Содержание 4
Введение 5
1. Литературный обзор и постановка задач 6
1.1. Состояние вопроса 6
1.2. Постановка задач 6
1.2.1. Задача 1. Выбор аппаратной платформы 6
1.2.2. Задача 2. Обеспечить дистанционное управление 8
1.2.2.1. Способ №1. Передача данных при помощи инфракрасного канала (ИК) ...8
1.2.2.2. Способ №2. Bluetooth приёмник 8
1.2.2.3. Принцип ИК передачи информации 9
1.2.3. Задача №3. Регулирование расстояния между электродами 15
1.2.3.1. Виды шаговых двигателей 15
1.2.3.2. Биполярные и униполярные шаговые двигатели 16
1.2.3.3. Полушаговый режим 20
1.2.3.4. Микрошаговый режим 20
1.2.3.5. Выбор типа драйвера 28
1.2.4. Задача №4. Изменение напряжения в пробойном промежутке 28
1.2.4.1. Как происходит пробой воздуха 28
2. Проектная часть 35
2.1. Решение задач 35
3. Экспериментальная часть 43
Заключение 46
Список используемой литературы 47
Проблемой данной работы можно назвать выбор микроконтроллера и других вспомогательных элементов для системы управления стенда для исследования пробойных свойств воздушной среды. На рынке имеется большое количество разных микроконтроллеров. Наиболее интересными и подходящими вариантами являются контроллеры от фирм Arduino и Raspberry Pi.
Система управления, например, на основе аппаратной платформы Arduino или Raspberry Pi, является наиболее предпочтительной, т.к. контроллеры данных моделей имеют значительный функционал и небольшие габариты.
Разрабатываемая установка (стенд) в конечном итоге, должна посредством дистанционного управления производить задание напряжения в пробойном промежутке и устанавливать разное расстояние между электродами.
Цель работы
Разработать систему управления стендом для исследования пробойных свойств воздушной среды. При этом она должна обеспечить безопасность и простоту использования устройства.
Изучив необходимую литературу была разработана система управления стендом для исследования пробойных свойств воздуха.
В качестве микроконтроллера была выбрана программно-аппаратная платформа Arduino. Поскольку она обладает значительным функционалом, простотой в использовании, имеет небольшие габариты и низкую стоимость.
Для обеспечения безопасности эксплуатации стенда, используется дистанционное управление посредством инфракрасного канала передачи данных. В качестве приёмника используется фотоприёмник TSOP4838 [14], а передатчиком служит пульт дистанционного управления, взятый от mp3.
Для того, чтобы изменять расстояние между электродами используется шаговый двигатель, взятый из CDROM компьютера. В качестве управления двигателем был выбран драйвер ULN2003 который обычно поставляется со стартовыми наборами Arduino.
Изменение напряжения в пробойном промежутке производится методом ШИМ. Источником ШИМ выступает программно-аппаратная платформа Arduino.
Программный код для обеспечения управления стендом (Приложение) пишется на языке программирования C++. [15] [16]
В итоге система управления показала свою работоспособность был получен пробой воздушного промежутка и сняты его значения (Приложение). В дальнейшем планируется осуществить возможность использования электродов разных форм.
