МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики» (МТУСИ)

Кафедра «Интеллектуальные системы в управлении и автоматизации» (ИСУиА)

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6

По дисциплине

Технологии промышленного интернета вещей

Выполнили: Студенты 4-го курса Группы БАП2201 Ли Самен Мягков А.К.

Проверил: к.т.н., доцент Воронов В.И.

Москва 2026

2

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ Водяная помпа

Водяная помпа – это устройство на основе двигателя постоянного тока. Двигатель работает, когда на него подано напряжение 12В, и не работает, когда напряжение не подано.

Рисунок 1 – Помпа

Чтобы управлять включением и отключением помпы, необходимо между источником питания и помпой включить программно управляемый ключ – реле. Реле имеет три контакта: средний – подвижный, а также NC и NO. Если подключить реле к цифровому выводу, то при подаче HIGH на вывод средний контакт замыкается с NO, при подаче LOW – с NC. При подключении помпы также необходимо соблюдать полярность («плюс» одного устройства соединяется с «минусом» другого).

Рисунок 2 – Реле

3

В качестве источника питания будет использоваться блок питания на 12V. Для него понадобится специальный переходник на провода типа «папапапа» или «папа-мама».

Рисунок 3 – Переходник

С одной стороны подключается блок питания, а с другой к клеммам прикручиваются провода. Схема подключения помпы представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема подключения помпы

4

Рисунок 5 – Пример сборки схемы на плате Arduino UNO

Пример программы для схемы с использованием реле представлен на рисунке 6.

Рисунок 6 – Программа для использования помпы

Светодиодная лента

Светодиодная лента представляет собой узкую гибкую ленту с проводниками, длиной до 5 м, на которой равноудаленно установлены светодиоды.

5

Светодиоды на ленте разбиты на группы. Каждая группа состоит из нескольких включенных последовательно светодиодов и является законченной схемой, что позволяет разрезать ленту поперек на отрезки любой длины кратной длине одной группы.

Подробности о местах разрезов и пайки изображены на рисунке 7.

Рисунок 7 – Устройство светодиодной ленты

Разновидностей лент много. Основными из них являются: одноцветные светодиодные ленты, простые RGB – ленты и адресуемые RGB-ленты. В чем же их различие? В одноцветных светодиодных лентах используются светодиоды одного цвета. Наиболее часто используемые в проектах это ленты красных и белых цветов. Белый цвет так же, как и у обычных лампочек можно подобрать в магазине по «теплоте»: от более холодного света до теплого желтого.

На RGB-лентах в одном светодиодном элементе содержится сразу три разных светодиода: красный, зеленый и синий. Наличие нескольких цветов позволяет менять свечение по настроению.

Рисунок 8 – Устройство RGB-элемента

Подключение светодиодной ленты

Светодиодную ленту можно подключить двумя способами. Первый спо-

6

соб: подключение ленты с использованием реле. В этом случае реле будет контролировать подачу питания на ленту: включать и выключать её. Это наиболее простой способ управления. Схема представлена на рисунке 9.

Второй способ подключения: с использованием mos-модуля. Он позволит регулировать яркость свечения ленты, как мы делали это ранее со светодиодом. Схемы представлена на рисунках 9 и 10.

Рисунок 9 – Подключение светодиодной ленты с использованием реле

7

Рисунок 10 – Подключение светодиодной ленты с использованием mos-модуля

Программирование

Пример программы для схемы с использованием реле представлен на рисунке 11. Для схемы с использованием mos-модуля пример программы приведен на рисунке 12.

Рисунок 11 – Программа для использования реле

8

Рисунок 12 – Программа для использования mos-модуля

Сервопривод

Под сервоприводом чаще всего понимают механизм с электромотором, который можно попросить повернуться в заданный угол и удерживать это положение.

Если рассматривать точнее, то:

1.Сервопривод получает на вход значение управляющего параметра. Например, угол поворота;

2.Блок управления сравнивает это значение со значением на своём дат-

чике;

3.На основе результата сравнения привод производит некоторое действие, например: поворот, ускорение или замедление так, чтобы значение с внутреннего датчика стало как можно ближе к значению внешнего управляющего параметра.

Наиболее распространены сервоприводы, которые удерживают заданный угол и сервоприводы, поддерживающие заданную скорость вращения.

Устройство сервопривода

Сервоприводы имеют несколько составных частей.

9

Привод – электромотор с редуктором. Чтобы преобразовать электричество в механический поворот, необходим электромотор. Однако зачастую скорость вращения мотора бывает слишком большой для практического использования.

Для понижения скорости используется редуктор: механизм из шестерней, передающий и преобразующий крутящий момент.

Рисунок 13 – Устройство сервопривода

Включая и выключая электромотор, можно вращать выходной вал – конечную шестерню сервопривода, к которой можно прикрепить объект управления. Однако, для того чтобы положение контролировалось устройством, необходим датчик обратной связи – энкодер, который будет преобразовывать угол поворота обратно в электрический сигнал. Для этого часто используется потенциометр. При повороте бегунка потенциометра происходит изменение его сопротивления, пропорциональное углу поворота. Таким образом, с его помощью можно установить текущее положение механизма.

К сервоприводу тянется три провода. Два из них отвечают за питание мотора, третий доставляет управляющий сигнал, который используется для выставления положения устройства.

Управление сервоприводом

10