Aerosolipullon paineen ja painon mittaamisen kehittäminen
Pietikäinen, Niko (2017)
Pietikäinen, Niko
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2017
Creative Commons Attribution-ShareAlike 1.0 Suomi
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201705127817
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201705127817
Tiivistelmä
Tässä insinöörityössä oli tavoitteena kehittää automatisoitu aerosolipullon paineen ja painon mittausjärjestelmä. Lähtötilanteena oli suunnitella nykyinen järjestelmä uusiksi. Vanhaan järjestelmään piti lisätä automaattinen mittatulosten tiedonkeruu, lämpötilan mittaus ja parantaa laitteen kotelointia. Työ jakautui kolmeen osioon, joissa ensimmäisessä keskitytään mekaaniseen puoleen ja laitteen kokoonpanon suunnitteluun. Toisessa laitteen mikrokontrollerin ohjelmistoon ja kolmannessa tietokoneelle suunniteltuun ohjelmaan.
Insinöörityön alussa lukijalle esitellään liesivahdin ja sammutinyksikön toimintaperiaatteet, jonka aerosolipulloa työssä suunnitellulla mittausjärjestelmällä on tarkoitus testata. Työssä käydään myös läpi mittausjärjestelmän suunnitteluun liittyviä fysiikan perusteita.
Mittausjärjestelmällä mitataan aerosolipullon painetta, lämpötilaa ja painoa. Valittu painemittari ja lämpöanturi kytkettiin tietokoneeseen mikrokontrollerin avulla, jolle piti suunnitella piirikortti. Mikrokontrollerille suunniteltiin myös käyttöliittymäpiirikortti, josta operaattori voi seurata mittauksen edistymistä. Vaaka oli mahdollista liittää suoraan tietokoneeseen sarjaliikennekaapelilla. Suunniteltu tietokoneohjelma lukee mikrokontrollerin ja vaa’an lähettämät mittaustulokset, tallentaa ne tietokantaan sekä kertoo operaattorille, läpäiseekö mitattu aerosolipullo mittauksen.
Mittausjärjestelmän piirikorteista tehtiin insinöörityössä prototyypit koekytkentäkorteille, joilla saatiin testattua järjestelmän toimivuutta. Prototyypillä tehtyjen mittausten johdosta jatkokehitysideoiksi nousi erillisen A/D-muuntimen lisääminen piirikortille, lineaariregulaattorin korvaaminen hakkuriregulaattorilla ja tietokoneohjelman säännöstön suunnittelu joustavammaksi.
Insinöörityön alussa lukijalle esitellään liesivahdin ja sammutinyksikön toimintaperiaatteet, jonka aerosolipulloa työssä suunnitellulla mittausjärjestelmällä on tarkoitus testata. Työssä käydään myös läpi mittausjärjestelmän suunnitteluun liittyviä fysiikan perusteita.
Mittausjärjestelmällä mitataan aerosolipullon painetta, lämpötilaa ja painoa. Valittu painemittari ja lämpöanturi kytkettiin tietokoneeseen mikrokontrollerin avulla, jolle piti suunnitella piirikortti. Mikrokontrollerille suunniteltiin myös käyttöliittymäpiirikortti, josta operaattori voi seurata mittauksen edistymistä. Vaaka oli mahdollista liittää suoraan tietokoneeseen sarjaliikennekaapelilla. Suunniteltu tietokoneohjelma lukee mikrokontrollerin ja vaa’an lähettämät mittaustulokset, tallentaa ne tietokantaan sekä kertoo operaattorille, läpäiseekö mitattu aerosolipullo mittauksen.
Mittausjärjestelmän piirikorteista tehtiin insinöörityössä prototyypit koekytkentäkorteille, joilla saatiin testattua järjestelmän toimivuutta. Prototyypillä tehtyjen mittausten johdosta jatkokehitysideoiksi nousi erillisen A/D-muuntimen lisääminen piirikortille, lineaariregulaattorin korvaaminen hakkuriregulaattorilla ja tietokoneohjelman säännöstön suunnittelu joustavammaksi.