1

2 Заключительный этап Всероссийской олимпиады школьников по технологии Виртуальный прибор для контроля освещенности для контроля освещенности Проектно-исследовательская работа Автор: Джабадари Георгий Валерьевич Автор: Джабадари Георгий Валерьевич Зеленоград, школа 638, 10 класс Зеленоград, школа 638, 10 класс Руководитель: Голубцов Сергей Александрович, Руководитель: Голубцов Сергей Александрович, учитель технологии учитель технологии

3 Постановка задачи Разработка цифрового виртуального прибора для контроля освещенности школьных помещений и индивидуальных рабочих мест учащихся. Разработка цифрового виртуального прибора для контроля освещенности школьных помещений и индивидуальных рабочих мест учащихся.

4 Мотивации Занятия в кружке «Умелые руки» Занятия в кружке «Умелые руки» Изучение работы микроконтроллеров и различных практических приложений с их использованием в проектной деятельности предметной области «Технология» Изучение работы микроконтроллеров и различных практических приложений с их использованием в проектной деятельности предметной области «Технология»

5 Что такое виртуальный прибор? Виртуальный прибор состоит из: Персонального компьютера со специальным программным обеспечением Персонального компьютера со специальным программным обеспечением Выносного прибора, в котором реализована измерительная схема. Выносного прибора, в котором реализована измерительная схема.

6 Выносной прибор Его назначение – измерить уровень освещенности и при получении команды от персонального компьютера, передать ему измеренное значение. Кроме этого, у прибора имеется свой индикатор, на котором отображается измеренное значение освещенности. Его назначение – измерить уровень освещенности и при получении команды от персонального компьютера, передать ему измеренное значение. Кроме этого, у прибора имеется свой индикатор, на котором отображается измеренное значение освещенности.

7 Датчики В общем случае датчики выполняют преобразование измеряемого физического показателя в электрический сигнал, соответствующий состоянию объекта исследования. В общем случае датчики выполняют преобразование измеряемого физического показателя в электрический сигнал, соответствующий состоянию объекта исследования. Для измерения уровня освещенности, в качестве датчика используется- фоторезистор. Для измерения уровня освещенности, в качестве датчика используется- фоторезистор.

8 Что такое фоторезистор Полупроводниковые фотоэлементы - фоторезисторы обладают свойством менять свое сопротивление под действием падающего на них света. Полупроводниковые фотоэлементы - фоторезисторы обладают свойством менять свое сопротивление под действием падающего на них света.

9Микроконтроллеры Основным элементом выносного прибора является однокристальный микроконтроллер. Современный микроконтроллер – это однокристальная микро-ЭВМ с встроенными периферийными устройствами. Это устройства: порты ввода-вывода, АЦП и ЦАП, таймеры и интерфейсы, система аппаратных прерываний. МК содержит энергонезависимую память и допускает многократное внутрисхемное программирование.

10 Электрическая схема измерительного модуля

11 Фрагмент программы для МК Программа написана на языке Си с применением компилятора CodeVision AVR. Фрагмент программы: Light=1024-read_adc(7); Light=1024-read_adc(7); sprintf(text, "Light=%05d", Light); sprintf(text, "Light=%05d", Light); if (!(!(UCSRA & (1400) PORTD.3=0; else PORTD.3=1; // жёлтый снизу if (Light>500) PORTD.5=0; else PORTD.5=1; // жёлтый сверху if (Light>500) PORTD.5=0; else PORTD.5=1; // жёлтый сверху if (Light>600) PORTD.6=0; else PORTD.6=1; // зелёный if (Light>600) PORTD.6=0; else PORTD.6=1; // зелёный if (Light

12 Программная среда LabVIEW LabVIEW Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (Среда разработки лабораторных виртуальных приборов) представляет собой среду графического программирования, которая широко используется в промышленности, образовании и научно-исследовательских лабораториях в качестве стандартного инструмента для сбора данных и управления приборами. LabVIEW Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (Среда разработки лабораторных виртуальных приборов) представляет собой среду графического программирования, которая широко используется в промышленности, образовании и научно-исследовательских лабораториях в качестве стандартного инструмента для сбора данных и управления приборами.

13 Лицевая панель виртуального прибора Создается в среде разработки LabVIEW с помощью элементов управления (кнопки, переключатели и др.) и средств отображения (графики, светодиоды и др.) и определяет интерфейс пользователя. Создается в среде разработки LabVIEW с помощью элементов управления (кнопки, переключатели и др.) и средств отображения (графики, светодиоды и др.) и определяет интерфейс пользователя.

14 Лицевая панель Лицевая панель – это интерфейс пользователя ВП.

15 Спецификация используемых в проекте виртуальных инструментов При разработке программной части прибора были использованы следующие виртуальные инструменты (ВИ): цикл Пока - While цикл Пока - While структура Последовательность - Sequence. структура Последовательность - Sequence.

16 Цикл While Цикл While используется для выполнения части диаграммы, охваченной циклом. Повторение происходит до тех пор, пока условие выхода из цикла не примет значение Ложь (False). Цикл While используется для выполнения части диаграммы, охваченной циклом. Повторение происходит до тех пор, пока условие выхода из цикла не примет значение Ложь (False). В нашем случае этот цикл сделан бесконечным, чтобы все время, пока запущена программа происходили измерения. В нашем случае этот цикл сделан бесконечным, чтобы все время, пока запущена программа происходили измерения.

17 Структура Sequence Структура Sequence последовательно выполняет содержащиеся на ее страницах части программы. Часть диаграммы, которую ВИ должен выполнять первой, помещается внутрь кадра 0, следующая часть диаграммы помещается внутрь кадра 1 и т.д. Структура Sequence последовательно выполняет содержащиеся на ее страницах части программы. Часть диаграммы, которую ВИ должен выполнять первой, помещается внутрь кадра 0, следующая часть диаграммы помещается внутрь кадра 1 и т.д.

18 Структура Sequence В программе с помощью структуры задается последовательность действий: сначала компьютер посылает внешней схеме запрос на получение данных, потом ждет примерно 300 мс, получает ответ, сравнивает его с уровнями освещенности для разных кабинетов и раскрашивает их названия в красный или зеленый цвета. В программе с помощью структуры задается последовательность действий: сначала компьютер посылает внешней схеме запрос на получение данных, потом ждет примерно 300 мс, получает ответ, сравнивает его с уровнями освещенности для разных кабинетов и раскрашивает их названия в красный или зеленый цвета.

19 Блок-диаграмма

20 Виртуальный прибор