Desenvolupament d'un sistema de control multicanal de sensors

Abstract

A tot el món hi ha una gran quantitat de sensors i aquests s’utilitzen per molts usos diferents. Podem trobar sensors dintre d’un cotxe, als avions, a qualsevol aparell domèstic, fins i tot dintre el ser humà. No obstant, tots ells tenen en comú que es troben mesurant alguna magnitud especifica i a més, tots necessiten d’una interacció amb algú que vol conèixer el que es troben mesurant, ja que si no perdrien la seva funció. Per tant podríem dir que els sensors són un medi per interactuar amb el món exterior. Si observem un avió podem assegurar que un dels elements més importants són els turboreactors ja que sense ells un avió no es propulsaria. Com tot aparell, els turboreactors han passat per un procés de disseny i de testeig on podem estar segurs que trobaríem un gran nombre de sensors ens aquest processos. Concretament aquest document es centra en especificar i en la implementació d’un sistema que permeti recollir les dades d’un conjunt de sensors que es troben dintre de les pales dels rotors d’un avió. Per tant, aquesta eina pretén ajudar en els processos de disseny i testeig dels turboreactors per aconseguir una optimització de les pales per poder aconseguir millorar la eficiència dels turboreactors i així aconseguir un estalvi de carburant als avions. El sistema, descrit en aquesta tesis, consisteix en tres parts: 1. La interfície que es comunica amb el sensor (FEB), que porta a terme les funcions de control i adquisició de dades. 2. La interfície intermedi (IB), que controla un grup de sensors, guarda dades i les transmet a l’usuari. 3. La interfície gràfica d’usuari (GUI), la qual ajuda a facilitar la interacció de l’usuari amb el sistema. Aquest document s’estructura de la següent forma: Al capítol 1 es descriu la motivació i els objectius d’aquest projecte, a més a més de la proposta de disseny i les especificacions. El capítol 2 es centra en definir les bases del disseny de la interfície intermedi que parla amb els grup de sensors. El capítol 3 parla de la implementació de la interfície intermedi. Al capítol 4 descriu el muntatge i els processos de verificació de la interfície intermedi. Capítol 5 parla de la implementació de l’aplicació que l’usuari utilitzarà per comunicarse amb la interfície intermedi. El capítol 6 descriu els passos que s’han portat a terme per verificar l’aplicació de l’usuari. Capítol 7 es centra en el disseny i muntatge del sistema tancat que aquest projecte intenta muntar per controlar el conjunt de sensors. El capítol 8 descriu les eines de test i verificació del sistema final. Finalment, el capítol 9 conté un resum de les conclusions d’aquest projecte i proporciona suggeriments per realitzar millores.

En todo el mundo hay una gran cantidad de sensores y son utilizados para usos diferentes. Se pueden encontrar sensores dentro de un coche, en los aviones, en cualquier aparato doméstico e incluso dentro del ser humano. Sin embargo, todos ellos tienen en común que se encuentran midiendo alguna magnitud concreta y además, todos ellos necesitan de una interacción con algo quiere conocer lo que se encuentran midiendo, ya que sino perderían su función. Por lo tanto podríamos decir que los sensores son un medio para interactuar con el mundo exterior. Si observamos un avión podemos asegurar que uno de los elementos más importantes son los turborreactores ya que sin ellos un avión no se propulsaría. Los turborreactores, como cualquier aparato, han pasado por un proceso de diseño y de testeo donde se puede asegurar que encontramos un gran número de sensores en estos procesos. Este documento se centra en especificar y en la implementación de un sistema que permita recoger los datos de un conjunto de sensores que se encuentran dentro de las palas de los rotores de un avión. Por lo tanto, esta herramienta pretende ayudar en los procesos de diseño y testeo de los turborreactores para conseguir una optimización de las palas para mejorar la eficiencia de los turborreactores y así conseguir un ahorro de carburante. El sistema, que se describe en esta tesis, consiste en tres partes: 1. La interfaz que se comunica con los sensores (FEB), que se centra en las funciones de control y adquisición de datos. 2. La interfaz intermedia (IB), que controla un conjunto de sensores, guarda los datos y los transmite al usuario. 3. La interfaz gráfica de usuario (GUI), que intenta facilitar la interacción del usuario con el sistema. Este documento se estructura de la siguiente manera: El capítulo 1 describe la motivación y los objetivos de este proyecto, además de la propuesta de diseño y las especificaciones. Capítulo 2 se centra en definir las bases del diseño de la interfaz intermedia que habla con el conjunto de sensores. El capítulo 3 habla de la implementación de la interfaz intermedia. Capítulo 4 describe el montaje y los procesos de verificación de la interfaz intermedia. Capítulo 5 se centra en la implementación del programa que el usuario utilizará para comunicarse con la interfaz intermedia. El capítulo 6 describe los pasos que se han llevado a cabo para verificar el programa. Capítulo 7 se centra en el diseño y montaje del sistema cerrado que este proyecto intenta montar para controlar los sensores. Capítulo 8 describe las herramientas de testeo y verificación del sistema final. Finalmente, el capítulo 9 contiene un resumen de las conclusiones de este proyecto y propone sugerencias para realizar mejoras.

Around the world there are a lot of sensors and they are used for different uses. Sensors can be found inside cars, on airplanes, in any domestic appliances or even within the human body. However, they all have in common that they are measuring any specific magnitude and they need also interaction with something that want to know what it are measuring, otherwise sensors lose their function. Thus, we could say that sensors are a means to interact with the outside world. If we see a plane, we can ensure that one of the most important elements is the turbojet because without them it will not be propelled. Turbojets, like any machine, have gone through a process of designing and testing where you can ensure that we find a large number of sensors in these processes. This document focuses on specifying and implementing a system to collect data from a set of sensors located inside the rotor blades of an aircraft. Therefore, this tool aims to help in the process of design and testing of the turbojet to achieve an optimization of the blades to improve the efficiency of turbojets and thus get fuel savings. The system, described in this thesis, consists of three parts: 1. The communication interface with the sensors (FEB), which focuses on control functions and data acquisition. 2. The intermediate interface (IB), which controls a set of sensors, stores the data and transmits it to the user. 3. The graphical user interface (GUI), which aims to facilitate user interaction with the system. This document is structured as follows: Chapter 1 describes the motivation and objectives of this project, in addition to the proposed design and specifications. Chapter 2 focuses on defining the basis of the design of the intermediate interface that it talks with the sensor array. Chapter 3 discusses the implementation of the intermediate interface. Chapter 4 describes the assembly and verification processes of the intermediate interface. Chapter 5 focuses on the implementation of the program that the user will use to communicate with the intermediate interface. Chapter 6 describes the steps that have been carried out to verify the program. Chapter 7 focuses on the design and assembly closed this project tries to mount sensors to control system. Chapter 8 describes the testing tools and verification of the final system. Finally, Chapter 9 contains a summary of the conclusions of this project and makes suggestions for improvements.