Modelarea și Simularea unui Indicator oră-dată

Noțiuni introductive despre MATLAB și Simulink

MATLAB este un limbaj de programare de nivel înalt dezvoltat de către MathWorks care servește la modelarea sistemelor, calcul numeric, testare și vizualizare. Cu ajutorul pachetului MATLAB se pot dezvolta algoritmi de rezolvare a problemelor, crea modele și aplicații. Utilizatorul are la dispoziție o întreagă bibliotecă de funcții matematice, iar un avantaj al pachetului este acela că se pot crea și adăuga noi funcții și algoritmi după necesități.

MATLAB dispune și de o interfață de modelare grafică cu ajutorul căreia se pot crea panouri de control pentru aplicații, afișoare, etc.

Simulink este un program multi nivel din pachetul MATLAB care servește la modelarea și simularea sistemelor bazându-se pe model. Totodată, Simulink oferă suport pentru proiectarea la nivel de sistem, generarea automată a codului și permite testarea și verificarea continuă a sistemelor înglobate.

Cu ajutorul programului Simulink se pot simula sisteme liniare, neliniare, modelate continuu sau discret, totul bazându-se pe o interfață grafică intuitivă organizată sub forma unor blocuri care constrituie biblioteca Simulink:

- Continuous – sunt blocuri care furnizează funcțiile specifice circuitelor analogice (derivare, integrare, funcții de transfer, etc.);

- Discrete – sunt blocuri ce furnizează funcții specifice circuitelor discrete (filtru discret, funcție de transfer discretă, întârziere în domeniul timp, integrator discret, etc.);

- Function & Tables – sunt blocuri care permit extinderea bibliotecii cu blocuri create de utilizator;

- Math – sunt funcții matematice (sumă, produs, amplificare, fază, modul, funcții trigonometrice);

- Nonlinear – funcții specifice circuitelor neliniare;

- Signals & Systems – sunt blocuri necesare pentru definirea semnalelor: multiplexor, funcții pentru preluarea și salvarea datelor în Matlab;

- Sinks – aparate de măsură (multimetru, osciloscop, etc.);

- Sources – surse de semnal (generatoare se semnal triunghiular, dreptunghiular, rampă, sinusoidal, etc.).

Indicator oră-dată

Indicatoarele ceas-dată sunt prezente peste tot în jurul nostru. Fie că ne uităm pe ecranul ceasului electronic deșteptător, fie că privim screensaver-ul de pe ecranul smartphone-ului avem în față un astfel de indicator.

Majoritatea indicatoarelor digitale pentru oră și dată sunt realizate sub forma afișoarelor 7 segmente, unde se folosește unul sau mai multe panouri cu diode LED sub formă de segment care se sting/aprind în funcție de mesajul pe care trebuie să îl afișeze. Fizic, aceste afișoare sunt destul de simple, fiind alcătuite dintr-un PCB pe care sunt dispuse componente pasive/active de circuit împreună cu controlerul, multiplexorul, display-ul și bateria care alimentează întreg ansamblul.

Figura 1: Exemplu de indicator „7 segmente” pentru timp

Tema proiectului și implementarea practică

Proiectul își propune realizarea cu ajutorul MATLAB și Simulink a unui afișor oră-dată, care preia datele de la ceasul sistemului.

Structura proiectului este organizată pe două nivele:

- scrierea funcțiilor care să preia ora și data sistemului și să le scrie în interfața de afișare

- realizarea unei interfețe grafice pe care să fie afișate informațiile