پایان نامه طراحی و ساخت سامانه اندازه گیری دمای چند کاناله

پایان نامه طراحی و ساخت سامانه اندازه گیری دمای چند کاناله

فرمت فایل دانلودی: .docx
فرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 147

پایان نامه طراحی و ساخت سامانه اندازه گیری دمای چند کاناله با قابلیت های ذخیره سازی، پردازش، نمایش و ارسال از طریق شبکه
نوع فایل: word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 147 صفحه



چکیده
اندازه¬گیری و کنترل دقیق دما در سیستم¬های صنعتی و پژوهشی از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است و کارکرد صحیح برخی ابزارهای صنعتی و آزمایشگاهی فقط در محدوده مکانی مشخص با تعداد کانال کم (حداکثر ۸ کانال) امکان پذیر می¬باشد. بنابراین تصمیم به ساخت سامانه اندازه-گیری دمای ۶۴ کاناله با اهداف اندازه¬گیری با دقت حداکثر ۰٫۲۵ درجه سانتی¬گراد، پراکندگی در فضایی به وسعت حداکثر ۹۰۰ متر (بسته به نوع کابل متغیر است)، اندازه¬گیری ۶۴ کانال در حداکثر زمان ۱ ثانیه، نمایش دقیق دما در رایانه و امکان بارگذاری داده¬ها را گرفتیم.
این سامانه از میکروکنترلر قدرتمند ARM7 برای انجام محاسبات لازم و ارتباط بین دو شبکه قدرتمند و معروف TCP/IP و RS485 استفاده کرده و برای اندازه¬گیری دما و بسته¬بندی آن از میکروکنترلر AVR استفاده می¬کند. هر میکروکنترلر AVR در بردهای جانبی، دمای ۴ ترموکوپل را اندازه می¬گیرد و آن¬ها را در قالب خاصی بسته بندی کرده و به صورت همزمان به برنامه رایانه¬ای ارسال می¬کند، همچنین یک نرم¬افزار کامپیوتری قدرتمند برای این سامانه نوشته شده است که کارهای نمایش، ذخیره¬سازی، بارگذاری و پردازش¬های مختلف را انجام می¬دهد. برای ارزیابی دقت و عملکرد، سامانه را در مدت زمان¬های طولانی (۲ تا ۳ روز) روی تست قرار دادیم که نتایج مطلوبی حاصل شد. این سامانه دارای دقت و رنج دمایی مناسبی است، بنابراین می¬توان از آن در ساختمان¬های صنعتی، گلخانه¬ها، مراکز پروش طیور و کارهای پژوهشی استفاده کرد.
این سامانه در حال حاضر برای اندازه¬گیری دمای ترموکوپل نوع K طراحی شده است، اما می¬توان با کمی تغییر در بردهای جانبی، مقدار هر نوع سنسوری را خواند (داده¬های آن را به دیجیتال تبدیل کرد) و آن¬ها را در بسته¬بندی خاصی که برای داده¬ها در نظر گرفته شده به برنامه تحت رایانه ارسال کرد. هم¬چنین می¬توان در این سامانه با تغییرات جزئی در بردهای جانبی و برنامه کامپیوتری آن را به یک سامانه کنترلی نیز تبدیل کرد.
کلمات کلیدی
ذخیره سازی دما (Temperature Dataloger)، نمایش دما (Displaying Temperature)، پردازش روی سیگنال دما (Processing on Temperature Signal)، اِترنت (Ethernet)، فیلتر دیجیتال (Digital Filter)
فهرست
پیشگفتار 1
۱- دما و اندازه¬گیری آن 2
1-1- مفهوم دما 3
1-2- تاریخچه اندازه‌گیری دما 3
1-3- واحدهای اندازه¬گیری دما 4
1-4- انواع روش¬های اندازه¬گیری دما 5
1-4-1- اندازه¬گیری دما با استفاده از مبدل¬های غیرالکتریکی 5
1-4-1-1- ترمومترها (حرارت سنج¬های محتوی سیال) 5
1-4-1-1-1- حرارت سنج¬های محتوای مایعات 5
1-4-1-1-2- حرارت سنج¬های محتوی گاز 6
1-4-1-1-3- حرارت سنج¬های محتوی بخار 6
1-4-1-2- حرارت سنج¬های بی¬متال 7
1-4-1-3- پیرومترها 7
1-4-2- اندازه¬گیری دما با استفاده از مبدل¬های الکتریکی 9
1-4-2-1- ترمیستور 9
1-4-2-2- ترموکوپل 9
1-4-2-2-1- اثر ترموالکتریک 10
1-4-2-2-2- روش¬های استفاده و اندازه¬گیری دما 12
1-4-2-2-3- ضریب سیبک 16
1-4-2-2-4- تراشه MAX6675 19
1-4-2-2-4-1- پایه¬های تراشه 19
1-4-2-2-4-2- تبدیل سیگنال به دما 21
1-4-2-2-4-3- واسط سریال (SPI) 21
1-4-2-2-4-4- بسته داده خروجی 22
1-4-2-2-5- اصول حاکم بر ترموکوپل¬ها 23
1-4-2-2-6- انواع ترموکوپل 25
1-4-2-2-7- محافظت از ترموکوپل 30
1-4-2-2-8- مزایای ترموکوپل¬ها 34
1-4-2-2-9- معایب ترموکوپل¬ها 34
1-4-2-2-10- اتصال سری و موازی ترموکوپل-ها 35
۲- آشنایی با سامانه اندازه¬گیری و نحوۀ عملکرد آن 36
2-1- پردازنده¬ها 38
2-2- بسته دریافتی کامپیوتر از بردها 41
2-3- ترموکوپل¬ها 44
2-4- تراشه MAX6675 44
2-5- کانال¬های ارتباطی 44
2-6- نرم¬افزار کامپیوتری 45
2-7- بسته ارسالی برنامه کامپیوتری 46
2-8- برخی مشخصات مهم سامانه 47
2-8-1- سخت¬افزاری 47
2-8-2- نرم¬افزاری 48
۳- پروتکل¬های ارتباطی 51
3-1- پروتکل SPI 52
3-1-1- جزئیات 52
3-1-2- نحوه عملکرد 53
3-2- ارتباطSerial 56
3-2-1- پروتکل RS485 56
3-2-1-1- کاربردها 58
3-2-2- مقایسه دو پروتکل RS485 و RS232 58
3-3- TCP/IP 60
3-3-1- معرفی پروتکل TCP/IP 60
3-3-2- لایه¬های پروتکل TCP/IP 61
3-3-2-1- لایه Application 62
3-3-2-2- لایه Transport 62
3-3-2-3- لایه اینترنت 62
3-3-2-4- لایه Network Interface 63
3-3-3- آدرس IP 63
3-3-4- پورت TCP/UDP 63
3-3-5- ارسال اطلاعات با استفاده از TCP 64
3-4- شبکه محلی LAN 65
3-5- پیاده¬سازی نرم‌افزاری و سخت‌افزاری 65
۴- راهنمای فنی سامانه 66
4-1- برخی مشخصات برنامه کامپیوتری 67
4-1-1- PC-BOARD.vi 69
4-1-2- Data send receive (TCP).vi 69
4-1-3- Receive ASCII.vi 69
4-1-4- Convert String number to number.vi 70
4-1-5- %d to Hex.vi 70
4-1-6- Check valid board and T.vi 71
4-1-7- Extract data.vi 71
4-1-8- F_CRLF_tcp read.vi 71
4-1-9- Error Dialog.vi 72
4-1-10- Send ASCII.vi 72
4-1-11- Zero before Number less 10.vi 72
4-1-12- Max Min Median Data.vi 73
4-1-13- Load Data Mode APPENDED (T).vi 73
4-1-14- Fill WDT.vi 73
4-1-15- Name Legend.vi 74
4-1-16- Number to time String 74
4-1-17- Save WDT Graph.vi 74
4-1-18- Fill Menu.vi 75
4-1-19- Selected T.vi 75
4-1-20- Save name termo.vi 76
4-1-21- Load name termo.vi 76
4-1-22- Select Thermocouple.vi 76
4-1-23- Selected Board.vi 77
4-1-24- Select board.vi 77
4-1-25- Load setting.vi 77
4-1-26- Load and fill board or thermocouple.vi 78
4-1-27- Match Array (TF).vi 78
4-1-28- Save setting.vi 79
4-1-29- Search Board in PC.vi 79
4-1-30- First Check BN.vi 79
4-1-31- Folder Permission access.vi 80
4-1-32- Dialog Path for Save 80
4-1-33- Dialog path.vi 80
4-2- برنامه میکروکنترلر ARM 81
4-2-1- ARM-BOARD.vi 82
4-2-2- Serial Port Init.vi 82
4-2-3- Byte at Serial Port.vi 83
4-2-4- Serial Port Read.vi 83
4-2-5- Serial Port Write.vi 83
4-2-6- MCB2300 Turn On LED.vi 83
4-2-7- MCB2300 Turn Off LED.vi 84
4-2-8- MCB2300 Init LCD.vi 84
4-2-9- MCB2300 Clear LCD Screen.vi 84
4-2-10- MCB2300 Set Text on LCD.vi 84
نتیجه¬گیری و پیشنهادات 85
مراجع 86
پیوست الف: جدول ترموکوپل نوع K 87
پیوست ب: Reentrant در نرم¬افزار LabVIEW 91
پیوست پ: نمونه¬ای از نمودارهای بارگذاری شده 95
پیوست ت: راهنمای کاربری سامانه 100

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.