Микропроцессорная система управления технологическим оборудованием типа CNC Модуль входных сигналов (стр. 4 из 4)
В целях защиты от влаги плату с обеих сторон покрывают двумя-тремя слоями лака ЭП-730 ГОСТ 20824-84 или УР-232 ТУ 6-10-863-84 или аналогичным.
Сборочный чертеж выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 2.109-73 с учетом требований ГОСТ 2.413-72.
Сборочный чертеж печатной платы представлен на листе чертежей КП.2068.988-А2-22-00.00.000.СБ графической части работы. Спецификация на сборочный чертеж представлена в приложении F.
| Микросхемы | Количество | Ток потребления, мА |
| D1, D2, D12, D13, D19 | 5 | 12,0 |
| D6, D7, D9 | 3 | 27,0 |
| D10, D11, D15-D17 | 5 | 11,0 |
| D3, D5 | 2 | 10,6 |
| D4 | 1 | 22,0 |
| D8 | 1 | 3,0 |
| D14 | 1 | 9,3 |
| D18 | 1 | 10,0 |
| D20-D23 | 4 | 17,0 |
Ток, потребляемый всеми микросхемами:
Мощность, рассеиваемая всеми микросхемами:
PРАС D =UСС ∙IПОТ=5∙329,5= 1647,5 мВт = 1,64 Вт.
Ток, потребляемый резисторами R2-R43:
IПОТ R2-R43 =42∙15,0=630,0 мА.
Ток, потребляемый резистором R1:
IПОТ R1 =3 мА.
Суммарный ток потребления:
IПОТ =IПОТ D + IПОТ R2-R23 + IПОТ R1 =329,5+630+3=
=962,5 мА= 0,962 А.
Максимально рассеиваемая мощность:
4.3 Расчет фильтра питающего напряжения
В данном модуле используется фильтр питающего напряжения, который выполняет два типа фильтрации и содержит 24 фильтрующих конденсаторов: по одному конденсатору на каждую микросхему D2…D23 для подавления высокочастотных помех в цепях питания и один общий блокирующий, который устанавливается для снижения низкочастотных пульсаций в шинах питания и включаются между выводами «питания» и «земля» около разъема печатной платы и рассчитывается на промышленную частоту 50 Гц. Высокочастотные фильтры фильтруют колебания напряжения, возникающие в результате переключения схем, они рассчитываются для частоты 20 кГц.
Расчёт фильтра питания НЧ и ВЧ производится по уравнению резонанса
,где U – напряжение питания 5 В;
– сопротивление нагрузки;f-частота;
C-емкость конденсатора.
- Расчет фильтра питания низких частот.
Сопротивление нагрузки RH:
По результатам расчёта выбирается конденсатор C1 К53-18-16В-120 мкФ ±10% [11].
- Расчет фильтра питания высоких частот.
Все микросхемы D1-D23 разбиваются на две группы: с током потребления до 15 мА (D1-D3, D5, D8, D10-D19) и с током потребления больше 15 мА (D4, D6, D7, D9, D20-D23).
Рассчитывается средний потребляемый каждой группой микросхем ток [8]:
Суммарное сопротивление:
Из уравнения резонанса (9) рассчитывается емкость конденсаторов С2-С4, С6, С9, С11-С20 и С5, С7, С8, С10, С21-С24:
По результатам расчёта выбираются конденсаторы С2-С4, С6, С9, С11-С20 К10-17-H90 3,9 нФ ±10%, С5, С7, С8, С10, С21-С23 К10-17-H90 8,2 нФ ±10% [11].
4.4 Проверка разъемов по току
Разъем Х1 типа ХХ96-1 рассчитан на рабочее напряжение 700В и на максимальный ток 2А на один контакт [12]. Максимальный ток, передаваемый разъемом Х1 по цепи питания составляет IПОТ = 0,962 А. То есть вполне достаточно для надежности использовать один контакт разъема.
Разъем Х2 типа DIN41612-32M рассчитан на рабочее напряжение 500 В и на максимальный ток 4 А на один контакт [12]. Максимальный ток, передаваемый разъемом Х2 по цепи питания составляет IКОМ=315 мА. То есть вполне достаточно для надежности использовать один контакт разъема.
Заключение
В ходе выполнения курсового проекта была разработана принципиальная электрическая схема модуля входных дискретных сигналов в соответствии с требованиями технического задания на курсовое проектирование с проведением расчетов основных электрических и временных параметров. Данный модуль представляет собой законченную схему с одним системным разъемом, для связи с процессором и одним выходным для связи с датчиками.
Тип интерфейса для связи МПСУ ТО с модулем – И-41.
Обмен информации осуществляется в режиме адресного обмена (чтения) и диагностики (записи).
Разрядность внутренней шины данных - 8 бит.
Гальваническая развязка с отсутствует.
Коммутируемый ток 315 мА, уровень выходного напряжения 48 В dc.
Модуль питается от одного источника питания +5±0,25В и потребляет не более 4,277 Вт.
Разработана печатная плата модуля с использованием САПР P-CAD 2002. Данный модуль имеет 18 входов и может быть использован для слежения за дискретными исполнительными устройствами технологического оборудования
