Розроблення інтелектуального пристрою для вимірювання рівня води в дренажній системі
Автор: Арабський Любомир Юрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні технології проектування
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Арабський Л. Ю., Оборська О. В. (керівник). Розроблення інтелектуального пристрою для вимірювання рівня води в дренажній системі. Магістерська кваліфікаційна робота. — Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2025. Розширена анотація Розроблення інтелектуального пристрою для вимірювання рівня води в дренажній системі призначене для автоматизованого контролю рівня рідини в резервуарах, дренажних колодязях або каналах, що потребують постійного моніторингу для запобігання затопленням [1]. Актуальність розробки обумовлена необхідністю переходу від традиційних механічних або візуальних методів контролю рівня води, які мають суттєві недоліки у вигляді низької точності та необхідності присутності персоналу, до більш надійних автоматизованих електронних систем. Використання безконтактних ультразвукових методів дозволяє забезпечити точний моніторинг у реальному часі та уникнути корозійного впливу середовища на сенсори [2]. Сучасні тенденції розвитку вбудованих систем демонструють важливість використання надійних та перевірених часом архітектур для вирішення завдань промислової автоматизації. У роботі розглядається створення пристрою на базі класичної 8-бітної архітектури процесора MOS6502, що поєднує в собі функції обробки сигналів сенсорів, керування пам’яттю та відображення даних [3]. Особлива увага приділяється питанням схемотехнічної реалізації обчислювального ядра та організації взаємодії з периферійними пристроями. Об’єкт дослідження: процес автоматизованого вимірювання відстані до поверхні рідини та обробки даних у мікропроцесорних системах контролю. Предмет дослідження: методи апаратної реалізації системи вимірювання рівня води з використанням мікропроцесора MOS6502, контролера вводу-виводу 82C55A та ультразвукового сенсора HC-SR04. Мета дослідження: проектування та практична реалізація ефективної мікропроцесорної системи моніторингу, яка забезпечує високу точність вимірювання, стабільну роботу компонентної бази та наочне відображення результатів. Результати дослідження: У ході виконання кваліфікаційної роботи було спроектовано, змонтовано та протестовано прототип пристрою для вимірювання рівня води. Апаратна реалізація системи базується на архітектурі, що включає наступні ключові вузли: Центральний модуль обробки. Основним обчислювальним ядром системи обрано мікропроцесор MOS6502, який керує всіма процесами обміну даними на системній шині [4]. Підсистема пам’яті. Для зберігання програмного коду використано мікросхему EEPROM AT28C256, а для оперативних даних — статичну пам’ять (SRAM) CY62256-70PC [5]. Модуль вводу-виводу. Взаємодія з зовнішніми пристроями реалізована через програмований паралельний інтерфейс (PPI) 82C55A [6]. Сенсорна та індикаційна підсистема. Зчитування дистанції до води здійснюється ультразвуковим датчиком HC-SR04 [7], а вивід даних — на рідкокристалічний екран HY1602E [8]. Практичні експерименти показали, що розроблена система забезпечує стабільне вимірювання рівня води з високою точністю, а використання контролера 82C55A дозволяє ефективно керувати периферією. Наукова та практична значущість: Запропоноване рішення може бути використане як основа для створення бюджетних систем моніторингу дренажних систем, насосних станцій, а також для навчальних стендів з вивчення мікропроцесорної техніки. Модульність конструкції дозволяє адаптувати пристрій під різні задачі автоматизації. Ключові слова: мікропроцесорна система, MOS6502, вимірювання рівня води, HC-SR04, 82C55A, AT28C256, CY62256, HY1602E, дренажна система, автоматизація. Список використаної літератури Бабич М. П., Жуков І. А. Комп’ютерна схемотехніка : навч. посібник. Київ : МК-Прес, 2004. 412 с. Jackson R. G. Novel Sensors and Sensing. Bristol : Institute of Physics Publishing, 2004. 398 p. Zaks R. Programming the 6502. 4th ed. Sybex Inc., 1983. 386 p. Спадщина MOS Technology: архітектура 6502 та її застосування в сучасних вбудованих системах. Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Комп’ютерні системи та мережі. 2023. № 4. С. 15–22. AT28C256 256K Parallel EEPROM Datasheet. Microchip Technology Inc., 2020. URL: https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/doc0006.pdf (дата звернення: 10.05.2025). Intel 82C55A Programmable Peripheral Interface. Datasheet. Intel Corporation, 1995. 24 p. Alhmiedat T., Samara G. A Low Cost and Simple Ultrasonic Device for Distance Measurement. International Journal of Science and Research (IJSR). 2017. Vol. 6, Issue 4. P. 1324–1328. Шевченко О. Л. Організація виводу інформації на рідкокристалічні індикатори в мікропроцесорних системах керування. Автоматизація технологічних і бізнес-процесів. 2022. Т. 14, № 2. С. 45–50.