68, ГОСТ Р 56303-2014 и других документах этой группы.
В рамках разработки приложения, предполагается осуществить следующие функции: 1) авторизация пользователя, система учетных записей, как локальных, так и облачных; 2) возможность быстрого доступа к уже созданным схемам и шаблонам;
3) большая база данных комплектующих и электрических компонентов, проводников;
4) возможность создания схем с использованием элементов базы данных электрических компонентов; 5) возможность сохранения готовых схем как облачно, так и локально; 6) возможность экспорта схем в виде изображения или PDF файла.
Для создания макетов, рассмотрим модель основного взаимодействия с приложением для создания схемы цепи и её сохранения, поскольку это основная задача приложения. Процесс начнется с авторизации пользователя, до сохранения созданной им схемой. Для этого построим модель в нотации IDEF0 с входами: «Открытие приложения пользователем» и «Данные пользователя для авторизации». А на выходе получим готовую схему, сохранённою в базу данных приложения или облачное хранилище.
В этом случае, механизмом будет -планшетный компьютер, а управлением: 1) база данных авторизации (на схеме - БД Авторизации); 2) база данных компонентов и проводников (на схеме - БД компонентов и проводников ); 3) законы электротехники ; 4) пользователь.
Рисунок 2 - Декомпозиция блока АО в нотации ¡((е/О
Рисунок 1 - Модель приложения в нотации ¡((е/О
Для создания макетов будущего приложения была выбрана ИС Пдта. Пдта - это онлайн сервис для разработки интерфейсов и прототипирования как сайтов, так и
приложений. Далее представлен
предварительные макеты главного экрана и рабочей области, разработанные в Figma.
Рисунок 3 - Предварительный макет главного экрана
Рисунок 4 - Предварительный макет рабочей области
В течение процесса проектирования были изучены: терминология и основные понятия о мобильных приложениях, рассмотрена предметная область проекта, и изучены современные стандарты проектирования мобильных приложений, а также их интерфейсов. На этой основе были выдвинуты требования, которым должно отвечать будущее мобильное приложение и на основе данных сформулированных требований были построены модели приложения, диаграммы и макеты, с помощью которых был разработан предварительный интерфейс проектируемого приложения.
На основе проделанной работы возможна реализация приложения САПР для построения схем электрических цепей, которое будет обладать всеми нужными функциями, и удобными для мобильного использования инструментами, с которыми сможет справиться как опытный, так и начинающий пользователь.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 2.710-81 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах (с Изменением N 1)
2. гОСт 2.755-87 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения
3. ГОСТ 2.709-89 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах
4. ГОСТ 2.722-68 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в схемах. Машины электрические (с Изменениями N 1, 2, 3)
5. ГОСТ Р 56303-2014 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Нормальные схемы электрических соединений объектов электроэнергетики. Общие требования к графическому исполнению.
6. Дэрси Л. Разработка приложений для Android-устройств. Базовые принципы [Текст] / Л. Дэрси, Ш. Кондер - Том 1. - Москва: Эксмо, 2014. - 598 с.
7. Майер Р. Программирование приложений для планшетных компьютеров и смартфонов [Текст] / Р. Майер - Москва: Эксмо, 2013. - 816 с.;
8. Введение в разработку приложений для ОС Android : учебное пособие / Ю.В. Березовская, О. А. Юфрякова, В. Г. Вологдина [и др.]. — 3-е изд. — Москва : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), Ай Пи Ар Медиа, 2021. — 427 c. — ISBN 978-54497-0890-8. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [Электронный ресурс]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/102000.html (дата обращения: 22.03.2022);
9. Wikipedia. Мобильное приложение. [Электронный ресурс]. - URL: https://ru.wikipedia.org/wiki (Дата обращения: 12.04.2022)
10. Студия PinicApp. Классификация android-приложений. [Электронный ресурс]. - URL: https://punicapp.com/blog/pages/1046/tipy-mobilnyh-prilozhenij (Дата обращения: 24.04.2022)
