РЕАЛИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СТЕНДА ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОВОСПЛАМЕНИТЕЛЕЙ

В настоящей статье демонстрируется пример построения практической схемы реализованного на практике стенда, описанного в статье «Автоматизация испытаний электровоспламенителей». Функциональная схема стенда представлена на рис.1.

Рисунок 1. Функциональная схема автоматизированного стенда испытаний

где:

БИ – блок индикации;

БУ – блок управления;

ГУН – генератор тока, управляемый напряжением;

К – ключ;

ЭВ –испытываемый электровоспламенитель;

МК – микроконтроллер (МК);

ШД – шина данных МК;

В – вычислитель МК;

АЦП – аналого-цифровой преобразователь, встроенный в МК.

На основании приведенной функциональной схемы была разработана электрическая принципиальная схема, произведена разводка печатной платы для нее. Разработанная принципиальная схема и ее составные части и представлена в настоящей статье.

Генератор тока, управляемый напряжением ГУН и ключ К

Генератор тока, управляемый напряжением ГУН и ключ К реализованы на ИМС DA1-DA2 и транзисторах VT1-VT2. Фрагмент схемы электрической принципиальной представлен на рис.2. Управляющее напряжение от микроконтроллера МК DD1 в виде импульсов широтно-импульсной модуляции сглаживается низкочастотным фильтром на ИМС DA1.1 и подается на ГУН, построенный на ИМС DA2. Ключ К реализован на транзисторе VT2. Для усиления напряжения с электровоспламенителя ЭВ при измерении его сопротивления служит усилитель напряжения DA1.2, сигнал с которого подается на вход АЦП микроконтроллера. Коэффициент усиления этого усилителя регулируется резистором R8.

Рисунок 2. Схема генератора тока ГУН и ключа К

Микроконтроллер DD1

Вся работа стенда осуществляется под управлением микроконтроллера DD1 семейства AVR ATmega32. Atmega32 является 8-битным микроконтроллером, построенным на расширенной AVR RISC архитектуре. Используя команды исполняемые за один машинный такт, контроллер достигает производительности в 1 MIPS на рабочей частоте 1 МГц, ATmega32/L содержит 32Кбайт программируемой FLASH памяти программ, допускающей чтение во время записи, 1024 байт EEPROM, 2К байт SRAM, 32 рабочих регистра. Схема подключения МК и его обвязка представлены на рис.3. Рабочая частота МК задается кварцевым резонатором ZQ1. Опорное напряжение встроенного АЦП микроконтроллера должно быть надежно отфильтровано. Для этой цели применен фильтр на L1 и C6. Интегрирующая цепочка R14-C7 служит для задержки запуска МК после подачи напряжения питания. Питание МК осуществляется то внешнего источника напряжением 5 В.

Рисунок 3. Схема подключения микроконтроллера с обвязкой

Блок индикации БИ

Блок индикации БИ реализован на двухстрочном LCD дисплее, отображающим 2 строки по 16 символов. В процессе работе на нем индицируются режим работы, электрическое сопротивление ЭВ и прочая служебная информация. Схема подключения дисплея представлена на рис. 4. Резистором R производится настройка его яркости. Включение индикатора производится подачей сигнала IND_ON от МК.

Рисунок 4. Схема подключения LCD дисплея

Блок управления БУ

Блок управления БУ реализован на кнопках S1-S5. Его схема представлена на рис.5.

Назначение кнопок:

S1 – подача тока воспламенения на ЭВ;

S2 – выбор времени импульса воспламенения;

S3 – значение тока импульса воспламенения;

S4 – переход в режим установки времени и тока импульса воспламенения;

S5 -  сброс стенда.

Рисунок. 5. Схема блока управления стендом

Полностью электрическая принципиальная схема стенда представлена на рис. 6.

Рисунок 6. Стенд для испытания электровоспламенителей. Схема электрическая принципиальная

На основе представленной на рис.6 схемы была спроектирована печатная плата. Без учета блока питания, не показанного на рис.6, размер платы составил 10х10 см.

Список литературы:

1. Зарубежные микросхемы, транзисторы, тиристоры, диоды+SMD. 0...9. Справочник. — Изд. 4-е, перераб. и доп. — СПб.: Наука и Техника, 2008
2. Datasheet ATmega32. © Atmel Corporation. http://www.atmel.com/.
3. Datasheet LM358. © Fairchild Semiconductor. https://www.fairchildsemi.com.
4. Datasheet HD44780U. © Hitachi. https://www.parallax.com/sites/default/files/downloads/603-00006-Hitachi-HD44780-Datasheet.pdf