امتیاز : -30

 

 

طراحی و ساخت برد کنترل جهت اضافه بار و اندازه گیری وزن

 

 

 

 

 

 

فصل 1

معرفي سنسور strain Gauge

 

مقدمه

 اساس كار سنسور

آرايش مداري سنسور S-G

معيارهاي انتخاب سنسورها S-G

نمونه‌اي از سنسورهاي S-G و المان‌هاي ميكانيكي

روش نصب سنسور روي المان مكانيكي .

 

فصل 2 

طراحي و ساخت برد ديجيتال كنترل بار

مقدمه

ميكروكنترلر

بررسي پايه‌هاي 8051

در گاه صفر   PoRT 

درگاه يك (PORTT

درگاه دوم (PORT2)

درگاه سوم (PORT3)

RST  (Roset)

(Address Latch enable ) ALE

(Exterhal Aceess) EA

 نحوة اتصالات ميكروكنترلر

تبديل كننده آنالوگ به ديجيتال

اتصالات ميكروكنترلر

تراشه ADC 804

بررسي پايه‌‌هاي ADE 804

(wright) WR

CLKR- CLKIN

روش اتصال ADC 804

صفحه كليد (Key board)

اتصال صفحه كليد

 صفحه نمايش

نحوة اتصال صفحه نمايش

تقويت كننده

برد شبيه ساز سنسور strain- Goge

برد خروجي به تابلوي كنترل آسانسور

 

 

فصل 3

نرم افزار تهيه شده براي برد ديجيتال كنترل بار

مقدمه

عملكرد دستگاه

تايمر

ثبات تايمر 0

فعال سازي و غير فعال سازي و قضا

وقفه

مراحل اجراي يك وقفه

وقفه‌هاي موجود در 8051

مد عمليات

 

 

 

پيشگفتار

يكي از مهمترين قطعات مورد تاكيد در استانداردهاي جهاني سيستم‌هاي آسانسوري، برد كنترل اضافه بار مي‌باشد. وظيفه اين برد اندازه‌گيري بار ورودي به كابين، مقايسة آن با ظرفيت مجاز و ارسال پيامهاي مناسب به برد كنترل مركزي آسانسور مي‌باشد. 

مزيت استفاده از اين سيستم در درجة اول تأمين امنيت جاني و جلوگيري از سقوط كابين و در درجه دوم  كاهش هزينه‌هاي نگهداري و تعميرات موتور در اثر استفاده نادرست از آسانسورها مي‌باشد. 

متاسفانه به دليل هزينة سنگين بردهاي وارداتي و عدم تمايل سازندگان داخلي به توليد مشابه داخلي به دليل  ماهيت چند تخصصي (Multi- Discplinary) توليد كه مستلزم به كارگيري چند تخصص براي توليد مجموعة برد ديجيتال و ساخت قطعة مكانيكي مورد استفاده در ساختمان آسانسور و نيز سنسورهاي مورد نياز، استفاده از بردهاي كنترل اضافه بار در استانداردهاي ايران، اجباري شده است. هدف از پروژه  حاضر، طراحي و ساخت برد كنترل اضافه بار مي‌باشد. 

وردي اين برد، سيگنال الكتريكي حاصل از تنش سنسور strain guage متصل به قطعة مكانيكي مخصوصي مي‌باشد كه نمونة‌ آن در شكل زير نشان داده شده است. 

سيگنال ورودي كه حاصل از تنش سنسور مي‌باشد پس از تقويت و نمونه برداري وارد كنترل كننده مي‌گردد. در كنترل كننده عمل تصميم گيري نسبت به ارسال پيامهاي foll load   و over load متناسب با ظرفيت كابين و همچنين فعال شدن آلارم، انجام مي‌شود. 

بر اي تنظيم حداكثر مقادير مجاز از پانل تنظيم دستي استفاده مي‌شود. كه شامل نمايشگر مناسب براي نمايش اعداد و پيغامهاي لازم براي كاربرد و صفحة كليد براي ورد اطلاعات مربوط به تعداد نفرات مجاز و غيره مي‌باشد. 

براي طراحي اين برد ديجيتالي ابتدا بايد يك ميكرو كنترلر مناسب در نظر گرفته شود و سپس سيستم طراحي شده توسط سخت افزار تحقق پيدا كند، براي اين منظور يك بلوك دياگرام كلي مطابق شكل زير فرض مي‌شود.

در بلوك دياگرام فوق سنسور وظيفة توليد سينگنال آنالوگ ايجاد شده از تغييرات وزن كابين آسانسور را به  عهده دارد تقويت كننده‌اي كه بعد از سنسور قرار دارد. سيگنال ايجاد شده را تقويت مي كنند و آن را براي عمليات كنترلي آماده مي‌سازد و بعد از ا“ نيز ميكروكنترلر قرار داده شده كه عمل كنترل كننده را انجام مي‌دهد.

بلوكهاي ذكر شده در بالا همگي توسط سخت‌افزار بر روي كارت تحقق پيدا مي‌كند بطوريكه سنسور وزن را كه يك سيگنال آنالوگ است تشخيص مي‌دهد و آن را به A/D منتقل مي‌كند . سيگنال آنالوگ به سيگنال ديجيتال تبديل مي شود و سپس بوسيلة ميكروكنترلر، كنترل ديجيتال روي آن صورت مي‌گيرد. سيگنالهاي خروجي ديجيتال مي‌باشند و براي توليد پيامهاي over load و full و آمار به كار مي‌روند. 

در فصلهاي بعدي به بررسي كاملتر مباحث ذكر شده، جزئيات كار و طراحي كنترلر پرداخته مي شود كه مباحث ارائه شده به صورت زير طبقه بندي مي‌شوند: 

در فصل اول به معرفي سنسور strain guage و اساس كار آن و معيارهاي انتخاب سنسور و آرايش مداري آن مي‌پردازيم. 

در فصل دوم به اتصال فيزيكي سنسور 8-G و طراحي مكانيكي المان اندازه‌گيري وزن پرداخته مي‌شود. 

فصل سوم به طراحي و ساخت تقويت كننده صنعتي براي S.G پرداخته خواهد شد. 

فصل 1: 

معرفي سنسور strain Gauge

 

1-1: مقدمه: 

يكي از روشهاي متداول در اندازه‌گيري وزن استفاده از سنسورهاي S-G مي‌باشد. اساس كار اين سنسورها همانطور كه توضيح داده خواهد شد بر تغيير طول يك المان الكتريكي و در نتيجه تغيير مقاومت الكتريكي آن استوار است. در اين فصل به معرفي اساس كار، آرايشهاي مداري سنسور و نيز معيارهاي انتخاب سنسور مناسب خواهيم پرداخت. 

1-2: اساس كار سنسور S-G : 

مقاومت الكتريكي هر المان فيزيكي متناسب با طول آن المان مي‌باشد. يعني   يا به طور دقيق‌تر   كه در آن L طول  المان و A سطح قطع آن مي‌باشد. و اگر طول يك المان فيزيكي به هر دليلي تغيير كند مقاومت الكتريكي آن دچار تغيير خواهد شد. اين مطلب اساس كار سنسورهاي S-G مي‌باشد. 

اين سنسورها معمولاً به صورت چاپ شده مي‌باشند. كه نمونه‌اي از آنها در شكل زير نمايش داده شده است.

فصل 2 :

طراحي و ساخت برد ديجيتال كنترل بار

 

2-1- مقدمه 

در اين فصل به توضيح و معرفي بر دو قسمتهاي مختلف آن پرداخته مي شود. 

بلوك دياگرام كلي سيستم در شكل (4-1) نشان داده شده است. 

فرمانهاي ارسالي به برد كنترل آسانسور

اين بلوك دياگرام شامل پنج بلوك اصلي تشكيل دهنده برد است. 

- كليد و كنترلر (Microcontroler) 

- مبدل آنالوگ به ديجيتال . (A/D) 

- تقويت كننده (AMP) 

- صفحه كليد (Keyboard) 

- نمايشگر (LCD) 

علاوه بر اين بخشها جهت امكان ارائه آزمايشگاهي پروژه بردهاي شبيه سار سنسوري –  staiو برد خروجي فرمانهاي ارسالي به تابلوي مركزي آسانسور نيز طراحي و ساخته شده است. 

2-2- ميكروكنترلر

در پياده سازي سيستم از ميكروكنترلر  8qc51 استفاده شده است. ميكركنترلر 8qc51 يكي از ميكر كنترلرهاي همه منظوره مي باشد كه در بسياري از سيستمهاي الكترونيكي كه نياز به قابليت برنامه‌ريزي دارند استفاده مي‌گردد. 

مشخصات ميكروكنترلر 8qc51: 

- 128 بايت حافظه داخلي RAM 

- رابط سريال

- 64  كيلو بايت فضاي حافظه خارجي كه 

- 64 كيلو بايت حافظه خارجي براي داده 

- پردازنده بولي ( كه عمليات روي بيت ها را انجام مي‌دهد) 

- 210 مكان بيتي آدرس پذير. 

- انجام عمليات ضرب و تقسيم در 4 ميكروثانيه 

- چهار در گاه (I/O) هشت بيتي 

- دو تايمر (شمارنده 16 بيتي) 

- اين ميكرو كنترلر قابليت كار با ولتاژ    و حداكثر جريان دهي در پورتهاي خروجي آن 15ma مي‌باشد و فركانس كاري اين ميكرو از 4 تا 24 مگاهرتز مي‌باشد

فصل 3 :

نرم افزار تهيه شده براي برد ديجيتال كنترل بار

 

مقدمه:

 در فصل‌هاي قبلي به معرفي و چگونگي ساخت برد كنترلي پرداخته شده و براي راه اندازي سيستم و اجزاي برد كنترلي نياز به نرم افزار راه انداز اجزاء بر روي ميكروكنترلر مي‌باشد. در اين فصل ابتدا به توضيح كلي عملكرد برنامه مي‌پردازيم، كه براي اين كار نياز به توضيح نحوة عملكرد دستگاه، تنظيم- راه‌اندازي و عكس‌العمل برد در برابر وزن‌هاي مختلف مي‌باشد. 

2-2-1- عملكرد دستگاه 

در اين سيستم مورد نظر كه هدف اصلي آن كنترل بار آسانسور مي‌باشد نياز به اندازه‌گيري و تنظيم چندين پارامتر مي‌ باشد. تنظيمات مورد نظر توسط كاربر با استفاده از Key board انجام مي‌شود. در ابتدا وزن كابين آسانسور بدون مسافر را به عنوان OffSET در نظر مي‌گيريم سپس براي بدست آوردن وزن واحدي مشخصي را با وزن متوسط وارد كابين كرده و وزن اندازه‌گيري شده را به عنوان person در نظر مي‌گيريم با در دست داشتن دو مقدار offset و person مي‌توان وزن واحد مورد نظر را از رابطة زير بدست آورد: 

 

 

  گزارش تخلف  |  افزودن به فایل های من | mjavad25 | تاریخ ارسال : 15 /12 /1393

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.