| Главная | Почта | Ссылки | Онлайн ТВ | О клубе |
|
При механической обработке на металлообрабатывающих токарных станках деталей из жаропрочных сплавов, необходимо постоянно контролировать износ режущего инструмента, чтобы исключить возможность брака. Для повышения стойкости режущего инструмента, обработка должна проходить при оптимальной скорости резания. Таким образом, современные мехатронные станки должны обладать системами стабилизации заданных режимов резания. На рисунке 1 представлена блок-схема такой адаптивной системы стабилизации заданной термоэдс.
Рисунок 1 – Система АСУТП для поддержания заданной термоэдс. Комплекс состоит из измерительного блока на основе разрабатываемого модуля АЦП, программного блока анализа и управления и регулируемого привода модуля главного движения. Сигнал термоэдс снимается с изолированного заднего центра и изолированного резца. Разность образуемых при точении потенциалов, подается на измерительный модуль «АЦП-8 бит», который преобразует аналоговый сигнал в цифровой и передает результат преобразования на КПК или ПК для анализа. Таким образом, для реализации такой системы адаптивного управления, требуется детальная конструкторская проработка следующих элементов:
В этой статье будет детально представлена разработка измерительного модуля АЦП-8бит. При подключении термопары к колодкам модуля, будет возникать погрешность равная термоэдс, возникающей при температуре холодного спая. Для того чтобы иметь возможность программной компенсации этой погрешности, требуется знать материал проводов и материал контактных площадок колодок, а также температуру окружающей среда в непосредственной близости контакта двух разнородных металлов. Предлагаю для этой цели использовать цифровой датчик DS18B20, позволяющий мерить температуру в диапазоне от -50 до 125 градусов Цельсия с дискретностью 0,0625 градуса. Вообще, наверное, не совсем разумно говорить о компенсации температуры холодного спая при дискретности измерительного модуля в полмилливольта, но данная опция мне больше была нужна для получения практических навыков и отладки «прошивки» микроконтроллера. Принципиальная электрическая схема модуля «АЦП-8бит» представлена на рисунке 2. На схеме разъем X1 – для подключения USB-кабеля, X2 (JP4) – для датчика DS18B20, X3 – разъем для подключения программатора AVR910, X4 – колодка для подключения термопары.
Рисунок 1 – Принципиальная электрическая схема. В таблице 1 представлен перечень некоторых радиокомпонентов используемых при разработке модуля «АЦП-8бит». Таблица 1 – Перечень компонентов модуля «АЦП-8бит»
Перед тем как выполнить разводку схемы следует обратить на следующие рекомендации, приведенные на сайте МОЙ РОБОТ под заголовком: "Подключение питания к микроконтроллеру AVR" и в книге: "Микроконтроллеры AVR семейства Mega" А. В. Евстифеева.
Для сведения к минимуму электромагнитных помех, наводимых ядром процессора, в микроконтроллере имеется дополнительный «спящий» режим – ADC Noise Reduction (режим снижения шумов АЦП). В этом режиме из всех периферийных устройств функционируют только АЦП и сторожевой таймер. Для использования АЦП в этом режиме необходимо выполнить следующее:
На рисунке 4 представлена готовая печатная плата, выполненная в программе Sprint Layout 5 с учетом выше указанных требований.
Рисунок 4 – Печатная плата модуля АЦП-8бит. Габаритные размеры печатной платы: 80мм × 60мм. По углам расположены крепежные отверстия диаметром 3 мм. На рисунке 5 представлен собранный модуль «АЦП-8бит» Слева на плате установлен разъем USB-B для подключения к персональному компьютеру или КПК. Справа расположена контактная колодка для подключения термопары. Контакт обеспечивается зажимными винтами, встроенными в колодку. Максимально приближенно к контактной колодке расположен цифровой датчик температуры DS18B20. Индикацию работы устройства обеспечивают два светодиода. Красный отображает передачу данных (RX), а зеленый – прием (TX).
Рисунок 5 – Модуль АЦП-8бит. Вид спереди.
Рисунок 6 – Модуль АЦП-8бит. Вид сзади. При подключении модуля к USB-порту компьютера, операционная система определит название устройства и предложит установить драйвера. После установки драйверов, в системе появится виртуальный последовательный порт. В дальнейшем в программе для коммутации следует указывать имя именно этого порта. LCD-дисплей во время работы модуля «АЦП-8бит» выводит служебную информацию о готовности устройства к приему команд или о ходе их выполнения. На плате предусмотрен разъем для внутрисхемного программирования микроконтроллера. Он позволяет в любой момент перепрограммировать микроконтроллер новой микропрограммой (прошивкой). P.S. В следующей части статьи рассмотрим подробно прошивку микроконтроллера.
Комментарии:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Автор: Гришаня Рудаков (2010-07-21, 2:05)
Первое полученное значение с датчика Dallas по непонятным причинам кривое..(65 или 85 в целых) Не стал заморачиваться, неучитываю его или повторно произвожу опрос датчика. [Ответить]