Глава 4. Управление скоростью движения

Как следует из ее названия, описываемая ниже схема обеспечивает возможность задания скорости движения Бастера. Одна и та же схема управляет скоростью движения как вперед, так и назад - направление движения, по-прежнему, определяется реле реверса, которое было описано в гл. 3.

На рис. 4.1 приведена упрощенная блок-схема управления движением. Из нее видно, что схема управления скоростью располагается между панелью управления и выходными усилителями блока управления двигателями.

Рис. 4.1. Упрощенная блок-схема управления скоростью движения

Схема управления скоростью является полностью цифровой. Выходной сигнал - прямоугольные колебания постоянной амплитуды и переменной скважности, пропорциональной заданной скорости. Одно из трех возможных значений скорости выбирается с помощью трех управляющих сигналов G_FAS, G_MED и G_SLO, которые задают быструю (fast), среднюю (medium) и малую (slow) скорости соответственно.

Чтобы запустить Бастера с максимальной скоростью, нажмите кнопку "быстро". При этом появляется сигнал G_FAS, при котором схема выдает постоянный сигнал +5 В (скважность равна 100%), поступающий затем на вход усилителя (см. рис. 4.2, а).

Рис. 4.2. Выходные сигналы управления скоростью, о - большая скорость; б - средняя скорость; в - малая скорость

Нажатие кнопки "средняя скорость" задает сигнал G_MED, который в схеме преобразуется в прямоугольные импульсы. Коэффициент заполнения (скважность) составляет около 90% для движения со средней скоростью (рис. 4.2,а).

Усилитель сигнала скорости движения усиливает входной сигнал по мощности и подает его на двигатель движения. Двигатель вращается со скоростью, меньшей чем максимальная, так как он выключен в течение 10% всего времени. Это равносильно тому, что на двигатель поступает напряжение, составляющее 90% номинального. Если двигатель рассчитан, например, на 6 В, 90%-ная скважность в режиме средней скорости эквивалентна подаче на двигатель 0,9 X 6 = 5,4 В.

Когда нажата кнопка "медленная скорость", скважность еще уменьшается. На рис. 4.2, в показаны импульсы со скважностью 75%, которым соответствует малая скорость. В этом режиме эффективное напряжение на двигателе составляет 0,75 X 6 = 4,5 В.

Схема управления скоростью, описываемая далее, достаточно проста, чтобы можно было собрать ее, проверить, установить и отрегулировать за один вечер. Входные управляющие сигналы снимаются с кнопок временной панели управления, описанной в гл. 3.

Принцип действия

На рис. 4.3 приведена принципиальная схема платы управления скоростью. Схема состоит из трех основных частей: Двух независимых генераторов прямоугольных импульсов (f_SLO и f_MED), вентилей с выходами 2-6 и 2-8, а также выходного вентиля, осуществляющего логическое сложение управляющих сигналов и поступающих с генераторов импульсов. Выходной сигнал этого вентиля So является выходным сигналом всей платы.

Рис. 4.3. Схема платы управления скоростью. ИС1 - сдвоенный таймер 556, ИС2 - 4-2И-НЕ 7400, ИС3 - 3-3И-НЕ 7410

Генераторами, задающими среднюю и малую скорости, служат две половины сдвоенного таймера 556. Каждый из них работает в режиме автономного генератора прямоугольных импульсов с частотой порядка 100 Гц. Небольшие переменные сопротивления R2 и R5 устанавливаются на печатной плате и служат для задания величин скважности, соответствующих вашему двигателю.

Вентили на выходах генераторов пропускают импульсы или блокируют их в зависимости от логических уровней на входах G_SLO и G_MED. Пока на обоих входах низкий потенциал никакие импульсы не попадают на входы выходного вентиля. При подаче высокого потенциала на вход G_SLO выходной сигнал генератора низкой скважности попадает на выходной вентиль. Аналогично при подаче высокого потенциала на вход G_MED на выходной вентиль поступает сигнал с генератора f_MED.

В зависимости от входного сигнала выходным сигналом So может быть постоянный высокий потенциал со входа G_FAS (100%-ная скважность) или один из двух сигналов генераторов f_SLO и f_MED. Необходимо следить за тем, чтобы в каждый момент был подан лишь один управляющий сигнал, дабы избежать перекрытия сигналов на выходе. Логические схемы, которые в дальнейшем будут управлять скоростью, построены так, что в каждый момент подается только один управляющий сигнал.

Предварительные проверки и регулировки

Проверка и регулировка платы управления скоростью может быть проведена до установки платы в систему Бастер I. Для проверки и регулировки лучше всего иметь осциллограф, но можно работать и с хорошим вольтметром.

Подайте питание +5 В на плату управления и проверьте работу двух мультивибраторов в точках 1-5 и 1-9. Установите R2 с таким расчетом, чтобы мультивибратор f_SLO работал со скважностью (по осциллографу) порядка 75% (рис. 4.2, в). Если для регулировки используется вольтметр, замерьте сначала напряжение питания, а затем подсоедините вольтметр к выводу 1-5 и отрегулируйте R3 так, чтобы положительное напряжение в этой точке составляло ³/₄ напряжения питания. Если оно равно, например, +4,8 В, мультивибратор f_SLO работает со скважностью 75% тогда, когда показания вольтметра равны 0,75 X 4,8 = 3,6 В.

Мультивибратор, задающий среднюю скорость, регулируется аналогично. При этом вольтметр или осциллограф подключается к точке 1-9. Сопротивление R5 устанавливается так, чтобы скважность составляла 90% (рис. 4.2,6) или чтобы показания вольтметра равнялись 0,9 напряжения питания.

Для проверки работы вентиля малой скорости подключите осциллограф или вольтметр к выводу 2-6. В отсутствие сигнала G_SLO в этой точке должен быть постоянный потенциал +5 В. Подайте на вход G_SLO +5 В через сопротивление 1 кОм. На выходе 2-6 должны появиться инвертированные импульсы генератора. Этот сигнал должен быть положительным в течение 25% времени или вольтметр должен показывать положительное напряжение, равное ¹/₄ напряжения питания.

Вентиль, пропускающий сигнал средней скорости, проверяется аналогично. При этом сигнал +5 В подается через сопротивление 1 кОм на вход G_MED, а выходной сигнал снимается с вывода 2-8. Скважность в этом случае должна быть около 10%; вольтметр должен показывать ¹/₁₀ напряжения питания.

В отсутствие входных сигналов напряжения на выводах 2-6 и 2-8 должны быть близки к нулю. Если при подаче сигналов на входы выходные напряжения остаются нулевыми или если импульсы с генераторов появляются на выходах вентилей в отсутствие входных сигналов, проверьте распайку схемы.

Для общей проверки платы вольтметр или осциллограф подключается к выходу 50 (вывод 3-6), после чего на каждый вход подается +5 В через сопротивление 1 кОм.

Указания по установке

Плату управления скоростью довольно просто установить. Предварительно, разумеется, нужно отключить все временные провода, поступающие на плату усилителей мощности.

Задвиньте плату управления скоростью в стойку непосредственно над платой усилителей реле. Соедините проводом выход платы S0 с входом усилителя скорости движения. Подайте также на плату питание +5 В и землю.

Временная панель управления

Для реализации имеющихся к настоящему моменту возможностей управления Бастером I описанную в гл. 3 панель управления следует модифицировать. Эта панель управления особенно полезна при окончательной проверке системы управления скоростью.

На рис. 4.4 приведены принципиальная схема и расположение кнопок на временной панели управления. Обратите внимание на дополнительно включенные кнопки управления скоростью движения.

Рис. 4.4. Временная панель управления; а - принципиальная схема; б - предлагаемое расположение кнопок

Установка S1 в положение "вперед" дает возможность задать движение вперед с малой, средней или полной скоростью с помощью соответствующих кнопок. При переключении в положение "назад" меняется направление движения. Кнопки правого и левого поворотов работают, как описано в гл. 3.

После установки временной панели управления зарядите аккумуляторы Бастера и поставьте его на пол. Установите переключатель направления движения в положение "вперед" и нажмите кнопку "быстро". Машина должна поехать вперед с полной скоростью.

После этого отпустите кнопку "быстро" и нажмите кнопку "средняя скорость". Бастер должен несколько снизить скорость. Если скорость уменьшилась слишком сильно или машина вообще остановилась, тщательно отрегулируйте R5 на плате управления скоростью для получения приемлемой средней скорости.

Проверьте аналогичным образом и малую скорость, регулируя R3 до получения желаемой скорости.

На сайте https://fryaz.inditok.info тебя ждут элитные спутницы с безупречной внешностью и поразительным интеллектом.