14 merni racunarski sistemi -...
Post on 12-Oct-2019
4 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Zadatak 1:Dizajnirati sistem za praćenje parametara trčanja. Automatski “otežati” trčanje u zavisnosti od procenjenog stepena treniranosti.
Tradicionalni ili merni računarski instrumenti?
Zadatak 1:Dizajnirati sistem za praćenje parametara trčanja. Automatski “otežati” trčanje u zavisnosti od procenjenog stepena treniranosti.
Koje veličine treba izmeriti?Koji senzori su potrebni?
Kojim veličinama treba upravljati?Koji aktuatori su potrebni?
Tradicionalni ili merni računarski instrumenti?
pretvarači
motor
električni reprezent brzine
električni reprezent fizičkihveličina
merenje
upravljanje
INSTRUMENT
kond
icio
nira
nje
Tradicionalni ili merni računarski instrumenti?
pretvarači
motor
električni reprezent brzine
električni reprezent fizičkihveličina
upravljanje
TRADICIONALNIINSTRUMENTImerenje
kond
icio
nira
nje
Tradicionalni ili merni računarski instrumenti?
Rešenje 1: Tradicionalni instrumenti (namenski projektovani merni sistemi)
pretvarači
motor
električni reprezent brzine
električni reprezent fizičkihveličina
upravljanje
TRADICIONALNIINSTRUMENTImerenje
kond
icio
nira
nje
Tradicionalni ili merni računarski instrumenti?
interfejs
drajveri
Rešenje 1: Tradicionalni instrumenti (namenski projektovani merni sistemi)
Mikrokontroler
pretvarači
motor
električni reprezent brzine
električni reprezent fizičkihveličina
upravljanje
analognodigitalni
konvertordigitalnoanalogni
konvertor
merenje
kond
icio
nira
nje
Tradicionalni ili merni računarski instrumenti?
Rešenje 2: Mikrokontrolerski sistemi
Razvojsoftvera
download
DSP – Digital Signal Processors,specijalizovani mikrokontroleri za obradu signala
pretvarači
motor
električni reprezent brzine
električni reprezent fizičkihveličina
upravljanje
VIRTUELNIINSTRUMENT
analognodigitalni
konvertordigitalnoanalogni
konvertor
draj
veri
interfejs
merenje
kond
icio
nira
nje
Tradicionalni ili merni računarski instrumenti?
Rešenje 3: Virtuelna instrumentacija(eng. virtual instrumentation, software-designed instrumentation)
pretvarači
motor upravljanje
analognodigitalni
konvertor
digitalnoanalogni
konvertor
interfejs
kond
icio
nira
nje
Tradicionalni ili merni računarski instrumenti?
Rešenje 4: Inteligentni pretvarači
C merenje
C - mikrokontroler
Zadatak 2:Dizajnirati automatski sistem za detekciju defektnih flaša na pokretnoj traci u proizvodnoj liniji.
sistem za eliminaciju flaša
Tradicionalni ili merni računarski instrumenti?
Zadatak 2:Dizajnirati automatski sistem za detekciju defektnih flaša na pokretnoj traci u proizvodnoj liniji.
električni reprezent pozicijeflaše
električni reprezent slika
merenje
upravljanje
VIRTUELNIINSTRUMENT
USB port
digitalnoanalogni
konvertor
draj
veri
interfejs
sistem za eliminaciju flaša
Tradicionalni ili merni računarski instrumenti?
Dizajniranje nove aplikacije a ponovno korišćenje istogakvizicionog hardvera kao u prethodnom primeru!
Primer: Stereovizija – prepoznavanje flaša.
Projekat realizovali studenti druge godine Aleksandar Lević , Miloš Vujadinović, Vuk Pajović, letnja praksa 2016.
Primer: Prepoznavanje oblika u prehrambenoj industriji.
Projekat radili studenti druge godine Marija Radulović i Mladen Banović, letnja praksa 2016.
VIRTUELNIINSTRUMENT
InterfejsA/D
kartica
Tradicionalni ili merni računarski instrumenti?
Programabilni industrijski kontroleri
Mikrontroleri
fizič
ka v
elič
ina
logerpodataka
transmiter
akvizicionisistem
merniinstrumenti
industrijskisistemi
Integrisani sistemi: CAMAC, VXI, PXI
raču
nar
obra
da
korisničkiinterfejs
prenos
snimanjepodataka
odluka
Modifikovano iz S. Tumanski “Principles of Electrical Measurement”, Taylor & Francis Group, New York, 2006.
Komponente mernog sistema
loka
lna
mre
ža, I
nter
net
pret
vara
či
Razvijaju se posebni real-time operativni sistemi!
Komponente mernog sistemaLogovanje podataka (data logger):kontinualno praćenje i snimanje podataka.
Primeri primene:•Menadžment energetske efikasnosti•Kontrola uslova pripreme hrane•Praćenje vitalnih signala ljudi i životinja•Transport medikamenata•Nadgledanje procesa sterilizacije u laboratorijama
http://gemini2.assets.d3r.com/pdfs/original/1546-tgu-4017.pdf
Softver dizajnirali studenti druge godine David Seničić i Nemanja Nešković, letnja praksa 2015.
Primer: Logovanje podataka sa solarnog panela.
Web stranica
Desktop aplikacija
Udaljeni pristup na tabletu
Komponente mernog sistemaIntegrisani sistemi: CAMAC, VXI, PXI
Sistem za testiranje čipovaAutomatizovana merenja!
Realizovali studenti druge godine Jelena Trišović, Stefan Šušnjar i Marko Maljković, letnja praksa 2016.
Primer: određivanje brzine obrtanja motora .
Umrežavanje mernih sistema
Modifikovano iz S. Tumanski “Principles of Electrical Measurement”, Taylor & Francis Group, New York, 2006.
fizič
ka v
elič
ina
logerpodataka
transmiter
akvizicionisistem
merniinstrumenti
industrijskisistemi
Integrisani sistemi: CAMAC, VXI, PXI
raču
nar
obra
da
korisničkiinterfejs
prenos
snimanjepodataka
odluka
Modifikovano iz S. Tumanski “Principles of Electrical Measurement”, Taylor & Francis Group, New York, 2006.
Komponente mernog sistema
loka
lna
mre
ža, I
nter
net
pret
vara
či
Razvijaju se posebni real-time operativni sistemi!
Projektovanje merno-akvizicionih sistema
PRETVARAČIElektrična kola za analognu obradu signala
Električna kola za diskretizaciju signala
softver
ADC – analogno/digitalni konvertor, FIFO - First In First Out
Arhitektura sistema
Karakteristike senzora Ekonomski faktori Faktori okruženja
Osetljivost Cena Opseg temperature
Ulazni opseg Dostupnost Vlažnost
Stabilnost Vreme života Korozija
PonovljivostReproducibilnost
Veličina
Rezolucija Zaštita od prekoračenjaopsega
Linearnost Osetljivost na elektromagnetnu interferenciju
Histerezis Čvrstina
Vreme odziva Potrošnja energije
Frekvencijski odziv Mogućnost samokalibracije
Projektovanje merno-akvizicionih sistema1. Izbor pretvarača
•Propusni opseg i pojačanje/slabljenje kola prilagođeno frekvencijskom iamplitudskom opsegu signala koji se meri
•Eliminacija artefakta usled
Drifta u električnim kolima
Interferencije (prvenstveno sa naponom napajanja) – veliki faktorpotiskivanje zajedničkog signala, skraćivanje i oklopljavanje kablova
Magnetske indukcije – upredanje “parica” od kablova
•Mali šum
•Mala merna nesigurnost
•Mala potrošnja (posebno važno za portabilne sisteme)
Projektovanje merno-akvizicionih sistema2. Kondicioniranje signala
•Dovoljno veliko pojačanje tako da pojačan signal sa pretvarača bude blizumaksimalnog ulaznog signala analogno-digitalnog konvertora (ADC) kako bi serezolucija ADC maksimalno iskoristila.
Optimalno korišćenje rezolucije ADC
Projektovanje merno-akvizicionih sistema2. Kondicioniranje signala
Projektovanje merno-akvizicionih sistema3. Mikrokontroler ili računar?
Izbor je određen namenom sistema.
Arduino UNO
Arduino Nano
Raspberry Pie 3
Raspberry Pie Zero
Projektovanje merno-akvizicionih sistema4. Izbor A/D konvertora
• Broj ulaza
• Multiplesiranje ulaznih kanala?
Određen brojem pretvarača i kontrolnih signala,kao i konfiguracijom kanala.
Značajno viša cena.Postoji vremensko kašnjenje izmeđuodbiraka ulaznih kanala.
Projektovanje merno-akvizicionih sistema4. Izbor A/D konvertora
• Konfiguracija ulaznih kanala
differential Reference single ended(RSE)
Non-reference single ended(NRSE)
Projektovanje merno-akvizicionih sistema4. Izbor A/D konvertora
• Frekvencija odabiranja (Nikvistova teorema)
• Tip A/D konvertoraU skladu sa frekvencijskim sadržajem signala.
Projektovanje merno-akvizicionih sistema5. Izbor softvera za dizajn interfejsa
Microsoft Visual Studio
LabVIEW(National Instruments)
Projektovanje merno-akvizicionih sistema5. Izbor softvera za dizajn interfejsa
• Open source ili komercijalni?• Cena softvera?• Garancija?• Vreme potrebno za programiranje?• Vreme potrebno za održavanje?• Pouzdanost?• Operativni sistem?• Mogućnosti nadgradnje i multipliciranja
aplikacije?
Aplikaciju realizovali studenti Dea Pujić, Veljko Šešelj i Marko Jelić.
Primer: Udaljeni eksperiment –aplikacija za testiranje pumpe.
Primer: telemetrijski elektrokardiografski sistem.
Realizovali studenti treće godine Katarina Paunović, Luka Topalović, Marko Krajinović, 2016.
Realizovali studenti treće godine Katarina Paunović, Luka Topalović, Marko Krajinović, 2016.
Primer: telemetrijski elektrokardiografski sistem.
Sistem realizovali studenti druge godine Mihailo Mićić i Srđan Milojević, letnja praksa 2016.
Primer: upravljanje industrijskim robotom pomoću Arduino mikrokontrolera.
top related