Práce se zabývá návrhem akviziční karty pro záznam dat z tenzometrických snímačů. Teoretická část popisuje problematiku mechanického napětí a deformace. Dále je popsána struktura a funkce tenzometru a jeho můstkové zapojení. Praktická část se zabývá návrhem hardwaru a firmwaru měřicí karty spolu se záznamovým softwarem pro PC.
Anotace v angličtině
The work focuses on the design of an acquisition card for recording data from strain gauge sensors. The theoretical part describes the issues of mechanical stress and strain. Furthermore, it explains the structure and function of the strain gauge and its bridge configuration. The practical part deals with the design of the hardware and firmware of the measuring card, along with the recording software for PC.
Práce se zabývá návrhem akviziční karty pro záznam dat z tenzometrických snímačů. Teoretická část popisuje problematiku mechanického napětí a deformace. Dále je popsána struktura a funkce tenzometru a jeho můstkové zapojení. Praktická část se zabývá návrhem hardwaru a firmwaru měřicí karty spolu se záznamovým softwarem pro PC.
Anotace v angličtině
The work focuses on the design of an acquisition card for recording data from strain gauge sensors. The theoretical part describes the issues of mechanical stress and strain. Furthermore, it explains the structure and function of the strain gauge and its bridge configuration. The practical part deals with the design of the hardware and firmware of the measuring card, along with the recording software for PC.
Navrhněte a vytvořte akviziční kartu s procesorem STM32 pro záznam tenzometrických snímačů v reálném čase. Data budou přenášena do nadřazeného systému pomocí Ethernetu a budou následně ukládána pro pozdější zpracování. Karta bude obsahovat min. 6 kanálů a vzorkovací frekvence bude min. 10 kHz. Již při návrhu uvažujte možnost škálování a měření pomocí více karet.
Pro účely návrhu proveďte rešerši existujících zařízení s podobnou funkcí a inspirujte se způsobem použití a ovládání. Seznamte se s technologiemi průmyslových sítí EtherCAT, PROFINET, POWERLINK, Sercos III, Modbus/TCP a EtherNet/IP.
V maximální míře využívejte součástky s povrchovou montáží. Navrhněte DPS.
Vstupní obvody budou obsahovat možnost nastavení citlivosti. Vyhodnocovací SW umožní převod měřených hodnot na mechanická napětí v materiálu a kalibraci senzorů. Vyřešte způsob startu záznamu a přenos dat do počítače.
Zásady pro vypracování:
Práce by měla realizována ve zhruba následujících etapách:
1. Analýza problematiky a rešerše stávajících způsobů řešení.
2. Návrh a konstrukce vlastního funkčního vzorku.
3. Optimalizace a ověření parametrů.
4. Návrh vyhodnocovacího a vizualizačního SW.
5. Konstrukce finálního zařízení.
Zásady pro vypracování
Navrhněte a vytvořte akviziční kartu s procesorem STM32 pro záznam tenzometrických snímačů v reálném čase. Data budou přenášena do nadřazeného systému pomocí Ethernetu a budou následně ukládána pro pozdější zpracování. Karta bude obsahovat min. 6 kanálů a vzorkovací frekvence bude min. 10 kHz. Již při návrhu uvažujte možnost škálování a měření pomocí více karet.
Pro účely návrhu proveďte rešerši existujících zařízení s podobnou funkcí a inspirujte se způsobem použití a ovládání. Seznamte se s technologiemi průmyslových sítí EtherCAT, PROFINET, POWERLINK, Sercos III, Modbus/TCP a EtherNet/IP.
V maximální míře využívejte součástky s povrchovou montáží. Navrhněte DPS.
Vstupní obvody budou obsahovat možnost nastavení citlivosti. Vyhodnocovací SW umožní převod měřených hodnot na mechanická napětí v materiálu a kalibraci senzorů. Vyřešte způsob startu záznamu a přenos dat do počítače.
Zásady pro vypracování:
Práce by měla realizována ve zhruba následujících etapách:
1. Analýza problematiky a rešerše stávajících způsobů řešení.
2. Návrh a konstrukce vlastního funkčního vzorku.
3. Optimalizace a ověření parametrů.
4. Návrh vyhodnocovacího a vizualizačního SW.
5. Konstrukce finálního zařízení.
Seznam doporučené literatury
[1] Valvano J. "Introduction to ARM Cortex-M Microcontrollers", Fourt Edition, 2013, ISBN: 978-1477508992
[2] Matoušek D., Práce s mikrokontroléry Atmel AVR, BEN technická literatura, Praha 2006, ISBN: 80-7300-209-4
[3] Herout Pavel., Učebnice jazyka C - 1. díl, Kopp, ISBN-13: 978-80-7232-383-8
[4] Brown G.: "Discovering the STM32 Microcontroller", Indiana University 2016
Seznam doporučené literatury
[1] Valvano J. "Introduction to ARM Cortex-M Microcontrollers", Fourt Edition, 2013, ISBN: 978-1477508992
[2] Matoušek D., Práce s mikrokontroléry Atmel AVR, BEN technická literatura, Praha 2006, ISBN: 80-7300-209-4
[3] Herout Pavel., Učebnice jazyka C - 1. díl, Kopp, ISBN-13: 978-80-7232-383-8
[4] Brown G.: "Discovering the STM32 Microcontroller", Indiana University 2016
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Tématem diplomové práce studenta byl - Návrh akviziční karty pro tenzometrické snímače. Diplomová práce byla zpracována na požadované úrovni. Stanovené cíle práce se studentovi podařilo naplnit. Student v prezentaci shrnul výsledky své diplomové práce. Po prezentaci byl přečten posudek vedoucího diplomové práce, poté byl přečten posudek oponenta diplomové práce. Student nejprve odpověděl na dotaz vznesený vedoucím diplomové práce, poté zodpověděl dotazy oponenta diplomové práce. Následovala diskuze a další otázky vznesené členy komise. Student na všechny dotazy odpověděl uspokojivě a ukázal přehled v dané problematice.