دانلود مقاله طراحی برد کنترل جهت اضافه بار و اندازه گیری وزن

Word 121 KB 453 28
مشخص نشده مشخص نشده الکترونیک - برق - مخابرات
قیمت قدیم:۱۶,۰۰۰ تومان
قیمت: ۱۲,۸۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • پیشگفتار

    یکی از مهمترین قطعات مورد تاکید در استانداردهای جهانی سیستم‌های آسانسوری، برد کنترل اضافه بار می‌باشد. وظیفه این برد اندازه‌گیری بار ورودی به کابین، مقایسه آن با ظرفیت مجاز و ارسال پیامهای مناسب به برد کنترل مرکزی آسانسور می‌باشد.

    مزیت استفاده از این سیستم در درجه اول تأمین امنیت جانی و جلوگیری از سقوط کابین و در درجه دوم  کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات موتور در اثر استفاده نادرست از آسانسور ها می‌باشد.

    متاسفانه به دلیل هزینه سنگین بردهای وارداتی و عدم تمایل سازندگان داخلی به تولید مشابه داخلی به دلیل  ماهیت چند تخصصی (Multi- Discplinary) تولید که مستلزم به کارگیری چند تخصص برای تولید مجموعه برد دیجیتال و ساخت قطعه مکانیکی مورد استفاده در ساختمان آسانسور و نیز سنسورهای مورد نیاز، استفاده از بردهای کنترل اضافه بار در استانداردهای ایران، اجباری شده است. هدف از پروژه  حاضر، طراحی و ساخت برد کنترل اضافه بار می‌باشد.

    وردی این برد، سیگنال الکتریکی حاصل از تنش سنسور strain guage متصل به قطعه مکانیکی مخصوصی می‌باشد که نمونه ‌ آن در شکل زیر نشان داده شده است.

    سیگنال ورودی که حاصل از تنش سنسور می‌باشد پس از تقویت و نمونه برداری وارد کنترل کننده می‌گردد. در کنترل کننده عمل تصمیم گیری نسبت به ارسال پیامهای foll load   و over load متناسب با ظرفیت کابین و همچنین فعال شدن آلارم، انجام می‌شود.

    بر ای تنظیم حداکثر مقادیر مجاز از پانل تنظیم دستی استفاده می‌شود. که شامل نمایشگر مناسب برای نمایش اعداد و پیغامهای لازم برای کاربرد و صفحه کلید برای ورد اطلاعات مربوط به تعداد نفرات مجاز و غیره می‌باشد.

    برای طراحی این برد دیجیتالی ابتدا باید یک میکرو کنترلر مناسب در نظر گرفته شود و سپس سیستم طراحی شده توسط سخت افزار تحقق پیدا کند، برای این منظور یک بلوک دیاگرام کلی مطابق شکل زیر فرض می‌شود.

    در بلوک دیاگرام فوق سنسور وظیفه تولید سینگنال آنالوگ ایجاد شده از تغییرات وزن کابین آسانسور را به  عهده دارد تقویت کننده‌ای که بعد از سنسور قرار دارد. سیگنال ایجاد شده را تقویت می کنند و آن را برای عملیات کنترلی آماده می‌سازد و بعد از ا“ نیز میکروکنترلر قرار داده شده که عمل کنترل کننده را انجام می‌دهد.

    بلوکهای ذکر شده در بالا همگی توسط سخت‌افزار بر روی کارت تحقق پیدا می‌کند بطوریکه سنسور وزن را که یک سیگنال آنالوگ است تشخیص می‌دهد و آن را به A/D منتقل می‌کند . سیگنال آنالوگ به سیگنال دیجیتال تبدیل می شود و سپس بوسیله میکروکنترلر، کنترل دیجیتال روی آن صورت می‌گیرد. سیگنالهای خروجی دیجیتال می‌باشند و برای تولید پیامهای over load و full و آمار به کار می‌روند.

    در فصلهای بعدی به بررسی کاملتر مباحث ذکر شده، جزئیات کار و طراحی کنترلر پرداخته می شود که مباحث ارائه شده به صورت زیر طبقه بندی می‌شوند:

    در فصل اول به معرفی سنسور strain guage و اساس کار آن و معیارهای انتخاب سنسور و آرایش مداری آن می‌پردازیم.

    در فصل دوم به اتصال فیزیکی سنسور 8-G و طراحی مکانیکی المان اندازه‌گیری وزن پرداخته می‌شود.

    فصل سوم به طراحی و ساخت تقویت کننده صنعتی برای S.G پرداخته خواهد شد.

    فصل چهارم به طراحی و ساخت برد دیجیتال کنترل بار می‌پردازیم

    در فصل پنجم، ساختار کلی برنامه میکروکنترلر ارائه خواهد شد.

    در فصل ششم نیز تحقق عملی پروژه، نتایج و پیشنهادات ارائه خواهد شد.

     

    فصل 1:

    معرفی سنسور strain Gauge

     

    1-1: مقدمه:

    یکی از روشهای متداول در اندازه‌گیری وزن استفاده از سنسورهای S-G می‌باشد. اساس کار این سنسورها همانطور که توضیح داده خواهد شد بر تغییر طول یک المان الکتریکی و در نتیجه تغییر مقاومت الکتریکی آن استوار است. در این فصل به معرفی اساس کار، آرایشهای مداری سنسور و نیز معیارهای انتخاب سنسور مناسب خواهیم پرداخت.

    1-2: اساس کار سنسور S-G :

    مقاومت الکتریکی هر المان فیزیکی متناسب با طول آن المان می‌باشد. یعنی  یا به طور دقیق‌تر  که در آن L طول  المان و A سطح قطع آن می‌باشد. و اگر طول یک المان فیزیکی به هر دلیلی تغییر کند مقاومت الکتریکی آن دچار تغییر خواهد شد. این مطلب اساس کار سنسورهای S-G می‌باشد.

    این سنسورها معمولاً به صورت چاپ شده می‌باشند. که نمونه‌ای از آنها در شکل زیر نمایش داده شده است.

    همانطور که ملاحظه می شود و چاپ سنسور به صورت مارپیچ انجام شده در نتیجه امکان تغییر طول کلی سنسور بسیار افزایش یافته است به این معنی که با تغییر طول  در هر یک از قطعه‌های افقی و با فرض اینکه تعداد این قطعه‌ها n می‌باشد. تغییر طول کلی بربر  خواهد بود.

     

    برای تبدیل تغییرات وزن به تغییر طول در سنسور لازم است از یک المان مکانیکی استفاده شود. که نمونه‌ای از آن در شکل زیر نشان داده شده است.

     

    نقش المان مکانیکی تبدیل نیروی  که ناشی از وزن است به نیروی می‌باشد تغیر نیروی  باعث تغییر انحنای المان می گردد.

    بعد از اعمال نیروی                                      قبل از اعمال نیروی

    اگر سنسور S-G به المان مکانیکی به طور کامل چسبانده شده باشد. تغییر انحنای فوق باعث تغییر طول این سنسور و در نتیجه تغییر مقاومت الکتریکی آن خواهد شد.

    به طور خلاصه تغییر وزن باعث تغییر تنش در المان مکانیکی و در نهایت تغییر مقاومت سنسور می‌شود.

    به طور علمی تنش به صورت زیر تعریف می شود.  

    که در آن  تغییر طول ناشی از نیروی ورودی و L طول اولیه المان می‌‌باشد.

    G.F به نسبت تغییر مقاومت به مقاومت اولیه تقسیم بر نسبت تغییر طول به طول اولیه G.F یا گین فاکتور می‌شود.

    1-3- آرایش مداری سنسور S-G :

     یا

    سنسورهای S-G معمولاً به صورت پل مقاومتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

    فرض  و  و 

    علت استفاده از آرایش مداری پل وتسون آن است که :

    1)  تغییرات بسیار کوچک ایجاد شده در مقاومت‌های مدار را تشخیص دهیم.

    2 ) حساسیت‌ دمایی ناشی از گرم شدن مقاومت در اثر عبور جریان را کاهش دهیم برای این منظور لازم است هر چهار مقاومت مورد استفاده در پل وتستون از یک نوع یعنی چاپ شده باشند. ولی از آنجا که تنها یکی از چهار مقاومت باید نسبت به تغییر طول حساس باشد. لذا یکی از مقاومتها را در جهت تغییرات طول و سه مقاومت دیگر را عمود بر جهت تغییر طول چاپ می کنند.

    1-4 : معیارهای انتخاب سنسورها S-G

    یکی از پارامترهای الکتریکی مؤثر در انتخاب سنسور نسبت تغییر ولتاژ خروجی به دامنه ‌ولتاژ تحریک می باشد.  که این پارامتر بر حسب  بیان می‌شود به عنوان مثال گفته می‌شود این سنسور دارای تغییرات  می‌باشد. یعنی در حالت حداکثر تنش (حداکثر مجاز 4) و با ولتاژ تغذیه 10 ولت  خواهد بود.

    هر چند میزان  بیشتر باشد. دامنه سیگنال خروجی سنسور در تحریک یکسان بیشتر خواهد بود لذا دقت اندازه‌گیری افزایش می‌یابد.

    پارامتر الکتریکی دیگری که در انتخاب سنسور باید در نظر گرفته شود سخنی تغییرات G-F می باشد. از آنجا که تغییر طول المان فیزیکی نسبت به تغییرات نیروی وارده ههم جا خطی نیست لذا منحنی GF نیز خطی نمی‌باشد و به صورت منحنی‌هایی مانند شکل زیر می‌باشد.

     

    برای اینکه اندازه‌گیریهای دارای دقت کافی باشند لازم است سنسور در محدوده خطی آن مورد استفاده قرار گیرند. لذا انتخاب سنسوری که محدوده خطی مناسبی در وزن‌های مطلوب داشته باشد. در دقت اندازه‌گیری بسیار تأثیر گذار است.

    پارامتر فیزیکی که در انتخاب سنسور باید مورد توجه قرار گیرد. حداکثر تنش قابل اعمال به سنسور می‌باشد. سنسور S-G یک المان فیزیکی می‌باشد و مانند هر المان فیزیکی دیگر دارای محدوده ‌ مجاز برای تغییر طول می‌باشد. بطوریکه اگر تغییر طول سنسور بیش از این مقدار مجاز شود. دیگر خاصیت ارتباعی المان قادر به برگرداندن وضعیت سنسور به طول اولیه ‌ آن نخواهد بود و سنسور خاصیت خود را از دست خواهد داد. اگر تغییرات طول باز هم بیشتر باشد می‌تواند حتی موجب پارگی قطعات چاپی سنسور شود. و لذا برای هر سنسور یک حداکثر تغییر طول مجاز یا حداکثر تنش مجاز قابل اعمال تعریف می‌شود.

    1-5-  نمونه‌ای از سنسورهای S-G و المان‌های میکانیکی:

    1-6- روش نصب سنسور روی المان مکانیکی .

     

    فصل 2 :

    طراحی و ساخت برد دیجیتال کنترل بار

     

    2-1- مقدمه

    در این فصل به توضیح و معرفی بر دو قسمتهای مختلف آن پرداخته می شود.

     

    فرمانهای ارسالی به برد کنترل آسانسور

    این بلوک دیاگرام شامل پنج بلوک اصلی تشکیل دهنده برد است.

    کلید و کنترلر (Microcontroler)

    مبدل آنالوگ به دیجیتال . (A/D)

    تقویت کننده (AMP)

    صفحه کلید (Keyboard)

    نمایشگر (LCD)

    علاوه بر این بخشها جهت امکان ارائه آزمایشگاهی پروژه بردهای شبیه سار سنسوری –  staiو برد خروجی فرمانهای ارسالی به تابلوی مرکزی آسانسور نیز طراحی و ساخته شده است.

    2-2- میکروکنترلر

    در پیاده سازی سیستم از میکروکنترلر  8qc51 استفاده شده است. میکرکنترلر 8qc51 یکی از میکر کنترلرهای همه منظوره می باشد که در بسیاری از سیستمهای الکترونیکی که نیاز به قابلیت برنامه‌ریزی دارند استفاده می‌گردد.

    مشخصات میکروکنترلر 8qc51:

    128 بایت حافظه داخلی RAM

    رابط سریال

    64  کیلو بایت فضای حافظه خارجی که

  • فهرست:

    ندارد.


    منبع:

    ندارد.

پيشگفتار يکي از مهمترين قطعات مورد تاکيد در استانداردهاي جهاني سيستم‌هاي آسانسوري، برد کنترل اضافه بار مي‌باشد. وظيفه اين برد اندازه‌گيري بار ورودي به کابين، مقايسه آن با ظرفيت مجاز و ارسال پيامهاي مناسب به برد کنترل مرکزي آسانسور مي‌باشد.

در اين پروژه سعي بر اين است که علاوه بر آشنايي با ميکروکنترلر AVRو محيط نرم افزاري (labview) سخت افزار،به گونه اي طراحي شود که با دريافت سيگنال آنالوگ ورودي (صوت) از ميکروفن ، از طريق واحدADC ميکرو اين سيگنال به ديجيتال تبديل شود و با توجه به برنامه

مقدمه: گرچه کامپیوترهای تنها چند دهه‎ای است که با ما همراهند با این حال تأثیر عمیق آنها بر زندگی ما به تأثیر تلفن، اتومبیل و تلویزیون رقابت می‎کند. همگی ما حضور آنها را احساس می‎‏کنیم چه برنامه‎نویسان کامپیوتر و چه دریافت کنندگان صورت حسابهای ماهیانه که توسط سیستمهای کامپیوتری بزرگ چاپ شده و توسط پست تحویل داده می‎شود. تصور ما از کامپیوتر معمولاً «داده‎پردازی» است که محاسبات ...

مقدمه ميکروکنترلر در واقع يک ريز پردازنده تک تراشه اي است که شامل حافظه داده ، حافظه برنامه ، ورودي و خروجي سريال و موازي ، تايمرها ، وقفه هاي بيروني و داخلي مي باشد که تمامي آنها روي يک تراشه واحد مجتمع شده اند و مي توان آن را به قيمتي کم

آشنایی با میکرو کنترلرها میکروکنترلرها یکی از قطعات پرکاربرد الکترونیکی در صنایع گوناگون و مصارف شخصی می باشند که در بین علاقه مندان الکترونیک بسیار محبوب هستند. در واقع یک میکروکنترلر یک CPU مانند CPU ی کامپیوتر شماست همراه با مدارات و قطعاتی که برای کار آن ضروری است به اضافه مداراتی که امکاناتی را به آن اضافه می کند و اینها همگی در کنار هم و در یک تراشه جمع شده اند. در واقع ...

چکیده » در هر صنعتی اتوماسیون سبب بهبود تولید می گردد که این بهبود هم در کمیت ومیزان تولید موثر است و هم در کیفیت محصولات.هدف از اتوماسیون این است که بخشی از وظایف انسان در صنعت به تجهیزات خودکار واگذار گردد. در یک سیستم اتوماتیک عملیات شروع،تنظیم و توقف فرایندبا توجه به متغیر های موجود توسط کنترل کننده سیستم انجام می گیرد. هر سیستم کنترل دارای سه بخش است: ورودی ، پردازش و خروجی ...

مقدمه هدف از این پروژه طراحی و ساخت PLC ساده ای توسط میکروکنترلر 80C196 است پس جا دارد آشنایی کلی با PLC پیدا کنیم. PLC از عبارت Programmable Logic Controller گرفته شده است و همانطور که از این عبارت استنباط می شود، کنترل کننده نرم افزاری است که ورودی های آن اطلاعات را به صورت دیجیتال یا آنالوگ دریافت می کند و پس از پردازش فرمانهای مورد نظر به محرکها ارسال می شود. البته در نظر ...

شرایط فنی امروزه، در ورای پیشرفت‌هائی که در زمینه‌ی تزریق سوخت موتور دیزل صورت گرفته، کاهش مصرف سوخت و افزایش در توان و گشتاور، فاکتورهای بسیار مهمی به شمار می‌آیند. در گذشته، اهمیت این فاکتورها موجب استفاده‌ی بیشتر از موتور های دیزل با تزریق مستقیم (DI) بوده است. در مقام مقایسه با موتورهای دیزل با پیش محفظه و یا مجهز به محفظه‌ی گردابی، که به نام موتورهای با تزریق غیر مستقیم ...

مقدمه: یکی از کمیتهایی که در صنایع دانستن مقدار آن اهمیت زیادی دارد دما می باشد. به خصوص در کوره ها و جاهایی که امکان دمای بالا وجود دارد داشتن مقدار دقیق دما بسیار حائز اهمیت است. پروژه ای هم که اینجانب به عنوان پروژه پایان دوره تحصیلات کارشناسی خود انتخاب نموده ام نمایش دمای از 0 تا 1500 درجه سانتی گراد می باشد که سنسور دما از نوع ترموکوپل، میکروکنترلر مورد استفاده از خانواد ...

مقدمه : میکروکنترلر چیست ؟ میکروکنترلر در واقع یک کامپیوتر تک تراشه ای ارزاتقیمت می­باشد. کامپیوتر تک تراشه ای بدین معنی است که کل سیستم کامپیوتر در داخل تراشه مدارمجتمع جای داده شده است.میکروکنترلری که برروی تراشه سیلیکونی ساخته میشود دارای خصوصیاتی مشابه خصوصیات کامپیوترهای شخصی استاندارد است. نخستین ویژگی میکرولنترلر دارای یک CPU (واحد پردازشگر مرکزی) حافظه RAM3 و حافظه ROM4 ...

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول