Разработка цифрового блока управления - Контрольная работа

Разработать цифровой блок управления (ЦБУ), резьбонарезным шпинделем обеспечивающим автоматически заданное количество оборотов метчика при прямом и обратном ходе, реверсирование и останов шпинделя. Пуск шпинделя должен осуществляться кнопкой или внешним импульсным сигналом. Приводом шпинделя является реверсивный двигателем постоянного тока последовательным возбуждением и двухсекционной обработкой (серии СЛ). ЦБУ должен содержать фотоэлектрический импульсный датчик, формирователь импульсов, счетчик импульсов с предустановкой, командный триггер и импульсный усилитель мощности.На рисунке 1 изображена функциональная схема, в состав которой входят: ФИД - фотоэлектрический импульсный датчик. Датчик представляет собой оптрон, преобразующий поток излучения светодиода в импульсы тока фотодиода за счет периодического прерывания потока излучения вращающимся щелевым диском, установленным на выходном валу шпинделя. Светодиод выбирается с ИК-спектром излучения для уменьшения влияния окружающего светового фона. Формирователь импульсов выполняется на триггере Шмитта, в виде интегральной микросхемы и должен быть согласован по входному сопротивлению с фотоэлектрическим датчиком. Счетчик обеспечивает подсчет числа импульсов датчика, сформированных компаратором, и выдает на командный триггер сигнал после поступления заданного числа импульсов.ЭД начинает вращаться, в прямом направлении. Параметры ИС серии К1554: Uп min, В 2Импульсный датчик изготавливается из излучателя и фотоприемника. В качестве излучателя используем инфракрасный светодиод минимального габарита и максимальной мощности VD1 АЛ107Б с параметрами : Uпр.макс=1.85 В Іпр.макс=100 МА РЕ= 9 МВТ LМИН=940 нм LMAKC=965 нм ИК спектр излучения дает возможность совместно с ИК светофильтром на фотоприемнике исключить влияние фоновой засветки на выходной сигнал ФИД. Такой выбор позволит увеличить срок службы излучателя, а также обеспечить необходимый уровень потока излучения. В качестве фотоприемника выбираем кремниевый фотодиод КДФ111Г2, который имеет сравнительно небольшой темновой ток Іт=1 МКА и большую термостабильность.Формирователь импульсов можно изготовить на основе триггера Шмитта, который имеет пороги срабатывания и отпускания, между которыми существует зона гистерезиса 2,6 В. Так как в формирователе импульсов используем только один, три других можно применять, как обычный логический элемент.Подавая импульс кнопкой SB1, записываем число 8 в счетчик DD1 и начинаем обратный счет. При счете ?0 импульс, сигналом с выхода займа, обнуляем командный триггер ТПХ, устанавливаем логическую единицу на триггере ТОХ, а так же подаем разрешающий сигнал на запись 8 во второй счетчик DD2.В начальный момент времени для стабильной работы ЦБУ необходимо обнулить командные триггеры: Рисунок 5 - Схема формирования сигнала сброса. Командный триггер строим на основе логического элемента К1554ЛА4 (используем для однородности схемы). RS - триггер, построенный на основе этих элементов, управляется нулем. Сигналы на командный триггер поступают с кнопок «ПУСК», также с внешних устройств (ВУ) и со счетчика импульсов (СИ ?0). При нажатии кнопки «ПУСК», сигнал низкого уровня будет подаваться на вход разрешения записи в счетчик импульсов, производя запись кода для начала отсчета количества импульсов.Выберем транзистор VT1 из следующих условий Выходной транзистор, согласующий ЛЭ с нагрузкой, выбирается по току коллектора соответствующих режиму насыщения транзистора, а также по коэффициенту передачи ?. Необходимое значение коэффициента ? определяется из условия где Выберем транзистор КТ864А с ?=80, UКЭ.МАКС=200 В, ІК.МАКС=10 А, РК.

Содержание

Условие

1 Функциональная схема ЦБУ

2 Принцип действия

3 Импульсный датчик

4 Формирователь импульсов

5 Счетчик импульсов

6 Командные триггеры

7 Импульсные усилители мощности

Список используемой литературы

1. Юшин А.М. Оптоэлектронные приборы и их зарубежные аналоги: Справочник. В 5 т. Т.1. - М., 2000

2. Юшин А.М. Оптоэлектронные приборы и их зарубежные аналоги: Справочник. В 5 т. Т.3. - М., 2000

3. Петровский И.И., Прибыльский А.В., Троян А.А., Чувелев В.С. Логические ИС КР1533, КР1554. Справочник. В двух частях. Часть 1. - M., «Бином», 1993.

4. Петровский И.И., Прибыльский А.В., Троян А.А., Чувелев В.С. Логические ИС КР1533, КР1554. Справочник. В двух частях. Часть 2. - M., «Бином», 1993.

5. Богданович М.И., Грель И.Н., Прохоренко В.А., Шалимо В.В. Цифровые интегральные микросхемы. Справочник. - Минск, «Беларусь», 1991.

6. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник /В.Л. Аронов, А.А. Баюков, А.А. Зайцев и др. Под общ. Ред. Н.Н. Горюнова. - 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатом издат, 1985.

Размещено на