Воронин_Антиплагиат (1230178), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Питание получает светодиод через резистор R4 и уходит на землю. Светодиод V1 подаетимпульсы через вращающийся диск с отверстиями на фотодиод V2 через эти отверстия. Фотодиод V2 передаетполученные импульсы через транзистор VT1 на микроконтроллер Arduino UNO, где полученные импульсыобрабатываются и выдаются на монитор прибора [5].Рисунок 2.12 – Принципиальная схема устройства контроля частоты вращения валаСветодиод V1 АЛ107А – диод, излучающий винфракрасной области спектра (0,87-1,0 мкм), применяется в различных датчиках автоматическихсистем, преобразователях «угол-код», системах дистанционного управления и передачи сигнала(атмосферные и оптоволоконные линии). Важными характеристиками для этого прибора являютсябыстродействие и мощность излучения ([39]Рисунок 2.13).
Данный светодиод подает сигнал на фото диод через вращающийся диск с отверстиями.Устанавливаетсявоптическийдатчик.Диапазонрабочихтемператур:-60…+700С.Техническиехарактеристики светодиода представлены в таблице 2.3 [7].Таблица 2.3 – Технические характеристики светодиода АЛ107АНаименованиеДлинаволны,нмМин.мощн.излуч.,мВтПост.пр.напр.,макс.,ВПост.обр.напр.,макс.,ВПост.Прямой ток,макс., мА Имп..Прямой ток, макс., мА tи, мс Скважин., Q Тип корпуса АЛ107А 940-965 5,5 1,8 22 100 50 36 КДИ-7Рисунок – 2.13 Светодиод АЛ107АФотодиод V2 ФД-10 К гр. А – кремневый фотодиод (Рисунок 2.14). Предназначен фотодиод для применения вкачестве приемников и датчиков инфракрасного излучения в составе оптико-электронной аппаратуры, системфотоэлектрической автоматики и бесконтактного измерения температуры, вычислительной и измерительнойтехники, программно-управляемого оборудования и приборов, работающих в диапазоне длин волн от 0,5 до1,12 мкм.
Фотодиод ФД-10К гр. А имеет один p-n переход. Данный фотодиод принимает сигнал от светодиодачерездисксотверстиямиипередаетимпульсынаустройствоконтролячастотывращениявала.Устанавливается в оптический датчик устройства. Выпускается в герметичном металлостеклянном корпусе.Основные технические параметры приведены в таблице 2.4 [7].Таблица 2.4 – Основные технические параметры [30]фотодиода ФД-10К гр. АТип фотодиода PN Макс.
спектральная чувствительность, нм 1100 Макс. Обратное напряжение, В 20 Обратныйтемновойток,нА1000фоточувствительности,Размермкмфоточувствительного0,5…1,12Длинаэлемента,волнымммаксимума1,9×1,9Областьспектральногоспектральнойраспределенияфоточувствительности, мкм 0,85…0,92 Номинальное рабочее напряжение, В 20Рисунок 2.14 – Фотодиод ФД-10К гр. АТранзистор C546 – этополупроводниковыйтриод, радиоэлектронныйкомпонентиз полупроводниковогоматериала,имеющий три вывода, позволяющий входным сигналом управлять током в электрической цепи (Рисунок 2.15). Обычно используется для усиления,генерирования а так же дляпреобразования электрических сигналов.
[30]Основное свойство транзистора – изменениесигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на [35]управляющим электроде.Транзистор C546 биполярный высококачественный с прп переходом (Рисунок 2.16). Этот транзистор имеет триСтр. 12 из 2516.06.2016 11:00Антиплагиатhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23683761&r...контакта: база, эмиттер, коллектор [6].Рисунок 2.15 – Транзистор с прп переходом C546Вбиполярных транзисторах управление током в выходной цепи осуществляется за счет изменениявходного напряжения или тока.
Небольшое изменение входных величин может приводить ксущественно [30]большому изменению входного напряжения и тока. Такие свойства транзистора часто используются ваналоговой технике. Основные технические характеристики транзистора представлены в таблице 2.5 [6].Таблица 2.5 – Технические характеристики транзистора C546Тип материала Si (кремний) Полярность NPN Максимальная рассеиваемая мощность, Вт 0,5 Максимальнодопустимое напряжение коллектор-база, В 80 Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер, В 65Максимально допустимое напряжение эмиттер-база, В 6 Максимальный постоянный ток коллектора, А 0,1Предельная температура PN-перехода, оС 150 Граничная частота коэффициента передачи тока, Гц 150Окончание таблицы 2.5Емкость коллекторного перехода, Ф 4,5 Статический коэффициент передачи тока, мкА 200 Корпус транзистораТО92Рисунок 2.16 – Транзистор C546Резисторы R1,R2, R3, R4 предназначены для линейного преобразования силы тока в напряжение и напряженияв силу тока а так же ограничения силы тока (Рисунок 2.17).
В данном случае резисторы последовательносоединенные и служат для ограничения проходящего тока через светодиод и фотодиод, так как без резисторовсветодиод и фотодиод сгорят мгновенно. А также и для транзистора. Для светодиода взят резистор номиналом100 Ом. Для фотодиода взяты транзисторы номиналом 100 Ом и 33 К. Для транзистора взят резистор номиналом10 К.
Технические характеристики резисторов приведены в таблице 2.6 [8].Таблица 2.6 – Технические характеристики резисторовРезистор 100 Ом Тип с2-23 Номинальное сопротивление , Ом 100 Продолжение таблицы 2.6Точность, % 5 Номинальная мощность, Вт 2 Макс. рабочее напряжение, В 750 Рабочая температура, оС -55…155Монтаж в отверстие Длина корпуса L, мм 15,5 Ширина (диаметр) корпуса W(), мм 5Продолжение таблицы 2.6Резистор 33К Тип с2-23 Номинальное сопротивление , ком 33 Точность, % 1 Номинальная мощность, Вт0,125/0,25 Макс.
рабочее напряжение, В 250 Рабочая температура, оС -55…155 Монтаж в отверстие Длинакорпуса L, мм 6,3 Ширина (диаметр) корпуса W(), мм 2,3Продолжение таблицы 2.6Резистор 10К Тип переменный Модель 16к1Окончание таблицы 2.6Номинальное сопротивление , ком 10 Точность, % 10 Функциональная характеристика линейный Номинальнаямощность, Вт 0,2 Макс.
рабочее напряжение, В 150 Угол поворота движка 300 Монтаж на панель Длина движка,мм 15 Особенности одинарныйРисунок 2.17 – РезисторыДля данной принципиальной схемы устройства был взят микроконтроллер Arduino Nano (Рисунок 2.18). Этоустройство сделано на базе устройства ATmega328. Вего состав входит все необходимое для удобной работы с микроконтроллером: 14 цифровых входов/ выходов (из них 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов), 6 аналоговых входов,кварцевый резонатор на 16 МГц, разъемUS, разъем питания, разъем для внутрисхемногопрограммирования (ICSP) и кнопка сброса. Для начала работы с устройством достаточно простоподать питание от АС/C – адаптера или батарейки, либо подключить его к компьютеру посредством[2]US – кабеля [2].Так же этот микроконтроллер прост в программировании, удобен и компактен.
Arduino Nano полностьюсоответствует всем требованиям и возможностям для разработки устройства контроля частоты вращения вала.Микроконтроллер Arduino Nano питается от внешнего источника + 5 В. Так же возможна подключение питаниячерез US порт.На вывод поступает напряжение 5 В от стабилизатора напряжения на плате, вне независимости оттого, как запитано устройство: от адаптера (7 – 12В), от US (5 В) или через вывод VIN (7 –12В).Запитывать устройство через выводы 5V или 3V3 не рекомендуется, [2]если отсутствует стабилизатор напряжения, поскольку это может вывести из строя плату Arduino.Микроконтроллер имеет встроенную внутреннюю память объемом 32 КБ ( из которой 0,5 КБ используетсязагрузчиком).
Микроконтроллер так жеимеет 2 КБ памяти SRAM и EEPROM, из которой можно считывать или записывать информацию сСтр. 13 из 2516.06.2016 11:00Антиплагиатhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23683761&r...помощью библиотеки EEPROM.Микроконтроллер имеет 14 цифровых выводов и может работать в качестве входа или выхода.Уровень напряжения на выводах ограничен 5В. Максимальный ток, который может отдавать илипотреблять один вывод, составляет 40 мА. Все выводы сопряжены с внутренними подтягивающимирезисторами (по умолчанию отключенными) номиналом 20 – 50 кОм [2].[2]Рисунок 2.18 – Микроконтроллер Arduino NanoТаблица 2.7 – Технические характеристики Arduino NanoРабочиенапряжение, В 5 Напряжение питания (рекомендуемое) 7-12 В Напряжение питания (предельное)6-20 В Цифровые входы/выходы 14 (из них 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов)Аналоговые входы 6 Максимальный ток одного вывода 40 мА Максимальный выходной ток вывода3.3V50 мА Внутренняя память 32 КБ (ATmega328) из которых 0.5 КБ используются загрузчикомОперативная память 2 КБ (ATmega328) Вычислительная память 1 КБ (ATmega328) [2]Тактовая частота 16 МГц 2.2 Датчик импульсов.
Диск. Блок схема датчикаВ данном дипломном проекте разрабатывается устройство контроля частоты вращения вала двигателя. Для тогочто бы устройство показывало обороты двигателя необходим датчик, который будет снимать показания с валадвигателя и передавать на устройство. Двигатель представляет из себя асинхронный ротор модели АОЛ2-22-6,который имеет частоту вращения 930 об/мин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
