Show simple item record

Embedded system for the recording and visualization of voltage sensor data

dc.contributor.advisorstavrakas, ilias
dc.contributor.authorΑλεξοπούλου, Ευαγγελία Αγνή
dc.date.accessioned2024-07-29T11:47:19Z
dc.date.available2024-07-29T11:47:19Z
dc.date.issued2024-07-24
dc.identifier.urihttps://polynoe.lib.uniwa.gr/xmlui/handle/11400/7249
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.26265/polynoe-7081
dc.description.abstractThis thesis presents the design, development and implementation of an advanced strain monitoring system utilizing FPGA technology, aimed at providing accurate, real-time data acquisition, processing, and visualization. The system employs KYOWA KFG-5-120-C1- 11L3M2R strain gauges, a custom-built signal conditioning unit, and the NEEK MAX10 FPGA Development Kit to capture and analyze strain data. Two operational versions are explored: the Serial Communication Version, which interfaces with MATLAB for detailed data analysis on a computer, and the Autonomous Version, which leverages the Nios II processor for on-board data processing and real-time display on the NEEK MAX10's LCD screen. Pilot experiments were conducted to validate the system's performance under various loading conditions, including static loadings, namely compressive loading, preloaded specimen, and 3-point bending tests. The results demonstrated the system's robustness and accuracy in capturing strain data, providing valuable insights into material behavior. Future improvements are proposed, including enhanced sensor integration, wireless communication, automated data analysis, miniaturization, power efficiency, improved user interface, real-time feedback mechanisms, extended data storage, cloud integration, and saving data on the SD card for the autonomous version. This research contributes to the field of structural health monitoring by offering a reliable and versatile solution for real-time strain measurement, highlighting its potential for broader applications in engineering and industrial settings.el
dc.format.extent80el
dc.language.isoenel
dc.publisherΠανεπιστήμιο Δυτικής Αττικήςel
dc.rightsΑναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές*
dc.rightsΑναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 4.0 Διεθνές*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/*
dc.subjectStrain monitoringel
dc.subjectFPGAel
dc.subjectReal-time data acquisitionel
dc.subjectSignal conditioningel
dc.subjectNEEK MAX10 Development Kitel
dc.subjectMATLABel
dc.subjectNios II processorel
dc.subjectStructural health monitoringel
dc.subjectΠαρακολούθηση δομικής υγείαςel
dc.subjectThree-point bendingel
dc.subjectData visualizationel
dc.subjectΟπτικοποίηση δεδομένωνel
dc.titleEmbedded system for the recording and visualization of voltage sensor datael
dc.title.alternativeΕνσωματωμένο σύστημα καταγραφής και απεικόνισης δεδομένων αισθητήρων τάσηςel
dc.typeΔιπλωματική εργασίαel
dc.contributor.committeeKyriakis-Bitzaros, Efstathios
dc.contributor.committeeZACHARIADOU, KATERINA
dc.contributor.facultyΣχολή Μηχανικώνel
dc.contributor.departmentΤμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικώνel
dc.description.abstracttranslatedΗ παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στη σχεδίαση, ανάπτυξη και υλοποίηση ενός προηγμένου συστήματος παρακολούθησης παραμορφώσεων, το οποίο χρησιμοποιεί την τεχνολογία FPGA (Field Programmable Gate Array). Το κύριο αντικείμενο του συστήματος είναι η ακριβής συλλογή, επεξεργασία και απεικόνιση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, κάτι που είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της ακεραιότητας και της αποτελεσματικότητας των ηλεκτρικών συστημάτων, καθώς και για την ασφάλεια και την ανθεκτικότητα των υποδομών. Το σύστημα αυτό βασίζεται στη χρήση αισθητήρων παραμόρφωσης KYOWA KFG-5-120- C1-11L3M2R, μιας ειδικά κατασκευασμένης μονάδας προσαρμογής σήματος και του NEEK MAX10 FPGA Development Kit για την καταγραφή και ανάλυση των δεδομένων. Το FPGA επιτρέπει την ταχεία συλλογή δεδομένων και την επεξεργασία τους σε πραγματικό χρόνο, προσφέροντας ακριβή και αξιόπιστη παρακολούθηση παραμορφώσεων. Η επιλογή του NEEK MAX10 FPGA Development Kit έγινε λόγω της υψηλής απόδοσης, της ευελιξίας και της εκτεταμένης υποστήριξης για πολύπλοκες εργασίες επεξεργασίας σήματος. Η εργασία αναπτύσσει δύο λειτουργικές εκδόσεις του συστήματος. Η πρώτη έκδοση, της σειριακής επικοινωνίας, επιτρέπει την αποστολή δεδομένων από το FPGA στον υπολογιστή, όπου το λογισμικό MATLAB αναλαμβάνει την επεξεργασία και απεικόνιση των δεδομένων. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας παρέχει ευελιξία και δυνατότητα λεπτομερούς ανάλυσης δεδομένων σε ένα ισχυρό υπολογιστικό περιβάλλον. Η δεύτερη έκδοση, εκείνη της αυτονομίας, λειτουργεί ανεξάρτητα, αξιοποιώντας τον επεξεργαστή Nios II που είναι ενσωματωμένος στο FPGA και το αναπτυξιακό περιβάλλον Eclipse για την επεξεργασία δεδομένων και την απεικόνισή τους σε πραγματικό χρόνο στην οθόνη LCD της NEEK MAX10. Η έκδοση αυτή είναι προτιμότερη για περιπτώσεις που απαιτείται συνεχής παρακολούθηση σε απομακρυσμένες ή δυσπρόσιτες τοποθεσίες.el


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές