ΕΞΕΛΙΞΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΕΠΙΜΗΚΥΝΣΙΟΜΕΤΡΩΝ (STRAIN GAGES) ΚΑΙ ARDUINO

Abstract

Στην παρούσα πτυχιακή εργασία υλοποιείται ένα σύστημα, το οποίο βασίζεται στην αναπτυξιακή πλατφόρμα Arduino και έχει τη δυνατότητα μέτρησης παραμορφώσεων σε υλικά με χρήση ηλεκτροεπιμηκυνσιομέτρων strain gage. Τα ηλεκτροεπιμηκυνσιόμετρα είναι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση παραμορφώσεων και στην παρούσα εργασία χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με τον μικροελεγκτή Arduino UNO, τον ενισχυτή - ADC μετατροπέα HX711, Buetooth breakout board HC-05, microSD card breakout board της Adafruit και κατάλληλη γέφυρα Wheatstone. Η λήψη και ανάγνωση των μετρήσεων και ο έλεγχος της συσκευής γίνονται από το κινητό τηλέφωνο του χρήστη μέσω εφαρμογής Android η οποία αναπτύχθηκε ειδικά για την συσκευή. Η παρουσίαση της εργασίας γίνεται σε τέσσερα κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζονται εισαγωγικές και γενικές έννοιες για τις μετρήσεις, τη παραμόρφωση, τη μετρολογία, το ηλεκτρεπιμηκυνσιόμετρο, τα ενσωματωμένα συστήματα, τη γέφυρα Wheatstone, τους μικροελεγκτές και το bluetooth. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται αναλυτικά τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν για την υλοποίηση του παραπάνω συστήματος, η χρήση τους καθώς και ο ρόλος του καθενός στο εν λόγω σύστημα. Στο τρίτο κεφάλαιο αναπτύσσεται η διαδικασία σχεδίασης, κατασκευής και προγραμματισμού του συστήματος μέτρησης παραμορφώσεων. Αναλυτικότερα, περιγράφεται η συνδεσμολογία του συστήματος και δίνεται λεπτομερή περιγραφή της λειτουργίας του. Επίσης, αναλύεται ο κώδικας που εκτελεί ο μικροελεγκτής και η εφαρμογή κινητού τηλεφώνου που αναπτύχθηκε. Στο τέταρτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται οι μετρήσεις παραμόρφωσης που πραγματοποιήθηκαν με το παραπάνω σύστημα και η σύγκριση τους με μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν αντίστοιχο όργανο μέτρησης παραμόρφωσης και με υπολογισμούς από το μαθηματικό μοντέλο που επιλύθηκε για τη πειραματική διάταξη. Στο τέλος του τέταρτου κεφαλαίου, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα καθώς και αναφέρονται κάποιες προτάσεις για την μελλοντική επέκταση της συσκευής που υλοποιήθηκε.