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:
πππ’π‘_πππ = π΄ππππππΌπππ πβπ’ππ‘= (1 +π π΄1
π π΄2) πΌππ(π π1+ π π2) Voor de relatie tussen de stroom en spanning geldt
πππ’π‘_πππ = (πΌπππ π1+ π π2(πΌππβ πΌπ))π΄πππππ
πΌπ= π½πΌπ= Ξ²πππ’π‘πππβ ππππ π π΅
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.