• No results found

Lab notes stroom meting variabele shunt

De eerste metingen testen of de versterking van het signaal overeenkomt met de simulaties en berekeningen.

Er wordt gezocht naar een opstelling die vanaf een bepaalde stroomwaarde Iin de versterkingsfactor vout/Iin verandert door de impedantie van de shunt te verminderen. Dit gebeurt door het gebruik van de cutoff en active region van een npn transistor in de shunt opstelling.

Verder wordt de responsie gemeten van een bloksignaal om de stap responsie te bepalen. De stroombron wordt gesimuleerd door een functiegenerator en een weerstand.

Formules

Relatie tussen stroom en spanning in cutoff region npn:

π‘‰π‘œπ‘’π‘‘_π‘Žπ‘šπ‘ = π΄π‘œπ‘π‘Žπ‘šπ‘πΌπ‘–π‘›π‘…π‘†β„Žπ‘’π‘›π‘‘= (1 +𝑅𝐴1

𝑅𝐴2) 𝐼𝑖𝑛(𝑅𝑆1+ 𝑅𝑆2) Voor de relatie tussen de stroom en spanning geldt

π‘‰π‘œπ‘’π‘‘_π‘Žπ‘šπ‘ = (𝐼𝑖𝑛𝑅𝑆1+ 𝑅𝑆2(πΌπ‘–π‘›βˆ’ 𝐼𝑐))π΄π‘œπ‘π‘Žπ‘šπ‘

𝐼𝑐= 𝛽𝐼𝑏= Ξ²π‘‰π‘œπ‘’π‘‘π‘Žπ‘šπ‘βˆ’ π‘‰π‘‘π‘œπ‘› 𝑅𝐡

Simulaties

Simulaties geven een dubbele lineaire relatie tussen de stroom

Figuur 2 Relatie tussen stroom (afhankelijk van VG1) en output spanning van de versterker (Vout amp1)

Figuur 1 Schema van het ontworpen circuit

- Ra1 = 101 k Ohm NPN - Ra2 = 10,0 k Ohm Vs = 5V - Rs1 = 0,1 Ohm 0,1%

- Rs2 = 10,8 Ohm

Resultaten

1. Meting gaf oscillaties bij Vout>Vth (Sawtooth; f0.1hz; Ipp 1mA) a. Oscillaties bij Vout & Vshunt.

Rb vervangen door RC low pass filter met R=Rb & C=10 uf;

2. Bij een lage frequentie overeenkomst met simulatie en berekening (Sawtooth; f = 20 hz; Ipp 1mA) a. Vshunt piek gemeten op 70 mV

3. Vanaf 100 Hz vervormt het output signaal. Patroon suggereert te lage slew rate.

4. Meting hogere input stroom (sawtooth; Ipp = 400 ma; f = 20 Hz)

a. Duidelijke verandering in Iin/Vout. Benadering van lineairiteit in bereik van zowel cutoff als active npn region. Kleine exponentiele groei te zien active region van de npn

b. Vshunt piek gemeten op 150 mV Figuur 5 Meting 1 Vout vanaf 0,7 V VBC

oscillaties.

Figuur 4 Meting 2 Vout heeft 0vereenkomst met berekening en simulaties (laagfrequent) na toepassen RC filter tussen de OPAMP en NPN

Figuur 3 meetopstelling

Figuur 7 Meting sawtooth current met input stroom 0-0,4 A. 1Hz.

Figuur 9 vanaf +- 20 Hz overshoot in meting Iin 0-400mA sawtooth

5. Input blokspanning gaf aan dat er voor ongeveer 200 Β΅S een overshoot is.

Figuur 11 lineariteit in cutoff region hoogfrequent

6. Gekeken naar lineariteit in cutoff region. Voor cutoff region het signaal is van laag tot hoogfrequent lineair (getest 0-20 kHz). Benaderen van de 0 vlakt het signaal af. Oorzaak dat de V- van de opamp (aan GND) bereikt is en het signaal dus niet versterkt kan worden.

7. Gekeken naar de lineariteit in de active region. Hier is het signaal goed versterkt van laag tot hoog frequent (Getest 0-200 kHz)

8. Temperatuursinvloed bekeken. Vout/Iin daalt bij afkoelen npn transistor Conclusie

De gewenste relatie tussen stroom en spanning is te realiseren voor een lage frequentie. De waardes zijn linear genoeg om de gemeten waardes om te kunnen rekenen naar een absolute waarde. Ook is een zuivere

versteking hoogfrequent te realiseren als de signaal output sterkte of in de active region of in de cutoff region Figuur 6 hoogfrequente meting, vervorming rond het schakelpunt.

Figuur 8 stap responsie, vanaf 200 is de waarde binnen 5%

van uiteindelijke waarde

Figuur 10 Lineariteit in active region hoogfrequent

1

File: K:\Afstudeerstage_pvdl\..\Sheet_DrogeVoeten_MCUBoard.SchDocDrawn By:

GND

5V_MCU GND 3V3_MCU

3V3_prg

48 SWO_dbg 56

TXD_dbg 50

Pinheader 1x10 straight 1

Pinheader 1x10 straight RXD_cc26

Pinheader 1x10 straight RXD_tgt

PIR602 PIR3102

PI0021

PI0058

PI0020 PI0022

PI0059

PI002 POMCU0buzzer

PI005 POMCU0button1

PI006 POMCU0button0

PI007 POSPI0SCLK

PI008 POMCU0shunt0mode

PI0011

PI0023 POPres0Ctrl0An

PI0024 POCurrent0An0

PI0025 POCurrent0An1

PI0026 POMCU0PRES0EN

PI0027 POMCU0NTC0EN PI0028 PODIO0Valve2

PI0029 POUART030TXD

PI0030 POUART030RXD

PI0031

1

File: K:\Afstudeerstage_pvdl\..\Sheet_DrogeVoeten_Power.SchDocDrawn By:

5V_reg

Pinheader 2x3 straight 5V_reg

2200uF 10V LOW ESR

GND

DC power connector

1 2 3 P7

Pinheader 1x3 straight 5V_reg PIL101 PIL102

COL1

PIC1502 PIC1602 PIP605

PIU402 PIU404

PIC2602 PIC2702

PIR3202

PIC902 PIC1002

PIC1302 PIC1402

PIC2402 PIC2502

PIL102

PIC1101 PIC1202

PIP701 PIU301

PI002 PI003

PIC802

PIC901 PIC1001

PIC1102 PIC1201

PIC1301 PIC1401

PIC1501 PIC1601

PIC2401 PIC2501

PIC2601 PIC2701

PID301

PIR3401

PIR3501

PIU303 PIU306 PIU305

PIU401

PID302 PIL101

PIU302

PIR3201

PIR3302 PIR3402

PIU1001

PIR3301 PIR3502

PIP702

1

File: K:\Afstudeerstage_pvdl\..\Sheet_DrogeVoeten_Sensor1.SchDocDrawn By:

SDA 6

Pinheader 1x2 straight with pads for wires

GND R1 150R Pres_Ctrl_An

Presure Control sensor

5V_reg Pinheader 1x4 straight with pads for wires

GND

GND15VCC16 U1 MAX3232

Pressure reference sensor interface

C3

PIC301 PIC302 COC3

PIC401 PIC402

COC4

PIR201 PIR202 COR2

PIR301 PIR302

COR3

PIR401 PIR402

COR4

PIU105 PIU106

PIU107

PIU108 PIU109

PIU1010 PIU1011

PIU1012 PIU1013

PIU1014

PIC201 PIU205

PIP101

PIC101

PIC202 PIC501

PIC602 PIC702

PID202

PIC302 PIU103

PIC401 PIU104

PIC402 PIU105

PIC601

POUART030TXD PIR202 PIU1011

PIR301

POUART030RXD PIR302 PIU1012

PIU107 PIU206 POI2C0SDA PIC502

1

File: K:\Afstudeerstage_pvdl\..\Sheet_DrogeVoeten_Sensor2.SchDocDrawn By:

Current measure

Pinheader 1x3 straight GND

1 2 P9

Pinheader 1x2 straight 3V6_tgt

Pinheader 1x2 straight Current_An0

Pinheader 1x2 straight GND

PIR701 PIR702

COR7

PIR801 PIR802

COR8

PIR901 PIR902 COR9

PIR1001 PIR1002

COR10

PIR3601 PIR3602

COR36

PIU504 PIU604

PIP802

PIP1701

PIR1202 PIR1302

PIU503

PIR902 PIU603

PIR1001

PIR1402

PIU502

PIR1002 PIR1102

PIR3602

PIR3702 POMCU0shunt0mode

PIR5102 PIR5501

PIR5201 PIR5301

PIR5402

PIR5502 PIU602

NLtrig0Vref POCurrent0An0

POCurrent0An1

POMCU0shunt0mode

1

File: K:\Afstudeerstage_pvdl\..\Sheet_DrogeVoeten_TargetInterface.SchDocDrawn By:

1

Pinheader 1x2 straight PIN_PRES_EN 5V_reg

1 2 P14

Pinheader 1x2 straight PIN_NTC_EN

temperature sensor simulation

GND

3V3_reg 3V6_tgt 3V6_tgt

C23

Pinheader 2x8 right-angle GND_tgt PID401 PID402

COD4

PID501 PID502

COD5

PID601 PID602

COD6

PID701 PID702 COD7

PID801 PID802

COD8

PIP1901 PIP1902 PIP1903 PIP1904 PIP1905 PIP1906 PIP1907 PIP1908 PIP1909 PIP19010 PIP19011 PIP19012 PIP19013 PIP19014 PIP19015 PIP19016

COP19

PIU908 PIU909

PIU9010

PIC2002 PIC2102 PIC3202

PIU901

PIU907

PIC2202 PIC2302 PIC3302

PIP1001

PIP10020 PIP1201

PIP1901 PIP1902

PIU9010

PIC2001 PIC2101 PIC3201 PIC2201 PIC2301 PIC3301

PID602

PIU908 PIU909

PIU9015

PIP1003

PIP10019 PIP1204

PIP19015 PIP19016 PID401

POMCU0PRES0EN PID402

PID502

POPIN0PRES0EN PID601

PIR2201

PID701

POMCU0NTC0EN PID702

PID802

POPIN0NTC0EN PID901

PIR2401

PIR1601 PIR1701

PIR1902

PIR2002 PIR2102

PIU702

POTGT0PS0OUT

PIP10014

PIP1908 POTGT0TCK

PIP10016

PIP19010 POTGT0RESET PIP10017

PIR1602 PIR1702 PIR1802

PIR1901 PIR2001 PIR2101

PIU705

1

File: K:\Afstudeerstage_pvdl\..\Sheet_DrogeVoeten_UART_Sniffer.SchDocDrawn By:

1 2

Pinheader 2x13 straight

1 2

Pinheader 2x13 straight 3V3_FTDI

PICN101 PICN102 PICN103 PICN104 PICN105 PICN106 PICN107 PICN108 PICN109 PICN1010 PICN1011 PICN1012 PICN1013 PICN1014 PICN1015 PICN1016 PICN1017 PICN1018 PICN1019 PICN1020 PICN1021 PICN1022 PICN1023 PICN1024 PICN1025 PICN1026

COCN1

PICN201 PICN202 PICN203 PICN204 PICN205 PICN206 PICN207 PICN208 PICN209 PICN2010 PICN2011 PICN2012 PICN2013 PICN2014 PICN2015 PICN2016 PICN2017 PICN2018 PICN2019 PICN2020 PICN2021 PICN2022 PICN2023 PICN2024 PICN2025 PICN2026

COCN2

PIR4301 PIR4302

COR43

PIR4401 PIR4402

COR44

PIR4501 PIR4502

COR45

PIR4601 PIR4602

COR46

PIR4701 PIR4702

COR47

PIR4801 PIR4802

COR48

PIR4901 PIR4902

COR49

PIR5001 PIR5002

COR50

PIU1108 PIU1109

PIU11010

PIU1208 PIU1209

PIU12010

PIC3002 PIC3102

PICN101 PICN103 PICN105

PICN1011 PICN2012

PICN2022

PIU11010 PIU11016

PIU1201

PIU1207

PIC2802 PIC2902

PIU1101

PIU1107

PIU12010 PIU12016

PIC2801 PIC2901 PIC3001 PIC3101

PICN102

PIU1108 PIU1109

PIU11015

PIU1202

PIU1208 PIU1209

PIU12015 PICN108

PICN109 PICN1012 PICN1013 PICN1014 PICN1015 PICN1016

PICN1019 PICN1020 PICN1021 PICN1022 PICN1023 PICN1024 PICN1025 PICN1026

PICN201 PICN203 PICN205 PICN207 PICN208 PICN209 PICN2010 PICN2011 PICN2013 PICN2014 PICN2015

PICN2018 PICN2019 PICN2020 PICN2021 PICN2023 PICN2024

PIR4302 PIU1103

PIR4401

POUART030RXD PIR4402

PIU1104

PIR4702 POUART20TXD

PIR4801 PIU12013

PIR4802 POUART030TXD

PIR4901 PIU12012

PIR4501

PIR4902 POUART20RXD

PIR5001 PIU12011

PIR4601

PIR5002 POMCU0TXD0LORA

PICN1010

PIU11011 NLRX0AD1

PICN1017

PIU11012 NLRX0BD1

PICN2025

PIU11013 NLRX0CD1 PICN2016

1

File: K:\Afstudeerstage_pvdl\..\Sheet_DrogeVoeten_UI.SchDocDrawn By:

MCU_button0

COD10

PID1101

PID1102

COD11

PID1201

PID1202

PIR2702 PIR2802 PIB101

PIP1503

PID1002 PID1102 PID1202

PIP1504

PIQ302

PISW102 PISW202

PIB102

POMCU0button0 PIR2801

PISW201

POMCU0button1

PIR3802

POMCU0LED0 POMCU0LED1 PIR3902 POMCU0LED2 PIR4002

POI2C0SCL POI2C0SDA POMCU0button0 POMCU0button1

POMCU0buzzer

POMCU0LED0 POMCU0LED1 POMCU0LED2

1

File: K:\Afstudeerstage_pvdl\..\Sheet_DrogeVoeten_Util1.SchDocDrawn By:

Valve control

Pinheader 1x4 angled

PIP1801 PIR2901 PIR2902

COR29

PIR3001 PIR3002

COR30

PIQ402 PIQ502

PIR4101 PIR4202

PIQ401

PODIO0Valve1 PODIO0Valve2 PIR3001

PODIO0Valve1 PODIO0Valve2

POValve10In POValve20In

Student nummet: 14094258

Inleiding

Voor het behalen van het afstuderen is het van belang dat de compententies Analyseren,

Ontwerpen, Realiseren op niveau 3 en managen en onderzoeken op niveau 2 worden bewezen. In het plan van aanpak staat beschreven wat de verwachting was op het gebied van

competentiebewijzen. Dit document geeft de uiteindelijke resultaten met verwijzingen naar de verschillende bewijsstukken met een reflectie.

Analyseren

Bij aanvang van de stage was er nog geen duidelijk pakket van eisen. Verder was er gekeken met de gebruikers van het systeem naar eventuele uitbereidingen aan de hand van diens wensen. Er is een doelstelling geformuleerd, eisen vastgesteld van de verschillende onderdelen en systemen zijn geanalyseerd waarin het kalibratiesysteem geplaatst gaat worden.

Taak Relatie tot Formuleren van

een heldere doelstelling

Formuleren van een heldere doelstelling.

Licht complex. Onbekend, Multidisciplinaire over wegingen

Zelfstandig

Opstellen pakket van eisen

Selecteren van relevante aspecten.

Opstellen van een programma van eisen

Complex. Bekend; complex Zelfstandig

Analyse van huidige staat van dienst en huidig geΓ―mplementeerde oplossingen

Modeleren van een proces/product

Complex,

ongestructureerd, verbeterd de normen en past die aan de situatie aan

Onbekend, multidisciplinair in de praktijk

Zelfstandig

Analyse van nieuwe oplossing en verbetering van dienst

Modeleren van een proces/product.

Aangeven van bedrijfseconomische en vak gerelateerde aspecten.

Ongestructureerd, verbeterd de normen en past die aan de situatie aan

Onbekend, multidisciplinair in de praktijk

Zelfstandig

Reflectie

Deze competentie is vervuld zoals beschreven in het plan van aanpak. Een toevoeging die tijdens het project is uitgevoerd is dan analyse van de kwaliteit van het ontwerp. Het eerste PCB ontwerp is niet

- Doelstelling is beschreven in de scriptie.

- Beschrijving van de eisen.

- Beschrijving van de softe eigenschappen/De randzaken en het systeem. Dit toont aan dat de bestaande omgeving geanalyseerd is waarin het systeem geplaatst wordt

Ontwerpen

De meeste activiteiten in de stage vallen onder de competentie ontwerpen. Er moet voor de opdrachtgever een functioneel en technisch ontwerp gemaakt gaan worden, Dat voldoet aan de technische- en bedrijfseisen van de opdrachtgever. Ook zal het project gerealiseerd worden en daarmee worden de vaardigheden dus op niveau getoetst.

Taak Relatie tot

Vanuit de eisen tot een

conceptoplossing komen.

Complex,

ongestructureerd, verbeterd de normen en past die aan de situatie aan

Onbekend, Complex

Multidisciplinaire over wegingen

Zelfstandig (Opdrachtgever is op de hoogte van voortgang)

Technisch ontwerp

Maken van een geallieerd ontwerp vanuit de concept oplossing

Complex,

ongestructureerd, verbeterd de normen en past die aan de situatie aan

Onbekend, Complex

Multidisciplinaire over wegingen

Zelfstandig (Opdrachtgever is op de hoogte van voortgang)

Verificatie ontwerp

Het ontwerp wordt geverifieerd aan de hand van de eisen

gestructureerd, complex

Bekend, complex Zelfstandig

Reflectie

Het ontwerp is getest en er het ontwerp is door de acceptatie heengekomen. Het geteste ontwerp toont in overeenkomst met de ontwerptekeningen aan dat de het competentie niveau bereikt is.

Bewijsstukken

- De scriptie

- Ontwerptekeningen - De gerealiseerde opstelling

Taak Relatie tot Keuzes maken in

materialen, methoden, normen en processen

Passend gebruik maken van voorgenoemde benodigdheden

Complex,

ongestructureerd, verbeterd de normen en past die aan de situatie aan

Onbekend, Complex

Multidisciplinaire over wegingen

Zelfstandig

Assembleren van de testopstelling

Assembleren van componenten tot een integraal product

VerifiΓ«ren product VerifiΓ«ren en valideren product T.O.V. de opgetelde eisen

Bekend, complex Zelfstandig

Reflectie

De afwegingsmethoden en vaardigheden die verbonden zijn met de competentie realiseren zijn aangetoond doormiddel van de gerealiseerde opstelling. Hierin zijn verstandige keuzes gemaakt omtrent productie en materialen. Daarnaast is aangetoond dat de afstuderende student in staat is tot het verifieren va zijn eigen ontwerp doormiddel van gestructureerd testen.

Bewijsstukken

- In de scriptie zijn de keuzes omtrent productiemethoden toegelicht.

- De gerealiseerde opstelling en de testeresultaten

planningsmethoden gebruikt om de voortgang te monitoren. Hierbij heeft de student aan de hand van zelfcontrole en feedback de processen die die uitvoert bijgestuurt. Het Project wordt ook

professioneel aangepakt en dus heeft de student zijn beschikbare resources optimaal toegepast voor een goed project resultaat.

Taak Relatie tot Opzetten planning Opzetten van een

deelproject;

kwantificeren van tijd, geld en

resources; opzetten van documentatie

Complex,

ongestructureerd

Bekend, Complex, Multidisciplinair in de praktijk

Zelfstandig

Voortgangs-monitoring

Monitoren en bijsturen van activiteiten

Complex,

ongestructureerd, verbeterd de normen en past die aan de situatie aan

Bekend, Complex, Multidisciplinair in de praktijk

Zelfstandig

Complex, Past bekende

methoden toe op wisselende situaties

Bekend, complex Zelfstandig

Reflectie

Tijdens het verloop zijn er meerdere obstakels opgedaan die de student en de projectplanning onder druk hebben gezet. Hierin is zelfstandig proactief op gereageerd en dit draagt bij aan het resultaat.

De ontvangen feedback wijst op een professionele houding. Het resultaatdat overeenkomt met het opgezzete plan wijst naar een goede planning.

Bewijsstukken

- De scriptie beschrijft kort en bondig de projectorganisatie

- De resultaten wijzen op een structurele aanpak en komen overeen met de opgestelde planning in het Plan van Aanpak.

- De bedrijfsbeoordeling wijst naar een systematische en professionele houding.

literatuur selecteren en verkrijgen

ongestructureerd complex

Verwerken van resultaten en testen

Opzet van experimenten, rapportage van resultaten

Complex,

ongestructureerd

Bekend, Complex, Multidisciplinair in de praktijk

Zelfstandig

Reflectie

Het ontwerponderzoek werd na analyse van de opdracht verder uitgebreid. In de scriptie is diep ingegaan op het verichte onderzoek naar de stroommeter. Hierbij is vooraf een literatuurstudie gedaan waaraandehand van de resultaten verschillende experimenten zijn uitgevoerd.

Dit heeft bijgedragen aan het ontwerp.

Bewijsstukken

- Hoofdstuk 2 van de scriptie.

- De Lab notes van de experimenten.

- De bronverwijzing.