Disseny, realització i programació d’un ordinador...
Transcript of Disseny, realització i programació d’un ordinador...
![Page 1: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/1.jpg)
Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.
Autor: Xicota Sanjaume, Albert
Escola: ESCOLA D’ENGINYERIA DE TERRASSA EET.
Titulació: GRAU EN ENGINYERIA INDUSTRIAL
Especialitat: ELECTRÒNICA INDUSTRIAL I AUTOMÀTICA Director: Jordi Sellarès
![Page 2: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/2.jpg)
1. Introducció
Necessitat històrica.
Rapidesa.
Seguretat.
Per que la necessitat de realitzar càculs?
![Page 3: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/3.jpg)
Que és un ordinador analògic?
Dispositiu elèctronic o mecànic.
Treballa amb magnituds físiques equivalents al sistema orginal.
Operar en paral·lel i de forma continua.
![Page 4: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/4.jpg)
2. Justificació
Observar el comportament de senyals.
Mostrar com realitzar operacions matemàtiques.
Comprovar l’existència d’analogies.
![Page 5: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/5.jpg)
3. Antecedents
![Page 6: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/6.jpg)
4. Objectius
Disseny i realització d’un ordinador analògic.
Solucionar equacions diferencials lineals de coeficients constants.
Programar un oscil·lador.
![Page 7: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/7.jpg)
5. Operacions bàsiques
Inversor Sumador
![Page 8: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/8.jpg)
Integrador
Multiplicador
![Page 9: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/9.jpg)
6. Equacions del oscil·lador
1. Oscilador simple
2. Oscilador esmorteït
![Page 10: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/10.jpg)
Tres tipus de solucions:
a) Moviment subesmorteït
b) Moviment sobreesmorteït
c) Moviment crític
![Page 11: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/11.jpg)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
Tens
ió (
V)
Temps (s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
Temps (s)
Volta
tge
( V )
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Temps (s)
Volta
tge
( V )
Moviment subesmorteït
Moviment sobreesmorteït
Moviment crític
![Page 12: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/12.jpg)
3. Oscilador forçat
![Page 13: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/13.jpg)
7. Disseny preliminar
![Page 14: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/14.jpg)
8. Dissenys definitius.
2 integradors.
2 multiplicadors.
Generador senyal quadrada.
Condició inicial.
![Page 15: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/15.jpg)
Tècnica utilitzada
![Page 16: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/16.jpg)
Integrador
![Page 17: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/17.jpg)
Multiplicador
![Page 18: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/18.jpg)
Multiplicador
![Page 19: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/19.jpg)
Generador senyal quadrada
![Page 20: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/20.jpg)
Condició inicial
![Page 21: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/21.jpg)
Cablejat del disseny
![Page 22: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/22.jpg)
9. ResultatsOscil·lador esmorteït
0 5 10 15 20 25-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Temps (s)
Volta
tge
( V )
A = 0.36 gamma = 0.33
x experimentalx simulació
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Temps (s)
Volta
tge
( V )
A = 0.32 gamma = 0.68
x experimentalx simulació
![Page 23: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/23.jpg)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
Temps (s)
Volta
tge
( V )
A = 0.22 gamma = 1.95
x experimentalx simulació
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3A = 0.18 gamma = 4.93
Volta
tge
( V )
Temps (s)
x experimentalx simulació
![Page 24: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/24.jpg)
Oscil·lador forçat
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6-0.1
-0.08
-0.06
-0.04
-0.02
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
Temps (s)
Volta
tge
( V )
x experimentalx simulació
![Page 25: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/25.jpg)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
Temps (s)
Volta
tge
( V )
x experimentalx simulació
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Temps (s)
Volta
tge
( V )
x experimentalx simulació
![Page 26: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/26.jpg)
11. Ambit d’utilització i aplicacions
Laboratoris docents.
Instituts.
Centres universitaris.
Exposicions en museus.
![Page 27: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/27.jpg)
10. Pressupost
![Page 28: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/28.jpg)
11. Conclusions
És molt fàcil fer malbé els components.
Es poden saturar els components si es treballa amb voltatges elevats.
Els amplificadors operacionals rail to rail donen un voltage més precís.
Les fonts flotants introdueixen soroll.
![Page 29: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/29.jpg)
12. Millores futures
Realitzar la inversió en una etapa previa al multipicador
Muntar tots el dissenys en una placa.
Millorar el tema del soroll.
Utilitzar bateries recargables.
![Page 30: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/30.jpg)
Circuit integrat AD633.
Treballar amb funcions no lineals.
![Page 31: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/31.jpg)
12. Codi matlab
![Page 32: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/32.jpg)
![Page 33: Disseny, realització i programació d’un ordinador analògic.bauma.upc.es/pfc/albert2/presentacio.pdfDisseny, realització i programació d’un ordinador analògic. Autor: Xicota](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022043000/5f729bb3c4cf690c8d5fa106/html5/thumbnails/33.jpg)