Proste układy wykonawcze

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Proste układy wykonawcze"

Agnieszka Stasiak
7 lat temu
Przeglądów:

1 Proste układy wykonawcze sterowanie przekaźnikami, tyrystorami i małymi silnikami elektrycznymi Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

2 Cyfrowe porty wyjściowe poziomy sygnałów Poziomy wyjściowe portów równoległych to zwykle któraś z wersji standardów cyfrowych. W celu sterowania rzeczywistych obiektów trzeba zwykle uzupełniać je o: Wzmacniacze napięć i prądów Przekaźniki Separację galwaniczną Układy sterujące z tyrystorami...

3 Porty wyjściowe (wzmacniacze) Najprostsze wzmacniacze to układy... z pojedynczym tranzystorem Również do sterowania przekaźników... często stosujemy pojedyncze tranzystory

4 Przekaźniki

5 Porty wyjściowe (wzmacniacze) Gdy potrzebny jest większy prąd... stosujemy układy Darlingtona

6 Porty wyjściowe (wzmacniacze) Mniejszy przekaźnik można wykorzystać do włączenie większego (stycznika)

7 Porty wyjściowe (wzmacniacze) Rysunek przedstawia wzmacniacz... bardziej złożony... zarówno dostarczający znacznego prądu... jak i pozwalający na jego wpływanie do wyjścia układu

8 Porty wyjściowe (wzmacniacze) Również i ten rysunek przedstawia wzmacniacz... bardziej złożony... zarówno dostarczający znacznego prądu... jak i pozwalający na jego wpływanie do wyjścia układu... jest to w zasadzie połowa mostka H...

9 Silniki prądu stałego. Większe możliwości sterowania daje nam układ mostkowy (tak zwany H bridge).

10 Porty wyjściowe (wzmacniacze scalone) Przeważnie nie ma potrzeby budowy wzmacniacza sterującego z elementów dyskretnych, ale udaje się dobrać odpowiednie układy scalone. Mamy do dyspozycji na przykład: Zestawy tranzystorów Darlingtona... do pracy zarówno od strony dodatniego jak i ujemnego napięcia... bywa, że u układami zabezpieczeń Gotowe mostki H... niekiedy wraz ze sterowaniem PWM... oraz układami zabezpieczeń

11 Zintegrowane wzmacniacze wyjściowe (przykłady) Osiem wzmacniaczy w układzie tranzystorów Darlingtona (od strony dodatniego bieguna zasilania)

12 Zintegrowane wzmacniacze wyjściowe (przykłady LM18245) Kompletny mostek H - doskonałe parametry - regulacja PWM... sterowana cyfrowo... lub analogowo - zabezpieczenie termiczne - zabezpieczenie przed nadmiernym prądem

13 Zintegrowane wzmacniacze wyjściowe (przykłady) Podwójny mostek H z rozbudowanymi układami sterującymi

14 Zintegrowane wzmacniacze wyjściowe (przykłady) Poczwórny wzmacniacz (od strony masy) z rozbudowanymi układami zabezpieczającymi

15 Porty wyjściowe (separacja optyczna) Gdy potrzebna jest separacja obwodów... sterowanego i sterującego... możemy zastosować separację optyczną Specjalnie przeznaczone do tego elementy... składające się z diody LED i fototranzystora (fotodiody, fototyrystora)... nazywamy transoptorami Zastanówmy się jak można je wykorzystać...

16 Porty wyjściowe (separacja optyczna) Zastanówmy się jak można je wykorzystać...

17 Porty wyjściowe (sterowanie tyrystorami) Przypomnijmy sobie na czym polega... sterowanie fazowe... oraz sterowanie grupowe Do sterowania prądami dużej mocy często stosujemy tyrystory i triaki

18 Porty wyjściowe (sterowanie tyrystorami) Przypomnijmy sobie na czym polega... sterowanie fazowe... oraz sterowanie grupowe

19 Porty wyjściowe (sterowanie fazowe) Sterowanie fazowe polega na... włączeniu prądu na część okresu Mikrokontroler zatem musi... odmierzyć zadany czas od początku każdego półokresu sieci... a następnie wygenerować impuls włączający tyrystor

20 Porty wyjściowe (sterowanie grupowe) Sterowanie grupowe... polega na włączeniu prądu na pewną liczbę okresów sieci... odbywa się przy przejściu przez zero napięcia zasilającego Mikrokontroler zatem musi... generować impuls włączający tyrystor przy przejściu przez zero.

21 Silniki elektryczne Silniki elektryczne to maszyny zamieniające energię elektryczną na mechaniczną. Istnieje wiele ich rodzajów, sterowanie niektórymi z nich jest dosyć złożone. My zainteresujemy się teraz dwoma ich rodzajami (w małych wersjach : ) Silnikiem komutatorowym prądu stałego Silnikiem krokowym

22 Silniki prądu stałego. Jeżeli zależy nam jedynie na włączaniu i wyłączaniu małego silnika prądu stałego za pomocą sygnału logicznego możemy zastosować bardzo prosty wzmacniacz oparty na tranzystorze MOS lub Darlingtona. (By regulować obroty możemy zastosować technikę modulacji szerokości impulsu PWM).

23 Silniki krokowe Silniki krokowe to silniki elektryczne, w których impulsowe zasilanie prądem elektrycznym powoduje, że jego wirnik nie obraca się ruchem ciągłym, lecz wykonuje za każdym razem ruch obrotowy o ściśle ustalonym kącie. Dzięki temu, kąt obrotu wirnika jest ściśle zależny od liczby dostarczonych impulsów prądowych, a prędkość kątowa wirnika jest równa częstotliwości impulsów pomnożonej przez wartość kąta obrotu wirnika w jednym cyklu pracy silnika. Kąt obrotu wirnika pod wpływem działania jednego impulsu może mieć różną wartość, zależnie od budowy silnika jest to zwykle wartość od ułamka do kilkudziesięciu stopni.

24 Silniki krokowe Silniki krokowe są stosowane wszędzie tam, gdzie kluczowe znaczenie ma możliwość precyzyjnego sterowania ruchem: w automatyce w mechanicznych urządzeniach regulacyjnych w urządzeniach pomiarowych np. zegarach elektronicznych w robotyce do sterowania ruchem ramion robotów, kół, itp. w komputerach np. w twardych dyskach, drukarkach, skanerach itp...

25 Silniki krokowe Pod względem budowy możemy je podzielić na: silnik z magnesem trwałym, silnik o zmiennej reluktancji, silnik hybrydowy.

26 Silniki krokowe unipolarne (z magnesem stałym i hybrydowe)

Silniki krokowe bipolarne (z magnesem stałym i hybrydowe) Silniki bipolarne wymagają sterowania przepływem prądu w uzwojeniach w obu kierunkach - implikuje to użycie

27 Silniki krokowe bipolarne (z magnesem stałym i hybrydowe) Silniki bipolarne wymagają sterowania przepływem prądu w uzwojeniach w obu kierunkach - implikuje to użycie mostka H na każde uzwojenie. Sterowanie jest odrobinę bardziej skomplikowane niż silników unipolarnych i zależy od konstrukcji mostka - nie będziemy się nim zajmować.

28 Silniki krokowe o zmiennej reluktancji

29 Silnik krokowy silnik unipolarny sekwencje sterujące Standardowa sekwencja sterująca to kolejne włączanie poszczególnych uzwojeń:

30 Silnik krokowy silnik unipolarny sekwencje sterujące Sekwencja sterująca kolejne włączająca po dwa uzwojenia umożliwia uzyskanie większego momentu obrotowego kosztem poboru mocy:

Silnik krokowy silnik unipolarny sekwencje sterujące 1 2 3 4 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 Sekwencja

31 Silnik krokowy silnik unipolarny sekwencje sterujące Sekwencja sterująca kolejne włączająca kolejno jedno i po dwa uzwojenia umożliwia uzyskanie skoku połówkowego, a zatem większą precyzję sterowania.

Podobne dokumenty

Sprzężenie mikrokontrolera (nie tylko X51) ze światem zewnętrznym cd...

Sprzężenie mikrokontrolera (nie tylko X51) ze światem zewnętrznym cd... wzmacniacze, przekaźniki, itp. Ryszard J. Barczyński, 2017 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały