Σχεδίαση και υλοποίηση αναλογικού οκτα-κάναλου συστήματος διασύνδεσης και οδήγησης αναλογικών αισθητήρων για τον υπολογιστή τσέπης Raspberry Pi3
Design and implementation of an 8-channel analog sensors interface system for Raspberry Pi3 pocket computer
Subject
TPSH::Επιστήμη Υπολογιστών::Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικών Υπολογιστών ; TPSH::Τεχνολογία::ΗλεκτρονικήKeywords
Αναλογικά κυκλώματα αισθητήρων ; Βρόγχος ρεύματος 4-20mA ; Κύκλωμα οδήγησης ; Οδήγηση αισθητήρων ρεύματος ; Οδήγηση αισθητήρων τάσης ; Οδήγηση αναλογικών αισθητήρων ; Πλακέτες επέκτασης ; Σχεδίαση αναλογικού κυκλώματος ; Σχεδίαση πλακέτα επέκτασης ; PCB ; Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων ; Raspberry Pi ; Analog sensors ; Digital sensors ; Printed circuit boards ; Αναλογικοί αισθητήρες ; Αισθητήρες αναλογικής εξόδουAbstract
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη, η σχεδίαση και υλοποίηση ενός τυπωμένου κυκλώματος επέκτασης (pcb shield) για τον καινοτόμο υπολογιστή τσέπης Raspberry Pi 3Β, που αφορά την διασύνδεση και οδήγηση ενός πλήθους αναλογικών αισθητήρων βιομηχανικού κυρίως τύπου και ποικίλων εφαρμογών. Πραγματοποιείται η σχεδίαση και υλοποίηση αναλογικού οκτα-κάναλου συστήματος διασύνδεσης μαζί με τα κυκλώματα προσαρμογής και οδήγησης των αισθητήρων καθώς και η ψηφιοποίηση των σημάτων και αποστολή τους στον μικροεπεξεργαστή του Raspberry Pi3. Η καινοτομία της συγκεκριμένης εφαρμογής έγκειται στη δυνατότητα διασύνδεσης και οδήγησης οποιουδήποτε αισθητήρα αναλογικής εξόδου, με ελάχιστες τροποποιήσεις στο αναλογικό τυπωμένο κύκλωμα - αλλαγές που αφορούν σε τιμές παθητικών στοιχείων - και εισάγοντας κάθε φορά κατάλληλο πίνακα βαθμονόμησης (lookup table) στη ψηφιακή διάταξη. Πρόκειται για εργασία σχεδιασμού και υλοποίησης συστήματος καταγραφής αναλογικών αισθητήρων. Σημαντικός παράγοντας για την κατασκευαστική δομή του συστήματος είναι η δυνατότητα χρήσης του κυκλώματος αυτού σε όσο το δυνατόν μεγαλύτερο εύρος εφαρμογών. Λαμβάνοντας υπόψη το μεγάλο και ποικίλο πλήθος των αισθητηρίων που κυκλοφορούν στην αγορά, ορίστηκε το σύστημα να μπορεί να συλλέγει δεδομένα από έντεκα (11) συνολικά αισθητήρες, οκτώ (8) αναλογικής εξόδου και τριών (3) ψηφιακής εξόδου.
Abstract
The aim of this master thesis is the study, the design and the materialization of a printed circuit board (pcb) shield for the innovative pocket computer Raspberry Pi 3Β, used for connecting and driving a multitude of analog sensors of diverse applications. The thesis develops the design and materialization of an analog eight-channel interconnection system accompanied by the adjusting and driving circuits of the sensors, as well as the digitalization of all signals and their transmission to the microprocessor of Raspberry Pi3. The innovation of this particular application lies within the ability to interconnect and drive any kind of sensor with analog output, only with a minimum of modifications on the pcb shield, such as changes in the values of passive components, and introducing each time suitable lookup table in the digital structure. A most important factor in the structure of this project is the circuit’s ability to be used in as wider as possible range of applications. Taking into consideration the vast and diverse multitude of sensors in the market, the project was decided to be able to gather data from totally 11 sensors, 8 analog and 3 digital output.
Number of pages
155Post-graduate Program
Διαδικτυωμένα Ηλεκτρονικά ΣυστήματαLanguage
GreekCollections
Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα