Σχεδίαση και κατασκευή ψηφιακού καταγραφέα στις πλατφόρμες Raspberry Pi και Arduino για συνδεση σε εφαρμογές μικρών ανεμογεννητριών

Καραΐσκος, Κωνσταντίνος; Karaiskos, Konstantinos

dc.contributor.author	Καραΐσκος, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Karaiskos, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2016-06-21T13:08:58Z
dc.date.available	2016-06-21T13:08:58Z
dc.date.issued	2016-06-21
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42784
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.11956
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Καταγραφείς	el
dc.subject	Μικρές ανεμογεννήτριες	el
dc.subject	Αισθητήρες	el
dc.subject	Raspberry Pi	en
dc.subject	Arduino	en
dc.title	Σχεδίαση και κατασκευή ψηφιακού καταγραφέα στις πλατφόρμες Raspberry Pi και Arduino για συνδεση σε εφαρμογές μικρών ανεμογεννητριών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Data loggers	el
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh2003011202
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-03-16
heal.abstract	Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η σχεδίαση και κατασκευή ενός ψηφιακού καταγραφέα ανοιχτού κώδικα και χαμηλού κόστους για την σύνδεση σε εφαρμογές μικρών ανεμογεννητριών. Η υλοποίηση έγινε με βάση τις πλατφόρμες του Arduino και του Raspberry Pi. Για τις ανάγκες της εφαρμογής σχεδιάστηκε πρότυπη αναπτυξιακή πλακέτα και πραγματοποιήθηκαν πειράματα μέτρησης της ακρίβειας του συστήματος για εναλλασσόμενη τάση και ρεύμα, συνεχή τάση και ρεύμα και μέτρησης της ταχύτητας του ανέμου. Αρχικά, εισάγονται οι βασικές έννοιες και τα χαρακτηριστικά των μικρών ανεμογεννητριών και ιδιαίτερα στα πρότυπα μέτρησης των μικρών ανεμογεννητριών, καθώς και οι λόγοι επιλογής υλοποίησης της συγκεκριμένης εφαρμογής. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται οι έννοιες του μικροελεγκτή και του μικροεπεξεργαστή και παρουσιάστηκαν οι αρχιτεκτονικές των ενσωματωμένων συστημάτων και των πρωτοκόλλων επικοινωνίας που χρησιμοποιήθηκαν στην εφαρμογή. Αναλύονται τα βασικά χαρακτηριστικά των αισθητήρων και παρουσιάζονται οι βασικές τεχνικές μέτρησης των ηλεκτρικών μεγεθών παρουσιάζοντας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα τους. Παρουσιάζονται οι βασικές αρχές που αφορούν την προεπεξεργασία, την δειγματοληψία και την μετατροπή ενός αναλογικού σήματος σε ψηφιακό. Έπειτα, περιγράφεται ο γενικός στόχος όσον αφορά την επιλογή των στοιχείων που χρησιμοποιήθηκαν για την υλοποίηση του καταγραφέα, δηλαδή των ενσωματωμένων, των αισθητήρων και των A/D μετατροπέων καθώς και οι λόγοι της επιλογής. Η διαδικασία σχεδίασης της αναπτυξιακής πλακέτας στην πλατφόρμα του Raspberry Pi και της πλακέτας του Arduino, εξηγείται αναλυτικά στη συνέχεια. Περιγράφεται, επίσης, η διαδικασία υλοποιήσης του λογισμικού που αφορά των κομμάτι της επικοινωνίας των ολοκληρωμένων με τον μικροελεγκτή, τις βασικές διαδικασίες μέτρησης των τιμών που υλοποιήθηκαν και η διαδικασία βαθμονόμησης. Τέλος, περιγράφονται τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν τόσο σε εργαστηριακές συνθήκες, όσο και στην ανεμογεννήτρια για την εξακρίβωση της ακρίβειας του συστήματος και των περιορισμών που υπάρχουν.	el
heal.abstract	The purpose of this thesis is the planning and constructing of a low cost, open source data logger, for connection to small wind turbins. The implementation was based on Arduino and Raspberry Pi platforms. For the project needs, we designed a standard board and conducted experiments about the accuracy of the system regarding ac voltage and current, dc voltage and current and wind speed. At first, basic characteristics of small turbins are introduced, along with the reasons we chose this application. Then, we take a look at the basics of microcontrollers and microprocessors and we present the architectures of embedded systems and communication protocols used in the application. Basic concepts about sensors are discussed and measuring techniques of electrical parameters are presented, along with their pros and cons. Moreover, preprocession, sampling and analog to digital conversion are discussed. We describe the basic target regarding the choice of elements used in the implementation of the data logger (the embedded systems, the sensors and the A/D converters). The procedure of desinging of the Raspberry Pi's and Arduino's boards is presented next. Additionally, the implementation procedure of the software regarding the communication between the embedded systems and the microprocessors is presented, such as the calibration procedure. Finally, the laboratory and turbine experiments are thoroughly described, in order to discuss the accuracy of the system and the existing restrains.	en
heal.advisorName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Γεωργιλάκης, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	195 σ.
heal.fullTextAvailability	true