ΕΘΝΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΝΕΟΤΗΤΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ «Δ Α Ι Δ Α Λ Ο Σ»

Transcript

1 1/7 ΕΘΝΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΝΕΟΤΗΤΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ «Δ Α Ι Δ Α Λ Ο Σ» Πράξη ια «Ανάπτυξη και Εφαρμογή Προγραμμάτων Επίδειξης και Βράβευσης Εκπαιδευτικών Έργων ΤΕΕ & ΣΕΚ» Συγχρηματοδότηση του Προγράμματος 1.Ευρωπαϊκή Κοινότητα 75% 2. Εθνικούς Πόρους 25% ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑ: Α Αθήνας ΣΧΟΛΕΙΟ: 1 ο ΤΕΕ Ζωγράφου/7o ΣΕΚ Αθηνών Ηλεκτρονικός Τομέας ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΟΥ Μελέτη και κατασκευή κυκλωμάτων για ανταλλαγή σημάτων μέσα από την παράλληλη θύρα του Η/Υ, με δυνατότητες πολυπλεξίας, ασύρματης και υπέρυθρης επικοινωνίας, ανάπτυξη λογισμικού ελέγχου των κυκλωμάτων και εφαρμογή σε αυτοματισμό μοντέλων τρένων. Υπεύθυνος Καθηγητής: ΚΑΛΠΟΓΙΑΝΝΗΣ ΣΩΦΡΟΝΗΣ Μαθητές 1. ΑΡΒΑΝΙΤΟΠΟΥΛΟΥ ΙΩΑΝΝΑ 6. ΤΑΦΣΙΡΙ ΜΕΧΡΝΤΑΝΤ 2. ΒΙΣΤΑΚΗΣ ΣΤΕΛΙΟΣ 7. ΚΑΓΙΑΝΑΣ ΓΙΩΡΓΟΣ 3. ΚΑΔΗΡ ΙΩΑΝΝΗΣ 8. ΠΑΝΑΓΙΩΤΑΚΟΠΟΥΛΟΣ ΝΙΚΟΣ 4. ΚΑΡΑΤΖΟΥΝΗΣ ΣΠΥΡΟΣ 9. ΠΑΤΥΘΡΑΣ ΑΠΟΣΤΟΛΟΣ 5. ΠΑΠΑΘΕΟΔΩΡΟΥ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ 10. ΧΡΥΣΙΔΗΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ

2 Περιγραφή του έργου 2/7 Το έργο είχε σαν στόχο να κατασκευαστεί μακέτα τραίνου και μια σειρά από ηλεκτρονικά κυκλώματα που θα παρακολουθούν και θα ελέγχουν την κίνηση των τραίνων-μοντέλων επάνω στις τροχιές τους. Οι λειτουργίες που εκτελεί ο Η/Υ στο μοντέλο είναι οι εξής: 1. Ανιχνεύει σε 8 σημεία επάνω στις τροχιές τους τις θέσεις των δύο μοντέλων και τις απεικονίζει στην οθόνη του. 2. Υπολογίζει την ταχύτητα των μοντέλων με τη σηματοδότηση από δύο δέσμες Laser. 3. Με ειδικό χειρισμό αυξομειώνει την ταχύτητα των τραίνων και τα σταθμεύει σε προκαθορισμένες θέσεις. 4. Ρυθμίζει την ταχύτητα των τραίνων σε μια περιοχή δύο διασταυρώσεων και αποφεύγει την σύγκρουση τους με διευθέτηση προτεραιότητας. Ηλεκτρονικά Κυκλώματα Α. Η κύρια ηλεκτρονική πλακέτα που κατασκευάστηκε από την ομάδα είναι η Α1 που συνδέεται στην παράλληλη πόρτα του Η/Υ και ανταλλάσσει σήματα με αυτόν. Περιλαμβάνει το μικροελεγκτή PIC16F877 και δέχεται 8 αναλογικές γραμμές εισόδου, 8 ψηφιακές γραμμές εξόδου και 3 γραμμές πολυπλεξίας. Η/Υ Πλακέτα Εισόδου εξόδου αναλογικών και ψηφιακών σημάτων Α1 Είσοδος αναλογικών σημάτων Έξοδος σημάτων πολυπλεξίας Ψηφιακή έξοδος δεδομένων Β. Η πλακέτα (Α2) συνδέεται στην προηγούμενη και διπλασιάζει τις αναλογικές εισόδους (από 8 σε 16) και τις ψηφιακές (8 bits σε 16 bits) με μια σειρά ηλεκτρονικών διακοπτών για αναλογικά και ψηφιακά σήματα.

3 3/7 Έξοδος αναλογικών σημάτων Σήμα πολυπλεξίας Πλακέτα πολυπλεξίας αναλογικών και ψηφιακών σημάτων Είσοδος αναλογικών σημάτων Α1 Είσοδος ψηφιακών δεδ.. Ψηφιακή έξοδος δεδομένων Α2 Γ. Μια σειρά από πλακέτες με οπτικούς ανιχνευτές τελεστικούς ενισχυτές και ένα κύκλωμα μέτρησης ταχύτητας και εντοπισμού του μοντέλου. Για την πραγματοποίηση του έργου χρησιμοποιήθηκαν τα εξής που είναι μαθήματα ενταγμένα στο αναλυτικό πρόγραμμα του Ηλεκτρονικού Τομέα: 1. Το λογισμικό Tina για την σχεδίαση των κυκλωμάτων. 2. Για την σχεδίαση των πλακετών το Ti-Soft της Vector Cad. 3. Για τον προγραμματισμό σε γλώσσα assembly του PIC 16F877 το MPLAB της Microchip. 4. Για τον προγραμματισμό του Η/Υ η Visual Basic Οι μαθητές που συμμετείχαν στο έργο είχαν την ευκαιρία: Να συμμετάσχουν σε ένα σύγχρονο τεχνολογικά έργο που αξιοποιεί τα μαθήματα του τομέα Ηλεκτρονικής σε πρακτικό επίπεδο. Το έργο περιελάμβανε όλα τα στάδια παραγωγής του προϊόντος (σχεδίαση, κατασκευή, προγραμματισμός ολοκληρωμένων-διατάξεων, αυτόματος έλεγχος) Να επιλέξουν το αντικείμενο με το οποίο ήθελαν να ασχοληθούν (αρκετοί εργάστηκαν σε όλες τις φάσεις του έργου). Να συνεργαστούν μεταξύ τους και με τον υπεύθυνο καθηγητή τους. Να παρουσιάσουν το έργο τους στην έκθεση.

4 4/7 Καινοτομίες του έργου: 1. Ηλεκτρονικά κυκλώματα που συνδέουν την παράλληλη θύρα με 16 αναλογικές εισόδους και 16 ψηφιακές. 2. Κύκλωμα με τεχνική Phase Lock-in για κωδικοποίηση στις δέσμες των Lasers και ανίχνευσή τους από μία φωτοδίοδο. 3. Κατασκευή λογισμικού (driver) για χειρισμό των μοντέλων. 4. Διάταξη για ευθυγράμμιση των Lasers.

5 Ηλεκτρονικά Κυκλώματα 5/7 8 Αναλογικές είσοδοι Έξοδος δεδομένων Έλεγχος αναλογικών εισόδων από Η/Υ 8 ψηφιακές έξοδοι προς Η/Υ Σχήμα Π1.1 Κύκλωμα για είσοδο αναλογικών και έξοδο ψηφιακών δεδομένων από και προς την παράλληλη θύρα του Η/Υ με τον PIC16F877`. Συνδετήρας 8 αναλογικών εισόδων Συνδετήρας εξόδου ψηφιακού σήματος (8Bits) Μικροελεγκτής PIC Συνδετήρας προς την παράλληλη θύρα του Η/Υ Η πλακέτα Α1

6 6/7 Καταχωρητές Σήματα πολυπλεξίας Αναλογικοί διακόπτες Η πλακέτα Α2 Υπέρυθρο Led Φωτοδίοδος Κύκλωμα για ανίχνευση της θέσης του τρένου.

7 7/7 Δέκτης Laser Το κύκλωμα του χρονομετρητή