MĚŘENÍ NA INTEGROVANÉM ČASOVAČI Navrhněte časovač s periodou T = 2 s.

Transkript

1 MĚŘENÍ NA INTEGOVANÉM ČASOVAČI Navrhněte časovač s periodou T = 2 s. 2. Časovač sestavte na modulovém systému Dominoputer, startovací a nulovací signály realizujte editací výstupů z PC.. Změřte a nakreslete časový průběh napětí na kondenzátoru C. 6 MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M

2 SCHÉMA Obr. Zapojení časovače NE 555 se systémem Dominoputer PC A/D IN OUT PC PIO INTEFACE U CC 7 NE C C 2 Obr. 2 Vnitřní zapojení časovače NE 555 Ucc (8) práhové napětí řídící napětí STAT (6) (5) (2) 2/ Ucc / Ucc K GND Ucc K2 S KO Q Q T () (7) GND ESET (4) () MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M4 list č.

3 POUŽITÉ PŘÍSTOJE OZN. PŘÍSTOJ TYP EVID. Č. POZNÁMKA PC osobní počítač P Z Zdroj napětí BK Ucc = 5 V A/D A/D převodník Dominoputer Interface převod dat DP/PC Dominoputer Negace obvod negací Dominoputer NE 555 časovač NE 555 Dominoputer proměnný rezistor 0-0 kω (8 kω) --- Dominoputer C kondenzátor 220 μf --- elektrolytický C 2 kondenzátor 00 nf --- keramický POSTUP MĚŘENÍ. Vyhledání důležitých parametrů IO časovače NE555, podstatné údaje jsme vypsali do tabulky TAB. 2. Prostudování systému Dominoputer, jeho funkcí a prvků (použití jako paměťový osciloskop a jako generátor signálů nulování a startování). Stejně tak jsme se seznámili s ovládacím softwarem.. Volba periody časovače (zadáno T = 2 s). Stanovení velikosti kondenzátoru C (220 μf) a dle vzorce T =. C vypočteme hodnotu rezistoru (cca 8 kω) (musíme dodržet min a max hodnoty vstupního proudu pro obvod 555, proto po výpočtu rezistoru ověříme jeho velikost). 4. Nastavení ovládacího softwaru: - režim vstupně / výstupní - volba zapojení obvodu - analogový režim - vertikální osa nastavena na UNIPOL (256 úrovní) 5. Zadání vstupních nulovacích (GAF B0) a startovacích (GAF B) impulsů tak, abychom změřili všechny možné kombinace těchto impulsů. Výstup je uveden pod nimi (GAF spodní část). 6. Změření a vytisknutí průběhu napětí na výstupu časovače (vývod č. ). 7. Upravíme zapojení A/D převodníku a měřícího bodu. Změříme průběh nabíjení na kondenzátoru C (vývod č. 6). Viz GAF. MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M4 list č. 2

4 8. Zhodnocení měření: srovnání změřených průběhů s teor. předpoklady a popis chování realizovaného časovače. TABULKY TAB. Funkce a označení jednotlivých přepínačů na převodníku. Veličina Ozn. Hodnota max napájecí napětí U CC 6 V max řídící napětí U C 0 V max práhové napětí U TH 0 V max práhový proud I TH 250 ma PŘÍKLAD VÝPOČTU a) Odvození vztahu pro výpočet periody z hodnot a C τ - z rovnice exponenciální křivky: u = U ( e ), kde τ = C C ( t) - kondenzátor se považuje za nabitý v bodě T 2 t τ U CC = U CC ( e 2 T C = e T C = e T = ln C T = C ln T =, C ) CC t Pozn.: za C považujeme v našem měření kondenzátor C MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M4 list č.

5 b) Výpočet hodnot součástek dle odvozeného vzorce - zadáno T = 2 s, C jsme zvolili 220 μf T =, C T =, C 2 =, = 8264 Ω => 8 kω GAFY GAF Nulovací a startovací stavy na vstupech 555 a její výstup. (B0 nulovaní, B - startování) Pozn: max velikost napětí na výstupu je cca, V. GAF 2 Nabíjení kondenzátoru C (max velikost napětí je cca, V). MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M4 list č. 4

6 GAF Nabíjení kondenzátoru C (max velikost napětí je cca 5 V). (odpojený vstup komparátoru v časovači) ZÁVĚ Chyby měření Na chybě měření se mohlo projevit jen nepřesné nastavení rezistoru, ale jen nepatrně a tak lze říci, že měření bylo téměř přesné, i přes A/D převodník. Zhodnocení. srovnání změřených průběhů s teoretickými předpoklady Podstatný rozdíl byl pouze u délky periody (T teor = 2 s, T změř = 2,2 s), příčinou bylo zmíněné nepřesné nastavení rezistoru. 2. popis chování realizovaného časovače - pokud je nastaven ESET, nemá nastavení STAT vliv na funkci (na výstupu stále log.0) - v případě, že jsou zároveň nastaveny ESET i STAT na výstupu se log. objeví až po vypnutí ESET (STAT zůstává) - objeví-li se na výstupu log, setrvává zde až do konce periody T (naše měření T = 2 s) nebo do nastavení ESET (okamžitě log.0) - je-li nastaven STAT po dobu delší než jedna perioda T, potom na výstupu je log. pouze po celou dobu nastavení STAT - nastavíme-li ESET v průběhu log., přičemž STAT je nastaven po dobu delší než jedna perioda, na výstupu se objeví log.0 po dobu ESET a po té se vrátí na log., přičemž platí předchozí pravidla - napětí na kondenzátoru dosahuje vždy jen cca 2/ Ucc, protože část proudu odebírá vstup komparátoru, odpojíme-li jej, napětí na kondenzátoru dosáhne velikosti Ucc (nepracuje časovaní) MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M4 list č. 5