Ημερολόγιο Εκδηλώσεων

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΤΡΑΚΚΙΔΗΣ ΠΕΤΡΟΣ

Θέμα
Εφαρμογή Μικρο-υπολογιστών/Μικροελεγκτών σε Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου
Application of Micro-Computers / Micro-Controllers to Control Systems

Εξεταστική Επιτροπή
Αν. Καθηγητής Φώτιος Κανέλλος (επιβλέπων)
Επ. Καθηγητής Νικόλαος Μπεκιάρης- Λυμπέρης
Επ. Καθηγητής Δημήτριος Ιψάκης (ΜΠΔ)

Περίληψη
Η παρούσα Πτυχιακή Εργασία αφορά την εφαρμογή των μικρo-υπολογιστών/ μικρό-ελεγκτών σε συστήματα αυτόματου ελέγχου. Για την συγγραφήκαι μελέτη της εργασίας,διερευνήθηκε και αξιοποιήθηκε ο μικρο-υπολογιστής Arduino, ενώ πραγματοποιήθηκαν οι εφαρμογές του σε δυο Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχουτα οποία ήταν, έλεγχος των στροφών και έλεγχος θέσης ενός κινητήρα DC.  Η ανάπτυξη του θέματος γίνεται σε πέντε κεφάλαια.Το πρώτο κεφάλαιο αποτελεί την εισαγωγή της εργασίας.  Αρχικά αναλύεται η έννοια και η χρησιμότητα του αυτοματισμού επιβεβαιώνοντας την ωφελιμότητα της χρήσης του για τον άνθρωπο, τόσο στην καθημερινότητα του, όσο και στην προσπάθεια του να επιτύχει το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα με το λιγότερο κόστος.  Έπειτα, ακολουθεί ανάλυση της πλατφόρμας Arduino, η οποία αποτελεί το αντικείμενο της εργασίας, και η συνεισφορά της παρούσας εργασίας για την κατανόηση των συστημάτων ελέγχου από μηχανικούς και όχι μόνο. Το  δεύτερο  κεφάλαιο  αφορά  την  βιβλιογραφική  ανασκόπηση  μελετώντας  τους  μικρό-υπολογιστές ή αλλιώς μικρό-ελεγκτές.  Δίνεται έμφαση στα συστήματα αυτόματου ελέγχου ενώ  γίνεται  επισήμανση  των  δυνατοτήτων  της  πλατφόρμας Arduinoστα  συστήματα αυτόματου ελέγχου. Τέλος, αναλύονται τόσο τα λειτουργικά αλλά και τα περιφερειακά στοιχεία της πλατφόρμας.Το τρίτο κεφάλαιο της εργασίας περιλαμβάνει την πρώτη εφαρμογή που πραγματοποιήθηκε για σκοπούς συγγραφής της εργασίας και αφορά τον έλεγχο των στροφών ενός κινητήρα DC.Το τέταρτο κεφάλαιο περιλαμβάνει την δεύτερη εφαρμογή που πραγματοποιήθηκε και αφορά πείραμα του συστήματος κλειστού βρόχου για τον ακριβή έλεγχο της περιστροφής ενός αντικειμένου με τη χρήση κινητήρα DC.

9Για τα κεφάλαια 3 και 4 διενεργούνται κάποιες προσομοιώσεις με σκοπό την εύρεση του καταλληλότερου ελεγκτή για το κάθε πείραμα αντίστοιχα. Παρουσιάζονται συγκρίσεις μεταξύ των αποτελεσμάτων, και ο τρόπος με τον οποίο βρίσκουμε την βέλτιστη λύση.Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο αναγράφονται τα συμπεράσματα της παρούσας πτυχιακής εργασίας  τα  οποία  προέκυψαν  από  τις  προηγούμενες  εφαρμογές  ενώταυτόχρονα προτείνονται μελλοντικά βήματα ώστε να επιτευχθεί η ενίσχυση και η αναβάθμιση της ανάπτυξης συστημάτων ελέγχου με την χρήση της πλατφόρμας Arduino.

Abstract
This  Thesis  concerns  the  application  of  micro-computers  /  micro-controllers  in  automatic control  systems. For  its  writing,the  Arduino  microcomputer  was  investigated  and  utilized, while its applications were carried out in two Automatic Control Systems, which were speed control  and  position  control  of  a  DC  motor. The  development  of  the  subject  is  done  in  five chapters.The  first  chapter  is  the  introduction  of  the  work.  Initially,  the  concept  and  usefulness  of automation are analyzed, confirming the usefulness of its use for humans, both in their daily lives and in their effort to achieve thebest possible result at the lowest cost. This is followed by an analysis of the Arduino platform, which is the subject of the work, and the contribution of the present work to the understanding of control systems by engineers and more.The  second  chapter deals  with  the  literature  review  by  studying  micro-computers  or  micro-controllers.  Emphasis  is  placed  on  automatic  systems  while  the  capabilities  of  the  Arduino platform  in  automatic  control  systems  are  highlighted.  Finally,  both  the  functional  and  the peripheral elements of the platform are analyzed.The third chapter of the work includes the first application made for the purpose of writing the work and concerns the control of the speed of a DC motor.The  fourth  chapter  includes  the  second  application  that  was  carried  out  and  concerns  the closed loop system for the precise control of the rotation of an object using a DC motor.For  chapters  3  and  4  some  simulations  are  performed  in  order  to  find  the  most  suitable controller for each experiment respectively.Comparisons are made between the results, and the way in which we find the best solution.Finally, the fifth chapter lists the conclusions of this dissertation which emerged from previous applications while at the same time proposing future steps to complete the improvement and upgrade of the development of control systems using the Arduino platform.