در این مطلب قصد داریم تا شما علاقه مندان به الکترونیک را با سیستم مانیتورینگ دمای مسیر ریل قطار آشنا سازیم. در طول شبانه روز ریل های قطار را رصد می شوند تا حداکثر و حداقل دمای در فواصل ساعتی معین ثبت شوند. این کار برای بررسی انقباض فلز در زمستان ها و انبساط آن در هوای گرم انجام می شود. این مورد برای فعالیت های نگهداری مسیر مانند گشت و گذار در آب و هوای گرم یا سرد، بستن شکاف های موجود در مسیرها، بررسی مسیرهای راه آهن جوش داده شده طولانی (LWR) و سایر مواردی که می تواند باعث شود تا قطار از خط خارج شود، لازم است.

این دستگاه مبتنی بر GSM، افسر مربوطه را با پیام کوتاه از سیم کارت مشخص شده در مدار به صورت ساعتی از دمای مسیر و ریل قطار مطلع می کند. نمونه اولیه نویسنده در شکل ۱ نشان داده شده است.

 

شکل ۱: نمونه اولیه نویسنده برای سیستم نظارت بر دما در مسیر ریل

مدار و کار:

نمودار مدار سیستم نظارت بر درجه حرارت مسیر ریلی همراه با به روزرسانی های ساعتی در شکل ۲ نشان داده شده است. این مدار شامل یک برد Arduino Nano، یک ماژول A6 GSM و یک سنسور دما DS18B20 است.

 

شکل ۲: نمودار مدار سیستم نظارت

مدار مانیتورینگ دمای مسیر ریل را می توان با هر منبع تغذیه DC تنظیم شده ۵ ولت و ۲ آمپر متصل به CON1 تأمین کرد. بنابراین منبع ۵ ولت به پایه Vin از پین های Arduino Nano و Vcc ماژول GSM و سنسور DS18B20 می رود.

پایه های uTX و uRX ماژول GSM به ترتیب به پایه های D3 و D2 Arduino Nano متصل می شوند. هر دو پایه زمینی آن به پایه GND منبع تغذیه متصل هستند.

سنسور دما (DS18B20) دارای سه پایه است که یکی از آنها به منبع تغذیه ۵ ولت، دیگری به پایه GND و دیگری به پایه D4 آردوینو متصل است. مقاومت R1 4.7 کیلو اهم به عنوان مقاومت کششی کار می کند.

ماژول GSM برای دریافت قدرت سیگنال مناسب برای اتصال به شبکه تلفن همراه به آنتن نیاز دارد. سیم کارت در ماژول GSM باید خدمات پیام کوتاه بدون وقفه داشته باشد.

نرم افزار و برنامه نویسی مانیتورینگ دمای مسیر ریل :

Arduino Nano یک صفحه جمع و جور مبتنی بر میکروکنترلر ATmega328 است که دارای اتصال USB آسان برای برنامه نویسی بر روی Arduino IDE است. این دارای پین Vin و زمین برای تأمین انرژی از منبع تغذیه خارجی است.

برای برنامه نویسی مانیتورینگ دمای مسیر ریل ، کد منبع با استفاده از Arduino IDE، ابتدا برد Arduino را از طریق USB به کامپیوتر وصل کرده و سپس از منوی Tools Arduino Nano board و COM port را انتخاب کنید. سپس کد (labtest1railtrack.ino) را در صفحه Arduino بارگذاری کنید.

توجه داشته باشید که قبل از تدوین و بارگذاری کد منبع، ابتدا باید SoftwareSreial.h ، OneWire.h و Dallas Temperature.h را در Arduino IDE قرار دهید. همچنین باید دو شماره تلفن همراه در کد منبع وارد کنید: یک شماره تلفن همراه برای ارسال پیام های هشدار و شماره تلفن همراه دیگر برای دریافت پیام ها.

 

 

ساخت و آزمایش مانیتورینگ دمای مسیر ریل :

پس از مونتاژ مدار در Veroboard، آن را به یک منبع تغذیه ۵ ولت DC با دو آمپر متصل کنید – مانند یک شارژر همراه. اکنون، طبق برنامه، شرایط راه اندازی شروع می شود و کد AT ATH را برای متوقف کردن هرگونه تماس ورودی (در سیم کارت) ارسال می کند، بنابراین ممکن است وارد قسمت حلقه شود.

در بخش حلقه، دوباره یک کد ATH ارسال می کند و سپس دستور AT را برای ارسال پیام متنی به ماژول GSM می فرستد. پس از اتمام روند ارسال، داده های سنسور دما را شامل می شود، آنها را بسته بندی می کند و سپس پیام هشدار مانند “دمای مسیر مسیر ۴۰ درجه سانتیگراد است” را ارسال می کند.

توجه داشته باشید که باید یک نوار فلزی را به عنوان آنتن به ماژول GSM وصل کنید. نمونه اولیه نویسنده با آنتن (ANT) که روی Veroboard مونتاژ شده است در شکل ۳ نشان داده شده است. مدار را در یک جعبه پلاستیکی مناسب محصور کرده و آن را نزدیک به مسیر راه آهن برای نظارت نصب کنید، همانطور که در شکل ۴ نشان داده شده است.

 

شکل ۳: نمونه اولیه نویسنده از Veroboard سیم کشی شده است

 

شکل ۴: نصب در نزدیکی مسیر راه آهن

 

برای دانلود کد پروژه کلیک کنید.