Sisteme cu Microprocesoare

Sistem de reglare automata a turatiei unui motor de current continuu [edit]

I. Descrierea proiectului

Deoarece lucram cu diverse motoare în aplicatiile pe care le construim în cadrul facultatii, am dorit sa facem o platforma robusta pentru achizitia turatiei unui motor de curent continuu, ridicarea caracteristicii statice si dinamice, identificarea procesului, urmarind ca in final sa reglam si sa testam regulatoarele propuse.
Prin conectarea la EV/Z3, sistemul primeste referinta prin cablul serial. Referinta se da de la tastatura.

II. Elemente necesare

Pentru a fi implementat avem nevoie de urmatoarele elemente:

Hardware:

• placa de achizitie cu posibilitate de comunicare seriala
• Driver motor
• Motor cu encoder - necesar pentru inchiderea buclei
• Baterie si regulator de tensiune - pentru atingerea tensiunii de alimentare dorite pentru motor, caracteristicile difera pentru tensiuni diferite.

Software:

• program .hex pentru placa de achizitie; program scris pentru Atmega32 cu posibilitate de a citi turatia si a impune o noua referinta.
• program inline assembly pentru placa EV/Z3 pentru comunicare seriala cu placa de achizitie. Programul va citi constant turatia curenta si va trimite noua comanda. De asemeni, va citi tastatura pentru a seta noua referinta.

Placa mai prezinta o banda de 8 iesiri de tip mama corespunzatori portului C. Acestia folosesc la comunicare paralela daca utilizatorul are suport hardware pentru aceasta.

III. Utilizare

Ca utilizator, in primul rand putem seta referinta pentru reglarea turatiei motorului - implicit, rejectia perturbatiei. Pe de alta parte, EV/Z3 primeste constant date de la placa de achizitie, date ce reprezita turatia la un moment de timp. Aceste date sunt necesare si suficiente pentru trasarea caracteristicii statice si dinamice care ne informeaza asupra dinamicii procesului.
Cu aceste date utilizatorul poate deduce functia de transfer a sistemului si poate calcula manual un regulator pentru motorul pentru care se face reglarea.

 

IV. Componente necesare

Dintre componentele hardware necesare, amintim:

• atmega32
• quartz 16 MHz si 2 condensatori 22p
• 6 pini ( 3|3 ) pentru programare
• MAX232 si 5 condensatori 1uF
• LM7805, condensator 0.33 uF si 0.1 uF pentru reglarea tensiunii pe microcontroller
• Mufa DB9M - serial tata, onboard
• un led cu rezistenta 330 ohmi - pentru feedback
• conectori cu surub pentru conectarea firelor la placa de achizitie.

V. Design Hardware

Aici avem implementarea hardware in diferite stadii, incepand cu schema in Proteus - logica si design.

Design:Layout:

Overview:

Instalatia finala:

 

VI. Design Software

Codul sursa pentru Atmega32 si EV/Z3 este dupa cum urmeaza:

VII. Rezultate

Detalii despre implementarea finala a proiectului.

Caracteristica Statica:

Caracteristica Dinamica:

Forma regulatorului:

 

Raspunsul PID-ului

 

 

VIII. Download

De aici se poate downloada atat schema in proteus - layout si design cat si codul pentru atmega32, EV/Z3.

IX. Stadiu

Etapele implementarii:

• am conceput designul schemei de achizitie. Initial doream includerea pe placa a driverului - un circuit integrat L298N care ar fi suportat 3A. AM renuntat la aceasta idee pentru a putea atasa orice driver placii de achizitie - orice driver implica si motoare de putere mai mare. In acest fel placa de achizitie este robusta si adaptabila nevoilor utilizatorului.
• am achizitionat componentele necesare si le-am lipit.
• am scis cod pentru comunicarea seriala prin FTDI - pentru identificarea motorului ca proces.

X. Contributie personala

Echipa noastra este alcatuita din doi studenti. Predominant, Andreea Beciu a lucrat la partea hardware si Ovidiu Alexandru la partea software insa nu putem delimita acestea doua. Fiecare decizie a fost discutata inainte de implementare si fiecare a preluat din sarcinile celuilalt in decursul implementarii.

Lucrarea a fost prezentata si in cadrul Sesiunii de Comunicari stiitifice fiind recunoscuta cu locul II la sectiunea Automatica si Ingineria Sistemelor.