Details

Цель работы – повышение точности и воспроизводимости автоматизированных измерений дисперсности водных сред путем разработки устройства стабилизации с цифровым ПИД–регулятором и оптической обратной связью. В процессе работы разработана структурная схема замкнутой системы стабилизации, выполнены расчеты фотоприемного устройства, детектора огибающей, фильтров, источника питания и цифрового ПИД–регулятора. Схемотехническое моделирование в среде Micro Cap подтвердило эффективное подавление пульсаций и неискаженное пропускание полезного сигнала. Создан лабораторный макет на базе Arduino Nano, включающий фотодиод и светодиоды. Использовались открытые образовательные ресурсы и программы поиска и анализа информации. Применялись средства автоматизированного проектирования среда схемотехнического анализа Micro–Cap. Использовано программное обеспечение Arduino IDE для программирования микроконтроллера.

Objective: improving the accuracy and reproducibility of automated water dispersion measurements by developing a stabilization device with a digital PID controller and optical feedback. In the course of the work, a block diagram of a closed–loop stabilization system was developed, and calculations were performed for the photodetector, envelope detector, filters, power supply, and digital PID controller. Circuit simulation in Micro–Cap confirmed effective ripple suppression and undistorted transmission of the wanted signal. A laboratory prototype based on an Arduino Nano, comprising a photoresistor and LEDs, was built. Open educational resources and information search and analysis tools were used. Computer–aided design tools were employed, including the Micro–Cap circuit simulator. The Arduino IDE was used for microcontroller programming.