Описание принципиальной электрической схемы

1.2 Описание принципиальной электрической схемы

Схема электрическая принципиальная представлена на рисунке 1.2

1.3 Выбор и расчет элементов схемы

При разработке устройства были использованы следующие электронные компоненты:

– термодатчик DS 18B20;

- платформа Arduino

– датчики PL – нижнего уровня и датчик PH – высокого уровня

- электрический нагревательный элемент

Для включения электронагревателя или электродвигателя микроконтроллер должен выдать сигнал низкого уровня на соответствующую линию порта вывода.

После включения нагревателя устройство должно поддерживать температуру в диапазоне от Тмин до Тмакс. Текущее значение температуры отображается на 3-значном цифровом индикаторе.

В исходном состоянии резервуары пуст, все краны закрыты, нагреватель и двигатель выключены.

Технологический цикл должен начинаться после нажатия кнопки «Пуск». По завершении цикла подать звуковой сигнал частотой 1 – 2 кГц длительностью 2 с.

Датчик температуры (DT) использует термосопротивление, величина которого зависит от температуры. Датчик проградуирован так, что при температуре 10 С⁰ он выдает 0,1 В, а при температуре 200 С⁰ – 2,0В.

Даны значения Тмин=85, Тмакс=90. Следовательно Тмин =174 Тмакс =184

1.4 Конструкция устройства

Общая характеристика объекта управления. Агрегат содержит один резервуар (Р), который оснащен датчиками и имеет входные трубы и выпускную трубу. Дополнительно резервуары могут содержать электронагреватель (TEN), миксер, приводимый во вращение электродвигателем (ED). Задана последовательность операций, которая обеспечивает химико-технологический процесс приготовления продута.

Датчик нижнего уровня (DL) сигнализирует о том, что резервуар пуст, если сигнал DL=0. Датчики верхнего уровня (DH) сигнализируют о том, что резервуар заполнен, если сигнал DH=0. На каждой трубе имеется кран, приводимый в движение электромагнитом. Кран будет открыт, если на электромагнит подать сигнал управления низкого уровня (K_n=0, n–номер крана). Если сработает датчик нижнего уровня, то соответствующий выпускной кран должен быть закрыт.

Датчик температуры (DT) использует термосопротивление, величина которого зависит от температуры. Датчик проградуирован так, что при температуре 10 С⁰ он выдает 0,1 В, а при температуре 200 С⁰ – 2,0В.

После включения нагревателя устройство должно поддерживать температуру в диапазоне от Тмин до Тмакс. В исходном состоянии резервуары пуст, все краны закрыты, нагреватель и двигатель выключены.

Технологический цикл должен начинаться после нажатия кнопки «Пуск». По завершении цикла подать звуковой сигнал частотой 1 – 2 кГц длительностью 2 с.

2 Программное обеспечение

 

2.1 Алгоритм функционирования

Открыть кран К1 на 30 с.

Открыть кран К2 до заполнения резервуара. Р

Запустить электродвигатель на 5 мин. Одновременно включить нагреватель.

Выключить нагреватель. Слить жидкость из Р.

Открыть кран К3 до заполнения Р водой.

Включить двигатель и перемешивать в течение 3 мин.

Слить воду.

Цикл завершен.

Даны значения Тмин=85, Тмакс=90. Режим работы светодиодных цифровых индикаторов – динамический.174-184

Алгоритм функционирования робота представлен на Рисунке 5.

Описание алгоритма:

Рисунок 5. Блок схема алгоритма

2.2 Описание программы

Функция setup () главная функция.

Функция loop() обрабатывает сообщение старта и запускает цикл.

Инициализируем порты

pinMode(5, INPUT); //dh – на ввод. Датчик высокого уровня

pinMode(6, INPUT); //dl - на ввод. Датчик низкого уровня

pinMode(7, INPUT); //start на ввод кнопка «START»

pinMode(8, OUTPUT); //k1 на вывод, кран К1

pinMode(9, OUTPUT); //k2 на вывод, кран К2

pinMode(10, OUTPUT); //k3 на вывод, кран К3

pinMode(12, OUTPUT); //ten на вывод для нагревательного элемента

pinMode(13, OUTPUT); //dvig на вывод для управления двигателем

pinMode(3, OUTPUT); //tone на вывод спикера

Открыть кран К1 на 30 с.

Открыть кран К2 до заполнения резервуара. Р

Запустить электродвигатель на 5 мин. Одновременно включить нагреватель.

Выключить нагреватель. Слить жидкость из Р.

Открыть кран К3 до заполнения Р водой.

Включить двигатель и перемешивать в течение 3 мин.

Слить воду.

Цикл завершен.

Даны значения Тмин=85, Тмакс=90. Режим работы светодиодных цифровых индикаторов – динамический.174-184