Учебное пособие 800577
.pdf
подключается к микроконтроллеру с помощью UART интерфейса, выведенного на специальный технологический разъём. UART интерфейс имеет уровни сигналов 3.3 вольта и работает на скорости 38400 бод. Помимо UART интерфейса на этот разъем выведен сигнал сброса центрального процессора Wi-Fi точки доступа.
Общий алгоритм работы устройства включает в себя следующие этапы: инициализация микроконтроллера и устройств, основной цикл. Так были разработаны следующие блок-схемы: инициализации микроконтроллера и устройств; алгоритма загрузки конфигурации; алгоритма сохранения конфигурации; алгоритма работы устройства; функции AP_Ready(), обеспечивающей защиту от зависания беспроводной точки доступа; функции Get_Mac(), посредством которой запрашивается количество подключенных Wi-Fi клиентов, а также их Mac-адреса. Например, на рис. 3 представлена блок-схема алгоритма работы устройства.
Рис. 3. Блок-схема алгоритма работы устройства.
Для разработки программы микроконтроллера
91
использовалась среда программирования Arduino со встроенным компилятором языка С++. Также было проведено моделирование электронного устройства в программной среде PROTEUS VSM.
Рассмотрим последовательность команд, выполняемых микроконтроллером. Вначале происходит настройка периферии микроконтроллера. Далее из его энергонезависимой памяти загружается ранее сохранённая конфигурация. После загрузки конфигурации начинается инициализация беспроводной точки доступа. Микроконтроллер производит аппаратный сброс и далее ожидает загрузку программного обеспечения точки доступа. Затем отправляет ей команду и ожидает ответа. Если точка доступа загрузилась и нормально работает, она отправляет обратно соответствующий ответ и ответ подпрограммы завершается. Если ответ не получен, микроконтроллер предпринимает еще несколько попыток перезагрузить точку доступа. В случае неудачи на дисплей выводиться соответствующее сообщение и выполнение программы прекращается. После настройки всех портов микроконтроллера и инициализации устройств начинается основной цикл работы программы (рис.4)
Рис. 4. Подключился один Wi-Fi клиент, подан сигнал на механизм открытия ворот и включения освещения
Представленная разработка электронного устройства, являющаяся частью системы «Умный дом», позволяет контролировать работу различных технических средств, при этом беспроводная технология Wi-fi обеспечивает простое управление системой домашней автоматизацией.
Елецкий государственный университет им. И. А. Бунина
92
УДК 628.1:543.42
Д.В. Баранов, Е.Л. Савельева, Л.И. Якименков
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ФУНКЦИИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Исследование измерительного преобразователя вида U Sx b
Задача построения реальной зависимости и определение коэффициентов функции преобразования измерительного преобразователя вида U=Sx+b по данным, полученным при его градуировке (табл.1, рис.1), сводится к построению зависимостей абсолютной и относительной погрешностей от входной величины х.
Таблица 1
х |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
|
0,9 |
1,0 |
|
U |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
-1,2 |
-3,2 |
-4,1 |
-5,0 |
-5,5 |
-6,6 |
-8,5 |
-9,0 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.1
Для расчета коэффициентов функции преобразования измерительного преобразователя составляем табл. 2.
93
Таблица 2
i |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Σ |
|
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
5,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1,5 |
1,0 |
-1,2 |
-3,2 |
-4,1 |
-5,0 |
-5,5 |
-6,6 |
-8,5 |
-9,0 |
-38,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,01 |
0,04 |
0,09 |
0,16 |
0,25 |
0,36 |
0,49 |
0,64 |
0,81 |
1,0 |
3,85 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,15 |
0,2 |
-0,36 |
-1,28 |
-2,05 |
-3 |
-3,85 |
-5,28 |
-7,65 |
-9 |
-32,12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициенты S и b определяем методом наименьших квадратов:
|
n UiXi Ui |
|
|||
S |
|
|
|
11,696 |
(1) |
|
(n -1) Xi2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
b |
Ui S Xi |
2,34 |
(2) |
||
|
|||||
n
Погрешности измерительного преобразователя (по выходу) определяем, как отклонения значений выходного сигнала в каждой точке диапазона измерений от значений, рассчитанных по функции преобразования:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
. |
|
|
|
|
||
Для расчета значений погрешностей составляем табл. 3. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|||
|
i |
1 |
2 |
|
3 |
|
|
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
|
10 |
11 |
|||||||||||
|
|
|
|
0 |
0,1 |
|
0,2 |
|
|
0,3 |
0,4 |
|
0,5 |
0,6 |
0,7 |
|
0,8 |
|
0,9 |
1,0 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
2,34 |
1,17 |
|
0,000 8 |
|
-1,17 |
|
-2,34 |
|
- 3,508 |
- 4,677 |
- 5,847 |
- 7,017 |
|
- 8,186 |
- 9,356 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
2,0 |
1,5 |
|
1,0 |
|
|
-1,2 |
-3,2 |
-4,1 |
-5,0 |
-5,5 |
-6,6 |
|
-8,5 |
-9,0 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Δi |
-0,34 |
0,331 |
|
|
|
|
|
|
-0,03 |
-0,86 |
-0,6 |
-0,32 |
0,35 |
0,42 |
|
-0,31 |
0,36 |
||||||||||
|
δi |
-0,14 |
|
|
|
0,2812500,0260,4 |
|
|
|
0,17 |
0,07 |
-0,06 |
-0,060,04 |
- |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
94
Зависимость абсолютной и относительной погрешностей от входной величины х представим графически (относительная погрешность в точке 3 показана условно) на рис.2.
Рис.2
Литература 1. Радкевич Я.М., Схиртладзе А.Г., Лактионов Б.И. Метрология,
стандартизация и сертификация: Учебник для вузов.- М.: Высшая школа, 2006
Воронежский государственный технический университет
95
УДК 621.3:681.3
К.Э. Кондауров, Г.В. Петрухнова
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕСТИРОВАНИЕМ ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ
РЕЛЕ
Рассматривается автоматизированная система управления тестированием высокочастотных поляризованных реле для проведения периодических испытаний. Констатируется актуальность разработки. Рассматриваются состав и функции системы
На сегодняшний день поляризованные высокочастотные реле представляют собой новое поколение сигнальных реле. Эти устройства широко используются в радиорелейных станциях, системах спутникового телевидения, точных измерительных приборах, автомобильной аппаратуре и др. Разработка автоматизированной системы управления тестированием высокочастотных поляризованных реле для проведения периодических испытаний является актуальной задачей, поскольку способствует повышению качества выпускаемых изделий.
Периодические испытания предназначены для продукции установившегося серийного (массового) производства. Для испытаний представляют образцы продукции, отобранные в соответствии с государственными стандартами, техническими условиями и прошедшие приемосдаточные испытания. Такие испытания преследуют следующие цели: периодический контроль качества изделий; контроль стабильности технологического процесса в период между очередными испытаниями; подтверждение возможности продолжения изготовления изделий по действующей документации; подтверждение уровня качества изделия, выпущенного в течение контролируемого периода; подтверждение эффективности методов испытаний, применяемых при приемочном контроле.
Состав аппаратной части комплекса выбран следующим.
1.Модуль преобразования и распределения напряжения предназначен для подачи питания на все модули комплекса. Модуль делится на два подмодуля, преобразующих входное напряжение 27 вольт в 5 вольт, с дальнейшим преобразованием до 3,3 вольта.
2.Модуль центрального управления предназначен для управления режимами тестирования, настройки протоколов передачи данных и анализа возникающих ошибок (превышение времени
96
срабатывания реле и наличие самопроизвольных размыканий для отдельных режимов) с помощью микроконтроллера STM32.
3. Модуль связи комплекса с ПК. Передача осуществлена при помощи контроллера W5100 по протоколу UDP посредством подключения при помощи технологии Ethernet, обеспечивающей необходимую скорость передачи данных. Структура пакетов содержит данные о типе испытания, данные результатов измерений переключений реле и наличии подключения проверяемых поляризованных высокочастотных реле к автоматизированной системе.
4.Модуль программирования предназначен для программирования МК посредством стандартных разъемов связи программатора с персональным компьютером. Прошивка контроллера осуществляется при помощи интерфейса SWD.
5. Модуль подключения плат с установленными на них реле, при помощи которого осуществляется управление переключениями и анализ приходящих данных с реле, которые установлены на плате.
Программное обеспечение для автоматизированного тестирования представляет собой оконное приложение, функционал которого позволяет задать тип испытуемого реле, вид испытания (на износостойкость, вибропрочность и ударную устойчивость), остановить его и продолжить в любой момент времени, а также просмотреть подробный лог, содержащий текущий режим и наличие ошибок. При разработке программного обеспечения использовалась интегрированная среда разработки MS Visual Studio 2013 и язык высокого уровня C#.
Все описанные выше модули представляют собой набор взаимосвязанных элементов и изменения отдельных его элементов или даже целых модулей недопустимо в рамках текущей конструкции и в соответствие со спецификацией проекта. Использование такого комплекса позволит обеспечить автоматизированное проведение тестирования поляризованных высокочастотных реле. В перечень испытаний входит проверка на виброустойчивость и вибропрочность, а также проверка на износостойкость с полным логированием процессов и фиксацией возникающих ошибок.
Воронежский государственный технический университет
97
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Сборник трудов Всероссийской студенческой научной технической конференции отражает современное состояние таких отраслей промышленности, как электромеханика, энергетика, электроника. Вопросы рассматриваемых отраслей согласованы по тематическим направлениям.
Материал сборника представляет собой научный и инженерный результат, пригодный для использования в производстве, учебном процессе, при выполнении курсового и дипломного проектирования, а также в дальнейших научных поисках.
98
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие……………...……………………………………..3
|
Секция 1 – Электромеханика…………………4 |
|||||||
Думшев В.В., Пархоменко Г.А. Исследование возможности |
||||||||
экономии |
меди |
при |
|
производстве |
|
сериесных |
||
электродвигателей........…………….……………………...……...….5 |
||||||||
АгаповА.А.,БелозоровС.А. |
Низкооборотныеторцевые |
|||||||
электродвигателисмногополюснойобмоткой……………………….........7 |
||||||||
Гаврюшин А.С., Корчагин В.О. Моделирование |
усилителя |
|||||||
сцепления колеса с рельсом методом конечных элементов……........9 |
||||||||
Копылов Г.А., Киселёв Д.П., Киселёва О.А. Схема замещения |
||||||||
бесконтактного двигателя |
постоянного |
тока |
при |
импульсном |
||||
управлении………….………………...................................................12 |
||||||||
Скорняков А.Н., Нюхин Р.О. Моделирование распределения |
||||||||
силовых линий магнитного поля двигателя АИР56В2…………....15 |
||||||||
Чурсанова Д.А., Белозоров С.А. |
Повышение |
|
||||||
электромагнитного момента асинхронного двигателя с помощью |
||||||||
магнитных клиньев…..........................................................................18 |
||||||||
Киселёв Д.П., Романов А.В. |
Формирование нулевых |
|||||||
векторов в бесконтактных двигателях постоянного тока при |
||||||||
импульсном управлении...................................................................... |
|
|
|
|
|
|
20 |
|
Кретинин Е.А., Корчагин В.О. Расчёт магнитного усилителя |
||||||||
сцепления колеса с рельсом ………………………...........................22 |
||||||||
Кузнецова Е.А., Белозоров С.А. |
Оптимизация |
геометрии |
||||||
шлица паза...................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
25 |
Киселёв Д.П., Копылов Г.А., Киселёва О.А. |
Условия |
|||||||
коммутации |
бесконтактного |
двигателя |
постоянного |
тока при |
||||
импульсном управлении…………...…………………......................28 |
||||||||
Чурсанова Д.А., Белозоров С.А. |
Анализ |
оптимальности |
||||||
раскрытия пазов ротора асинхронных двигателей………………...32 |
||||||||
Карабут Е.В., Нюхин Р.О. Пусковой момент асинхронного |
||||||||
двигателя с железомедным зубчатым ротором................................. |
|
|
34 |
|||||
Беляев И.В., Белозоров С.А. |
Автоматизация проектирования |
|||||||
электрических машин …………………………..…………………...36 |
||||||||
Семенычев П.А., Крысанов В.Н |
Применение |
вентильно - |
||||||
индукторного |
привода |
в |
ленточном конвейере |
на |
||||
горно-обогатительном предприятии……………………………….40 |
||||||||
99
Секция 2 – Энергетика……..…….………46
Китаев А.Р., Терехов А.В., Гуляев А.А., Королев Н.И. Особенности работы коммутационных аппаратов в электрических сетях низкого напряжения ……………………………………........47
Ярцев В.С., Горемыкин С.А., Ситников Н.В. Особенности снятия время-токовых характеристик автоматических выключателей в лабораторных условиях……………...…..…..…..49 Котов А.Ю., Черных Н.А., Гуляев А.А. Энергосбережение как основа экономической эффективности торговых комплексов
электротехнического профиля ………...…..………………..…......52 Мязин Д.С., Романов А.В., Руцков А.Л. Повышение технологической и энергетической эффективности наклонных диффузионных установок путем оптимизации параметров с применением нейро-нечетких принципов управления…….…..…..54 Ильина О.А., Сазонова Т.Л., Горемыкин С.А. Оптимизация конфигурации фаз с целью выравнивания зарядов………………. 58 Бондаренко А.И., Крысанов В.Н. Сравнение основных видов фильтров, применяемых в современных системах энергоснабжения……………………………………………………..60
Черных Н.А., Котов А.Ю., Гуляев А.А. Сравнительный анализ технико-экономических и потребительских (ТЭП) свойств ламп освещения (ЛО)............................................…………..............63
Куралесин А.В., Горемыкин С.А., Ситников Н.В. Проверка работоспособности автоматических выключателей в цепях вторичной коммутации электрических станций и подстанций.…..67 Гагаринов Н.В., Романов А.В., Руцков А.Л. Анализ эффективности управления режимами сетей 220 кВ ……………..70 Попов В.С., Попов П.С., Сергеев В.А. Об эффективности использования тепловых узлов промышленных зданий................72 Кузьмина С.В., Титова Л.Н. Методы эффективного использования энергетических ресурсов в коммунально-бытовых условиях ……………………………………………………………...76
Крахмалева Ю.Н., Горемыкин С.А., Сазонова Т.Л. Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях……………….…...79 Бушлякова Л.В., Козлов Д.Г. Светодиодные светильники как источник устойчивого развития растений защищенного грунта …81 Кузьмина С.В., Титова Л.Н. Энергосбережение в системах освещения с использованием светодиодов .……………………....85
100