2020-01-14
142
Устройства сопряжения нужны трех типов:
Нормализация шкалы датчика;
Устройства сравнения (компараторы);
Устройства сопряжения КЛУ1 с транзисторами и электродвигателем.
Нормализация шкалы датчика
Для нормализации шкалы датчика надо расширить шкалу до 10В.
Рис.3. Схема нормализации сигнала датчика
Устройства сравнения.
Для сравнения сигнала с устройства F2 с заданным необходимо получить значение заданного сигнала на основе схемы REF200 R=U/I=7/0.00001=70кОм.
Выбираем резисторы из ряда E96 С2-23 0,125/0,25 1% 70кОм. В качестве компаратора будем использовать LM111FE с параметрами:
| Совместимость с технологиями | RTL, DTL, TTL, MOS |
| Uи. п. | 1,5…15В |
| Uсм | 0.7…3мВ |
| Iвх | 60…100нА |
| ΔIвх | 4…10нА |
| Iвых | 50мА |
| tуст | 0,04мкс |
| Iпот | 5…6мА |
| RT | 6,4мВт/С |
| Тип корпуса | DIP-8 |
Рис.3. Схема включения компаратора.
Устройства коммутации с внешними элементами.
Необходимо разработать три устройства для коммутации логических сигналов с транзисторами и электродвигателем.
Для сопряжения автомата с транзисторами используется твёрдотельное реле К293ЛП6Р со следующими параметрами:
| Характеристика | ТТЛ-выход (2 канала) |
| Напряжение изоляции, В | 3000 |
| Вход. ток во включ. состоянии, мА | 5-20 |
| Скорость передачи данных, Мб/с | 2 |
| Ток потребления, мА | 10 |
| Выходное напряжение, В | 5-15 |
| Тип корп. | DIP-8 |
Рис.3. Схема включения устройства сопряжения.
Резистор R1,R2 предназначены для ограничения тока на уровне 10 мА:
. Выбираем резистор 499Ом.
Разработаем устройство управления электродвигателем
По условию курсового задания мощность управления составляет 10ВА. Будем считать напряжение питания электромагнита равным Ud=127/ 
=89.8В, тогда можно вычислить ток управления.
.
В схеме управления будем использовать оптоэлектронное реле, которое помимо усиления сигнала управления обеспечит гальваническую развязку электромагнитов и автомата.
| Наименование | 4N29 |
| Функцион. схема (номер схемы) | 8 |
| Kоэффициент передачи по току, при токе=10 мА,% | 100 |
| Напряжение коллектор-эмиттер, В | 30 |
| Макс. выходной темновой ток коллектора, мА | 150 |
| Напряжение изоляции, кВ | 2,5 |
| Тип корпуса | PDIP-6 |
Рис.3. Схема устройства 4N29.
Как видно из таблицы данное реле удовлетворяет нашим требованиям.
Составим схему согласующего устройства на основе оптореле 4N98.
Рис.3 Схема согласования выхода автомата с электромагнитом.
Зададимся входным током реле равным 10мА, тогда учитывая падение на транзисторе и светодиоде, рассчитаем токоограничивающий резистор 
.
кОм.
Используемые элементы:
VT1 - транзистор КТ315Г
Мощность 150мВт;
Ток коллектора 100мА;
h21э 50..350.
R1,R2 резисторы МЛТ-0,125.
VD1 - Импульсный диод FR203
Ток 2А;
Обратное напряжение 200В.
VT2 - Оптическое МОП-реле 5П98.
Моделирование аналогового устройства F2
Схема устройства F2 в OrCAD.
Результаты моделирования.
| Резисторы | |||
| R1,R15,R17 | С2-29В-0.125-1 Ком + 1% | 3 | |
| R2 | С2-29В-0.125-2 МОм + 1% | 1 | |
| R3,R6 | С2-29В-0.125-2 КОм + 1% | 2 | |
| R4,R7,R21 | С2-29В-0.125-47 КОм + 1% | 3 | |
| R5 | С2-29В-0.125-750 КОм + 1% | 1 | |
| R8 - R10 | МЛТ-0.125-5.1 Ком + 5% | 3 | |
| R11 | С2-29В-0.125-51 Ом + 1% | 1 | |
| R12 | С2-29В-0.125-953 Ом + 1% | 1 | |
| R13 | С2-29В-0.125-1,5 КОм + 1% | 1 | |
| R14 | С2-29В-0.125-7,15 КОм + 1% | 1 | |
| R16 | С2-29В-0.125-15 КОм + 1% | 1 | |
| R18 | С2-29В-0.125-100 Ом + 1% | 1 | |
| R19 | С2-29В-0.125-261 Ом + 1% | 1 | |
| R20 | С2-29В-0.125-100 КОм + 1% | 1 | |
| R22 | С2-29В-0.125-820 Ом + 1% | 1 | |
| R23 | С2-29В-0.125-1 МОм + 1% | 1 | |
| R24 | С2-29В-0.125-102 Ом + 1% | 1 | |
| Позиционное обозначение | Наименование | Кол. | Примечание |
| Диоды и транзисторы | |||
| VD1-VD3 | КД521А | 3 | |
| VD4-VD6 | FR203 | 3 | |
| VT1 | RPM20PB | 1 | Фототранзистор |
| Конденсаторы | |||
| С1 | К50-35-25В-24нФ | 1 | |
| С2 | КМ-6-0,047мкФ | 1 | |
| С3 | К56-2,2мкФ*16В | 1 | |
| С4, С7, С9 - С11, C16, C18, C19 | КМ-6-0,1мкФ | 8 | |
| C5, C8 | КМ-6-0,01мкФ | 2 | |
| C6 | К56-2200мкФ*16В | 1 | |
| C12 | К50-35-25В-1мкФ | 1 | |
| C13 | КМ-6-1мкФ | 1 | |
| C14 | К56-470мкФ*25В | 1 | |
| C15, C17 | К56-22мкФ*16В | 2 | |
| C20 | КМ-6-100пФ | 1 | |
| C21 | КМ-6-0,22мкФ | 1 | |
| C22 | КМ-6-0,47мкФ | 1 | |
| C23 | КМ-6-0,02мкФ | 1 | |
| Реле | |||
| К1-К3 | ESR211-060-03-01 | 3 | |
| Индикаторы | |||
| HG1 | ITS - E0803 | 1 | ЖКИ дисплей на 3.5 разряда |
| Коммутационне изделия | |||
| SA1 | SPA-108 | 1 | Кнопка "СБРОС" |
Список литературы
1. Васильев В.И., Миронов В.Н., Гусев Ю.М. Электронные промышленные устройства. - М.: Высшая школа. 1988. - 303 с.
2. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник. - М.: Радио и связь. 1990. - 304 с.
3. Вуколов Н.И., Михайлов А.Н., Знакосинтезирующие индикаторы: Справочник. - М.: Радио и связь. 1987. - 576 с.
4. Дубровский В.В., Иванов Д.М. Резисторы: Справочник. - М.: Радио и связь 1991. - 528 с.
5. Бахтиаров Г.Д., Малинин В.В., Школин В.П. Аналого - цифровые преобразователи. - М.: Советское радио. 1980. - 280 с.
