Návrh a realizace doplňkového sensorického systému pro experimentální vozidlo

Abstract

Práce se zabývá návrhem a realizací doplňkového senzorického systému pro reálný projekt: "Experimentální čtyřkolové vozidlo". Jedná se o teplotní senzory, senzory polohy tlumičů a senzory vzdálenosti (kolizní senzory). V úvodních kapitolách je provedena rešerše v oblasti teplotních a kolizních senzorů a dále příklady reálných aplikací kolizních senzorů v průmyslu. V dalších kapitolách je pak vždy rozebrán jeden druh senzoriky, a to od jeho teoretického návrhu, až po finální realizaci a zhodnocení dosažených výsledků. V kapitole teplotních senzorů je uveden teoretický základ pro modelování přenosu tepla v elektromotoru, stavový popis systému a realizace předběžného měření ohřevu vinutí a pláště pro zjištění neznámých konstant v modelu. Dále je uvedena volba vhodného senzoru a vytváření funkčního kódu pro komunikaci senzoru s procesorem dsPIC pomocí sběrnice I2C, která byla použita pro komunikaci se všemi senzory. V kapitole senzorů polohy tlumičů je použit jednostranný ohybový senzor. Z něho bylo proměnné napětí zpracováno pomocí AD převodníku na diskrétní signál a posíláno do řídící jednotky. V kapitole kolizních senzorů je používán levný IR snímač polohy, výstupní napětí je opět zpracováno pomocí AD převodníku. Je uveden způsob filtrování signálu a implementace systému pro zabránění srážky vozidla s překážkou do modelu řízení.

This thesis deals with design and implementation of complementary sensory system for experimental car. It deals with temperature sensors, sensors of dumper position and collision avoidance sensors. The first part is focused on background research of temperature sensors and distance sensors. The individual parts of sensory system are described in the following chapters. All chapters contain theoretical design of system as well as final implementation and summary. The description of model for simulating heat transmission in electromotor is described in the chapter of temperature sensory system as well as preliminary measurement of heating-up the winding and shield for establishing the unknown constants in model. The making of functional code to reach the successful communication between the sensor and dsPIC microcontroller via I2C interface is also described. This interface was used for all sensors of the system. The flex sensors are used in the chapter of dumper position sensors. Variable voltage on it is converted by ADC into discrete signal and sent to the control unit. The cheap IR distance sensors are used in the chapter of collision avoidance sensors. Output voltage is also converted by ADC.