Sisteme automate pentru transporturi

Studenti:1)Bratu Gheorghe-Dragos2)Coman Razvan Georgian3)Duminica Corin Alexandru

1

Sisteme automate pentru transporturi

STEVAL-MKI101V1:

Este un giroscop analogic pe 2 axe,care are 2 moduri de functionare analog(AWM) si digital(DWM).

Placuta de demonstratie Steval-Mki101V1 a fost creata pentru a asigura utilizatorului o platforma gata de uz pentru aplicatiile cipului din familia LPY450AL.

Kitul cuprinde un elemnt sensibil si o interfata capabila de a translata informatia de la elemntul sensibil intr-un semnal masurabil,care poate fi folosit pentru diverse aplicatii.

Inafara de senzorul MEMS placa de demonstratie foloseste si un microcontroler ST7,care functioneaza precum un pod intre senzor si PC.Aceasta face posibil download-ul de pe site al interfetei grafice pentru a crea aplicatii personalizate.

Placa a fost creata pentru a functiona in cele 2 moduri analog cat si digital:1)In modul analog(AWM),microcontrolerul de pe placa este dezactivat,iar iesirile analogice sunt disponibile utilizatorului printr-un conector dedicat.2)In modul digital(DWM),microcontrolerul este activat,iar utilizatorul are posibilitatea de a achizitiona semnale digitale si de a le vedea pe PC prin intermediul GUI si de a controla pinii de control ai dispozitivului.

LPY450AL:

Cipul LPY450AL are o scala de + sau – 500 dps,si este capabil de a detecta ratele de -3dB cu o latime de banda de 140 Hz.Alimentarea se face intre 2.7 si 3.6 V,iar functionarea sa in conditii normale are loc intre -40 si +85 de grade Celsius.Prezinta o stabilitate ridicata si are 2 iesiri separate care amplifica X1 respectiv X4.Este avantajos datorita consumului redus de energie si,datorita rezistentei foarte mari la socuri si vibratii.

2

Atribuirea pinilor pentru intagratul LPY450AL:

Descrierea pinilor:

3

Caracteristicile electrice:

Pentru Vdd=3V si temperatura de lucru 25 de grade Celsius.

Schema bloc a placii de demonstratie STEVAL-MKI101V1:

Iesirile analogice sunt valabile pritr-un conector dedicat.Microcontrolerul de pe placa achizitioneaza si face un proces de conversie pentru transformarea semnalelor din semnale analogice in semnale de tip digital.DFU(Device Firmware Upgrade) permite upgrade-ul de soft pentru microcontrolerul ST7,cand unul nou este disponibil.

4

PCB-ul placutei de demonstratie:

Placuta de demonstratie vazuta de sus:

5

SCHEMA ELECTRICA

Moduri de lucru

Placuta este realizata pentru a putea lucra in 2 moduri analog si respectiv digital,pentru ca aceste moduri sa poata fi disponibile trebuiesc setati corect jumperii JP4,JP5,JP7 si repesctiv JP1 si JP6.

1)Modul analog:

Acest mod este valabil atunci cand se realizeaza conexiunea la PC sau cand alimentarea este aplicata pe J10.Microcontrolerul este dezactivat,iar dispozitivul se comporta confrom setarilor,jumperilor de pe placa.In acest mod PD(Power Down),SF(Self Test) si HP(High Pass Filter) sunt controlati direct de catre jumperii JP4,JP5,JP7,dupa cum se poate observa in tabelul de mai jos.

6

Semnale analogice pot fi masurate pe pinul 3 care este marcat cu OUT1 si pinul 4 marcat OUT2 numai pentru dispositive cu o singura axa si pinul 1 marcat GND.Jumpertii 1 si 6 permit utilizatorului sa selecteze ce semnal este valabil la iesire prin J3.

Jumperii 8 si 9 permit activarea sau dezactivarea filtrelor trece-sus si trece jos,pentru iesirile Out 2 si Out 1.

7

2)Modul Digital:

Cand placa ruleaza in modul digital poate fi controlata direct de pe PC.Canalul USB functioneaza ca o interfata intre PC si kit-ul de demonstratie.Microcontrolerul preia avantajul convertotului sau analog/digital de 8 biti pentru a citi valorile analogice si pentru a le transmite mai departe catre PC prin intermediul canalului USB.

Pentru ca placa sa functioneaze in modul digital jumperii trebuiesc setati ca intabelul de mai jos:

8

LabView

9

Ce este LabView?

LabVIEW (prescurtarea de la Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) este o platformă și un mediu de dezvoltare pentru limbajul de programare vizuală de la National Instruments. Limbajele grafice sunt denumite "G". Inițial lansat pentru Macintosh în 1986, LabVIEW este frecvent folosit pentru achiziții de date,ca instrument de control, și automatizări industriale pe o diversitate de de platforme, inclusiv Microsoft Windows, diverse sisteme UNIX, Linux, și Mac OS. Cea mai recentă versiune de LabVIEW este versiunea 2013.

10

LabVIEW este un mediu de programare grafic folosit de milione de ingineri si cercetatori pentru a dezvolta sisteme sofisticate de masurare, testare si control folosind inconite grafice intuitive si cabluri ce seamana cu un flowchart. Ofera o integrare a mii de aparate hardware si sute de librarii pentru analize avansate si vizualizare a datelor -  toate pentru a crea instrumente virtuale. Platforma LabVIEW este accesibila pentru multiple sisteme de operare si, de la introducerea ei in 1986, a ajuns unul din liderii industriei.

11

Descrierea blocurilor utilizate

Schema programului

1)DAQ Assistant

DAQ Assistant foloseste la achizitia de semnale,provenite de la senzorul MEMS.Prin configurarea lui DAQ Assistant se stabilesc ratele,numarul de esantioane,timeout-ul,dar totodata se pot detecta erorile de intrare,respectiv iesire ale semnalelor.Data reprezinta iesirea blocului care se leaga la celelalte blocuri.

12

2)Limit Testing

Efectueaza testul de limita pentru forma de unda sau pentru grupul de intrare de date.VI-ul compara semnalul de intrare cu limita de sus si cu cea de jos si ignora orice limita de intrare care nu este legata.Pot fi legate valori de iesire unui graf pentru a putea observa limite semnale sau esecuri.Datele trebuiesc legate la intrarea “signal in” pentru a putea determina instanta polimorfica sau pentru a putea selecta manual instanta.

3)Amplitude and levels

In blocul “Amplitude and Levels” s-a conectat semnalul provenit de la blocul “Limit testing” cu ajutorul blocului s-au observat nivelurile de minim si repectiv de maxim ale semnalului achizitionat.

13

4)Waveform chart

Contine informatii referitoare la amplitudinea semnalului analizat si inafara de acestea mai ofera si informatii de temporizare.In “Waveform chart” pot fi vizualizate formele de unda ale semnalului,dar si limita superioara cat si cea inferioara cat si intervalul de timp.

5)Bundle

Formeaza un grup din elemente individuale.

14

6)Build Array

Concateneaza mai multi vectori sau adauga mai multe elemente unui vector cu “n” dimensiuni.

7)Numeric

Valoare numerica de tip “double” care se poate stabili de catre utilizator.

15

8)Boolean Value

Valoare de tip Boolean care indica “True” sau “False”.

9)While Loop

Repeta codul din subdiagrama respectiva pana cand intervine o conditie.O astfel de bucla se excuta cel putin odata.

16

Schema completa a programului

Schema finala pe care s-au realizat experimentele cu ajutorul componentelor mentionate senzorul MEMS,placa de achizitii si placa experimentala.

17

Realizarea placii experimentale

Pentru realizarea placii experimentale s-au folosit:-2 rezistente de valori egale 68 de Ohmi si alte 2 rezistente de 100 de Ohmi;-2 tranzistori bipolari de tip NPN BC548;-2 LED-uri de 1,7 V (17-22 mA);

Specificatii BC548:-Curentul de strapungere este de 30 V;-Curentul maxim de colector 100 mA;-Putere maxima disipata 500 mW;-Frecventa de tranzitie 300 Mhz.

Tranzistorul BC548 este fabricat de catre firma Pro Electron care permit diferitilor fabricanti de a oferi caracteristici fizice cat si electrice interschimbabile sub o singura identificare.Tranzistorul vine capsulat intr-un pachet de tipul TO-92.Este foarte des intalnit in aparatura electronica europeana.

18

Schema electrica a placii experimentale:

Sursele sunt specifice pinilor semzorului Mems,iar masa ledurilor se va conecta la masa pinul notat GND al placii de achizitie.

19