CS256223B1 - Zapojeni pro ovládání spínacích prvků mikropočítačem - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zapojení pro ovládání spínacích prvků mikropočítačem, který zajištuje definovanou dobu sepnutí nezávislou na době trvání výstupního ovládacího signálu mikropočítače. Podstata řešení spočívá v zapojení bistabiiního klopného obvodu, monostabiiního klopného obvodu a logického obvodu NAND, které způsobuje, že náběžná hrana impulsu ná výstupu mikropočítače překlopí bistabilní klopný obvod, jehož výstupy jsou přivedeny na vstupy monostabiiního klopného obvodu a logického obvodu NAND. Při průchodu sítového napětí nulou je přiveden puls na druhý vstup monostabiiního klopného obvodu, který sepne na předem nastavený časový interval výkonový spínač a současně přes logický obvod NAND vynuluje bistabilní klopný obvod, který je tak připraven přijmout další impuls z mikropočítače. Zapojení se využije pro spínání triaků a zajištuje maximální úsporu času procesoru mikropočítače při zachování požadavku na spínání v nule sítového napětí.

Description

Vynález se týká zapojení pro ovládání spínacích prvků mikropočítačem, která zajištuje definovanou dobu sepnutí nezávislou na době trvání výstupního ovládacího signálu mikropočítače.

V automatizační technice je nutné při ovládání elektrických, mechanických, hydraulických, a jiných členů jejich připojení přes výkonové obvody k výstupním linkám řídicího mikropočítače. Tyto výkonové obvody jsou často realizovány zapojeními obsahujícími triaky. V některých případech je doba sepnutí výkonových spínačů jednoznačně určena technickými parametry řízeného strojního zařízení, není ji proto nutné ošetřovat programem mikropočítače.

U triakových spínačů dochází navíc při sepnutí ke značnému impulsnímu rušení, které může narušit nebo zcela znemožnit správnou funkci mikropočítače. Z těchto důvodů je také nutné, aby bylo zajištěno spínání triaku při průchodu sítového napětí nulou. Většina známých zapojení pro spínání triaku sioe respektuje požadavek spínání v nule střídavého napětí, například dle čsi. autorského osvědčení č. 217799, ale současně vyžaduje, aby signál na výstupní lince mikropočítače trval po dobu sepnutí spínače a nebo minimálně do příchodu nuly sítového napětí. Nevýhodou těchto řešení je nutnost trvalého prgramového ošetření výstupu a tím i zvýšení nároků na čas mikropočítače.

Při připojení desítek výkonových spínačů na výstupy mikropočítače, což je případ v praxi běžný, tato nevýhoda zviášt vynikne. V důsledku omezené rychlosti mikropočítače zatěžuje programová obsluha výstupů časově neúměrně procesor a omezuje celkovou průchodnost řídicího systému.

Tyto nevýhody v převážné míře odstraňuje zapojení pro ovládání spínacích prvků mikropočítačem podle vynálezu, sestávající z bistabilního klopného obvodu, monostabilního klopného obvodu, logického obvodu NAND, kondenzátorů a odporů, jehož podstata spočívá v tom, že výstupní linka mikropočítače je připojena na hodinový vstup bistabilního klopného obvodu, přičemž datový vstup a vstup pro nastavení tohoto bistabilního klopného obvodu jsou připojeny přes odporový prvek na kladný pól zdroje napájení, přičemž výstup bistabilního klopného obvodu je připojen na prvý vstup logického obvodu NAND a výstup logického obvodu NAND je připojen na nulovaci vstup bistabilního klopného obvodu, na jehož Inverzní výstup je připojen prvý datový vstup monostabilního klopného obvodu, jehož druhý datový vstup je přes spoj připojen na obvod pro generaci impulsů při průchodu sítového napětí nulou, přičemž nulovaci vstup monostabilního klopného obvodu je připojen před odporový prvek na kladný pól zdroje napájení a výstup monostabilního klopného obvodu je připojen na vstup výkonového spínače s s triakem a dále je připojen na druhý vstup logického obvdou NAND, přičemž mezi svorky monostabilního klopného obvodu je zapojen kondenzátor, jenž je na jedné svorce přes odporový prvek dále připojen na kladný pól zdroje napájení.

Výhodou uvedeného' obvodu podle vynálezu je maximální úspora času procesoru mikropočítače při ovládání výstupních linek, naprostá nezávislost doby sepnutí výkonového spínače na délce výstupního signálu mikropočítače, který může být časově omezen na velmi krátký interval, protože obvod reaguje na náběžnou hranu výstupního signálu. Další výhodou je maximální jednoduchost zapojení při zachování požadavku na spínáni výkonového spínače při průchodu sítového napětí nulou.

Příklad zapojení pro ovládání spínacích prvků mikropočítačem je na připojených výkresech, kde: na obr. 1 je blokové schéma zapojení, na obr. 2 je časový diagram signálů příkladně vybraných bodů zapojení podle obr. 1.

V zapojení podle obr. 1 je výstupní signál tvořený ve formě impulsu mikropočítačem 1_ a určující žádost o sepnutí výkonového spínače s triakem J přiveden přes výstupní linku 2_ na hodinový vstup 32 bistabilního klopného obvodu 2 typu D, kterým může být integrovaný obvod MH 7474. Datový vstup 31 a vstup pro nastavení 33 bistabilního klopného obvodu 2 jsou připojeny přes odporový prvek R^ na kladný pól zdroje napájení 10.

Náběžnou hranou impulsu na výstupní lince 2 dojde k překlopení bistabilního klopného obvodu 2· ^Na jeho výstupu 35 a na připojeném prvním vstupu 51 logického obvodu NAND 5 je nastaven stav log 1. Na prvém datovém vstupu 41 monostabilního klopného obvodu 2« který je spojen s inverzním výstupem 36 bistabilního klopného obvodu 2« je nastaven stav log 0.

Další podmínkou pro spuštění monostabilního klopného obvodu 4_, kterým může být například integrovaný obvod UCY 74 123, je přivedení pulsu spojem 2 ^z obvodu 2 ^na druhý datový vstup 42. Obvod 2 generuje tyto pulsy při každém průchodu sítového napětí nulou. S příchodem pulsu na druhý datový vstup 42 generuje monostabilní klopný obvod 2 na výstupu 44 impuls požadované délky t = C. . R, . Ín2 P ^{1 1} kde a R^ jsou hodnoty časovačích prvků, tj. kondenzátoru a odporového prvku R^ zapojených na svorky 45 a 46. Nulovaci vstup 43 monostabilního klopného obvodu 2 je trvale připojen přes odporový prvek Kg na kladný pól zdroje napájení 10. Impuls z výstupu 44 monostabilního klopného obvodu 2 je přiveden spojem 9 na vstup výkonového spínače s triakem 7_, kterým je spínán ovládaný prvek například nezakreslený elektromagnet, ventil apod. Výstup 44 je současně propojen na druhý vstup 52 logického obvodu NAND 2» který může být realizován například hradlem integrovaného obvodu MH 7 400. V okamžiku odstartování monostabilního klopného obvodu 2 a vzniku impulsu na výstupu 44 a tím i na druhém vstupu 52 logického obvodu NAND 2 se na výstupu 53 tohoto obvodu generuje stav log 0. Propojením výstupu 53 s nulovacím vstupem 34 bistabilního klopného obvodu 2 dochází- současně k nulování tohoto obvodu 2· Bistabilní klopný obvod 2 je připraven přijmout další impuls z mikropočítače 2·

Posloupnost signálů generovaných v zapojeni dle obr. 1 je zřejmá z obr. 2. Náběžnou hranou impulsu na hodinovém vstupu 32 bistabilního klopného obvodu 2 dojde ke změně úrovně na výstupech 35 a 36 tohoto obvodu 2· ^s příchodem pulsu na druhý datový vstup 42 monostabilního klopného obvodu 2 ^{se na} výstupu 44 generuje výstupní puls. Jeho náběžnou hranou je přes logický obvod NAND 2 přiveden puls na nulovaci vstup 34 bistabilního klopného obvodu 2 ^a tím dojde ke změně úrovně na jeho výstupech 35 a 36.

V zapojení pro ovládání spínacích prvků mikropočítačem 2 je možné použít i jiné typy stavebnicových prvků než jaké jsou uvedeny v obr. 1, například použít místo bistabilního klopného obvodu 2 typu D klopný obvod typu J-K, nebo použít specializované součástky vyšší integrace.

Vynálezu se využije pro bezkontaktní spínání elektromagnetů vyvěšovacich zařízení na linkách pro automatické třídění předmětů zavěšených na řetězovém dopravníku.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení pro ovládání spínacích prvků mikropočítačem sestávající z bistabilního klopného obvodu, monostabllního klopného obvpdu, logického obvodu NAND, kondenzátorů a odporů vyznačující se tím, že výstupní linka /2/ mikropočítače /1/ je připojena na hodinový vstup /32/ bistabilního klopného obvodu /3/, přičemž datový vstup /31/ a vstup pro nastavení /33/ bistabilního klopného obvodu /3/ jsou připojeny přes odporový prvek na kladný pól zdroje napájeAí /10/, přičemž výstup /35/ bistabilního klopného obvodu /3/ je připojen na prvý vstup /51/ logického obvodu NAND /5/ a výstup /53/ logického obvodu NAND /5/ je připojen na nulovací vstup /34/ bistabilního klopného obvodu /3/, na jehož inverzní výstup /36/,je připojen prvý datový vstup /41/ monostabilního klopného obvodu /4/, jehož druhý datový vstup /42/ je přes spoj /8/ připojen na obvod /6/ pro generaci impulsů při průchodu sítového napětí nulou, přičemž nulovací vstup /43/ monostabilního klopného obvodu /4/ je připojen přes odporový prvek /R^/ na kladný pól zdroje napájení /10/ aivýstup /44/ monostabilního klopného obvodu /4/ je připojen spojem /9/ na vstup výkonového spínače s triakem /7/ a dále je připojen na druhý vstup /52/ logického obvodu NAND /5/, přičemž mezi svorky /45, 46/ monostabilního klopného obvodu /4/ je zapojen kondenzátor /cp, jenž je na svorce /46/ přes odporový prvek /R^/ připojen na kladný pól zdroje napájení /10/.