3 Разработка и описание принципиальной схемы системы управления

3.1 Выбор требуемых источников питания

Произведем расчет тока, потребляемого индикаторами. В данной работе используется 3 индикатора, в каждом по 7 светодиодов. Ток светодиода 10-12 мА, следовательно, ток, необходимый для полной индикации равен

I_инд=3·7·(10..12)= 210… 252 мА.

Напряжение питания микроконтроллера +5 В. Следовательно, мощность, потребляемая индикаторами

P_инд=U_пит·I_пит=5·(0,21…0,252)=1,05…1,26 Вт. (1)

По мощности, напряжению питания и току выбираем источник питания

PS-05-5, приведем его технические параметры в таблице 4.

Таблица 4 – Технические параметры источника питания PS-05-5

Параметр	Значение
Входное напряжение	85-264 В AC / 120-370 В DC
Выходное напряжение	DC 5 В
Выходной ток	1 А
Мощность	5 Вт

Выберем источник питания для силовых ключей.

Для симметричного управления напряжение источника питания равно

U_{ист.пит}≥I_ф·R_ф, (2)

где I_ф – рабочий ток;

R_ф – активное сопротивление фазы выбранного шагового двигателя.

U_{ист.пит}=I_ф·R_ф=0,4·30=12 В;

P_{ист. пит.}≥ U_{ист.пит}·I_ф; (3)

U_{ист.пит}·I_ф =12·0,4=4,8 Вт.

По найденным значениям напряжения и мощности выбираем источник питания PS-05-12. Его технические данные приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Технические параметры источника питания PS-30-12

Параметр	Значение
Входное напряжение	85-264 В AC / 120-370 В DC
Выходное напряжение	DC 12 В
Выходной ток	2,2 А
Мощность	40 Вт

3.2 Выбор силовых ключей

Произведем выбор исходя из условий

где k₃=2..10.

В качестве силовых ключей был выбран полевой транзистор с изолированным затвором и n-каналом IRLML2402, технические параметры которого приведены в таблице 6, а схема – на рисунке 3.

Таблица 6 – Технические параметры полевого транзистора IRLML2402

Параметр	Значение
Конфигурация и полярность	N
Напряжение сток-исток UDSS	20 В
Сопротивление открытого канала RDS	250 мОм
Ток стока ID	1,2 A
Время нарастания trr	9,5 с
Время спадания tf	4,8 с

Рисунок 3 – Схема полевого транзистора с изолированным затвором

3.3 Выбор коммутационной аппаратуры, элементов управления и индикации

3.3.1 В данной работе для задания скоростей и сигнала разрешения используются тумблеры. Выбираем тумблер МТ1. Технические параметры данного тумблера представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Технические параметры тумблера МТ1

Параметр	Значение
Ток	0,0005-4 А
Напряжение	0,5­-30 В
Мощность	70 Вт
Масса	13 г

3.3.2 Для индикации выходных сигналов был выбран семисегментный индикатор фирмы Kingbright BC56-11HWA. Его схема приведена на рисунке 4, а технические параметры представлены в таблице 8.

Рисунок 4 – Схема семисегментных индикаторов BC56-11HWA

Таблица 8 – Технические параметры семисегментного индикатора BC56-11HWA

Параметр	Значение
Схема включения	общий катод
Цвет свечения	красный
Количество сегментов	8
Количество разрядов	3
Максимальное прямое напряжение	2,5 В
Максимальный прямой ток	25-30 мА
Максимальное обратное напряжение	5 В
Обратный ток	10 мкА
Мощность рассеивания	150 мВт
Макс. импульсный прямой ток	140-160 мА