Passzív műterhelés tervezése NI modulok felhasználásával

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Sujbert László
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Szakdolgozatom egy passzív műterhelés tervezését mutatja be. A feladatom részét képezte a hardver és az eszközt működtető szoftver elkészítése is.

A munka első fázisában a National Instruments mérnökcsoportjával megalkottuk az eszköz részletes specifikációját. A specifikáció keretében U = 0-30 V-ban határoztuk meg a bemeneti feszültség és I = 0-2 A-ben a terhelő áram tartományát, továbbá I = 100 mA lépésközt írtunk elő az áram felbontására.

A specifikáció elkészítése után egy rendszertervet készítettem. Megterveztem azt az ellenállás-struktúrát, amivel 0,1-111 Ω között tizedenként tudjuk állítani az eredő ellenállás értékét, azáltal pedig a bemeneti feszültség függvényében a terhelő áramot.

A hardvertervezés során kiválasztottam azokat az alkatrészeket, melyek felhasználásával megvalósítható az eszköz. Az ellenállások disszipációjára vonatkozóan számításokat végeztem, ezek alapján választottam ki őket és gondoskodtam a megfelelő hűtésükről. Kiválasztottam a reléket, melyek vezérlésével beállítjuk majd a rendszer eredő ellenállását és gondoskodtam azok meghajtásáról. Kiválasztottam a vezérlő egységet, mely egy NI USB-6212 OEM típusú kártya, továbbá megterveztem a feszültség- és árammérést. A hardvertervezés során megvizsgáltam, milyen hibák kerülhetnek a rendszerbe és kalkulációkat végeztem azokra vonatkozóan.

A hardvertervezés után próbaáramkörön megépítettem az eszközt. Ennek során törekedtem az alkatrészek elhelyezésének optimalizálására elsősorban a vezetékek hosszának minimalizálása és a jel- illetve teljesítmény-vezetékek szeparálása szempontjából. Az alkatrészek beültetését követően széles körű teszteknek vetettem alá az eszközt és a forrasztás során elkövetett hibák mindegyikét kijavítottam.

A hardver elkészülte után megterveztem az eszköz működtetését megvalósító szoftvert LabVIEW fejlesztői környezetben. A szoftver kezelői felülete lehetővé teszi a relék egyenkénti, a program futása közbeni vezérlését, továbbá a feszültség- és árammérés is megvalósult.

Az eszköz bemérése során azt tapasztaltam, hogy az áramkör teljesíti a specifikációban foglaltakat, hibák az előzetes kalkulációknak megfelelően jelentek meg a rendszerben.

Összességében elmondható, hogy a kitűzött célokat sikerült teljesíteni, ugyanis egy olyan eszköz lett a végeredmény, mely megfelelő vezérléssel 1%-on belüli pontosságú terhelőáramot szolgáltat a teljes működési tartományában.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.