Implementering av en PID-regulator på mikrokontroller och styrning samt monitorering av regulatorn på en Androidenhet via Bluetooth®
Dahlbom, Mikael (2023)
Dahlbom, Mikael
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023060421101
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023060421101
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö käsittelee PID-regulaattorin ohjelmointia mikro-ohjaimeen ja regulaattorin säätäminen ja valvonta Android-laitteen ja Bluetooth-tekniikan avulla. Työn tarkoituksena oli selvittää, onko mahdollista ohjelmoida PID-regulaattoria mikro-ohjaimeen, miten hyvin se toimii ja onko mahdollista säätää ja valvoa regulaattoria Android-laitteen avulla. Tavoitteena oli saada hyvin toimiva kokonaisuus, jossa prosessia voi säätää langattomasti Android-laitteen avulla. Android-laite sai myös tietoa prosessin toimivuudesta, jokaisen prosessiajon jälkeen.
Opinnäytetyössä kerrotaan PID-regulaattorista, ohjaustekniikasta ja Bluetooth-kommunikaatiosta. Aiheet ovat mm. ohjausperiaatteet, ohjausominaisuudet, regulaattorin säätäminen, Bluetoothtekniikka, Bluetooth SIG ja GATT-protokolla.
Regulaattoria testattiin nestetaso-ohjausprosessin avulla tutkiakseen, että regulaattorin säätö ja valvonta toimi oikealla tavalla. Regulaattoria testattiin P-regulaattorina, P-regulaattorina offsetarvolla, PI-regulaattorina ja PID-regulaattorina. Regulaattorille suoritettiin häiriötestejä ja asetusarvon muuttamistestejä tutkiakseen regulaattorin reagointikykyä.
Android-applikaatio, jolla regulaattoria säädettiin ja valvottiin, kehitettiin Android Studiossa. Applikaatiossa oli toiminallisuuksia kuten regulaattorin parametrien säätö, prosessin aloittaminen ja lopettaminen, asetus-, hetkellisarvon ja ohjaussignaalin piirtäminen kaavioon ja tuloksen kirjoittaminen csv-tiedostoon. PID-regulaattoria ohjelmointiin Arduino Nano 33 iot nimiseen mikro-ohjaimeen.
Tulokseksi saatiin toimiva PID-regulaattori, joka osasi säätää nestetaso-ohjausprosessia.
Opinnäytetyössä kerrotaan PID-regulaattorista, ohjaustekniikasta ja Bluetooth-kommunikaatiosta. Aiheet ovat mm. ohjausperiaatteet, ohjausominaisuudet, regulaattorin säätäminen, Bluetoothtekniikka, Bluetooth SIG ja GATT-protokolla.
Regulaattoria testattiin nestetaso-ohjausprosessin avulla tutkiakseen, että regulaattorin säätö ja valvonta toimi oikealla tavalla. Regulaattoria testattiin P-regulaattorina, P-regulaattorina offsetarvolla, PI-regulaattorina ja PID-regulaattorina. Regulaattorille suoritettiin häiriötestejä ja asetusarvon muuttamistestejä tutkiakseen regulaattorin reagointikykyä.
Android-applikaatio, jolla regulaattoria säädettiin ja valvottiin, kehitettiin Android Studiossa. Applikaatiossa oli toiminallisuuksia kuten regulaattorin parametrien säätö, prosessin aloittaminen ja lopettaminen, asetus-, hetkellisarvon ja ohjaussignaalin piirtäminen kaavioon ja tuloksen kirjoittaminen csv-tiedostoon. PID-regulaattoria ohjelmointiin Arduino Nano 33 iot nimiseen mikro-ohjaimeen.
Tulokseksi saatiin toimiva PID-regulaattori, joka osasi säätää nestetaso-ohjausprosessia.