Введение 4
Глава 1. Инструментальная основа 6
1.1. Принцип работы датчика AVM-58 6
1.1.1. Принцип работы абсолютного оптического кодового датчика . 6
1.1.2. Интерфейс SSI (Synchronous Serial Interface, синхронно-последовательный интерфейс) 8
1.2. Моторы СЛ 361/261 9
1.3. Схема соединения элементов блока управления фокусировки .. 10
Глава 2. Среда разработки и комплектующие 11
2.1. AVR Studio 4 11
2.2. Среда разработки xTIME Composer Studio (Community_14.0.1) 12
2.3. Особенности архитектуры Atmega 128 13
2.3.1. Таймер - счетчик 16
2.3.2. Универсальный синхронно-асинхронный приёмопередатчик
USART 16
2.4. Описание отладочного модуля XK-1 A Development Board 18
2.5. Реле 19
Глава 3. Схемная реализация устройства управления 21
3.1. Программная часть 21
3.1.1. Опрос датчика 21
3.1.2. Прерывание по USART 24
3.1.3. Реализация программы управления моторами на ассемблере . 28
3.2. Программа имитатора датчика на языке xC 34
3.2. Аппаратная часть 36
Глава 4. Отладка и тестирование 42
4.1. Данные по USART 43
Заключение 46
Список литературы 47
Приложение 49
Для исследований в области астрономии, выполнения различных астрономических проектов у Казанского Федерального университета (КФУ) имеется ряд телескопов и самый большой из них РТТ-150. Одной из важных характеристик телескопа является точность фокусировки, которая отвечает за качество получаемых астрономических данных. Поэтому так важна безошибочная и точная работа системы фокусировки. И в мою задачу входило усовершенствование на основе современных комплектующих ее системы управления.
Предыдущая система работала достаточно устойчиво, но управляющие сигналы на перемещение вторичного зеркала телескопа подавались многочисленными сигнальными проводниками, проходящими через, так называемые, подвижные токопереходы. В процессе эксплуатации телескопа с начала 2000-х существенное число этих проводников в токопереходах просто на просто оборвалось. Резервные проводники в токопереходах к настоящему времени уже израсходованы и без полной замены токоперехода проблем надежной связи с фокусировочной «выдвижкой» не решить. Поэтому было решено сделать модуль управления фокусировкой автономным и расположить его непосредственно на фокусировочной «выдвижке», а связь с ним реализовать по интерфейсу RS485.
Отсюда, целью настоящей работы является усовершенствование модуля управления фокусировкой телескопа РТТ-150.
Достижение цели потребовало постановки и решения следующих
задач:
о Изучить принцип работы абсолютного кодового датчика AVM-58 и его интерфейса.
о На основании требований к управлению двигателями фокусировки определиться с коммутирующими элементами.
Рассмотреть релейные компоненты для коммутации питания моторов.
о Разработать алгоритм управления фокусировкой и написать код для микроконтроллера Atmega 128. о Разработать принципиальную электрическую схему управления приводами фокусировки. И отладить устройство. о В связи с тем, что датчик AVM58 (абсолютный оптический энкодер) стоит дорого, имеется в одном экземпляре и расположен на телескопе, т.е. нам не доступен, необходимо разработать имитатор.
В результате проделанной работы был разработан различный софт:
• Считывающий информацию о положении вторичного зеркала
• Принимающий команды по порту USART от системы управления о включение или выключении мотора, и дальнейшая пересылка в СУ информации о положении вторичного зеркала.
• Для МК XK-1A софт реализующий имитацию AVM58.
Также была реализована схема управления питанием двигателей, выполняющая функции:
• Сигнализировать систему управления о том в какую сторону движется вторичное зеркало.
• Блокировка работы привода при достижении подвижного блока зеркала крайнего положения.
• Реализована защита контактов реле от дуги при переключении двигателей, отключающее привод и информирующее систему управления о крайних положениях вторичного зеркала.
