پروژه های آماده مهندسی الکترونیک

این پروژه یک تحقیق آماده با موضوع، طراحی سامانه هوشمند پایش و اندازه‌گیری باد مبتنی بر حسگرهای اولتراسونیک در ۴۲ صفحه ورد می باشد. در ادامه قسمتی از این تحقیق را خواهیم داشت: عنوان: طراحی سامانه هوشمند پایش و اندازه‌گیری باد مبتنی بر حسگرهای اولتراسونیک نام نویسنده: نام استاد راهنما: دانشکده: رشته تحصیلی: مقطع تحصیلی: چکیده: بادسنج‌های اولتراسونیک به دلیل عدم داشتن قطعات مکانیکی متحرک، عمر طولانی، دقت بالا، سرعت نمونه‌برداری زیاد و قابلیت اندازه‌گیری هم‌زمان جهت و شدت باد، جایگزین مناسبی برای بادسنج‌های مکانیکی سنتی محسوب می‌شوند. در این پژوهش، یک بادسنج اولتراسونیک کامل مبتنی بر میکروکنترلر AVR و تراشه اندازه‌گیری زمان TDC7200 طراحی شده است. اساس کار این سامانه بر پایه اندازه‌گیری دقیق اختلاف زمان پرواز (Time of Flight) امواج صوتی بین چهار ترنسدیوسر اولتراسونیک ۴۰ کیلوهرتز در دو محور عمود بر هم است. استفاده از تراشه TDC7200 اندازه‌گیری زمان را با دقت پیکوثانیه فراهم می‌آورد که منجر به افزایش چشمگیر دقت نهایی سیستم می‌شود. سامانه طراحی‌شده قادر است سرعت باد را با دقت حدود ۵/۰ متر بر ثانیه و جهت باد را با دقت ۵/۱ درجه اندازه‌گیری کند. این دستگاه علاوه بر کاربردهای هواشناسی، قابلیت استفاده در پهپادها، ایستگاه‌های سنجش آلودگی هوا، مزارع بادی، و صنایع محیطی را دارد. واژه‌های کلیدی: بادسنج اولتراسونیک، مبدل زمان به دیجیتال، کالیبراسیون و پردازش سیگنال، میکروکنترلر AVR، حسگرهای التراسونیک ۴۰ کیلوهرتز فهرست مطالب صفحه فصل اول: مقدمه ۱ ۱.۱ چکیده ۲ ۲٫۱ بیان مسئله ۲ ۳٫۱ اهداف پژوهش ۳ ۴٫۱ ساختار گزارش ۳ فصل دوم: مروری بر منابع ۴ ۱٫۲ مبانی نظری بادشناسی ۵ ۱٫۱٫۲ تعریف باد ۵ ۲٫۱٫۲ اهمیت اندازه‌گیری باد ۵ ۳٫۱٫۲ کمیت‌های اصلی باد ۵ ۲٫۲ مروری بر تحقیقات پیشین ۶ ۱٫۲٫۲ تحقیقات آکادمیک ۶ ۲٫۲٫۲ محصولات تجاری ۶ ۳٫۲ حسگرهای اندازه‌گیری باد ۷ ۱٫۳٫۲ بادسنج‌های مکانیکی ۷ ۲.۳٫۲ بادسنج‌های حرارتی (Hot-wire Anemometers) 9 ۳٫۳٫۲ بادسنج‌های اولتراسونیک (Ultrasonic Anemometers) 9 ۴٫۳٫۲ سایر انواع حسگرهای باد ۱۱ ۴٫۲ اصول اندازه‌گیری اولتراسونیک ۱۱ ۱٫۴٫۲ اثر باد بر سرعت صوت ۱۱ ۲.۴٫۲ نحوه عملکرد ۱۱ ۳٫۴٫۲ فرمول کلی محاسبه سرعت باد ۱۱ ۵٫۲ مدل‌سازی ریاضی زمان پرواز (TOF) 12 ۱٫۵٫۲ مدل پایه ۱۲ ۲.۵٫۲ استخراج سرعت باد ۱۲ ۳٫۵٫۲ محاسبه سرعت صوت ۱۳ ۴٫۵٫۲ اثر دما بر سرعت صوت ۱۳ ۵٫۵٫۲ اهمیت دقت اندازه‌گیری زمان ۱۳ ۶٫۵٫۲ محاسبه بردار باد دوبعدی ۱۴ فصل سوم: طراحی سامانه ۱۵ ۱٫۳ معماری کلی سیستم ۱۶ ۲٫۳ طراحی سخت‌افزار ۱۷ ۱٫۲٫۳ انتخاب قطعات اصلی ۱۷ ۲٫۲٫۳ مدار فرستنده اولتراسونیک ۱۷ ۳.۲.۳ مدار گیرنده اولتراسونیک ۱۹ ۴٫۲٫۳ تراشه TDC7200 و اتصالات آن ۲۱ ۵٫۲٫۳ حسگر دما DS18B20 22 ۶٫۲٫۳ نمایشگر و رابط کاربری ۲۳ ۳.۳ طراحی نرم‌افزار ۲۴ ۱٫۳٫۳ الگوریتم اندازه‌گیری زمان پرواز ۲۴ ۲٫۳٫۳ تصحیح سرعت صوت با دما ۲۴ ۳.۳.۳ محاسبه سرعت و جهت باد ۲۵ ۴٫۳٫۳ فلوچارت برنامه ۲۶ فصل چهارم: پیاده‌سازی ۲۷ ۱٫۴ پیاده‌سازی سخت‌افزار ۲۸ ۱٫۱٫۴ ساختار مکانیکی ۲۸ ۲٫۱٫۴ ساختار الکترونیکی ۲۸ ۲٫۴ پیاده‌سازی نرم‌افزار ۳۰ ۱٫۲٫۴ محیط توسعه و ابزارها ۳۰ ۲٫۲٫۴ ساختار کلی برنامه ۳۰ ۳٫۲٫۴ پیاده‌سازی درایور TDC7200 31 ۴.۲٫۴ پیاده‌سازی درایور DS18B20 33 ۵٫۲٫۴ الگوریتم اندازه‌گیری باد ۳۴ ۶٫۲٫۴ برنامه اصلی ۳۶ ۳٫۴ کالیبراسیون سیستم ۳۷ ۱٫۳٫۴ کالیبراسیون فاصله مبدل‌ها ۳۷ ۲٫۳٫۴ کالیبراسیون آستانه مقایسه‌گر ۳۷ فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات ۳۹ ۱٫۵ نتیجه‌گیری کلی ۴۰ ۲٫۵ پیشنهادات برای توسعه آینده ۴۰ ۱٫۲٫۵ بهبودهای سخت‌افزاری ۴۰ ۲٫۲٫۵ بهبودهای نرم‌افزاری و الکترونیکی ۴۰ ۳٫۲٫۵ بهبودهای مکانیکی ۴۰ ۳٫۵ کاربردهای پیشنهادی ۴۰ ۴٫۵ جمع‌بندی ۴۰ منابع و مراجع ۴۲