دانلود تحقیق شبیه ساز آسانسور با میکروکنترلر Atmega16

شرح تحقیق:
هدف از این مدار شبیه‌سازی یک آسانسور مبتنی بر سیستم میکروکنترولری است و مدلی کوچک برای طراحی یک آسانسور می‌باشد.
این آسانسور دارای 4 طبقه است که در داخل آسانسور کلیدهای 1-4 برای انتخاب طبقه مورد نظر وجود دارد. در بیرون آسانسور و جلو درب‌ها کلیدی نیز وجود دارد که عملکرد آن مانند کلیدهای داخل آسانسور است و هر یک از آنها نماینده شماره طبقه مورد نظر است.
در جلو درب هر طبقه یک نمایشگر 7-Seg و یک لامپ در زیر هر کلید وجود دارد. از نمایشگر 7-Seg به منظور نمایش موقعیت آسانسور استفاده می‌شود و روشن بودن لامپ‌های زیر هر کلید درخواست توقف آسانسور برای طبقه مورد نظر را  نشان می‌دهد و پس از توقف آسانسور در طبقه مربوطه لامپ خاموش خواهد شد. همچنین عملکرد لامپ‌های کلیدهای داخل آسانسور نیز بصورت ذکر شده می‌باشد.

نحوه عملکرد کلی مدار بصورت زیر است:

به دلیل اینکه آسانسور داری 4 طبقه است به همین منظور 4 رجیستر که بصورت یک صف پیکربندی شده اند نیز به منظور ثبت درخواست‌ها و رسیدگی به آنها بکار می‌رود.

نحوه پاسخ به درخواست‌ها اینگونه است که پس از هر درخواست، شماره طبقه مورد نظر در یکی از رجیسترها ثبت می‌شود.

بطوریکه درخواست اول در رجیستر اول و در خواست دوم در رجیستر دوم و … . پس از اینکه رجیستر اول از شماره طبقه مورد نظر پر شد، آسانسور شروع به حرکت به سمت طبقه مورد نظر می‌کند. در همین بین رجیسترهای 2 و 3 و 4 را چک می‌کند و اگر طبقه درخواست شده دیگری بین مبدا و مقصد ثبت شده باشد در آنجا نیز توقف می‌کند. پس از توقف در هر طبقه، شماره طبقه مورد نظر از صف درخواست‌ها حذف شده و برنامه با شیفت دادن درخواست‌ها فاصله بوجود آمده را حذف می‌کند.

پس از رسیدن آسانسور به مقصد اول، شماره درخواست آن از رجیستر اول حذف گردیده و درخواست‌ها به سمت آن رجیستر به منظور حذف فضای خالی ایجاد شده شیفت داده می‌شوند.

در این مرحله دستگاه دوباره رجیستر اول را چک می‌کند و طبقه مورد نظر را مقصد قرار می‌دهد و فرایند بالا مکررا تکرار می‌گردد.

1. امکانات مورد نیاز برای پروژه:
   • یک میکروکنترولر برای عمل پردازش و کنترل فرایندها
   • یک مدار تغذیه تثبیت شده با قابلیت اطمیان مناسب به منظور تامین جریان مورد نیاز برای قسمت‌های ولتاژ پایین و حساس
   • کلیدها
   • نمایشگرها
   • کابل‌ها و فیبر مدار چاپی و دیگر اتصالات

شرح پروژه:

این پروژه مربوط به طراحی یک آسانسور با اجزای مکانیکی و شبیه به آسانسور واقعی است. با توجه به پیچیدگی آسانسور واقعی و قطعات مورد استفاده در اینگونه دستگاه‌ها و با توجه به اینکه این پروژه می‌بایست در ابعاد کوچک محقق گردد و همچنین لزوم کم هزینه بودن طرح، این آسانسور کمی از سیستم آسانسور واقعی فاصله گرفته ولی در کل سعی شده که شباهت زیادی به آسانسور واقعی داشته باشد. از جمله موراد عدم استفاده از سیستم‌های ترمز موجود در آسانسور واقعی است. با توجه به اینکه این امر در این ابعاد محقق نیست و در صورت امکان هزینه بر است مجبور شدیم تا از روش دیگر این کار را انجام دهیم. که متعاقبا ذکر خواهد شد.

با توجه به اینکه طرح یک نمونه کوچک باید باشد، تعداد طبقات به منظور کوچکی دستگاه به 3 طبقه محدود گردید. که کمترین ابعاد به جهت پیاده سازی ویژگی‌های نرم افزاری و ساختار تصمیم گیری با توجه به موقعیت‌های مختلف است. بعنوان مثال میتوان به توقف در طبقات میانی در صورت درخواست و در طول حرکت اشاره کرد.

بطور کلی این پروژه از سه بخش زیر تشکیل شده که درباره آنها بطور کامل بحث خواهد شد.

1. مکانیک
2. سخت افزار الکترونیک
3. نرم افزار و برنامه‌نویسی میکروکنترولر

1. قسمت‌های مکانیکی :

پیاده‌سازی این بخش با توجه به محدودیت قطعات و همچنین بالا بودن هزینه‌ها کمی مشکل ایجاد می‌کند و دردسر ساز است. طراحی بخش متحرک آسانسور که بتواند بدون حرکت افقی خاصی که ایجاد مشکل کند، کار خود را انجام دهد. و یا اینکه این حرکات موجب خطای سنسورهای مورد استفاده نشود. همچنین استحکام قسمت‌های مکانیکی نیز باید مورد توجه قرار می‌گرفت.

یکی از مشکلات دیگر انتخاب یک بخش برای ایجاد گشتاور برای بالا و یا پائین بردن قسمت متحرک آسانسور بود. سرعت چرخش موتور با توجه به ابعاد طرح باید پائین باشد و همچنین موتور نیز می‌بایست از قدرت مناسبی برخوردار باشد. همچنین یک سیستم ترمز نیز باید برای مدار در نظر گرفته می‌شد. از دیگر مسائل موجود انتخاب محل مناسب برای سنسور بود.

البته قسمت‌های مکانیکی با توجه به اینکه کاملا قابل روئیت هستند نیاز به توضیح ندارند و در این گزارش از توضیح آن به همین مطالب بالا اکتفا می‌شود.

شکل‌های 1 الی 5، نمایی از آسانسور را نشان میدهد.

فهرست مطالب:
مقدمه
شرح تحقیق
قسمت‌های مکانیکی
بخش‌های سخت افزار الکترونیکی
اصول تزویج کننده های نوری
مختصری راجع به استپ موتور
مختصری راجع به آی‌سی درایور ULN2003A
قسمت نرم‌افزار و برنامه نویسی میکروکنترولر
برنامه به زبان بیسیک
الگوریتم
مختصری در مورد برنامه مدار
شماتیک مدار
فیبر مدار