Sterowanie prac plotera w układach logiki programowalnej

Podobne dokumenty
Diagnostyka układów programowalnych, sterowanie prac windy (rodowisko MAX+plus II 10.1 BASELINE)

Blok funkcjonalny to specjalizowany układ cyfrowy przystosowany do wykonania jednej lub kilku okrelonych operacji przetwarzania sygnałów binarnych.

Projektowanie układów programowalnych w rodowisku MAX+plus II 10.1 BASELINE z wykorzystaniem edytora graficznego

Podstawowe obiekty AutoCAD-a

LABORATORIUM ELEKTRONIKI I TEORII OBWODÓW

Przycisk pracy. Przycisk stopu/kasowanie

Badanie układów średniej skali integracji - ćwiczenie Cel ćwiczenia. 2. Wykaz przyrządów i elementów: 3. Przedmiot badań

LABORATORIUM TECHNIKI CYFROWEJ. Sterowanie modelem dwigu za pomoc układów programowalnych CPLD

Wstęp działanie i budowa nadajnika

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych REJESTRY

wiczenie 5 Woltomierz jednokanaowy

Laboratorium elektryczne. Falowniki i przekształtniki - I (E 14)

Wydział Elektryczny. Katedra Automatyki i Elektroniki. Instrukcja. do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: SYSTEMY CYFROWE 1.

PROGRAMOWANIE STEROWNIKA FANUK (A 17)

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

1.Wprowadzenie do projektowania układów sekwencyjnych synchronicznych

Zapoznanie się z podstawowymi strukturami liczników asynchronicznych szeregowych modulo N, zliczających w przód i w tył oraz zasadą ich działania.

Elementy pneumatyczne

FUNKCJE UYTKOWNIKA. Rozbrajanie systemu pod przymusem [Kod przymusu] Blokowanie linii

Statyczna próba skrcania

Mikroprocesorowy regulator temperatury RTSZ-2 Oprogramowanie wersja 1.1. Instrukcja obsługi

Układy sekwencyjne. Podstawowe informacje o układach cyfrowych i przerzutnikach (rodzaje, sposoby wyzwalania).

Projekt zespołowy. Część1: Projekt potokowej jednostki przetwarzającej przeznaczonej do realizacji algorytmu FFT. Rok akademicki 2008/2009

Sterownik programowalny LOGO

Errata do książki Multisim. Technika cyfrowa w przykładach.

Wydział Elektryczny. Katedra Automatyki i Elektroniki. Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: SYSTEMY CYFROWE 1

Multipro GbE. Testy RFC2544. Wszystko na jednej platformie

Ćwiczenie Digital Works 003 Układy sekwencyjne i kombinacyjne

Projekt z przedmiotu Systemy akwizycji i przesyłania informacji. Temat pracy: Licznik binarny zliczający do 10.

I Powiatowy Konkurs Matematyka, Fizyka i Informatyka w Technice Etap finałowy 10 kwietnia 2013 grupa elektryczno-elektroniczna

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki. ĆWICZENIE Nr 4 (3h) Przerzutniki, zatrzaski i rejestry w VHDL

Instrukcja obsługi regulatora i wizualizacji pieca pokrocznego na Walcowni Drobnej P46 Strona 1 z 26

Bazy danych Podstawy teoretyczne

Interfejsy transmisji szeregowej: RS-232, RS-485, I2C, SPI, CAN

WIELOKANAŁOWY GENERATOR CYFROWY

NAP D I STEROWANIE PNEUMATYCZNE

Projektowanie układów programowalnych w rodowisku MAX+plus II 10.1 BASELINE z wykorzystaniem edytora graficznego

MAGISTRALA PROFIBUS W SIŁOWNIKU XSM

340_163 Moduł liczników binarnych

Podłczenie HMI do LOGO!..0BA7 (WinCC Basic V11)

W przypadku spostrzeżenia błędu proszę o przesłanie informacji na adres

Ćw. 7: Układy sekwencyjne

Tranzystor JFET i MOSFET zas. działania

UKŁAD SCALONY. Cyfrowe układy można podzielić ze względu na różne kryteria, na przykład sposób przetwarzania informacji, technologię wykonania.

PROGRAMOWALNY GENERATOR FUNKCYJNY Z BEZPOREDNI SYNTEZ CYFROW DDS

Programowalne Układy Cyfrowe Laboratorium

dwójkę liczącą Licznikiem Podział liczników:

Pomiar i nastawianie luzu w osiach posuwowych obrotowych

Instrukcja nr 9. Zegarek cyfrowy. AGH Zespół Mikroelektroniki Układy Elektroniczne J. Ostrowski, P. Dorosz Lab 9.1

Zasilanie urzdze elektronicznych laboratorium IV rok Elektronika Morska

Rys Schemat montażowy (moduł KL blok e) Tablica C B A F

WFiIS CEL ĆWICZENIA WSTĘP TEORETYCZNY

Rys1. Schemat blokowy uk adu. Napi cie wyj ciowe czujnika [mv]

LICZNIKI PODZIAŁ I PARAMETRY

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki

TEMAT: PROJEKTOWANIE I BADANIE PRZERZUTNIKÓW BISTABILNYCH

Kod pocztowy Województwo Mazowieckie. Faks Adres internetowy (URL)

LABORATORIUM PRZEMYSŁOWYCH SYSTEMÓW STEROWANIA

Bezpieczeństwo informacji oparte o kryptografię kwantową

Liczniki, rejestry lab. 07 Układy sekwencyjne cz. 1

Rezonans szeregowy (E 4)

IO ;

ZASTOSOWANIE UKŁADÓW PROGRAMOWALNYCH I JĘZYKA VHDL W NAUCZANIU STEROWANIA CYFROWEGO

Zadanie 5 Projekt licznika wykorzystanie komórek standardowych

Cyfrowe Ukªady Scalone

Multiplekser, dekoder, demultiplekser, koder.

MODELOWANIE I PROGRAMOWANIE PRACY

Systemy taryfikacji rozmów dla elektronicznych central telefonicznych. Produkcja urzdze elektronicznych do przetwarzania informacji.

1 Moduł Neuronu Cyfrowego SM

10. KLUCZE DWUKIERUNKOWE, MULTIPLEKSERY I DEMULTIPLEKSERY CMOS

Badanie właściwości skramblera samosynchronizującego

Dyskretyzacja sygnałów cigłych.

POBÓR MOCY MASZYN I URZDZE ODLEWNICZYCH

Jumo dtron 04.1 Jumo dtron 08.1 Regulatory mikroprocesorowe Wykonanie obudowy wg DIN

Ćwiczenie nr 1 Temat: Ćwiczenie wprowadzające w problematykę laboratorium.

LABORATORIUM TECHNIKA CYFROWA LICZNIKI I REJESTRY. Rev.1.1

Lista zadań nr 5. Ścieżka projektowa Realizacja każdego z zadań odbywać się będzie zgodnie z poniższą ścieżką projektową (rys.

TECHNIKA CYFROWA ELEKTRONIKA ANALOGOWA I CYFROWA. Badanie rejestrów

Oscyloskopy, analizatory stanów ScopeDAQ: dane techniczne

Uniwersalny wzmacniacz wielozakresowy WWK Instrukcja Obsługi

Ćwiczenie MMLogic 002 Układy sekwencyjne cz. 2

Elementy struktur cyfrowych. Magistrale, układy iterowane w przestrzeni i w czasie, wprowadzanie i wyprowadzanie danych.

1. Wykorzystanie sterownika Modicon Micro (03) do sterowania transportem i segregacją półfabrykatów

STEROWANIE MASZYN I URZĄDZEŃ I. Laboratorium. 4. Przekaźniki czasowe

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE. Wydział Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji LABORATORIUM.

Program SMS4 Monitor

Elementy struktur cyfrowych. Magistrale, układy iterowane w przestrzeni i w czasie, wprowadzanie i wyprowadzanie danych.

SYMBOLE GRAFICZNE NONIKÓW ENERGII

Język opisu sprzętu VHDL

LABORATORIUM PRZEMYSŁOWYCH SYSTEMÓW STEROWANIA

Aqua Reef Meter. Instrukcja obsługi

Elektronika cyfrowa i optoelektronika - laboratorium

Projektowanie i badanie liczników synchronicznych i asynchronicznych

Wydział Elektryczny. Katedra Automatyki i Elektroniki. Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: TECHNIKA CYFROWA 2 TS1C

Technika Mikroprocesorowa Laboratorium 5 Obsługa klawiatury

1. Realizacja programowa sekwencyjnego sterowania windą w bloku mieszkalnym

STEROWNIK LAMP BAKTERIOBÓJCZYCH GAMMA

Elementy struktur cyfrowych. Magistrale, układy iterowane w przestrzeni i w czasie, wprowadzanie i wyprowadzanie danych.

wiczenie 1. Przetwornice dławikowe

Wizualizacja UAR ze sterownikiem

Transkrypt:

LABORATORIUM TECHNIKI CYFROWEJ Sterowanie prac plotera w układach logiki programowalnej Opracowali: mgr in. Rafał Sokół dr in. Krystyna Maria Noga Akademia Morska Wydział Elektryczny Katedra Automatyki Okrtowej Gdynia, lipiec 2009

Celem wiczenia jest poznanie zasad sterowania prac plotera z wykorzystaniem układów logiki programowalnej. Stanowisko ma na celu przedstawienie zasad działania urzdze pracujcych w płaszczynie ruchu XY. Przykładami takich urzdze s plotery oraz frezarki cnc. Do sterowania ploterem zostan wykorzystane układy sekwencyjne zaimplementowane w układach logiki reprogramowalnej. Omawiane stanowisko zostało przystosowane do pracy z układem programowalnym CPLD EPM7128S firmy ALTERA. Schemat blokowy stanowiska laboratoryjnego został przedstawiony na rysunku 1. Rys. 1. Schemat blokowy stanowiska laboratoryjnego Urzdzenie posiada wejcia sterujce X0-X3, Y0-Y3 i PEN oraz wyjcie CLK. Wej- cie PEN jest wyprowadzone na oddzielnym przewodzie (na złczce jest napis PEN). Po podaniu na niego logicznej jedynki, czyli 5V, nastpuje opuszczenie pisaka, a poprzez podanie logicznego zera nastpuje podniesienie pisaka. Na panelu znajduje si równie rczny zadajnik sygnału PEN. Wcinicie odpowiada logicznej 1. Sygnały z panelu i z przewodu sumuj si logicznie. Po ustawieniu wej X0-X3 i Y0-Y3 nastpuje przesunicie pisaka w połoenie zgodne ze współrzdnymi przedstawiony na rysunku 2. Pisak przesuwa si do danego punktu po linii prostej. W celu rysowania linii naley pisak najpierw opuci (ustawi PEN=1), a potem okreli współrzdne nowego połoenia Jeeli natomiast chcemy tylko ustawi pisak w danym punkcie to trzeba najpierw pisak podnie.

Rys. 2. Współrzdne okrelajce połoenie pisaka Impuls zegarowy na wyjciu CLK jest generowany do układu programowalnego, np. CPLD EPM7128S firmy Altery, dopiero wówczas, gdy pisak osignie zadane połoenie. Wykorzystanie we własnych projektach wewntrznego sygnału zegarowego CLK zapewnia płynne ruchy pisaka bez koniecznoci oczekiwania na zewntrzne impulsy sterujce licznikiem. Dodatkowy własny zegar plotera generuje impulsy w momencie, gdy pisak osignie okrelony punkt w układzie współrzdnych. Przyjto takie rozwizanie, gdy dla okrelonej stałej czstotliwoci generowania impulsów, np. przy rysowaniu krótkich linii, pisak stałby w miejscu i długo czekałby na nastpn sekwencj. Natomiast podczas rysowania długich linii, w czasie trwania ustalonej sekwencji na wyjciu licznika, pisak nie zdyłby osign celu. Dlatego ploter sam taktuje układ sekwencyjny (licznik) i sam wykrywa kiedy zmieni si sekwencja. Gdy w projekcie sekwencja zostanie zablokowana, np. dodatkowym przełcznikiem ustawiajcym, to ploter bdzie podawał impulsy zegarowe do układu CPLD tak długo, a w kocu sekwencja zostanie zwolniona i si zmieni. Wówczas cykl si powtarza, pisak si porusza, a impuls zegarowy zostanie wygenerowany po osigniciu okrelonego punktu. Przykład - Naley zaprojektowa sekwencj ruchów pisaka tak, aby wykrelił liter P. Przykładowy kształt litery P został przedstawiony na rysunku 3. Do budowy układu naley wykorzysta multipleksery, liczniki i dowolne bramki.

Rys. 3. Przykładowy kształt litery P W tabeli 1 przedstawiono wartoci współrzdnych X i Y okrelajcych kształt litery P. Pisak bdzie krelił wybran liter P w takt impulsów prostoktnych podawanych na wejcie zegarowe licznika 74193, przy czym wyjcia Qd, Qc, Qb, Qa tego licznika okrelaj biece połoenie pisaka. Z tabeli 1 wynika, e pisak w czasie realizacji zadania bdzie si znajdowa w 7 równych punktach, oczywicie o okrelonych współrzdnych. Dlatego do budowy układu sterujcego prac pisaka zostan wykorzystane multipleksery o 3 wejciach adresowych. Tabela 1 indeks Qd Qc Qb Qa Y3 Y2 Y1 Y0 X3 X2 X1 X0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 2 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 3 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 4 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 5 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 6 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0

Z tabeli 1 wynika, e współrzdne Y3, X3 oraz X2 przyjmuj zawsze wartoci odpowiadajce zeru logicznemu. Dlatego te w celu realizacji danego zadania niezbdne jest okrelenie pozostałych współrzdnych, tj. Y2, Y1, Y0, X1 i X0. W celu realizacji tych sygnałów na wejcia Di multiplekserów, przy czym i= 0, 1,..., 7, podajemy sygnały zgodnie z wartociami przedstawionymi w tabeli 2. Oczywicie obowizuje zaleno D f ( Q, Q, Q ) i =. Tabela 2 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Y2 0 1 1 1 1 0 0 X Y1 0 1 1 0 0 1 1 X Y0 0 0 0 1 0 1 1 X X1 0 0 1 1 1 1 0 X X0 0 0 0 1 1 0 0 X d b a Przykład zrealizowanego układu sterujcego prac pisaka, z wykorzystaniem multiplekserów, został przedstawiony na rysunku 4. W celu zaprogramowania układu CPLD i uruchomieniu plotera naley sygnały sterujce X0-X3, Y0-Y3 przyporzdkowa odpowiednio do pinów (kocówek) Y3-16, Y2-17. Y1-18, Y0-21, X3-20, X2-22, X1-24, X0-28 zestawu uruchomieniowego dostpnego w laboratorium TC. Sygnały zegarowe sterujce licznikiem 74193 podajemy na pin 83 zestawu uruchomieniowego, natomiast sygnał start na pin 34. Wykorzystany licznik 74193 zlicza do 15, a poniewa do sterowania wykorzystano tylko trzy bity najmłodsze, wic zaprojektowany układ bdzie cyklicznie rysowa liter P. W omawianym przykładzie nie trzeba podnosi pisaka, gdy rysowanie zaczyna si od punktu zerowego i pisak chodzi po swoich ladach.

Rys. 4. Schemat układu sterujcego prac pisaka z wykorzystaniem multipleksera Podobne zadanie mona równie zrealizowa wykorzystujc demultiplekser o aktywnych zerach na wyjciu oraz dowolne bramki. Zakładamy, e na wejcia adresowe demultipleksera o wagach 2 2, 2 1, 2 0 podajemy odpowiednio wyjcia licznika Qc, Qb, Qa. Wówczas współrzdne okrelajce połoenie pisaka mona zapisa przy pomocy nastpujcych równa logicznych Y Y ( Q, Q, Q ) = ( 0, 5, 6) 2 d b a ( Q, Q, Q ) = ( 0, 3, 4) 1 d b a

Y ( Q Q, Q ) = ( 3, 5, 6) o X X, d b a ( Q, Q, Q ) = ( 0, 1, 6) 1 d b a ( Q, Q, Q ) = ( 3, 4) 0 d b a Schemat pozostawiamy do samodzielnego wykonania przez studentów. W celu zatrzymania pisaka po narysowaniu litery P naley schemat przestawiony na rysunku 4 rozbudowa o bramk AND i NOT, schemat taki został przedstawiony na rysunku 5. Rys. 5. Rozbudowany schemat układu sterujcego prac pisaka W samodzielnie opracowywanych prze studentów projektach mona uy wejcia sygnału PEN, który słuy do podnoszenia (PEN=0) i opuszczania pisaka (PEN=1). Przy korzystaniu z tego wejcia naley zamocowa pisak ok. 2mm nad kartk i przyciskiem PEN umieszczonym na panelu urzdzenia naley sprawdzi, czy pisak zostaje prawidłowo opuszczany na kartk. Przykład - Naley zaprojektowa sekwencj ruchów pisaka tak, aby krelił lini z podnoszeniem pisaka. Przykładowy kształt krelonych linii został przedstawiony na rysunku 6.

Rys. 6. Przykładowy kształt krelonych linii W tabeli 3 przedstawiono wartoci współrzdnych X i Y okrelajcych kolejne połoenia pisaka. Tabela 3 indeks Qd Qc Qb Qa PEN Y3 Y2 Y1 Y0 X3 X2 X1 X0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 3 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 Schemat układu sterujcego prac pisaka z wykorzystaniem demultipleksera został przedstawiony na rysunku 7. Prawidłowo schematu naley wykaza samodzielnie, przykładowo poprzez zapis wartoci logicznych podawanych na poszczególne wejcia demultipleksera.

Rys. 7. Schemat układu sterujcego prac pisaka z wykorzystaniem demultipleksera Przygotowanie do wiczenia Kady ze studentów samodzielnie przygotowuje wybrany projekt. Zadania do samodzielnego przygotowania w domu (kady student wybiera jeden projekt) 1. Naley zaprojektowa sekwencj ruchów pisaka tak, aby wykrelił liter A 2. Naley zaprojektowa sekwencj ruchów pisaka tak, aby wykrelił tekst AM 2009 3. Naley zaprojektowa sekwencj ruchów pisaka tak, aby wykrelił tekst TC 2009 4. Naley zaprojektowa sekwencj ruchów pisaka tak, aby wykrelił tekst Gdynia 5. Naley zaprojektowa sekwencj ruchów pisaka tak, aby wykrelił rysunek złoony z 3 prostoktów 6. Naley zaprojektowa sekwencj ruchów pisaka tak, aby wykrelił dowolny tekst zło- ony z minimum 4 liter 7. Naley zaprojektowa sekwencj ruchów pisaka tak, aby wykrelił dowolny rysunek złoony minimum z 2 elementów 8. Naley zaprojektowa sekwencj ruchów pisaka tak, aby wykrelił dowolny rysunek złoony minimum z 3 elementów 9. Naley zaprojektowa sekwencj ruchów pisaka tak, aby wykrelił tekst przedstawiajcy inicjały studenta 10. Naley zaprojektowa sekwencj ruchów pisaka tak, aby wykrelił tekst przedstawiajcy biec dat

11. Naley zaprojektowa sekwencj ruchów pisaka tak, aby wykrelił tekst przedstawiajcy własn maksym Przebieg wiczenia W czasie zaj laboratoryjnych naley uruchomi przygotowany w domu projekt. Do sprawozdania naley dołczy wykrelony przez ploter rysunek.