اندازه گیری و تجزیه و تحلیل پارامترهای فرآیند مانند دما، جریان، هدایت، سرعت، ویسکوزیته و تنش نقش مهمی در ارائه اطلاعات در مورد فرآیند/سیستم مورد بررسی دارد. مقادیر پارامترها به رایانه وارد می شوند (با استفاده از فرآیندی به نام اکتساب داده) و داده های به دست آمده در حالت آنلاین یا آفلاین تجزیه و تحلیل می شوند. سپس تجزیه و تحلیل دامنه زمان و فرکانس داده ها برای ارائه اطلاعات مختلف در مورد سیستم، مانند مدل ریاضی، ویژگی های استاتیکی و دینامیکی، شناسایی خطا و غیره انجام می شود.
این پروژه یک رویکرد مبتنی بر رابط کاربری گرافیکی متلب (GUI) را برای ذخیره دادههای فرآیند زمان واقعی بهدستآمده از حسگر دما (LM35) در MS Excel ارائه میکند. رابط کاربری گرافیکی به کاربر اجازه میدهد تا تغییرات دما را در پایان جمعآوری دادههای حسگر به صورت گرافیکی مشاهده کند. تصویری از رابط کاربری گرافیکی در شکل 1 نشان داده شده است.
اسکرین شات از رابط کاربری گرافیکی
سخت افزار و ساخت و ساز
نمودار مدار برای رابط سنسور دما با آردوینو در شکل 2 نشان داده شده است.
Arduino Uno. Arduino Uno یک برد توسعه مبتنی بر میکروکنترلر AVR ATmega328P (MCU) است که دارای شش پین ورودی/خروجی آنالوگ و 14 عدد دیجیتال است. MCU دارای حافظه فلش 32 کیلوبایتی ISP، رم 2 کیلوبایتی و EEPROM یک کیلوبایتی است. این برد امکان ارتباط سریال از طریق UART، SPI و I2C را فراهم می کند. MCU می تواند در فرکانس ساعت 16 مگاهرتز کار کند. در این پروژه از پایه آنالوگ A0 آردوینو برای خواندن ولتاژ خروجی LM35 استفاده شده است.
نمودار مدار سنسور دما که با آردوینو در ارتباط است
LM35. LM35 یک سنسور دمای آی سی دقیق است که ولتاژ خروجی را به صورت خطی متناسب با دما (بر حسب درجه سانتیگراد) ارائه می دهد. دقت معمولی ±1⁄4 درجه سانتیگراد در دمای اتاق و ±3⁄4 درجه سانتیگراد را در محدوده دمایی کامل از -55 تا +150 درجه سانتیگراد نشان می دهد. این سنسور حساسیت 10mV/°C را فراهم می کند. در این پروژه پین Vout (پایه 2) آی سی LM35 به پایه آنالوگ A0 آردوینو متصل شده است. پایه های 1 و 3 LM35 به ترتیب به +5V و Gnd آردوینو Uno متصل می شوند.
نرم افزار
برنامه کاربردی با استفاده از نسخه R2014a متلب توسعه یافته است. توجه داشته باشید که این برنامه با نسخه های قبلی متلب کار نخواهد کرد. علاوه بر این، پکیج MATLAB Legacy و Simulink پشتیبانی برای آردوینو نیز باید نصب شود. مراحل نصب بسته ArduinoIO در زیر آورده شده است.
1. پس از دانلود ArduinoIO، پوشه فشرده شده با نام ArduinoIO را استخراج کنید
2. از پوشه ArduinoIO، پوشه pde را کپی کرده و در C:\Program Files(X86)\Arduino\Examples قرار دهید.
3. Arduino IDE را باز کنید