Реферат по темі випускної роботи
Введення
В темі дипломної роботи, розглянуто створення віртуального стенда для програмованого контролера Arduino. Для чого був обраний програмний пакет LabVIEW
1. Пакет LabVIEW
LabVIEW (англ. LaboratoryVirtualInstrumentationEngineeringWorkbench), - середовище графічного програмування, її використовують технічні фахівці, викладачі, інженери і вчені повсюдно, для легкого і швидкого створення комплексних програм в різних завданнях, таких як наприклад, - вимір, тестування, управління. У пакеті представлена ??середовище розробки в платформі для виконання програм. Програми можна створювати на графічній мові програмування «G», від фірми NationalInstruments, заснованому на архітектурі потоків даних. Порядок виконання операторів в цих мовах визначається не порядком проходження, а наявністю даних на входах цих операторів. Є оператори, які не пов'язані з даними, виконуються паралельно в довільному порядку.
Початкову версія LabVIEW випустили в 1986 році, під AppleMacintosh, зараз же існують версії для UNIX, Linux, MacOS і інші, розвиненими і популярними я залишаються версії для MS Windows.
Пакет LabVIEW використовують в системах збору та обробки інформації, і для управління технічними об'єктами і тех.процессамі, так він надає в розпорядження користувача широкий спектр інструментів і бібліотек: від інтерактивних майстрів налаштування і призначених для користувача інтерфейсів (зручних GUI) до вбудованих компілятора, компоновщика і засобів налагодження. Особливістю LabVIEW являеться підтримка виконання коду, написаного з попщью мови "G", в режимі потоку даних (потокове програмування).
Рис. 1.1. Приклад написання найпростішої програми в пакеті LabVIEW Програмування в потоках середовищі LabVIEW дозволяє користувачеві повністю сфокусуватися на даних і шляхи їх обробки. Вузли програми представлені функціями, цикли та інші конструкції мови - отримують дані через входи, обробляють їх і виводять дані подаючи на вихід. Значення параметрів надходять на кожен з вхідних терміналів вузла, виконується код вузла (обробка даних, що надійшли), значення значення вихідних параметрів надходять на вихідні термінали вузла для подальшої їх передачі на інші вузли згідно з логікою потоку даних. Відповідно послідовно з'єднані вузли Виконуємо по черзі.
Мова "G" дуже зручний для візуальної роботи з даними, моделювання процесів за допомогою блок-схем і діаграм станів, які відображають потоки даних. Потокове програмування обумовлює необхідність працювати в термінологічному полі прикладної області завдання. Додаток мовою G спочатку отримує дані з декількох каналів датчиків температури, потім передає дані функції, що виконує аналіз, і зберігає дані на диск. Графічне представлення наочно демонструє порядок виконання операцій в потоках даних.
Рис. 1.2. Приклад інтрефейса в пакеті LabVIEW Інтерфейс пакету LabVIEW представлений у вигляді зручних і інтуїтивно зрозумілих інструментів середовища розробки. Засобами налагодження можна легко і чітко відобразити процес поширення даних по провідникам і відповідні значення на входах і виходах вузлів коду, тобто виконана анімація виконання завдання.
Середовище (Пакет) надає розробнику (користувачеві) набір інструментів налагодження. З відображенням піктограм на панелі інструментів блок-діаграми, можна запустити покрокове виконання коду, встановлювати точки зупинки, включати анімацію виконання.
Рис. 1.3. Приклад самодокументірованной програми із застосуванням циклів Відмітна особливість процесу налагодження в LabVIEW, - приховане компіляція коду. Поки ви працюєте з кодом, компілятор проводить семантичний і синтаксичний аналіз коду (intelligence), виявили помилку, інтелідженс блокує можливість виконання програми, а на панелі інструментів відображається піктограма зі зламаною стрілкою.
Натискання на кнопку запуску призводить до відображення вікна з переліком помилок, які необхідно виправити. Програма може бути успішно скомпільована після усунення помилок.
Використовуючи потокове програмування можливо автоматично распараллеливать виконання коду. Спочатку потоки (thread-и) містять в собі інформацію про те, які долі коду слід виконувати паралельно. Між паралельно виконуються ділянками програми, дані передаються за допомогою черги. Вбудований компілятор забезпечує многоточность, самостійно визначаються ділянки коду, які мають паралельно розташовані вузли, і організуючим роздільні потоки для їх паралельного виконання. У комп'ютерній термінології це називають неявним паралелізмом. Реалізація паралелізму здійснюється автоматично засобами розробки, а не розробником.
2. Програмований контролер Ардуіно
Ардуіно, це апаратно-программнуемая платформа. Її головними компонентами є, - невелика плата-контролер введення / виводу і середовище розробки на основі processing/Wiring.
Прототип контролера був випущений ще в 2005 році. Його розробив Массімо Банц, для студентів Інституту проектування взаємодій міста Ивреа, Італія. Названо пристрій в честь короля Ардуіно, що правив Італією два роки на початку XI століття, в честь якого був названий так само і пивний бар «ді Ре Ардуіно», що належить тому ж Массімо Банц, і розташований на тому самому місці, де за переказами народився король Ардуіно.
Рис. 2.1. Типовий програмовані контролер Arduino в натуральну величину Плата Arduino відіграла як справжня революція міжнародного масштабу в сфері розробки електронних пристроїв. Як схеми, так і вихідні коди безкоштовно доступні, з цього Ардуіно і отримала широку популярність. Плату можна придбати всього за кілька доларів, можливо і зібрати її самому.
У Arduino є власний процесор і пам'ять, плата забезпечена безліччю вводів і висновків, до яких можуть бути підключені різні датчики, а також виконавчі пристрої і механізми. В наш час є більше 20 основних модифікацій плат Ардуіно.
Рис. 2.2. Компактний програмовані контролер Arduino
Для роботи з Ардуіно ній не потрібно бути програмістом, немає необхідності в спеціальних знаннях про те, як працює мікроконтролер, можливо і досить просто побудувати простий проект. Стандартні бібліотеки Ардуіно уможливлюють автоматизацію чого завгодно.
Написання коду тут здійснюється через спеціальну програмну оболонку (IDE), її можливо безкоштовно скачати на сайті Arduino. Програмна оболонка написана на Java, доброзичлива, кроссплатформенная і працює під Windows, Mac OS X, і Linux, містить текстовий редактор, менеджер проектів, препроцесорну компілятор, є і інструменти для завантаження програми безпосередньо в мікроконтролер.
Використовувані в Ардуіно мікроконтролери оснащені прошитим загрузчиком (bootloader), що позбавляє від проблеми остутствия програматора, досить просто з'єднати плату з комп'ютером через USB або через перехідник UART-USB, і завантажити код програми.
pагрузчік в мікроконтролер можливо пререпрошіть самостійно за допомогою програматора, в середовищі Arduino IDE є підтримка найбільш популярних дешевих програматорів, є штирьовий роз'єм для внутрисхемного програмування (ICSp для AVR, JTAG для ARM).
Для більшості пристроїв Ардуіно використовуються мікроконтролери Atmel AVR ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 працюють на частоті тактирования 16 або 8 МГц.
Для освоєння мови програмування Ардуіно новачкові, необхідно кілька годин, а в мережі вже є величезна кількість відео уроків, публікацій, заміток і статей на тему розробки під використання Ардуіно. C ++, доповнений простими функціями управління уведеннями / висновками плати, користувачі можуть працювати навіть в Visual Studio, Eclipse, і через командний рядок.
Рис. 2.3. Програмна оболонка на Java, для написання програм для контролера Arduino
Практично Ардуіно по суті надає величезні можливості для створення будь-яких пристроїв, так підключають датчики, замки, мотори, дисплеї, роутери, і кошти необхідні в побуті. Є можливість Розширюючі пристрій платами - Шілд, наприклад для роботи з GpS, для з'єднання по локальній мережі або інтернету, bluetooth, Wi-Fi і т. Д. Однак особливо популярна Ардуіно в робототехніці.
Для підключення розширень використовуються прості штирові з'єднання, що дозволяє легко конструювати макети, ускладнювати і допрацьовувати їх як завгодно користувачеві.
Плати-розширення (Шілд) продаються для безлічі різних функцій, їх можна з'єднувати як складальної конструктор, що дуже зручно. Так можуть бути з'єднані плати бездротової комунікації, плати управління кроковим двигуном, і будь-які інші контролери різних призначень.
Рис. 2.4. Готова, фізична модель крокуючого павука під управлінням контролера Arduino
Ардуіно являє собою універсальний, розширюваний, програмований контролер-конструктор. Плата може стати незамінним помічником при вирішенні різноманітних задач, пов'язаних з електронікою різних призначень. Так можна конфігурувати наприклад будильник, створити цілком складного і функціонального робота, кроковий двигун, - всім цим, можливо управляти за спеціальним алгоритмом за допомогою Ардуіно.
Рис. 2.5. Готова, фізична модель квадрокоптера під управлінням контролера Arduino Невреоятно велика кількість всілякої периферії: датчики, кнопки, ЖК-індикатори, світлодіоди, і інші ще неізвестнрие органи взаємодії з навколишнім світом, доступні для роботи з Ардуіно, і будуть доступні
В інтернеті вже є сотні програм під Ардуіно, здатні допомогти як початківцям, так і досвідченим користувачам для реалізації їх проектів, творчості та інших сподівань.
Зміст
1. Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока.–М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963.–744 с.
2. КазовскийЕ.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока.–Л.: Изд. Академии наук СССР, 1962.–624 с.
3. Постников И.М. Обобщенная теория и переходные процессы электрических машин. Учебник для вузов, изд. 2-е.–М.: "Высш. школа", 1975.–319 с.
4. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учеб.для вузов, 2-е изд.–М.: Высш. шк., 1994.–318 с.
5. Асинхронные электроприводы с векторным управлением/ В.В. Рудаков, И.М. Столяров, В.А. Дартау.–Л.: Энергоатомиздат, 1987.–136 с.
6. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями/ О.В. Слежановский, Л.Х. Дацковский, И.С. Кузнецов и др.–М.: Энергоатомиздат, 1983.–256с.
7. Schцnfeld R. Digitale Regelung elektrischer Antriebe.–Berlin: Verl. Technik, 1987.–210 S.