1.4 Разработка схемы электрической принципиальной устройства

Схема электрическая принципиальная устройства представлена в приложении Б. Описание принципа работы устройства приведено ниже.

Работает устройство следующим образом. После подачи питания на плату Arduino устройство переходит в дежурный режим. Светодиод HL1 “Стоп” сигнализирует об этом. Для вывода из дежурного режима необходимо

нажать на кнопку SB1 или SB2.

При нажатии кнопки SB1 “Вперед” на вывод D9 платы А2 подается напряжение 5 В, плата обрабатывает сигнал и формирует на выводе D6 питание для открытия транзистора VT1. Ключ K1 получает питающее напряжение 9 В и напряжение сети Uс, через него, подается на контактор КМ1, который замыкает контакт КМ1.1, КМ1.2. ДПТ подключается к сети и начинается его разгон и вращение в одну сторону. Светодиод HL2 “Вперед” сигнализирует об этом. На выводе D5 снимается питание для закрытия транзистора VT2. Гаснет светодиод HL1 “Стоп”, HL4 “Назад” и далее плата среагирует только на кнопку SB3 “Стоп” и на срабатывание контакта датчика перегрузки КА1.1.

Изменение направления вращения двигателя возможно только после его остановки, что предусмотрено кодом программирования платы. Остановка осуществляется нажатием кнопки SB3 “Стоп”: на вывод D7 платы А2 подается напряжение 5 В, плата обрабатывает сигнал, и с выводов D6 и D5 снимается питание для закрытия транзисторов VT2, VT1. Ключи K1, K2 и контакторы KM1, KM2 будут отключены от питания. Контакты КМ1.1, КМ1.2, КМ2.1, КМ2.2 разомкнутся. Двигатель будет отключен от сети. Светодиод HL1 “Стоп” сигнализирует об этом. Погаснут светодиоды HL2 “Вперёд”, HL4 “Назад”. Сформируется задержка в 2 секунды и далее плата среагирует только на кнопки SB1 “Вперёд” и SB2 “Назад”.

При нажатии кнопки SB2 “Назад” на вывод D8 платы А2 подается напряжение 5В, плата обрабатывает сигнал, и формируетcя на выводе D5 питание для открытия транзистора VT2. Ключ K2 получает питающее напряжение 9 В и напряжение сети Uс, через него, подается на контактор КМ2, который замыкает контакт КМ2.1, КМ2.2. ДПТ подключается к сети и начинается его разгон и вращение в другую сторону. Светодиод HL4 “Назад” сигнализирует об этом. На выводе D6 снимается питание для закрытия транзистора VT1. Гаснут светодиоды HL1 “Стоп”, HL2 “Вперёд” и далее плата среагирует только на кнопку SB3 “Стоп” и на срабатывание контакта датчика перегрузки КА1.1.

Для защиты двигателя предусмотрен датчик перегрузки, состоящий из резистора R2 и контакта KA1.1. Если ток в цепи двигателя будет слишком высок по сравнению с номинальным, плата А2 снимет питание с кнопок SB1 “Вперед” и SB2 “Назад” и подаст напряжение на светодиод HL3 “Перегрузка”, который будет сигнализировать о перегрузке. Двигатель будет отключен от сети.

Для выбора блока питания А1, произведём ориентировочный расчёт потребляемого тока устройством реверсирования ДПТ. Плата А2 потребляет ток:

,

где - ток, потребляемый микроконтроллером платы А2;

- ток, потребляемый светодиодом HL2.

мА.

В качестве тока светодиода HL2 принято его номинальное значение. Фактическое составит 14 мА. Остальными потребителями тока платы А2 можно пренебречь ввиду их малого значения (до 1 мА).

Примем напряжение на выходе блока питания А1 равным 9 В. Тогда ток, потребляемый с платы А2 будет равен:

,

где , - токи, потребляемые катушками реле К1 и К2;

, - ток, потребляемые светодиодами HL1 и HL3.

мА.

Ток, потребляемый устройством реверсирования ДПТ:

.

мА.

В качестве блока питания А1 можно использовать блок питания типа KS-AUTO KS-24-12V со следующими параметрами:

- входное напряжение – 24 В постоянного тока;

- выходной ток - 15А;

- выходное напряжение – 12 В постоянного тока.