ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW...

45
ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH im. prof. Maksymiliana Tytusa Hubera w Szczecinie PROJEKT Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKIMODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ SILNIKÓW INDUKCYJNYCH Wykonał: Klasa Rok szkolny Łukasz Kuchciński III Te 2008 / 09 Praca wykonana pod kierunkiem: mgr inż. Sylwia Rawa SZCZECIN, ROK SZKOLNY 2008 / 2009

Transcript of ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW...

Page 1: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH

im. prof. Maksymiliana Tytusa Hubera

w Szczecinie

PROJEKT

Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW

AUTOMATYKI”

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW

KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ SILNIKÓW

INDUKCYJNYCH

Wykonał: Klasa Rok szkolny

Łukasz Kuchciński III Te 2008 / 09

Praca wykonana pod kierunkiem:

mgr inż. Sylwia Rawa

SZCZECIN, ROK SZKOLNY 2008 / 2009

Page 2: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

2

Page 3: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

3

Spis Treści

1. WPROWADZENIE ......................................................................................... 5

1.1 Wstęp .................................................................................................................................................... 5

1.2 Cel projektu .......................................................................................................................................... 5

2. ROZWIĄZANIA KONSTRUKCYJNE ............................................................ 6

3. UKŁADY ELEKTRONICZNE ......................................................................... 7

3.1 Moduł Główny ...................................................................................................................................... 7

3.1.1 Schemat ideowy .............................................................................................................................. 8 3.1.2 Opis i wykaz elementów ................................................................................................................. 9 3.1.3 Mozaiki ......................................................................................................................................... 10 3.1.4 Rozmieszczenie elementów na płytce ........................................................................................... 11 3.1.5 Uwagi montażowe ........................................................................................................................ 12

3.2 Moduł silnika krokowego .................................................................................................................. 13

3.2.1 Schemat ideowy (ver. 1) ............................................................................................................... 14 3.2.2 Opis i wykaz elementów (ver. 1) .................................................................................................. 15 3.2.3 Mozaiki (ver. 1) ............................................................................................................................ 16 3.2.4 Rozmieszczenie elementów na płytce (ver. 1) .............................................................................. 17 3.2.5 Schemat ideowy (ver. 2) ............................................................................................................... 18 3.2.6 Opis i wykaz elementów (ver. 2) .................................................................................................. 18 3.2.7 Mozaiki (ver. 2) ............................................................................................................................ 19 3.2.8 Rozmieszczenie elementów na płytce (ver. 2) .............................................................................. 19 3.2.9 Uwagi montażowe ........................................................................................................................ 20

3.3 Moduł sterownika dwóch silników prądu stałego ........................................................................... 21

3.3.1 Schemat ideowy ............................................................................................................................ 21 Źródło: Opracowanie własne. ................................................................................................................ 22 3.3.2 Opis i wykaz elementów ............................................................................................................... 22 3.3.3 Mozaiki ......................................................................................................................................... 23 3.3.4 Rozmieszczenie elementów na płytce ........................................................................................... 23 3.3.5 Uwagi montażowe ........................................................................................................................ 23 3.3.6 Inne rozwiązanie konstrukcyjne .................................................................................................... 24

3.4 Sterowanie silnikami indukcyjnymi ................................................................................................. 27

4. OPROGRAMOWANIE ................................................................................. 28

4.1 Opis i funkcje programu ................................................................................................................... 28

4.2 Algorytm pracy .................................................................................................................................. 29

4.3 Kod programu .................................................................................................................................... 30

Page 4: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

4

5. INSTRUKCJA OBSŁUGI MODUŁU DYDAKTYCZNEGO........................... 42

1. Stanowisko pracy ............................................................................................................................. 42

2. Sterowanie za pomocą modułu głównego ...................................................................................... 42

3. Sterowanie dwoma silnikami prądu stałego .................................................................................. 43

4. Sterowanie silnikami indukcyjnymi ............................................................................................... 43

6. WNIOSKI ..................................................................................................... 44

7. BIBLIOGRAFIA ........................................................................................... 44

8. ZAŁĄCZNIKI ................................................................................................ 45

Page 5: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

5

1. Wprowadzenie

W dziale tym zostaną przedstawione cele projektu jakie postawił sobie

konstruktor.

1.1 Wstęp

W obecnych czasach szeroko pojęta automatyka i elektronika rozwinęła się do

bardzo wysokiego poziomu. Maszyny, roboty, oraz różnego rodzaju sprzęt towarzyszy

nam na co dzień. Wszystko staje się coraz bardziej zautomatyzowane. Jeśli jednak

pragniemy dowiedzieć się jak działa dane urządzenie, należy sięgnąć do podstaw.

Wszystkie elementy wykonujące jakiś ruch w urządzeniach lub maszynach wyposażone

są w silniki. Służą one do zamiany energii elektrycznej na mechaniczną. Występują pod

różnymi postaciami. Od najmniejszych zamkniętych w obudowach telefonu

komórkowego (alarm wibracyjny), poprzez pompy, wysięgniki, aż do potężnych

silników przemysłowych napędzających taśmy produkcyjne czy poruszające ramieniem

robota.

1.2 Cel projektu

Celem projektu jest stworzenie uniwersalnego systemu który umożliwi

sterowanie poszczególnymi grupami silników:

Silniki prądu przemiennego (indukcyjne)

Silniki prądu stałego

Serwomechanizmy

Silniki krokowe

Projekt będzie miał na celu nie tylko pokazanie w jaki sposób funkcjonują

poszczególne grupy silników, ale także w przyszłości może posłużyć jako zestaw

uruchomieniowo-testujący dla nowych silników. Da to możliwość przetestowania

silnika zanim umieści się go w docelowym projekcie.

Kolejnym celem jest zaprojektowanie całości w taki sposób by umożliwić w

przyszłości dołączanie kolejnych modułów, oraz dać możliwość użytkownikowi

edytowania programu zawartego w mikrokontrolerze.

Na koniec należy zadbać by całość była zabezpieczona przed przypadkowym

uszkodzeniem. Należy cały projekt obudować, oraz wyposażyć w opisy na

obudowie, aby osoba obsługująca urządzenie mogła to robić intuicyjnie.

Page 6: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

6

2. Rozwiązania konstrukcyjne

W dziale tym zostanie opisana koncepcja układu, oraz jego budowa.

Cały projekt będzie miał budowę modułową. W wersji podstawowej będzie

można wyróżnić 3 moduły:

1. Moduł główny – jednostka sterująca

2. Moduł obsługi silnika krokowego – jednostka wykonawcza

3. Moduł do obsługi dwóch silników prądu stałego – jednostka wykonawcza

Obsługa dwóch silników indukcyjnych – moduł działa jako jednostka

sterująca pracą stycznika

Budowa modułowa umożliwi w przyszłości rozbudowę projektu o nowe

elementy wykonawcze.

Każdy z modułów będzie dołączany do modułu głównego za pomocą taśmy

zaciśniętej na przewodzie (złącze IDC). Uniemożliwi to odwrotne podłączenie modułu

zapobiegając przypadkowemu uszkodzeniu urządzenia.

Każdy moduł będzie posiadał obudowę z pleksi. Montaż będzie polegał na

zamontowaniu płytki z obwodem drukowanym na pleksi, oraz nałożeniu drugiego

fragmentu na górną część tak, aby zabezpieczyć płytkę z obydwu stron (budowa

„kanapkowa”). Elementy będą montowane za pomocą podkładek dystansowych tak,

aby między płytką z obwodem drukowanym a kawałkiem pleksi była wolna przestrzeń.

Jedna sekcja zasilająca. Wystarczy doprowadzić napięcie do modułu głównego

(do jego odpowiednich wyprowadzeń). Wszystkie kolejne moduły będą mogły

korzystać z napięcia 5VDC lub napięcia regulowanego.

Zabezpieczyć porty mikrokontrolera poprzez zastosowanie układów

wzmacniających prąd.

Stosowanie diod LED do informowania użytkownika jaką funkcję wykonuje

mikrokontroler.

Zaprojektowanie klawiatury, która umożliwi sterowanie całym projektem. Do

tego celu wykorzystane zostaną łączniki monostabilne o wymiarach 10 x 10mm.

Page 7: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

7

3. Układy elektroniczne

W tym dziale konstruktor przedstawi szczegółowo budowę, oraz zasadę

działania każdego modułu.

3.1 Moduł Główny

Umożliwia sterowanie poszczególnych modułów z silnikami. Najważniejszym

elementem jest mikrokontroler, ze względu na stosunkowo prostą architekturę, cenę

oraz dostępność konstruktor wykorzystał rozwiązanie firmy Atmel®, układ AT 89S52.

W tym module do dyspozycji mamy:

1. Cztery wyświetlacze siedmiosegmentowe podłączone sekwencyjnie. Dzięki

nim możemy zobaczyć aktualny tryb prędkości dla silnika, oraz ilość już

wykonanych kroków (skoków) przez silnik krokowy. Trzy wyświetlacze LED

odpowiedzialne są za wyświetlanie wykonanych kroków, a czwarty wyświetla

aktualny tryb prędkości.

2. Klawiaturę sekwencyjną za pomocą której możemy wybrać:

Kierunek obrotu silnika (prawo/lewo)

Tryb prędkości obrotów

Wybór podprogramu dla odpowiedniego silnika

Przycisk STOP, zatrzymujący natychmiast pracę modułu

Przycisk ENTER potwierdzający nasze wybory

3. Cztery diody LED informujące o stanie urządzenia, oraz aktywnym

podprogramie.

4. Złącze ISP, umożliwiające rozbudowę programu o nowe dodatkowe funkcje.

5. Sekcja zasilania, czyli dwa złącza DC Power. Do jednego z nich należy

przyłączyć napięcie do zasilania układów logicznych, a drugie jest to napięcie

dla modułów (zasilanie silników).

6. Sześć linii wyjściowych do dyspozycji użytkownika. Są to linie do których

istnieje możliwość podłączania dodatkowych modułów.

Page 8: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

8

3.1.1 Schemat ideowy

Rys.1. Schemat ideowy modułu głównego.

Źródło: Opracowanie własne. Program Eagle 5.4

Page 9: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

9

3.1.2 Opis i wykaz elementów

IC1 – mikrokontroler Atmel® 89S51 lub S52 w obudowie DIP 40

IC2, IC3, IC7, IC8 – układy 4511. Dekodery kodu BCD na kod wyświetlacza

siedmiosegmentowego w obudowach DIP 16

IC6, IC9, IC10, IC11, IC12, IC13, IC16 – łączniki monostabilne o wymiarach

10x10mm (klawiatura, oraz przycisk RESET)

J1, J2 – Złącza DC Power 2,1mm

RN1 – drabinka rezystorów 8 x 4,7kΩ W

RN2 – drabinka rezystorów 8 x 1kΩ W

R1, R3 – 10kΩ ¼ W

R2 - 100Ω ¼ W

R4 ÷ R7 – 1kΩ ¼ W

R13 ÷ R40 - 350Ω ¼ W

C1, C2 – kondensator ceramiczny 33pF/50V

C7 – kondensator elektrolityczny 2.2µF/16V

Q1 – rezonator kwarcowy 12MHz

D1 – dioda przełączająca 1N4148

LED1 ÷ LED4 – diody o średnicy 5mm. Kolejno żółta, zielona ,czerwona i biała

SV2, SV3 – złącza IDC do druku męskie. Odpowiednio 2 x 5 ; 2 x 8

LED10 ÷ LED12 – wyświetlacze siedmiosegmentowe ze wspólną katodą.

Rozmiar: 14.2mm

Podstawki:

4 x DIL 18 – na układy 4511

1 x DIL 40 – na mikrokontroler AT®89S52

7 x DIL 6 – podstawki pod łączniki monostabilne. Przy stosowaniu

łączników z przyciskiem krótszym niż 2cm należy zastosować kolejne 7

podstawek po to, aby przyciski mogły wystawać poza obudowę. Należy

umieścić 2 podstawki jedna na drugiej i na samej górze zamontować łącznik.

Page 10: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

10

3.1.3 Mozaiki

Rys.2. Schemat mozaikowy modułu głównego.

Źródło: Opracowanie własne. Program Eagle 5.4

Page 11: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

11

3.1.4 Rozmieszczenie elementów na płytce

Rys.3. Rozmieszczenie elementów na płytce modułu głównego.

Źródło: Opracowanie własne. Program Eagle 5.4

Page 12: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

12

3.1.5 Uwagi montażowe

Montaż modułu należy rozpocząć w standardowy sposób. Jako pierwsze

lutujemy zwory. Wszystkie połączenia wykonujemy za pomocą cienkiego drucika.

Należy zwrócić uwagę, że dwa połączenia należy wykonać między nóżkami układu

scalonego. Trzeba dobrać odpowiednią długość cienkiego przewodu i umieścić go w

otworach podstawki a następnie włożyć układ scalony. Tak samo robimy w przypadku

wyświetlacza LED o ile zastosowaliśmy pod nie podstawki. W przypadku

niestosowania podstawek połączenia dokonujemy od strony lutowania elementów,

uważając, aby nie powstały przypadkowe połączenia ścieżek. Następnym krokiem jest

wlutowanie kolejno rezystorów, kondensatorów, rezonatora kwarcowego, diod i na

końcu reszty elementów biernych.

Następnie należy obrócić nóżkę każdego łącznika monostabilnego o 90°, oraz

wygiąć jego nóżki tak, aby pasowały do podstawki. Problem ten wynika z

nieprawidłowego podłączenia ścieżek do wyprowadzeń podstawek.

Kolejną rzeczą na którą należy zwrócić uwagę jest montaż złącz SV2 i SV3. Jeśli

stosujemy zwykłe złącza goldpin problem ten nie istnieje. Jednak przy stosowaniu złącz

IDC, trzeba zwrócić uwagę, aby specyficzne wycięcie w obudowie złącza skierowane

było na zewnątrz płytki.

Po zmontowaniu układu należy sprawdzić poprawność wszystkich połączeń,

oraz zwrócić uwagę na to czy nie powstały przypadkowe zwarcia ścieżek. Przy

doprowadzaniu napięcia do układu trzeba zachować szczególną ostrożność. Projekt nie

został wyposażony w stabilizator napięcia. Napięcie doprowadzone do złącza J1

powinno być w granicach od 4.5 ÷ 5.5VDC. Jest to zalecane bezpieczne napięcia dla

wszystkich układów logicznych. Napięcie doprowadzane do złącza J2 ustalone

powinno być w zależności od podłączonego modułu. Dla modułu z silnikiem

krokowym optymalnym napięciem jest wartość 10 ÷ 12VDC. Przy module z dwoma

silnikami prądu stałego wartość powinna być na poziomie 4 ÷ 6VDC (zalecane 5VDC).

Przy podłączaniu własnych modułów z innymi silnikami należy zwrócić uwagę na ich

napięcie znamionowe i takie napięcie doprowadzić na złącze J2.

Page 13: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

13

3.2 Moduł silnika krokowego

Silniki krokowe są stosowane wszędzie tam, gdzie kluczowe znaczenie ma

możliwość precyzyjnego sterowania ruchem:

w szeroko rozumianej automatyce – w mechanicznych urządzeniach

regulacyjnych

w urządzeniach pomiarowych

w robotyce – do sterowania ruchem ramion robotów, kół w automatycznych

wózkach

w drukarkach igłowych i atramentowych oraz ploterach

w napędach CD/DVD – do sterowania ruchem głowicy czytającej

Do głównych zalet stosowania silników krokowych należy:

Wysoka precyzja sterowania.

Do poprawnej pracy nie potrzebuje sprzężenia zwrotnego i informacji o

aktualnej pozycji wirnika.

Taka sama moc przy niskich i wysokich obrotach.

Moduł ten umożliwia sterowanie silnikiem krokowym unipolarnym

(maksymalnie czterocewkowym). Dla tego modułu zastosowano dodatkowo wyłącznik

napięcia dla silnika, oraz układ zabezpieczający silnik przed przypadkowym obrotem.

Przy dołączaniu napięcia do mikrokontrolera na wyjściach portu mogą pojawić się stany

wysokie. Układ jest tak zaprojektowany, aby uniemożliwić przypadkowy ruch silnika.

Page 14: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

14

3.2.1 Schemat ideowy (ver. 1)

Rys.4. Schemat ideowy modułu silnika krokowego Źródło: Politechnika Szczecińska, projekt mgr inż. Andrzeja Biedki „Moduł dydaktyczny dla

mikrokontrolerów 8051 – silnik krokowy”

Page 15: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

15

3.2.2 Opis i wykaz elementów (ver. 1)

Tabela.1. Wykaz elementów Źródło: Politechnika Szczecińska, projekt mgr inż. Andrzeja Biedki „Moduł dydaktyczny dla

mikrokontrolerów 8051 – silnik krokowy”

Page 16: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

16

3.2.3 Mozaiki (ver. 1)

Rys.5. Schemat mozaikowy modułu silnika krokowego Źródło: Politechnika Szczecińska, projekt mgr inż. Andrzeja Biedki „Moduł dydaktyczny dla

mikrokontrolerów 8051 – silnik krokowy”

Page 17: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

17

3.2.4 Rozmieszczenie elementów na płytce (ver. 1)

Rys.6. Rozmieszczenie elementów na płytce modułu silnika krokowego

Źródło: Politechnika Szczecińska, projekt mgr inż. Andrzeja Biedki „Moduł dydaktyczny dla

mikrokontrolerów 8051 – silnik krokowy”

Page 18: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

18

Konstruktor zdecydował się wybrać rozwiązanie pierwsze (ver. 1) ze względu na

obecność dodatkowego układu który uniemożliwia przypadkowy ruch silnika przy

załączeniu napięcia do mikrokontrolera. Dodatkowo projekt ten posiada możliwość

dołączenia diod LED które mogą sygnalizować na które uzwojenie silnika krokowego

podawane jest napięcie. Projekt ten daje też możliwość oprogramowania dwóch

dodatkowych przycisków znajdujących się obok silnika krokowego. Można więc użyć

ich do sterowania lokalnego, a sterowanie zdalne realizować z klawiatury umieszczonej

w module głównym.

3.2.5 Schemat ideowy (ver. 2)

Jest to autorski układ umożliwiający sterowanie silnikiem krokowym

unipolarnym. Układ nie posiada zabezpieczenia przed przypadkowym ruchem

(skokiem) przy załączeniu zasilania do mikrokontrolera, gdzie na chwile mogą pojawić

się stany wysokie.

Rys.7. Schemat montażowy modułu silnika krokowego.

Źródło: Opracowanie własne. Program Eagle 5.4

3.2.6 Opis i wykaz elementów (ver. 2)

SV1 – złącze IDC męskie do druku 2 x 16

IC1 – ULN2004N – wzmacniacz prądowy

R1;R2 – 300Ω ¼ W

X1;X2 – złącza śrubowe ARK podwójne do druku

M

Page 19: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

19

3.2.7 Mozaiki (ver. 2)

Rys.8. Schemat mozaikowy modułu silnika krokowego. Źródło: Opracowanie własne. Program Eagle 5.4

3.2.8 Rozmieszczenie elementów na płytce (ver. 2)

Rys.9. Rozmieszczenie elementów na płytce modułu silnika krokowego. Źródło: Opracowanie własne. Program Eagle 5.4

Page 20: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

20

3.2.9 Uwagi montażowe

Montaż należy rozpocząć w standardowy sposób lutując od najmniejszych do

największych elementów. Można nie wlutowywać przycisków P1 i P2, ponieważ nie są

one uwzględnione w programie, oraz rezystorów R1, R3, R4, R5. Najważniejszą rzeczą

jest to, aby w prawidłowej kolejności wlutować przewody od poszczególnych cewek.

Należy sięgnąć do dokumentacji silnika i sprawdzić które wyjście odpowiada danej

cewce.

Kolejną rzeczą na którą należy zwrócić uwagę jest tarcza dla silnika. Należy ją

zamontować, gdyż bez niej nie będzie można rozróżnić czy silnik się obraca czy tylko

podawane jest napięcie z jednej cewki na drugą. Efekt może być taki, że silnik

wykonuje jeden krok i wraca z powrotem do pierwotnego położenia. Konstruktor

rozwiązał ten problem montując tekturową strzałkę na wale silnika.

Rys.10. Przykładowa strzałka jako tarcza obrotowa dla silnika

Page 21: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

21

3.3 Moduł sterownika dwóch silników prądu stałego

Jest to najprostszy ze wszystkich modułów. Głównym elementem

wykonawczym jest tutaj układ scalony L293D. Jest to mostek H-Bridge umożliwiający

sterowanie niezależnie dwoma silnikami prądu stałego. Jego wydajność prądowa to

0.6A na kanał, czyli na jeden silnik. Układ umożliwia niezależne obroty obydwu

silników w lewo i prawo, oraz daje możliwość sterowania PWM. Dzięki temu możemy

uzyskać płynny start silnika, oraz mieć możliwość regulowania prędkości.

3.3.1 Schemat ideowy

Rys.11. Schemat ideowy sterownika silników prądu stałego Źródło: Opracowanie własne program Eagle 5.4

Page 22: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

22

Rys.11.1. Schemat ideowy sterownika silników prądu stałego - uzupełnienie Źródło: Opracowanie własne.

3.3.2 Opis i wykaz elementów

SV1 – złącze IDC męskie 2 x 8 do druku

X1; X2 – złącza śrubowe ARK podwójne

L293D – scalony sterownik dwóch silników prądu stałego. Mostek H-bridge.

Page 23: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

23

3.3.3 Mozaiki

Rys.12. Schemat mozaikowy sterownika silników prądu stałego Źródło: Opracowanie własne program Eagle

3.3.4 Rozmieszczenie elementów na płytce

Rys.13. Rozmieszczenie elementów na płytce sterownika silników prądu stałego Źródło: Opracowanie własne program Eagle

3.3.5 Uwagi montażowe

Jedyną rzeczą na którą należy zwrócić uwagę jest poprawne wlutowanie układu

scalonego, oraz złącza SV1 przy zastosowaniu go w obudowie IDC specyficzne

wycięcie powinno być skierowane do wewnętrznej strony płytki. Do złącz X1; X2

należy dołączyć silniki prądu stałego wg schematu zamieszczonego wyżej.

Page 24: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

24

3.3.6 Inne rozwiązanie konstrukcyjne

Tranzystory typu MOSFET

Rys.14. Schemat ideowy sterownika silników prądu stałego na tranzystorach typu

MOSFET Źródło: www.dioda.com.pl/forum (temat o mostkach scalonych H-bridge)

Składając mostek z tranzystorów MOSFET nie musimy się martwić (przy

większych prądach) prądem bramki. Tak jak ma to miejsce przy tranzystorach

bipolarnych. Tranzystory MOSFET sterowane są napięciowo i ten problem tu nie

występuje. Tranzystory te posiadają znaczne pojemności bramkowe które trzeba

przeładować, ale nie stanowi to problemu dla mikrokontrolera czy też pojedynczej

bramki CMOS.

Najpopularniejsze MOSFET'y to seria IRF i IRL. Wersja IRL jest wersją o

niższym napięciu bramki potrzebnym do pełnego otwarcia tranzystora. Mówi się, że jest

to tranzystor w wersji cyfrowej, gdyż napięcie potrzebne do jego pełnego otwarcia jest

niższe i wynosi 5V (minimum). W niektórych przypadkach stosowanie tranzystorów

IRL ratuje nas przed stosowaniem drivera. Seria IRL ma duże znaczenie, ponieważ

różnica w cenie jest niewielka, a zwykłe tranzystory MOSFET powinny być zasilane

napięciem 10V, a bardzo często jest problem z uzyskaniem takiego napięcia.

Page 25: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

25

Tranzystory bipolarne

Mostek zbudowany z tranzystorów bipolarnych wygląda bardzo podobnie z tym,

że trzeba stosować (przy większych prądach) dodatkowe stopnie z mniejszych

tranzystorów, aby możliwe było wysterowanie bazy np. z portu mikroprocesora

(potrzebne duże wzmocnienie).Układ na tranzystorach BC337 i BC327 działa podobnie

do wcześniejszych mostków na tranzystorach MOSFET z tym, że impulsy sterujące

podawane są na środkowe tranzystory i dzięki temu otwierane są właściwe tranzystory

przez, które płynie prąd silników. Taki mostek nie wytrzyma dużego prądu, ale do

sterowania małymi silniczkami jest wystarczający prąd Icmax tranzystora BC337 wynosi

800mA.

Rys. 15a. Rys. 15b.

Schemat mostka na tranzystorach BC337 oraz BC327. Kolory strzałek: zielony - sygnał,

niebieski, czerwony - prąd silnika.

Projekt Marka Tildena ze strony www.beam-online.com

Page 26: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

26

Inne mostki scalone o większej wydajności prądowej

Rys.16. Schemat podłączenia mostka scalonego L298 Źródło: www.dioda.com.pl/forum (temat o mostkach scalonych H-bridge)

Mostek ten osiąga wydajność prądową na poziomie 2A na jeden kanał i

maksymalnym napięciu 50V. Oczywiście przy tak dużych obciążeniach należy

stosować już sporej wielkości radiatory. Wadą tego układu jest brak scalonych diod

shottkiego zabezpieczających układ scalony. Do wyprowadzenia układu VS należy

doprowadzić napięcie podawane na złącze J2 modułu głównego.

Page 27: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

27

3.4 Sterowanie silnikami indukcyjnymi

Rys.17. Przykładowy układ podłączania silnika indukcyjnego (jednofazowego) Źródło: opracowanie własne.

Page 28: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

28

Projekt w wersji podstawowej pozwala nam wysterować nawet 2 silniki

indukcyjne jednofazowe. Do tego celu wykorzystujemy moduł który standardowo

steruje silnikami prądu stałego. Należy odłączyć standardowe silniki a wyprowadzenia

X1, X2 dołączyć do stycznika. Typowe napięcia dla pracy styczników to 12 lub 24VDC.

Zastosowany układ L293D może pracować z napięciem nawet 36VDC więc

wysterowanie stycznika nie jest problemem. Sterowanie silnikami indukcyjnymi będzie

mogło się odbywać tylko na zasadzie włącz/wyłącz (niezależnie dla dwóch silników).

Moduł choć wygląda na prosty daje największe możliwości pod względem

różnorodności podłączanych silników.

4. Oprogramowanie

W tym dziale zostanie omówiony program sterujący pracą całego modułu.

Przedstawiony zostanie algorytm pracy oraz listing programu wraz z opisami.

4.1 Opis i funkcje programu

Program napisany jest w języku asemblera dla mikrokontrolera rodziny 8051. W

wersji podstawowej mamy możliwość sterowania silnikiem krokowym, oraz dwoma

silnikami prądu stałego. Jako dodatkową opcję konstruktor przewidział sterowanie

poprzez stycznik silnikami indukcyjnymi. Program przy pracy z silnikiem krokowym

zlicza wykonywane przez niego kroki. Użytkownik ma możliwość ustawienia

odpowiedniego trybu prędkości obrotowej dla silników. O aktywności poszczególnych

podprogramów informują nas odpowiednie sekwencje diod LED:

zielona - program główny

żółta - tryb ustawień prędkości

żółta + czerwona - obroty w lewo dla silnika k rokowego

żółta + niebieska - obroty w prawo dla silnika krokowego

żółta + zielona - silnik 1

czerwona + niebieska - silnik 2

wszystkie diody zapalone na 1 sek. - wejście w tryb obsługi silników

prądu stałego

Page 29: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

29

4.2 Algorytm pracy

Rys.18. Schemat blokowy pracy programu Źródło: Opracowanie własne. Program Photoshop

Page 30: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

30

4.3 Kod programu

ORG 100H

Z1 EQU P2.0

Z2 EQU P2.1

Z3 EQU P2.2

Z4 EQU P2.3 ;UZWOJENIA (CEWKI) SILNIKA KROKOWEGO

LED1 EQU P0.6 ;DIODA NIEBIESKA

LED2 EQU P0.7 ;DIODA CZERWONA

LED3 EQU P2.7 ;DIODA ZIELONA

LED4 EQU P2.6 ;DIODA ŻÓŁTA

AKCEPT EQU P0.5

LEWO EQU P0.4

PRAWO EQU P0.3

STOP EQU P0.2

OBROTY EQU P0.1

TRYB EQU P0.0 ;NAZWANIE KLAWISZY

USTAWIENIA:

MOV P1,#00000000B

MOV P3,#00000000B ;USTAWINIANIE ZER NA WSZYSTKICH

;WYŚWIETLACZACH

MOV P0,#11111111B ;GASZENIE DIOD, ORAZ PRZYGOTOWANIE

;KLAWIATURY DO ZCZYTYWANIA DANYCH

MOV P2,#11000000B ;GASZENIE DIOD, ORAZ ZEROWANIE LINI

;WYJŚCIOWYCH

SETB P0.5 ;AKCEPT

SETB P0.4 ;LEWO

SETB P0.3 ;PRAWO

SETB P0.2 ;STOP/POWRÓT

SETB P0.1 ;OBROTY

SETB P0.0 ;TRYB

;USTAWIENIA FUNKCJI KLAWISZY

MOV TL1,#2 ;WPISANIE WARTOSCI POCZATKOWEJ

;USTALAJACEJ PRĘDKOŚĆ SILNIKA

MOV R0,#00000000B

MOV R1,#00000000B

MOV R2,#00000000B ;ZEROWANIE REJESTRÓW

PROGRAM: ;GASZENIE DIOD

SETB LED4 ;GASZENIE ŻÓŁTEJ DIODY

SETB LED1 ;CZERWONEJ

SETB LED2 ;NIEBIESKIEJ

Page 31: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

31

PROGRAM_GL: ;PROGRAM GŁÓWNY

CLR LED3 ;ZAPAL DIODE ZIELONĄ

CALL CZAS_T ;SKOK DO OPÓŹNIENIA

JNB TRYB,P_1 ;SKOK DO USTAWIANIA TRYBU

JNB OBROTY,P_2 ;SKOK DO USTAWIANIA PRĘDKOŚCI

JNB LEWO,P_3 ;OOROTY W LEWO STANDARDOWE

JNB PRAWO,P_4 ;OBROTY W PRAWO STANDATDOWE

SJMP PROGRAM_GL ;PĘTLA

; ******* POMOCNICZE PODPROGRAMY UMOŻLIWIAJĄCE DALEKI SKOK *******

P_1:

LJMP PROGRAM_1 ;TRYB PRACY SILNIKA

P_2:

LJMP PROGRAM_2 ;PRĘDKOŚĆ OBROTOWA

P_3:

LJMP PROGRAM_3 ;OBROTY W LEWO

P_4:

LJMP PROGRAM_4 ;OBROTY W PRAWO

; ****************************************************************

PROGRAM_1: ;TRYB OBSŁUGI SILNIKÓW DC

MOV P1,#00000000B

MOV P3,#00000000B ;USTAWINIANIE ZER NA WSZYSTKICH

;WYŚWIETLACZACH

CLR LED1

CLR LED2

CLR LED3

CLR LED4 ;ZAPAL WSZYSTKIE DIODY

LCALL CZAS_X ;CZAS PRZEZ JAKI BĘDĄ PALIĆ SIĘ

;DIODY

SETB LED1

SETB LED2

SETB LED3

SETB LED4 ;ZGAŚ WSZYSTKIE DIODY

; *****************************************************************

Page 32: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

32

PROGRAM_1_WEW: ;PROGRAM USTAWIEŃ OBROTÓW

CALL CZAS_T ;SKOK DO OPÓŹNIENIA

CLR LED4 ;ZAPAL ŻÓŁTĄ DIODĘ

SETB LED2

SETB LED1 ;ZGAŚ NIEBIESKĄ I CZERWONĄ

JNB LEWO,DC_LEWO ;PRZEJDZ DO USTAWIEŃ SILNIKA 1

JNB PRAWO,DC_PRAWO ;PRZEJDŹ DO USTAWIEŃ SILNIKA 2

JNB TRYB,PROGRAM ;POWRÓT DO PROGRAMU GŁÓWNEGO

JNB STOP,STOP_X ;ZATRZYMAJ WSZYSTKO

JNB AKCEPT,STOP_SEKW ;ZATRZYMAJ JEDEN SILNIK

SJMP PROGRAM_1_WEW ;PĘTLA

;

******************************************************************

DC_LEWO:

;USTAWIENIA SILNIKA 1

CLR LED2 ;ZAPAL CZERWONĄ DIODĘ

CALL CZAS_T ;SKOK DO OPÓŹNIENIA

JNB LEWO,LEWO_X ;WYBIERZ OBROTY W LEWO

JNB PRAWO,PRAWO_X ;WYBIERZ OBROTY W PRAWO

JNB STOP,STOP_X ;ZATRZYMAJ WSZYSTKO

SJMP DC_LEWO

DC_PRAWO:

CLR LED1 ;ZAPAL NIEBIESKĄ

CALL CZAS_T ;SKOK DO OPÓŹNIENIA

JNB LEWO,LEWO_Y ;WYBIERZ OBROTY W LEWO

JNB PRAWO,PRAWO_Y ;WYBIERZ OBROTY W PRAWO

JNB STOP,STOP_X ;ZATRZYMAJ WSZYSTKO

SJMP DC_PRAWO

LEWO_X: ;OBROTY W LEWO SILNIKA 1

SETB P2.0

SETB P2.1

CLR P2.2

JNB STOP,STOP_X ;ZATRZYMAJ WSZYSTKO

SJMP PROGRAM_1_WEW

PRAWO_X: ;OBROTY W PRAWO SILNIKA 1

SETB P2.0

CLR P2.1

SETB P2.2 ;OBROTY W PRAWO

JNB STOP,STOP_X ;ZATRZYMAJ WSZYSTKO

SJMP PROGRAM_1_WEW

Page 33: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

33

LEWO_Y: ;OBROTY W LEWO SILNIKA 2

SETB P2.3

SETB P2.4

CLR P2.5 ;OBROTY W LEWO

JNB STOP,STOP_X ;ZATRZYMAJ WSZYSTKO

SJMP PROGRAM_1_WEW

PRAWO_Y: ;OBROTY W PRAWO SILNIKA 2

SETB P2.3

CLR P2.4

SETB P2.5

JNB STOP,STOP_X ;ZATRZYMAJ WSZYSTKO

SJMP PROGRAM_1_WEW ;PETLA

STOP_X: ;STOP SILNIKI

CLR P2.0

CLR P2.1

CLR P2.2

CLR P2.3

CLR P2.4

CLR P2.5 ;ZATRZYMAJ WSZYSTKO

LJMP PROGRAM_1_WEW ;POWRÓT NA PROG. GŁ. SILNIKÓW DC

STOP_SEKW:

SETB LED4

CLR LED2

CLR LED3

CALL CZAS_T

JNB LEWO,STOP_LEWY ;PRZEJDZ DO SILNIKA 1

JNB PRAWO,STOP_PRAWY ;PRZEJDŹ DO SILNIKA 2

JNB STOP,STOP_X ;ZATRZYMAJ WSZYSTKO

SJMP STOP_SEKW

STOP_LEWY:

CLR P2.0

CLR P2.1

CLR P2.2 ;STOP SILNIK 1

LJMP PROGRAM_1_WEW ;POWRÓT NA PROG. GŁ. SILNIKÓW DC

Page 34: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

34

STOP_PRAWY:

CLR P2.3

CLR P2.4

CLR P2.5 ;STOP SILNIK 2

LJMP PROGRAM_1_WEW ;POWRÓT NA PROG. GŁ. SILNIKÓW DC

;********************************************

PROGRAM_2: ;PRĘDKOŚĆ OBROTOWA

SETB LED3 ;GASZENIE DIODY ZIELONEJ

CLR LED4 ;ZAPALANIE DIODY ŻÓŁTEJ

MOV P3,#00000000B ;GASZENIE 2 PIERWSZYCH

;WYŚWIETLACZY

OBR1:

MOV P1,#00000001B

MOV TL1,#40 ;WARTOŚĆ ODMIERZANEGO CZASU

WEW1:

CALL CZAS_T ;SKOK DO OPÓŹNIENIA

JNB OBROTY,OBR2 ;ZWIĘKSZANIE PRĘDKOŚCI

JNB AKCEPT,PROGRAM_POW_2 ;POWRÓT NA PROGRAM GŁÓWNY

SJMP WEW1 ;POZOSTAŃ W PĘTLI

;********************************************

OBR2:

MOV P1,#00000010B

MOV TL1,#30 ;WARTOŚĆ ODMIERZANEGO CZASU

WEW2:

CALL CZAS_T ;SKOK DO OPÓŹNIENIA

JNB OBROTY,OBR3 ;ZWIĘKSZANIE PRĘDKOŚCI

JNB AKCEPT,PROGRAM_POW_2 ;POWRÓT NA PROGRAM GŁÓWNY

SJMP WEW2 ;POZOSTAŃ W PĘTLI

;********************************************

PROGRAM_POW_2: ;PODPROGRAM POMOCNICZY POWROTU NA

;PROGRAM GŁÓWNY

LJMP PROGRAM

SJMP PROGRAM_POW_2

;********************************************

Page 35: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

35

OBR3:

MOV P1,#00000011B

MOV TL1,#20 ;WARTOŚĆ ODMIERZANEGO CZASU

WEW3:

CALL CZAS_T ;SKOK DO OPÓŹNIENIA

JNB OBROTY,OBR4 ;ZWIĘKSZANIE PRĘDKOŚCI

JNB AKCEPT,PROGRAM_POW ;POWRÓT NA PROGRAM GŁÓWNY

SJMP WEW3 ;POZOSTAŃ W PĘTLI

;********************************************

OBR4:

MOV P1,#00000100B

MOV TL1,#10 ;WARTOŚĆ ODMIERZANEGO CZASU

WEW4:

CALL CZAS_T ;SKOK DO OPÓŹNIENIA

JNB OBROTY,OBR5 ;ZWIĘKSZANIE PRĘDKOŚCI

JNB AKCEPT,PROGRAM_POW ;POWRÓT NA PROGRAM GŁÓWNY

SJMP WEW4 ;POZOSTAŃ W PĘTLI

;********************************************

OBR5:

MOV P1,#00000101B

MOV TL1,#5 ;WARTOŚĆ ODMIERZANEGO CZASU

WEW5:

CALL CZAS_T ;SKOK DO OPÓŹNIENIA

JNB OBROTY,OBR6 ;ZWIĘKSZANIE PRĘDKOŚCI

JNB AKCEPT,PROGRAM_POW ;POWRÓT NA PROGRAM GŁÓWNY

SJMP WEW5 ;POZOSTAŃ W PĘTLI

;********************************************

OBR6:

MOV P1,#00000110B

MOV TL1,#2 ;WARTOŚĆ ODMIERZANEGO CZASU

Page 36: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

36

WEW6:

CALL CZAS_T ;SKOK DO OPÓŹNIENIA

JNB OBROTY,OBR1_POMOC ;ZWIĘKSZANIE PRĘDKOŚCI

JNB AKCEPT,PROGRAM_POW ;SKOK NA PODPROGRAM UMOŻLIWIAJĄCY

;POWRÓT

SJMP WEW6 ;POZOSTAŃ W PĘTLI

;********************************************

PROGRAM_POW: ;PROGRAM POMOCNICZY POWROTU NA

;PROGRAM GŁÓWNY

LJMP PROGRAM ;SKOK NA GŁÓWNY

SJMP PROGRAM_POW ;PĘTLA NIESKOŃCZONOŚCI

OBR1_POMOC: ;PODPORGRAM POMOCNICZY DO POWROTU

LJMP OBR1

SJMP OBR1_POMOC

;********************************************

PROGRAM_3: ;OBROTY W LEWO

SETB LED3 ;GASZENIE ZIELONEJ DIODY

CLR LED4

CLR LED2 ;ZAPALENIE DIODY ŻÓŁTEJ I

; CZERWONEJ

PROGRAM_3_1: ;PODPROGRAM OBROTÓW W LEWO

SETB Z1

SETB Z4

LCALL CZAS

CLR Z1

CLR Z4

SETB Z2

SETB Z3

LCALL CZAS

CLR Z2

CLR Z3

LJMP LICZENIE ;LICZENIE KROKÓW

SJMP PROGRAM_3_1

;********************************************

Page 37: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

37

PROGRAM_4: ;OBROTY W PRAWO

SETB LED3 ;GASZENIE ZIELONEJ DIODY

CLR LED4

CLR LED1 ;ZAPALENIE DIODY ŻÓŁTEJ I

;NIEBIESKIEJ

PROGRAM_4_1: ;PODPROGRAM OBROTÓW W PRAWO

SETB Z1

SETB Z3

LCALL CZAS

CLR Z1

CLR Z3

SETB Z2

SETB Z4

LCALL CZAS

CLR Z2

CLR Z4

LJMP LICZENIE ;LICZENIE KROKÓW

SJMP PROGRAM_4_1

;********************************************

PROGRAM_POW_1: ;PODPROGRAM UMOŻLIWIAJĄCY POWRÓT

;DO PROGRAMU GŁÓWNEGO

LJMP PROGRAM ;SKOK NA PROGRAM GŁÓWNY

SJMP PROGRAM_POW_1 ;PĘTLA NIESKOŃCZONOŚCI

;********************************************

PROGRAM_OBR: ;PODPROGRAM UMOŻLIWIAJĄCY POWRÓT

LJMP PROGRAM_2 ;POWRÓT

SJMP PROGRAM_OBR ;PĘTLA

;********** PODPROGRAM ZWŁOKI CZASOWEJ DLA SILNIKA **********

Page 38: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

38

CZAS:

MOV TH0,TL1

CZAS1:

MOV TL0,#30

JNB STOP,PROGRAM_POW_1

JNB OBROTY,PROGRAM_OBR

CZAS2:

MOV TH1,#200

DJNZ TH1,$

DJNZ TL0,CZAS2

DJNZ TH0,CZAS1

RET

;****** OPOZNIENIE WEJSCIA W TRYB OBSLUGI SILNIKÓW ****

CZAS_X:

MOV TH0,#200

CZAS1_X:

MOV TL0,#20

CZAS2_X:

MOV TH1,#200

DJNZ TH1,$

DJNZ TL0,CZAS2_X

DJNZ TH0,CZAS1_X

RET

;*********** PODPROGRAM ZWLOKI CZASU *************

CZAS_T:

MOV DPL,#255

CZAS_S:

MOV DPH,#255

DJNZ DPH,$

DJNZ DPL,CZAS_S

RET

;********************************************

Page 39: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

39

LICZENIE: ;PODPROGRAMY ODPOWIEDZIALNE

;ZA ZLICZANIE KROKÓW

INC R2 ;ZWIĘKSZ WARTOŚĆ REJESTRU

;LICZENIE JEDNOŚCI

CJNE R2,#00001010B,LICZ_JED ;SPRAWDŹ CZY R2=10 JEŚLI NIE

;LICZ JEDNOŚCI

LICZ1:

INC R1 ;ZWIĘKSZ WARTOŚĆ REJESTRU

;LICZENIE DZIESIĄTEK

CJNE R1,#00001010B,LICZ_DZ ;SPRAWDŹ CZY R1=10 JEŚLI NIE

;LICZ DZIESIĄTKI

LICZ2:

INC R0 ;ZWIĘKSZ WARTOŚĆ REJESTRU

;LICZENIE SETEK

CJNE R0,#00001010B,LICZ_SET ;SPRAWDŹ CZY R2=10 JEŚLI NIE

;LICZ SETKI

;PO OSIĄGNIECIU LICZBY 999,

;ZACZNIK LICZYĆ OD ZERA

LJMP RESET ;SKOCZ NA PODPROGRAM

;CZYSZCZĄCY WYŚWIETLACZE

;********************************************

LICZ_JED: ;PODPROGRAM OBSŁUGI

;WYŚWIETLACZA JEDNOŚCI

MOV R3,P1 ;ZCZYTAJ AKTUALNY STAN PORTU

;DO REJESTRU R3

MOV A,#00001111B ;WPISZ MASKĘ DO AUMULATORA

ANL A,R3 ;MNOŻENIE LOGICZNE

;WYODRĘBNIENIE PRĘDKOŚĆI

MOV R3,A ;WYNIK PRZENIEŚ DO R3

MOV A,R2 ;WPISZ REJESTR R2

;DO AKUMULATORA

SWAP A ;PRZENIEŚ NA 4 STARSZE BITY

ORL A,R3

MOV P1,A ;WYNIK WPISZ NA PORT P1

LJMP PROGRAM_3 ;WRÓĆ DO PROGRAMU OBSŁUGI

;SILNIKA KROKOWEGO

Page 40: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

40

LICZ_DZ: ;PODPROGRAM OBSŁUGI

;WYŚWIETLACZA DZIESIĄTEK

;ZEROWANIE WYŚWIETLACZA Z

;JEDNOŚCIAMI

MOV R2,#00000000B ;ZEROWANIE REJESTRU ODP. ZA

;JEDNOŚCI

MOV R3,P1 ;ZCZYTAJ AKTUALNY STAN PORTU

;DO REJESTRU R3

MOV A,#00001111B ;WPISZ MASKĘ DO AUMULATORA

ANL A,R3 ;MNOŻENIE LOGICZNE BY

;WYODRĘBNIĆ PRĘDKOŚĆ

MOV P1,A ;WYNIK NA PORT P1

MOV R3,P3 ;ZCZYTAJ AKTUALNY STAN PORTU

;DO REJESTRU R3

MOV A,#11110000B ;WPISZ MASKĘ DO AUMULATORA,

;ABY WYODRĘBNIĆ SETKI

ANL A,R3 ;MNOŻENIE LOG. (SETKI)

ORL A,R1 ;POŁĄCZENIE

MOV P3,A ;WPISZ WYNIK NA PORT

LJMP PROGRAM_3

LICZ_SET: ;PODPROGRAM OBSŁUGI

;WYŚWIETLACZA SETEK

;ZEROWANIE WYŚWIETLACZA Z

;JEDNOŚCIAMI

MOV R2,#00000000B ;ZEROWANIE REJESTRU ODP. ZA

;JEDNOŚCI

MOV R3,P1 ;ZCZYTAJ AKTUALNY STAN PORTU

;DO REJESTRU R3

MOV A,#00001111B ;WPISZ MASKĘ DO AUMULATORA

ANL A,R3 ;MNOŻENIE LOGICZNE BY

;WYODRĘBNIĆ PRĘDKOŚĆ

MOV P1,A ;WYNIK NA PORT P1

MOV R1,#00000000B ;ZEROWANIE REJESTRU ODP. ZA

;DZIESIĄTKI

MOV R3,P3 ;ZCZYTAJ AKTUALNY STAN PORTU

;DO REJESTRU R3

MOV A,#11110000B ;WPISZ MASKĘ DO AUMULATORA,

;ABY WYODRĘBNIĆ SETKI

ANL A,R3 ;MNOŻENIE LOG. ODEPAROWANY

;WYŚWIETLACZ Z SETKAMI

SWAP A ;PRZENIEŚ WARTOŚĆ NA 4

;MŁODSZE BITY

INC A ;ZWIĘKSZ O JEDEN

SWAP A ;PRZENIEŚ NA 4 STARSZE BITY

MOV P3,A ;WYNIK ZAPISZ NA PORT P3

LJMP PROGRAM_3

Page 41: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

41

RESET:

MOV P3,#00000000B ;ZERUJ WYŚWIETLACZE

;DZIESIĄTEK I SETEK

MOV R3,P1 ;ZCZYTAJ AKTUALNY STAN PORTU

;DO REJESTRU R3

MOV A,#00001111B ;WPISZ MASKĘ DO AUMULATORA

ANL A,R3 ;MNOŻENIE LOGICZNE BY

;WYODRĘBNIĆ PRĘDKOŚĆ

MOV P1,A ;WYNIK NA PORT P1

MOV R2,#00000000B ;ZEROWANIE REJESTRU ODP. ZA

;JEDNOŚCI

MOV R1,#00000000B ;ZEROWANIE REJESTRU ODP. ZA

;DZIESIĄTKI

MOV R0,#00000000B ;ZEROWANIE REJESTRU ODP. ZA

;SETKI

LJMP PROGRAM_3

END: ;KONIEC

Page 42: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

42

5. Instrukcja obsługi modułu dydaktycznego

1. Stanowisko pracy

Należy zaopatrzyć się w zasilacz laboratoryjny który umożliwi podawanie

niezależnie dwóch różnych napięć. Do złącza J1 przyłączamy napięcie w granicach od

4.5 ÷ 5.5VDC. Jest to zalecane bezpieczne napięcie dla wszystkich układów logicznych.

Do złącza J2 dołączamy takie napięcie jakie przewidziane jest do zasilania

danego silnika lub elementu wykonawczego (np. stycznika). W zestawie podstawowym

moduł z silnikiem krokowym powinien być zasilany napięciem 9 ÷ 12VDC. Drugi

moduł który steruje silnikami prądu stałego należy zasilić napięciem 4.5 ÷ 6VDC, a w

przypadku gdy sterujemy za pomocą tego modułu stycznikiem podajemy na niego takie

napięcie jakie potrzebne jest do wysterowania cewki stycznika.

2. Sterowanie za pomocą modułu głównego

Sterowanie silnikiem krokowym:

Po podłączeniu modułu z silnikiem krokowym do modułu głównego, oraz

przyłączeniu napięcia użytkownik od razu może przystąpić do obsługi silnika

krokowego.

Dostępne klawisze i ich funkcje:

ENTER – w programie zdefiniowany jako AKCEPT. Przycisk służący do

potwierdzania zadanych wartości.

OBROTY – Po naciśnięciu tego przycisku na wyświetlaczu „prędkość” zaczynają się

wyświetlać cyfry od 1 ÷ 6. Są to tryby prędkości. Im wyższa cyfra tym prędkość

obrotów (wykonywanych kroków) zostaje zwiększona. Można przystąpić do obsługi

silnika krokowego nie wybierając trybu prędkości. Program ustawi wtedy maksymalny

tryb prędkości mimo tego że na wyświetlaczu będzie wyświetlona cyfra „zero”.

Naciśnięcie przycisku podczas pracy silnika spowoduje jego zatrzymanie oraz

wyzerowanie wyświetlaczy pokazujących ilość wykonanych kroków.

LEWO/PRAWO – Wybór w którą stronę silnik ma wykonywać obroty. Do zmiany

kierunku pracy należy najpierw zatrzymać silnik, a następnie wybrać kierunek obrotów.

STOP – Zatrzymuje prace silnika. Wszystkie wyświetlacze zachowują swój obecny

stan.

TRYB – Przejście do trybu obsługi silników prądu stałego.

RESET – Zrestartowanie całego programu. Stan taki jak po załączeniu napięcia do

modułu.

Page 43: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

43

3. Sterowanie dwoma silnikami prądu stałego

Dostępne klawisze i ich funkcje:

TRYB – Po naciśnięciu tego przycisku uruchomi się tryb obsługi silników prądu

stałego. Zasygnalizowane to będzie zapaleniom się czterech diod LED na 2 sekundy.

Kiedy diody zgasną możemy przystępować do obsługi silników. Obecność w programie

sygnalizowana jest poprzez świecenie się żółtej diody. Kolejne naciśnięcie tego

przycisku spowoduje powrót do programu głównego.

LEWO/PRAWO – Dwa najważniejsze przyciski za pomocą których wybieramy który

silnik ma wykonywać obroty i w którą stronę. Pełnią więc 2 funkcje na raz. Pierwsze

naciśnięcie klawisza decyduje o tym który silnik będziemy konfigurować. Odpowiednio

LEWO – silnik 1; PRAWO – silnik 2. Następnie wybieramy obroty klikając LEWO lub

PRAWO. Tak samo postępujemy przy ustawieniu drugiego silnika.

Przykład:

Chcemy ustawić, aby silnik 1 obracał się w lewo, a silnik 2 w prawo:

Klikamy TRYB – wejście w odpowiedni tryb pracy

Klikamy LEWO – wybór – silnik 1

Klikamy LEWO – silnik 1 obraca się w lewo

Klikamy PRAWO – wybór silnik 2

Klikamy PRAWO – silnik 2 obraca się w prawo

STOP – Natychmiastowe zatrzymanie obydwu silników na raz.

ENTER – Wejście w tryb zatrzymywania silników pojedynczo. Sygnalizowane jest to

zapaleniem się dwóch diod LED – zielonej i czerwonej. Po wejściu w ten tryb klikamy

odpowiednio LEWO – zatrzymaj silnik 1; PRAWO – zatrzymaj silnik 2.

4. Sterowanie silnikami indukcyjnymi

Sterowanie silnikami indukcyjnymi odbywa się poprzez moduł do sterowania

silnikami prądu stałego. Zamiast silników do wyprowadzeń modułu należy dołączyć

stycznik. Dokładny opis podłączeń znajduje się w dziale 3.4. Sterowanie jest

zrealizowane na tej samej zasadzie co przy silnikach prądu stałego. Najpierw należy

wybrać który silnik chcemy sterować. Odpowiednio:

LEWO – silnik 1

PRAWO – silnik 2

Załączenia silnika następuje w momencie gdy na cewkę stycznika zostanie

podane napięcie, czyli wybranie z klawiatury obrotów w odpowiednią stronę.

Zatrzymywanie silników wykonuje się w identyczny sposób jak przy silnikach

prądu stałego.

Page 44: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

44

6. Wnioski

Projekt działa zgodnie z założeniami konstruktora. Użytkownik ma możliwość

w praktyce zobaczenia jak funkcjonuje silnik. Całość może pełnić rolę jako moduł

dydaktyczny dla osób uczących się w zawodzenie technik elektronik. Idealnie także

sprawdza się obudowa wykonana z pleksi. Zabezpiecza ona całą konstrukcje tym

samym umożliwiając oglądanie wykonywanych czynności przez silnik. Projekt nie

ustrzegł się od wad konstrukcyjnych. Po pierwsze, powinien być zastosowany

stabilizator napięcia (5VDC) dla układów logicznych. Kolejną rzeczą jest funkcja

licząca kroki wykonane przez silnik krokowy. Działa poprawnie, ale jest obsługiwana

tylko programowo, więc przypadkowe zatrzymanie wału silnika nie spowoduje

zatrzymania liczenia kroków. Konstruktor powinien zastosować specjalne tarcze

nakładane na wał silnika krokowego za pomocą których można by liczyć fizycznie

wykonywane skoki.

7. Bibliografia

[1] http://www.dioda.com.pl/forum/topics20/h-bridge-vt111.htm

[2] http://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_krokowy

[3] http://www.tuniv.szczecin.pl/

[4] Tomasz Starecki, Mikrokontrolery 8051 w praktyce, wydawnictwo BTC

Warszawa

[5] Paweł Gałka, Piotr Gałka, Podstawy programowania mikrokontrolera 8051,

Wydanie IV, Wydawnictwo Naukowe PWN SA. Warszawa

Page 45: ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNO-ELEKTRONICZNYCH€¦ · Z PRZEDMIOTU „BADANIE ELEMENTÓW UKŁADÓW AUTOMATYKI” MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

MODUŁ URUCHOMIENIOWY DLA SILNIKÓW KROKOWYCH, PRĄDU STAŁEGO, ORAZ

SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

45

8. Załączniki

PŁYTA DVD – zdjęcia, oraz filmy pokazujące złożony projekt

SILNIKI INDUKCYJNE

ZDJĘCIA

FILM

OPIS FILMU

SILNIK KROKOWY (VER. 1)

ZDJĘCIA

FILM

OPIS FILMU

SILNIKI PRĄDU STAŁEGO

ZDJĘCIA

FILM

OPIS FILMU

SILNIK KROKOWY (VER. 2)

ZDJĘCIA

MODUŁ GŁÓWNY

ZDJĘCIA

CAŁOŚĆ

ZDJĘCIA

DOKUMENTACJA

WERSJA PDF

WERSJA DOC