Univerzális 4-20mA szenzormodul fejlesztése
Szakdolgozat mérnök-informatikus BSc szakos hallgató számára
Témavezető: Gingl Zoltán egyetemi docens
Témakör: elektronika/méréstechnika
Műszaki Informatika Tanszék
A feladat leírása, a munka célja:
Az ipari távadók egyik legelterjedtebb jelformája a 4-20mA tartományú áramkimenet. A szenzorok jelét analóg jelkondicionáló áramkörökkel tudjuk a szükéges áramjellé konvertálni, ugyanakkor elektronikai szempontból a szenzorok jelentősen különböznek, gyakran nemlineárisak, hőmérsékletfüggőek, így igen komplikált és kevéssé flexibilis analóg elektronikai tervezést igényelhet a feladat. A modern, nagyfelbontású analóg/digitális átalakítókat tartalmazó kevert-jelű mikrovezérlők megjelenése nagymértékben egyszerűsítheti a feladat megoldását, mivel a szenzorok többségét akár közvetlenül csatlakoztathatjuk a mikrovezélőhöz, szftveresen végezhetjük a jelkondicionálás döntő többéségét, és a feldolgozott digitális jelet egyszerűen alakíthatjuk 4-20mA tartományú áramjellé.
A feladat célja egy univerzális, mikrovezérlőre épülő 4-20mA szenzormodul kifejlesztése, elkészítése és több gyakran használt szenzorral való tesztelése.
A munkavégzés fontosabb lépései:
- A szükséges elméleti háttér megismerése
- Sematikus áramköri tervezés
- Áramkörszimuláció
- Nyomtatott áramköri tervezés
- Nyomtatott áramkörök összeszerelése, forrasztás
- A beágyazott mikrovezérlő szoftverének megírása C nyelven
- Mérés, tesztelés
- A dolgozat megírása
A fejlesztéshez rendelkezésre álló fontosabb erőforrások:
- Elektronikai alkatrészek, integált áramköri komponensek (RET,FDH)
- Áramkörtervező szoftverek (Eagle)
- Áramkörszimulációs szoftverek (Tina-TI, Tina)
- Nyomtatott áramkörök gyártása (MiKroPAN)
- Silicon Laboratories 8051 fejlesztőeszközök (C8051F350)
- Mikrovezérlő C fordító (SDCC)
- Digitális multiméterek (Metex-3800)
- Forrasztóállomás (Weller TCP-24)
Kapcsolódó irodalom:
- 24-bit microcontroller sensor-to-USB interface
- 4-20mA Current Loop Primer, application note, Murata/DATEL
- Fundamentals, System Design, and Setup for the 4 to 20 mA Current Loop, application note, National Instrumnets
- Smart sensors, chapter from Sensor Signal Conditioning, seminar book from Analog Devices
- MAXQ Microcontroller Drives a Smart and Intelligent 4-20mA Transmitter, application note, Maxim Integrated Products
- AD8657 operational amplifier datasheet, example circuit
A jelentkezés feltételei
- Érdeklődés a műszerfejlesztés, analóg és digitális elektronika, méréstechnika területén
- A C nyelv alapos ismerete
- Angol nyelvtudás
- Áramkörtevezési alapismeretek
- A felsorolt fejlesztőeszközök ismerete vagy gyors megtanulási képessége
A téma kiíráasát engedélyezem.
Szeged, 2011.04.20. Gingl Zoltán, mb. tanszékvezető egyetemi docens