בקרת מחשב של מנגנוני ציוד מדידה. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

בקרת מחשב של מנגנוני ציוד מדידה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

מכשיר חומרה-תוכנה לבקרת מנועי צעד, המיועד לספק מדידות של פרמטרים של ציוד אלקטרו-אקוסטי באמצעות כלי תוכנה של מתחם המדידה.

כאשר מודדים את המאפיינים המרחביים (בונים דפוסי קרינה) של מתמרים אקוסטיים חשמליים ואלקטרו-אקוסטיים באמצעות תסביך המדידה הממוחשב בזמן אמת שתואר קודם לכן [1], יש צורך למקם במדויק מרחוק את זווית המקלט האקוסטי והפולט. בעיה זו נפתרת בצורה היעילה ביותר בעזרת מנועי צעד. היתרון של מנועי צעד הוא שהם מאפשרים לך להמיר אות בקרה חשמלית לתנועה זוויתית של הרוטור עם קיבועו במצב נתון ללא כל התקני משוב. מצב זה מפשט מאוד את העיצוב של היחידות המתאימות ואת מערך המדידה בכללותו.

התקן החומרה-תוכנה המוצע מיועד לשליטה אינטראקטיבית, עצמאית ובו-זמנית של שני מנועי צעד. המכשיר מאפשר לך להגדיר בצורה דיגיטלית את גודל וכיוון הסיבוב של הרוטורים של מנועי צעד. תחום היישום העיקרי הוא בקרה של יחידות מכניות של ציוד מדידה ומתקנים ניסיוניים.

המכשיר מורכב מיחידת ממשק חומרה ותוכנית שליטה מקורית במחשב. מהירות הסיבוב המקסימלית של רוטורי המנוע היא 100 צעדים בשנייה. יחידת ממשק החומרה מחוברת למחשב דרך יציאת ממשק מקבילית (מדפסת) רגילה. תוכנת הבקרה מיועדת לעבוד במערכת ההפעלה Windows 95/98/Me/NT/2000/2003/XR וגודלה 320 KB בלבד. יש לציין שדרושות זכויות מנהל כדי להפעיל את התוכנית תחת Windows NT/2000/2003/XP.

יחידת הממשק מעוצבת בפשטות האפשרית על הרכיבים הביתיים הזולים והנפוצים ביותר. זה מאפשר לחזור על זה. כדי לפשט את המכשיר, כל אלגוריתם הבקרה מיושם בתוכנה. רק הפונקציות של התאמה חשמלית של המחשב והמנוע מוקצות לחומרה.

בקרת מחשב של מנגנוני ציוד מדידה
איור. מספר

תרשים הבלוק של ממשק החומרה של מנועי צעד עם מחשב מוצג באיור. 1. שבב DD1 מבצע בו זמנית את הפונקציות של זיכרון חיץ וקדם מגבר. המידע המסופק מהיציאה המקבילה של המחשב [2] נכתב לאוגר האחסון של המיקרו-מעגל DD1 על ידי פולס שלילי שנוצר על ידי התוכנה בכניסת CS1 (פין 1). ההגברה הסופית של האות לאספקת פיתול הבקרה של מנוע הצעד מתבצעת על ידי הצומת בטרנזיסטורים 1VT1 ו-1VT2 (רק אחד מהשמונה מוצג בתרשים המעגל, מסומן בקו מקווקו; שבעת הנותרים הם מחובר, בהתאמה, ליציאות Q2-Q8 של האוגר DD1). שיטת מיתוג כזו מאפשרת למקם את כל הטרנזיסטורים החזקים על גוף קירור משותף ללא שימוש בבידוד חשמלי נוסף של המקרים שלהם, המחוברים בדרך כלל לאספן הטרנזיסטור. זה מאפשר לפשט באופן משמעותי את העיצוב המכני של יחידת הממשק. בהיעדר אוורור מאולץ, שטח גוף הקירור צריך להיות בערך 50 סמ"ר עבור כל אחד משמונת הטרנזיסטורים עם הספק גבוה.

דיודה 1VD1 מבצעת את הפונקציות של שיכוך תנודות טפיליות המתרחשות בעת החלפת זרם בפיתול הבקרה של מנוע צעד.

יחידת ממשק זו מיועדת לעבוד עם מנועי צעד ארבעה פאזיים DSHI200-3(1) עם צעד נומינלי של 1,8±0,05° (השלב מצוין ללא שימוש בתיבת הילוכים). ניתן להשתמש במנועים אחרים; לעבודה עם תלת פאזי בתוכנית הבקרה, מסופק מתג מתאים. הפעלה וכיבוי חלופיים של פיתולי המנוע, הנחוצים לסיבובם, מתבצעת על ידי תוכנה. דיאגרמות מיתוג מתפתלות נבחרות בעת הגדרת התוכנית בהתבסס על סוג המנוע והדרישות למצב ההפעלה. פולסי מתח מופעלים לסירוגין על פיתולי סטטור בודדים או על הזוגות הסמוכים להם עם היסט של אחד במהלך כל שלב. מצבים אלה נבחרים בחלון הגדרות התוכנית, והם מסומנים "1-1-1-1" ו-"2-2-2-2" בהתאמה. במקרה השני, המומנט ומומנט ההחזקה של המנוע גדלים (לפחות עבור DShI200), אך ההספק שצורך המכשיר וחימום המנועים החשמליים גדלים בהתאם.

התפריט הראשי של התוכנית נקרא על ידי לחיצה על לחצן העכבר הימני על הכותרת של חלון התוכנית. חלון הגדרות התוכנית נפתח על ידי פריט התפריט "הגדרות מנוע".

ישנם שני מצבי עצירת מנוע הניתנים להחלפה בתוכנית בקרת המנוע. בגרסה הראשונה, המתח מוסר מפיתולי המנוע לאחר מרווח זמן מוגדר (0...99 שניות) לאחר עצירה. זה מקל מאוד על המשטר התרמי של המנוע החשמלי ויחידת הממשק, אך יכול להוביל מאוחר יותר לתנועה ספונטנית של המנגנון הקשור לרוטור. במצב השני, לאחר עצירה, המתח מפיתול המנוע אינו מוסר - זהו מצב הקיבוע שנקרא. מצב זה יכול להוביל לחימום מוגזם של המנוע החשמלי, אך לאחר עצירה הוא מבטיח חוסר תנועה אמין של הרוטור והמכשיר המכני הקשור אליו. מצב עצירת המנוע הנדרש נבחר בהתאם לתנאי הבעיה. לדוגמה, אם נעשה שימוש בציוד תולעת להעברת סיבוב, חוסר התנועה של המכשיר במנוחה, ככלל, יובטח גם ללא קיבוע אלקטרומגנטי של רוטור מנוע הצעד. מצבים אלה נבחרים בחלון הגדרות התוכנית עם כפתור השחרור האוטומטי.

התוכנית מספקת הכנסת גורמי קנה מידה (שיעור בחלון ההגדרות) ואת ההיסט הראשוני בנפרד עבור כל אחד מהמנועים החשמליים. זה מאפשר לך להגדיר ולהציג על מסך המחשב את הערכים האמיתיים של הפרמטרים המתכווננים של מכשירים המחוברים מכנית למנועי צעד. למשל, זווית הסיבוב ישירות במעלות, או התנועה במילימטרים. כדי להגדיר את התזוזה הראשונית הנדרשת, הזז את המכשיר המכני למצב הנדרש באמצעות מנוע צעד או בדרך אחרת (לדוגמה, ידנית). לאחר מכן עליך להיכנס למצב הכיול על ידי לחיצה על הכפתור המתאים (סימן קריאה במשולש) בלוח הבקרה. הצבע של מחוון התנועה הדיגיטלי יהפוך לאדום. לאחר מכן, עליך להגדיר את הערך האמיתי של הפרמטר המתאים על מחוון התזוזה וללחוץ שוב על כפתור "כיול", ולאחר מכן לסגור את החלון. גורמי קנה המידה נקבעים על סמך התכנון (בהתחשב בנוכחות האפשרית של תיבת הילוכים) של המכשיר המטופל והשלב הנומינלי של המנוע החשמלי.

חלון ההגדרות מספק את היכולת לערוך את השם והממד של הפרמטרים של מכשירים ספציפיים המווסתים על ידי מנועי צעד המוצגים בתוכנית.

ישנם שני זרמי פקודות עצמאיים בתוכנית בקרת המנוע: זרם קלט פקודת הבקרה וזרם פלט הנתונים ליחידת ממשק החומרה. בזרם הקלט, המיקום של רוטורי המנוע מוגדר ומוצג ביחידות מופחתות לערכים האמיתיים של הפרמטרים של מכשירים המחוברים מכנית. בזרם הפלט, המיקום האמיתי (הנוכחי) של רוטורי המנוע מושווה באופן רציף לערך הנדרש ומבוצעת פעולה על יחידת הממשק כדי לסתור אי התאמה אפשרית. בנייה זו של תוכנית הבקרה מאפשרת לך להגדיר ערך חדש לזווית הסיבוב של רוטורי המנוע, ללא קשר לשאלה אם הערך שהוזן קודם הושג או לא. במקרה האחרון, רוטור המנוע ימשיך להסתובב (אולי ישנה כיוון) כדי להגיע למצב החדש שהוגדר.

כדי להזין ולהציג ערכים בעלי שם מספרי בתוכנית, נעשה שימוש באלמנט הבקרה וההתוויה המקורי "פאנל דיגיטלי". ערכים מספריים מוזנים טיפין טיפין באמצעות העכבר. הצב את הסמן על הספרה הנדרשת של המחוון והגדר את הערך הנדרש על ידי לחיצה על לחצן העכבר השמאלי או הימני. הכפתור השמאלי יורד והכפתור הימני מגדיל את המספר. ההעברה לדרגה הגבוהה ביותר מתרחשת באופן אוטומטי.

אם תרחף מעל סמלי הממדים, אז על ידי לחיצה על לחצן העכבר השמאלי או הימני, תוכל להקטין או להגדיל את הערך על המחוון עשר פעמים בהתאמה. סימן המספר (אם הוא מוצג במחוון) משתנה על ידי לחיצה על לחצני העכבר באותו אופן. כאשר הלחצן נמשך יותר מ-0,5 שניות, הפעולה חוזרת על עצמה אוטומטית. אם תרחיק את הסמן מהמחוון תוך כדי לחיצה ממושכת על לחצן העכבר, החזרה האוטומטית תימשך ללא קשר למצבו הנוסף של העכבר. כדי להפסיק את החזרה האוטומטית, העבר שוב את הסמן מעל המחוון ולחץ על כפתור עכבר כלשהו; אם אתה משתמש בעכבר עם גלגל, אתה יכול להשתמש בו. סיבוב הגלגל ממך מעלה את הערך של ספרת המחוון ולהיפך - כאשר מסובבים אותו אליך. מצב החזרה האוטומטית בספרות הפחות משמעותיות מאפשר לך להגדיר את הסיבוב הרציף של מנועי צעד במהירות נמוכה מהנומינלית.

לתפקוד המכשיר, כחלק ממערכות תוכנה, מסופקת שליטה חיצונית (מתוכנות אחרות) על פעולת המנועים. פקודות בקרה מועברות על ידי שליחת הודעות מיוחדות של מערכת ההפעלה Windows המכילות פרמטרים מתוכנות הלקוח לתוכנית השרת השולטת ישירות על פעולת המנועים.

במהלך הפסקות בין הפעלות עבודה, התוכנית שומרת אוטומטית את כל הפרמטרים שנקבעו ואת המצב הנוכחי בדיסק הקשיח של המחשב לשימוש נוסף.

יחידת ממשק החומרה חייבת להיות מופעלת ממקור מתח DC עם הספק מספיק להפעלת מנועי הצעד המופעלים (לפחות 70 W עבור שני מנועי DShI200-3). זה לא מקובל להשתמש באספקת החשמל המובנית במחשב הבקרה כדי למנוע תקלות של האחרון. שבב DD1 חייב להיות מופעל על ידי מקור מיוצב, רצוי ללא תלות באספקת החשמל של מתגי פלט חזקים.

החיבור של יחידת החומרה עם היציאה המקבילה (מדפסת) של המחשב מתבצע על ידי כבל סרט לא מסוכך באורך של עד 3 מ' עם אות מתחלפים ומוליכי "אדמה". לכבלים ארוכים יותר, מומלץ להשתמש בצרור של חוטים מסוככים נפרדים.

אם למחשב שלך אין יציאה מקבילה לא תפוסה, עליך להתקין כרטיס נוסף. כיום, לוחות מיוצרים באופן מסחרי, בדרך כלל מכילים שתי יציאות מקבילות. הם מיועדים למחשבים עם אפיק PCI, כמו גם למחשבים ישנים עם אפיק ISA. לוחות אלו כוללים בדרך כלל מתגים לבחירת כתובות הבסיס של היציאות. לדוגמה, בלוח TS-020-EP המשמש את המחבר (עבור אפיק ISA), ניתן להגדיר כל אחת משתי היציאות המקבילות שבו לכתובות הבסיס הבאות: ZVSN, 378H, 278H, 27CH, 26CH, או 268H. תוכנית הבקרה מספקת להגדיר כל אחת מהכתובות לעיל כפעילה. תמיכה ביציאות נוספות מה-BIOS או ממערכת ההפעלה אינה נדרשת כדי שתוכנית הבקרה תפעל. אתה רק צריך להגדיר את הכתובת של יציאות נוספות כך שלא תהיה התנגשות עם כל הפורטים שכבר נמצאים במערכת (לא רק מקבילים).

בקרת מחשב של מנגנוני ציוד מדידה
איור. מספר

העיצוב הכולל של המכשיר יכול להיות שרירותי. המחבר הכין אב טיפוס על מעגל מודפס עשוי פיברגלס נייר בעובי 2 מ"מ. ציור של לוח מעגלים מודפס ומיקום החלקים עליו מוצגים באיור. 2 א ב. מוליכים מודפסים צריכים להיות רחבים ככל האפשר.

צלעות הקירור הפשוטות ביותר עבור טרנזיסטורי פלט יכולים להתבצע בצורה של שתי לוחות duralumin בגודל 130x50x3 מ"מ; הם קבועים על המעגל המודפס באמצעות פינות duralumin דרך חורים שסופקו במיוחד. העיצוב המתקבל עבור גופי הקירור קבוע במארז המכשיר.

על איור. 3 מציג תצלום של אחת הגרסאות של מכשיר זה, שנעשה על ידי המחבר. על גוף הקירור המצולעות (בצד ימין), בנוסף לטרנזיסטורים, קבועות גם דיודות חזקות של מיישר ספק הכוח (באמצעות מרווחי נציץ מבודדים). בצד שמאל נמצאים קבלי ההחלקה של ספק הכוח.

בקרת מחשב של מנגנוני ציוד מדידה

ניתן לתקן את מחברי הקלט והיציאה על גופי קירור או על מארז המכשיר. מחבר RPMM1-50SH1-V שימש ככניסה (לחיבור למחשב). שני מחברי מוצא (אחד לכל מנוע) - RG1N-1-5, שבכל אחד מהם מחוברות במקביל שתי יציאות צמודות להפחתת העומס הנוכחי. באופן כללי, עשויים להיות מחברים אחרים עם מגעים חזקים מספיק. מגעי המחבר מחוברים למוליכים המתאימים של המעגל המודפס עם חוט גמיש רגיל. עבור מעגלי פלט, חתך החוטים חייב להיות לפחות 1 מ"מ.

ניתן להשתמש בטרנזיסטורים KT815 ו-KT818 עם כל מדדי אותיות או טרנזיסטורים חזקים אחרים במבנה המתאים. דיודות מסדרת KD213 ניתנות להחלפה ב-KD212 או דיודות פולסים חזקות אחרות. אין חשיבות לסוג והספק של הנגדים המשמשים.

במקום האוגר K589IR12, אפשר להשתמש ב-KR580IR82 עם תיקון המעגל המודפס. מספור הפינים עבור אפשרות זו מוצג באיור. 1 בסוגריים. יש לציין כי הקלטת הנתונים המסופקים מהיציאה המקבילה של המחשב לאגרת האחסון KR580IR82 חייבת להתבצע בהתאם לקצה החיובי של הפולס בכניסת STB (פין 11). כדי לשנות את הקוטביות של דופק ה-strobe, התוכנית מספקת מתג מתאים (פריט תפריט Slope Positive).

המכשיר המתואר אינו דורש התאמה כלשהי. יש צורך רק לוודא שהפיתולים של מנועי הצעד מחוברים ליציאות של המתגים החזקים בסדר הנכון. אם זה לא מסופק, סביר להניח שהרוטור של המנוע, במקום להסתובב, פשוט ירטוט במקום או יסתובב בטלטלות.

ניתן להוריד תוכניות למכשיר מכאן.

ספרות

שמלב או. מתחם מדידה ממוחשבת. - רדיו, 2007, מס' 3-7.
Guk M. IBM PC חומרה. אֶנצִיקלוֹפֶּדִיָה. - S.-Pb.: "Peter Cohn", 1999, p. 632-635.

מחבר: או. שמלב, מוסקבה; פרסום: radioradar.net

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

שבב מוח לשיקום הראייה 19.02.2017

מדענים מאוניברסיטת הרווארד פיתחו שבב שיכול לשחזר את יכולת הראייה.

השבב החדשני מושתל ישירות במוח וממריץ את קליפת הראייה. זה מאפשר לך לדמות ראייה מבלי להשתמש בעצב הראייה ובמערכת האופטית של העין. נתוני השתלים מתקבלים ממצלמות וידאו בזמן אמת. הם מומרים לדחפים חשמליים המעובדים על ידי המוח.

בעבר, מדענים ערכו ניסויים בהשתלת שבבים בתוך המוח. עם זאת, האלקטרודות צמחו במהירות ברקמות והפסיקו לתקשר עם המוח בצורה הנכונה.

בניסוי חדש, מדענים החליטו להשתיל שתלים אל פני השטח של המוח. אז הם ימשיכו לעבוד יותר זמן. יתבצעו ניסויים בפרימטים. השבב יושתל בתוך המוח של קבוצה אחת, השבב יותקן על פני השטח של השנייה ולאחר מכן יושוו התוצאות.

מדענים עדיין לא מתכוונים להשיג שיקום מוחלט של הראייה. לדוגמה, פרימטים שהושתלו בשבבים חייבים להשתמש בראייה ממוחשבת כדי ללמוד כיצד לנווט בשטח. ההתקנה תאפשר לכם לתפוס אור, צללים וצורות גיאומטריות. עדיין מוקדם לדבר על ראייה מלאה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ בכורה משולשת של לנובו

▪ מכשירים זעירים יספקו תרופה לגוף האדם

▪ קבוצת כרישים

▪ עדשה נוזלית

▪ אבקת כביסה בתוספת פולימרים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר תקשורת רדיו אזרחית. בחירת מאמרים

▪ מאמר הוראות בטיחות בעבודה עבור אלקטרומכני PBX

▪ מאמר למה מיועדות חגורות צניעות? תשובה מפורטת

▪ מאמר Aerosleigh Triumph. הובלה אישית