پروژه آموزشی نمونه برداری از شکل موج سینوسی برق شهر با پروتئوس

در این پروژه مداری در پروتئوس طراحی شده و راجع به سخت افزار و نرم افزار مدار توضیح داده شده و همچنین 

از نحوه کار آن گزارش تهیه شده است.

چكيده

در این پروژه بنا داریم یک موج سینوسی برق شهر (با دامنه 220 ولت و فرکانس 50 هرتز) را به عنوان ورودی مدار اعمال کنیم. این سیگنال با عبور از یک مدار آپ امپی، یک ولتاژ با نام ADC0 تولید می کند.

این ولتاژ آنالوگ را به میکروکنترلر AVR (از طریق پورت A0) اعمال می کنیم تا به واسطه ولتاژ مرجع AVCC میکرو، بصورت دیجیتال 8 بیتی تبدیل شده و در متغیری داخل میکرو ذخیره گردد. سپس این مقادیر دیجیتال شده 8 بیتی را بر روی پورت C قرار می دهیم تا به یک مبدل دیجیتال به آنالوگ ارسال شود. خروجی این مبدل به یک مدار آپ امپی ارسال می شود تا سیگنال سینوسی اولیه بازسازی شود.

مبنای کار اینست که از یک سیگنال سینوسی برق شهر نمونه برداری کنیم و سپس به وسیله مقایسه با همان سیگنال سینوسی مرجع، یک سیگنال سینوسی بازسازی شود.

هدف اصلی از طراحی چنین مدارهایی می تواند آشکاری اعوجاج های سیگنال برق شهر باشد. به عبارت دیگر از آنجا که سیگنال برق شهر توسط این مدار کاملا ردیابی می شود لذا اعوجاج های آن نیز قابل شناسایی خواهد بود.

 

فهرست عناوین

فصل اول: تشریح پروژه

 فصل دوم: سخت افزار پروژه و پیاده سازی ماژول های آن در نرم افزار پروتئوس

فصل سوم: نرم افزار پروژه و کدهای مربوطه

فصل چهارم: نتایج شبیه سازی

بخشی از گزارش کار:

• نمونه برداری از سیگنال انالوگ، توسط میکروکنترلر صورت می گیرد. برای این منظور، از یکی از پین های PORTA میکرو به عنوان مبدل آنالوگ به دیجیتال استفاده کرده ایم. پین صفر از این پورت میکرو به عنوان ورودی ADC بکار گرفته شده است.

میکروکنترلر AVR بر روی هر یک پین های پورت A خودش دارای یک مبدل آنالوگ به دیجیتال می باشد. غالبا این مبدل ها 10 بیتی هستند یعنی دامنه سیگنال انالوگ ورودی را به 1024 قسمت تقسیم می کنند. البته ما در این پروژه از مبدل های 8 بیتی پین صفرم A استفاده کردیم.

 از طرف دیگر با یک فرکانس مطلوب (بزرگتر از دو برابر ماکزیمم فرکانس موجود در سیگنال) از سیگنال ورودی به پایه صفرم پورت A نمونه برداری می شود. این موضوع که فرکانس نمونه برداری از سیگنال حتما باید بزرگتر از دو برابر ماکزیمم فرکانس موجود در سیگنال آنالوگ باشد، به عنوان قاعده نایکوئیست شناخته می شود.

بنابراین اگر فرکانس نمونه برداری fs باشد، آنگاه در هر گام 1/fs ثانیه از سیگنال آنالوگ ورودی به پین صفرم پورت A نمونه گرفته می شود. بنابراین سیگنال در راستای محور زمان گسسته می شود. ولی هنوز دامنه هر نمونه مقداری آنالوگ است.

مقدار دامنه هر نمونه از سیگنال نیز به یکی از 256 حالت ممکن (مبدل 8 بیتی) نگاشت شده و بدین ترتیب سیگنال در راستای محور عمودی دامنه نیز دیجیتال می شود.

تصاویری از گزارش کار نیز در گالری محصول موجود است.