Розроблення тахометра на базі MK-duino - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Опис актуальності завдання та область використання мікросхеми Arduino UNO. Особливості дослідження, проектування і розробки схем. Тахометр як прилад для вимірювання частоти обертання валів машин і механізмів. Перелік елементів адаптера інтерфейсу RS-232.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1.2 Дослідження, проектування і розробка схем
MK-duino це просте, програмоване ядро для самостійної розробки пристроїв на базі: мікропроцесора ATmega;
вільно-поширюваної програмної оболонки Arduino http://arduino.cc/, та величезного ресурсу готових прикладів.
В тому числі: управління двигунами, управління світлодіодами, управління РКІ, управління звуком, цифрових осцилографів, генераторів сигналів, роботів, маніпуляторів, ЧПУ, і багатьох інших прикладів.
Чому Arduino , а не більш професійні інструменти для програмування мікропроцесорних пристроїв ?
Робота в середовищі програмування Arduino доступна всім, хто має доступ до персонального комп'ютера , і не вимагає знань тонкощів програмування.
Як то : за особливостями роботи компіляторів , лінковщік , завантажувачів ; особливостям планування адресного простору пам'яті , портів введення -виведеня, переривань , та багатьох інших , малозрозумілих для початківця речей. Оболонка ховає від новичка всю складність внутрішнього устрою кухні програмування мікропроцесорів.
Конструкція Duino - надзвичайно проста.
Це невелика плата з мікропроцесором , кварцовим резонатором і гніздами для підключення: живлення , інтерфейсу з персональним комп'ютером і зовнішніх пристроїв. Фактично - це голий процесор із зручними гніздами для підключення розширень.
Відповідно, вартість конструкції дуже низька - близько 5 $ плата процесора, і ще приблизно 5 $ інтерфейсний кабель на USB -порт комп'ютера (якщо на комп'ютері немає порту RS- 232).
Є тисячі готових прикладів різноманітних пристроїв з вихідними текстами програм. Це дозволяє з мінімальними витратами часу розробити і виготовити діючий пристрій , модифікувавши і скомпонувавши фрагменти інших програм.
Arduino має безліч клонів які об'єднані в загальне Duino - сімейство.
Як правило , нові плати Arduino виготовляються за найсучаснішими технологіями з SMD - елементів , процесора з планарними виводами з кроком виводів близько 1 міліметра , та плати з двостороннім монтажем .
Виготовити і розпаяти такий пристрій в домашніх умовах досить важко, особливо початківцю .
На платі більшості Arduino встановлена ??мікросхема USB - моста , перетворювача інтерфейсу USB персонального комп'ютера в послідовний інтерфейс RS- 232 . Цей міст має ще більш дрібний крок виводів і розпаяти його без мікроскопа практично неможливо.
Кілька років тому мобільні телефони оснащувалися послідовним інтерфейсом RS- 232.Цей інтерфейс був витіснений інтерфейсом USB , але протягом тривалого періоду часу існували перехідні моделі: телефон з інтерфейсом RS- 232 і USB- кабель перехідник з мікросхемою USB - моста в кабелі.
Всі сучасні моделі мобільних телефонів мають справжній USB -інтерфейс. І їх кабель , це просто кабель з роз'ємами на кінцях. USB - кабель від морально застарілого мобільного телефону з USB - перетворювачем - ідеальний , за простотою і вартістю , рішення для сполучення мікропроцесорного пристрою з комп'ютером.
Ну , а якщо вам не пощастило знайти USB - кабель для старого мобільного телефону з драйвером , прийдеться спаяти перетворювач рівнів сигналу RS- 232 ( він передбачений на платі MK - duino ) .
І скористатися інтерфейсом RS- 232 стаціонарного комп'ютера ( на ноутбуках його вже давно немає) , або придбати кабель перетворювача USB - RS 232 (ці перетворювачі знову набули широкого поширення у зв'язку із застосуванням інтерфейсу RS- 232 в супутникових тюнерах ) .
На платі Arduino , як правило встановлюється стабілізатор живлення на 5V з струмом до 1.5A для живлення периферійних пристроїв. При тому , що сам процесор споживає струм близько 20mA , і успішно працює від трьох пальчикових батарей на 1.5V ( сумарна напруга 4.5V і менше) . Для самого процесора такий потужний стабілізатор не потрібен , а для периферії потужності такого стабілізатора , як правило, не достатньо.
Отже, MK-duino це констукція для самостійної розробки в домашніх умовах, з використанням доступних елементів: мікропроцесора в dip-корпусі, і обрамлення, переважно, з SMD-елементів, без стабілізатора живлення на самій платі процесора, але з додатковим USB-кабелем для мобільного телефону.
Схема цокольовки раз'ємів та процесора:
Таблиця комутації виводів роз'ємів та виводів мікропроцесора
Схема розміщення елементів на платі:
Конструкція Duino - подібних пристроїв надзвичайно проста.
Лінії Rx_PC, Tx_PC підключаються до мікросхеми USB-моста та мають інверсну полярність відносно відповідних сигналів на RS-232.
Деякі моделі процесорів ATmega “шумлять” по лінії прийому при “підвішаному” виводі процесора 2-RXD. Тому може знадобитись установка резистора 100KЩ між цим виводом та заземленням.
Перетворювач інтерфейсу RS-232 для MK-duino.
Перетворювач монтується на плату лише за відсутності кабеля-перехідника USB-моста від мобільного телефону, і реальної необхідності використання інтерфейсу RS-232.
Перетворювач здійснює інверсію і перетворення рівнів сигналів послідовного інтерфейсу: 0/5V - +12 V/-12V.
Передавач на транзисторі Q1 живиться негативною напругою паузи передачі Tx-RS 232 від зовнішнього пристрою (комп'ютера або іншого пристрою)
ATmega8-16, ATmega8L-8, ATmega8A-PU, ATmega168-20PU
Будь-який світло діод з невеликим падінням напруги (червоний, жовтий, зелений), але не синій, і не білий, і не понад-яскравий.
Перелік елементів адаптера інтерфейсу RS-232
Любий PNP-транзистор з колектором посередині
Любий NPN-транзистор с колектором посередині
Любий кремневий діод невеликкого розміру
2. П роектування і розробка схем и
Метою даного проекту є створення системи з одним входом і одним виходом. На вході пристрою присутній сигнал, що змінюється з високого (+5 В) на низький (+0 В) рівень при порушенні зв'язку. Згідно цьому сигналу, Arduino збільшуватиме значення внутрішнього лічильника. Потім проводитися додаткова обробка і розрахунок, і по перериванню тригера на РК-дисплей виводитиметься розраховане RPM.
Для зв'язку ми будемо використовувати ІЧ-промінь від ІК- світлодіода, включеного через низько-омний резистор так, щоб світитвся яскраво. Як приймач ми будемо використовувати фототранзистор, який за відсутності світла ІЧ-світлодіода "закривається". Комп'ютерний вентилятор буде розміщений між ІЧ-передавачем і приймачем і включений. ІЧ-приймач включений через транзисторну схему, буде генерувати переривання. Для виведення результату буде використовуватися Arduino LCD інтерфейс, буде виводитись остаточне значення RPM на РК-дисплей.
Arduino UNO -це плата Arduino, яка використовується для обробки імпульсів від переривання ІЧ-променя, які повідомляють про знаходження лопасті комп'ютерного вентилятора між приймачем і датчиком. Arduino використовує ці імпульси поряд з таймером, щоб обчислити RPM вентилятора.
Після того, як Arduino вичислило RPM, це значення відобразиться на дисплеї в зрозумілому для користувача вигляді.
Цей резистор використовується для регулювання контрастності РК- дисплея 16x2. Він дає аналогову напругу в діапазоні від 0 до +5 В, дозволяючи налаштувати яскравість РК -дисплея.
Інфрачервоний світлодіод та Фототранзистор:
Фототранзистор відкривається , коли потужний ІЧ- світло падає на нього. Тому , коли інфрачервоний світлодіод горить , він тримає фототранзистор відкритим , але якщо інфрачервоний світлодіод закривається наприклад , лопаттю вентилятора , то фототранзистор закривається.
Ці транзистори використовуються для перетворення рівня сигналу , з метою забезпечення вихідних імпульсів з фототранзистора для Arduino , в яких немає ніяких напруг крім +0 і +5 В.
У схемі, інтерфейс зв'язку з РК-дисплеєм спрощений і має тільки 2 лінії управління і 4 лінії передачі даних.
- 2 керуючих контакта та 4 для передачі даних підключені від Arduino до РК-дисплею. Це те, що вказує ЖК-дисплею, що і коли робити.
Сигнал обриву ІЧ-променя йде на 2-ий цифровий контакт Arduino. Це перериває Arduino, що дозволяє йому зарахувати імпульс і дозволяє тахометру отримувати дані.
Для цього проекту використовувалась Arduino LCD бібліотека. В основному буде просто оновлення значення RPM на другому рядку на нове.
В якості підготовки, подивіться на код наведений нижче, в якому за допомогою цієї бібліотеки на РК-дисплей виводитися "Hello, World!" У тахометрі будло використано схожий код, особливо: "lcd.print (millis () / 1000);".
Підрахунок RPM за допомогою Arduino:
Так як буде підрахуватись RPM комп'ютерного вентилятора , ви повинні розуміти, що для підрахунку використовується переривання ІЧ- променя. Це дуже зручно , але потрібно враховувати , що у комп'ютерного вентилятора 7 лопатей, що означає , 7 переривань за 1 оберт.
Якщо відстежувати переривання , то потрібно враховувати , що кожне сьоме переривання означає , що тільки що стався 1 повний оберт. Якщо відстежити час, необхідний для повного обороту , то можна легко обчислити RPM .
Для розрахунку RPM використовуємо формулу наведену вище. Формула точна , і точність залежить від того , наскільки добре Arduino зможе відстежувати час між перериваннями та підраховувати кількість повних обертів .
На фотографії (Рис.1) нижче ви можете побачити всі необхідні деталі і перемички як на схемі. мікросхема тахометр адаптер інтерфейс
Для початку підключається +5 В і лінії даних / управління РК-дисплея. Потім РК-дисплей, потенціометр контрастності таі світлодіод живлення (Рис.2).
Схема обриву ІЧ-променя зібрана. Необхідно, щоб між ІЧ- світлодіодом та фототранзистором була відстань. На цій фотографії (Рис.3) видно відстань між ІЧ-світлодіодом та фототранзистором, де буде розміщуватись комп'ютерний вентилятор.
LiquidCrystal lcd(3, 5, 9, 10, 11, 12);
volatile int rpm_array[5] = {0,0,0,0,0};
//Digital Pin 2 Set As An Interrupt
attachInterrupt(0, fan_interrupt, FALLING);
// set up the LCD's number of columns and rows:
//Slow Down The LCD Display Updates
//5 Sample Moving Average To Smooth Out The Data
rpm_array[4] = 60*(1000000/(time*7));
//Last 5 Average RPM Counts Eqauls....
rpm = (rpm_array[0] + rpm_array[1] + rpm_array[2] + rpm_array[3] + rpm_array[4]) / 5;
В основному циклі підраховуються обороти та поновлення РК-дисплея. Оскільки основний цикл це гігантський while (1) цикл, то він працюватиме завжди, RPM підраховується, а РК-дисплей оновлюється кілька разів на секунду. Функція у перериванні підраховує час між перериваннями ІК, тому рахувати RPM можна в основному циклі.
Пам'ятаємо, що комп'ютерний вентилятор має 7 лопатей, так що це тахометр призначений для роботи тільки з такими вентиляторами. Якщо ваш вентилятор або інший пристрій дає тільки 4 імпульси за одне обертання, змініть в коді "(time * 4)".
Разработка структурной и принципиальной схем микропроцессорного тахометра. Микроконтроллер PIC16F886 и устройство индикации тахометра. Основные температурные и электрические характеристики микроконтроллера. Разработка алгоритма управляющей программы. курсовая работа [527,0 K], добавлен 07.07.2013
Розробка цифрового приладу відеоспостереження з автономним живленням від аккумуляторних батарей на базі некольорового ПЗС-сенсору з накопиченням даних на флеш-пам’ять. Опис структурних, функціональних та принципових схем пристрою та його елементів. курсовая работа [146,4 K], добавлен 23.12.2011
Аналіз функціонування ЗЕМ на базі інформаційних технологій схемотехнічного проектування. Проектування конструкторської реалізації ЗЕМ у формі ГІС. Проектування плівкових пасивних елементів і конструкції. Визначення параметрів паразитних елементів. курсовая работа [2,6 M], добавлен 19.10.2010
Разработка структурной и принципиальной схем электронного тахометра. Изучение принципа работы датчика магнитного поля. Выбор микроконтроллера. Проектирование управляющей программы для микроконтроллера. Адаптация устройства к промышленному применению. курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.01.2015
Разработка структурной, функциональной и принципиальной схемы тахометра. Выбор генератора тактовых импульсов, индикаторов и микросхем для счетного устройства. Принцип действия индикатора. Описание работы тахометра. Расчет потребляемой тахометром мощности. курсовая работа [322,3 K], добавлен 30.03.2012
Опис використаної елементної бази для розробки електронного годинника. Структурна схема та будова годинника. Аналіз і налагодження інтегральної мікросхеми з використанням програми Electronics Workbench. Забезпечення вимірювання та індикації часу. курсовая работа [217,2 K], добавлен 23.11.2014
Діагностика електрообладнання автомобіля, вимірювання напруги в різних точках електричних кіл. Класифікація вольтметрів. Використання вимірювальних генераторів і вимірювання частоти сигналу. Функціональна схема електронно-рахункового частотоміра. реферат [62,1 K], добавлен 26.09.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Розроблення тахометра на базі MK-duino курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Сосюра володимир миколайович
Контрольная работа по теме Анализ цен на недвижимость
Реферат: The Crucible Essay Research Paper The witch
Реферат по теме Проблема критики и преемственности
Неотложная Помощь При Обмороке Реферат
Реферат: Мягкие составляющие конкурентоспособности
Реферат: Газовая атака в Халабдже
Реферат: Babylon Fall In Bible And History Essay
Примеры Дипломных Работ По Информационным Технологиям
Сочинение 2022 Война И Мир
Реферат: English speaking countries
Дипломная работа по теме Правовое положение нотариуса в наследственных отношениях
Опять Двойка Картина Решетникова Сочинение 5
Написать Черновик Сочинения
Курсовая работа: Комнатные растения целители. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Особенности взаимосвязи свойств нервной системы и типов темперамента
Практическое задание по теме Государственное регулирование банковской деятельности (доклад)
Реферат по теме Реферат по философии_Технические знания в строительной практике Древнего мира (Потапова ЕВ)
Изменение Курсовых
Доклад по теме Девственность
Проблема происхождения славян - История и исторические личности контрольная работа
Adam Smith - Иностранные языки и языкознание реферат
Определение и исследование спектров сигнала - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа