Структура стенду "світлодіодний куб" наведена на рис. 1.
Рис. 1. Структура стенду цифрового управління світлодіодним кубом
Розміри куба - 5х5х5 світлодіодів, загальна кількість - 125. Світлодіоди розташовані по сітці, з кроком в два сантиметри у всіх площинах. За верствам вони з'єднані анодами, а по стовпцях - катодами. Таким чином, куб є п'ять незалежних верств , і двадцять п'ять стовпців. Дана реалізація дозволяє включити будь-який з ста двадцяти п'яти світлодіодів шляхом підключення потрібного шару і шпальти до джерела постійного живлення напругою 5 В.
Для управління світлодіодним кубом потрібно тридцять цифрових виходів , п'ять з яких будуть керувати шарами, а двадцять п'ять - стовпцями. Однак контролер ILC 130 ETH має тільки 4 вбудованих цифрових виходу і 4 додаткових цифрових виходу на модулі розширення ( реалізація для лабораторії ) - всього 8. У зв'язку з цим, управління світлодіодним кубом виконано на основі динамічної індикації. Для цього в стенд інтегрована схема узгодження, що забезпечує роботу з об'єктом управління через 8 цифрових входів.
У ході виконання роботи студент на практиці ознайомлюється з принципами динамічної індикації на основі цифрового управління, а також вивчає підходи при застосуванні програмних таймерів та лічильників.
Кодер / декодер на основі крокового двигуна
Структура стенду " кодер / декодер на основі крокового двигуна " представлена на мал. 2.
Базові компоненти стенду - це дискові трехбітние енкодери, організовані на основі використання трьох щілинних датчиків і кодує диска. Перший диск приводиться в рух вручну, за допомогою редуктора, а комбінація на другому виставляється за допомогою крокової двигуна , управління яким здійснюється за допомогою плати драйвера. Робота з енкодер базується на використанні формують комбінацій трипозиційного бінарного коду Грея.
Мал. 2. Структура стенду цифрового управління кроковим двигуном на основі кодує диска Грея
У ході виконання роботи студент на практиці ознайомлюється з використанням енкодерів та особливостями цифрового управління кроковим двигуном, а також отримує практичні навички застосування програмного таймера при опитуванні вхідних сигналів.
Привід позиціонування електрозаслонки
Структура стенду « привід позиціонування електрозаслонкі » представлена на мал. 3.
Мал. 3. Структура стенду управління електрозаслонкой
У фізичній моделі заслінка, як така, відсутня, замість неї на вал двигуна закріплена стрілка, що демонструє кут повороту.
В основі стенду лежить двигун постійного струму. Реверс здійснюватися зміною полярності живлення обмотки збудження якоря двигуна. Напруга на обмотку збудження надходить з обмотки статора через щітки на колектор.
Управління стендом здійснюється за двома сигналами. Обидва заведені на електромеханічні реле. Одне включає/відключає харчування обмотки статора. Друге реле перемикає полярність обмотки збудження, тим самим, змінюючи напрямок руху валу. Обмеження кута повороту вала реалізовані внутрісхемних. Максимальний допустиме відхилення від шкали становить 5 градусів. При досягненні цього ліміту спрацьовує кінцевий вимикач, відключаючи обмотку збудження від харчування. Для визначення досягнення одного з крайніх положень на керуючому контролері, сигнали з кінцевих вимикачів виведені в якості вихідних. Ще один сигнал, що повертається зі стенду, - напруга, що надходить з закріпленого на валу двигуна потенціометра.
У ході виконання роботи студент на практиці ознайомлюється з особливостями управління двигуном постійного струму і отримує практичні навички обробки аналогових сигналів.
Мостовий кран
Структура стенду «мостовий кран» представлена на мал. 4.
Мал. 4. Структура стенду управління мостовим краном
Робота зі стендом заснована на управлінні трьома кроковими двигунами , що реалізують переміщення хвата крана по осях X, Y і Z. Крайні положення каретки по осях X і Y відслідковуються за допомогою кінцевих вимикачів.
Управління стендом виконується через транзисторні мостові схеми драйверів. Для цього задіюються 12 вихідних цифрових сигналу (по 4 на кожен драйвер). Сигнали з кінцевих вимикачів заведені на 4 цифрових входи.
У ході виконання роботи студент закріплює знання з управління кроковим двигуном і отримує практичні навички одночасного управління декількома виконавчими механізмами.
Роботизований маніпулятор
Структура стенду «роботизований маніпулятор» представлена на мал. 5.
Мал. 5. Структура стенду управління роботизованим маніпулятором
Робота зі стендом заснована на вбудованому послідовного інтерфейсу передачі даних. Команди від контролера надходять на плату управління і реалізуються у вигляді керуючого впливу для сервоприводів і крокової двигуна. Сервоприводи 1-3 дозволяють переміщати хват в площині XZ, сервопривід 4 - відкриває і закриває хват, а кроковий двигун - повертає маніпулятор навколо осі Z.
Керування стендом виконується через команди, що зформовані у вигляді повідомлень по інтерфейсу RS232. Розшифровка і виконання команд покладені на мікроконтролер PIC18F252.
ПІд час виконання роботи студент ознайомлюється з вбудованим послідовним інтерфейсом і отримує практичні навички управління складними об'єктами по мережі.
