Práce se věnuje návrhu a realizaci řídící jednotky pneumatického systému. Pneumatický systém je tvořen větrným tunelem s dvěma ventilátory, první ventilátor vhání vzduch do větrného tunelu, čímž roztáčí druhý ventilátor. Řídící jednotka je doplněna o měřící systém, který měří rychlost otáčení obou ventilátorů. Řídící jednotka dále zajišťuje ovládání příkonu jednoho ventilátoru pomocí PWM signálu, komunikaci s ovládacím panelem včetně LCD displeje, generování a měření signálů pro připojení externího regulátoru a umožňuje komunikaci prostřednictvím USB.
Anotace v angličtině
The work is dedicated to the design and implementation of the pneumatic system control unit. The pneumatic system consists of wind tunnel with two fans. The first fan blows air into the wind tunnel, and the air spins the second fan. The control unit is complemented by a measurement system that measures the rotation speed of both fans. The control unit also provides PWM signal to control the first fan power, communication with the control panel including LCD displays, generating a measurement signal for an external controller and enables communication via USB.
Klíčová slova
Pneumatický systém, ventilátor, měření, regulace
Klíčová slova v angličtině
Pneumatic system, fan speed measurement, microcontroller ATmega128
Rozsah průvodní práce
61 stran
Jazyk
CZ
Anotace
Práce se věnuje návrhu a realizaci řídící jednotky pneumatického systému. Pneumatický systém je tvořen větrným tunelem s dvěma ventilátory, první ventilátor vhání vzduch do větrného tunelu, čímž roztáčí druhý ventilátor. Řídící jednotka je doplněna o měřící systém, který měří rychlost otáčení obou ventilátorů. Řídící jednotka dále zajišťuje ovládání příkonu jednoho ventilátoru pomocí PWM signálu, komunikaci s ovládacím panelem včetně LCD displeje, generování a měření signálů pro připojení externího regulátoru a umožňuje komunikaci prostřednictvím USB.
Anotace v angličtině
The work is dedicated to the design and implementation of the pneumatic system control unit. The pneumatic system consists of wind tunnel with two fans. The first fan blows air into the wind tunnel, and the air spins the second fan. The control unit is complemented by a measurement system that measures the rotation speed of both fans. The control unit also provides PWM signal to control the first fan power, communication with the control panel including LCD displays, generating a measurement signal for an external controller and enables communication via USB.
Klíčová slova
Pneumatický systém, ventilátor, měření, regulace
Klíčová slova v angličtině
Pneumatic system, fan speed measurement, microcontroller ATmega128
Zásady pro vypracování
Cíl:
Realizovat elektronickou část pneumatického systému se dvěma ventilátory. Elektronická část bude zajišťovat ovládání příkonu ventilátoru, předzpracování signálů čidel a signálů ovládacího panelu s grafickým zobrazovačem pro připojení k mikrokontroleru ATmega128. Vytvořit základní programové vybavení v jazyce "C" pro vyhodnocení otáček obou ventilátorů, ovládání příkonu jednoho ventilátoru, zajištění obsluhy ovládacího panelu a řízení otáček ovládaného ventilátoru.
Teoretická část:
a) přehled měření a generování napěťového signálu na mikrořadičích
b) diskrétní PID regulátor a jeho SW realizace na mikrořadičích
Praktická část:
a) realizovat ovládání ventilátoru spínáním napájecího napětí signálem PWM
b) realizovat řídicí jednotku (ŘJ) s mikrořadičem Atmel AVR ATmega128
- ŘJ bude umožňovat připojení všech signálů ovládacího panelu pneumatického systému včetně signálů pro připojení LCD modulu, generování napětí bude pomocí D/A převodníku připojeného přes sběrnici SPI ¨
- ŘJ bude umožňovat další komunikaci přes sběrnici RS232
c) vytvořit základní programové vybavení (SW) se základními funkcemi
- vyhodnocení signálů z měření otáček ventilátorů, generování řídicího signálu PWM pro ovládání jednoho ventilátoru, měření a generování jednoho napětí v rozsazích 0-5 V
- zajištění zobrazování, přepínání a změnu vybraných informací na ovládacím panelu (LCD modul, LED)
- realizaci jednoduchého diskrétního PI regulátoru včetně zajištění přepínání režimů podle přepínačů na ovládacím panelu
Zásady pro vypracování
Cíl:
Realizovat elektronickou část pneumatického systému se dvěma ventilátory. Elektronická část bude zajišťovat ovládání příkonu ventilátoru, předzpracování signálů čidel a signálů ovládacího panelu s grafickým zobrazovačem pro připojení k mikrokontroleru ATmega128. Vytvořit základní programové vybavení v jazyce "C" pro vyhodnocení otáček obou ventilátorů, ovládání příkonu jednoho ventilátoru, zajištění obsluhy ovládacího panelu a řízení otáček ovládaného ventilátoru.
Teoretická část:
a) přehled měření a generování napěťového signálu na mikrořadičích
b) diskrétní PID regulátor a jeho SW realizace na mikrořadičích
Praktická část:
a) realizovat ovládání ventilátoru spínáním napájecího napětí signálem PWM
b) realizovat řídicí jednotku (ŘJ) s mikrořadičem Atmel AVR ATmega128
- ŘJ bude umožňovat připojení všech signálů ovládacího panelu pneumatického systému včetně signálů pro připojení LCD modulu, generování napětí bude pomocí D/A převodníku připojeného přes sběrnici SPI ¨
- ŘJ bude umožňovat další komunikaci přes sběrnici RS232
c) vytvořit základní programové vybavení (SW) se základními funkcemi
- vyhodnocení signálů z měření otáček ventilátorů, generování řídicího signálu PWM pro ovládání jednoho ventilátoru, měření a generování jednoho napětí v rozsazích 0-5 V
- zajištění zobrazování, přepínání a změnu vybraných informací na ovládacím panelu (LCD modul, LED)
- realizaci jednoduchého diskrétního PI regulátoru včetně zajištění přepínání režimů podle přepínačů na ovládacím panelu
Seznam doporučené literatury
BALÁTĚ, Jaroslav. Automatické řízení. 2., přeprac. vyd. Praha: BEN, 2004, 663 s. ISBN 80-730-0148-9.
VÍTEČKOVÁ, Miluše a Antonín VÍTEČEK. Základy automatické regulace. 1. vyd. Ostrava: VŠB - Technická univerzita, 2006, 198 s. ISBN 80-248-1068-9.
On line dokumentace dostupná na
Atmel Corporation [online]. 2012 [cit. 2012-10-29]. Dostupné z: http://www.atmel.com/
Seznam doporučené literatury
BALÁTĚ, Jaroslav. Automatické řízení. 2., přeprac. vyd. Praha: BEN, 2004, 663 s. ISBN 80-730-0148-9.
VÍTEČKOVÁ, Miluše a Antonín VÍTEČEK. Základy automatické regulace. 1. vyd. Ostrava: VŠB - Technická univerzita, 2006, 198 s. ISBN 80-248-1068-9.
On line dokumentace dostupná na
Atmel Corporation [online]. 2012 [cit. 2012-10-29]. Dostupné z: http://www.atmel.com/
Přílohy volně vložené
1 CD ROM
Přílohy vázané v práci
schémata
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Základem práce byl návrh a realizace řídicí jednotky pro připojení a generování signálů potřebných pro zajištění funkce existujícího zařízení. Student strávil většinu času návrhem a oživením desky tištěných spojů a v závěru měl jen velmi málo času na tvorbu programového vybavení. Nicméně všechny základní základní funkce ŘJ byly ověřeny. Zkoušený zodpověděl všechny dotazy a připomínky členů komise.