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| Book/Bachelor Thesis/Report | FZJ-2018-07687 |
2018
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag
Jülich
Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/21282
Report No.: Juel-4417
Abstract: Diese Arbeit hat zum Ziel, einen Temperaturregler zu implementieren, der die Informationsdaten für den Regler aus einem Sensornetz, das auf dem Message Queue Telemetry Transport Protokoll basiert, bezieht. Da der Regler später in einem hochgradig elektromagnetisch empfindlichen Versuchsaufbau genutzt werden soll, entstehen zusätzliche Anforderungen an den Aufbau des Systems. So wird das System in eine erste Einheit, in der sich später der empfindliche Experimentaufbau mit möglichst wenig Elektronik befindet, und eine zweite Einheit, in der sich die Bauteile befinden, die zum Heizen benötigt werden, aufgeteilt. Nach einer Beschreibung des MQTT-Protokolls wird auf die Implementierung eingegangen. Um die elektromagnetische Störung gering zu halten, basiert das Sensornetz auf ESP8266 Mikrocontrollern. Diese besitzen ein integriertes WLAN-Modul, wodurch auf ihnen das MQTT-Protokoll genutzt werden kann. So wird auf diesen die uMQTT Broker-Bibliothek, die eine Client- und Broker-Funktionalität für diesen Mikrocontroller bereitstellt, installiert,die auf GitHub zur Verfügung gestellt wird. Darauf folgt die Validierung der Anzahl möglicher Clients, die in der Dokumentation der Bibliothek angegebenen wird. Bei dieser wurde festgestellt, dass es nicht möglich war, wie in der Bibliothek angegeben, acht Clients zu nutzen. Stattdessen konnten nur fünf Clients genutzt werden. Darauf wurde mit diesen Clients die minimale Übertragungsperiodendauer von 500 ms bestimmt. Nach einer Beschreibung verschiedener Reglerarten wird das vorliegende System analysiert und ein passender Regler gewählt. Aufgrund der langen Totzeit und der sich nicht schnell ändernden Temperaturen wurde ein Proportional-Integral-Regler gewählt. Dieser und die Steuerung des Messsystems wurden in Python realisiert. Zuletzt mussten die Regel-Parameter ermittelt werden. Nachdem diese gefunden wurden, konnte der Regler in diesem System getestet werden.
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