Mittaus ja datankeräys liikkuvasta kohteesta
Talvitie, Topi (2015)
Talvitie, Topi
Tampereen ammattikorkeakoulu
2015
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201502282643
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201502282643
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö on tehty Tampereen Ammattikorkeakoululle, auto- ja kuljetustekniikan opetuksen käyttöön. Työn tavoitteena oli valmistaa kokoluokan 1:8 sähkökäyttöiseen radio-ohjattavaan autoon mittauslaitteisto, jolla voidaan tutkia ajoneuvon jousituksen liikkeitä reaaliajassa eri ajotilanteissa. Työssä haluttiin käyttää halpoja ja helposti saatavilla olevia komponentteja, jotta valmis mittauslaitteisto innostaisi opiskelijoita toteuttamaan omia projektejaan.
Instrumentoinnissa käytettiin sekä kaupallisia, että omavalmisteisia antureita, joille valmistettiin kiinnikkeet PLA muovista pikavalmistustekniikalla. Jousituksen liikkeet mitattiin lineaariantureilla ja auton nopeus vanteen pyörähdyksiä havaitsevalla infrapunasensorilla. Mittauslaitteiston keskusyksiköksi valittiin Arduino Uno R3 mikrokontrolleri. Arduinolle luotiin ohjelma, joka vastaanottaa sekä käsittelee antureilta tulevan mittausdatan. Datan käsittelyn jälkeen se kirjoitetaan reaaliajassa Arduinon sarjaporttiin tiedonsiirtoa varten. Tiedonsiirtoon tietokoneelle testattiin XBee radiomoduulein luotua yhteyttä. Testien tulokset olivat lupaavia, mutta kehitystyö jouduttiin keskeyttämään laitevian ja saatavuus ongelmien vuoksi. Valmis mittauslaitteisto ei toimi langattomasti, vaan lähettää mittausdataa usb-yhteyttä pitkin.
Työ osoittaa että mittaus ja datankeräys on mahdollista toteuttaa Arduinoon pohjautuvalla laitteistolla. Laitteiston kellotaajuus riittää käsittelemään antureilta tulevat signaalit, sekä lähettämään mittausdatan radioyhteydellä reaaliajassa. Radio-ohjattavan auton nopeuden mittaus vanteen pyörimisliikettä havainnoimalla ei tuota tarkkaa tietoa nopeudesta, mikäli rengas pääsee luistamaan ajoalustalla. Havainnointi kiinteästä mittauspisteestä mahdollistaisi luotettavamman nopeuden mittaamisen. Tiedonsiirto langattoman lähiverkon yli, sekä datan jatkokäsittely kaupallisen mittausohjelmiston avulla on suositeltavaa.
Instrumentoinnissa käytettiin sekä kaupallisia, että omavalmisteisia antureita, joille valmistettiin kiinnikkeet PLA muovista pikavalmistustekniikalla. Jousituksen liikkeet mitattiin lineaariantureilla ja auton nopeus vanteen pyörähdyksiä havaitsevalla infrapunasensorilla. Mittauslaitteiston keskusyksiköksi valittiin Arduino Uno R3 mikrokontrolleri. Arduinolle luotiin ohjelma, joka vastaanottaa sekä käsittelee antureilta tulevan mittausdatan. Datan käsittelyn jälkeen se kirjoitetaan reaaliajassa Arduinon sarjaporttiin tiedonsiirtoa varten. Tiedonsiirtoon tietokoneelle testattiin XBee radiomoduulein luotua yhteyttä. Testien tulokset olivat lupaavia, mutta kehitystyö jouduttiin keskeyttämään laitevian ja saatavuus ongelmien vuoksi. Valmis mittauslaitteisto ei toimi langattomasti, vaan lähettää mittausdataa usb-yhteyttä pitkin.
Työ osoittaa että mittaus ja datankeräys on mahdollista toteuttaa Arduinoon pohjautuvalla laitteistolla. Laitteiston kellotaajuus riittää käsittelemään antureilta tulevat signaalit, sekä lähettämään mittausdatan radioyhteydellä reaaliajassa. Radio-ohjattavan auton nopeuden mittaus vanteen pyörimisliikettä havainnoimalla ei tuota tarkkaa tietoa nopeudesta, mikäli rengas pääsee luistamaan ajoalustalla. Havainnointi kiinteästä mittauspisteestä mahdollistaisi luotettavamman nopeuden mittaamisen. Tiedonsiirto langattoman lähiverkon yli, sekä datan jatkokäsittely kaupallisen mittausohjelmiston avulla on suositeltavaa.