Hamownia. Artur Muraszkowski 18 czerwca 2007

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Hamownia. Artur Muraszkowski 18 czerwca 2007"

Tadeusz Murawski
6 lat temu
Przeglądów:

1 Hamownia. Artur Muraszkowski 8 czerwca 007

2 Spis treści Cel projektu. Parametry. Konstrukcja stanowiska. Część mechaniczna. Część elektroniczna.. Zasilanie Wykorzystane układy Metody mierzenia parametrów Schemat Łącza Programowanie Zastosowanie. 7 Oprogramowanie. 8 Co jeszcze należy zrobić.

3 Cel projektu. Celem projektu było skonstruowanie stanowiska do pomiaru parametrów modułu silnika ze śmigłem. W rezultacie można było wyznaczyć charakterystyki ciągu generowanego przez śmigło w funkcji obrotów silnika i mocy wejściowej. Mierzonymi wielkościami są: napięcie wejściowe, prąd wejściowy, prędkość obrotowa wału silnika, siła ciągu uzyskiwana z obracającego się śmigła. Parametry. zasilanie V 8V. napięcie akumulatora: 0V 7V, rozdzielczość: mv. prąd płynący z akumulatora: 0A 0A, rozdzielczość: ma. obroty silnika: obr/min. siła ciągu: kg kg, rozdzielczość: 0g. Konstrukcja stanowiska. W konstrukcji stanowiska pomiarowego można wydzielić części: mechaniczną, elektroniczną, oprogramowanie, które są dokładnie opisane w następnych rozdziałach. Część mechaniczna. Część mechaniczna składa się z elementów: podstawa - na której zainstalowane są wszystkie elementy kolumna - do mocowania tensometru uchwyt mocujący silnik do tensometru, razem z enkoderem Schematy poszczególnych elementów przedstawiają rysunki (,, ).

4 Rysunek : Podstawa. Rysunek : Kolumna łącząca tensometr z podstawą.

5 Rysunek : Mocowanie silnika do tensometru. Część elektroniczna.. Zasilanie. Napięcie zasilania układu powinno zawierać się w przedziale V 8V. Wydajność prądowa zasilacza powinna wynosić min.00ma. Polaryzacja przedstawia tabela.. Wykorzystane układy. Budowa części elektronicznej została oparta o następujące elementy: mikrokontroler MC9S08AW CF GE, czujnik prądu ACS7, czujnik obrotów AS00, mostek tensometryczny (oznaczenia kabli w tabeli ), wzmacniacze AD0 i AD807, konwerter RS USB F T R, regulatory napięcia 780, 780, LF CDT i inwertery napięcia ADM 888. Pełna lista elementów znajduje się w tabelach,.

6 Tablica : Lista elementów. Lp. element wartość uwagi C 00nF ceram, SMD A C 00nF ceram, SMD A C7 00nF ceram, SMD A C9 00nF ceram, SMD A C 00nF ceram, SMD A C 00nF ceram, SMD A 7 C8 pf ceram, SMD A 8 C9 pf ceram, SMD A 9 C0 nf ceram, SMD A 0 C nf ceram, SMD A C nf ceram, SMD A C 00nF ceram, SMD A C 00nF ceram, SMD A C.7uF elek, SMD A C.7uF elek, SMD A C8.7uF elek, SMD A 7 C0 uf elek, SMD A 8 C uf elek, SMD A 9 C.7uF elek, SMD A 0 C.7uF elek, SMD A C uf elek, SMD A C7 uf elek, SMD A ZAS 780 TO0 ZAS0 780 TO0 ZAS LFCDT TO Isens ACS7 SOIC8 7 AMP AD0 SOIC8 8 IC AD807 SOIC8 9 IC ADM888ART SOT 0 IC ADM888ART SOT IC FTRQ QFN D LED przewlek. D LED przewlek. D LED przewlek. uc MC9S08AWCFG LQFPx0x0 prz uprzełącznik,x,mm 7 prz uprzełącznik,x,mm 8 prz uprzełącznik,x,mm 9 prz uprzełącznik,x,mm 0 prz uprzełącznik,x,mm

7 Tablica : Lista elementów. c.d. Lp. element wartość uwagi pot 0k montażowy pot k montażowy R 0k SMD 0 R 0k SMD 0 R k7 SMD 0 R k SMD 0 7 R k SMD 0 8 R k SMD 0 9 R k SMD 0 0 R7 k SMD 0 R8 k SMD 0 R9 00 SMD 0 R0 7 SMD 0 R 70 SMD 0 R 0M SMD 0 R 00 SMD 0 7 R 00 SMD 0 8 R 00 SMD 0 9 R k7 SMD 0 0 Y? MHz przewlek. connector kątowe, raster,mm szt connector kątowe, raster,mm szt connector kątowe, raster,mm szt connector kątowe, raster,mm szt 7

8 . Metody mierzenia parametrów. Napięcie wejściowe mierzone jest poprzez dzielnik napięcia. Prąd wejściowy jest mierzony przy pomocy czujnika ACS7 wykorzystujący efekt Halla i nie wnosi rzadnych strat do obwodu akumulator - regulator - silnik. Czujnik daje na wyjściu sygnał napięciowy proporcjonalny do mierzonego prądu. Prędkość obrotowa wału silnika jest mierzona enkoderem AS00, który ma szereg wyjść takich jak wyjścia kwadraturowe, index, PWM a nawet, dla fazowych silników DC, komutację. Siła ciągu jest mierzona przy pomocy belki tensometrycznej (pznaczenia kabli w tabeli ). Różnica potencjałów wytwarzana na mostku tensometrycznym wynosi maksymalnie mv/v, co przy zasilaniu 0V daje zakres 0mV w obu kierunkach działania siły. Aby mierzyć pełen zakres, czyli 0mV 0mV = 0mV z największą dokładnością, sygnał podawany jest na wzmacniacz pomiarowy AD0 z ustawionym wzmocnieniem K teoret = 8.V/V, K rzeczyw = 8V/V, co daje zakres napięcia U teoret =.V, U rzeczyw =.V. Aby pomiaru można było dokonać przetwornikiem ADC wbudowanym w mikrokontroler M C9S08AW CF GE, dodatkowo został użyty wzmacniacz AD807 w celu przesunięcia poziomu napięcia o.v tak, aby sygnał mierzony mieścił się w zakresie 0V.V.. Schemat. Schemat znajduje się na rysunku (). Dla łatwiejszej obróbki układy ścieżek zawarte są w załączonych plikach top.pdf, bottom.pdf, top m irror, bottom m irror.pdf. Montaż elementów zawierają rysunki (, ). 8

9 D D C C B B A A Title Number Revision Size A Date: Sheet of File: D:\Rr\..\plytka.SchDoc Drawn By: we connector wyj connector Akk- Akkwyj IP IP IP- IP- FILTER VIOUT 7 VCC 8 Isens ACS7 Akkwe USB ExtV-8V IN OUT zas 780.7uF C 00nF C.7uF C 00nF C VCCV EXTZAS EXTZAS VCCV Prad IN OUT zas LFCDT.7uF C8 00nF C7 VCCV VCCV uc MC9S08AWCFGE k7 R Napiecie -In In Rg Rg 8 -Vs Vs 7 REF OUT amp out in cap- gnd shdn cap ADM888ART uf C0 uf C VCC-V PWMdoReg sens obr sens obr prz prz IN OUT zas uF C 00nF C EXTZAS.7uF C 00nF C VCC0V tensometr VCC0V 0k pot k pot prz VCCV VCC-V prz VCCV nc nc 8 -in in V- nc out V 7 ic AD807 out in cap- gnd shdn cap ADM888ART uf C7 uf C VCC-V VCC-V k R k R Tens VCCV k R k R k R7 k R8 0k R 0k R 00 R9 7 R0 70 R VCCV VCCV VCCV VCCV Napiecie Prad nastawa nastawa Tens VCCV nf C8 nf C9 Y? XTAL 0M R 00 R 00 R D LED D LED VCCV 00 R D LED nf C0 nf C nf C 00nF C9 VCCIO RXD RI# NC DSR# DCD# 7 CTS# 8 CBUS 9 CBUS 0 CBUS NC NC USBDP USBDM VOUT 7 RESET# 8 VCC 9 0 CBUS CBUS0 NC A NC TEST OSCI 7 OSCO 8 NC 9 TXD 0 DTR# RTS# IC BDM VCCV 00nF C k7 R VCCV 00nF C prz Mikroprzelacznik Hamownia Artur Muraszkowski / Rysunek : Schemat. 9

10 0 Rysunek : Montaż elementów. Top.

11 Rysunek : Montaż elementów. Bottom.

12 . Łącza. Wyprowadzenia łącz są przedstawione w tabelach (,,,, 7, 8, 9, 0, ). Tablica : Zasilanie.V - 8V. Tablica : Łącze programowania przez osbdm. V CCV GN D RESET BKGD Tablica : Podłączenie akumulatora.

13 Tablica : Podłączenie silnika/regulatora. Tablica 7: USB. NC DAT A DAT A Tablica 8: Sygnał PWM do silnika/regulatora. NC NC P W M Tablica 9: Podłączenie czujnika siły (tensometru). In In GN D Out0V Tablica 0: Podłączenie enkodera AS00. Złącze. NC MagINCn P W M LSB Index W B Dir V A LSB U Tablica : Podłączenie enkodera AS00. Złącze. GN D V CCV CSn CLK DO P rog Tablica : Opis kabli tensometru. red white green black output output excitation excitation

14 . Programowanie. W celu zaprogramowania mikrokontrolera M C9S08AW CF GE należało zbudować dodatkowo programator zgodny z osbdm. Informacje potrzebne do jego budowy znajdują się w załączonych plikach: hcs08 bdm.sch - schemat i układ ścieżek w programie Eagle Lite, HCS08 bdm 0.pdf - opis programatora. Zastosowanie. Podstawowym zastosowaniem jest badanie charakterystyk silnika ze śmigłem. Może posłużyć do pomiaru siły serwomechanizmów. Ponadto, przy odpowiednim podłączeniu, można mierzyć siłę tarcia (przyczepność) małych pojazdów, takich jak roboty minisumo. Stanowisko można także wykorzystać jako wagę laboratoryjną. Przy niewielkiej rozbudowie będzie można mierzyć dodatkowy porametr silników, jakim jest moment obrotowy, a z niego także moc. 7 Oprogramowanie. Program na PC jest w fazie projektowania. Docelowo będzie napisany w Qt i C i działał pod systemem Linux. Komunikacja ze stanowiskiem będzie odbywać się poprzez U SB. W systemie, dzięki zastosowaniu konwertera U ART U SB, stanowisko jest widziane jako urządzenie podłączone do portu szeregowego COM. 8 Co jeszcze należy zrobić. Wykonać część mechaniczną, opracować płytkę PCB pod czujnik obrotów AS00, Wykonać program do wizualizacji danych.

Podobne dokumenty

Aoi Ryuu. v2.0 moduł z mikroprocesorem Atmega169 dla makiety dydaktycznej Akai Kaba

Aoi Ryuu. v2.0 moduł z mikroprocesorem Atmega169 dla makiety dydaktycznej Akai Kaba Aoi Ryuu v.0 moduł z mikroprocesorem Atmega69 dla makiety dydaktycznej Akai Kaba Moduł mikroprocesorowy Aoi Ryuu v.0 jest przeznaczony do współpracy z makietą dydaktyczną Akai Kaba v.x. Wyposażony został