1: Anssi Kalliomäki, Marko Virtanen, Tomas Truedsson, Petri Syvälähde LED- päivyrinäyttö Ohjeet on kirjoitettu sinisellä. Poista ne lopullisesta dokumentista ja korvaa oikeilla tiedoilla. Metropolia Ammattikorkeakoulu Sähkötekniikka ja elektroniikka Innovaatioprojekti Projektisuunnitelma 14.3.2014 / Versio: 4
Sisällys Lyhenteet 1 Johdanto 1 2 Projektin tavoitteet 2 3 Projektin työn ositus, vaiheet ja aikataulu 2 4 Resurssit ja organisaatio 4 5 Projektin viestintä- ja hallintakäytännöt 5 6 Työmäärä ja kustannusarvio 1 7 Riskien hallintasuunnitelma 4 Liitteet Liite 1. Projektin vaiheet Liite 2. Projektin aikataulu ja etapit (Gantt Chart) Liite 3. Riskisuunnitelma Dokumentin versiointi Date Version Editor / Approver Summary of Changes 29.1 1 Anssi Kalliomäki Asiakirjan luonti 5.2 2 Anssi Kalliomäki Lisäykset riskit, aikataulu, WBS- kaavio 12.2 3 Anssi Kalliomäki Lämpöanturi, pieniä päivityksiä, ensimmäinen tapaam. 14.3 4 Anssi Kalliomäki Aikataulun päiv.
1 1 Johdanto Projekti on taitelija Erkki Soinisen tilaama LED- päivyrinäyttö akkukäytöllä. Projektin ovat viime syksynä aloittaneet eri opiskelijat. Heiltä työ jäi kesken, mutta komponentit on hankittu ja nykyinen ryhmämme havaitsi ne sopiviksi ja keskenään yhteensopiviksi. Tavoitteena on saada asiakkaalle hänen toivomansa tuote käyttäen mahdollisimman paljon valmiiksi hankittuja osia ja huomioiden epäonnistuneesta yrityksestä jo aiheutuneet kustannukset sekä opiskelijoidemme maine. Ensimmäisessä neuvottelussa selvisi, että laitteen uudelleenohjelmointiominaisuus on asiakkaalle arvokas. Tiedotin hänelle sen olevan mahdollista pelkällä ohjelmointilaitteella ja koodia muuttamalla. Itse näyttö pystyy piirtämään myös pikseli grafiikkaa, sen ei ole pakko näyttää edes numeroita ja kirjaimia. Tämä ominaisuus ei ole erityisesti suunniteltu, mutta mikrokontrolleri mahdollistaa sen. Lämpötilan kertominen mainittiin tapaamisessa ja sen ollessa edullinen toteuttaa yhdellä lisäkomponentilla päätimme liittää lämpötilan mittauksen laitteen toimintoihin. Se tulee olemaan vaihdettavissa yhdestä ohjauskytkimestä näkymään ruudulla esim. kellonajalle varatulla alarivillä tarvittaessa. Näin laite kertoo kuluvan ajan lisäksi myös jotain ympärillä sillä hetkellä vallitsevista olosuhteista. Tarvittavat osa-alueet laitteen toiminnan kannalta ovat: Kotelointi Ohjelmakoodi mikro-ohjaimelle Piirilevy ja LED-matriisit Matriisien ohjauselektroniikka ja sen liittäminen mikro-ohjaimeen Akkuteknologian valinta ja implementaatio (Li-Ion / NiMh)
2 2 Projektin tavoitteet LED- näytön valmistaminen asiakkaan toivomusten mukaan ja valmistuksen työvaiheiden dokumentointi koulun innovaatioprojekti- kurssin vaatimusten mukaisesti. Valmis LED- näyttö tuote, eli käyttöesine Projektin ulkopuolelle rajataan asiat, joita ei laitteeseen haluta/tarvita Dokumentit ja LED-päivyri tuote. Tavoitteena on tyytyväinen asiakas, uusi toimiva tuote, hyvän kokemuksen saaminen projektityöstä ja elektroniikkasuunnittelusta. 3 Projektin työn ositus, vaiheet ja aikataulu Projektiin liittyy tietenkin suunnitteluvaihe ensimmäisenä. Aluksi on selvitettävä miten aiemman ryhmän hankkimat laitteet toimivat ja onko ne mahdollista saada toimimaan yhteen. (ON tehty). Suunnitteluvaiheen jatkuessa on seuraavaksi luotava kytkentäkaavio koko piirille. Samanaikaisesti on selvitettävä leipälaudalla, että asiat varmasti toimivat. Piirilevystä tulee laaja, joten riittävä testaus tässä vaiheessa on kriittistä, jottei suuritöistä levyä tehdessä syntyisi ylimääräisiä ongelmia. Virransyöttö ja siihen liittyvät komponentit on päätettävä, tässä vaiheessa on syytä huomioida akkujen ja latauspiirin valinta, koska ennen päätöstä tässä asiassa ei piirilevyä voi suunnitella loppuun. Valittu järjestelmä vaikuttaa myös koteloinnin suunnitteluun. Kotelointi on syytä pitää kokoajan mielessä, laitteesta pitäisi tulla siisti, kevyt ja kestävä. Vähintään: 5 Ah, 5 voltin jännitteellä eli. min ~8V akut, selvitettävä hintoja ja saatavuuksia. Akuiksi tulee valmiiksi kootut muovitetut 7.2 voltin NiMh kennopaketit: 24200mAh (milliampeerituntia) kapasiteetti. Näille on valittu latauspiiri, jolla 3 tunnin pikalataus ja käyttöaikaa saadaan vähintään 1,5 tuntia. Latausliitin voi olla kytkettynä myös laitteen ollessa päällä, ns. latausautomatiikka. 12 voltin tupakansytytinpistokkeesta voi ladata laitteen ilman erillistä muuntajaa ja verkkovirtalatausta varten etsitään sopiva 230Vac -
3 12Vdc muuntava hakkuri tai muuntaja. Akkujen yhteispaino tulee olemaan vähän reilu kilo, yritetään pysyä tavoitteessa pitää laite kevyenä ja eleganttina. Piirilevyn valmistus vaihe, tässä kohtaa pitää olla päätettynä ja riittävästi testattuna kytkennät ja ohjelma, joka näyttöä ajaa. Piirilevyn valmistamisen jälkeen ei komponentteja enää vaihdella. Komponentit juotetaan levylle, vastukset SMD tekniikalla, kondensaattorit vielä auki, LED-ohjain IC:lle juotetaan kannat levyyn. LED-matriisit juotetaan varovasti suoraan kiinni levyyn. Tässä on oltava huolellinen, ettei matriiseista kuole pisteitä kuumuuden takia. Mikrokontrolleri ja RTC irrotettavissa erillisillä kannoilla. Laaja testaaminen on tehtävä levylle kootulla paneelilla, akkujen kesto yms. Kotelointi, huomioitavaa: estetiikka, kestävyys, säänkestävyys. IP44 tasoinen kosteussuoja (pitää kestää maassa sadekelillä vähintään roiske ja sade), paino, ohuus - niin ohut kun järkevästi mahdollista. Neuvottelussa asiakkaan kanssa selvisi, että hän haluaa takaa aukeavan tukijalan olevan enemmän tasopinta, jotta käyttöasentoon avatun laitteen takapuolelle voi kiinnittää mainoksia tai muita paperi-ilmoituksia. Valmiin laitteen testaus ja luovutus, sekä asiakkaan perehdyttäminen käyttöön. (Liite 1 PBS / WBS) (Karkea, tarkat tiedot kannattaa lukea työn ositus osiosta)
4 4 Resurssit ja organisaatio Projektipäällikkönä toimii Anssi Kalliomäki. Vastuuopettajan tehtäviä hoitaa Kari Salmi Asiakas on Erkki Soininen, muotoilussa ja muussa ei teknisessä päätösvalta suunnitelmiin. Ohjelmointi ja alkuvaiheen testaus: Päävastuu: Petri Syvälähde, avustaa Anssi Kalliomäki Elektroniikkasuunnittelu: Päävastuu: Marko Virtanen, avustaa Tomas Truedsson Piirilevysuunnittelu: Päävastuu: Tomas Truedsson, avustaa Marko Virtanen Levyn valmistus ja komponenttien liittäminen: Päävastuu: Marko Virtanen, muut sopimuksen ja kiireen mukaan Testaus: Päävastuu: kaikki antavat omilla vahvimmilla osa-alueillaan Koteloinnin suunnittelu ja rakennus. Päävastuu: piirtäminen Anssi Kalliomäki, rakennus Marko Virtanen
5 5 Projektin viestintä- ja hallintakäytännöt Kokouksia pidetään sopimuksen mukaan, keskiviikot klo. 12:30-15:00 ovat ryhmän yleinen kokousaika, lisäksi kokoonnutaan tarpeen mukaan. Yksi kokous on pidettävä perjantaina projektinhallinnan opettajan ja asiakkaan kanssa, pyritään sopimaan sen päivämäärä ensimmäisessä kokouksessa asiakkaan kanssa 7.2.2014. Projektin seuraava iso kokous, johon projektinhallinnan opettaja tulee mukaan, pidetään Albertinkatu 40-42 alakerrassa huoneessa 008 perjantaina 27.2.2014 klo: 9:00. Tämä selvisi pian ensimmäisen tapaamisen jälkeen. Projektiryhmän jäsenten välinen yhteydenpito tehdään käyttäen virallisena kanavana koulun etu.suku@metropolia.fi sähköpostiosoitteita. Puhelimella voi ottaa yhteyttä jos on kiireisempää asiaa. Projektisuunnitelma, Piirikaavio, Piirilevyn asennuskuvat, Kotelon 2D ja 3D CAD-piirrokset (dwg), Ohjelmistokaavio, Käyttöohje asiakkaalle. Versiot numeroidaan AINA juoksevalla numerolla, päivätään tarvittaessa. Sähköiset tallenteet, tulostus PDF- muotoon jos täytyy vain esitellä Google DRIVE:ssä säilytetään varmuuskopiot ja yhteisesti saatavilla pidettävät dokumentit. Pidetään muut ajan tasalla. Anssi Kalliomäki ottaa paikallisen varmuuskopion kaikesta viikoittain varmuuden vuoksi.
Liite 1 1 (4) 6 Työmäärä ja kustannusarvio Työmäärät (tuntia) Koko työmääräbudjetti on per opiskelija 160 tuntia 6 opintopisteen ansaitsemiseen. Ryhmän koko on 4 henkeä, joten kokonaisuudessaan projektiin on budjetoitu 640 tuntia. Jaetaan tunnit neljänneksiin per henkilö per osa-alue. Tämä lienee järkevä tarkkuus arvioida työmäärää. Anssi Kalliomäki 40h Suunnitelmien ja dokumenttien laatiminen, yhteydenpito. 80h Kotelon suunnittelu ja rakentaminen. 40h Ohjelmointi ja muut hommat tarpeen mukaan Tomas Truedsson 40h Piirikaavion suunnittelua 20h Komponenttidekaalien tekoa 80h Piirilevyn suunnittelua ja mekaniikan liittyminen 20h Piirilevyn valmistukseen liittyvät asiat
Liite 1 2 (4) Marko Virtanen 80h Piirikaavion suunnittelua 40h Piirilevyn syövytys ja kasaus 40h Kotelon valmistus Petri Syvälähde 40h Komponentteihin tutustuminen 40h Alustava ohjelma 80h Ohjelman testaus valmiilla piirilevyllä, korjaukset & hiominen
Liite 1 3 (4) Kustannusarvio ( ) 10 000, josta suurin osa on palkkakuluja. Materiaalikulut alkuarvio: Kotelo: 300 Piirilevy: 100 Vastukset, konkat, liittimet ym pienet osat: 10, pieni kulu. Akut: NiMh 7.2V 2 4200mAh 100 Kotelon alu. osien laserleikkaus 100 + Käytössä veloituksetta: Koululla olevat välineet ja suunnitteluohjelmistot, konepuolen resursseja on alustavasti selvitetty. Elektroniikan laboratoriosta löytyvät komponentit soveltuvin osin. Nyt on selvinnyt, labrainssi Teemu Mahrbergin avustuksella, että yläkerrasta elektroniikan laboratoriosta löytyy myös pintaliitos (eli SMD) komponentteja. Kaikki muukin on tarpeen mukaan käytössä, häneltä voi kysellä elektroniikkatarvikkeita projektiin liittyen.
Liite 1 4 (4) 7 Riskien hallintasuunnitelma Tiedotetaan ryhmän kaikkia jäseniä jos selkeitä riskejä tai epäilyksiä ilmenee. Mietitään yhdessä ratkaisuja jos ja kun riskejä ilmenee. Liitteeseen lisätään uudet riskit kaavioon sitä mukaa kun projektisuunnitelmaa päivitetään. Minimoidaan riskit eri osien suunnittelun ristiriidoissa yksinkertaisesti riittävän hyvällä yhteydenpidolla, varsinkin kun tehdään lopullisia versioita laitteiston osakokonaisuuksista. Liite 3: Riskisuunnitelma.
Liite 3 1 (2) Liite 1 PBS / WBS Tuotteen osa-alueittain LED-Taulu Softa Kotelo Rauta Koodi Suunnittelu Prosessori Led - Ohjaimet RTC - Moduli Piirilevysuunni ttelu Testaus Materiaalien hankinta Yhteensopivu uden varmistus Yhteensopivu uden varmistus Yhteensopivu uden varmistus Levyn valmistus Rakentaminen Komponenttie n juottaminen Piirilevy ja Akut koteloon Testaus Liite 2 GANTT - Projektin aikataulu - etapit 2014 Jan Feb Mar Apr May W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 W8 W9 W10 W11 W12 W13 W14 W15 W16 W17 W18 W19 W20 W21 1 Piirikaavio 2 Layout 3 Piirilevy 4 Softa 5 Kotelo 6 Demolauta 2 palalla Suunnitelma valmis Raportti Projektin luovutus Toteutuneet etapit vihreällä, tavoitteet keltaisella.
Liite 3 2 (2) Liite 3 Riskisuunnitelma Riski Todennäköisyys Vaikutus Luokittelu Toimenpide Riskin Kantaja Kotelon suunnittelun ongelmat. Yhteistyöongelmat konepuolen kanssa, tarvitaan muiden osastojen välineitä. 3 3 Matala Hoidetaan kotelo jostain materiaaleista, esim. luovutaan metallikotelosta ja liimataan koko koppa akryylistä, jolloin onnistuu omin välinein Anssi Kalliomäki 8 laitteen SPI väylän virheenkorjauksen toiminta ja software-spi:n yleinen toiminta 24 laitteella Ohjelmistojen saaminen käyttöön koulun ulkopuolelle on epävarmaa, varsinkin projektiviikon työt. 3 5 Matala Tutkitaan voidaanko pulmaa korjata ohjelmiston tai elektroniikan avulla. Mitataan piirin toimintaa. 3 4 Keskitaso Hommien yrittäminen hoitaa koulun tiloissa pakollisin osin, riippuen mitä ohjelmia saadaan käyttöön. Petri Syvälähde Marko Virtanen Kaikki jäsenet Sairastumiset ja muut pakottavat esteet. 2 3 Keskitaso Töiden jakaminen uudelleen pakon edessä. Kaikki jäsenet Toteutuneita riskejä: Sairastuminen: Anssi, Tomas: Tapaamisten ja kirjallisten töiden siirtäminen kunnes ukot toipuu Laitevaurio tietokone Anssi: Viivästymistä kotelon piirto aikataulusta.