Розроблення надійного інвертора чистий синус для живлення чутливої апаратури в польових умовах: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня «бакалавр» за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології»

Abstract

У дипломній роботі розроблено апаратне та програмне забезпечення надійного інвертора чистий синус для живлення чутливої апаратури. Система керування інвертором здійснює безперервний контроль робочих показників: величини споживаного струму, рівня заряду батареї та термічного стану силових транзисторів. За умови відповідності цих даних встановленим нормам, пристрій генерує вихідну синусоїдальну напругу 230 В із частотою 50 Гц, що за характеристиками ідентична стандартній електромережі. Система візуалізації на базі РКД забезпечує відображення ключових робочих показників: поточного енергоспоживання (струму та потужності), рівня напруги на клемах акумулятора, а також температурного стану силових транзисторів. Додатково програмно реалізовано виведення спеціальних графічних символів (піктограм), що сигналізують про критичні відхилення параметрів або аварійні режими роботи. Система оповіщення пристрою реалізована за допомогою світлової та звукової сигналізації (світлодіодних індикаторів і п’єзовипромінювача). З метою зниження енергоспоживання в конструкції передбачена функція деактивації рідкокристалічного дисплея. Даний пристрій спроєктований як малопотужне джерело змінного струму (100 Вт), що формує на виході чисту синусоїду. Його компактні габарити та мала вага роблять інвертор оптимальним рішенням для забезпечення автономного живлення чутливої мікропроцесорної техніки та іншої малопотужної електроніки. The inverter control system continuously monitors operating parameters: the amount of current consumed, the battery charge level and the thermal state of the power transistors. Provided that these data comply with the established standards, the device generates an output sinusoidal voltage of 230 V with a frequency of 50 Hz, which is identical in characteristics to a standard electrical network. The LCD-based visualization system provides display of key operating indicators: current energy consumption (current and power), voltage level at the battery terminals, as well as the temperature state of power transistors. Additionally, the software implements the display of special graphic symbols (pictograms) that signal critical deviations of parameters or emergency operating modes. The device notification system is implemented using light and sound signaling (LED indicators and a piezo emitter). In order to reduce energy consumption, the design provides a function to deactivate the liquid crystal display. This device is designed as a low-power alternating current source (100 W), which forms a pure sine wave at the output. Its compact dimensions and low weight make the inverter an optimal solution for providing autonomous power supply for sensitive microprocessor equipment and other low-power electronics. The inverter design with a pure sinusoidal output voltage is implemented on the basis of the Arduino Uno controller. Monitoring of operating parameters is provided by a DS18B20 digital temperature sensor and an ACS712 Hall effect current sensor. Power switching is carried out using power MOSFET transistors, and data visualization is displayed on a 16x2 character LCD display.