Σχεδίαση και κατασκευή ψηφιακού καταγραφέα στις πλατφόρμες Raspberry Pi και Arduino για συνδεση σε εφαρμογές μικρών ανεμογεννητριών - Καραΐσκος, Κωνσταντίνος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος, 2016)
Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η σχεδίαση και κατασκευή ενός ψηφιακού καταγραφέα ανοιχτού κώδικα και χαμηλού κόστους για την σύνδεση σε εφαρμογές μικρών ανεμογεννητριών. Η υλοποίηση έγινε με βάση τις πλατφόρμες του Arduino και του Raspberry Pi. Για τις ανάγκες της εφαρμογής σχεδιάστηκε πρότυπη αναπτυξιακή πλακέτα και πραγματοποιήθηκαν πειράματα μέτρησης της ακρίβειας του συστήματος για εναλλασσόμενη τάση και ρεύμα, συνεχή τάση και ρεύμα και μέτρησης της ταχύτητας του ανέμου. Αρχικά, εισάγονται οι βασικές έννοιες και τα χαρακτηριστικά των μικρών ανεμογεννητριών και ιδιαίτερα στα πρότυπα μέτρησης των μικρών ανεμογεννητριών, καθώς και οι λόγοι επιλογής υλοποίησης της συγκεκριμένης εφαρμογής. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται οι έννοιες του μικροελεγκτή και του μικροεπεξεργαστή και παρουσιάστηκαν οι αρχιτεκτονικές των ενσωματωμένων συστημάτων και των πρωτοκόλλων επικοινωνίας που χρησιμοποιήθηκαν στην εφαρμογή. Αναλύονται τα βασικά χαρακτηριστικά των αισθητήρων και παρουσιάζονται οι βασικές τεχνικές μέτρησης των ηλεκτρικών μεγεθών παρουσιάζοντας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα τους. Παρουσιάζονται οι βασικές αρχές που αφορούν την προεπεξεργασία, την δειγματοληψία και την μετατροπή ενός αναλογικού σήματος σε ψηφιακό. Έπειτα, περιγράφεται ο γενικός στόχος όσον αφορά την επιλογή των στοιχείων που χρησιμοποιήθηκαν για την υλοποίηση του καταγραφέα, δηλαδή των ενσωματωμένων, των αισθητήρων και των A/D μετατροπέων καθώς και οι λόγοι της επιλογής. Η διαδικασία σχεδίασης της αναπτυξιακής πλακέτας στην πλατφόρμα του Raspberry Pi και της πλακέτας του Arduino, εξηγείται αναλυτικά στη συνέχεια. Περιγράφεται, επίσης, η διαδικασία υλοποιήσης του λογισμικού που αφορά των κομμάτι της επικοινωνίας των ολοκληρωμένων με τον μικροελεγκτή, τις βασικές διαδικασίες μέτρησης των τιμών που υλοποιήθηκαν και η διαδικασία βαθμονόμησης. Τέλος, περιγράφονται τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν τόσο σε εργαστηριακές συνθήκες, όσο και στην ανεμογεννήτρια για την εξακρίβωση της ακρίβειας του συστήματος και των περιορισμών που υπάρχουν.