Mikrokontrolleriohjattu virtapiirin katkontalaite
Ruuskanen, Mikko (2010)
Ruuskanen, Mikko
Tampereen ammattikorkeakoulu
2010
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2010120917709
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2010120917709
Tiivistelmä
Tässä työssä suunniteltiin ja toteutettiin mikrokontrolleriohjattu virtapiirin katkontalaite KONE Oyj:n tutkimus- ja tuotekehitysosaston luotettavuuslaboratorion käyttöön. Aluksi määriteltiin ohjelmiston ja laitteiston vaatimukset. Lähtökohtana oli suunnitella helppokäyttöinen ja itsenäisesti toimiva testilaite, joka on helposti liikuteltavissa ja voidaan näin sijoittaa lähes mihin tahansa järjestelmään. Käyttäjän on myös voitava itse konfiguroida laite sarjaliikenneportin kautta.
Laite toteutettiin kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa suunniteltiin C-kielellä laitteen ohjelmisto. Apuna suunnittelutyössä käytettiin AVR STK500 -kehitysalustaa, AVR Studio 4 -suunnitteluympäristöä ja AVR-GCC-kääntäjää. Pääohjelma ja käyttöliittymä suunniteltiin alusta asti itse ohjelmoimalla. Apuna käytettiin valmiita toimintoja sisältäviä koodikirjastoja.
Toisessa vaiheessa suunniteltiin mikro-ohjaimen ympärille tarvittava elektroniikka. Ensimmäisessä versiossa katkos toteutettiin yksinkertaisella relekytkennällä. Releellä ei kuitenkaan päästä riittävän nopeisiin katkoksiin releen kytkentäviiveen takia. Lopullisessa versiossa katkos tehdään kytkinkäyttöön sopivalla IGBT-transistorilla.
Valmis laite mahdollistaa eripituisten katkosten tekemisen sähköjohtimissa. Näin saadaan testattua erilaisten laitteiden ja järjestelmien luotettavuus ja vikasietoisuus sähkökatkotilanteissa.
Laite toteutettiin kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa suunniteltiin C-kielellä laitteen ohjelmisto. Apuna suunnittelutyössä käytettiin AVR STK500 -kehitysalustaa, AVR Studio 4 -suunnitteluympäristöä ja AVR-GCC-kääntäjää. Pääohjelma ja käyttöliittymä suunniteltiin alusta asti itse ohjelmoimalla. Apuna käytettiin valmiita toimintoja sisältäviä koodikirjastoja.
Toisessa vaiheessa suunniteltiin mikro-ohjaimen ympärille tarvittava elektroniikka. Ensimmäisessä versiossa katkos toteutettiin yksinkertaisella relekytkennällä. Releellä ei kuitenkaan päästä riittävän nopeisiin katkoksiin releen kytkentäviiveen takia. Lopullisessa versiossa katkos tehdään kytkinkäyttöön sopivalla IGBT-transistorilla.
Valmis laite mahdollistaa eripituisten katkosten tekemisen sähköjohtimissa. Näin saadaan testattua erilaisten laitteiden ja järjestelmien luotettavuus ja vikasietoisuus sähkökatkotilanteissa.