UNIVERZITET U TUZLI MAINSKI FAKULTETMEHATRONIKA

S E M I N A R S K I R A D

Tema:tanc maina

Predmet:Mehatroniki moduli II

Ime i prezime:Samel Salibai

Broj indeksa:III 164/08

Odsjek:Mehatronika

Datum:09.07.2013.

SADRAJ1. Uvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42. Komponente fizikog modela. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.1. Napajanje. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2. Prekida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.3. Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.4. Magnetni senzor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.5. Fototranzistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.6. E-tec modul. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83. Fiziki model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94. Zakljuak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105. Literatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116. PRILOG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

POPIS slika

Slika 2.1. Komponente koritene za sklapanje fizikog modelaSlika 2.2. Napajanje 9VSlika 2.3. PrekidaSlika 2.4. Princip rada motoraSlika 2.5. MotorSlika 2.6. Princip rada magnetnog senzoraSlika 2.7. Magnetni senzorSlika 2.8. Princip rada fototranzistoraSlika 2.9. FototranzistorSlika 2.10. Komponente mikroprocesoraSlika 2.11. E-Tec modulSlika 2.12. Komponente E-Tec modulaSlika 3.1. tanc maina sa svim komponentamaSlika 3.2. Elektronska ema spajanja

1. UvodKonstrukcioni paket (komplet) Profi E-Tec pokriva uzbudljivu temu elektrotehnike. Mogue je pokazati kako radi svjetiljka ili kako se pali i gasi svjetlo u friideru koristei jednostavni strujni krug. Ali, takoe je mogue pokazati kako funkcionie svjetlo na stubitu koje se moe paliti i gasiti koritenjem dva razliita prekidaa. Pored toga ovaj konstrukcioni paket objanjava isto elektro-mehaniku automatizaciju sistema bez koritenja kompjutera i elektronike, koritenjem takozvanih switcher drums (prekida bubnjevi). Na osnovu toga mogue je kompletan sistem semafora u saobraaju kontrolisati ovim ureajima. Pored svega ovoga Profi E-Tec sadri i oblast moderne elektronike i kontrolu razliitih aplikacija npr. rampe na javnim garaama ili garanim vratima koritenjem E-tec modula. Ovo je mali kontrolni elektronski modul sa mikroprocesorom koji moe raditi nevjerovatne stvari. Mogu se npr. prikljuiti razni senzori (tasteri, svjetlosni senzori, magnetni senzori) i kontrolisati motor u skladu sa signalima senzora. Osim toga, neki programi su ve pohranjeni u E-tec modulu koji se mogu lako pozvati i koristiti za razliite svrhe (funkcije).

2. Komponente fizikog modelaFiziki model je koncipiran prema modulima napravljenim od strane Fischertechnik GmbH koji se sastavljaju prema datoj skici. Model koji je koriten za izradu ovog seminarskog rada se sastojio od: Baterijskog napajanja 9V 3 prekidaa Motora Magneta Magnetnog senzora Fototranzistora E-tec modula i Sastavih komponenti i oienja

Slika 2.1. Komponente koritene za sklapanje fizikog modela2.1. NapajanjeZa napajanje modela moe se koristiti fischertechnik akumulatorni komplet (sklop, garnitura) ili napojna jedinica Energy set. U ovom sluaju koritena je alkalna baterija 9V za eksperimentisanje.

Slika 2.2. Napajanje 9V2.2. PrekidaFischertechnikov prekida je dugme na pritiskanje sa tri prikljuka koji su nazvani 1, 2 i 3. Ukoliko se prikljue dotoci na kontakt prekidaa 1 i 2 onda je kolo zatvoreno u svojoj off poziciji (tj. kada se prekida ne pritisne) tako da stuja ne moe tei. Ukoliko se pritisne dugme (radni poloaj), provod struje je prekinut. Ali ukoliko se spoje dotoci na kontakt 1 i 3 prekidaa, on je otvoren u svojoj off poziciji, tako da struja moe tei. Ukoliko se pritisne dugme, kolo je zatvoreno.

Slika 2.3. Prekida2.3. Motor Princip rada motora je sljedei:

Ako se dri provodnik kroz koji tee struja u magnetnom polju, ti provodnici u zavisnosti od snage se kreu. Ovaj fenomen se koristi u radu elektro motora. Pojednostavljeno, motor se sastoji od dva dijela, jednog fiksnog, takozvani stator i pokretnog rotora. Stator je magnet, rotor formira provodni snop koji se kree u magnetnom polju statora im struja potee kroz njega.

Poslije okreta od 90 , rotacija provodnog snopa e prestati. Zato se struja u rotoru mora preusmjeriti da bi se smjer sile mijenjao i da bi se rotacija nastavila. Ovo preusmjeravanje pravca struje se oznaava i kao mijenjanje. Ono za rezultat ima stalno okretanje rotora.

Slika 2.4. Princip rada motoraU stvarnosti, rotor se ne sastoji samo od jednog provodnog snopa , ve od vie njih povezanih na odreen nain. Polaritet struje se ne mijenja samo jednom , ve vie puta da bi obezbijedio optimalnu rotaciju.

Slika 2.5. Motor2.4. Magnetni senzor

Reed contact je magnetni prekida koji se zatvara im mu se magnet primakne.

Slika 2.6. Princip rada magnetnog senzora

Ne moe se prepraviti da postane kontakt sa prekidom poto ima pozicije ON i OFF, a nema mjenja. Znai, on ima dvije veze.

Slika 2.7. Magnetni senzor

2.5. Fototranzistor

Fototranzistor je elektronska komponenta koja odgovara na jainu svjetla. Pomou lampice sa soivom iz kompleta moemo napraviti svjetlosnu barijeru. Princip rada fototranzistora je prikazan na sljedeoj slici:

Slika 2.8. Princip rada fototranzistora

Ovo je simbol strujnog kola fototranzistora. Obini tranzistor ima 3 prikljuka. Prikljuci se zovu emiter, baza i kolektor. Tranzistor se uglavnom koristi da hvata slabe signale. Slaba struja koja tee od jednog signala prema bazi tranzistora se pretvara u mnogo jau struju u kolektoru. Pojaanje moe dostii veliinu vie od 1000. Ipak fototranzistor iz ovog kompleta ima samo dva prikljuka. Razlog tome je to baza nema vanjski prikljuak. Dakle, ona je predstavljena isprekidanom linijom na simbolu. Fototranzistor radi virtualno kao minisolarna elija kombinovana sa tranzistorom. Svjetlost koja dolazi na bazu proizvodi veoma malu struju koju pojaava tranzistor i predaje kolektoru. to je jaa dolazna svjetlost jaa je struja u kolektoru.

Slika 2.9. Fototranzistor

2.6. E-tec modul

Mikroprocesor je mali kompjuter koji je u stanju da obrauje elektronske podatke i komande. Dakle, mikroprocesor je srce svakog kompjutera. Sistem mikroprocesora se uglavnom sastoji od sljedeih komponenti :

Slika 2.10. Komponente mikroprocesora

Sam mikroprocesor je najvaniji dio. On obrauje podatke koji su odreeni kao komande u programu. Memorija podataka pohranjuje privremene i konane rezultate tokom rada programa. Ulazna i izlazna jedinica su odgovorne za vanjske veze (npr.tastatura, monitor). Sistem prenosa je odgovoran za razmjenu informacija meu razliitim komponentama. U principu, svaki kompjuter radi na ovaj nain.

Profi E-Tec sadri i mali kompjuter tzv. E-Tec modul. Naravno, mikroprocesor koji on sadri nije tako jak kao onaj u kompjuteru, ali je ipak dovoljno efikasan da izvede jednostavne zadatke upravljanja modelima koji se nalaze u ovom kompletu.

Slika 2.11. E-Tec modul

Za razliku od kompjutera, E-Tec modul nije mogue samostalno programirati. Ali razni programi su pohranjeni u modulu i mogu se birati i pokretati uz pomo etiri mala prekidaa u zavisnosti od modela koji elimo da kontroliemo ili da upravljamo.

Slika 2.12. Komponente E-Tec modula

3. Fiziki model Sistem sa svim svojim komponentama prikazan je na slici 3.1. Sistem je spojen na napajanje, a sama tanca se nalazi u poetnom stanju. Tek ukoliko se ukljue dva prekidaa koja se nalaze ispred samog modela doi e do kretanja tance prema dole sve dok magnet koji se nalazi na njoj, ne aktivira magnetni senzor koji e da promijeni smjer rotacije motora te e se tanca poeti kretati prema gore sve dok ne aktivira prekida 3 koji zaustavlja tancu. Uslov za ponovno kretanje tance prema dole jeste ponovno aktiviranje dva donja prekidaa.

Slika 3.1. tanc maina sa svim komponentamaU samom sistemu se nalazi i fototranzistor koji u ovom sluaju ima ulogu da, ukoliko doe do prekida izmeu fototranzistora i emitera svjetlosti, odmah zaustavi tancu bez obzira gdje se nalazi.Nain spajanja sistema na napajanje predstavljen je na slici 3.2. :

Slika 3.2. Elektronska ema spajanja4. ZakljuakKoristei paket Profi E-Tec mogue je na veoma jednostavan nain shvatiti nain funkcionisanja pojedinih mehatronikih sistema, u ovom sluaju jednog sistema tanc maine. Uz sam proces sklapanja modela te spajanje istog na napajanje mogue je bolje upoznati svaku od komponenata, njihov nain rada te njihovu ulogu u samom sistemu.Veoma bitno jeste i to to je mogue vriti i programiranje sklopljenog fizikog modela koristei mikrokontroler ili PLC. U ovom seminarskom radu nije odraeno programiranje datog sistema zbog toga to je modul E-Tec ve bio isprogramiran za navedeni sistem, te jednostavnim aktiviranjem odreenih prekidaa na modulu pokree se i odgovarajui program ali postoji mogunost samostalnog programiranja sistema te njegovo upravljanje preko PLC-a to ovom paketu daje nove i zanimljive mogunosti.

5. Literatura

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Fischertechnik (09.07.2013)[2] http://www.fischertechnik.de/en/Home.aspx (06.07.2013)

6. PRILOGU prilogu su dati koraci pri sklapanju fizikog modela te izgled modela pri svakom koraku.

11