Sistem Automat de Hranire Pentru Pesti

Sistem automat de hranire pentru pești

Rezumat

Lucrarea constă în realizarea și implementarea unui dispozitiv automat de îngrijire a viețuitoarelor subacvatice. Sistemul automat este cel mai eficace mod de a administra și controla activitatea subacvatică atât pe parcursul zilei cât și al nopții.

Aplicarea principiului se adresează celor pasionați de îngrijirea viețuitoarelor subacvatice și doresc în momentul achiziționării unui acvariu munca să le fie ușurată cu ajutorul unui sistem automat.

Așadar lucrarea observă aplicabilitatea unui astfel de sistem, dar și studiul pentru a vedea dacă într-adevăr acest sistem contribuie la îmbunătațirea calităților.

Pentru realizarea fizică a dispozitivului este necesară utilizarea mai multor domenii precum: mecanică, electronică și informatică. Pentru proiectarea dispozitivului au fost folosite metode moderne: modelare 3D și element finit folosind Catia V5.

Abstract

Lerem ipsum dolor sit amet conseqtuteur ipsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteur ipsum dolor sit amet conseqtuteur ipsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteur ipsum dolor sit amet conseqtuteur ipsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteur ipsum dolor sit amet conseqtuteur ipsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteur ipsum dolor sit amet conseqtuteur ipsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteuripsum dolor sit amet conseqtuteur

Cuprins

1. Introducere 6

1.1. Motivație 6

1.2. Metodica lucrarii 6

1.3. Obiective 6

2. Stadiul Actual 7

2.1. Introducere 7

2.2. Electronică digitală 7

2.2.1. Microcontrolere 7

2.2.2. Kituri rapide de dezvoltare 8

2.2.3. Ecran PiTFT 480×320 3.5" TFT+Touchscreen 11

2.2.4. Senzori 12

2.2.5. Motorul Pas cu Pas 13

2.3. Mecanică 18

2.4. Inginerie software 18

3. Arhitectura proiectului (Ce face?) 21

3.1. Intoducere 21

3.2. Modulul electronic 22

3.2.1. Raspberry Pi Model B+ 22

3.2.2. Senzor de temperatură 22

3.2.3. Motor pas cu pas unipolar cu 5 fire 22

3.2.4. Py Game 23

3.3. Programul de comanda 23

3.4. Ansamblul mecanic 23

4. Structura proiectului (Cum face?) 26

4.1. Introducere 26

4.2. Modulul electronic 26

4.3. Programul de comanda 26

4.4. Ansamblul mecanic 27

5. Rezultate obtinute 28

6. Concluzii și intenții (de dezvoltare) 29

7. Referințe bibliografice 30

8. Anexa 1. Schema electronica 31

9. Anexa 2. Cod sursa program microcontroller 32

Introducere

În ziua de astăzi din ce în ce mai multă lume este perocupată de întreținerea unui acvariu, dar desigur acest lucru este mai interesant dacă totul poate fi automatizat doar prin simpla apăsare a unui buton sau prin comanda la distanță.

Acest lucru este posibil prin programarea unui microcontroller, iar mai apoi datele să fie preluate prin intermediul unor senzori. Citirea automată a datelor elimină eroarea umană în privința corectitudinii datelor și crește viteza de culegere a informațiilor.

Produsul prezentat este realizat din panoul de comandă creat cu ajutorul microcontrollerului Raspberry Pi B+ și a displayului touchscreen PiTFT 480×320 3.5" TFT.

Caracteristica unică a acestui dispozitiv este faptul că alimentarea cu hrană se realizează cu ajutorul unui motor pas cu pas. Acesta este programat ca la un anumit interval de timp să se desplaseze un număr de pași pentru ca hrana să poată ajunge în acvariu prin intermediul cupei.

Senzorul de temperatură indică temepratura favorabilă, aceasta putând fi modificată în funcție de mediu la fel și luminozitatea din interiorul acvariului.

Dispozitivul devine și mai util dacă permite comanda la distanță, ușor adaptabilă diferitelor situații. Acest fapt se datorează routerului wireless. Prin crearea unei rețele, utilizatorul poate da diferite comenzi sau verifica starea viețuitoarelor subacvatice prin interfața care o sa îi fie afișată pe telefonul mobil.

Motivație

Lucrarea de față are ca scop dezvoltarea unui produs modern și de cea mai înaltă calitate prin controlul diferitelor componente. Dispozitivul este realizat pentru a satisface dorințele clienților și pentru a îndeplini cerințele acestora.

Metodica lucrarii

Trăim într-o societate în care oamenii sunt atrași de tot ceea ce înseamnă industrie automată. Este foarte important să se cerceteze și să se înțeleagă dorințele acestora pentru ca produsul realizat să poată avea succes pe piață.

Modul de funcționare, aspectul dar și caracteristicile dispozitivului au fost implementate în urma unui studiu privind cerințele clienților ceea ce duce la un succes în ceea ce privește achiziționarea acestuia.

Obiective

Obiectivul principal al acestei lucrări este realizarea unui produs complex și modern, dar care poate fi ușor modificat în momentul îmbunătățirii.

Stadiul Actual

Acest capitol face o prezentare a celor mai importante aspecte din domeniile vizate de teză, acestea fiind: microcontrolere, senzori, motoare pas cu pas și limbajul de programare folosit, Python.

Introducere

O soluție care duce la reducerea numărului de componente electronice este folosirea unui microcontroller. Prin definiție un microcontroller este un microcircuit ce incorporeaza o memorie și o unitate centrală (CPU) împreună cu resurse care-i permit interacțiunea cu mediul exterior. Din categoria microcontrollelor fac parte Arduino și Raspberry Pi. Pentru proiectarea pieselor electronice, ingineria mecanică a început cu desenarea schițelor pe hârtie apoi a evoluat cu modelarea 3D. În ziua de astăzi inginerii și arhitecții se folosesc de softuri speciale cum ar fi: Catia, Solidworks, Solidedge, Autodesk Inventor, AutoCAD, etc pentru a realiza atât modelarea 3D a pieselor cât și a subansamblelor și ansamblelor.

Electronică digitală

Microcontrolere

Un controller, poate fi definit ca fiind o structură electronică destinată controlului unui proces sau a unei interacțiuni caracteristice cu mediul exterior, dar care nu necesită intervenția operatorului uman. Primele controlere foloseau atât componente electronice discrete cât și componente electromecanice. Din cauza faptului că au fost realizate pe baza logicii cablate și a electronici analogice complexe, controlerele aveau dimensiuni mari, fiabilitate scăzută și un consum energetic mare. Acest fapt a dus la apariția microprocesoarelor, reducându-se astfel dimensiunile, costurile de achiziționare și o îmbunătățire a fiabilității.

Putem defini astfel un microcontroler ca fiind un microcircuit ce incorporeaza o memorie și o unitate centrală (CPU) împreună cu resurse care-i permit interacțiunea cu mediul exterior.

Schema simplificată a unui microcontroller

Avantajul pe care îl constituie utilizarea unui microcontroler este faptul că se reduce numărul componentelor electronice precum și costul dezvoltării și proiectării unui produs. Pentru că utilizarea lor este de foarte multe ori sinonimă cu ideea de control, microcontrolerele sunt utilizate masiv în robotică și mecatronică. Printre multele domenii unde utilizarea lor este practic un standard industrial se pot menționa: în industria de automobile (controlul aprinderii/motorului, climatizare, diagnoză, sisteme de alarmă, etc.), în așa zisa electronică de consum (sisteme audio, televizoare, camere video și videocasetofoane, telefonie mobilă, GPS-uri, jocuri electronice, etc. ), în aparatura electrocasnică (mașini de spălat, frigidere, cuptoare cu microunde, aspiratoare), în controlul mediului și climatizare (sere, locuințe, hale industriale), în industria aerospațială, în mijloacele moderne de măsurare – instrumentație (aparate de măsură, senzori și traductoare inteligente), la realizarea de periferice pentru calculatoare, în medicină.

În momentul achiziționării unui microcontroler (sau a unei familii de microcontrolere) folosit pentru dezvoltarea unei aplicații de tip “embedded system” trebuie luate in considerare anumite aspecte:

Costurile aplicatiei: producție mică/medie sau de masă;

Caracteristicile fizice: viteza de prelucrare, memoria necesară, resursele necesare;

Conectivitatea: porturi seriale asincrone, tipuri de magistrale seriale sincrone;

Tipul de dezvoltare al aplicației: limbajul de programare ales;

Kituri rapide de dezvoltare

MPLab IDE este un program software care rulează pe un PC pentru a dezvolta aplicații pentru microcontrollerele Microchip și de semnal digital. Este numit IDE (Integrated Development Environment) deoarece acesta oferă un singur mediu integrat pentru a dezvolta codul pentru microcontrollerele embedded.

Microchip oferă soluții pentru întreaga gamă de microcontrollere de 8, 16, 32 biți. Au o arhitectură puternică, tehnologii de memorie flexibile, o documentație tehnică completă fapt pentru care sunt distribuite la nivel mondial.

În acest moment microcontrolerul Arduino este furnizat cu IDE și de asemenea cu biblioteci ce au fost proiectate pentru ușurința de utilizare și pentru a asigura suportul celor care nu au bazele unui programator. Dupa instalarea microcontrolerului se pot realiza în primă fază aplicații cu LED-uri care clipesc și de asemenea se poate citi cu ușurință senzori de temperatură.

Pe de altă parte Raspberry Pi nu este integrat cu un IDE oficial, dar ca și limbaj de programare se poate folosi Python.Datorită faptului că bibliotecile există, permite mult mai mult decât ceea ce se poate face cu ajutorul Arduino IDE.Limbajele care mai pot fi utilizate sunt C/C++ sau orice alt limbaj, existând chiar și biblioteci care încearcă să recreeze sistemul Arduino. Software-ul Arduino este creat într-un limbaj similar cu C++, care mai apoi este compilat pe PC-ul pe care rulează IDE și apoi descărcat prin USB.

Momentan Raspberry Pi rulează Linux, dar pentru dezvoltare se poate atașa un monitor, tastatură și mouse. Datorită sistemului de operare Linux, Raspberry Pi beneficiază de un mediu de dezvoltare mult mai puternic și mai flexibil.

Arduino

Arduino (Figura 1.) poate fi definit ca fiind un microcontroler care are ca și scop aplicarea de obiecte interactive sau medii mai accesibile. Referitor la partea hardware, constă dintr-un open-source hardware bord proiectat în jurul unor 8-bit Atmel AVR microcontroler sau 32-bit Atmel AVR. În acest moment, microcontrolerele Arduino dispun de:

Interfață USB;

6 pini de intrare analogice;

Ace de 14 I/O digitale;

Arduino

Arduino și Raspberry Pi arată destul de asemănător, diferența este acea că Arduino este un microcontroler nu un mini-calculator. Deși Arduino poate fi programat cu aplicatii-C, C++, nu se pot rula o scară de "sistem de operare", completă, Raspberry Pi pe de altă parte, este un computer.

Raspberry Pi

Raspberry Pi poate fi definit ca fiind un SBC (Single-Board Computer), produs în UK de către fundația Raspberry Pi, având dimensiunea unui card de credit și a fost conceput cu scopul de a promova învățarea noțiunilor de bază din domeniul informaticii în școli. Prima generație Raspberry Pi este modelul Raspberry Pi 1 (Figura 2.), dar acesta a fost înlocuit cu Raspberry Pi 2 modelul B (Figura 3.) apărut în Februarie 2015. Comparativ cu Raspberry Pi 1 acesta dispune de:

900 MHz quad-core ARM Cortex-A7 CPU;

1GB RAM;

La fel ca și Pi 1, modelul B are de asemenea:

4 porturi USB;

40 de pini GPIO;

Port HDMI;

Port Ethernet;

Camera CSI;

Display DSI;

Micro SD card slot;

Raspberry Pi 2 are o forma identică cu precedenta Pi 1 și de asemenea au compatibilitate completă între ele.

Raspberry Pi 1

Raspberry Pi 2 modelul B

Puncte tari și puncte slabe:

Arduino este cea mai populara platformă pentru proiecte electronice;

Este ideal pentru lucrul cu prototipuri;

Permite comunicarea cu un computer cu ajutorul portului USB și oferă acces la toate caracteristicile;

Deoarece Raspberry Pi este un mini calculator, acesta necesită un sistem de operare;

Stocarea este asigurată de un card micro-SD în timp ce Ethernet-ul permite crearea de rețele;

Ecran PiTFT 480×320 3.5" TFT+Touchscreen

PiTFT 480×320 3.5" TFT+Touchscreen (Figura 4.) este un mic display touchscreen care are o compatibilitate foarte bună cu Raspberry Pi.Este proiectat pentru a se potrivi foarte bine cu modelul A și modelul B, dar de asemenea funcționează foarte bine cu modelul B+. Avantajul acestui display este faptul că este complet asamblat și poate fi atașat la Raspberry Pi. Caracteristici:

SPI (serial peripheral interface)

Compatibilitate Pi A, B, B Plus;

Rezoluție 480X320 pixeli;

16 biti de culoare;

De decupat fundalul negru.

Senzori

În dicționarele din anii '70 nu se gasește noțiunea de „senzor”. Acesta a apărut odată cu dezvoltarea microelectronicii, împreună cu alte noțiuni de mare impact, cum ar fi cele de „microprocesor”, „microcontroller”, „transputer”, „actuator” etc., adăugând o noțiune nouă unei terminologii tehnice având o anumită redundanță. Cele mai multe elemente tehnice sunt încadrate în noțiunea de „traductor” acesta fiind un dispozitiv care convertește efecte fizice în semnale electrice, ce pot fi prelucrate de instrumente de măsurat sau calculatoare. În unele domenii, în special în sfera dispozitivelor electro-optice, se utilizează termenul de detector (detector în infraroșu, fotodetector etc.).

Un senzor (Figura 5.) poate fi definit ca fiind un dispozitiv tehnic care reacționează calitativ sau cantitativ prin propriile mărimi măsurabile, la anumite proprietăți fizice sau chimice ale mediului din preajma lui. Ca și parte componentă a unui sistem tehnic, senzorul poate măsura: umiditatea, temperatura, presiunea, accelerația, forța, radiațiile, intensitatea sonoră, luminozitatea, etc. Cuvântul senzor provine din latină sensus = simț.

Senzorul măsoară o cantitate fizică (masa, presiune, temperatura, umiditate, etc) și o transformă  într-un semnal care poate fi citit de către un observator printr-un instrument sau poate fi prelucrat. Există două tipuri de senzori:

activ: consumator de energie, de exemplu radar (măsurarea distanțelor prin emitere de radiații electromagnetice)

pasiv: de exemplu fotorezistența cu care se poate măsura intensitatea luminii incidente.

Funcționalitate senzor

Motorul Pas cu Pas

Descriere generală

Motorul electric pas cu pas este un convertor electromagnetic care realizează conversia impulsurilor de comandă aplicate fazelor motorului într-o mișcare de rotație ce constă din deplasări unghiulare discrete, de mărime egală și care reprezintă pașii motorului.

Pentru ca motorul sa aibă o funcționare corectă, numărul pașilor efectuați trebuie să corespundă cu numărul impulsurilor de comandă aplicate înfășurărilor motorului.

După felul în care sunt conectate înfășurările, motoarele pas cu pas, pot fi bipolare sau unipolare.

În cazul motoarelor pas cu pas care au comandă bipolară cele două bobine sunt permanent alimentate, cuplul ce se obține are valoarea optimă.

În cazul motoarelor pas cu pas care au comandă unipolară una dintre cele două bobine este alimentată, cuplul este mai mic dar comanda este mai simplă.

O regulă de bază a motoarelor este cea a numărului de fire, astfel: cu 4 fire poate fi conectat doar bipolar, iar cu 5 fire unipolar. Motorul pas cu pas care poate fi conectat atât bipolar cât si unipolar este cel cu 6 sau 8 fire (Figura 6.).

Conectare motor pas cu pas.

Pentru că sunt mai ușor de folosit decât celelalte tipuri de motoare (motoarele de curent continuu sau motoarele de curent alternativ asincrone și sincrone) motoarele pas cu pas au anumite avantaje:

în momentul în care bobinele sunt alimentate motorul are moment maxim în poziția oprit;

poziționare precisă, cu o eroare de 3-5% la un pas, care nu se cumulează de la un pas la altul;

contine o gamă foarte largă de viteze de rotație;

se pot obține viteze foarte mici cu sarcina legată direct pe axul motorului;

fiabilitate excelentă deoarece nu există perii de contact la motor;

durata de funcționare depinde de rulment;

dar există și unele dezavantaje:

la viteze foarte mari controlul este destul de greu;

în cazul unui control deficitar poate apărea rezonanța;

O clasificare reprezentativă a motoarelor pas cu pas ar fi clasificarea lor în :

motoare pas cu pas cu reluctanță variabilă;

motoare pas cu pas cu magnet permanent;

motoare pas cu pas hibride.

Motoare pas cu pas cu reluctanță variabilă

Acest tip de motor este cunoscut de foarte mult timp. În Figura 7. este prezentată o secțiune printr-un motor pas cu pas cu reluctanță variabilă. Ca și elemente, motorul este alcătuit dintr-un rotor și un stator, fiecare cu număr diferit de dinți. Diferența dintre un motor pas cu pas cu reluctanță variabilă și un motor cu magnet permanent este aceea că motorul cu magnet se poate învârti mult mai ușor, în momentul rotirii rotorului cu mâna. Rotorul este construit din fier moale nemagnetizat cu dinți și sanțuri. Statorul motorului este alcătuit dintr-un miez magnetic construit din lamele din oțel.

Motor pas cu pas cu reluctanță variabilă

Motoare pas cu pas cu magnet permanent

În ceea ce privește principiul de funcționare al motorului pas cu pas cu magnet permanent este simplu și constă în reacția dintre rotorul din magnet permanent și un câmp magnetic creat de stator. În Figura 8. este prezentat statorul motorului cu bobinele și polii acestuia precum și statorul din magnet permanent.

Statorul motorului

În funcție de modul de conectare al bobinelor, motoarele pas cu pas cu magnet permanent pot fi de mai multe tipuri:

motoare pas cu pas cu magnet permanent unipolare;

motoare pas cu pas cu magnet permanent bipolare;

motoare pas cu pas cu magnet permanent multifază (sunt mai rar întâlnite).

Motoarelor pas cu pas cu magnet permanent sunt cel mai des întâlnite.

Motoare pas cu pas hibride

Motoarele pas cu pas sunt cele mai des utilizate și răspândite tipuri de motoare. La început au fost create ca motoare sincrone cu magnet permanent de viteză mică. Ele sunt o combinație dintre un motor cu reluctanță variabilă și un motor cu magnet permanent, de unde și denumirea de motoare hibride.

Motorul hibrid este alcătuit dintr-un rotor format din doi poli separați de un magnet permanent axial, cu dintele opus deplasat față de dintele corespunzător cu o distanță egală cu jumătate din înălțimea unui dinte pentru a permite o rezoluție mai mare la pășire (Figura 9.).

Motor hibrid

Cererea tot mai mare de motoare pas cu pas cu performanțe remarcabile și un zgomot redus a dus la apariția a două tipuri de motoare hibride:

motoarele hibride cu 2 (4) faze – folosit în aplicații obișnuite;

motoarele hibride cu 5 faze – folosite în aplicații speciale deoarece oferă următoarele avantaje față de alte tipuri de motoare: rezoluție mare, zgomot mic în timpul funcționării, moment de reținere mic.

Deși toate aceste avantaje fac din el un motor foarte performant, acest lucru atrage după sine și un cost semnificativ mai mare al driver-elor. Deci în alegerea unui motor pas cu pas, de orice tip ar fi el, trebuie să se țină cont în primul rând de cerințele aplicației în care va fi folosit și în al doilea rând, de prețul motorului.

Secțiuni transversale prin motoare hibride cu 2, 3 și 5 faze

Pentru motoarelor pas cu pas hibride un număr de faze mai mare însemna un cost mai mare. Pentru a scădea numărul de faze ale motorului s-a implementat tehnologia de conducere sinusoidală în 3 faze. Odată cu implementarea acestei tehnologii s-a redus costul de producție, rezoluția motorului (numărul de pași/rotație) fiind determinată de numărul de perechi de poli în rotor. Momentan cel mai răspândit tip de motor pas cu pas hibrid este cel cu 3 faze. Odată cu progresul tehnologiei de conducere un motor cu 3 faze poate egala, din punct de vedere al performanțelor, un motor cu 5 faze.

Mecanică

Modelarea componentelor mecanice se realizează prin proiectare asistată de calculator sau CAD (Computer Aided Design). Realizarea unei piese 3D începe de obicei cu o schiță 2D care trebuie cotată si constrânsă în funcție de cerințe. Una din aplicațiile care stau la baza realizării acestor piese este Solidworks care în prezent este folosit de peste 2 milioane de ingineri și designeri la diferite companii. Un adevărat competitor al acestui software este Catia (Computer Aided Three Dimensional Interactive Apllication), scrisă în limbajul de programare C++, devine baza suitei software Dassault Systemes.

Inginerie software

Pentru a putea comunica unui calculator metoda de rezolvare a unei probleme se utilizează un limbaj de programare. Limbajul de programare pune la dispoziția utilizatorului o sintaxă care conține datele cu care lucrează programul care se dorește a fi realizat și instrucțiunile ce trebuiesc executate pentru a rezolva respectiva problemă. C este un limbaj de programare dezvoltat de Ken Thompson și Dennis Ritchie în anul 1970. A fost creat cu scopul de a scrie nucleul sistemului de operare UNIX. Ca orice alt limbaj de programare, limbajul C are propriul său alfabet și propriile sale simboluri. Scopul principal pentru care a fost creat acest limbaj de programare a fost acela de a scrie programele mari mai ușor și cu mai puține erori. Un exemplu de program apărut în cartea lui Brian Kernighan și Dennis Ritchie devine program introductiv pentru majoritatea limbajelor de programare. În urma rulării programului acesta v-a afișa mesajul „Hello, World!”.

Program introductiv C

În ceea ce privește sintaxa, acesta stă la baza limbajelor de programare C++, Python, Java, Java Script, etc. Astfel în anul 1990, Bjarne Stroustrup pune bazele dezvoltării limbajului de programare C++, acesta devenind unul dintre cele mai utilizate programe chiar și în ziua de astăzi. Programul introductiv se îmbunătățește prin modificarea structurii.

Program introductiv C++

Python este un limbaj de programare creat în anul 1989 de catre programatorul olandez Guido Van Rossum. Acesta este folosit de către companii precum Google și Yahoo pentru programarea aplicațiilor web. În ziua de astăzi se lucrează la îmbunătățirea limbajului de programare, implementarea de bază a acestuia fiind CPython, scrisă în C. Odată cu dezvoltarea lui, acesta ajunge să fie folosit de către programatori specializați și chiar și la predarea limbajului în unele medii universitare. Din aceleași motive, multe sisteme bazate pe Unix, inclusiv Linux, BSD și Mac OS X includ din start interpretatorul CPython.Spre deosebire de limbajul de programare C, sintaxa codului în Python este mult mai clară și simplificată.

Program introductiv Python

În ceea ce privește partea software acest limbaj se bazează pe tipul object-orient. Un avantaj al acestui limbaj de programare este acela că există o multitudine de biblioteci standard de metode ce permit lucrul cu fișiere, arhive, fișiere XML.

În anul 2000, Python se dezvoltă foarte mult ceea ce permite rularea aplicațiilor la o viteză mult mai mare. Modulele (bibliotecile) Python pot fi de asemenea scrise în C, compilate și importate în Python pentru a mări viteza de procesare.

Arhitectura proiectului (Ce face?)

[Rezumatul capitolului:]tori eptiepr otrieăpetiertpoitw ăreotiwre tăreoptir etăpoeti erătpoirew tăeorit wreătpoi retăpoeir tăeorpti rweătopi retpăoire tpăoeri tăpeorit rweăo4pti wreătpoiwer tăpoeti weră4tpowieărp

Proiectul vazut din afară. Ce face si cum trebuie utilizat. (Ca un help)

Introducere

Modelul Raspberry Pi B+ este o versiune îmbunătățită a modelului Raspberry Pi B. Îmbunătățirea constă în partea hardware care a fost reordonată într-un aspect mai logic.

Diferența dintre modelul Raspberry Pi B și Raspberry Pi B+ (Figura 12.) este aceea că Raspberry Pi B+ are o serie de îmbunătățiri și noi caracteristici:

Conectivitate sporită

Îmbunătățirea consumului de energie;

Îmbunătățirea IO;

Mai mic și mai ușor;

Raspberry Pi B și Raspberry Pi B+

Modulul electronic

Raspberry Pi Model B+

Am ales să folosesc modelul Raspberry Pi B+ deoarece este un microcontroler ușor de utilizat si poate fi implementat cu ușurință un program. Datorită porturilor USB am putut atașa o tastatură pentru a lucra mai ușor.

Senzor de temperatura

Motor pas cu pas unipolar cu 5 fire

Pentru acest proiect de diplomă motorul folosit este unipolar cu 5 fire. Motorul conține 2 bobine identice. Ambele bobine conțin cate un racord central (un fir ce iese din bobină), iar pentru a putea face identificarea separată a bobinelor trebuie atinse firele terminale. Racordul central poate fi identificat prin măsurarea rezistenței cu un ohm-metru, care poate măsura rezistențe mai mici de 10 ohm.

Motor unipolar cu 5 fire

În momentul în care curentul străbate o bobină, aceasta produce un câmp magnetic care atrage rotorul magnet ce este conectat pe axul motorului. Funcția principală a motorului pas cu pas este de a influența rotorul prin inversarea direcției curentului care trece prin bobine secvențial. Pentru a realiza inversarea curentului, motorul se folosește de racordul central legat la plusul sursei, iar unul din cele două terminale este dus la masă pentru a putea face curentul să se miște într-o direcție. La masă se găsește și celălalt terminal pentru a putea fi realizată inversarea curentului. Cu toate că doar jumătate din bobine au energie, curentul poate circula în ambele direcți. Terminalele nu se duc la aceeași masă deoarece bobinele ar avea energie și s-ar pierde din putere.

Py Game

PyGame este un modul al limbajului de programare Python conceput pentru a crea jocuri. Acesta include biblioteci de sunet și grafică pe calculator care pot fi utilizate cu limbajul de programare Python. Biblioteca Simple Directmedia Layer (SDL) permite dezvoltarea în timp real a jocurilor pe calculator.

Programul de comanda

Ce face programul care ruleaza pe PC

Imagini cu interfata!

Interfata programului de comanda. Imediat dupa pornire.

Ansamblul mecanic

Catia (Computer Aided Three Dimensional Interactive Application) este un program de proiectare asistată de calculator, tridimensional, interactiv și parametrizat.

Realizarea programului a început după 1970 și inițial a fost conceput pentru dezvoltarea avioanelor de luptă cu reacție. În ziua de azi, este folosit în toate industriile existente datorită facilităților de vârf oferite: modelarea parametrică, modelarea de suprafețe, modelarea de ansambluri.

Programul are o interfață grafică prietenoasă cu utilizatorul, ușor de personalizat, lucru benefic în sortarea varietații mari de comenzi disponibile fiecărei sesiuni de lucru.

Interfața programului de proiectare Catia

Modelare 3D Raspberry Pi

Componente Raspberry Pi

Componenete Raspberry Pi

Structura proiectului (Cum face?)

Proiectul vazut in detaliu. Paragraf cu rezumatul capitolului.

Introducere

(studii, relații utilizate, calcule, modele, proiectarea experimentelor, desfășurarea cercetărilor experimentale, colectarea-achiziția rezultatelor, analiza rezultatelor și concluzii, realizarea unor produse software, realizarea unor pagini web, proiectarea asistată a unor echipamente, realizarea unor analize și simulări ș.a.m.d.)

Modulul electronic

Schema electrica motor pas cu pas

Calcule (daca este cazul)

Modul de operara a unor componente “mai speciale” e.g. Senzorul de temp. (informații preluate din datashhet si traduse)

Parti din codul de program al microcontroller-ului. E.g. comunicatia serial cu calc. / comunicatia pe retea!

Dupa cum este prezentat in si , „un controler ("controller" – un termen de origine anglo-saxonă, cu un domeniu de cuprindere foarte larg) este, actualmente, o structură electronică destinată controlului unui proces sau, mai general, unei interacțiuni caracteristice cu mediul exterior, fără să fie necesară intervenția operatorului uman.”

Primele controlere au fost realizate în tehnologii pur analogice, folosind componente electronice discrete și/sau componente electromecanice (de exemplu relee). Cele care fac apel la tehnica numerică modernă au fost realizate inițial pe baza logicii cablate (cu circuite integrate numerice standard SSI și MSI ) și a unei electronici analogice uneori complexe, motiv pentru care "străluceau" prin dimensiuni mari, consum energetic pe măsură și, nu de puține ori, o fiabilitate care lăsa de dorit.”

Programul de comanda

Screenshot-uri (mai putine sau deloc).

Bucati din cod – explicate. Modulele mai mimportante.

Retul codului in anexa!

Ansamblul mecanic

Rezultate obtinute

Concluzii și intenții (de dezvoltare)

(Se pot pune si separat 6.1. Concluzii si 6.2. Intentii)

Tot ceea ce v-ati propus sa realizati in Cap1 ati reusit sa implementati.

Daca nu – De ce? Pentru ca altii sa nu repete greselile mele!

NIMIC NU SE PIERDE!

Anexa 1. Schema electronica

Anexa 2. Cod sursa program microcontroller