Εργασία στα πλαίσια του εργαστηρίου των Ευφυών Συστηµάτων Ελέγχου. Μελέτη και κατασκευή διάταξης ελέγχου ταχύτητας αυτοκινούµενου οχήµατος.

Transcript

1 Εργασία στα πλαίσια του εργαστηρίου των Ευφυών Συστηµάτων Ελέγχου Φάση 1. Μελέτη και κατασκευή διάταξης ελέγχου ταχύτητας αυτοκινούµενου οχήµατος. o είτε το επόµενο Video Μελετήστε το επόµενο κύκλωµα, γιατί η συχνότητα που παράγει είναι σταθερή (συγκρίνεται αυτή την συνδεσµολογία µε τις κλασσικές συνδεσµολογίες του ολοκληρωµένου xx555). Πως δηµιουργείται η παλµοσειρά PWM, µε την συγκεκριµένη συνδεσµολογία Μελετήστε τα data sheets του ολοκληρωµένου και σηµειώστε αλλαγές που θα κάνατε ώστε το κύκλωµα να αποκτήσει µεγαλύτερη αξιοπιστία. 1

2 o Χρήση του ολοκληρωµένου TL494 Σχηµατικό διάγραµµα TL494. 2

3 o Μελετήστε το επόµενο κύκλωµα και προσπαθήστε µε την βοήθεια των data sheets του ολοκληρωµένου TL494 να κατανοήσετε την λειτουργία του. 3

4 Τα δεδοµένα των Ηλεκτροκινητήρων του αυτοκινούµενου οχήµατος είναι Ηλεκτροκινητήρας κίνησης 12V / 2W r rotor =3Ω, L rotor =0,65 mh Ηλεκτροκινητήρας κατεύθυνσης 12V / 0,5W r rotor =14 Ω, L rotor =5,5 mh Προτάσεις για την σχεδίαση. 1. Τα στοιχεία που ορίζουν την συχνότητα του ταλαντωτή προτείνονται R T =10KΩ & C T =10nF 2. Να σχεδιαστεί κύκλωµα οδήγησης LED µε χρήση του TL 494 Πραγµατοποιήθηκε στο εργαστήριο Να σχεδιαστεί κύκλωµα οδήγησης ηλεκτροκινητήρα (βλ. προηγούµενα δεδοµένα) µε την χρήση του TL 494 µε τα επόµενα χαρακτηριστικά, Η τάση τροφοδοσίας επιλέγεται 12 V. Συχνότητα µεταγωγής 1 KHz!!! µικρή για την εφαρµογή θα δηµιουργεί και ηχητικό θόρυβο κατά την λειτουργία, θα την αυξήσουµε στην συνέχεια. Μέση τάση εξόδου από 1 ως 10V. Τάση εισόδου από 0 ως 5V. a. Προκειµένου να πετύχουµε την συχνότητα του 1KHz από τα data sheets επιλέγουµε R T =12KΩ & C T =100nF b. Εφόσον η τάση τροφοδοσίας είναι 12 V και επιθυµούµε η τάση εξόδου η µέση τιµή της τάσεως να στην περιοχή 1 ως 10V, θα πρέπει ο κύκλος λειτουργίας ( Duty Cycle D=t on /T) θα πρέπει να είναι, V = D a) V = 1 = D 12 D% = 8,3% out V c out b) V = 10 = D 12 D% = 83% out c. Από τα δεδοµένα του ολοκληρωµένου γνωρίζουµε ότι αν η τάση στην είσοδο του εσωτερικού συγκριτή, άρα και το pin 3 (feedback), είναι στην περιοχή (~4V ως 0,7V) (0% ως 100% κύκλο λειτουργίας). d. Η περιοχή τάσεως στην είσοδο του συγκριτή για να καλυφθούν οι απαιτήσεις του προβλήµατος πρέπει να είναι.0,7 ως 3,7V. e. Το κύκλωµα που θα καλύπτει τις προδιαγραφές του προβλήµατος είναι το επόµενο 4

5 Ερωτήµατα: είξτε τον πως υπολογίστηκαν τα ηλεκτρονικά στοιχεία R2,R3,R4,R5 & P1. Επιλέξτε την δίοδο D1. Μελετήστε το επόµενο κύκλωµα και σχεδιάστε την µέση τιµή της τάσεως στο φορτίο συναρτήσει της τάσεως εισόδου (τάση εισόδου Vin [0,5]). 5

6 Τα ερωτήµατα του προηγούµενου βήµατος αναλύθηκαν στο µάθηµα στις 14/ Η τάση εξόδου συναρτήσει της τάσεως εισόδου είναι, Vin Vout = (τάση εισόδου Vin [0,5] Ερώτηµα: Το προηγούµενο κύκλωµα θα λειτουργούσε ορθά αν το φορτίο δεν ήταν ωµικό αλλά ωµικό επαγωγικό (ηλεκτροκινητήρας) ; Νέα σχεδίαση µε χρήση στο τµήµα ισχύος του ολοκληρωµένου L272 τάση ελέγχου Vin [0, 2.5] Η µέση τιµή της τάσεως εξόδου (στα άκρα του ηλεκτροκινητήρα) είναι:, Vin Vout = (τάση εισόδου Vin [0, 2.5] Ερώτηµα: Μελετώντας τα τεχνικά χαρακτηριστικά του ολοκληρωµένου L272, τι έχετε να παρατηρήσετε για την λειτουργικότητα του στην εφαρµογής µας. 6

7 Νέα σχεδίαση µε χρήση στο τµήµα ισχύος του ολοκληρωµένου L293 τάση ελέγχου Vin [0, 2.5] Η µέση τιµή της τάσεως εξόδου (στα άκρα του ηλεκτροκινητήρα) είναι:, V out V (τάση εισόδου Vin [0, 2.5] = in 7

8 Σχεδίαση διάταξης αποφυγής πρόσκρουσης οχήµατος Θα χρησιµοποιηθούν αισθητήρες υπερήχων (παλµικό radar). Η βασική ιδέα η µετατροπή της χρονικής απόστασης µεταξύ παλµού εκποµπής και παλµού λήψεως σε τάση. Προδιαγραφές, Ενεργοποίηση του συστήµατος όταν το όχηµα προσεγγίσει αντικείµενο σε απόσταση δύο µέτρων. Ακινητοποίηση οχήµατος σε απόσταση µισού µέτρου από το αντικείµενο. Ένα απλοποιηµένο διάγραµµα βαθµίδων είναι το επόµενο. Η βαθµίδα time to voltage converter θα πρέπει να έχει απόκριση όπως φαίνεται στο επόµενο σχήµα. Ερώτηµα: Σχεδιάστε ένα τυπικό κύκλωµα που να έχει την προηγούµενη απόκριση. 8

9 Τροποποίηση του κυκλώµατος (σελίδα 7) ώστε να µπορεί να συνδεθεί η διάταξη αποφυγής σύγκρουσης και να λειτουργεί σύµφωνα µε τις προδιαγραφές (σελίδα 8) Ερώτηµα: Περιγράψτε την λειτουργία του προηγούµενου κυκλώµατος. 9