Γιώργο Αδαµόπουλο Χρίστο ηµόπουλο Νικόλα Πιπεριάδη

Γιώργο Αδαµόπουλο Χρίστο ηµόπουλο Νικόλα Πιπεριάδη

Εισαγωγή Σκοπός αυτής της παρουσίασης είναι η παρουσίαση ενός ψηφιακού ποµποδέκτη, ο οποίος θα στέλνει στον κάθε χρήστη in real time την θερµοκρασία και τον αέρα στην τοποθεσία που είναι εγκατεστηµένος ο ποµποδέκτης.επίσης το σύστηµα είναι ηλεκτρικά αυτόνοµο καθώς χρησιµοποιούµε ηλιακά πάνελ για να την παραγωγή της ενέργειας που χρειάζεται για να λειτουργήσει.έτσι µπορεί να λειτουργεί 24/7 ακόµα και τον χειµώνα. Ο κάθε χρήστης θα µπορεί µε µια αναπάντητη κλήση σε ένα συγκεκριµένο αριθµό να λαµβάνει στον κινητό του µε sms µε της µετρήσεις θερµοκρασίας και αέρα για την στιγµή που έκανε την αναπάντητη κλήση.

Για την µέτρηση της θερµοκρασίας και του αέρα χρησιµοποιούνται γενικά τα ακόλουθα όργανα: Για την µέτρηση αέρα: Ανεµόµετρο Θερµαινόµενου νήµατος Υπερήχων Για την µέτρηση θερµοκρασίας: Υδραργυρικό θερµόµετρο Ηλεκτρικό Θερµόµετρο

Για την πραγµατοποίηση του συστήµατος χρησιµοποιήθηκε ένα τυπωµένο κύκλωµα το οποίο περιέχει ολοκληρωµένα κυκλώµατα τεχνολογίας επιφανειακής στήριξης(surfaces Mound Devices- SMDs).Το όλο κύκλωµα στηρίζεται πάνω σε έναν µικροελεγκτή PIC16F877A. Χρησιµοποιούνται επίσης ο αισθητήρας θερµοκρασίας SHT11 και ο αισθητήρας αέρα NRG#40H τα οποία χρησιµοποιούνται για την µέτρηση θερµοκρασία και αέρα αντίστοιχα. Για την ασύρµατη µεταφορά των µετρήσεων χρησιµοποιήθηκε η GSM υποµονάδα GM 862. Η ενέργεια που χρειάζεται για να λειτουργεί το σύστηµα παρέχεται απο µια συστοιχία ηλιακών πάνελ και µια συστοιχία µπαταριών 12V.

Μικροελεγκτής Ο µικροελεγκτής PIC16F874A ο οποίος χρησιµοποιεί µόνο 30 διαφορετικές εντολές για να πραγµατοποιηθεί ο προγραµµατισµός των εντολών του και έχει δικιά του CPU(κεντρική µονάδα επεξεργασίας).

Αισθητήρας θερµοκρασίας Ο αισθητήρας θερµοκρασίας SHT11 ενσωµατώνει αναλογικές µετρικές διατάξεις καθώς και σύστηµα επεξεργασία σήµατος ώστε να παρέχει στην εξοδό του ένα καθαρό ψηφιακό σήµα πλήρως βαθµονοµηµένο. Οι αναλογικές µετρήσεις του αισθητήρα µετρατρέπονται σε ψηφιακές λέξεις 16bit οι οποίες χρησιµοποιούνται απο το σύστηµα σειριακής διασύνδεσης ώστε τα οι µετρήσεις να είναι διαθέσιµες στον χρήστη όποτε τις ζητήσει.

Αισθητήρας Αέρα (Ανεµόµετρο) Το NRG# 40H Ανεµόµετρο χρησιµοποιεί ένα αισθητήρα κατάστασης Hall Effect για να µετατρέψει την περιστροφή του ανεµόµετρο σε ένα τετραγωνικό κύµα εξόδου. Το σήµα που παράγεται απο ένα τρανζίστορ ανοικτού τύπου και το οποίο µας δίνει µέσα από διάφορες µετρατροπές στον µικροεπεξεργαστή τις µετρήσεις αέρα που θέλουµε.

Gsm Υποµονάδα GM862 Μέσω αυτής της GSM υποµονάδας µπορούµε να συνδέσουµε το σύστηµα µας στο GSM δίκτυο.το µόνο απαραίτητο για την σύνδεση του µε τον τηλεπικοινωνιακό προµηθευτή είναι µια κάρτα SIM(Subscriber Identity Module). Η GSM ηλεκτρονική υποµονάδα ελέγχετε µέσω ΑΤ εντολών. Αυτό σηµαίνει πως το µόνο που πρέπει να κάνουµε είναι να στείλουµε µια σειρά από χαρακτήρες, όπως για παράδειγµα «ΑΤD +30697******», και τότε η ηλεκτρονική υποµονάδα θα εκτελέσει µια κλήση στο τηλέφωνο το οποίο θα αναγράψει η εντολή.

Κύκλωµα τροφοδοσίας Το κύκλωµα τροφοδοσίας είναι σηµαντικό λόγω των ιδιαιτέρων χαρακτηριστικών της GSM υποµονάδας. Χρησιµοποιήθηκαν δυο σταθεροποιητές : LT1528 : Χειρίζεται µεγάλα ρεύµατα της λειτουργίας των µικροελεγκτών και χαρακτηριστικά του είναι η µικρή του πτώση τάσης εισόδου-εξόδου και το µικρό ρεύµα ηρεµίας. LTI963A: Χρησιµοποιείται για την τροφοδοσία όλων των στοιχείων του συστήµατος εκτός της GSM υποµονάδας. Παρέχει προστασία από ανάστροφες τάσεις αλλά και αυτόµατη διακοπή λειτουργίας του σε περίπτωση υπερθέρµανσης του

Λογισµικό Η λειτουργία του όλου συστήµατος στηρίχθηκε πάνω σε ένα αρκετά µεγάλο κώδικα της C γλώσσας, µε τον οποίο κώδικα αρχικοποιούµε τον µικροελεγκτή και προγραµµατίζουµε πώς θα πραγµατοποιηθούν οι κατάλληλες διακοπές ώστε να ληφθούν οι µετρήσεις και να σταλθούν στον χρήστη και το σύστηµα να επανέλθει σε κατάσταση χαµηλής κατανάλωσης ενέργειας. Στο διάγραµµα βλέπουµε συνοπτικά πώς πραγµατοποείται η όλη η διαδικασία.

Εντολές αρχικοποίησης υποµονάδας GSM Η κάθε εντολή αρχικοποίησης στέλνεται η µία πίσω απο την άλλη µε την πάροδο του µικρών διαστηµάτων χρόνο-καθυστέρησης έτσι ώστε η υποµονάδα να προλάβει να την εκτελέσει. Ενδεικτικά κάποια εντολή µε απαντήση απο το module όταν γίνεται µια νέα εισερχόµενη κλήση. Αποστολή προ module : ΑΤ+CCLK? Απάντηση από το module : +CCLK 00/01/01,00:00:58 Αποστολή προ module : ΑΤ#SERVINFO Απάντηση από το module : #SERVINFO :849,- 83, GR COSMOTE, 20201,13,0075,01,1,,,02,6

Ενεργειακή αυτονόµηση Για την ενεργειακή αυτονόµηση του συστήµατος µας θα χρησιµοποιήσουµε ένα φωτοβολταικό σύστηµα. Θα αποτελείται απο δυο ηλιακά πάνελ, 4 µπαταρίες 12 V και έναν ρυθµιστή για την φόρτιση της µπαταρίας.

Φωτοβολταικό σύστηµα Για να έχει ηλεκτρική ενέργεια το συστηµά µας χρειάζονται δυο ηλιακά πάνελ(που θα µετρατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική) και κατόπιν θα την µεταφέρουν στις µπαταρίες και στο σύστηµα. Για κάθε ηλιακό πάνελ χρειαζόµαστε δυο µπαταρίες 12V(κατά προτίµηση βαθιάς εκφόρτισης). Χρησιµοποιούµε τέσσερις µπαταρίες στο σύστηµα µας ώστε να έχει ενέργεια το σύστηµα µας σε περίπτωση που έχουµε δυο µέρες συνεχούς συννεφιάς. Απαιτούνται περίπου 3.5 ώρες ηλιοφάνειας ώστε οι µπαταρίες να είναι πλήρως φορτισµένες.

Περαιτέρω ανάπτυξη συστήµατος Το σύστηµα που παρουσιάστηκε είναι σε πρωτότυπη µορφή και δεν έχει βελτιστοποιηθεί. Μελλοντικά θα µπορούσαµε να προτείνουµε κάποιες βελτιώσεις.κάποιες από τις βελτιώσεις που θα προτείναµε είναι η τοποθέτηση φιλικότερης διασύνδεσης χρηστή-συστήµατος και τέλος η αποστολή των δεδοµένων καιρού που συλλέγει, στο internet κάνοντας χρήση του πρωτοκόλλου GPRS.