Tasasähköjärjestelmän vaatimusmäärittely sekä ohjelmiston suunnittelua

Abstract

Opinnäytetyössä suunnitellaan Tampereen ammattikorkeakoulun sähkölaboratorioon rakennettavaa tasasähköjärjestelmää. Tasasähköjärjestelmä on tarkoitettu tutkimus- ja opetuskäyttöön. Työssä tehtiin tasasähköjärjestelmän vaatimusmäärittely ja ohjelmiston suunnittelua. Työssä ei tehty sähkösuunnittelua.

Työ aloitettiin ymmärtämällä, miten kaikki järjestelmän laitteet toimivat, ja mitkä laitteiden rajoitukset ovat. Tämän ymmärryksen ja käyttäjältä saatujen vaatimuksien ja toiveiden perusteelta rakennettiin järjestelmän vaatimukset.

Järjestelmän vaatimuksien perusteelta alettiin suunnittelemaan erilaisia käyttötapauksia, joilla pystytään parhaiten täyttämään järjestelmälle asetetut vaatimukset. Käyttötapaukset päädyttiin lopulta jakamaan normaaleiksi ja laajoiksi käyttötapauksiksi. Normaalit käyttötapaukset käyttävät akustoa sekä vaunua tai keskusta. Laajat käyttötapaukset käyttävät akuston kanssa vaunua ja keskusta.

Normaaleja käyttötapauksia, jotka eivät käytä keskusta, on mahdollista käyttää myös tasasähkölaboratorion ulkopuolella. Normaalit käyttötapaukset esitellään hyvin yksityiskohtaisesti. Normaalien käyttötapauksien jälkeen oli saatu ymmärrys käyttötapauksien kulusta ja laitteiden toiminnasta.

Laajoja käyttötapauksia on mahdollista käyttää vain sähkölaboratoriossa, koska ne vaativat keskuksen, jota ei ole mahdollista liikuttaa. Laajat käyttötapaukset esitellään abstraktimmin kuin normaalit käyttötapaukset, koska kaikkien laitteiden toiminta ja käyttötapauksien yksityiskohtainen kulku on jo ymmärretty normaaleissa käyttötapauksissa.

Käyttötapauksien suunnittelun jälkeen alettiin suunnittelemaan ohjelmistoa. Ohjelmiston suunnittelussa työssä esitellään konvertterin erilaisten virtarajoituksien toiminta ja laitteiden ohjelmien suunnittelu. Laitteiden ohjelmien suunnittelu sisältää laitteiden sekvenssit ja tilakoneet.

Työn tuloksena saatiin tehtyä järjestelmälle vaatimusmäärittely, mutta kaikkia käyttötapauksia ei ollut mahdollista testata. Työn tuloksena saatiin myös suunniteltua ohjelmistolle pohja, jolta seuraava henkilö pystyy jatkamaan ohjelmiston suunnittelemista ja toteuttamista. Työn tuloksien perusteelta on myös yleisesti mahdollista lähteä kehittämään järjestelmää eteenpäin.

The purpose of this thesis was to design the requirements specification and software for a DC system. The DC system will be utilized for research and teaching. The DC system is being built in the laboratory of electrical engineering located at Tampere University of Applied Sciences.

The beginning of the thesis gives a thorough description of the system’s devices. After that, the system requirements are defined using the knowledge of the system’s devices and the user requirements.

In the thesis, a number of use cases are shown to describe the interactions the system executes to implement the system requirements. The use cases were split into regular and extensive use cases. Regular use cases used only the cart or cabinet, while extensive use cases used the cart and cabinet. Regular use cases were described in more detail, and extensive use cases more abstractly, as they are based on the information provided on the regular use cases.

The software design in the thesis covers the devices' programs, more specifically their state machines and sequences. One integral part of the software design is correctly managing the converters' current limits.

As a result of this thesis, the requirements specification and the software design were created. Further testing is required to verify that all the use cases are implementable. The software design should serve as a good foundation for future software development. Combined, the results of the thesis can be used for further work on the DC system.