طراحی وساخت بردكنترل اضافه بارجهت اندازه‌گیری وزن)

وردی این برد، سیگنال الكتریكی حاصل از تنش سنسور strain guage متصل به قطعة مكانیكی مخصوصی می‌باشد كه نمونة‌ آن در شكل زیر نشان داده شده است.

سیگنال ورودی كه حاصل از تنش سنسور می‌باشد پس از تقویت و نمونه برداری وارد كنترل كننده می‌گردد. در كنترل كننده عمل تصمیم گیری نسبت به ارسال پیامهای foll load   و over load متناسب با ظرفیت كابین و همچنین فعال شدن آلارم، انجام می‌شود.

بر ای تنظیم حداكثر مقادیر مجاز از پانل تنظیم دستی استفاده می‌شود. كه شامل نمایشگر مناسب برای نمایش اعداد و پیغامهای لازم برای كاربرد و صفحة كلید برای ورد اطلاعات مربوط به تعداد نفرات مجاز و غیره می‌باشد.

برای طراحی این برد دیجیتالی ابتدا باید یك میكرو كنترلر مناسب در نظر گرفته شود و سپس سیستم طراحی شده توسط سخت افزار تحقق پیدا كند، برای این منظور یك بلوك دیاگرام كلی مطابق شكل زیر فرض می‌شود.

در بلوك دیاگرام فوق سنسور وظیفة تولید سینگنال آنالوگ ایجاد شده از تغییرات وزن كابین آسانسور را به  عهده دارد تقویت كننده‌ای كه بعد از سنسور قرار دارد. سیگنال ایجاد شده را تقویت می كنند و آن را برای عملیات كنترلی آماده می‌سازد و بعد از ا“ نیز میكروكنترلر قرار داده شده كه عمل كنترل كننده را انجام می‌دهد.

بلوكهای ذكر شده در بالا همگی توسط سخت‌افزار بر روی كارت تحقق پیدا می‌كند بطوریكه سنسور وزن را كه یك سیگنال آنالوگ است تشخیص می‌دهد و آن را به A/D منتقل می‌كند . سیگنال آنالوگ به سیگنال دیجیتال تبدیل می شود و سپس بوسیلة میكروكنترلر، كنترل دیجیتال روی آن صورت می‌گیرد. سیگنالهای خروجی دیجیتال می‌باشند و برای تولید پیامهای over load و full و آمار به كار می‌روند.

در فصلهای بعدی به بررسی كاملتر مباحث ذكر شده، جزئیات كار و طراحی كنترلر پرداخته می شود كه مباحث ارائه شده به صورت زیر طبقه بندی می‌شوند:

در فصل اول به معرفی سنسور strain guage و اساس كار آن و معیارهای انتخاب سنسور و آرایش مداری آن می‌پردازیم.

در فصل دوم به اتصال فیزیكی سنسور 8-G و طراحی مكانیكی المان اندازه‌گیری وزن پرداخته می‌شود.

فصل سوم به طراحی و ساخت تقویت كننده صنعتی برای S.G پرداخته خواهد شد.

فصل چهارم به طراحی و ساخت برد دیجیتال كنترل بار می‌پردازیم

در فصل پنجم، ساختار كلی برنامه میكروكنترلر ارائه خواهد شد.

در فصل ششم نیز تحقق عملی پروژه، نتایج و پیشنهادات ارائه خواهد شد.

فصل 1:

معرفی سنسور strain Gauge

1-1: مقدمه:

یكی از روشهای متداول در اندازه‌گیری وزن استفاده از سنسورهای S-G می‌باشد. اساس كار این سنسورها همانطور كه توضیح داده خواهد شد بر تغییر طول یك المان الكتریكی و در نتیجه تغییر مقاومت الكتریكی آن استوار است. در این فصل به معرفی اساس كار، آرایشهای مداری سنسور و نیز معیارهای انتخاب سنسور مناسب خواهیم پرداخت.

1-2: اساس كار سنسور S-G :

مقاومت الكتریكی هر المان فیزیكی متناسب با طول آن المان می‌باشد. یعنی  یا به طور دقیق‌تر  كه در آن L طول  المان و A سطح قطع آن می‌باشد. و اگر طول یك المان فیزیكی به هر دلیلی تغییر كند مقاومت الكتریكی آن دچار تغییر خواهد شد. این مطلب اساس كار سنسورهای S-G می‌باشد.

این سنسورها معمولاً به صورت چاپ شده می‌باشند. كه نمونه‌ای از آنها در شكل زیر نمایش داده شده است.