Σχεδίαση και υλοποίηση ηλεκτρονικής διάταξης ελέγχου ηλεκτροχρωμικών παραθύρων
Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την κατασκευή μιας φορητής διάταξης, χαμηλού κόστους, για τον έλεγχο ηλεκτροχρωμικών παραθύρων, με στόχο τη μείωση των φορτίων ψύξης και θέρμανσης ενός κτηρίου ή ενός οχήματος. Το σύστημα ελέγχου αξιοποιήθηκε σε συνδυασμό με υπάρχουσες ηλεκτροχρωμικές συσκευές και συν...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2017
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/10776 |
| id |
nemertes-10889-10776 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ηλεκτροχρωμικές συσκευές Έξυπνα παράθυρα Σύστημα ελέγχου Αυτόματος έλεγχος Στρατηγικές ελέγχου Electrochromic devices Smart windows Control system Automatic control Control strategies 629.804 3 |
| spellingShingle |
Ηλεκτροχρωμικές συσκευές Έξυπνα παράθυρα Σύστημα ελέγχου Αυτόματος έλεγχος Στρατηγικές ελέγχου Electrochromic devices Smart windows Control system Automatic control Control strategies 629.804 3 Παπαθανασόπουλος, Δημήτριος Σχεδίαση και υλοποίηση ηλεκτρονικής διάταξης ελέγχου ηλεκτροχρωμικών παραθύρων |
| description |
Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την κατασκευή μιας φορητής διάταξης, χαμηλού κόστους, για τον έλεγχο ηλεκτροχρωμικών παραθύρων, με στόχο τη μείωση των φορτίων ψύξης και θέρμανσης ενός κτηρίου ή ενός οχήματος. Το σύστημα ελέγχου αξιοποιήθηκε σε συνδυασμό με υπάρχουσες ηλεκτροχρωμικές συσκευές και συνεπώς δεν μελετάται σε βάθος ο τρόπος κατασκευής τους, αλλά προτείνεται ένα σύστημα για τον έλεγχό τους.
Μετά από τη θεωρητική μελέτη των ηλεκτροχρωμικών παραθύρων ακολούθησε ο καθορισμός των προδιαγραφών του συστήματος, η αναζήτηση των καταλληλότερων στοιχείων και ο σχεδιασμός των σχηματικών κυκλωμάτων. Έπειτα, σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε το τυπωμένο κύκλωμα στο οποίο κολλήθηκαν τα στοιχεία, τα οποία στην πλειοψηφία τους είναι μικρού μεγέθους και επιφανειακά τοποθετημένα (SMD) για την ελαχιστοποίηση του βάρους και των διαστάσεων του ελεγκτή. Η λειτουργία του ελεγκτή στηρίχτηκε σε έναν ARM Cortex-M3 μικροελεγκτή, ο οποίος προγραμματίστηκε σε γλώσσα C.
Ο σχεδιασμός του ελεγκτή έγινε με στόχο την εκτέλεση των διεργασιών χρωματισμού και αποχρωματισμού του ηλεκτροχρωμικού παραθύρου κατά την αυτόματη, την ημιαυτόματη και τη χειροκίνητη λειτουργία. Κατά την εκτέλεση των λειτουργιών αυτών υλοποιείται έλεγχος τάσης ή ρεύματος, ενώ για τον προσδιορισμό της προσπίπτουσας ακτινοβολίας και της διαπερατότητας της συσκευής αξιοποιήθηκαν οι φωτοδίοδοι πυριτίου ως αισθητήρες. Για την αντιμετώπιση της διακύμανσης της ακτινοβολίας και της μερικής σκίασης της διάταξης αξιοποιήθηκε ο υπολογισμός της μέσης ακτινοβολίας σε διάστημα ενός λεπτού. Παράλληλα, η αδρανοποίηση του συστήματος για ένα λεπτό, από την επίτευξη της επιθυμητής διαπερατότητας, συνέβαλε στην προστασία του ηλεκτροχρωμικού από συνεχή λειτουργία και στην επίτευξη ομοιομορφίας στην εμφάνιση της συσκευής, εξαιτίας του φαινομένου της διάχυσης των ιόντων. |
| author2 |
Λευθεριώτης, Γεώργιος |
| author_facet |
Λευθεριώτης, Γεώργιος Παπαθανασόπουλος, Δημήτριος |
| format |
Thesis |
| author |
Παπαθανασόπουλος, Δημήτριος |
| author_sort |
Παπαθανασόπουλος, Δημήτριος |
| title |
Σχεδίαση και υλοποίηση ηλεκτρονικής διάταξης ελέγχου ηλεκτροχρωμικών παραθύρων |
| title_short |
Σχεδίαση και υλοποίηση ηλεκτρονικής διάταξης ελέγχου ηλεκτροχρωμικών παραθύρων |
| title_full |
Σχεδίαση και υλοποίηση ηλεκτρονικής διάταξης ελέγχου ηλεκτροχρωμικών παραθύρων |
| title_fullStr |
Σχεδίαση και υλοποίηση ηλεκτρονικής διάταξης ελέγχου ηλεκτροχρωμικών παραθύρων |
| title_full_unstemmed |
Σχεδίαση και υλοποίηση ηλεκτρονικής διάταξης ελέγχου ηλεκτροχρωμικών παραθύρων |
| title_sort |
σχεδίαση και υλοποίηση ηλεκτρονικής διάταξης ελέγχου ηλεκτροχρωμικών παραθύρων |
| publishDate |
2017 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/10776 |
| work_keys_str_mv |
AT papathanasopoulosdēmētrios schediasēkaiylopoiēsēēlektronikēsdiataxēselenchouēlektrochrōmikōnparathyrōn AT papathanasopoulosdēmētrios designandimplementationofanelectronicdeviceforcontrollingelectrochromicwindows |
| _version_ |
1771297196668354560 |
| spelling |
nemertes-10889-107762022-09-05T11:16:38Z Σχεδίαση και υλοποίηση ηλεκτρονικής διάταξης ελέγχου ηλεκτροχρωμικών παραθύρων Design and implementation of an electronic device for controlling electrochromic windows Παπαθανασόπουλος, Δημήτριος Λευθεριώτης, Γεώργιος Λευθεριώτης, Γεώργιος Μητρονίκας, Επαμεινώνδας Τρυπαναγνωστόπουλος, Ιωάννης Papathanasopoulos, Dimitrios Ηλεκτροχρωμικές συσκευές Έξυπνα παράθυρα Σύστημα ελέγχου Αυτόματος έλεγχος Στρατηγικές ελέγχου Electrochromic devices Smart windows Control system Automatic control Control strategies 629.804 3 Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την κατασκευή μιας φορητής διάταξης, χαμηλού κόστους, για τον έλεγχο ηλεκτροχρωμικών παραθύρων, με στόχο τη μείωση των φορτίων ψύξης και θέρμανσης ενός κτηρίου ή ενός οχήματος. Το σύστημα ελέγχου αξιοποιήθηκε σε συνδυασμό με υπάρχουσες ηλεκτροχρωμικές συσκευές και συνεπώς δεν μελετάται σε βάθος ο τρόπος κατασκευής τους, αλλά προτείνεται ένα σύστημα για τον έλεγχό τους. Μετά από τη θεωρητική μελέτη των ηλεκτροχρωμικών παραθύρων ακολούθησε ο καθορισμός των προδιαγραφών του συστήματος, η αναζήτηση των καταλληλότερων στοιχείων και ο σχεδιασμός των σχηματικών κυκλωμάτων. Έπειτα, σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε το τυπωμένο κύκλωμα στο οποίο κολλήθηκαν τα στοιχεία, τα οποία στην πλειοψηφία τους είναι μικρού μεγέθους και επιφανειακά τοποθετημένα (SMD) για την ελαχιστοποίηση του βάρους και των διαστάσεων του ελεγκτή. Η λειτουργία του ελεγκτή στηρίχτηκε σε έναν ARM Cortex-M3 μικροελεγκτή, ο οποίος προγραμματίστηκε σε γλώσσα C. Ο σχεδιασμός του ελεγκτή έγινε με στόχο την εκτέλεση των διεργασιών χρωματισμού και αποχρωματισμού του ηλεκτροχρωμικού παραθύρου κατά την αυτόματη, την ημιαυτόματη και τη χειροκίνητη λειτουργία. Κατά την εκτέλεση των λειτουργιών αυτών υλοποιείται έλεγχος τάσης ή ρεύματος, ενώ για τον προσδιορισμό της προσπίπτουσας ακτινοβολίας και της διαπερατότητας της συσκευής αξιοποιήθηκαν οι φωτοδίοδοι πυριτίου ως αισθητήρες. Για την αντιμετώπιση της διακύμανσης της ακτινοβολίας και της μερικής σκίασης της διάταξης αξιοποιήθηκε ο υπολογισμός της μέσης ακτινοβολίας σε διάστημα ενός λεπτού. Παράλληλα, η αδρανοποίηση του συστήματος για ένα λεπτό, από την επίτευξη της επιθυμητής διαπερατότητας, συνέβαλε στην προστασία του ηλεκτροχρωμικού από συνεχή λειτουργία και στην επίτευξη ομοιομορφίας στην εμφάνιση της συσκευής, εξαιτίας του φαινομένου της διάχυσης των ιόντων. The purpose of this thesis is the design and implementation of a low cost portable device for controlling electrochromic windows in order to reduce the cooling and heating load of a building or a vehicle. The control system was combined with existing electrochromic devices. Thus, this thesis focuses on the control system and not on the electrochromic window construction. After the theoretical study of the electrochromic windows, followed by the definition of the system specifications, the search for the appropriate elements was conducted and the schematic circuit was designed. Then, the printed circuit board (PCB) was designed and implemented. The items soldered on the PCB were mostly small and surface mounted (SMD) in order to minimize the weight and the dimensions of the controller. The operation of the controller was based on an ARM Cortex-M3 microcontroller, which was programmed in C. The aim of the controller was to carry out the coloration and the bleaching processes in automatic, semi-automatic and manual mode. During the aforementioned operations, voltage or current control was implemented, while silicon photodiodes were used as sensors in order to determine both the incident radiation and the transmittance of the window. The average radiation, over one minute, was calculated and utilized to address the variability of the radiation and the partial shading of the device. Moreover, the one-minute idle mode, since the achievement of the desired transmittance, contributed to the protection of the electrochromic device from continuous operation and, also, to the achievement of a uniform appearance of the window due to the ions diffusion phenomenon. 2017-11-10T12:18:49Z 2017-11-10T12:18:49Z 2016-07 Thesis http://hdl.handle.net/10889/10776 gr 12 application/pdf |
