Вариант реализации регистратора времени простоя станка

На предприятиях существует потребность создания простого и дешевого устройства, выполняющего регистрацию времени простоя и работы станка.

Для определения наработки можно контролировать изменение тока при разных состояниях станка: когда ток не протекает — станок не работает; когда величина тока незначительная — станок находится в состоянии простоя; когда величина тока большая — станок работает.

Контроль тока осуществляется с помощью трансформатора тока, установленного на провод питания станка и передающего значения потребляемого тока на микроконтроллер.

Для создания данного устройства были подобраны основные элементы схемы электрической принципиальной, показанной на рисунке 1.

Рис. 1. Принципиальная схема регистратора времени простоя станка

Основным компонентом устройства является микроконтроллер ATmega328P (рис. 2) со стандартной обвязкой [1] .

Для загрузки и обновления ПО на микроконтроллере, а также его калибровки, был выбран USB-UART преобразователь FT 232 RL , изображенный на рисунке 3.

Рис. 3. USB-UART преобразователь FT232RL

Для измерения силы тока будет использоваться трансформатор тока СТ (рис. 4), подключаемый к микроконтроллеру через RC -цепь, состоящую из:

— резистора 1,5 кОм ±5 % 0,25 Вт ;

— резистора 1 кОм ±5 % 0,25 Вт ;

— двух диодов 1N4148 ;

— конденсатора К50‑35‑680 мкФ ‑16 В ‑20 %.

Рис. 4. Трансформатор тока CT

Часы реального времени реализованы на микросхеме DS 1302 [2] с цифровым генератором 32,768 кГц DT -38, в дежурном режиме питание которых осуществляется от элемента питания CR 2032.

Управление устройством производится с помощью энкодера EC 11 E 09244 BS [3].

Отображение времени осуществляется на четырёхзначном семисегментном индикаторе 3642 BS‑ 1 (рис. 5) через LED -драйвер TM 1637 [4].

Рис. 5. Плата с контроллером TM1637 и индикатором 3642BS-1

Отформатированные данные записываются через интерфейс SPI [5] на Flash -накопитель, которым является MicroSD -карта.

Таким образом предложенная схемная реализация устройства позволяет решать поставленную задачу.

Литература:

1. Nano | Arduino Documentation. — Текст: электронный // arduino.cc: [сайт]. — URL: https://docs.arduino.cc/hardware/nano (дата обращения: 26.12.2023).
2. DS1302 Trickle-Charge Timekeeping Chip// chipdip.ru / URL: https://static.chipdip.ru/lib/528/DOC011528227.pdf (дата обращения: 26.12.2023)
3. EC11. — Текст: электронный // chipdip.ru: [сайт]. — URL: https://static.chipdip.ru/lib/751/DOC028751090.pdf (дата обращения: 26.12.2023).
4. TM1637. — Текст: электронный // aliyuncs.com: [сайт]. — URL: https://m5stack.oss‑cn‑zhenzhen.aliyuncs.com/resource/docs/datasheet/unit/digi_clock/TM1637.pdf (дата обращения: 26.12.2023).
5. Болл, С. Р. Аналоговые интерфейсы микроконтроллеров / С. Р. Болл. — Москва: Додэка-XXI, 2007. — 360 c. — Текст: непосредственный.
6. SN74LVC125A Quadruple Bus Buffer Gate With 3-State Outputs. — Текст: электронный // chipdip.ru: [сайт]. — URL: https://static.chipdip.ru/lib/235/DOC015235211.pdf (дата обращения: 26.12.2023).