MATLAB ile 4 Tabanlı Ekipmanı cihazı uzaktan kontrol etme projesi

Bu projede, dört adede kadar elektrikli ekipmanı kontrol etmek için bir MATLAB platformu sunulmaktadır. Elektrikli ekipmanı kontrol paneli kullanarak uzak bir yerden kontrol etmek birçok uygulamada kullanılır. Önemli bir uygulama, kontrol odasındaki bir operatörün bir bilgisayar terminalinin önünde oturan ve proses izleme ve kontrol için bir insan-makine arayüzü (HMI) uygulama programı çalıştıran, sert, gerçek zamanlı kontrol etkili bir şekilde gönderebildiği bir proses tesisinde bulunmaktadır. sahada bulunan birden fazla aktüatöre verilen komutlar / sinyaller. Bir grafik kullanıcı arayüzü (GUI) tabanlı HMI uygulaması, böyle bir yaklaşımın kullanıcı dostu olmasını geliştirir.

Yazarların prototipi ve MATLAB tabanlı GUI ön paneli sırasıyla Şekil 1 ve 2’de gösterilmiştir.

1: Ekipman kontrolörünün prototipiŞekil 2: MATLAB tabanlı GUI

Devre ve çalışma

Bu proje için kullanılan bileşenler aşağıda açıklanmıştır.

Arduino Uno kartı

Arduino Uno, altı analog giriş pini ve 14 dijital I / O pini ile AVR ATmega328P mikrodenetleyici (MCU) tabanlı bir geliştirme kartıdır. MCU 32kB ISS flash bellek, 2kB RAM ve 1kB EEPROM’a sahiptir. Kart, UART, SPI ve I2C üzerinden seri iletişim olanağı sağlar. MCU, 16MHz’lik bir saat frekansında çalışabilir. Bu projede, Arduino’nun dijital I / O pinleri 9, 10, 11 ve 12 çıkış pinleri olarak yapılandırılmıştır.

SPDT rölesi

Röle elektromekanik bir anahtardır. Burada kullanılan röleler tek kutuplu, çift atışlı (SPDT) tiptedir. Bu röle türünde, çıkış tarafında üç terminal bulunur: normalde açık (NO), normalde kapalı (NC) ve ortak (C).

Rölelere enerji verilmediğinde, NC ve C terminalleri kısa devre yapar ve NO ve C terminalleri açık devre yapar. Röle bobinine enerji verildiğinde, NC ve C terminalleri açık ve NO ve C terminalleri kısa devre yapar. Röle kartının prototipi Şekil 3’te gösterilmiştir.

3: Röle kartının prototipi

Röleleri kontrol etmek için blok ve devre şemaları sırasıyla Şekil 4 ve 5’te gösterilmektedir.

4: Ekipmanı kontrol etmek için blok şeması

Bu projede, GUI’de belirli bir düğmeyi tıklattığınızda, MATLAB programı relay_control.m MATLAB programındaki bu düğmeye karşılık gelen bir geri arama işlevi yürütür. Bu fonksiyon dahilinde, röleyi istenen şekilde sürmek için Arduino’nun dijital I / O pinlerini 9, 10, 11 ve 12 ayarlamak / sıfırlamak için talimatlar uygulanır.

5: Ekipman kontrolörü için devre şeması

Belirli bir dijital G / Ç pini, bir fare kullanarak karşılık gelen düğmeye tıklanarak yüksek ayarlandığında, ilgili röleye enerji verilir. Arduino’nun dijital pinleri rölelere enerji vermek için yeterli akımı doğrudan sağlayamadığından, dört BC547 bipolar bağlantı transistörü (T1-T4) ek olarak sürücü olarak kullanılır.

D1 ila D4 diyotları, akımın Arduino dijital pimlerine batmasını önlemek için koruma diyotları olarak kullanılır. D5 ila D8, rölelerin bobinlerinin endüktif etkisi ile üretilen geri elektromanyetik kuvvet (EMF) nedeniyle elektronik bileşenlerin hasar görmesini önlemek için kullanılan geri dönüş diyotlarıdır.

LED1, devrenin güç açık durumunu gösterirken, LED2 – LED5, dört rölenin (RL-RL4) durumunu göstermek için gösterge olarak kullanılır. Röle kartına güç + 9V pillerden ayrı olarak sağlanır.

Yazılım

Arduino IDE, Arduino Uno’yu programlamak için kullanılır. En son IDE, Arduino’nun resmi web sitesinden ücretsiz olarak indirilebilir. Arduino IDE’yi indirdikten sonra yükleyin. Arduino IDE kurulumunun dizinine dikkat edin.
Arduino paketi için Eski MATLAB ve Simulink Desteği MathWorks web sitesinden indirin. ArduinoIO adlı sıkıştırılmış klasörü ayıklayın. ArduinoIO klasöründen, pde klasörünü kopyalayın ve C: \ Program Files (veya Program dosyaları x86) \ Arduino \ kütüphanelerine yapıştırın. (Yol, IDE’nin kurulum dizinine bağlı olarak farklı olabilir.)

Pde klasörünü doğru konuma yapıştırdıktan sonra, Arduino IDE’yi açın. pde içinde bulacaksınız.®Examples®Klasörü doğru konuma yapıştırdıysanız, pde’yi File adioes içindeki kodu açın.®pde®Examples®Dosya

Arduino Uno kartını PC’ye bağlayın. Aygıt Yöneticisi’nden, Arduino Uno’nun yüklü olduğu COM bağlantı noktasını not edin. Arduino IDE’deki Araçlar’dan, kartı Arduino Uno olarak seçin ve daha önce not edilen COM bağlantı noktası numarasını seçin. IDE’de Yükle’yi tıklayarak adioes kodunu Arduino Uno’ya yükleyin.
Ayıklanan ArduinoIO klasörünün tüm içeriğini Belgelerim’deki bir klasöre kopyalayın (Windows PC için).
GUI uygulama programımız MATLAB’ın R2014a sürümünde geliştirilmiştir. MATLAB’ın bu sürümünü PC’ye yükledikten sonra, ArduinoIO klasörünün içeriğini kopyaladığınız dizinde bulunan install_arduino.m dosyasını açın. Şimdi install_arduino.m dosyasını çalıştırın. Bu kod doğru şekilde kurulmalı ve Arduino destek paketinin yolunu kaydetmelidir.
Bu proje için relay_control.m başlıklı kaynak kodu dosyasını açın. Arduino Uno’nun kurulu olduğu bilgisayardaki COM port numarası ile bir = arduino (‘COM9’) satırını düzenleyin.

Proje dosyasını çalıştırdıktan sonra MATLAB tahta ile iletişim kurmaya çalışacaktır. Başarılı bir iletişim kurulduktan sonra, GUI’deki uygun butona tıklayarak ekipmanı kontrol edebilirsiniz.

İnşaat ve test

Ekipman kontrol cihazı devresinin PCB yerleşimi Şekil 6’da ve bileşen yerleşimi Şekil 7’de gösterilmiştir.

6: Ekipman kontrolörünün PCB düzeni7: PCB için bileşen yerleşimi

PCB ve Bileşen Düzeni PDF’lerini indirin: Buraya tıklayın

Arduino kodunu daha önce açıklandığı gibi Board1’e yükledikten sonra MATLAB GUI programını çalıştırın. 9V pili devreye bağlayın. LED1 devrede güç olduğunu göstermek için yanar. GUI programından, ilgili elektrikli cihazı açmak / kapatmak için Açma / Kapama düğmesine tıklayın. Cihazların açık durumu LED2 ila LED5’in yanması ile gösterilir. Yani, Load1’e karşılık gelen Açık düğmesi tıklanırsa, RL1 enerjilendirilir ve CON2’de bağlı yük açılır. Off (Kapalı) düğmesine tıklanırsa, RL1’in enerjisi kesilir ve Load1 kapatılır.

Kaynak klasörü buradan indirin: Buraya tıklayın

https://electronicsforu.com/electronics-projects/equipment-controller-using-matlab-based-gui

https://drive.google.com/file/d/1A_R3KeWv2icv07dOzcikPQHNCJgR2-5R/view?usp=sharing