Projekt - RoboNet Del Journal.

Transkript

1 Projekt - RoboNet Del Journal. A/D Konvertering. Udarbejdet af: Klaus Jørgensen. Gruppe: Jacob Clausen, Klaus Jørgensen og Ole Rud It og Elektronikteknolog, a Erhvervsakademiet Fyn Udarbejdet i perioden: /- /- Vejledere: VL & HHJ Afleveret d. /

2 Indledning.: Klaus Jørgensen Itet. a Denne journal omhandler hvordan gruppen har løst den problemstilling der blev uddelt i klassen. Der skal laves en A/D-konverter. Hvor det analoge signal kommer fra et -turns potentiometer, som viser en elevators position, signal er fra til volt det skal laves om til et signal der har TTL niveau, som skal til et minimumssystem og der fra til en PC. Og det skal også kunne aflæsses på to segm. Dette indebærer en tæller, belastning af digitale kredsløb, op-amps, oscillatorer, -segment display og konverter/driver. Indholdsfortegnelse.: Side : Side : Side : Side : Side : Side : Side : Side 8: Side : Side : Side : Side : Side : Side : Side : Side : Side : Indledning. KHz Osc. Hz Osc. And gate. Bcd-Tæller. Low to High level shifter. DAC. inkl. Inverter. Comperator og signal neddrosling. -segment dekoder/driver. Strømforsyning (+/-V og V). Diagram. Kontrol målinger / Systemnøjagtighed. Konklusion. Bilag. (Litteraturliste/databladsliste) Bilag. (Komponentliste) Bilag. (Målepunkter) Bilag. (Opgaveformulering) -- Side.

3 Itet. a Projektafsnit.: KHz Osc.: KHz osc. bruges til at tæller op med. V UA Khz C n R k Vcc Vn Vp = PT = R* C *(ln + ln ) f Vcc Vp Vn Formel til udregning af R og C Typiske skifteniveauer iflg. Datablad: Ved V: Vp =,V, Vn =,V. Khz, = µ sec = KΩ* C *(ln + ln,, ), => c =,nf der er ingen,nf så der blev udregne igen med nf Khz,, = µ sec = R*nF *(ln + ln ) => R =,KΩ,, Skifteniveauer Vp og Vn blev aflæst på oscilloskop efter det var blevet konstrueret, Følgende vadier blev aflæst: Vp =,V, Vn =,V. Khz,, = µ sec = R*nF *(ln + ln ) => R =,KΩ,, Det viser sig at udregningerne ikke hold stik så der blev prøvet med en KΩ og det giver KHz af læst på en frekvenstæller. -- Side.

4 Itet. a Hz Osc.: Bruges til at resete tællerne med. 8 UC Hz R M R M R k D DN8 C n hz,, = µ sec = R*nF *(ln + ln ) => R =,MΩ,, Jo støre R gøres jo stører bliver frekvensen og der med vil segm. blinke færer gange i sek. Men det kan det kan man ikke se, men det kan måles. Den langsomste frekvens er målt til,hz Den hurtigste frekvens er målt til,hz Men potentiometer har dog ikke nogen synlig effekt. Uden D og R vil segm. stå og blinke, og man kan næsten ikke aflæses segm. Det skylles at den negative og positive halv periode på reset signalet er lige store, det kan der gøres noget ved, ved at sætte R og D i parallel med R og R. det får den positive halv periode til at blive meget mindre. Signaler aflæst med oscilloskop. Uden D og R. Med D og R. -- Side.

5 Itet. a And gate.: KHz /V fra comperator UB UD Khz To nand gates i denne opstilling giver en and gate, den bruges til at lukke KHz igennem til tællerne. Ben er der KHZ på. Ben er der et -, til, firkant signal på fra comporatoren. Der er kun KHz på ben når der er en positiv halv periode på ben. Ben. Ben. -- Side.

6 Itet. a Bcd-Tæller.: UA 8 V VCC Hz 8 Q RST V Q CKE Q KHz Q CLK 8 UB 8 Q Q Q Q VCC RST CKE CLK V Hz Når der kommer en KHz på ben begynder den at tælle enerne op, og når den når til kommer der en low på ben (Q på første tæller) og den bliver føret ned til ben hvor der bliver talt en på tierne, og ben som er clock på tæller to skal læges til stel. (kan ses ud fra sandhedstabeller her under). (CKE = Enable) sandhedstabel fra datablad figur fra datablad -- Side.

7 Itet. a Low to High level shifter.: ( stk.) U CDB VDD VCC END ENC ENB ENA V V /V /V /V E A /V /V F B /V /V G C /V H D VDD skal påføres den spænding som man ønsker ud af kredsen, på udgangene (E,F,G,H) så i dette tilfælde er det V VCC er den spænding som der max kommer på indgangen (A,B,C,D) og de får signal fra tællerne. Enable A, B, C og D er sat til V for at aktivere shifteren. -- Side.

8 Itet. a DAC. inkl. Inverter.: 8 R8 k R k R k R k R k R k R k 8 R k R k R k R k UA + - TL R k UB - + TL uout - V R.M R8.M R.M Hen over hver modstand ligger der V fordi at ben af op.amp er der stel. Og modstandene får sdænding fra low to high shifterne. R8-R er dimensioneret til at trække max ma fra level shifteren. V => R > KΩ ma Ved kun signal fra 8 eren er Ir,8mA og Uout skal være (-)8V V => I =,8mA,8mA*KΩ = 8V KΩ 8V => R = KΩ,8mA Max I: Når IR er max vil der være V på Uout og det er der når der er signal på og 8 erne V 8 erne K V =,8mA erne =,ma K //K Imax =,8mA +,ma = ma -- Side.

9 Itet. a Comperator og signal neddrosling.: V Input - V uin - V - R k C + n UC TL 8 R k D DN8 D DN8 Input (ben )er et signal fra et turns potmeter, som justerer en spænding mellem og Volt, som skal bruges til at vise elevatorens position. Ben får en reference spænding tilbage fra kredsløbet. På ben 8 (out) er der et signal som svinger mellem +/-V alt efter om det er ben eller ben der er højest, hvis det er ben er der en spænding på +V, og hvis det er ben der er højest er der -V. D,D og R udgør et sikkerheds kredsløb så der efter dem er der et firkant signal mellem -,V og,v. Før. Efter. -- Side 8.

10 Itet. a -segment dekoder/driver.: U8 a b c d e f g VDD LT LE BI D C B A 8 V U a b c d e f g VDD LT LE BI D C B A 8 LT(lamp test) og BL(blanking) skal ikke bruges og det skal LE(latch enable) heller ikke, men for at få dekoderne til at give noget ud på udgangene skal de sættes enten til logisk høj eller lav, de må ikke svæve, i databladet kan man se vad de skal sættes til. LT og BL skal ha logisk høj (V), LE skal ha logisk lav (V). Til beregning af formodstande til segm. dekoderen har på udgangene,v når en lysdiode skal lyse (læst i datablad) og segm. kan tåle mellem,v til,8v. Lysdiode sat til V og ma Voh Vdf R = Iseg Formel til udregning af formodstand til segment display (fra datablad),v V ma => R = Ω Ω I lysdiode med ny modstand =,V V =,ma Ω DA LSD- A R B R CC +8 C D R R E R F R G R -segment display (stk) -- Side.

11 Itet. a Strømforsyning (+/-V og V).: V C n C n U L8CV IN OUT U Ta8s IN OUT G ND G ND V C n V C n -V C U L IN OUT n G ND -V C n Ta 8s er en V regolator som bruges til at forsyne de fleste af Ic kredsene og de to segm. Så den skal kunne levere noget strøm, den bliver også meget varm, så der er kommet en kølleplade på. De to segm. bruger alene. *,ma =, ma Og de Ic. kredse som bruger V bruger vel ca. ma pr. stk. I alt skal Ta8s ca. levere,ma den er da også målt til ma. *ma = ma L bruges til at lave en stabil -V forsyning med og hvis C og bliver for små vil den måske ikke virke korrekt, og man vil kunne se at der ligger en rippel spænding hen over de -V Blokdiagram.: U in Komperator Oscillator Khz Tæller D/A konverter Min-sys data Data-ready Oscillator hz Latch stk. -segment displays -- Side.

12 Signal Ind - V R k C uin - V + - TL V UC 8 n -V DA LSD- A CC +8 B C D E F R X enere G CC +8 D8A LSD- A B C D R X tiere E F G V C n U L8CV IN OUT G ND V ud C n C n U Ta8s IN OUT G ND V ud C8 n VDD v R D DN8 k D DN8 C n U8 g LT LE BI D C B A a b c d e VDD V U g LT LE BI D C B A a b c d e VDD V v -V U L IN OUT C G ND n Klaus Jørgensen Itet. a Diagram.: UA R k UB UD VDD v Afkoblingskondensatorer C n x8 KHz 8 UC Hz R M R M UA 8 Q Q Q Q VCC RST CKE CLK enere Hz KHz V R k C n D DN8 C 8 n PC U CDB D C ENA ENB ENC END VCC VDD R k U CDB + - B A -V ud H G F E tiere V v B A D C R8 k ENA ENB ENC END VCC VDD R k UB 8 Q Q Q Q R k H G F E enere CLK tiere R k VCC RST CKE R k R k R k Hz R.M R8.M R.M R k R k R k V U A TL -V + - R k V -V UB TL uout - V -- Side. f f

13 Kontrol målinger / Systemnøjagtighed.: Klaus Jørgensen Itet. a Volt Display Differens,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 8 8,, 8, 8,,,,,,,,,,8,,, Volt Differens,,,,,,,, 8,, Differencen vil aldrig blive mere præcis målt, da tælleren altid tæller indtil det interne signal er større end input-spændingen, hvilket resultere i målings differens, da den jo skal vide hvornår den skal tælle/stoppe. Når indgangs signalet bliver over V vil tæller ikke kunne finde ud af hvor den er henne og hvad den skal vise på segm. så alle lysdioderne vil lyse. -- Side.

14 Konklusion.: Klaus Jørgensen Itet. a Konklusionen af dette projekt viser at det teoretiske ikke altid passer sammen med det praktiske. Eks. I KHz oscillatoren er der beregnet en modstand på,kω men der er bruget en KΩ i stedet for, fordi det giver en frekvens tætter på KHz det kan bla. Skylles at der er tolerancer i modstand og måleapparat. Men kredsløbet virker efter hensigten og målinger på kredsløbet bekræfter dette. Så alt i alt en succes. Klaus Jørgensen d. /- -- Side.

15 Itet. a Bilag.: Bilag. Litteraturliste/databladsliste.: 8/8.pdf.pdf HEF.pdf TL.pdf HCFB.pdf MC8B.pdf CDB.pdf LSD-.jpg Side.

16 Itet. a Bilag. Komponentliste.: Modstande.: stk. KΩ stk. Ω stk. KΩ stk. KΩ stk. KΩ stk.,mω stk. MΩ kondensatorer.: stk. nf stk. nf stk. nf stk. nf stk. nf ic-kredse.: stk. TL stk. stk. 8 stk. stk. Diverse.: stk. stk. stk. stk. stk. stk. MΩ potentiometer N8 diode LSD- segment display L8 L8 L -- Side.

17 Itet. a Bilag. Målepunkter.: Indgangs spænding : +/- V & stel IC kreds Ben nummer Beregnet værdi Målt værdi Strømforsyning : L8CV (Udgang) V V (Voltmeter) (Indgang) V V (Voltmeter) (Stel) Stel Stel L8CV (Udgang) V V (Voltmeter) (Indgang) V V (Voltmeter) (Stel) Stel Stel LCV (Udgang) (-) V (-) (Voltmeter) (Indgang) (-)V (-)V (Voltmeter) (Stel) Stel Stel HEF: V ( VCC ) V (Voltmeter) & KHz KHz (frekvenstæller) & Vn,V og Vp, (Fra datablad) Vn, & Vp, V (Ocs), & KHz RESAT af Hz KHz RESAT.Hz Det ovenstående INVERTERET Det ovenstående INVERTERET hz,hz (frekvenstæller) Stel Stel MC8 & V Vcc V (voltmeter) KHz KHz RESAT.Hz & hz.hz (frekvenstæller),,,,,,, Jævnfør sandhedstabel for kreds Aflæst jævnfør datablad. 8 & Stel Stel X MC, V V (Voltmeter), 8 Stel Stel,,, Signal fra MC8 Aflæst jævnfør datablad. (Ocs),,,,, Nummeriske værdier imellem - (seg) Aflæst på segment disp. x LSD- X CD, 8 Stel Stel Resten af benene V når tændt V når tændt,,,, V V (Voltmeter) V V (Voltmeter) 8 Stel Stel,,, eller V fra tæller eller V (Ocs),,, eller V iflg. Ben,,, eller V (Ocs) TL V V (Voltmeter) -V -V (Voltmeter) -(-)V iflg. Elevator -(-)V (Ocs), Stel Stel,, V V (Voltmeter),, V V (Voltmeter) -V ( Inverteret ben ) -V (Ocs) 8 Enten +/- V +/-V (Ocs), -V iflg. Elevator -V (Ocs) Strøm Målinger : Alle lysdioder tænt Ingen signal ind (-)V,mA (Ampermeter),mA (Ampermeter) V ma (Ampermeter),mA (Ampermeter) -- Side.

18 Itet. a -- Side.