کنترل دمای هیتر با استفاده از کنترل کننده PID با میکروکنترلر AVR

بهترین مثال برای روشن شدن این قضیه کنترل دمای یک هیتر می باشد که در پروتیوس هم این هیتر برای شبیه سازی وجود دارد. همانطور که می دانیم وقتی که ما هیتر را روشن می کنیم عوامل زیادی در دمای آن نقش دارند مثلا هیتر در فضای باز قرار دارد یا در فضای بسته و یا اینکه اندازه ابعاد اتاق چقدر است و ... خلاصه وقتی ما سیگنالی به هیتر اعمال می کنیم دما کم کم شروع به بالا رفتن می کند بعد از مدتی دیگه با اعمال تعدادی پالس مشخص دما به صورت تناسبی بالا نمی رود و می بینیم که دما به طور چشمگیری خود به خود بالا می رود و کنترل آن از دست ما خارج می شود. این مسئله را می توانید در پروتیوس به صورت عملی اجرا کنید که من آن را به صورت فایل جداگانه در پوشه Test_heter گذاشتم. می بینیم که کلیک کردن بر روی Button دمای هیتر بالا می رود شما چند کلیک که انجام بدهید دما سریع بالا می رود و دیگه قابل کنترل نیست و خود به خود بالا می رود. (حتما اجرا کنید تا به نقش مهم کنترلر PID پی ببرید)

حالا نقش کنترل کننده PID چیست؟

کنترل PID از حاصل جمع سه کنترل کننده تناسبی، انتگرالی، مشتق گیر، تشکیل شده است به عنوان مثال ما می خواهیم دمای هیتر را روی 50 درجه سانتیگراد تثبیت کنیم پس مقدار مطلوب ما یا همان Set Point برابر با SP=50 می باشد.

اگر ما سیگنالی به هیتر اعمال کنیم و دمای هیتر 50 درجه شود یعنی اینکه سیگنال خطا برابر با صفر شده پس فقط کنترل کننده تناسبی وارد عمل می شود و پروسه را کنترل می کند و قسمت انتگرالی و مشتق گیری ما مقدار صفر را خواهند داشت. OUT=P+0+0

اگر دمای اندازه گیری شده بیشتر یا کمتر از مقدار SP شود آنگاه کنترل کننده انتگرالی و مشتق گیر وارد عمل خواهند شد تا پروسه را به مقدار مطلوب برسانند. OUT=P+I+D وقتی این دو کنترل کننده وارد عمل خواهند شد که ما سیگنال خطا داشته باشیم (صفر نباشد) آنگاه قسمت انتگرالی از سیگنال خطا انتگرال می گیرد و قسمت مشتق گیر هم از سیگنال خطا مشتق می گیرد که حاصل جمع این سه خروجی PID ما می باشد.

تا اینجا مسئله روشن شده که کنترل PID چه کاربرد مهمی در پروسه ها مخصوصا پروسه های غیر قابل پیش بینی دارد. PID با استفاده خطا های قبلی و خطا های حال، آینده را پیش بینی کرده و تدابیری برای کنترل هر چه بهتر سیستم ایجاد می کند.

پاورپوینت ریز پردازنده Z80

 در زیر به مختصری ازعناوین و چکیده آنچه شما در این فایل دریافت می کنید اشاره شده است: مقدمه‌ای بر ریزپردازنده‌ها تاریخچه ریزپردازنده اولین ریزپردازنده به وسیله شرکت اینتل که یک ریز کنترل کننده4 بیتی بوده ابداع شد. اولین ریزپردازنده تک تراشه‌ای، ریزپردازنده Intel 4004 بود که توانست دو عدد چهاربیتی دودویی را جمع کرده و اعمال متعددی را انجام دهد. امکانات ریزپردازنده 4004 بسیار محدود بود به همین علت ریزپردازنده 8 بیتی (8000) تولید شد 8008 توانست اعداد 8 بیتی را به کارگیرد، همچنین اندازه حافظه را از 4096 کلمه چهاربیتی در 4004 به k16 کلمه هشت بیتی افزایش یافت. هردوی این ریزپردازنده‌ها نیازهای روز را برطرف می‌کردند. اما با گذشت زمان و افزایش خواسته‌ها سرعت پایین آن‌ها باعث افزایش محدودیت شد. علت سرعت کند آن‌ها (جمع 20000 عدد در ثانیه) استفاده از مدارهای منطقی PMOS (نیمه‌هادی اکسید فلز از نوع کانال p) بود. در همان زمان مدارهای NMOS (نیمه‌هادی اکسید فلز از نوع N) به وجود آمد که بسیار سریع‌تر از PMOS بود. NMOS از منبع تغذیه مثبت استفاده می‌کرد و سرعت ریزپردازنده را 25 بار افزایش می‌داد، همچنین ارتباط دهی آن با مدارهای جنبی ریزپردازنده از نوع TTL بسیار آسان بود. تعریف ریزپردازنده ساختمان Z80 دستورالعمل‌های انتقال اطلاعات دستورالعمل‌های حسابی و منطقی دستورالعمل‌های کنترل برنامه زبان اسمبلی برنامه نویسی ساختاری شده به زبان اسمبلی جابه‌جایی اطلاعات و برنامه‌ نویسی حسابی تبدیل رمزها، جستجو در جدول و تاخیرهای زمانی آشنایی با ساختمان سیستم Z80 ارتباط دهی حافظه ارتباط دهی ورودی- خروجی با استفاده از درگاه‌های موازی ارتباط متوالی زمان سنج قابل برنامه ریزی 8254 تبدیل‌های آنالوگ به دیجیتال و دیجیتال به آنالوگ مقدمه‌ای بر ریزپردازنده‌های پیشرفته فایلی که دریافت می‌کنید جدیدترین و کامل‌ترین نسخه موجود از پاورپوینت می باشد. (فایل قابل ویرایش است )  

اموزش سریع AVR

اموزش کامل میکروکنترلر های AVR با زبان برنامه نویسی C
شامل 13 پروژه عملی به همراه تصویر
توضیحات همه میکروکنترلر ها و قطعات و تنظیمات

طراحی و ساخت منبع تغذیه دیجیتال

این پروژه مربوط به طراحی و ساخت یک منبع تغذیه دیجیتال می باشد که ولتاژ DC از 0 تا 30 ولت و جریان 0 تا 3 آمپر به ما می دهد.

این سیستم دارای یک کی پد 4*4 بوده که از طریق آن ابتدا ولتاژ و جریان دلخواه را به آن می دهیم و سپس دستگاه شروع به مقداردهی می کند. این مقدار توسط مدار ولتمتر و آمپرمتری که در خروجی تعبیه شده به میکروکنترلر ارسال می شود و توسط برنامه و فرمول مختص آنها اندازه گیری و ثبت و مقایسه می شود. این کار ادامه دارد تا زمانی که به مقدار دلخواهی که مرحله اول به آن دادیم برسد و پس از رسیدن به مقدار داده شده جستجو متوقف شده و به برنامه اصلی می رود.

در برنامه اصلی لحظه به لحظه ولتاژ و جریان خروجی اندازه گیری می شود و اگر مقدار آنها از مقدار داده شده بیشتر شود، خروجی غیرفعال شده و ولتاژ و جریان قطع می شود تا به مصرف کننده آسیبی نرسد.

در این مقاله بصورت کامل درباره این سیستم توضیح داده شده است.

امروزه با پیشرفت علم سیستمهای آنالوگ جای خود را به دیجیتال داده و با گذشت زمان حضور دستگاههای آنالوگ در بازار کار کمرنگ شده و عصر دیجیتال جایگاه جدیدی پیدا کرده است.

دستگاههای آزمایشگاهی و کارگاهی نیز از این امر مستثنی نبوده و جایگاه ویژه ای در عصر دیجیتال پیدا کرده اند.

دستگاههایی همچون اسیلسکوپ ، فانکشن ها و منبع تغذیه ها از حالت آنالوگ به دیجیتال تبدیل شده اند.

این امر روز به روز در تمامی مکانها و امور در حال تغییر و توسعه می باشد.

امید است که در مسیری سبز و صلح آمیز شاهد پیشرفت علوم دست نیافتنی و رویایی باشیم.

میکروکنترلر