статья имеет теоретическую и практическую направленность для использования PIC-контроллеров в технологических процессах производства композитов.
функциональная электрическая схема, микроконтроллер, программирование, программатор, датчик, композит
Микроконтроллеры семейства PIC являются одними из самых распространенных электронных устройств [1].
PIC-контроллеры, программное обеспечение для составления проектов, программаторы-отладчики для прошивки микрочипов, широко представлены в свободном доступе и с успехом могут использоваться, как в учебных целях, так и для ведения различных технологических процессов, в том числе и при производстве изделий из композитов.
При получении композиционных материалов с усиленными изотропными свойствами особое место отводится строгому выдерживанию температурно-временных параметров, а давление, как правило, задается строго постоянным.
Отслеживание температуры в таких процессах осуществляют термопары, но особенность работы таких устройств состоит в том, что график изменения температуры в течение времени, в отличие от термосопротивлений, не везде является прямо пропорциональным.
Для отслеживания температуры в различных диапазонах используются различные типы датчиков.
На рис. 1 представлены графики изменения напряжения в зависимости от температуры для термопар типов ХК и ХА. Отличие состоит в положительных и отрицательных электродах.
Рис. 1. Графики зависимости напряжения от температуры в термопарах
Для типа ХК положительным электродом является никелевый сплав хромель, отрицательным электродом – медно-никелевый сплав копель. Положительным электродом для термопары типа ХА служит никелевый сплав хромель, отрицательным электродом никелевый сплав алюмель.
Для выдерживания линейных выходных параметров применяются и другие датчики, такие как термосопротивления.
График зависимости напряжения от температуры для датчика температуры TC1047A представлен на рис. 2 [2].
Рис. 2. Выходная характеристика датчика температуры
Микроконтроллеры семейства PIC совместимы с работой и термопар и термодатчиков. Использование программируемых микрочипов с высокой тактовой частотой в производстве композитов может повысить качество выпускаемых изделий.
Существуют различные электрические схемы подключения микроконтроллеров к датчикам температуры. Пример подключения датчика к PIC-контроллеру представлен на рис. 3.
Рис. 3. Схема подключения датчика температуры
Особенность такой функциональной схемы состоит в том, что аналоговый вход микроконтроллера, в данном случае это PIC 24 FJ128ga010, подключается непосредственно через резистор к датчику.
Для непрерывного контроля температуры в технологическом процессе можно воспользоваться следующей программой [2]:
#include <p24fj128ga010>
#define Pot 5
#define TSENS 4 //Датчик температуры TC 1047
# defineAINPUTS 0*ffcf // Аналоговые входы дляPOTиTSENS
Void init ADC (intamask)
{
AD1PCFG = amask; // Выбираем аналоговые входы
AD1CON1= 0*00E0; // Автоматическое преобразование по
// завершении выборки
AD1CSSL = 0 // Опрос не требуется
AD1CON3 = 0*1F02; // Максимальная длительность выборки
AD1CON2 =0;
AD1CONbits.ADON = 1; // Включаем АЦП
}
intreadADC (intch)
{
AD1CHS = ch; // Выбираем аналоговые входные каналы
AD1CON1bits.SAMP = 1; // Начинаем выборку с автоматическим
// преобразованием по завершении
while(AD1CON1bits.DONE); // Ожидаем завершения преобразования
returnADC1BUFO; // Считываем результат преобразования
При создании проекта программы для PIC-контроллеров должна использоваться среда программирования MPLAB IDE. Данная среда позволяет отлаживать программу практически по шагам, а для «прошивки» микрочипа могут применяться программаторы-отладчики PIC-KITтм2, PIC-KITтм3 и другие. С помощью программаторов отладчиков производится так же внутрисхемное программирование.
Выводы:
– микроконтроллеры PIC могут применяться при изготовлении композитов, где особая роль отводится отслеживанию температуры;
– в технологических процессах вместе с аппаратными средствами необходимо использовать специальное программное обеспечение.
1. Абузяров, В.Н. Программирование PIC-контроллеров на Micropascal / В.Н. Абузяров // Образовательная среда сегодня и завтра. Материалы VIII Международной научно-практической конференции: сборник научных трудов. Ответственный редактор: Г.Г. Бубнов. 2013. С. 307-309.
2. Шпак, Ю.А. Программирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров. Издание 2-е, переработанное и дополненное. - Киев: "МК-Пресс", Санкт-Петербург: "КОРОНА-ВЕК", 2011. - 400 с., ил.
Авторы: Милешко Леонид Петрович
