Розроблення апаратного і програмного забезпечення цифрового висотоміра для безпілотного літального апарату (дрона) на МЕМС-давачі ВМР180: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня «бакалавр» за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології»

Abstract

У дипломній роботі реалізовано програмно-апаратний комплекс для взаємодії з цифровим сенсором BMP180. Система забезпечує зчитування та обробку даних про атмосферний тиск і температуру середовища, а також розрахунок абсолютної та відносної висоти. Пристрій вимірює навколишню температуру, атмосферний тиск, висоту над рівнем моря (альтитуду), відносну висоту (режиим висотоміра), контролює зміну тиску та видає ймовірний прогноз про можливі опади і хмарність та виводить виміряні значення на рідкокристалічний дисплей. Передбачено конвертацію одиниць вимірювання у градусах Цельсія, Фаренгейта, або Кельвіна. Атмосферний тиск можна виводити у Паскалях, гекто Паскалях, міліметрах ртутного стовпчика, висота виводиться в метрах. Програмно-апаратний комплекс має два режими роботи – вимірювання атмосферного тиску та вимірювання висоти. Про вибір режиму вказують відповідні світлодіоди. Цифровий висотомір має вбудоване меню, що дає змогу користувачу налаштувати режими роботи. В роботі спроектовано принципову електричну схему пристрою і його модель в САПР Proteus VSM. Виконано комп’ютерне моделювання та налагодження роботи висотоміра в програмному пакеті Proteus VSM (ISIS). Розроблено алгоритм роботи цифрового висотоміра і програмне забезпечення на мові C в середовищі розробки вбудованого ПЗ для МК сімейства AVR Code Vision AVR. The thesis implements a hardware-software complex for interacting with the BMP180 digital sensor. The system provides reading and processing of atmospheric pressure and ambient temperature data, as well as the calculation of absolute and relative altitude. The device measures ambient temperature, atmospheric pressure, altitude above sea level, and relative altitude (altimeter mode). It also monitors pressure changes, provides a likely forecast of potential precipitation and cloud cover, and displays the measured values on a liquid crystal display. The system features unit conversion for temperature in Celsius, Fahrenheit, or Kelvin. Atmospheric pressure can be displayed in Pascals (Pa), hectopascals (hPa), or millimeters of mercury (mmHg), while altitude is displayed in meters. The hardware-software complex operates in two modes: atmospheric pressure measurement and altitude measurement. Corresponding LEDs indicate the selected mode. The digital altimeter includes an integrated menu that allows the user to configure the operating modes. As part of the project, the electrical schematic diagram and a functional model were designed in Proteus VSM. Computer simulation and debugging of the altimeter were performed using the Proteus ISIS software package. The operational algorithm and software were developed in the C programming language within the CodeVisionAVR integrated development environment for AVR microcontrollers.