Устройства сопряжения нужны трех типов:
Нормализация шкалы датчика;
Устройства сравнения (компараторы);
Устройства сопряжения КЛУ1 с транзисторами и электродвигателем.
Нормализация шкалы датчика
Для нормализации шкалы датчика надо расширить шкалу до 10В.
Рис.3. Схема нормализации сигнала датчика
Устройства сравнения.
Для сравнения сигнала с устройства F2 с заданным необходимо получить значение заданного сигнала на основе схемы REF200 R=U/I=7/0.00001=70кОм.
Выбираем резисторы из ряда E96 С2-23 0,125/0,25 1% 70кОм. В качестве компаратора будем использовать LM111FE с параметрами:
Совместимость с технологиями | RTL, DTL, TTL, MOS |
Uи. п. | 1,5…15В |
Uсм | 0.7…3мВ |
Iвх | 60…100нА |
ΔIвх | 4…10нА |
Iвых | 50мА |
tуст | 0,04мкс |
Iпот | 5…6мА |
RT | 6,4мВт/С |
Тип корпуса | DIP-8 |
Рис.3. Схема включения компаратора.
Устройства коммутации с внешними элементами.
Необходимо разработать три устройства для коммутации логических сигналов с транзисторами и электродвигателем.
Для сопряжения автомата с транзисторами используется твёрдотельное реле К293ЛП6Р со следующими параметрами:
|
|
Характеристика | ТТЛ-выход (2 канала) |
Напряжение изоляции, В | 3000 |
Вход. ток во включ. состоянии, мА | 5-20 |
Скорость передачи данных, Мб/с | 2 |
Ток потребления, мА | 10 |
Выходное напряжение, В | 5-15 |
Тип корп. | DIP-8 |
Рис.3. Схема включения устройства сопряжения.
Резистор R1,R2 предназначены для ограничения тока на уровне 10 мА:
. Выбираем резистор 499Ом.
Разработаем устройство управления электродвигателем
По условию курсового задания мощность управления составляет 10ВА. Будем считать напряжение питания электромагнита равным Ud=127/ =89.8В, тогда можно вычислить ток управления.
.
В схеме управления будем использовать оптоэлектронное реле, которое помимо усиления сигнала управления обеспечит гальваническую развязку электромагнитов и автомата.
Наименование | 4N29 |
Функцион. схема (номер схемы) | 8 |
Kоэффициент передачи по току, при токе=10 мА,% | 100 |
Напряжение коллектор-эмиттер, В | 30 |
Макс. выходной темновой ток коллектора, мА | 150 |
Напряжение изоляции, кВ | 2,5 |
Тип корпуса | PDIP-6 |
Рис.3. Схема устройства 4N29.
Как видно из таблицы данное реле удовлетворяет нашим требованиям.
Составим схему согласующего устройства на основе оптореле 4N98.
Рис.3 Схема согласования выхода автомата с электромагнитом.
Зададимся входным током реле равным 10мА, тогда учитывая падение на транзисторе и светодиоде, рассчитаем токоограничивающий резистор .
кОм.
Используемые элементы:
VT1 - транзистор КТ315Г
Мощность 150мВт;
|
|
Ток коллектора 100мА;
h21э 50..350.
R1,R2 резисторы МЛТ-0,125.
VD1 - Импульсный диод FR203
Ток 2А;
Обратное напряжение 200В.
VT2 - Оптическое МОП-реле 5П98.
Моделирование аналогового устройства F2
Схема устройства F2 в OrCAD.
Результаты моделирования.
Резисторы | |||
R1,R15,R17 | С2-29В-0.125-1 Ком + 1% | 3 | |
R2 | С2-29В-0.125-2 МОм + 1% | 1 | |
R3,R6 | С2-29В-0.125-2 КОм + 1% | 2 | |
R4,R7,R21 | С2-29В-0.125-47 КОм + 1% | 3 | |
R5 | С2-29В-0.125-750 КОм + 1% | 1 | |
R8 - R10 | МЛТ-0.125-5.1 Ком + 5% | 3 | |
R11 | С2-29В-0.125-51 Ом + 1% | 1 | |
R12 | С2-29В-0.125-953 Ом + 1% | 1 | |
R13 | С2-29В-0.125-1,5 КОм + 1% | 1 | |
R14 | С2-29В-0.125-7,15 КОм + 1% | 1 | |
R16 | С2-29В-0.125-15 КОм + 1% | 1 | |
R18 | С2-29В-0.125-100 Ом + 1% | 1 | |
R19 | С2-29В-0.125-261 Ом + 1% | 1 | |
R20 | С2-29В-0.125-100 КОм + 1% | 1 | |
R22 | С2-29В-0.125-820 Ом + 1% | 1 | |
R23 | С2-29В-0.125-1 МОм + 1% | 1 | |
R24 | С2-29В-0.125-102 Ом + 1% | 1 | |
Позиционное обозначение | Наименование | Кол. | Примечание |
Диоды и транзисторы | |||
VD1-VD3 | КД521А | 3 | |
VD4-VD6 | FR203 | 3 | |
VT1 | RPM20PB | 1 | Фототранзистор |
Конденсаторы | |||
С1 | К50-35-25В-24нФ | 1 | |
С2 | КМ-6-0,047мкФ | 1 | |
С3 | К56-2,2мкФ*16В | 1 | |
С4, С7, С9 - С11, C16, C18, C19 | КМ-6-0,1мкФ | 8 | |
C5, C8 | КМ-6-0,01мкФ | 2 | |
C6 | К56-2200мкФ*16В | 1 | |
C12 | К50-35-25В-1мкФ | 1 | |
C13 | КМ-6-1мкФ | 1 | |
C14 | К56-470мкФ*25В | 1 | |
C15, C17 | К56-22мкФ*16В | 2 | |
C20 | КМ-6-100пФ | 1 | |
C21 | КМ-6-0,22мкФ | 1 | |
C22 | КМ-6-0,47мкФ | 1 | |
C23 | КМ-6-0,02мкФ | 1 | |
Реле | |||
К1-К3 | ESR211-060-03-01 | 3 | |
Индикаторы | |||
HG1 | ITS - E0803 | 1 | ЖКИ дисплей на 3.5 разряда |
Коммутационне изделия | |||
SA1 | SPA-108 | 1 | Кнопка "СБРОС" |
Список литературы
1. Васильев В.И., Миронов В.Н., Гусев Ю.М. Электронные промышленные устройства. - М.: Высшая школа. 1988. - 303 с.
2. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник. - М.: Радио и связь. 1990. - 304 с.
3. Вуколов Н.И., Михайлов А.Н., Знакосинтезирующие индикаторы: Справочник. - М.: Радио и связь. 1987. - 576 с.
4. Дубровский В.В., Иванов Д.М. Резисторы: Справочник. - М.: Радио и связь 1991. - 528 с.
5. Бахтиаров Г.Д., Малинин В.В., Школин В.П. Аналого - цифровые преобразователи. - М.: Советское радио. 1980. - 280 с.