SPECIALIZAREA : ELECTRONICĂ APLICATĂ PROIECT DE DIPLOMĂ Coordonator științific Prof.dr.ing.Laurean Bogdan Absolvent Claudiu -Andrei Poenaru Sibiu… [613641]

UNIVERSITATEA „LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU
FACULTATEA DE INGINERIE

SPECIALIZAREA : ELECTRONICĂ APLICATĂ

PROIECT DE DIPLOMĂ

Coordonator științific
Prof.dr.ing.Laurean Bogdan Absolvent: [anonimizat]
2017

UNIVERSITATEA „LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU
FACULTATEA DE INGINERIE

SPECIALIZAREA : ELECTRONICĂ APLICATĂ

STAȚIE METEO CU
MICROCONTROLLER

Coordonator științific
Prof.dr.ing.Laurean Bogdan Absolvent: [anonimizat]
2017

Rezumat

În această lucrare voi prezenta pașii parcurși pentru realizarea unei stații meteo ce
permite afișarea datei , a orei, achiziționarea de valori ale temperaturii, umidității și presiunii
atmosferice.
Datele valorilor achiziționate se vor face prin intermediul microcontrolerului
ATMEGA328P. Programarea microcontrolerului se vă realiza cu ajutorul mediului de
programare Arduino IDE.
Component ele hardware ce vor fi folosite în cadrul lucrării sunt:

 Arduino UNO – utilizat pentru programarea microcont rolerului nostru
 BMP180 – senzorul de temperatur ă și presiune atmosferic ă
 DHT22 – senzorul de umiditate
 LCD 2004A – utilizat pentru afi șarea datelor

Sumarry

In this paper I present the steps to achieve a weather station that allows to display time
and date, the acquisition the values of temperature, humidity and pressure.
The acquired values will be made through the ATMEGA328P microcontroller.
Programming the microcontroller will be done using the Arduino IDE programming
environment.
The hardware components that will be used in the paper are:

 Arduino UNO – Used to program our microcontroller
 BMP180 – temperature and pressure sensor
 DHT22 – humidity sensor
 LCD 2004A – Used to display data

CUPRINS

CAPITOLUL I ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 3
INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 6
CAPITOLUL II ………………………….. ………………………….. ………….. Error! Bookmark not defined.
MONITORIZAREA CLIMEI ………………………….. ………………….. Error! Bookmark not defined.
2.1. Clima. Fenomene fizice ………………………….. …………………. Error! Bookmark not defined.
2.2. Senzori și sisteme senzoriale utilizare în monitorizarea climei Error! Bookmark not
defined.
2.2.1. Monitorizarea temperaturii ………………………….. ………. Error! Bookmark not defined.
2.2.2. Monitorizarea presiunii atmosferice ………………………. Error! Bookmark not defined.
2.2.3. Monitorizarea umidității ………………………….. ………….. Error! Bookmark not defined.
2.3. Microcontrollere ………………………….. ………………………….. . Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Structura hardware a microcon trollerului ……………….. Error! Bookmark not defined.
2.3.2. Programarea microcontroller ului ………………………….. . Error! Bookmark not defined.
2.4. Concluzii ………………………….. ………………………….. …………. Erro r! Bookmark not defined.
CAPITOLUL III ………………………….. ………………………….. ………… Error! Bookmark not defined.
PROIECTAREA UNEI STAȚII METEO ………………………….. ….. Error! Bookmark not defined.
3.1. Structura hardware a stației meteo ………………………….. …… Error! Bookmark not defined.
3.2. Monitozarea….. ………………………….. ………………………….. … Error! Bookmark not defined.
3.3. Programarea stației ………………………….. ………………………… Error! Bookmark not defined.
CAPITOLU L IV ………………………….. ………………………….. ………… Error! Bookmark not defined.
APLICAȚII ȘI EXPERIMENTE ………………………….. ………………. Error! Bookmark not defined.
CAPITOLUL V ………………………….. ………………………….. …………. Error! Bookmark not defined.
CONCLUZII FINALE ȘI CONTRIBUȚII ………………………….. …. Error! B ookmark not defined.
BIBLIOGRAFIA ………………………….. ………………………….. ……….. Error! Bookmark not defined.

Motivația si scopul lucrării

Motivatia alegerii acestei teme de diploma o constituie dorin ța de a utiliza o placa de
dezvoltare cu o gama larg ă de utiliz ări. Am ales Arduino deoarece :
 are o platforma open -source1
 prețul unui astfel de modul este mic
 poate fi folosit pe orice sistem de operare (Linux, Windows, MacOS)
 utilizarea acestuia este ușoară datorită interfeței user-friendly Arduino IDE
 bibliotecilor incorporare pentru simplificarea programului software

Lucrarea va fi folosită atât în scopuri personale dar și in scopuri didactice.
Obiectivul lucrării constă în realizarea unui sistem de achiziție de date care poate fi de folos
utilizatorului prin afișarea unor elemente meteorologice utile.

Aplicabilit atea lucrării

În cadrul acestei lucrări se dorește realizarea unui sistem de monitorizare și afișare a
datelor (oră, dată, temperatură, umiditate și presiune atmosferică). Una dintre aplicabilitățile la
care acest sistem poate fi utilizat este uzul casni c.

1 Program software dezvoltat de către o companie și oferit sub o licență liberă care garantează accesul utilizatorului
la codul sursă

CAPITOLUL I
INTRODUCERE

În perioada antică ideile privitoare la întâmplările atmosferice aveau caracter filosofico –
descriptiv și se refereau la evenimente cu caracter spectacular, mai ales manifestări extreme în
aspectul vremii și al climei.
Prima lucrare de „specialitate” ce se intitula „Meteorologica” aparținea lui Aristotel,
aceasta apare în secolul IV , anul 364 d. Hr.
Prin preajma anului 1953, Galileo Galilei inventează primul instrument meteorologic –
termometrul , acesta a folosit dilatația si contractia aerului dintr -un glob pentru a misca apa dintr –
un tub. Prin preajma perioadei respective, v iticultorii francezi din zona Bordeaux fac primele
observații referitoare la periodicitatea (ciclicitatea) climei.
După 1856 apare pentru pri ma dată problema de existenț ă a unor rețele de stații și posturi
meteorologice care să permită supravegherea unor teritorii cât mai vaste . După 31 de ani, in anul
1887 , se înființează Organizația Meteorologică Internațională (O.M.I.) care în 1951 devine
O.M.M2. În anul 1932 , Jacob Bjerkness realizează primul sistem de înscriere a datelor
meteorologice în cadrul hărților, ceea ce a făcut posibilă comunicarea între meteorologi.
În 1948 se cladeste primul ordinator științific, E.N.I.A.C3. cu ajutorul căruia s -a trecut la un nou
concept și noi metode ale prognozelor de vreme N.W.P4. (prognozele numerice).
Ceva mai tarziu se lansează primul satelit meteorologic T.I.R.O.S., cu ajutorul căruia se pun
bazele celui mai complet sistem de observare a atmosferei.

Figura 2. Prima imagine difuzată cu spațiul la TV a fost inregistrată de T.I.R.O.S

2 Organizația meteorologică mondială
3 Electronic numerical integrator and computer
4 Numerical Weather Prediction

În România , primele referiri cu privire la evenimente meteo -climatice extreme apar în
„Letopisețul Țării Moldovei”, aici, cronicarii Grigore Ureche și Miron Costin fac referiri la apele
mari din anul 1504. Dimitrie Cantemir în „Descripțio Moldaviae” – seceta, anul 1584
În a doua jumătate a secolului al XIX -lea, au fost făcute observații meteorologice regulate de
către chimistul Petru Poni la Iași. După acesta, au urmat o serie de observații efectuate de
intelectuali pasionați, care au înțeles rolul informațiilor meteorologice pentru economie.

Sunt cons emnate observații meteorologice conform următoarei cronologii:

– Iași (în anul 1770)
– București (începând cu 1773)
– Sibiu (începând din 1789)
– Cluj (începând cu 1833)
– Sulina (începând cu 1857)
– Giurgiu (începând cu 1863)
– Timișoara (începând cu 1874)
– Galați și la Brăila (începând cu 1878).

Între 18 și 30 iunie, anul 1884, Ștefan Hepites pune bazele Serviciului Meteorologic al
României , devenind una dintre cele mai vechi instituții cu caracter științific din România. Tot in
acelasi an, România, împreună cu alte țări, pune bazele Organizației Meteorologice Mondiale
(World Meteorological Organization – WMO).
În anul 1889 se înființeaza Serviciul de Măsuri și Greutăți , iar mai târziu a fost deschisă și o
secție de magnetism terestru și seismologie.

Rețeaua de stații si posturi meteorologice din România, A.N. M5.:

În țara noastră, activitatea de supraveghere și cercetare a atmosferei se desfășoară pe baza
unui sistem , capabil să facă posibilă măsurarea elementelor meteorologice, cuantificarea sau
efectuarea observațiilor, dar și pentru stabilirea calitativă a aerului pentru diferite spații
geografice. În cadrul acestui sistem, programele naționale A.N.M. sunt subordonate directivelor
O.M.M.
Primele stații meteorologice din România au început să funcționeze în secolul al XIX -lea, în anul
1859 înființându -se ast fel stația meteorologică de la Sulina în cadrul Comisiei Dunărene.
Câțiva ani mai târziu se înființează stații meteorologice în orașele :
– Bistrița, în anul 1864 ;
– Reghin – 1868 ;
– Baia Mare , Orșova – 1871 ;
– Târgu Mureș – 1878 ;
– Miercurea Ciuc, Timișoara – 1873 ;
– Odorhei în 1874 ;

5 Administrația Națională de Meteorologie

– Alba Iulia în 1875 , etc.

Între 1884 și 1904 se clădesc 66 de stații climatologice și 384 de posturi pluviometrice6 în
zona montană. Primul război mondial a dus la distrugerea unei părți din rețeaua stațiilor
meteorologice, produ cându -se astfel o întrerupere a datelor meteo pentru anii 1916 -1926. Stația
de la Sulina și cea de la Bucuresti -Filaret au fost singurele stații ce și -au păstrat continuitatea
observațiilor.
Într-o perioadă de un an de zile, între anii 1926 și 1927, are lo c o reorganiza re a rețelei de
stații meteorologice, fapt ce duce la reluarea activitati lor de observație .
Nouă an mai târziu după 1927, 30 de stații sinoptice, 180 de stații climatologice și 1100 puncte
pluviometrice își reiau activitatea. După cel de -al doilea război mondial, pe masivele montane
Rarău, Toaca, Lacauti, Vl ădeasa și Tarcu se înființează stații meteorologice.

Figura 3. Stația meteo Vlădeasa

În anul 1951, România asist ă ca membru fondator la primul Congres al Organizației
Meteorologice Mo ndiale, organizație specializat ă a ONU7.
Astăzi, in structura rețelei avem :
– 125 de stații cu program sinoptic;
– 123 stații cu program climatic ;
– 3 stații de radiosondaj8 (București – Baneasa, Constanta, Cluj -Napoca) ;
– 7 stații radar ( București , Constanta, Iași, Cluj -Napo ca, Oradea, Craiova, Timișoara) ;
– 23 de stații cu platforme pe ntru sondajul cu balonul pilot;
– 6 stați i cu program de radioactivitate;

6 Utilizate pentru determinarea cantității de precipitații atmosferice scăzute
7 Orgranizația Națiunilor Unite
8 Explorare a păturilor superioare ale atmosferei cu ajutorul unei sonde

– 55 de stații cu program agrometeorologic ;
– 8 stații cu program actinometric ;
– o stație pentru analiza datelor transmise de sateliții meteorologici si una pentru măsurarea
electricit ății (București – Afumați).

Stațiile meteorologice

,,O stație meteorologică reprezintă un ansamblu de clădiri și instalații aparținând rețelei
hidrometeorologice în care se fac observații directe asupra fenomenelor meteorologice , climatice
și hidrologice de bază și o prelucrare primară a datelor . “

Fig 4. Exemplu de stație meteorologica
Stația meteorologică de la Băneasa

Figura 5. Adăpost meteorologic

Adăpostul meteorologic este o construcție specială din lemn, menită să protejeze
instrumentele și aparatele meteorologice din interior împotriva radiațiilor solare, a precipitaților
atmosferice, a vântului, etc.
Constuctiv, acoperișul acestuia este dublu, pereții laterali sunt de f orma unor jaluzele inclinate la
un unghi de 45ș, înclinație ce permite aerului din interior să fie ventilat, podeaua acestuia este
compusă din două scânduri dispuse în cruce, peste care se așează o bucată de plasă de sârmă.
Adăpostul este vopsit în alb la exterior pentru a reflecta radiația solară, și în negru la interior
pentru a atrage radiația solară.
Ca regulă, poziționarea acestuia trebuie să fie pe un teren drept, la distanță de clădiri sau alte
surse ce pot influența datele achiziționate de senzori.

Instrumente meteorologice

– Termometrul – Este utilizat pentru măsurarea temperaturii aerului atmosferic;
– Barometrul – Se folosește la măsurarea presiunii atmosferice;
– Higrometrul – se folosește la masurarea umidității;
– Anemometrul – măsurarea vitezei vân tului;
– Giureta – se determină direcția și intensitatea vântului;
– Pluviometrul și pluviograf – pentru măsurarea precipitațiilor lichide, pe o anumită perioadă
de timp.

Modul de efectuare a observațiilor meteorologice si a masuratorilor la stații:

Pentru ca valorile măsurate din observațiile meteorologice să poată fi comparate între ele,
platformele meteorologice și instrumentația utilizată trebuie să corespundă unor cerințe universal
recunoscute. Astfel, O.M.M. a implantat o serie de măsuri pentru standardizarea instrumentelor

și metodelor de observații în toate țările care au aderat la această organizație. Aparatura trebuie
instalată în așa fel încât să nu se influențeze reciproc, să fie etalonată, astfel încât precizia
valorilor să fie cât mai mar e.
Observațiile meteorologice la stații asupra elementelor și fenomenelor meteorologice se
efectuează pe cale vizuală și pe cale instrumentală.

Nr.crt Categoria Interval de achiziție și transmitere a
datelor Tipuri de mărurători efectuate
1. Sinoptică Din 2 in 2 ore sau din 3 in 3 ore (ora
locală)
Măsurători asupra tuturor
elementelor meteorologice
2. Climati că Din 6 in 6 ore (1,7,13,19, ora locală)
3. Actinometric ă Ora 0, 6, 9, 12, 15, 18 (ora local ă) Măsurători pentru
determinarea componentelor
fluxului radiativ solar
4. Agrometeorologică Din 6 in 6 ore (1,7,13,19, ora locală) Măsurători asupra temperaturii
aerului si solului, umezelii
aerului, a rezervei de apa
accesibile plantelor,
fenometriei9, fenologiei10, etc.
5. Radar Din oră in oră Măsoară evolutia vremii și are
ca scop avertizarea producerii
unor fenomene periculoase
6. ATP11 La 6 sau la 12 ore Primesc informații
7. Cu program speci al La amiază, radioactivitatea și
electricitatea. Ozonul – interval de 3 ore
(9, 12, 15, ora locală) iar noxele de la o
jumătate de oră la o lună Se fac determinări asupra
electricității aerului, solului,
vegetației, concentrației de
ozon si noxe12

Tabelul 1 : Categorii de observații meteorologice și programul lor

9 Înălțimea și densitatea plantelor, grosimea tulpinii, lungimea și diametrul frunzelor etc.
10 Succesiunea fazelor de vegetație
11 Receptoare ale datelor transmise de catre sateliții m eteorologici
12 Impurități si gaze nocive ce au un impact negativ asupra oamenilor și asupra

CAPITOLUL II
MONITORIZAREA CLIMEI
2.1.Clima. Fen omene fizice

Clima poate fi definită ca fiind dinamica tuturor fenomenelor meteorologice din
atmo sferă dintr -un anumită locație sau regiune de pe glob, într -un interval riguro s de timp . În
funcție de repartiția diferită pe glob a radiației s olare, a uscatului și a apei, precum și a mișcărilor
maselor de aer, există: clima ecuatorială, clima subecuatorială, clima tropicală, clima
subtropicală, clima temperată, clima subpolară și clima polară.
Poziția relativă a Pământului față de soare împreun ă cu variația constituenților gazoși și a
aerosolilor din atmosferă determină schimbări în intensitatea și distrubutia căldurii la suprafata
terestră. Albedoul planetar definește masura în care energia solară primită este reflectată în
spațiu. O mare parte din albedoul planetar se datorează norilor.
Componentele geosistemului ce prin interactiune definesc starea climatică sunt:

 atmosfera;
 oceanul planetar;
 criosfera (zăpada, gheața marină și ghețarii continentali);
 litosfera (continentele);
 biosfera
Atmosfera are în compoziția sa gaze precum:
– azot – 78%
– oxigen – 21%
– dioxid de carbon, heliu, argon și neon – 1%

Amestecul de gaze formează patru straturi principale: troposfera, stratosfera, mezosfera și
termosfera. Troposfera este cel mai subțire și mai cald strat, acest lucru se datorează razelelor
solare ce se reflectă în suprafața Pământului și încălzesc aerul. Acest strat se termină la distanta
de aproximativ 12 km deasupra Pământului.
Pe măsură ce ne îndepărtăm de Pământ, temperatura aerului sca de treptat, la limita troposferei
fiind în jur de -55 de . Următorul strat ce se întinde până la inaltimea de 50 de km deasupra
Pamantului este stratosfera. La limita superioară a acesteia se află o concentrare crescută de
ozon, numită scut de ozon. Aici temperatura este mai ridicată decât în troposfera fiindcă razelor
ultraviolete sunt absorbite într -o mare parte de către ozon.
Mezosfera se întinde la 50 -70 km de Pământ, deasupra stratosferei. Deasupra acesteia este
mezopauza, stratul cel mai rece al atmo sferei (tempeatura este de aproximativ -90 ). În acest
strat se formează norii de gheață.
Termosfera se află la limita spațiului cosmic, acesta se află la o distanță de aproximativ 100

km de Pământ, fiind compusă din ionosferă și magnetosfera. În ionosfe ră radiațiile solare
produc o încărcare electrică a particulelor. Atunci când aceste particule încărcate se lovesc de
atmosferă, se poate forma un fenomen numit aurora boreală13. Ionosfera reflectă undele radio
folosite în telecomunicații. Deasupra ionosfer ei se află magnetosfera. Aceasta este limita
exterioară a câmpului magnetic al Pământului. Se comportă ca un magnet uriaș deoarece reține
particulele cu energie ridicată, ferind Pământul de ele. Termosfera are cea mai scăzută densitate
decât toate straturi le. Densitatea exprimă de fapt distanta dintre particulele aflate într -o materie.
Cu cât ne îndepărtăm de Pământ, densitatea va fi tot mai mică, adică distanta dintre moleculele
de gaz va fi din ce în ce mai mare. La suprafața Pământului moleculele sunt fo arte apropriate, iar
la marginea termosferei , foarte îndepărtate. Exosfera se afla la limita superioară a atmosferei,
aici, aerul are o densitate atât de mică, încât se trece în spațiul interplanetar fără o limită
evidentă.

Soarele joacă un rol important în sistemul climatic, emițând radiația solară care
încălzește Pământul. Energia solară în regiunile ecuatoriale este foarte puternică, intensitatea
radiațiilor solare începe să scadă către poli. Faptul acesta determina tipurile de circulație a
vânturilor și curenților oceanici, fapt pentru care dezvoltarea sistemelor climatice este
influențată.

Atmosfera are ca rol să mențină temperatura favorabilă vieții pe Pământ prin ecranarea
razelor dăunătoare ale Soarelui. Atmosfera acționează ca o "magazie" pentru diferite gaze și
particule datorită straturilor multiple din care aceasta este compusă . Atât modul în care aerul
circula dar și structura atmosferei au un efect considerabil asupra climei și a sistemelor climatice,
dar și asupra regimului de precipitații. Atmosfera Pământului are în componen ța sa 78% azot,
21% oxigen și 1% gaze .

Apa, indiferent de formă, are un rol complex asupra proceselor climatice. Cantitatea
medie de precipitații (zăpadă sau ploaie) pe care o zonă o primește este o componentă climatică
foarte importantă. Prin evaporare, a pa ajută la s căderea temperaturii suprafat ei, reflectă energia
solară (apă sub formă de nori sau straturi de gheață) și menține Pământul cald (prin vapori de
apă).Pădurile, deșerturile și munții pot influența atât clima globală cât și pe cea regională. Solul
se încălzește și se răcește mai repede decât apa, fapt ce afectează cursul curenților de aer și
formarea sistemelor climatice. Tipul de suprafață terestră influențează cantitatea de energie
solară care este reflectată sau absorbită de Pământ. Zonele albe, precum cele înzăpezite, reflectă
razele solare, în timp ce zonele întunecate absorb mai multă căldură.

Oceanele au ca acoperire aproximativ trei sferturi din suprafața Terrei. Apa se încălzește
și se răcește mai încet decât aerul, fapt ce reduce climatul din zonele de coastă. Curenții oceanici
joacă un rol important în distrubiurea căldurii pe glob prin punerea în mișcare a apelor reci către
ecuator și a celor tropicale către poli, astfel, oceanele influențează considerabil climatele
regionale. Oceanele sunt și un depozit important de carbon și joacă un rol important în absorbția
unei părți a dioxidului de carbon antropogenic.

13 Lumina polară

Efectul de seră este un proces natural prin care atmosfera terestră reține o parte din
energia trimisă de Soare către Terra. Efectul de sera este produs de gazele ce perm it radiației
solare să treacă prin atmosferă și să atingă Pământul dar captează o parte din radiația infraroșie
emisă de suprafața Pământului și de straturile inferioare ale atmosferei și o reemite în atmosferă.
Efectul se numește efect natural de seră și contribuie la creșterea temperaturii planetei cu
aproximativ 330 față de temperatura care ar fi înregistrată în absența gazelor cu efect de seră.
Aceasta face posibilă viața și existența organismelor vii în forma în care o cunoaștem noi azi.

Gazele cu e fect de seră : există cinci gaze care apar în mod natural ce provoacă efectul de
seră: metanul, protoxidul de azot și ozonul, dioxidul de carbon, vaporii de apă. Concentrația
acestor gaze în atmoferă este influențată de activitatea umană .

Vaporii de apă contribui e cel mai mult la efectul natural de seră. Cantitatea de vapori de
apă din atmosferă crește proportional cu temperaturile de la suprafața Terrei , dar fiind că
temperaturi mai ridicate măresc atât evaporarea cât și capacitatea aerului de a îngloba vapori de
apă (vaporii de apă execută un ciclu complet prin atmosferă destul de repede, aproximativ o dată
la opt zile în medie). Astfel, chiar dacă oamenii n u influențează direct și semnificativ cantitatea
de vapori de apă din atmosferă, temperaturile în creștere (datorate și activităților umane) vor
determina mărirea concentrației vaporilor de apă în atmosferă. Pe de altă parte, trebuie ținut cont
și de faptu l că suprafata norilor reflectă radiația solară înapoi în spațiu. În acest sens, albedoul –
reflectarea radiațiilor solare de către sistemul Pământ plus atmosfera sa – creează dificultăți în
efectuarea unor calcule exacte. Dacă, spre exemplu, calotă glacia ră s-ar topi, albedoul s -ar reduce
semnificativ. Întinderile de apă și vaporii de apă absorb caldura, în timp ce gheața și zapada o
reflectă.

Bioxidul de carbon este degajat în atmosferă prin arderea combustibililor fosili și a altor
materiale. Datorită p lantelor, el este parțial îndepărtat din atmosferă prin procesul de fotosinteză
și prin absorbția în oceane. Creșterea concentrației de dioxid de carbon din atmosferă este
considerată determinantă pentru tendința actuală de încălzire.

Metanul este mai ef icient în procesul de reținere a căldurii, ceea ce îl face un GES14
foarte puternic. Este degajat atunci când materia organică putrezește într -un mediu lipsit de
oxigen. Principalele surse de metan sunt mlaștinile, câmpurile de orez, procesele digestive
animale, extracția de combustibili fosili și deșeurile putrezite. Protoxidul de azot provine în
principal din soluri și oceane. O parte este degajată de arderea combustibililor fosili și a
materialului organic. Cultivarea terenurilor și utilizarea îngrășămint elor contribuie la creșterea
cantității de protoxid de azot din atmosferă. Este un gaz cu efect de seră puternic, prezent însă în
concentrații foarte mici.

14 Gaze cu efect de seră

Ozonul are un rol important în protejarea Pământului de razele ultraviolete ale Soarelui,
el se gă sește în stare naturală în stratosferă15. O mai mare parte a ozonului din troposferă16 este
rezultatul unor reacții chimice ce implică agenți poluanți. Rolul său în schimbările climatice este
semnificativ, complex și dificil de cuantificat.

Halocarburil e (sau cloroflorocarburile) reprezintă u n grup de substanțe chimice ce sunt
produse de oameni , acestea conțin halogeni și carbon , majoritatea având la bază clorul. CFC17-
urile sunt substanțe folosite la spray -uri, agenți de răcire și solvenți. Halocarburile au un impact
dăunător asupra stratului de ozon stratosferic.

15 Atmosfera superioară a Terrei
16 Atmosfera inferioară a Terrei
17 Cloroflorocarburi

2.2. Senzori și sisteme senzoriale utilizare în monitorizarea climei

Traductoarele sunt dispozitive capabile să capteze variația unui parametru din tr-un sistem
prin emiterea unui semnal specific ce este corelat cu mărimea parametrului respectiv.
Traductoarele au rolul de a transforma anumiți parametri ai sistemului in marimi de alta natura.
Parametrul de transformat formeaz ă semnalul de intrare al traductorului, iar cel transformat
semnal de ieșire.
Pentru a alege un sensor potrivit, trebuie să ținem cont de parametrii precum: greutatea,
dimensiunea, natura semnalului de ieșire, complexitatea lanțului de prelucrare a acestuia,
domeniul de măsurare, costul, gradul de protecție electrică, r ezoluția, repetabilitatea, precizia,
precum și sensibilitatea. În unele situații, definirea anumitor caracteristici (rezoluție, sensibilitate
și precizie) poate reprezenta o problemă deoarece senzorul poate avea unul sau mai multe
traductoare, la care se p ot adăuga circuite electronice de achiziție, prelucrare și evaluare a
semnalelor.
Există și senzori care funcționează pe baza unor principii diferite având caracteristici specifice
grupei din care fac parte.

Caracteristicile senzorilor :

 caracteristici ale mărimilor măsurate:
 intervalul de măsurare;
 domeniul de măsurare;
 timp de recuparare.
 capacitate de supraîncarcare;

 caracteristici electrice:
 natura semnalului (analogic sau digital);
 tensiuni de alimentare.

 caracteristici mecanice și constructive
 caracteristici ale influenței factorilor de mediu:
 influența umidității;
 influența temperaturii;
 influența accelerațiilor.
 influența vibrațiilor și șocurilor;

 caracte ristici în regim static:
 rezoluție;
 sensi bilitate;
 caracteristica statică histerezis;
 repetabilitate;
 prag de sensibilitate.

 caracteristici în regim dinamic:
 timp de răspuns;
 frecvența de rezonanță;
 caracteristica de frecvență.

 caracteristici funcționale (dimensiune, greutate și cost)
 caracteristici de flexibilitate și siguranță în funcționa re:

 timp de funcționare;
 grad de protecție electrică;
 protecție la condiții de climă.

Monitorizarea temperaturii
Temperatura este o mărimea neelectrică ce caracterizează gradul de încălzire al
corpurilor. În automatizări există o varietate de senzori folosiți datorită gamei largi de
temperatură care se măsoară . Scalarea și indicarea se face în °C, °F, °K. Senzorii deduc
temperatura din schimbări într -o caracteristică fizică, de regulă neliniară .[5]
Eroarea de măsură se datorează în primul rând defectelor de schimb de căldură între
senzor și mediu. Evaluarea erorii de masurare se face prin calculul raspunsului senzorului,
această eroare fiind cu atât mai mică cu cât conducția termică senzor -corp este mai mare. O altă
sursă de eroare poate să apară datorită curentului propriu care trece prin senzor (mai ales în cazul
traductoarelor parametrice) acesta du când la încălzirea senzorului.[5]
Efectele produse de temperatură asupra diferitelor corpuri cu care vin în contact direct
sau indirect sunt: dilatarea corpurilor, creșterea presiunii unui gaz (la volum constant), creșterea
volumului (la presiune constantă), modificarea proprietăților magnet ice în cazul unor materiale
magnetizabile, apariția și variația unei tensiuni electromotoare (pentru senzori activi), variația
intensității și a spectrului radiației emise de corp, precum și modificarea frecvenței de rezonanță
a materialului. [16]
Traductoa rele de temperatură care se folosesc în măsurări electrice sunt numeroase
datorită unei game largi de temperatură care se măsoară, cat și datorită preciziei de măsurare intr –
un anumit domeniu. Apare o eroare de măsură datorită schimbului de căldură dintre traductor și
mediu. Această eroare se evaluează prin calculul răspunsului dat de traductor. Eroarea este cu
atât mai mică cu cât conductanța temică traductor – corp este mai mare. Eroarea poate să apară și
din cauza încălzirii curentului propriu care trece prin traductor.
Traductoarele sunt numeroase și din cauza construcțiilor diferite în funcție de mediul în care
activează.

De asemenea, fenomenele care stau la baza funcționării traductoarelor sunt diversificate.
Conversia temperatură – mărime electrică pe care senzorul o face are la bază efectele produse de
câmpul termic asupra diferitelor materiale.
Traductoarele de temperatură se folosesc și pentru măsurarea indirectă a altor mărimi : debit,
viteză, valoarea e fectivă a tensiunii sau a curentului, presiuni joase.
Măsurarea temperaturii se poate face într -o zonă a unui corp solid, lichid sau gazos.

Există două metode de măsurare a temperaturii :

 măsurare a fară contact – se face cu un instrument optic prin car e se vizează zona de
măsurat. Energia pe care obiectul vizat o radiază este captată de aparat.

 măsurare cu contact – se face cu ajutorul unui captator detector sau sondă. Acesta se
plasează în locul unde urmează să se măsoare temperatura.

Măsurarea temperaturii aerului se face cu ajutorul termometrului meteorologic sau cu
ajutorul unor senzori. Termometrul funcționează pe baza unor proprietăți ale corpurilor lichide sau
solide de a -și mări sau micșora volumul în raport cu variațiile temice.
Există o largă varietate de senzori de temperatură pe piață în zilele actuale, inclusiv termocuple,
detector rezistiv de temperatură (RTD – Resistance Temperature Detector), termistori, infraroșu și
senzori semiconductori.
Detectorul rezistiv de tempera tură sau RTD este un dispozitiv de detectare a temperaturii a cărei
rezistență se schimbă cu temperatura. În mod obișnuit este construit din platină, deși dispozitivele
fabricate din nichel sau cupru sunt mai puțin frecvente, el poate avea mai multe forme diferite. Pentru
a măsura un RTD, se aplică un curent constant, se măsoară tensiunea rezultată și se determină
rezistența.

Figura 6. Resitance Temperature Detector (RTD)

Similar cu RTD, termistorul este un dispozitiv de detectare a temperaturii a cărei
rezistență se modifica odată cu temperatura. Cu toate acestea, termistoarele sunt realizate din
materiale semiconductoare. Rezistența se determină în același mod ca și la RT D, dar termistorii
produc o caracteristică de rezistență foarte neliniară față de curba de temperatură. Astfel, după
ani de funcționare a termistoru lui, în domeniul său de lucru v om avea o schimbare mare de
rezistență la o schimbare foarte mică a temperatu rii. Acest lucru face să fie un dispozitiv extrem
de sensibil.

Utilizarea și construcția termocuplurilor se face pe baza unor legi:
 Legea circuitului omogen : într -un circuit omogen (conductoare de aceeași natură) nu
apare tensiune electromotoare, indif erent de diferența de temperatură dintre diferite
puncte. Aceasta permite utilizarea unor conductoare de legătură. [1]
 Legea metalelor intermediare: într-un circuit izoterm (T = ct) nu se generează tensiune
termoelectromotoare indiferent de natura element elor care formează circuitul. Aceasta
permite ca lipirea conductoarelor să se facă cu un alt material, respectiv ca joncțiunea
rece să fie formată și din circuitul de măsurare, cu condiția ca elementele să fie la aceeași
temperatură. [1]
 Legea metalelor s uccesive: tensiunea termoelectromotoare generată de un termocuplu
format din conductoarele A și B este egală cu diferența tensiunilor termoelectromotoare
generate de termocuplele formate din conductoarele A și C respectiv C și B, cu condiția
ca diferența d e temperatură a joncțiunilor să fie aceeași. Pe baza acestei legi se face
etalonarea termocuplurilor.
 Legea temperaturilor intermediare: tensiunea termoelectromotoare obținută pentru
diferenta de temperatură T2 – T1 este egală cu suma tensiunilor termoele ctromotoare
obținute pentru diferențele de temperatură T2 – T3 și T3 – T1. Aceasta permite realizarea
corecțiilor la schimbarea temperaturilor de referință. T2 – T1 = (T2 – T3) + (T3 – T1). [1]

Monitorizarea presiunii atmosferice
Fluidele sunt caracterizate prin faptul că pot curge ușor. Din categoria fluidelor fac parte
lichidele și gazele. Deosebirile dintre lichide și gaze sunt:

 lichidele au o suprafață liberă, care la echilibru este plană și orizontală (iau forma vasului in
care sunt puse), iar gazele nu au această suprafață, ocupând tot volumul incintei in care sunt
introduse;
 lichidele sunt incompresabile, pe când gazele sunt compresabile.

Un lichid perfect este acela la care straturile se pot deplasa unele față de celelalte, fără freca re
și al cărui volum u poate fi comprimat., iar un gaz perfect este un gaz la care, pentru o anumită
cantitate, produsul dintre presiunea și volumul său este constant. Metodele de măsurare a presiunii
sunt adaptate fluidelor reale. [2]

Presiunea atmosferi că este presiunea exercitată de învelișul gazos din jurul pământului.
Presiunea atmosferică variaza o data cu altitudinea. Obiectele care se află pe pământ sunt supuse
acestei presiuni atmosferice. S -a ajuns astfel la necesitatea stabilirii unei presiuni a tmosferice de
referință față de care să se determine starea fizică a unui corp, aceasta numindu -se convențional
presiune normală.

La măsurarea presiunii sunt întâlnite mai multe situații:
 măsurarea presiunii în raport cu vidul absolut din care rezultă p resiunea absolută
 măsurarea diferenței de presiune față de cea atmosferică din care rezulta presiunea
relativă
 măsurarea diferenței de presiune față de o valoare re referință convențională aleasa de
utilizator, din care rezulta presiunea diferențială

Traductoare de presiune integrate

Senzorul și adaptorul sunt integrate într -un singur ansamblu. Avantajele acestora sunt:
domenii de presiune mari, precizie sub 1%, sensibilitate sub 0,5%, eroare de neliniaritate <0,1%,
alimentare cu tensiune continua, b andă largă de frecvențe, imunitate la șocuri și vibrațîî
mecanice, dimensiuni reduse, instalare și exploatare simplă, cuplare ușoară cu alte sisteme de
măsurare. [2]

Traductoare de presiune cu senzori elastici

Acestea conțin elemente elastice care conv ertesc presiunea în deformație elastică a unor
corpuri de formă specială. Senzorii utilizați sunt: tub simplu curbat, tubul spiral, membrana
simplă sau dublă și tip burduf.
Membranele sunt plăci elastice de grosime mică, de formă circulară, încastrate la
extremitate pe un contur. Sub acțiunea presiunii aplicate pe o față se produc deformații
măsurabile. Membranele spot măsura presiuni de la cățiva mm de apă până la sute de atmosfere.
După forma constructivă, membranele sunt plane și sferice.
Măsurarea umi dității

Umiditatea poate fi definită ca fiind cantitatea de vapori de apă ce este conținută într -un eșantion de
are. De asemenea, este o caracteristică destul de importantă a aerului, atât din punct de vedere
meteorologic, cât și din punct de vedere biocl imatic.
Umiditatea este caracterizată de următoarele mărimi:
 umiditatea absolută – care reprezintă cantitatea de vapori de apă care se găsește într -un metru
cub de aer; umiditatea absolută este maximă atunci când aerul este saturat cu vapori
 umiditatea relativă – care reprezintă mărimea ce indică cel mai bine gradul de saturație al
aerului cu vapori de apă; indică cât din cantitatea de vapori de apă necesară condensării se
află la un moment dat în atmosferă;

 umiditatea specifică – care reprezintă cantit atea de vapori de apă ce se găsește într -un kg de
aer; umiditatea specifică este maximă daca atmosfera este saturată cu vapori;

„Măsurarea umidității se face pe baza modificării unor proprietăți fizice, datorită umezelii.
Metodele de măsurare a umidității se bazează pe variația rezistivității, variația capacității sau variația
gradului de atenuare a microundelor.” [1]

MICROCONTRO LLERE

Un microcontroller (MCU) este un mic computer pe un singur circuit integrat care conține un
nucleu de procesare, memorie și periferice de intrare / ieșire. Memoria programului sub forma de
RAM Feroelectric, NOR flash sau OTP ROM, este de asemenea de multe ori inclusă in cip, precum
si o cantitate mica de memorie de access de tip RAM.
Microcontrollerele sunt proiectate pentru aplicații de tip embedded, în contrast cu
microprocesoarele folosite în calculatoarele personale sau alte aplicații de uz gene ral compuse din
diferite cipuri discrete.
Microcontrollerele sunt utilizate în produse și dispozitive controlate automat, cum ar fi
jucăriile, sistemele integrate, scule și unelte electrice, mașini de birou, sisteme de control de motoare
auto, dispozitive medicale etc. Datorita reducerii dimensiun ii și a costurilor în comparație cu un
dispozitiv care utilizeaza un microprocesor cu memorie și dispozitive de intrare / ieșire,
microcontrollerele sunt dispozitivele cele mai bune din punct de vedere și economic și digital.

Un microcontroller conține:

 o unitate centrala de procesare (CPU);
 memorie de tip ROM/PROM/EEPROM/FLASH și memorie RAM;
 porturi de intrare / ieșire;
 timere (numărătoare);
 sisteme de întreruperi;
 porturi seriale;
 ADC , etc.

Majoritate microcontrollerelor sunt realizate cu tehnologie CMOS. Prin această tehnologie
pot fi realizate structuri cu densitate mare de integrare, având un consum redus de material prim. Au
o logică înterna statică ce permite micșorarea frecvenței de ceas. Aceasta tehnologie CMOS are
imunitate la pertu rbații și se realizează pentru un domeniu mare de temperatură (Microcontrollerele
militare rezistă la sute de grade Celsius).

Schema bloc a unui microcontroller

Principalele componente ale unui microcontroler sunt:

2.3.1Unitatea de memorie
Memoria es te par tea microcontrolerului cu funcț ia de inmagazinare a d atelor.
Pentru a explica mai uș or putem face o analogie cu sertarele unui dulap mai mare. Dacă
presupunem că am marcat sertarele într -un asemenea fel încât să nu fie confundate, oricare din
conținutul lor va fi atunci ușor acce sibil. Este suficient să se știe desemnarea sertarului și astfel
conținutul lui ne va fi cunoscut în mod sigur.

Memoria constă din toate locațiile din memorie, și adresarea constăîn selectarea uneia din ele.
Aceasta înse amnă că noi trebuie să selectăm locația de memorie la un capăt, și la celălalt capăt
trebuie să așteptăm conținutul acelei locații. În afară de citirea dintr -o locație de memorie,
memoria trebuie de asemenea să permită scrierea în ea. Aceasta se face prin a sigurarea unei linii
adiționale numită linie de control. Vom dese mna această linie ca R/W (citește /scrie). Linia de
control este folo sită în următorul fel: dacă r/w=1, se face citirea, și dacă opusul este adevărat
atunci se face scrierea în locația de memorie. Memoria este primul element, dar avem nevoie și
de altele p entru ca microcontrolerul nostru să funcționeze.
2.3.2Unitatea de procesare central ă
Să adăugăm alte 3 locații de memorie pentru un bloc spec ific ce va avea o capabilitate
încorporată de înmulțire, împărțire, scădere și să-i mutăm conținutul dintr -o locaț ie de memorie
în alta. Partea pe care tocmai am adăugat -o este numită "unitatea de procesare centrală" (CPU).
Locațiile ei de memorie sunt numite regiștri.

Regiștrii sunt locații de memorie cu rolul de a ajuta prin executarea a variate operații
matemat ice sau a altor operații cu date unde se vor ga si datele. Avem două entități independente
(memoria și CPU) care sunt interconectate, și astfel orice schimb de informații este ascuns, ca și
funcționalitatea sa. Dacă, de exemplu, dorim să adăugăm conținutul a două locații de memorie
și întoarcem rezultatul înapoi în memorie, vom avea nevoie de o conexiune între memorie și
CPU. Mai simplu formulat, trebuie să avem o anumită "cale" prin care datele circulă de la un
bloc la altul.
2.3.3Bus -ul
Fizic, el reprezint ă un grup de 8, 16, sau mai multe fire. Sunt două tipuri de bus -uri: bus
de adresă și bus de date. Bus -ul de date este format din atâtea linii cât este cantitatea de memorie
ce dorim să o adresăm, iar celălalt este atât de lat cât sunt datele, în cazul nos tru 8 biți sau linia
de conectare. Primul servește la transmiterea adreselor de la CPU la memorie, iar cel de al doilea
la conectarea tuturor blocurilor din interiorul microcontrolerului.

Din punct de vedere funcț ional, situația s -a îmbunătățit, dar o nouă problemă a apărut de
asemenea: avem o unitate ce este capabilă să lucreze singură, dar ce nu are nici un contact cu
lumea de afară, sau cu noi! Pentru a înlătura această deficiență, să adăugăm un bloc ce conține
câteva lo cații de memorie al căror singur capăt este conectat la bus -ul de date, iar celălalt are
conexiune cu liniile de ie șire la microcontroler ce pot fi văzute cu ochiul liber ca pini la
componenta electronică.
2.3.4Unitate intrare -iesire
Aceste locații se mai numesc și "porturi". Sunt diferite tipuri de porturi: intrare, ie șire sau
porturi pe două -căi. Când se lucrează cu porturi, mai întâi de toate este necesar să se aleagă cu ce
port urmează să se lucreze, și apoi să se trimită date la, sau să se ia date de l a port.

Când se lucrează cu el portul se comportă ca o locație de memorie. Ceva este pur
șisimplu scris sau citit din el, și este po sibil de a remarca ușor aceasta la pinii microcontrolerului.
2.3.5Unitatea timer

Timerul este important pentru noi p entru că ne dă informația legata de timp, durată,
protocol etc. Unitatea de bază a timer -ului este un contor liber (free -run) care este de fapt un
registru a cărui valoare numerică crește cu unu la intervale egale, așa încât luându -i valoarea
după intervalele T1 și T2 și pe baza diferenței lor să putem determina cât timp a trecut. Acesta
este o parte foarte importantă a microcontrolerului al cărui control cere cea mai mare parte a
timpului nostru.

2.3.6Convertorul Analog -digital
Pentru că semnalele de la peri ferice sunt substanțial diferite de cele pe care le poate
înțelege microcontrolerul (zero și unu), ele trebuie convertite într -un mod care să fie înțeles de
microcontroler. Această sarcină este îndeplinită de un bloc pentru conver sia analog -digitală sau
de un convertor AD. Acest bloc este responsabil pentru convertirea unei informații despre o
anumită valoare analogică într -un număr binar și pentru a o urmări pe tot parcursul la un bloc
CPU așa ca blocul CPU să o poată procesa.

Astfel microcontrolerul est e acum terminat, și tot ce mai rămâne de făcut este de a -l pune
într-o componentă electronică unde va accesa blocurile interioare prin pinii exteriori. Imaginea
de mai jos arată cum arată un microcontroler în interior.

Tipuri de arhitecturi
Arhitectura influenteaza performantele globale, viteza operational a si structura memoriei
disponibile .
Blocurile componente ale microcontroller -ului sunt legate între ele printr -o magistrala
interna(bus). Magistrala vehiculeaza adrese le de date și semnale de control. Marimea acestor
magistrale constituie una dintre caracteristicile cele mai importante ale unui microcontroller.
Prin magistrala de adrese unitatea centrala de prelucrare (UCP) selecteaz ă o loca tie de memorie
sau un dispozitiv I/O, iar pe magistrala de dat e se face schimbul de informa tie intre UCP și
memorie sau dispozitivele I/O.
Între UCP și memorie sunt transferate atat date cat și instruc tiuni. Acestea se pot
transfera pe o singur a magistral a de date sau pe magistrale de date diferite.

Arhitectura von Neumann exista un singur bus folosit pentru circula tia datelor și a
instruc țiunilor. Cand un controller cu o astfel de arhitecturaadreseazamemoria, bus -ul de date
este folosit pentru a transfera codulinstruc tiunii, apoi pentru a transfera date. Accesul f iind
realizat în 2 pas i, estedestul de lent.

Arhitectura Harvard contine un bus separat pentru date și instruc țiuni.
Cand codul instruc tiunii se afl ape bus -ul de instruc tiuni, pe bus -ul de date se afl adatele
instruc tiunii anterioare. Structura MC este mai complexa, dar performan telede vitezasunt mult
mai bune.

Unitatea central aeste compus adin unitatea aritmetica șilogica(ALU) si din unitatea centrala de
procesare(CPU).
ALU este o unitate responsabila cu efectuarea operatiilor aritmetice s i logice asupra operanzilor
ce îi sunt furnizat i. ALU efectueaza functii aritmetice si logice intreun registru de lucru si alt
registru. Microcontrollerele PICmicro de la Microchip contin o unitate ALU de 8 biti si un
registru de lucru de 8 biti.

ALU poate efectua urmatoa rele operatii:
-insumare
-scadere
-operatii logice
-deplasare(shiftare)
Foarte important este timpul de execu tie al fiec arei opera tii pentru a aprecia dac atimpuln ecesar
procesa rii complete satisface cerin tele de timp ale aplica tiei.

CPU este cel responsabil cu aducerea instructiunilor corecte pentru executia si decodarea
instructiunilor. Tot el controleaza busul adreselor de memorie de date, busul adreselor de
memorie de program si accesul la stiva.

2.2.4 Dispozitive I/O
Dispozitivele I/O reprezi ntă un aspect foarte important atunci cand este vorba de
microcontroller -e, interes rezultat din însas i particularitatea unui microcontroller aceea de a
interac tiona cu mediul in procesul de control pe care il conduce.Dispozitivele I/O
implementeaz afunctii speciale degrevand unitatea centralade toate aspectele specifice de
comand a și control în func ția respectiv a.
Exista o varietate mare de dispozitive I/O; dispozitivele I/O conduc opera tii generale de
comunica tie (transfer serial sau paralel de date), func tii generale de timp (numa rare de
evenimente, generare de impulsuri), opera tii de conversie analog/numeric a, func tii de protec tie,
functii speciale de comand a. O parte din resurse acoperafunc tiile de control propriu -zis, iar o
parte asigur afunctiile necesa re aplica tiilor în timp real (sistemul de intreruperi, timer). Din
aceast amare varietate,o parte din dispozitive se g asesc in configura tia tuturor microcontroller
sau sunt foarte des întalnite, iar o alt aparte de dispozitive o reg asim doar în microcontrol lerele
construite pentru a optimiza aplica tii cu un grad mare de particularitate.
2.2.5 Modulul Timer
Natura aplica tiilor pentru care s -a nascut microcontroller -ul implic ao multitudine de func tii de
timp puse la dispozi tia utilizatorului prin module de timp numite timer. Un microcontroller este
echipat in mod obligatoriu cu un astfel de modul mai mult sau mai pu tin complex. Un sistem
timer obis nuit pune la dispozi tie un set de func tii implementate pe baza unui numara tor liber
central s i a unor blocuri fu nctionale pentru fiecare func tie in parte. Timer -ul are în structura sa,
dintre toate celelalte subsisteme, cei mai multi registrii. Toate funct iile unui timer pot genera
intreruperi independente. Fiecare are controlul propriu si propriul vector de întrer upere.
Modulele timer complexe sunt construite cu arii de num arare programabile (PCA). Pentru
aplica tii speciale în timp real s -au construit module timer cu unitate aritmetic a și logic aproprie.
Timer -ul este folosit pentru a ma sura timpul și pentru a gener a semnale cu perioade și frecven te
dorite. Timer -ele nu sunt doar circuite cu func tii de temporizare; în modulul timer sunt
implementate cateva mecanisme care pun la dispozi tia utilizatorului func tii specifice.
Mecanismul de comparare permite controlul uno r semnale de ies ire; mecanismul de
capturapermite monitorizarea unor semnale de intrare; numara toarele interne permit generarea de
referin te de timp interne, necesare în bucle de întârziere, multiplexarea diferitelor sarcini
software, ș.a. Timer -ul poate f i folosit practic pentru orice func ție de timp, inclusiv
generarea unor forme de und ă sau conversii D/A simple.

Functii specifice timer -ului:
-Captura la intrare – această funcție se bazeazăpe posibilitatea de a stoca valoarea numărătorului
principal la m omentul apariției unui front activ al unui semnal extern. Facilitatea permite
măsurarealățimii unui impuls sau a perioadei unui semnal. Facilitatea poate fi folosită și ca
referință de timp pentru declanșarea altor opera ții.

-Comparare la ieșire – se compar ă la fiecare tact valoarea numărătorului principal cu cea a unui
registru. Daca este egalitate intre valori, în func ție de programarea anterioară pot avea loc
următoarele evenimente: punerea in high a unui pin de ie șire, setarea unui flag într -un registru
sau generarea unei întreruperi pentru unitatea centrala. Func ția este folosit ă pentru a genera
întârzieri sau pentru a genera oform ă de undă cu valori dorite pentru frecvență și pentru factorul
de umplere .
– Intreruperi – într-un sistem există sarcini care trebuiesc executate periodic sau care nu permit
depășirea unuiinterval limit ă între doua execu ții. Aceste sarcini sunt lansate ca rutine detratare a
întreruperii generate de timer.
-Watchdog – aceast ă funcție este folosit ă pentru a reseta sist emul în cazul în care din erori de
programare ( bugs ) sauerori în desf ășurarea programului datorate perturba țiilor mediului,
registrulCOP nu este accesat într -un interval de timp prescris.
-Acumulare de pulsuri – este func ția folosit ă pentru a număra evenim entele ce apar într -un
interval de timp determinat sau pentru a măsura durata unui impuls.

2.3.7Configurația fizică a interiorului unui microcontroler

Liniile subțiri ce merg din interior către părțile laterale ale microcontrolerului reprezintă fire
conectând blocurile interioare cu pinii capsulei microcontrolerului. Schema următoare reprezintă
secțiunea centrală a microcontrolerului. [3]

2.3.8Schema microcontrolerului

Tipuri de memorii
ROM

Memoriile ROM (Read Only Memory) pot fi doar citite, informația stocată în acesta fiind
fixată în timpul procesului de fabricație. Avantajul acestor memorii este că ele sunt nevolatile,
programele și datele sunt în permanență în memoria principală, și nu e ste necesară încărcarea lor

de pe un suport extern. Dezavantajul este că operația de înscriere a conținutului în timpul
fabricației implică costuri fixe mari.

PROM
Memoriile PROM (Programmable Read Only Memory) sunt asemănătoare cu memoriile
ROM: ele sunt nevolatile și pot fi programate o singură dată. În acest caz însă procesul de
programare este electric, și poate fi realizat de un furnizor sau utilizator în funcție de necesități,
după încheierea procesului de fabricație.

EPROM

Memoriile EPROM (Erasab le Programmable Read Only Memory) sunt citite și scrise
prin metode electrice. Spre deosebire de memorile PROM, acestea pot fi programate de mai
multe ori. Înaintea unei operații de scriere, celulele de memorie trebuie șterse prin expunerea
circuitului la o lumină ultravioletă.
EEPROM

Memoria EEPROM ( Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory ), este un
tip de memorie folosită în calculatoare și alte echipamente electronice pentru a stoca date ce
trebuie să persiste și după întreruperea alimentări i cu curent .
Fiindcă au un număr limitat de programări/ștergeri, memoriile EEPROM sunt cel mai des
întâlnite ca memorii de stocare a datelor de configurație.

FLASH
Este un tip de memorie ce se aseamană cu memoria EEPROM, este adesea folosită în stocarea
informațiilor utilizatorului