Платон Константинович Денисов, г. Симферополь
Для контроля движения лифтов, эскалаторов, конвееров, транспортеров и других объектов необходим преобразователь параметров движения в электрический сигнал. Построение систем управления движущимися объектами невозможно без устройств, контроля параметров движения. Информация о скорости и направлении перемещения позволяет эффективно функционировать системе автоматического управления. Работа схемы преобразователя основана на смешивании двух цифровых сигналов от датчика Холла: сигнала скорости движения и сигнала направления движения.
Условия эксплуатации преобразователя:
|
Перемещение воспринимает микросхема, содержащая элементы Холла – SS526DT. В подвижном элементе конструкции установлены магниты. Применение ниодимовых магнитов дает возможность разместить достаточное количество магнитов, обладающих малыми габаритами при достаточной напряженности создаваемого поля. Магниты установлены в подвижную часть конструкции с условием обеспечения чередования полюсов, это необходимо для работы микросхемы SS526DT. Внутренняя схема SS526DT определяет направление движения, благодаря смене полярности магнитного поля. Чем чаще установлены магниты, тем выше разрешающая способность и, следовательно, увеличивается возможность регистрации малых перемещений. Микросхема SS526DT устанавливается на печатной плате закрепленной на неподвижном основании. Перемещение полюсов магнитов происходит вдоль корпуса микросхемы. Электрическая схема преобразователя линейного перемещения преобразует сигналы от датчика Холла в один выходной сигнал. Информацию о скорости несет частота импульсов выходного сигнала преобразователя линейного перемещения, а информация о направлении передается с помощью полярности импульсов выходного сигнала.
Благодаря наличию источника двуполярного напряжения питания в схеме преобразователя линейного перемещения, выходной сигнал может иметь отрицательную или положительную полярность полным размахом пять вольт.
Электрическая схема преобразует сигнал от датчика Холла SS526DT в выходной сигнал преобразователя линейного перемещения, обеспечивая достаточную нагрузочную способность по току. Для уменьшения влияния помех, воздействующих на кабель, сопротивление приемника сигнала не должно быть большим. Необходимо обеспечить потребление достаточного выходного тока сигнала преобразователя линейного перемещения принимающим прибором для уменьшения влияния помех, искажающих передаваемую информацию. Питание преобразователя линейного перемещения передается по двум проводам. Третий провод используется для передачи сигнала, полярность которого изменяется относительно общего провода питания. Датчик Холла SS526DT формирует сигнал, несущий информацию о направлении вращения, который управляет переключателем К1. В зависимости от уровня сигнала от SS526DT переключатель К1 подключает переключатель К2 к источнику положительного или отрицательного напряжения. Сигнал скорости датчика Холла управляет переключателем К2. Частота сигнала Скорость, сформированного переключателем К2, соответствует половине количества магнитов, перемещающихся вдоль датчика Холла SS526DT.
Сигнал Скорость и направление формирует электрическая схема преобразователя линейного перемещения. Сигнал Направление поступает с выхода D микросхемы DA3 содержащая элементы Холла. Высокий логический уровень сигнала с выхода D преобразуется инвертором DD1.2 в низкий. Светодиод оптрона VK1.2 получает возможность работать при появлении высокого логического уровня на выходе инвертора DD1.1. Одновременно с этим запрещается работа светодиода оптрона VK1.1. Благодаря соединению светодиодов оптронов с логическим элементом как изображено на схеме сигнал с выхода D микросхемы DA3 устанавливает, через какой из оптронов будет проходить сигнал Скорость, поступающий с выхода S микросхемы DА3 на вход инвертора DD1.1. Высокий уровень импульсов, поступающих с выхода инвертора DD1.1, заставляет течь ток через резистор R4 и светодиод оптрона VK1.2. Оптрон VK1.1 формирует сигнал положительной полярности на контакте 3 клеммы XT1, а оптрон VK1.2 – отрицательной. В схему преобразователя линейного перемещения входит импульсный источник питания DA1 с высоким КПД, преобразующий напряжение величиной до 32 В в напряжение 5 В. Импульсный источник питания DA2 преобразует однополярное напряжение в двухполярное напряжение питание схемы. Конденсаторы, входящие в схему датчика уменьшают влияние помех на формирование выходного сигнала. Резисторы R1 и R2 задают выходной ток датчика, значение их сопротивления может быть пересмотрено и определено в зависимости от входной цепи принимающего прибора. Схема использует один сдвоенный оптрон, что позволяет сократить площадь печатной платы, размещенной внутри датчика.
Параметры преобразователя линейного перемещения во многом обуславливают выбор примененных компонентов электрической схемы. Диапазон изменения напряжения питания, при котором способен работать преобразователь линейного перемещения, обуславливает DA1. Верхний предел измерения скорости вращения зависит от быстродействия оптореле VK1. При выборе типа оптореле VK1 оценивается его быстродействие и частота импульсов, поступающих на вход оптореле. Правильный выбор VK1 позволит уменьшить стоимость датчика. Микросхема DD1 выполняет функцию простейшего усилителя по току, и может быть заменена другим решением. XT1 – элемент разъемного соединения.
Перечень элементов электрической схемы
|
Позиция
|
Наименование
|
|
C1...C3
|
Конденсатор EMR 47 мкФ 50 В ф. Hitano
|
|
C4...C6
|
Конденсатор SMD 0805 2.2 мкФ 16 В
|
|
С7
|
Конденсатор EMR 47 мкФ 50 В ф. Hitano
|
|
DA1
|
Преобразователь напряжения TSR 1-2450 ф. Traco power
|
|
DA2
|
Преобразователь напряжения TMR 3-1221WI ф. Traco power
|
|
DA3
|
Микросхема SS526DT ф. Honeywell
|
|
DD1
|
Микросхема 1533ЛН1
|
|
R1, R2
|
Резистор 240 Ом ±5%
|
|
R3, R4
|
Резистор 150 Ом ±5%
|
|
VK1
|
Оптореле 249КП10АР
|
При увеличении расстояния между магнитами и низкой скорости перемещения уменьшаются требования к наивысшей рабочей частоте компонентов схемы.
Сылки
