МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ОБНИНСКИЙ ИНСТИТУТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ - филиал |
федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования |
«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (ИАТЭ НИЯУ МИФИ)
Физико-энергетический факультет Кафедра: Автоматики контроля и диагностики
Отчёт по лабораторной работе: «Построение системы на основе аппаратно-программного комплекса Arduino»
|
Выполнили:
студенты группы ТД-М16
Берестов Р.М.
Принял:
к.т.н., доцент каф.АКиД
Белоусов П.А.
Обнинск, 2016 г
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Комплектация системы 4
1.1 Основные компоненты 4
1.2 Датчика температуры KY-013 4
1.3 Плата Arduino UNO 5
1.4 Серводвигатель SG90 6
2 Подключение модулей к Arduino 7
2.1 Подключение датчика температуры KY-013 и серводвигателя SG90 7
2.2 Код программы 8
3 Принцип работы системы 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 10
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 11
Введение
Цель работы: построение системы на аппаратно-программном комплексе Arduino.
Arduino – это инструмент для проектирования электронных устройств (электронный конструктор) более плотно взаимодействующих с окружающей физической средой, чем стандартные персональные компьютеры, которые фактически не выходят за рамки виртуальности. Это платформа, предназначенная для «physical computing» с открытым программным кодом, построенная на простой печатной плате с современной средой для написания программного обеспечения [1].
Плата Arduino (рисунок 1) применяется для создания электронных устройств с возможностью приема сигналов от различных цифровых и аналоговых датчиков, которые могут быть подключены к нему, и управления различными исполнительными устройствами. Проекты устройств, основанные на Arduino, могут работать самостоятельно или взаимодействовать с программным обеспечением на компьютере (напр.: Flash, Processing, MaxMSP). Платы могут быть собраны пользователем самостоятельно или куплены в сборе. Среда разработки программ с открытым исходным текстом доступна для бесплатного скачивания.
Рисунок 1 – Плата Arduino
На основании этого было принято решение о создании системы, которая бы измеряла температуру и, в зависимости от показаний температуры, посылала сигнал на вращение вала серводвигателя, который в свою очередь механически соединен с реостатом нагревательного элемента.
1 Комплектация системы
1.1 Основные компоненты
В состав автоматизированной системы поддержания температуры входят следующие основные элементы:
плата Arduino UNO;
датчик измерения температуры KY-013;
серводвигатель SG90;
соединительные провода;
блок питания 9В 500мА;
обогреватель.
1.2 Датчика температуры ky-013
На рисунке 2 представлен внешний вид датчика измерения температуры KY-013.
Рисунок 2 – Датчика температуры KY-013
Модуль содержит аналоговый датчик температуры – терморезистор [2]. С изменением температуры корпуса терморезистора меняется его сопротивление. С помощью модуля KY-013 электроника грубо определяет температуру воздуха. Основное назначение терморезистора – контроль температуры воздуха, но с его помощью можно контролировать температуру поверхности.
В автоматике используется для определения температуры, что позволяет включать или отключать исполнительные устройства с помощью схем на дискретных элементах. Основное назначение – коррекция, измерение температуры, стабилизация режима работы цепей схем при колебаниях температуры.
Характеристики датчика:
Диапазон рабочей температуры -55…125 °C;
Питание: 3 - 5,5 В;
Точность измерений : ± 0,5° C;
Размеры: 30 x 15 x 6 мм;
Вес: 5 г.
Контакты S, I соединены с терморезистором. I как правило соединяют с общим проводом прибора. Центральный контакт при необходимости соединяют с линией питания. S – выход потенциала, соответствующего температуре при работе модуля под питанием.
Производитель устанавливает в модуль датчика температуры терморезисторы разных типов. Важно понимать, что одни типы увеличивают свое сопротивление с ростом температуры, а другие уменьшают. Изменение сопротивления терморезистора нелинейно зависит от температуры. Определить зависимость между температурой и сопротивлением следует экспериментально. Кроме модуля понадобится омметр.
В начале подключая омметр к контактам S и I измеряют сопротивление терморезистора. Это будет сопротивление при температуре воздуха в комнате. Она известна неточно, а лишь с неизвестной погрешностью. Теперь оставляя подключенный омметр сожмите терморезистор пальцами. Мы узнаем сопротивление при температуре 36,6 °C. На эти данные можно опираться в дальнейшем. Еще одна точка зависимости – 0 °C. Заверните модуль датчика температуры в надежный пленочный пакетик и поместите в таящий лед, снег (они в холодильнике). Получим новое значение температуры. Если есть термометр, то можно продолжить эксперименты погрузив завернутый модуль KY-013 в банку с небольшим количеством воды где находится градусник и меняя различными способами температуру воды отмечать сопротивление в таблице.