CC BY
39
5. прорисовка полного математического решения;
Которые дают возможность его использования для разрешения и других задач с аналогичными входными параметрами. Приведенный алгоритм в полной мере соответствует поставленной и решае-
мой задачи проектирования и применения автоматизированной МПКС для монтажа блоков радиоэлементов. Изначально потребуется провести анализ необходимого объекта технологического процесса (печатной платы), а точнее определиться с ее размерами, после этого алгоритм позволит подобрать требуемые размеры для проектируемой МПКС.
ЛИТЕРАТУРА
1. Reymond Clavel. Device for the movement and positioning of an element in space// United States Patent 4976582
2. Senior Lecturer Dr.Eng.Sergiu-DanStan http://www.sergiustan.ro/What%2 0is%2 0a% 20Paral-lel%20Robot.pdf
3. А.В. Смородов, А.Н. Волков. Построение рабочей области платформы Стюарта и её сечений.//Ак-туальные проблемы защиты и безопасности: Труды 7 всероссийской научно -практической конференции, Том.4. «Экстремальная робототехника» СПБ. 2004., С. 140-143.
4. Горячев Н.В. Совершенствование структуры современного информационно-измерительного комплекса. / Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Инновационные информационные технологии. 2013. Т. 3. № 2. С. 433-436.
5. Шуваев П.В. Формирование структуры сложных многослойных печатных плат / П. В. Шуваев, В.А. Трусов, В.Я. Баннов, и др. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 1. С. 364-373.
6. Sergiu-Dan Stan, Vistrian Matie§ and Radu Balan. Optimal Design of Parallel Kinematics Machines with 2 Degrees of Freedom / I. Huapeng Wu. Parallel Manipulators, Towards New Applications. Chapter, 14 // I-Tech Education and Publishing. - Austria. Vienna: Printed in Croatia, first published April 2008. - Р. 308-312
7. Клеветов Д. В. Разработка технологии автоматизации процесса монтажа печатных плат с применением механизмов с параллельной кинематикой // Технические науки: проблемы и перспективы: материалы Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, март 2011 г.). — СПб.: Реноме, 2011. — С. 62-67. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/2Z227/
УДК 004.414.22
Имамутдинов1 А.И., Каржанов? Б.Б., Надьрбеков? Г.Ж.
!фГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия 2Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Астана, Казахстан ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР НА БАЗЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
В статье рассмотрена программная реализация измерителя температуры на базе цифрового датчика температуры. Рассмотрены функциональные, а также принципиальные особенности такого измерителя Ключевые слова:
ЦИФРОВОЙ ДАТЧИК, ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС, ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДИАПАЗОН
Для того чтобы цифровые измерительные системы могли воспринимать информацию из окружающей среды, потребуются специальные средства, обладающие интерфейсом. Их целью будет являться преобразование различных физических величин в электрические сигналы [4]. Такими системами могут являться современные датчики. При работе, всякий аналоговый электрический сигнал, полученный на выходе в дальнейшем можно представить в виде двоичных кодов, которые могут быть приняты, а затем обработаны компьютером или микропроцессор-
Датч и к
ной системой. Что в свою очередь дает возможность автоматизации процесса измерений датчиками температуры и его хранением в электронном виде.
Все датчики делятся на две группы, это датчики прямого действия и составные датчики (рис. 1). Датчики прямого действия, их задача заключается в преобразовании воздействия внешней среды в электрический сигнал. Составные, в свою очередь прежде получения выходного электрического сигнала производят одно или множество различных преобразований сигнала.
Датчик
Внешнее воздейст
1 2 3 Электрическое напряжение
Рисунок 1 - Простой датчик (датчик прямого действия) и составной датчик: 1, 2 и 3 — преобразователи сигнала
Компьютер
Рисунок 2 - Функциональная схема цифрового измерителя
Рисунок 3 - Принципиальная схема цифрового датчика температуры
Рассматривая в качестве измерительной станции комплекс, составной частью которого будет являться компьютер, мы будем применять цифровые датчики температуры. Необходимо, чтобы данный комплекс включал в себя в себя следующий минимально требуемый набор инструментов: компьютер, датчик и специальное программное обеспечение (рис. 2) [4]. В данной статье рассмотрен виртуальный измеритель состоящий из цифрового датчика температуры и компьютера.
В последнее время большей популярностью пользуются полупроводниковые датчики температуры небольшого размера, их принцип работы основан на
изменении частот колебаний встроенного темпера-турозависимого автогенератора. Преимуществом выбора подобных датчиков будет являться то, что данные датчики уже откалиброваны на заводе изготовителе и могут передавать результаты измерений в двоичном коде, так же термодатчики не требуют индивидуальной настройки при замене. Такими датчиками могут являться DS1820, DS18S20 и DS18B20 фирмы «Dallas Semiconductor», которые оснащены однопроводным (1-Wire) интерфейсом. За каждым из датчиков закреплен свой уникальный 64-битный идентификационный номер, считывающийся по тому же интерфейсу. На рис.3 приведена принципиальная схема цифрового датчика температуры, реализованная на базе микросхем серии DS1820. В данной работе будет использован датчик DS18B20. Рабочий измерительный диапазон, данного датчика варьируется от -55 °C до +125 °C. В диапазоне от -10 °C до +85 °C, его точность составляет 0,5 °C, в остальном диапазоне погрешность не превышает 2 °C. Для питания датчика можно использовать напряжение линии данных, этот метод носит название «паразитное питание», в этом случае можно обойтись и без внешнего источника питания. В такой ситуации его максимальный измерительный диапазон будет ограничиваться +100 °C. В свою очередь, для того чтобы расширить диапазон температур до +125 °C потребуется использовать внешний источник питания [22].
Эмулятор
Измерения Настройки Информация
150 150
145 145
140 140
135 135
130 130
125 125
120 120
115 115
110 110
105 105
100 100
95 95
90 90
85 85
80 80
75 75
70 70
65 65
60 60
55 55
50 50
45 45
40 40
35 35
30 30
25 25
20 20
15 15
10 10
5 5
0 0
-5 -5
-10 -10
-15 -15
-20 -20
-25 -25
-30 -30
-35 -35
-40 -40
-45 -45
-50 -50
-55 -55
-60 -60
Границы поля графика, С Верхняя
Нижняя
¿Автоматический выбор границ
Контроль температуры, С Не более
13800
Her
22. DD
26.4 Cl 1299.55 K
Включить
| Пауза | | Сброс | Вьиод Датчик
ОЭ18В20
Округление результатов измерений О До десятых
О СОТЫХ
Запись результатов в Файл
Интервал между записями :1с
Рисунок 4 - Окно приложения для визуализации измерений температуры
Программное окно, визуализирующее процесс измерений температуры, при помощи датчика DS18B20 приведено на рис. 4. Приложение, на базе компьютерной программы разработано в среде программирования Borland Delphi. В форме окна программы реализованы: шкала термометра, график зависимости температуры от времени, индикаторы с текущим значением температур, реализована возможность автоматического выбора масштаба графика, возможность задать верхние и нижние границы экрана для вывода графика, кнопка для включения температурного контроля, возможность выбора внешнего и нижнего уровня контроля температур и управляющие кнопки. [22].
В левой части формы программы размещено изображение термометра, шкалу которого оператор мо-
жет использовать для перемещения меток обозначающих минимально и максимально допустимые значения измеряемого диапазона температур. Данная функция может пригодиться в случае, когда автоматизированную установку необходимо использоваться для отслеживания заданного интервала температур. В случае если температура выходит за границу заданного температурного диапазона программа издает звуковой сигнал, предупреждающий оператора. Границы визуального температурного графика определяются либо пользователем, либо устанавливаются автоматически самой программой опираясь на значения измеряемой температуры. Данная программа так же имеет возможность сохранять и записывать значения температур в файл. Интервал времени, который разделяет записи устанавливается оператором.
^ Эмулятор Измерения
Настройки Информация
150 150
145 145
140 140
135 135
130 130
125 125
120 120
115 115
110 110
105 105
100 100
95 95
90 90
85 85
80 80
75 75
70 70
65 65
60 60
55 55
50 50
45 45
40 40
35 35
30 30
25 25
20 20
15 15
10 10
5 5
0 0
-5 -5
-10 -10
-15 -15
-20 -20
-25 -25
-30 -30
-35 -35
-40 -40
-45 -45
-50 -50
-55 -55
-60 -60
20
28.33 C 130' 1.1 15 K
Границы поля графика, С Верхняя 145.00 | Нижняя
120.00 |
_ Автоматический выбор границ
Контроль температуры, С Не более
22. OD
П Включить
Пауза
Сброс
Выход
Датчик
DS18B20
Округление результатов измерений
О До десятых © До сотых
Запись результатов в Файл
Интервал между записями :1с
Рисунок 5 - Результаты опыта по нагреванию и охлаждению датчика
Температурный датчик, используемый совместно с программным приложением, является довольно чувствительным и в свою очередь менее инертным, если сравнивать со множеством известных аналоговых датчиков температуры. Применение данного датчика совместно с программой позволяет в режиме реального времени отследить температурные изменения окружающей среды, а также какого либо тела непосредственно контактирующего с датчиком. Необходимость подобных измерений может возникать, например в учебном процессе, при демонстрациях в школе на уроках химии или физики [3], что в свою очередь повысит эффективность при обучении, так же преимуществом использования подобной системы будет являться возможность контроля температуры на расстоянии, причем в контролируемой зоне или объекте будет располагаться лишь миниатюрный термочувствительный датчик. Для примера на рис. 5 изображены результаты опыта с нагреванием при прикосновении руки человека и его дальнейшим охлаждением до температуры в комнате. Из опыта можно увидеть, что зависимости температурных показателей от временных при нагревании и охлаждении датчика похожи на экспоненциальные.
ЛИТЕРАТУРА
1. М.А. Бабиков, А.В. Косинский. Элементы и устройства автоматики: Учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1975. - 464 с.: илл.
2. Саченко, А.А. Измерение температуры датчиками со встроенными калибраторами / А.А. Саченко. -М.: Книга по Требованию, 2012. - 107 с.
3. Эткин, Л. Г. Виброчастотные датчики. Теория и практика / Л.Г. Эткин. - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. - 408 с.
4. К.Л. Куликовский, В.Я. Купер. Методы и средства измерений: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 448 с.: илл.
6. Данилов, О. Е. Выбор интерфейса для подключения самодельных датчиков к компьютерной экспериментальной установке / О. Е. Данилов // Информационно-коммуникационные технологии в подготовке учителя технологии и учителя физики: Сборник материалов научно-практической конференции. Ч. 1. / Отв. ред. А. А. Богуславский. — Коломна: Московский государственный областной социально-гуманитарный институт, 2010. — с. 152-155.
6. Данилов О. Е. Программное обеспечение цифрового термометра // Молодой ученый. — 2014. — №6. — С. 84-88. — URL https://moluch.ru/archive/65/10515/.
УДК 621.391
Важенин1 П.С., Иофин2 А.А., Шегал1 А.А.
!фГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина», Екатеринбург, Россия
2АО «Уральское проектно-конструкторское бюро «Деталь», Каменск-Уральский Свердловской обл., Россия
ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ГОРОДСКОЙ ТЕЛЕФОННОЙ СЕТИ СВЯЗИ
Исследуется структура сети телефонной связи небольшого города, модернизация которой позволяет объединить традиционные телефонные сети с новыми IP-сетями, что обеспечивает потребности населения в современных услугах электросвязи и удовлетворяет высоким нормативным требованиям надежности
Ключевые слова:
ГОРОДСКАЯ ТЕЛЕФОННАЯ СЕТЬ, СТРУКТУРНАЯ НАДЕЖНОСТЬ, ТОПОЛОГИЯ, МОДЕЛЬ, ГРАФ, УЗЕЛ КОММУТАЦИИ, ЛИНИЯ СВЯЗИ
Введение услуг, отвечающих потребностям пользователей,
Современная телекоммуникационная среда нуж- так и с необходимостью минимизации эксплуатаци-дается в постоянном совершенствовании и модер- онных расходов, низации сетей. Это связано как с развитием новых
