Documente online.
Username / Parola inexistente
  Zona de administrare documente. Fisierele tale  
Am uitat parola x Creaza cont nou
  Home Exploreaza
Upload



















































B3510-L - SENZORI sI ELEMENTE DE ACŢIONARE DE TIPUL PORNIT/OPRIT (TOTUL SAU NIMIC, ON/OFF)

tehnica mecanica












ALTE DOCUMENTE

Varianta 56
Marimi fizice
TUNSOAREA MODERNĂ
TESTER PT. AMPLIFICATOARE OPERARATIONALE - schema
camp magnetic
PREVENIREA INCENDIILOR LA DEPOZITE DE PRODUSE PETROLIERE
Masurarea rezistentei prizelor de pamānt
Principiile HACCP
MOD DE SETARE AL PARAMETRILOR
Transformatorul trifazat

3510L.DOC

06/99



B3510-L - SENZORI sI ELEMENTE DE ACŢIONARE DE TIPUL PORNIT/OPRIT (TOTUL SAU NIMIC, ON/OFF)

- Manual de utilizare -


CONŢINUT:

1 - GENERALITĂŢI

2 - INDICATORUL DE TIP LED

3 - INDICATORUL ACUSTIC (BUZZER)

4 - RELEU

5 - RELEU REED

6 - SOLENOID

7 - SENZOR CU EFECT HALL

8 - COMUTATOR OPTIC REFLECTIV

9 - COMUTATOR DE PROXIMITATE INDUCTIV

10 - COMUTATOR ELECTRONIC

11 - EXEMPLE DE REZULTATE ALE EXPERIMENTELOR

12 - ANEXA : LITERATURĂ TEHNICĂ


1 - GENERALITĂŢI

Acest modul cuprinde montaje experimentale pentru cāteva dispozitive de intrare/iesire de tipul PORNIT/OPRIT (TOTUL/NIMIC, ACŢIONAT/NEACŢIONAT, ON/OFF)

Acestea sunt:

-        Comutator optic reflectiv si amplificator tampon capabil sa actioneze o sarcina de tipul pornit/oprit

-        Led indicator si circuit de comanda.

-        Beeper (buzzer, mic difuzor) piezoceramic si circuit de comanda.

-        Releu electromecanic, bobina de curent continuu (CC), 1 comutator. Releul are o carcasa transparenta, asa īncāt constructia sa poate fi observata.

-        Releu reed cu doua bobine. Prezenta celor doua bobine identice permite experimentarea efectului īntaririi/slabirii cāmpului prin alimentarea separata a bobinelor.

-        Comutator cu senzor cu efect Hall si adaptor de iesire.

-        Un montaj pentru testarea senzorului cu efect Hall : bobina cu miez culisabil din fier (a carui distanta fata de senzor poate fi ajustata) pentru studierea conditiilor de functionare ale senzorului.

-        Comutator de proximitate, de tip inductiv, cu un dispozitiv mecanic care sa permita prinderea unor mostre interschimbabile de material (fier moale, bronz (alama), aluminiu) la distante micrometrice ajustabile.

-        Solenoid, ca exemplu de actionare electrica cu iesire mecanica.

-        Comutator electronic, constānd dintr-un TRIAC cu comanda cu separator (izolator) optic (optocuplor). Este inclus de asemenea si un montaj pentrucomanda unor sarcini de curent alternativ si de curent continuu.

Toate partile acestui modul sunt folosite mult īn industrie. Elevii sunt facuti sa devina repede familiarizati cu principiul lor de functionare, cucaracteristicile si limitele de utilizare.

Modulul necesita pentru functionare o sursa de alimentare de tip B4191.

Figura 1 arataschita vederii frontale modulului. Figura 2 īi prezinta schema de principiu.




2 - INDICATORUL DE TIP LED

Diodele ElectroLuminiscente LED (The Light Emitting Diodes) sunt convertoare curent-lumina semiconductoare.Īnca de la aparitia lor au īnceput sa īnlocuiasca cu rapiditate indicatoarele cu becuri cu incadescenta īn majoritatea aplicatiilor.

Mai jos sunt prezentate cele mai importante caracteristici ale LED-urilor. Informatii mai detaliate si date de catalog ale producatorilor pentru unul din aceste dispozitive sunt atasate acestui manual.

-        Caracteristica electrica tensiune-curent a LED-ului este similara celei a unei diode. Tensiunea de polarizare directa este īnsa tipic 1,4V fata de 0,6V pentru diodele cu siliciu.



-        Pentru a emite lumina LED-ul trebuie sa fie polarizat direct cu un curent cuprins īntre 5 si 20mA.LED-urile care necesita mai putin curent (5 la 10mA) sunt de tipul"de īnalta eficienta"si utilizarea lor īncepe sa o depaseasca pe cea a celor de tip normal.

-        LED-urile nu suporta īn general polarizarea inversa. Ele pot sa aiba o tensiune inversa de strapungere cuprinsa īntre 5 si 50V.

Atunci cānd se presupune ca LED-ul poate ajunge sa fie polarizat invers, trebuie montata si o dioda de protectie.

LED-ul din modulul experimental este montat īntr-un circuit care include un rezistor limitator de curent, de 1k2 ohm si o dioda de protectie īmpotriva polarizarii inverse.

Pentru a pune īn functiune indicatorul aplicati o tensiune variabila de la 0 la 20V īntre mufele terminale, asa cum se arata īn fig. 3.



3 - INDICATORUL ACUSTIC (BUZZER)

Acest dispozitiv este facut īn general dintr-un element piezoceramic montat pe o diafragma care transforma vibratiile mecanice īn unde sonore. Dispozitivul este montat de obicei intr-o cutie de rezonanta cu scopul de a creste intensitatea sunetului.

Buzzerele sau Beeperele sunt oferite de obicei īn doua tipuri constructive : unul este un rezonator plan necesitānd o alimentare corespunzatoare īn curent alternativ iar cealalta include un tranzistor ca micro-oscilator, si deci necesita o alimentare īn curent continuu.

Dispozitivul prezentat pe placa modulului este de acest din urma tip. Buzzer-ul de pe placa include un rezistor limitator si o dioda Zener pentru protectia dispozitivului fata de inversarea tensiunii de alimentare.

Testati dispozitivul aplicāndu-i o tensiune continua variabila de la 0 la 20V īntre mufele sale de alimentare.


4 - RELEU

Releul prezentat īn modul are carcasa transparenta pentru a permite observarea miscarilor sale.

Bobina releului functioneaza la o tensiune nominala de 12Vcc (curent continuu).

Oricum, nu se va īntāmpla nimic rau daca dispozitivul este exploatat la o tensiune de pāna la 17V, datorita dimensiunii sale relativ mari care īi permite sa disipe surplusul de putere. O alta explicatie pentru capacitatea releelor de a suporta supratensiunile este aceea ca conductorul din cupru al bobinei are un coeficient de temperatura pozitiv si tinde sa conduca mai putin curent pe masura ce temperatura sa creste.

Releul are un singur comutator pe care īl actioneaza, capabil sa comute un curent de5Ala 250V.

O alta caracteristica interesanta a releelor este histerezisul lor : daca tensiunea de alimentare a bobinei va fi facuta sa creasca incet, se poate observa ca releul va anclasa la o tensiune īntre 9 si 10 volti ( pentru releul nostru cu tensiunea nominala de 12V). Daca tensiunea va fi apoi facuta sa scada īncet, releul va declansa la o tensiune īntre 7,5 si 8,5V, īn orice caz la o valoare mai mica decāt precedenta.

Motivul acestui comportament este acela ca odata anclasat releul īsi schimba caracteristicile geometrice ale circuitului magnetic : armatura mobila vine īn contact cu jugul (armatura fixa) si acest lucru micsoreaza rezilienta circuitului magnetic. Prin urmare va fi nevoie de un curent mai mic pentru a tine anclasat releul decāt cel necesar pentru a-l anclasa.

Testati releul conectānd īntre mufele bobinei sale o sursa de alimentare cu tensiune variabilaintre 0 si 20V, si cresteti si scadeti īncet aceasta tensiune pentru a īnregistra punctele de anclasare si declansare (vezi fig. 4).

Observati ca acest releu nu este polarizat si prin urmare tensiunea de alimentare poate fi aplicata cu orice polaritate.

Retineti faptul ca īn mod normal, la releele alimentate īn curent continuu exista si o dioda montata īn antiparalel, (adica īn paralel cu bobina, dar polarizata invers, cu anodul īnspre masa si cu catodul īnspre sursa pozitiva) cu scopul suprimarii impulsurilor inductive (supratensiunilor) care apar atunci cānd dispozitivul este de-energizat. Aceasta dioda nu este inclusa īn acest circuit demonstrativ, tocmai pentru a permite functionarea lui cu orice polaritate a tensiunii de alimentare (chiar si īn curent alternativ).



5 - RELEU REED

Un releu reed poate fi definit ca un releu īn care o portiune a circuitului magnetic sicircuitul electric comutat (adica īnchis si deschis de el) coincid.

De fapt dispozitivul Reed consta īntr-o lamela de contact facuta dintr-un material cu o īnalta permeabilitate magnetica, īncapsulata īntr-o capsula de sticla umpluta cu gaz inert.

Cānd capsula de sticla este excitata axial de un cāmp magnetic, lamela de contact tinde sa se orienteze īn lungul liniilor de flux si asta o face sa vina īn contact cu contactul fix.

Lamela de contact este asadar īn acelasi timp parte a circuitului magnetic si a celui electric avānd īn vedere ca prin ea trece curentul de sarcina comutat.

Īn mod normal releele Reed nu sunt dispozitive de mare putere dar sīnt folosite de preferinta pentru comutarea semnalelor si pentru a implementa logica bazata pe relee.

Marele lor avantaj fata de releele conventionale este functionarea rapida (tipic 5msec fata de 15 la100msec) si durata lor mare de viata (peste 109 actionari).

Releul Reed prezentat pe placa are o bobina cu doua infasurari. Acest aranjament este frecvent īntālnit la releele pentru operatii logice : a doua bobina poate fi folosita pentru a realiza o operatie SAU (OR) cu prima sau operatii de tip SAU EXCLUSIV (XOR) numai prin schimbarea polaritatii conexiunii celei de a doua infasurari cu scopul de a anula cāmpul magnetic produs de prima.

Testati functionarea releului conectāndu-l īn prima faza la o sursa variabila de curent continuu, pentru a īnregistra tensiunile la care comuta (īnchide si deschide circuitul).

Puteti apoi testa efectul celor doua cāmpuri magnetice care se anuleaza reciproc aplicānd o tensiune de +15V unei bobine si una de -15V celeilalte.

6 - SOLENOID

Acest dispozitiv este adesea folosit pentru a deplasa mecanic o sarcina sau pentru a o retine sau, īn general pentru a efectua operatiuni mecanice care implica miscari.

Solenoidul prezentat pe placa este unul de dimensiuni reduse, cu o bobina care functioneaza la o tensiune nominala de 12V curent continuu.



7 - SENZORUL CU EFECT HALL

Īn principiu sunt doua tipuri de senzori cu elect Hall : cele liniare si cele de tipul TOTUL sau NIMIC (ON/OFF).

Primele sunt īn general utilizate pentrumasurarea liniara a cāmpurilor magnetice, pentru a masura curentul alternativ si contunuu prin conductori etc... Al doilea tip este folosit pentru limitatoare, senzori de prezenta si asa mai departe. Ele furnizeaza o iesire logica pentru interfatarea directa cu portile logice sau pentru a comanda diverse sarcini prin intermediul unor amplificatoare intermediare.




Senzorul Hall oferit īn modulul experimental este de tipul TOTUL sau NIMIC.

Este montat īmpreuna cu un circuit de comanda pentru o sarcina de curent continuu si cu mijloace de testare a functionarii sale.

Acestea din urma constau īn :

O bobina cu o īnfasurare cu un miez culisabil. Īnfasurarea poate fi alimentata la o tensiune fixa de 15V curent continuu iar miezul poate fi facut sa culiseze īnauntru si īnafara pentru a īi testa functionarea ca detector de proximitate.

Alternativ miezul poate fi facut sa culiseze si sa ajunga īn contact cu fata senzorului iar curentul prin bobina poate fi variat pentru a studia limita de functionare a senzorului.

Vedeti īn fig. 6 descrierea schemei de conexiuni.

Īn timp ce cablati acest circuit pentru experimente, observati urmatoarele :

Referitor la figura 6.

-        Mufa B1 trebuie conectata la masa placii.

-        Mufa B2 este celalalt capat al bobinei magnetizante. Conectati aceasta mufa la o sursa de tensiune de 0...+20V curent continuu (nominal 15V) pentru a face sa functioneze senzorul Hall.

Conectati aceasta mufa la o sursa de 0... -20V curent continuu pentru a dovedi ca senzorul nu functioneaza cu cāmpuri magnetice de polaritate inversata.

-        Mufa B3 este conectata la alimentarea pozitiva de +15V a placii.

-        Mufa B4 este iesirea circuitului. Este o iesire cu colector īn gol PNP (Open Colector). Prin urmare sarcina trebuie sa fie conectata asa cum e indicat īn fig. 6.



8 - COMUTATORUL OPTIC REFLECTIV

Dispozitivul consta īntr-o pereche emitator-detector care formeaza un corp comun.

Fata sensibila a ambelor este orientata īn sus fata de placa de circuit imprimat.

Emitatorul radiaza o lumina ultravioleta (UV) si, daca nu este īn apropiere nici un obiect (reflectiv) are sa o reflecte, lumina nu este receptata de detector.

Daca īn fata dispozitivului se pune un obiect reflectiv (de o culoare adecvata si/sau cu o suprafata finisata corespunzator), detectorul (un fotorezistor) īsi satureaza intrarea, producānd astfel un semnal logic.

Emitatorul si receptorul se potrivesc unul cu altul, īn sensul ca detectorul are un vārf de sensibilitate corespunzator lungimii de unda a emitatorului.Oricum, asta nu īmpiedica detectorul sa fie sensibil la lumina ambienta si la alte surse de lumina.

Asadar este nevoie de o grija deosebita īn utilizarea īn practica a acestui dispozitiv.

Pentru a testa dispozitivul folositi montajul din fig. 7.

Atunci cānd montati cablurile pentru punerea īn functiune a circuitului de test oferit īn acest modul, tineti seama de urmatoarele observatii :

-        Dispozitivul are iesirea adaptata printr-un amplificator tranzistorizat.

-        Mufa B5 este legata la masa (electrica a) placii (GND).

-        Mufa B6 este o iesire NPN deci aceasta va fi "trasa īn sus" la V+ cānd iesirea este activa.

-        Legarea la polul pozitiv al sursei (V+) de pe placa este facuta de un traseu de pe placa de circuit imprimat. Asadar sarcina trebuie sa fie conectata īntre B5 si B6.



9 - COMUTATORUL DE PROXIMITATE INDUCTIV

Acest dispozitiv este disponibil comercial īntr-o varietate de forme si caracteristici. O clasificare grosiera poate fi facuta dupa cum urmeaza :

-        Dispozitive alimentate īn curent alternativ (CA) sau īn curent continuu (CC).

-        Dispozitive cu 2 terminale, īn care incarcatura este conectata īntre un terminal si sursa de CA sau de CC, īn timp ce celalalt terminal este conectat la masa (GND).

-        Dispozitive cu 3 terminale, doua dintre ele fiind tensiunea de alimentare simasa (GND), iar al treilea este iesirea de sarcina, pentru a fi conectat la tensiunea de alimentare (la tipurile NPN) sau la masa (GND) (la tipurile PNP).

Toate aceste dispozitive functioneaza dupa principiul unui oscilator cu tranzistor a carui functionare este amortizata atunci cānd un obiect metalic se apropie de elementele sale de rezonanta.

Eficienta efectului de amortizare si prin urmare si sensibilitatea dispozitivului depind de tipul de metal (maximum pentru obiecte feromagnetice) si de distanta.

Dispozitivul oferit īn acest modul experimental este unul cu alimentare īn curent continuu,cu 3 terminale, NPN, cu functionare de tip "trage īn jos" (pull down).

Vezi fig. 8.

-        Mufa B8 este conectata la alimentarea V+ a placii printr-un traseu de pe placa de circuit imprimat.

-        Masa dispozitivului nu are o mufa dar este legata printr-un traseu imprimat pe placa la masa placii.

-        Mufa B7 este iesirea dispozitivului. Sarcina trebuie sa fie conectata īntre mufele B8 si B7 pentru ca dispozitivul sa functioneze corect.



Sunt oferite trei mostre de material,respectiv fier moale, bronz (alama), aluminiu.

Exercitiile prevazute constau īn studierea functionarii si masurarea distantelor de pornit/oprit (ON/OFF) īn cazurile celor trei mostre de materiale (figura 8 prezinta conexiunile care trebuie realizate).

Observati ca mostrele de metal pot fi introduse īn capatul unui surub cu filet metric, cu pas de 1mm. Asta īnseamna ca pentru fiecare rotatie (sau fractiune de rotatie) a surubului se va obtine o deplasare longitudinala de 1mm (sau fractiune de milimetru).



10 - COMUTATOR ELECTRONIC

Modulul include un exemplu de comutator electronic cu semiconductori realizat dintr-o componenta numita TRIAC a carei poarta de comanda este actionata printr-un optocuplor (izolator optic).

Acest lucru permite ca circuitul de comanda sa fie izolat galvanic, asa cum se cere pentru a exploata sarcini care sa fie conectate la reteaua de alimentare cu energie electrica (alternativa) (220Vca).

Evident, comutatorul electronic al acestui modul experimental NU ESTE facut pentru a fi exploatat prin alimentarea de la reteaua de energie electrica (220Vac), din motive de protectie a utilizatorilor. Va trebui pus īn functiune alimentāndu-l de la iesirea de joasa tensiune, curent alternativ, a sursei B4191, de exemplu cu 15Vca sau cu30Vca.

Vezi fig. 2 si 8 pentru detaliile de functionare :

-        Mufele B9, B10 sunt intrarile de comanda flotante. B10 trebuie sa fie pozitiv (nominal +15V) fata de B9 pentru a pune comutatorul pe pozitia pornit (ON).

-        Cānd comutatorul este pornit (ON), este īnchisa o cale de curent (este facuta legatura) īntre mufele B11 si B12.

Cu alte cuvinte, aceste mufe se comporta ca si contactul normal-deschis al unui releu.

Aceasta afirmatie este valabila numai pentru curent alternativ: daca un curent continuu este facut sa treaca de la mufa B11 la B12 sau invers, comutatorul nu va comuta (nu se va deschide, nu va īntrerupe circuitul) atunci cānd comanda de pornire (ON) de la intrare este eliminata. Asta deoarece TRIACUL nu comuta pe "OPRIT" decāt daca curentul pe care-l conduce se īntrerupe (din alte cauze, cum ar fi trecerea prin zero a tensiunii de alimentare).

-        Īn cazul īn care trebuie comandata o sarcina īn curent continuu, trebuie folosita puntea cu diode DB1, oferita īn acest scop.

-        Figurile 9 si 10 arata doua variante de conexiuni pentru circuit.

Comutatorul optic reflectiv este legat la intrarea de comanda a comutatorului electronic pentru a oferi o demonstratie de lucru, īn timp ce solenoidul si releul de pe placa sunt legate ca sarcina pentru acelasi comutator.



11 - EXEMPLE DE REZULTATE ALE EXPERIMENTELOR

INDICATORUL LED

Domeniul de tensiune de īncercare : 0 la 20V. Domeniul de iluminare : de la aprox. 3V īn sus.

 

INDICATOR ACUSTIC

Domeniul de tensiune de īncercare : 0 la 20V. Tensiunea de functionare : de la 3V īn sus.

RELEU

Tensiunea de anclasare : tipic 9,5V. Tensiunea de declansare : 8V.

RELEU REED

Ca mai sus ( la punctul 4 )

SOLENOID

Punctul de anclasare : tipic 10V.

SENZOR CU EFECT HALL

Cu miezul īmpins complet īnainte (=sensibilitate maxima), comutarea din starea oprit īn starea pornit (OFF®ON), adica anclasarea se produce tipic la 11V, tensiune de excitatie a bobinei.

Declansarea (ON®OFF) la aprox. 7V.

COMUTATORUL OPTIC REFLECTIV

Cu o protejare corespunzatoare fata de lumina ambianta, o foaie de hārtie neagra opaca nu va pune īn functiune senzorul. O foaie de hārtie alba īl va face sa functioneze de la o distanta de aprox. 2,5mm.


SENORUL DE PROXIMITATE

Distantele de comutare :

Proba din fier moale :2.6mm.

Proba din bronz :1.1mm.

Proba din aluminiu:0.8mm.


12 - ANEXE : LITERATURĂ TEHNICĂ













Document Info


Accesari: 6947
Apreciat:

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta


Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site

Copiaza codul
in pagina web a site-ului tau.




Coduri - Postale, caen, cor

Politica de confidentialitate

Copyright © Contact (SCRIGROUP Int. 2019 )