5. Блок керування

Розглянемо кнопковий пост управління пускачем. Ми бачимо кн. ПУСК, нормально-замкнуту кн. СТОП, згаданий вище діод VD1 і резистор R1 на 47 Ом. При натиску на кн. ПУСК на шпильках управління пускача 1, 3 з'являється діод і пускач включається. Кнопку ПУСК можна тепер відпустити і вона, за рахунок пружини, повернеться в початковий розімкнений стан. Проте пускач залишиться включеним, оскільки струм управління продовжує йти по діоду VD1 через резистор R1. (Використано явище гістерезису реле - коли струм включення істотно більший, ніж струм утримання у включеному стані цього реле). Вимкнути схему можна натисненням на кнопку СТОП.

Рисунок 2.9 – Електрична схема кнопок пуск і стоп

6. Блок живлення

Головне призначення блоків живлення – перетворення змінного електричного струму, який потрапляє з мережі, в лектричний струмм, придатний для живлення вузлів комп'ютера. Блок живлення перетворює мережну змінну напругу 220В, 50Гц (120В, 60Гц) у постійні напруги +5 і +12В, а в деяких системах і в 3,3В. Як правило, для живлення цифрових схем (системної плати, плат адаптерів і дискових накопичувачів) використовується напруга 3,3 чи +5 В, а для двигунів (дисководів і різних вентиляторів) - +12В. Комп'ютер працює надійно тільки в тому випадку, якщо значення напруги в цих ланцюгах не виходять за встановлені межі.

У данному курсовому проекті використовується імпульсний блок живлення на 40 Вт.Він працює на частоті приблизно 50 кГц.

2.3 Опис схеми електричної принципової контролера і пристроїв узгодження з об’єктом.

Рисунок 2.10 – Функціональна схема

Даний МК має напругу 5 В для підключення живлення, що має напругу 220 В треба поставити понижувач напруги в 44 рази, і зменшивши таким чином напругу до 5 В.

Об’єкти керування (насоси) мають робочу напругу 220 В, тому не потребують пониження.

Блок індикації має напругу 5 В, і на пряму підключений до МК.

Датчики рівня води були понижені в 36 разів так, як мають напругу 220 В.

Блок комутації підключається до МК без підвищення так, як мають напругу 5 В.

Рисунок 2.11 Електрична принципова схема контролера і пристроїв узгодження

Згідно рис. 2.11 до контролера 8051 підключаються електричні схеми таких пристроїв, як датчики рівня, що живляться від мережі напругою 220 В, блок живлення, відцентровий та мембранний насос, 4 індикатори рівня води з опором 500мА, кнопки „ПУСК” та „СТОП”.

2.4 Опис схеми джерела живлення

У момент включення живлення конденсатори СЗ...С5 заряджаються через резистор R2. При цьому короткочасний імпульс напруги з цього резистора через діод VD5 і резистор R4 поступає на конденсатор С6 і заряджає його. Стабілітрон VD6 обмежує рівень напруги для живлення мікросхеми величиною 5,6 В. Це забезпечує первинний запуск схеми і живлення автогенератора. Надалі необхідна живляча напруга для схеми знімається з вторинної обмотки (2) трансформатора Т2.

На елементах мікросхеми D1.1...D1.3 зібраний задаючий генератор імпульсів, з яких на конденсаторі С9 утворюється пилкоподібна напруга. Компаратор D2 порівнюватиме напругу пили з рівнем напруги на вході 2. У початковому стані компаратор відкритий і через резистор R12 і базу транзистора VT3 протікає струм. В цьому випадку VT3, а значить і VT2, будуть відкриті. Як тільки напругу з обмотки 2 трансформатори Т2 перевищить встановлений резистором R7 поріг, компаратор закриється що обмежить тривалість імпульсу в первинній обмотці трансформатора. Таким чином забезпечується стабілізація вихідної напруги при зміні мережевого на вході. Коефіцієнт стабілізації перетворювача залежить від нахилу пили на конденсаторі С9. Транзистор VT1 забезпечує захист джерела живлення від перевантаження по струму.

При його відкриванні спрацьовує блокування роботи компаратора (при балка. "О" на вході D2/6). Сигнал блокування періодично подається також з виходу генератора. Це виключає знаходження компаратора у відкритому стані тривалий час. У разі спрацьовування захисту щоб повернути схему в робочий стан (запустити), знадобиться на деякий час відключити джерело живлення від мережі (конденсатори СЗ...С5 розрядяться через резистор R1). У схемі застосовані деталі: резистори R1 - МЛТ, R2 - С5-5 на 1 Вт, підстроєчний 57-типа СП5-1 бВА-0,25 Вт конденсатори С1, С2иС10- типу К42У-2, СЗ...С5 - К50-29 на 450 В, С6, С7 типу К50-35, С8, С9, С11...С13-К10-17, С14, С15-К10-17. Транзистор VT2 можна замінити на КТ839А. Дросель фільтру Т1 виконується на двох сполучених разом феритових торроидальных сердечниках М2000НМ1 розмера К20х10х7, 5 мм. . Обидві обмотки містять по 40 витків дроту ПЭЛ-2 діаметром 0,33мм (перед намотуванням гострі краї сердечника необхідно закруглювати надфілем) Для виготовлення трансформатора Т2 узяті феритові (М2000НМ1) чашки типоразмера БЗ0. У центральній частині магнітопровід повинен мати проміжок приблизно 0,2...0,6 мм (щоб не намагнічувався трансформатор при роботі). Обмотки містять: 1 - 120 витків; 2 - 7 витків дроту ПЭЛ-2 діаметром 0,15 мм; 3 - 8 витків дроти діаметром 3x0,33 мм (намотується трьома дротами одночасно), 4 - 19 витків 0,5 мм. Транзистор VT2 встановлюється на радіатор, а уся конструкція закривається сітчастим екраном (для тепловідводу від Т2 і VT2). Екран дозволяє понизити рівень випромінювань і перешкод при роботі джерела. Перед включенням трансформатора Т2 необхідно переконатися в працездатності схеми формування імпульсів на виході D2/1. Для цього можна тимчасово подати живлення 9 В на конденсатор С7 від зовнішнього джерела. При правильному фазуванні підключення обмоток у трансформатора Т2 налаштування схеми полягає в установці резистором R7 необхідної величини напруги у вторинній обмотці і перевірки запуску схеми при мінімальній живлячій напрузі 180 В.

Рисунок 2.12 – Схема імпульсного джерела живлення

2.5 Розробка та опис алгоритму керування

2.5.1 Алгоритм керування

На рисунку 2.13 зображено алгоритм у вигляді блок-схеми

Рисунок 2.13 – Алгоритм у вигляді блок-схеми

Рисунок 2.13 – Аркуш

2.5.2 Таблиця ініціалізації змінних та призначення портів

Таблиця 2.4 Ініціалізація змінних до програми

Назва змінної	Елемент	Призначення
pysk	Кнопка 1	Кнопка „пуск” на пульті керування
STOP	Кнопка 2	Кнопка „стоп” на пульті керування
K1	Нижній датчик	Вимірює рівень води
K2	Верхній датчик	Вимірює рівень води
K3	Аварійний датчик	Вимірює рівень води
Mnas	Мембранний насос	відкачування води
Vnas	Відцентровий насос	Відкачування води
f	Світло діод1	Вказує на активність кнопки „пуск”
Nr	Світло діод2	Вказує на нормальний рівень води
Vr	Світло діод3	Вказує на відсутність води
Ar	Світло діод4	Вказує на аварійний рівень води
Pr	Світло діод5	Вказує на потоп

Призначення портів:

• p0.0 – мембранний насос

• p0.1 – відцентровий насос

• p0.2 – світловий транспарант

• p0.3 – світловий транспарант

• p0.4 – світловий транспарант

• p0.5 – світловий транспарант

• p0.6 – світло діод кнопки „пуск”

• p1.0 – нижній датчик

• p1.1 – верхній датчик

• p1.2 – аварійний датчик

• p1.3 – кнопка „пуск”

• p1.4 – кнопка „стоп”

2.5.3 Алгоритм з використанням змінних

На рисунку 2.13 зображено алгоритм у вигляді блок – схеми

Рисунок 2.14 – Алгоритм у вигляді блок – схеми

Рисунок 2.14 – Аркуш

2.6 Опис програмного забезпечення

Таблиця 2.5 Опис команд, що використовуються у програмі

Команда	Опис команди
SET	Встановлення змінної
Clr	Обнуління
Jmp	Перехід по мітці
Djnz	Декримент і внутрішній цикл
Jb	Перехід по мітці, якщо біт втановлен
Jnb	Перехід по мітці, якщо біт не встановлен
Setb біт	Встановити біт
Call delay	Виклик підпрограми
Lcall delay	Довгий виклик підпрограми
ret	Повернення з підпрограми
Mov r1,#100	Запис числа у регістр
END	Кінець програми
delay	Підпрограма затримки