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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIA FACOLTA’ DI INGEGNERIA ELETTRONICA Elaborato di Laurea diOscar Belotti Relatore: ProfessoressaCarla Vacchi Correlatore:

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Presentazione sul tema: "UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIA FACOLTA’ DI INGEGNERIA ELETTRONICA Elaborato di Laurea diOscar Belotti Relatore: ProfessoressaCarla Vacchi Correlatore:"— Transcript della presentazione:

1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIA FACOLTA’ DI INGEGNERIA ELETTRONICA Elaborato di Laurea diOscar Belotti Relatore: ProfessoressaCarla Vacchi Correlatore: IngegnereDaniele Scarpa Progetto, programmazione e realizzazione di un sistema per il controllo a radiofrequenza di una caldaia

2 Tale sistema permette di azionare a distanza una caldaia usando un tradizionale termostato, al quale è stato abbinato un sistema radio codificato. SCOPO DEL PROGETTO

3 SCHEMA GENERALE DEL SISTEMA UNITÀ TRASMITTENTE UNITÀ RICEVENTE Il sistema è caratterizzato da una trasmissione via radio di tipo simplex, alla frequenza di 433,92 MHz; Sfrutta modulazione digitale 2FSK.

4 UNITÀ TRASMITTENTE Composta da: un termostato; un microcontollore PIC 12F675;PIC 12F675 un modulo trasmettitore.

5 TERMOSTATO Intervallo di misura da 0 a 30 °C; Realizzato con termistore NTC ked 102; Transcaratteristica termistore Termistore

6 TERMOSTATO caldaia ON livello basso se Tambientale < Timpostata caldaia OFF livello alto se Tambientale > Timpostata Presenta un’uscita digitale TTL compatibile: È interfacciato direttamente con il pin GP0 del microcontrollore.

7 MICROCONTROLLORE PIC 12F675 PIN OUT Il microcontrollore, si basa sulla tecnologia CMOS a 8 bit con CPU interna di tipo RISC. dispone di 6 porte di input/output bidirezionali configurabili singolarmente; memoria programma Flash di 1024 byte; un convertitore A/D a 10 bit.

8 TRASMISSIONE DEI DATI Trasmissione continua dei comandi di accensione e spegnimento. Prima modalità: Seconda modalità: Trasmissione dei comandi solo in corrispondenza di un cambiamento dello stato di uscita del termostato. SvantaggiOccupazione continua del canale radio; Il ricevitore può disattivare caldaia se non riceve nulla; Svantaggio Se si perde un comando non si aggiorna lo stato della caldaia. Consumo batteria.

9 SOLUZIONE ADOTTATA Soluzione adottata Trasmissione periodica dei comandi. Vantaggi Se il ricevitore perde una trasmissione recupera con quella successiva; Si riducono i consumi della batteria.

10 PROTOCOLLO DI TRASMISSIONE Il formato della stringa di dati è: Header -Comando di accensione/spegnimento Header Byte ( ); Comando acc./speg.Word di sei bit che differisce per l’ultimo bit nei due casi

11 PROTOCOLLO DI TRASMISSIONE Stringa inviata con il comando di accensione Stringa inviata con il comando di spegnimento Differiscono per l’ultimo bit I 5 bit possono indicare l’indirizzo del ricevitore.

12 PROTOCOLLO DI TRASMISSIONE Il protocollo sviluppato risulta quindi: probabilità di confondere la stringa di bit con il rumore molto bassa. subordina l’accensione o spegnimento alla corretta ricezione della stringa di dati; Semplice per essere implementato nel linguaggio assembler; Complicato per rendere robusto il sistema di fronte al rumore. In definitiva:

13 TRASMETTITORE PLL TX-4MAVPF10 modulazione di frequenza (2FSK) alla frequenza di 433,92 MHz; modulazione ON-OFF di una portante; tensione di lavoro: 2,7 ÷ 5 V; ha un consumo nullo in assenza di segnale; richiede montaggio antenna esterna. SCHEMA A BLOCCHI

14 SOFTWARE TRASMETTITORE Il software caricato nel micro si occupa di: Leggere lo stato di uscita del termostato; Inviare al trasmettitore la stringa di dati opportuna. Trasmetto stringa di dati con il comando di accensione. Trasmetto stringa di dati con il comando di spegnimento. Uscita bassa Uscita alta

15 UNITÀ RICEVENTE Composta da: un modulo ricevente; un microcontollore PIC 12F675; un relé.

16 UNITÀ RICEVENTE

17 RICEVITORE RX-4M50FM60SF ricevitore supereterodina di dati digitali modulati in FSK ( 433,92 MHz ); elevata sensibilità e selettività ( dovuta al filtro SAW ); richiede montaggio antenna esterna. SCHEMA A BLOCCHI

18 SOFTWARE RICEVITORE Il software caricato nel micro si occupa di: Leggere i dati digitali ricevuti dal ricevitore; Verificare la sintassi della stringa di dati ricevuta; Il valore logico del bit viene stabilito con certezza ricorrendo alla tecnica del sovracampionamento.sovracampionamento Aggiornare lo stato del relé a seconda del comando ricevuto.

19 SOVRACAMPIONAMENTO Primo problema da risolvere: Possibile presenza di rumore sovrapposto. Critico per il primo bit ObbiettivoIntrodurre una soglia di tolleranza

20 SOVRACAMPIONAMENTO Secondo problema cruciale: Scelta della durata temporale del campionamento, in quanto TX e RX non sono perfettamente sincronizzati.

21 SOVRACAMPIONAMENTO Per ogni bit si prelevano 100 campioni. Il bit è stabile e ricevuto correttamente se: almeno il 70% dei campioni assume valore logico 1 o 0. È tollerata quindi una soglia di errore del 30%.

22 RELÈ a rilascio Il suo stato è comandato dal valore assunto dal pin GP2 del microcontrollore. Lavora con tensioni di 220 V e correnti massime di 1,5A. Presenta i seguenti contatti: contatto di chiusura NA (normally open); contatto di apertura NC (normally closed); contatto di scambio. CONTATTI DI USCITA

23 SCHEMA COLLEGAMENTO CALDAIA Ricezione comando di accensione della caldaia GP2 valore alto Ricezione comando di spegnimento della caldaia GP2 valore basso La bobina si eccita e si chiude il contatto NA. La bobina si diseccita e il contatto NA si apre.

24 CONCLUSIONI Attualità del progetto nello sviluppo di applicazioni embedded basate su trasmissioni radio. Possibilità di ampliare il progetto per creare una rete domestica, in cui i dispositivi possano colloquiare tra loro. Approfondimento di conoscenze riguardo programmazione microcontrollori e gestione di moduli a radiofrequenza.

25 GRAZIE PER L’ATTENZIONE


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