AFSTUDEERVERSLAG. Numerieke besturing van een coordinaten-boormachine met DITRA motoren

technische hogeschool eindhoven

biz

afdeling der elektrotechniek

rapport nr.

-

groep elektromechanica

II

van

t--------------------------------l-----------

-

AFSTUDEERVERSLAG

Numerieke besturing van een coordinaten-boormachine met DITRA motoren. EM 70-9

P.G. van Leeuwen

Afstudeerhoogleraar:

Prof.dr.ir. J.G. Niesten

Mentor:

Ir. A.C.J. Bakhuizen

mei 1970

'------_._-

.

._-


biz


rapp.... nr.

-


van

Inhoudsopgave

pag.nr.

Summary

1

1. Inleiding

3

1.1 Beschrijving van de booropstelling 1.2 Beschrijving van de DITRA-motor en zijn besturing

3 6

1.2.1 Inductiebedrijf

6

1.2.2 Stappenbedrijf

6

1.2.3 Houdstanden

7

1.2.4 Remmen

7

1.2.50pnemerfunctie

7 8

1.2.6 Het besturingscircuit

8

1.2.6.1 Inductiebedrijf 1.2.6.2 Stappenbedrijf 1.2.6.3 Remmen

9

1.2.6.4 Houdstanden 1.2.7 De relatie tussen de opnemer en de houdstanden 1.3 De benaderingsprocedure

9 10 11

1.4 Berekening van de afstand waarbij de positioneertijd optimaal is

12

1.5 Eisen waaraan de gehele constructie moet voldoen 2. Machine electronica

15 18

2.1 Inleiding

18

2.2 Het besturingscircuit

18

2.2.1 Inductiebedrijf

18

2.2.2 Stappenbedrijf

19

2.2.3 Houdstanden

20

2.2.4 Rembedrijf

20

2.3 De mogelijkheid van kortsluitingen

20

2.4 Houdstroomreductie

21

2.5 Uitvoering en constructie

22

3. Logica ten behoeve van de machine electronica

24

3.1 lnleiding 3.2 Logische uitwerking

L--

._.___

_

.

_

---------'

lechnische hogeschool eindhoven

biz


rapport nr.

-


van

3.3 Roudstroomreductie 3.4 Uitvoering en constructie

4. 4.1 4.2 4.3 4.3.1 4.3.1.1 4.3.1.2 4.3.2 4.4

28

Inleiding

28

Ret principe

29 32 33 33 34 34 35

Uitwerking Ret inlezen De duimwielschakelaars De papierbandlezer De besturing Uitvoering en constructie

Inleiding Ret principe Uitwerking Ret inlezen Het uitlezen De besturing Uitvoering en constructie

6. Logica ten behoeve van de benaderingsprocedure 6.1 Basisopzet 6.2 Logische uitwerking

6.2.1 Opnemerlogica 6.2.2 De positieteller

6.2.3 De gewenste positie 6.2.4 De vergelijker-aftrekker

6.2.4.1 6.2.4.2 6.2.4.3 6.2.5 6.2.6

27

De Decimaal-Binair omzetter

5. De Binair-Decimaal omzetter

5.1 5.2 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.4

26

De vergelijker De aftrekker Linksom, rechtsom en de besturing van de aftrekker De snelheidsteller Vergelijker I

6.2.7 Vergelijker II

6.3 Uitvoering en constructie

36 36 36 39 41 41 42 42

44 44 45 45 46 48 48 48 49 49 50 51 52 52

7. 7.1 7.2

technische hogeschool eind hoven

biz


rapport nr.

•


Boorspindelbesturing Inleiding De aanzetaandrijving

703 De logica van de boormachinebesturing

7.3.1 7.3.2

Het aanzetregister De snelheidsregeling

7.3.3 Bepaling op/neer

7.4

Uitvoering en constructie

8. Verantwoording en aanbevelingen 8.1 Verantwoording 8.2 Aanbevelingen Literatuur

van

53 53 53 54 55 55 56 58

59 59 59 61

-----

, technische hogeschool eindhoven

bIz


rapport nr.


1

VM

EM 70-9

Summary This report deals with the design of the electrical equipment of a numerically controled drilling machine. A table, carrying the workpiece, is movable relative to the drill along an X and an Y-axis,

the unit-displacement in both

directions being 0.01 mm. The movements are accomplished by special purpose "DITRA" motors. The rotation is transmitted into the linear movement by spindles fitted with ball-circulation nuts, providing for low friction losses and freedom from backlash. The special purpose motors have four different modes of' employ namely as a four pole single phase 50 cycles induction motor, as a stepping motor with 400 steps per revolution (each step equals the unit displacement), as an induction brake and as an electromagnetically actuated torsion spring with 400, evenly spaced, stable positions. These modes are activated by proper control of the semi-conductor devices within the circuitry. Within the given motor and transmission properties,

the

point-to-point positioning of the table is made time-optimal by

ba~bang

control with predictor.

The control-logic is optimized by the methods of the Boolean algebra. For better efficiency the system had to be binairy organized, even as then a Binairy-Decimal convertor and a Decimal-Binairy converter are required additionally. The design of these convertors is treated in some detail. The drill is driven by an ordinairy induction motor, its vertical movement (Z-axis) is brought-about by a steppingmotor with active rotor (type Slo-Syn) and a reduction gear. It provides for a wide range of feed velocities as well as for a sUfficiently.

fast movement of the idle drill. The

information about the drill positions is obtained from adjustable micro-switches.

'-


biz 2 van


rapport nr.


EM 70- 9

The aim of this task is to obtain a demonstration gear enabling to show manual control and semi-automatic operation where positions are selected by mean of thumb-wheel switches as well as full-automatic operation,

the information then

fed-in by paper-tape.

-

3 van


biz

aEdeling der elektrotechniek

rapport nr. EM 70-9

•


1. Inleiding De opdracht van dit afstudeerwerk behelst het inrichten van een bestaande boormachine voor numerieke besturing. Tot goed begrip worden eerst de voorhanden zijnde componenten beschreven, daarna voIgt een beschouwing over het verloop van de verplaatsing van het werkstuk ten opzichte van de vast opgestelde boorkop, het zogenaamde positioneren o 1.1 ~~~~~~!J!!~~_!~~_~~_~~~~~E~~~!!!~~ Deze bestaat in hoofdzaak uit (zie foto 1): A: Een vast opgestelde kolom met arm, waarin de boorspil gelagerd is. Deze spil is uitgerust met een Jacobs boorkop voor spiraalboren tot 13 mm. De boorspil wordt aangedreven door een electromotor van 250 W en 2.800 omw./min. Na een stelsel van 4-traps poelies en een V-snaar zijn dan voor de boorspil vier snelheden beschikbaar o De oorspronkelijke handaanzet met een hefboom is vervangen door een stappenmotor met een reductie

o

Deze zal beschreven

worden in 4. B: Een coordinatentafel. Deze opspantafel, groot 50x60 cm kan in twee onderling loodrechte richtingen bewegen en is daartoe zowel in de ene (X) als in de andere (Y) richting voorzien van een speciale as met kogelomloopmoer. Deze relatief dure constructie is spelingloos en paart nauwkeurigheid aan geringe wrijving. Daarom is met dit type as een nauwkeurige en lichtlopende overzetting van een roterende naar een translerende beweging mogelijk. Teneinde de gunstige eigenschappen van deze as niet te bederven door wrijving in de tafelgeleiding, is die uitgevoerd met z.g. rollenoplegging. Deze constructie heeft ook weinig wrijving en verzekert bovendien een hoge nauwkeurigheid van de rechtgeleiding.

'----~--------

____________

..-- _-.

~;---------

_.0_"_-


biz 4

ofdeling der .I.ktrotechniek

rapport nr. EM 70-9

-

groep elektromechonico

VNI

Door de X- en de Y-as te voorzien van een motor, kan de tafel gepositioneerd worden. Hiervoor worden DITRA-motoren gebruikt, die in 1.2 beschreven zullen worden. Dan zal ook blijken dat deze motor op verschillende manieren gebruikt kan worden, nl.: A. Ais 4-polige inductie-machine met een toerental van ongeveer 1.400 omw./min. B. Ais stappenmotor met een staphoek van 0.9 0

(400 stappen

per omwenteling). Met de hier gebruikte voeding maakt de motor 200 stappen per seconde. C. Ais electromagnetische veer die in 400 verschillende posities van de rotor een houdstand mogelijk maakt. D. Ais rem die de overgang van ijlgang of snelloop naar kruipgang of langzaamloop kan bespoedigen. E. Ais opnemer die mogelijk maakt de positie van de rotor, dat wil zeggen het aantal afgelegde stappen te registrereno De as met kogelomloopmoer heeft een spoed van 4 mm, zodat met elke stap van de motor

4~0 =

0,01 mm translatie van de

tafel overeenkomt. De verplaatsingssnelheden zijn derhalve in inductiemotorbedrijf ongeveer 100 mm/sec. en in stappenbedrijf 2 mm/sec. Omdat een positie-opnemer het opzoeken van een bepaalde gewenste positie controleert, is de reproduceerbaarheid van een bepaalde positie zeer goed. De nauwkeurigheid zal dan ook vrijwel aIleen bepaald worden door mechanische fouten en door de stijfheid van de electromagnetische veer. In Fig. 1 is de cumulatieve spoedfout tegen de lengte van de as uitgezet, waaruit blijkt dat over de volle lengte van 380 mm de fout slechts ongeveer 0,04 mm bedraagt.


biz 5 van

afdeling der eJektrotechniek

rapport nr.


EM 70-9

Voor deze coordinatentafel is een besturing gebouwd, zij het slechts vbor een coOrdinaat. Deze besturing is uitvoerig beschreven in lit. 1. De wijze waarop de DITRA-motor geschakeld wordt, komt in 1.2 aan de orde. De wijze waarop de verschillende gebruiksmogelijkheden afgewisseld worden teneinde een bepaalde positie te bereiken, wordt in 1.) behandeld o

..

_-

I


biz 6 van


rapport nr.


EM

70- 9

1.2 ~~~~~~!J!!~~_!~~_~~_~!!~~:~~~~~_~~_~!Je_~~~!~~!~~ De DITRA-motor (digital translation) is uitvoerig beschreven in lit. 2. Daarom zal hier worden volstaan met een summiere beschrijving. De motor bestaat uit een stator met acht lichamelijke polen, elke pool draagt een bekrachtigingsspoel. Deze lichamelijke polen zijn bovendien nog voorzien van vertanding met eenzelfde tandsteek als die van de rotor. De cylindrische rotor is opgebouwd uit gelamelleerd ijzer en is voorzien van kortsluitkooien. Het cylindrische oppervlak is voorzien van vertanding (100 tanden),

zie Fig. 2.

De acht statorspoelen kunnen zo geschakeld worden dat een draaiveld in de statorboring ontstaat. Door de stromen in de rotorkooien gedraagt de machine zich als inductiemotor o

Omdat de vertanding op de opeenvolgende statorpolen telkens, collectief, over

t

tand

(t

tandsteek) verspringt en omdat

daardoor tegenover elkaar liggende statorpolen in dezelfde fase vertand zijn, zal bij bekrachtiging van twee tegenover elkaar liggende spoelen de rotor zich zo richten, dat daar tand tegenover tand komt te staan. De magnetische weerstand of reluctantie tussen de rotor en de desbetreffende statorpolen is dan minimaal. Bij een totaal van acht polen ontstaan zo vier stabiele posities door telkens

~~n

der vier

spoelparen te bekrachtigen. Ook wordt met deze vertanding bereikt, dat bij het overschakelen van de bekrachtiging van een spoelpaar naar een naastliggend spoelpaar, de rotor slechts een halve tand behoeft te draaien om weer de minimale reluctantie te bereiken.


biz 7 van

afd.ling d.r .I.ktrot.chni.k

rapport nr.

gro.p .I.ktrom.chanica

EM 70-9

Door nu de vier spoelparen in cyclische permutatie te bekrachtigen werkt de motor als stappenmotor. Nadat aIle spoelparen eenmaal zijn bekrachtigd, is de rotor over een tandsteek gedraaid. Een hele omwenteling wordt dus in 400 stappen afgelegd. In Fig. 3-is getekend hoe de spoelen en de vertanding in de motor zijn uitgevoerd.

Uit het voorgaande blijkt, dat in een onbekrachtigde motor de rotor geen koppel ondervindt, dit in tegenstelling tot de stappenmotoren met permanent gemagnetiseerde rotor. In 4. zal de besturing van een stappenmotor met gepolariseerde rotor beschreven worden. Het is vaak noodzakelijk de motor als electromagnetische veer te gebruiken. Dit is mogelijk door, in afhankelijkheid van de gewenste positie een der spoelparen te bekrachtigen. Daardoor ontstaat een richtkoppel. 1.2.4 Remmen Remmen is ook mogelijk met deze motor. Analoog aan het geval waarin een draaiveld in de statorboring wordt opgewekt wat de rotor, dankzij zijn kortsluitwikkelingen, zal meenemen, is het ook mogelijk om een stilstaand veld in de statorboring op te wekken wat de draaiende rotor sterk zal remmen.

Door gebruik te maken van de vertanding kan een capacitieve opnemer in de motor gebouwd worden. Wordt namelijk in een statorgroef een geisoleerde geleider aangebracht, dan zal zijn capaciteit ten opzichte van de motor afhankelijk van de rotorstand varieren doordat zich tegenover het staafje (als extremen) een rotortand of een rotorgroef bevindt o Door deze variatie te detecteren (lit. 3) wordt een signaal verkregen met 100 perioden per omwenteling van de rotor.

-


biz 8 van


rapport nr.


EM 70-9

Dit signaal wordt met A aangeduid. Door een andere capacitieve opnemer te bevestigen in een groef van een statorpool die qua vertanding 90° in fase verschoven is, wordt na detectie een opnemersignaal verkregen wat

f

peri ode ver-

schoven is ten opzichte van A. Dit wordt met B aangeduid. Uit deze twee signalen zijn nu 400 pulsen per omwenteling te verkrijgen. Zij geven tevens indicatie omtrent de draairichting. Dit zal worden uitgewerkt in 6.2.1.

De verschillende functies van de DITRA-motor kunnen worden bereikt door de spoelen op geeigende manieren aan het net ("n fase,

220 Volt, 50 Herz) te schakelen. Dit schakelen

kan gebeuren met diodes en thyristoren, waarbij een besturingscircuit zal moeten uitmaken welke elementen geleidend moeten zijn. In lit. 1 is de werking besproken van het schema van Fig o 4

0

Hierbij moet bedacht worden dat een geleidende thyristor zich gedraagt als een diode. Een niet-geleidende thyristor zal in geen enkele richting stroom doorlaten. 1.2.6.1 !~~~~!!~~~~~!Jf In Fig. 4 zien we, dat wanneer T5/1 en T5/2 geleidend zijn, de condensator C tussen de punten A en B geschakeld staat. Zijn nu T1 en T2 geleidend, dat is tussen A en

° de

spanning aanwezig, terwijl de spanning tussen B en voor-

net-

° in

fase

ijlt op de netspanning. Door de capaciteit van C goed

te kiezen kan zo een semi 4-fasen systeem benaderd worden. Zijn aIle thyristoren T6 geleidend, dan staat over de spoelparen a en c de ene en over b en d de andere fase. Zo ontstaat een draaiveld in de statorboring en de motor zal als inductiemotor gaan lopen. Door TJ en T4 te laten geleiden in plaats van T1 en T2, worden de spanningen tussen A en en B en

° qua

°

fase verwisseld. Het draaiveld en daarmee de

draairichting van de motor, zullen dan omkeren •

.f:

--


biz 9


rapport nr. EM 70-9

•


Viii

Uitgaande van het semi 4-fasen systeem is de motor ook op eenvoudige wijze als stappenmotor te gebruiken o De spoelparen moeten dan om de beurt, eventueel overlappend, bekrachtigd worden. Dat gebeurt door de thyristoren T6 niet te laten geleiden, zodat de spoelparen slechts door de diodes met de spanningvoerende punten A, resp. B, zijn verbonden. Stel dat T1 en T2 geleidend zijn, dan ijlt de spanning tussen B en 0 voor'

op de spanning tussen A en 0 (T5/1 en T5/2

zijn geleidend). Is de spanning tussen B en 0 positief, dan zal via D4 door spoelpaar d stroom lopeno Daarna wordt de spanning tussen A en 0 positief en zal via D1 stroom door spoelpaar a lopeno Daarna wordt de spanning tussen B en 0 negatief en zal via D2 door spoelpaar b stroom lopeno De cyclus wordt gecompleteerd met het negatief worden van de spanning tussen A en 0, waardoor via DJ stroom door spoelpaar c zal lopeno Zo worden in de volgorde a, b, c, d de spoelen met gelijkgerichte stroom bekrachtigd en de motor zal rechtsom stappen. Door de fase van de spanningen tussen A en 0 en B en 0 te verwisselen wordt de volgorde der bekrachtiging en dus ook de draairichting, omgekeerd.

Om te remmen moet een stilstaand veld opgebouwd worden. Dit kan door T1, 2, J en 4 geleidend te maken en zo alle spoelparen uit dezelfde bron van spanning te voorzien. Deze spanning wordt door de diodes gelijkgericht, zodat de spoelparen aIle met gelijkgerichte stroom bekrachtigd worden. 1.2.6.4 Houdstanden Een houdstand wordt gekarakteriseerd door het bekrachtigen van slechts een spoelpaar met gelijkgerichte stroom. Wanneel aIle thyristoren T5 en T6 niet geleiden, kan met T1 via DJ spoelpaar c, of met T2 via D1 spoelpaar a, of met TJ via D2 spoelpaar b, of met T4 via D4 spoelpaar d van enkelzijdig

'--

.

.1

"

------i,+-.- - - ",t

._._......._ _...

---'

technische hogeschool eindhoven afdeling der elektrotechniek


biz 10vlIl

rapport nr. EM 70- 9

• gelijkgerichte wissel spanning worden voorzien. Met T1 tim

T4 kan dus een der vier spoelparen geselecteerd worden o

In de opstelling, beschreven in lit. 1, werd een optische opnemer (zie Fig. 5a) gebruikt om het aantal stappen van de rotor bij te houden. Deze opnemer is op mechanische wijze continu verstelbaar in die zin, dat de rotorpositie waarop een signaal (= 1 puIs na elke 0,9°) wordt afgegeven,kan worden ingesteld (marge

± 2 xO,9°). Dit blijkt een groot voor-

deel te zijn, omdat er informatie over de positie nodig is om het goede spoelpaar van houdstroom te voorzien. Komt een houdstand van de rotor nu overeen met een overgang in een van de twee opnemersignalen, dan is niet eenduidig bekend welke positie ingenomen moet worden (zie Fig. 5b). De rotor zal dan tussen twee houdstanden blijven slingeren. Wordt de opnemer

f

tand verdraaid, dan zullen de stabiele posities

steeds midden tussen de overgangen in de opnemersignalen vallen. Dan is eenduidig te bepalen welk spoelpaar bekrachtigd moet worden. Dit is getekend in Fig. 5c. Nu doet zich de moeilijkheid voor, dat vast in de motor ingebouwde opnemers gebruikt gaan worden (lit. J), die ongelukkigerwijs juist het beeld van Fig. 5b geven. De signalen electronisch

l

tand verschuiven is vrijwel onmogelijk zodat overblijft de

houdstanden verschuiven. Dit is mogelijk door twee naast elkaar liggende spoelparen tegelijk te bekrachtigen, dus de paren a en b, of b en c, of c en d, of d en a. De positie die dan ingenomen zal worden, ligt midden tussen de twee posities in die men verkrijgt door de spoelparen afzonderlijk te bekrachtigen. Fig. 5d geeft deze oplossing schematisch weer. De consequentie hiervan is, dat de besturing niet meer met het eenvoudige schema van Fig.

4 kan geschie-

den, doch ingewikkelder configuraties noodzakelijk worden o Dit zal worden uitgewerkt in 2.

-


biz, 11 van



•


In de opstelling, beschreven in lit. 1, gaat de automatische verplaatsing als voIgt in zin werk: De machine ontvangt opdracht de tafel naar een bepaald doel te doen bewegen o Hij vertaalt dit door de motor in te schakelen op ijlgang (bv. rechtsom), waardoor de tafel zich in de richting van het doel gaat bewegen. Pas het passeren van de doelpositie levert nieuwe informatie, die de machine doet besluiten tot remmen. De overshoot die zo ontstaat wordt weer in ijlgang (thans linksom) gecorrigeerd, waarbij een nieuwe, kleinere, overshoot ontstaat. Is de afstand tot de doelpositie zo kleiner geworden dan honderd stappen, dan wordt overgeschakeld op kruipgang (stappenmotorbedrijf). Door de lage snelheid kan dan bij het passeren van de doelpositie door het overschakelen op houdstroom in een van de vier spoelparen de rotor meteen in de juiste stand gevangen worden o Dit is gestyleerd getekend in het snelheidspositiediagram van Fig. 6a. Deze gang van zaken wordt aangeduid met benaderingsprocedure. Het zoeken van de doelpositie kan veel sneller gebeuren door op een bepaalde afstand voor het doel te gaan remmen,

z6 dat

na het remmen het doel ook bereikt is. Dit is dan een ideale "aan-uitH-sturing, ideaal omdat na het remmen de doelpositie direkt bereikt wordt en "aan-uit" omdat slechts twee besturingstoestanden gebruikt worden, nl. maximaal aandrijfkoppel of maximaal remkoppel. De "predictor control" die moet voorspellen op welk punt geremd zal moeten worden om op de doelpositie terecht te komen, wordt gecompliceerd omdat er situaties denkbaar zijn, waarbij de motor nog niet op volle toeren draait, dus volstaan kan worden met een kortere remweg. Uit metingen blijkt dat het remkoppel vrijwel constant is als functie van de snelheid. Het verband tussen de snelheid en de daarbij behorende remweg is dan kwadratisch o

L-

._..__

--,

._

_

_ _- '


biz 12 van



rapport nr.

EM 70-9

Het is nu lastig, voor iedere mogelijke snelheid de passende plaats aan te geven waar het remmen moet worden ingezet om een ideale nadering teweeg te brengen. Bovendien zal de snelheidsmeting niet zo llauwkeurig kunnen zijn o Daarom zal voor de remlijn, die in een snelheid-positie diagram de grens vormt tussen ijlgang en remmen of' indien de snelheid laag is stappenbedrijf', een rechte lijn genomen worden, zie Fig. 6b. Deze rechte lijn loopt niet door de doelpositie, maar is een klein bedrag verschoven. Hiermee wordt bereikt, dat bij zeer kleine af' te leggen af'standen meteen naar kruipgang geschakeld wordt. Bovendien blijkt uit

]~ig.

6b dat

wanneer de regeling optimaal ingesteld wordt voor de maximale snelheid, bij de andere snelheden de afstand tot de doelpositie na het remmen ook maar klein blijft.

1.4 ~~!~~~~!~~_!~~_~~_~!~!~~~_~~~!~!J_~~_E~~!!!~~~~!!!J~_~E!!: maal is In lit.

4

worden berekeningen uitgevoerd van de positioneer-

tijden voor verschillende typen motoren. Ook wordt een methode beschreven om voor een bepaalde afstand de motorparameters te optimaliseren. De berekening zal hier slechts summier worden aangegeven. Een roterende beweging wordt beheerst door de vergelijking:

T = J. ~t Met T == Ts.of (~) en koppel en

W

==

+ !;'I'ijlf"'" wo.~,

waarin Ts het stilstands-

Wo de nullastsnelheid voorstellen, terwijl T"'.'Vi..,

wrijving verwaarloosd wordt, vinden we: it

T(w) Ter af'korting word t P

=

Ts.

'Uo

J. ~o -n

~

J

("Jot

~

=

A genoemd, waarin

een f'ictief' vermogen van de motor voorstel to Zo 11

ontstaat de vergelijking: dt == A. d w

trw)


biz 1 J

afd.ling der .I.ktrot.chni.k

rapport nr.

•

gro.p el.ktrom.chanica

VCII

EM 70- 9

.,.. De tijd, nodig om de snelheid Wm te bereiken wordt dan if

;41.. 01 ~

A

=

~4

_

rttt) -

o

-I

A/

WeI

~

...

(1-

c:;)

cit!;

T(J)

o

waarbij de doorlopen hoekmaax wordt:

t1 _

~

(.,);fcJ dt

-

_

GJ

o

j c5... tJ cI ~

j.)

" ()

-frtJ)

0

Remmen kan worden beschreven met T

=

-Ts. t

(- W),

zoda t de

uitlooptijd wordt:

!

_ f}

t" -

"If

d

Co)...

J

-=

-f-{-rJ)

en de doorlopen hoekmaat: :t"

_n;

~

w

A

J

ev,...,. '*

0

4J

(4)

-f-(-,J)

U

Zo vinden we t a + t u

d

=

P +flf Wo

*

'Y...

o

{i; -(cwJ

-I-

-/-~ } (!-~) cI J 17- c•.d J

(,4,)

en

Wanneer een gedeelte van het traject met de maximale snelheid afgelegd wordt, zal de bijdrage tot de totale verplaatsingstijd worden verdisconteerd door de eerste term van vergelijking (a). Voor motoren met een gelijke genormeerde koppel-hoeksnelheidskromme ~

t(~) krijgt de integraal in (a)

bij gelijke W m steeds dezelfde waarde en kan derhalve bij verdere berekeningen als een vaste factor K worden beschouwc

L...--------------.-------------4i-!t--------.:....'---.---.. --.---

------- - -..-----------'

o


biz 14 VM


EM 70-9

rapport nr.

De totale verplaatsingstijd wordt dan:

19 f A. k ;: -ttSl t = -c.J" c..J

f

D

Dit is o.a. een functie van (Qo

en de verplaatsingstijd kan

dus geminimaliseerd worden:

dt : - ~

~2

""iifi;fJ

J. (,.)0. k

t 2.

'?

=-

0

Indien aan deze voorwaarde voldaan is, dan is de verplaatsingstijd optimaal. In appendix C van lit. 4 wordt, voor een DITRA-motor gemonteerd op een coordinatentafel, uitgerekend wat de optimale afstand is voor ideale "aan-uit"-sturing. Met Jrotor = 5,1.10- 4 kgm2, Jspil = 2,7.10- 4 kgm 2

W" = 147 rad/ sec vinden we

Ts = 0,25 Nm en A

=

2J.K. l.cJ"J

=

2 K.A.

WeI

=

85,6 rad. De spil heeft een

P

spoed van 4 mm, zodat de optimale afstand 55 mm is

o

In grafiek 1 van lit. 4 wordt gedemonstreerd dat voor motoren met dezelfde '(~), die geoptimaliseerd zijn voor 5, 10 en 20 radialen, dus een andere Ts

W. combinatie bezitten,

de tijdverspilling voor afstanden die afwijken van de optimale afstahd, slechts gering is. Optimaal betekent hier dat een motor met dezelfde genormeerde koppel hoeksnelheidskarakteristiek '(~t)' en hetzelfde fictieve vermogen P, door een andere keuze van Ts en Wo deze optimale afstand niet sneller kan overbruggen. Wanneer '(~) of Panders gekozen wordt is het duidelijk dat er weI kortere positioneertijden mogelijk zijn.

L...-

.,

.. _.

..

~,------

____'·!+_t

n

_

-


biz 1 5 VCIl

afdeJing d.r elektrotechni.k

rapport nr. EM 70-9


1.5 ~!~~~_!~~~~~~_~~_i~~~~!~l_~~~~!~~~!!~_~~~!_~~!~~~~ In lit. 5 wordt betoogd dat het zinvol is om bij de bouw van een apparaat een z.g. cahier des charges op te stellen. Deze lijst met eisen wordt in zo'n geval door de opdrachtgevers en de ontwerper in overleg opgesteld. In dit geval zijn er drie groepen van eisen te onderkennen, namelijk A.

Veiligheidseisen

B.

Gebruiksmogelijkheden

C.

Eigenschappen

A: Wat de veiligheid betreft moeten persoonlijke ongevallen zowel als zelfbeschadigingen worden voorkomen. Zo ontstaat het volgende lijstje: Al.

In noodgevallen moet direkt gestopt kunnen worden o

2.

De verplaatsing van de tafel moet begrensd zijn.

3.

Tijdens het boren maggeen verplaatsing van de tafel optreden.

4.

De boor mag de tafel nooit raken.

5. 6.

Zonder draaiende boor mag niet aangezet worden. De motoren moeten thermisch beveiligd zijn.

7.

Er moet een deugdelijke aarding zijn.

B: Wat de gebruiksmogelijkheden betreft moet bedacht worden dat het hier in feite om een demonstratiemodel gaat. Daarom moeten aIle mogelijkheden van zeer eenvoudig tot volautomatisch aanwezig zijn. Verder moet er ook de mogelijkheid komen om de benaderingsprocedure niet optimaal uit te voeren, teneinde te kunnen demonstreren wat de gevolgen daarvan zijn. We vinden dan de volgende punten: Bl.

De besturing moet met de hand kunnen geschieden, dus met drukknoppen voor ijlgang of kruipgangen linksom of rechtsom.


biz 1 6 VlI1


rapport nr.

2.


EM 70-9

De besturing moet ook half-automatisch kunnen werken, d.w.z. dat de doelpositie met de hand door duimwielschakelaars wordt aangeboden en dan automatisch bereikt wordt.

3.

Volautomatische werking moet ook mogelijk zijn. Door middel van een papierbandlezer wordt de doelpositie ingelezen, daarna verwerkt de besturing deze informatie automatisch.

4.

De gegevens moeten bij volautomatisch bedrijf volgens de E1A code (lit. 6) verwerkt kunnen worden.

5.

Na ingrijpen van veiligheden moet het herstellen van de oude situatie gemakkelijk zijn.

6.

Wanneer de geheugeninhoud vernietigd is, moet het mogelijk zijn een bekend punt terug te vinden o

7.

De benaderingsprocedure moet beinvloedbaar zijn voor afregelings- en demonstratiedoeleinden.

C: Wat de eigenschappen betreft, verdienen de volgende punten de aandacht. C1.

Onnauwkeurigheden, anders dan van mechanische oorsprong, worden niet toegestaan.

2.

De benaderingstijd moet door een juiste benaderingsprocedure optimaal z1Jn in de zin van het gestelde in 1.4 voor deze DITRA-motor.

3.

De booropstelling en zijn besturing moet ongevoelig zijn voor invloeden van buitenaf, zoals temperatuur, netspanning, positie van de opstelling, schokken en trillingen, vochtigheid, onjuiste input of een gescheurde tape, gebroken boor. Met de knoppen op het bedieningspaneel moet een "fool-proof"-bediening mogelijk zijn.

4.

De positie-opnemers moeten met een controleschakeling worden uitgerust, die waakt tegen fouten in het opnemercircuit.


biz


rapport nr.

.


17

VCIl

EM 70-9

In de praktijk is de situatie zo, dat een man het toezicht heeft op enige automatische machines, zeker wanneer deze machines niet voorzien zijn van automatische gereedschapverwisseling. Deze man moet dan o.a. het gereedschap verwisselen als de machine daarom vraagt. In het geval van onjuiste of gescheurde

t~pe

moet dit onderkend worden, zodat de

bewerking kan stoppen. De moeilijkheid wordt dan door de man uit de weg geruimd. Evenzo met een gebroken boor. De machine heeft dan "geboord" terwijl er geen gaten ontstonden. In zo'n geval zal de man de inputtape terugdraaien, zodat na het inzetten van een nieuwe boor de gaten die overgeslagen waren alsnog een beurt krijgen.

I


biz 18

ofdeling der elektrotechniek

rapport nr.


VCII

EM 70-9

2. Machine electronica

In 1.2.7 is betoogd, dat door het gebruik van een vast ingebouwde capacitieve opnemer,aan de houdstanden bepaalde voorwaarden worden opgelegd. Uit metingen blijkt dat het bekrachtigen van twee naast elkaar liggende spoelparen met dubbelzijdig gelijkgerichte stroom hiervoor de beste oplossing is. De thyristorconfiguratie rond de DITRA-motor moet hiertoe veranderd worden, waarbij het aantal draden naar de motor zo klein mogelijk moet blijven. Een schakeling die aan deze eisen voldoet is getekend in Fig. 7, immers dezelfde taken als van Fig. 4 kunnen worden verricht, terwijl er bovendien gelijkrichtbruggen mee gevormd kunnen worden, b.v o met D1, T1, T7 en T9 om spoelpaar a te bekrachtigen. Er is verder een extra condensator C s met een triac TR2 als schakelelement in het circuit opgenomen om bij stappenbedrijf de capaciteit van Ci tot C i + C s te kunnen vergroten, hetgeen nodig bleek bij de gebruikte motoren (zie lit. 7)0

Dit is weergegeven in Fig. 7. Als men bedenkt dat T7 tot en met T12 slechts ten behoeve van de

vie~

houdstanden gebruikt

zullen worden, dan blijkt het verschil met Fig. 4 niet zo groot meer te zijn. T1, T2, TJ en T4 vervullen dezelfde functie als de gelijkgenummerde thyristoren in Fig. 4. Zij geven de mogelijkheid om een semi 4-fasensysteem met verwisselbare fasen over de spoelparen van de motor aan te brengen. In plaats van twee anti-parallelle thyristoren zijn triacs gebruikt om de condensatoren te schakelen.

In Fig. 8 zijn aIleen de noodzakelijke elementen voor rechtsom- en in Fig. 9 voor linksom-inductiebedrijf getekend. Het ene stel spoelparen (b en d) wordt door de netspanning gevoed.


biz 1 9 VlII

afd.ling d.r .I.ktrot.c:hni.k

rapport nr. EM 70-9

gro.p .I.ktrom.c:hanic:a

Het andere stel (a en c) wordt via een condensator aan het net gekoppeld, zodat de spanning over het stel spoelparen a en c ongeveer 90° in fase voor is op de fase van de netspanning. Deze twee spanningen vormen zo weer bij

benaderin~

een semi 4-fasensysteem. De combinaties D1, T5 en D2, T6 verbinden de andere aansluitingen van de spoelparen direkt aan de andere netklem k. Wanneer men bedenkt dat de spoelen van een spoelpaar tegenover elkaar in de motor liggen, zoals in Fig. 4 is getekend en dat aIle spoelen een gelijke wikkelzin hebben, dan is gemakkelijk in te zien dat er in de luchtspleet een draaiveld bntstaat dat omloopt met 25 omw./sec. Door de kortsluitwikkelingen is zo inductiebedrijf mogelijk met een synchroor. snelheid van 1500 omw./min.

In Fig. 10 en 11 zijn aIleen de noodzakelijke elementen

VOOI

resp. rechtsom en linksom stappenbedrijf getekend. Weer wordt via C s + Ci een 90° in fase voorijlende spanning verkregen, waarbij met behulp van T1 en T2 of T3 en T4 de zo verkregen fasen verwisseld kunnen worden. Beschouwen we Fig. 10. Wanneer de spanning tussen p en k, die 90° voorijlt op de spanning tussen

q

en k, negatief is,

zal spoelpaar a via D1 stroom ontvangen. Daarna wordt de spanning tussen q en k negatief, zodat spoelpaar d via D1 gevoed wordt. Vervolgens wordt de spanning tussen p en k positief, zodat spoelpaar c via D2 bekrachtigd wordt. De cyclus wordt besloten met het positief worden van de spanning tussen q en k, waardoor spoelpaar b via D2 gevoed wordt. Zo ontvangen achtereenvolgens a, d, c en b enkelzijdig gelijkgerichte stroom. De motor zal gaan draaien zoals in 1.2 is beschreven.

-


bIz 20vlfI


rapport nr.


EM 70-9

2 0 2 0 3 ~~~~~!~~~~~

In Fig. 12, 13, 14 en 15 zijn aIleen de noodzakelijke elementen voor respeetievelijk houdstand ab, ad, be en cd getekend. Uit Fig. 12 en Fig. 15 kan men aflezen dat de spoelparen a en b en e en d per spoelpaar door een gelijkriehterbrug (Graetz sehakeling) gevoed worden. In Fig. 13 en Fig o 14 hebben deze twee bruggen aan een kant twee elementen gemeen, zodat in totaal sleehts zes gelijkriehters nodig zijn. Omdat de weerstand der spoelen laag is (~ 50 ohm per spoelpaar) zal de stroom een waarde van rond 4 Ampere kunnen bereiken. De exeessieve warmte-ontwikkeling noopt dan tot houdstroomreduetie. Deze houdstroomreduetiewordt besehreven in 2.4.

De vierde bedrijfsmode is remme,n o De hiervoor noodzakelijke elementen zijn getekend in Fig. 16. T1, T2 en T3, T4 verbinden aIle spoelparen aan een kant met de netklem h

o

D1 en D2

zorgen ervoor, dat door elk spoelpaar een enkelzijdig gelijkgeriehte stroom loopt. Zo wordt bereikt dat in de statorboring een stilstaand veld wordt opgewekt. Dit stilstaande veld zal de rotor afremmen omdat in de kortsluitwikkelingen induetiestromen opgewekt worden.

Uit Fig.

7 blijkt dat door het ongelukkig openen van bepaal-

de thyristorparen netsluiting kan ontstaan. Wanneer een thyristor niet meer gestuurd wordt, zal hij pas isolerend worden, wanneer de stroom nul wordt. De sehakeling van halfgeleiderelementen rond de DITRA-motor is namelijk gebaseerd op natuurlijke eommutatie. Wanneer nu door de besturingslogiea overgesehakeld wordt op een andere bedrijfsmode kan het gebeuren dat door een bepaalde thyristor nog even stroom blijft vloeien. Zoln geleidende thyristor kan samen met een nieuw te openen' thyristor

-


biz 21 van


rapport nr.


EM 70-9

een netsluiting veroorzaken, bijvoorbeeld bij het overschakelen van rechtsom stappenbedrijf naar houdstand door TJ en T12.

Uit Fig. 7 valt af te lezen dat de elementen die aIleen bij de houdstanden gebruikt kunnen worden, namelijk T7 tot en met T12, samen met een element uit de rest van de

schakelin~

een mogelijke netsluiting kunnen veroorzaken. Dit betekent dat aIleen bij het overschakelen van of naar een houdstand een netsluiting kan optreden. Nu zijn er twee mogelijkheden: A. AIle stuursignalen der schakelelementen zolang blokkeren dat zeker aIle schakelelementen stroomloos zijn geworden. Dit kan tot drie halve netperioden duren, omdat bepaalde elementen als vrijloopdiode kunnen werken (zie lito 8)0 B. Deze mogelijke netsluitingen toelaten en de kortsluitstroom en de stroomgradient beperken tot aanvaardbare waarden. Voor dit laatste is gekozen, omdat bij het overschakelen var stappenbedrijf naar een houdstand, er geen tijd is om te wachten. Anders zal de tafel voorbij de gewenste positie schieten. Omdat zo'n netsluiting maximaal een halve netperiode optreedt, kan een vrij grote piekstroom toegelaten worden. Een weerstand van ongeveer 20 ohm in serie met het net is al voldoende om de thyristoren te beschermen tegen de kortsluitpiekstromen. In serie met deze weerstand moet ook een zelfinductie van minimaal 40 /uH worden opgenomen om de stroomgradient te beperken tot maximaal 10 A//usec. Een te grote stroomgradient kan de thyristoren namelijk vernielen. 2.4 Houdstroomreductie In de houdstanden worden de spoelparen met dubbelzijdig gelijkgerichte stroom bekrachtigd. Omdat de gelijkstroomweerstand per spoelpaar vrij laag is, zou de stroom een waarde van

4 Ampere kunnen bereiken. Dit is in verband met exces-

sieve dissipatie ongewenst. Daarom worden voor een netspannings nuldoorgang aIle stuursignalen voor de schakelelementen geblokkeerd.

-

technische hogeschool eind hoven

biz 22 van


rapport nr.


EM 70-9

Pas nadat het grootste deel van de volgende halve netperiode verstreken is, wordt deze blokkering opgeheven. De logica die dit bewerkstelligt is beschreven in 3.30 Wat er dan precies zal gebeuren zal worden beschreven aan de hand van Fig o 12, waarin de noodzakelijke elementen voor houdstand ab getekend zijn. Wanneer de magnetische koppeling tussen de spoelparen a en b wordt verwaarloosd, kan volstaan worden met het beschouwen van spoelpaar a en D1, T1, T7 en T9. In Fig. 17a zijn deze nogmaals getekend. Stel dat h positief is ten opzichte van k, dan zal er, wanneer er stuursignalen komen, stroom gaan lopen door T7 en T9. Worden voor de netnuldoorgang de stuursignalen geblokkeerd, dan zullen D1 en T9 als vrijloopdiode gaan werken, omdat T9 geleidend blijft door de stroom die er nog doorheen loopt. In de volgende halve peri ode is h negatief ten opzichte van k. Nadat er stuursignalen komen,

zullen T1 en D1 de netspanning gelijk-

richten. Omdat T1 zal gaan geleiden, zal de stroom door T9 nul worden, omdat over T9 een spanning in de blokkeerrichting komt te staan. Nu geleiden dus T1 en D1. Wordt h nu weer positief t.o.v. k, dan zullen zij nog enige tijd blijyen geleiden, omdat er geen vrijloopcircuit kan ontstaan. Het spoelpaar a ondervindt dan een relatief grote negatieve spanning, zodat de stroom snel naar nul zal gaan. De stroom zal nul blijven totdat er weer stuursignalen komen, die T7 en T9 zullen laten geleiden • . Door variatie van het tijdstip waarop er weer stuursignalen komen, kan de gemiddelde houdstroom ingesteld worden. Dit is geillustreerd in Fig. 17b.

2.5

~!!~~~~!~~_~~_~~~~!~~~!!~

De schakelelementen worden gestuurd via een transformator met een wisselspanning van 30 kHz. Op de print waarop de gehele schakeling is gemonteerd, zijn bij ieder schakelelemeni een diode (BAY 38) en twee weerstanden geplaatst om het stuursignaal gelijk te richten.

-


biz 2JvCll

afde ling der e Iek trotechni ek

rapport nr. EM 70-9

•

groep el ektrom echan ica

Verder is ieder schakelelement op een koelplaatje van 6 cm 2 gemonteerd om betrouwbare werking te verzekeren tot een omgevingstemperatuur van maximaal 7SoC. Alle thyristoren zijn van het type BT101/S00R (fabrikaat Philips). De twee diodes zijn van het type BYXJ8/1200 (fabrikaat Philips) en de twee traics zijn van het type 40486 (fabrikaat RCA). Van de montageplaat die uitgevoerd is in gedrukte bedrading is een overzichtstekening in Fig. 18 weergegeven •

.

,,'


biz 24 van


rapport nr. EM 70-9


3. Logica ten behoeve van de machine-electronica. 3.1 !~!~!~!~~ Zoals in 2. is beschreven, kan door de juiste elementen geleidend te maken, met de schakeling van Fig.

7 de DITRA-

motor in al zijn functies gebruikt worden. Wanneer bekend is welke bedrijfsmode noodzakelijk is, moet dit door een combi.natorisch netwerk vertaald worden in een commando voor elk schakelelement afzonderlijk. Dit combinatorische netwerk met

6 ingangen en 14 uitgangen (voor elk schakelelement een) wordt de logica ten behoeve van de machine electronica genoemd. Van deze samenhang is in Fig.

19 een blokschema gete-

kend. De logica van de benaderingsprocedure of de handbediening bepalen welke bedrijfsmodes noodzakelijk zijn. De zes ingangen zijn: Inductiebedrijf

a

o

Rechtsom

b

c

Stappenbedrijf

1

Linksom. Indien zowel b als c 0 zijn, dan moet er een houdstand ingenomen worden. Snelheid groot

d

o

Snelheid klein. Dit geeft de mogelijkheid om niet langer te remmen, dan nodig is. Beveelt de logica van de benaderingsprocedure om over te schakelen op stappenbedrijf en is de snelheid nog groot, dan zal er eerst geremd moeten worden. Is de snelheid klein geworden, hetgeen altijd nog groter dan de stapsnelheid kan zijn, dan moet er overgeschakeld worden op stappenbedrijf.

e

Opnemer A

f

Opnemer B o Deze opnemerinformatie is nodig om het juiste stel spoelparen te kunnen kiezen wanneer er een houdstand ingenomen moet worden.

--


bIz 25


rapport nr.

•


VlIJ

EM 70-9

Met deze zes ingangen als ingangsvariabelen en het al of niet geleidend zijn van de schakelelementen als uitgangsvariabelen kan aan de hand van de Figuren 8 tot en met 15 een logische functietabel opgesteld worden, die weergegeven is in Fig. 20. De uitwerking van deze tabel zal het combinatorische netwerk moeten leveren.

Uit de verschillende methodes om logische functies te synthetiseren die in lit. 9 beschreven staan, is de methode van Karnaugh gekozen. Omdat deze methode bij zes variabelen onoverzichtelijke diagrammen oplevert, wordt de synthese van de logische functies in twee trappen uitgevoerd, nl.: A voor de variabelen e en f en B voor de variabelen a, b, c en d. A. Vanwege de eenvoud is het niet nodig om de Karnaugh diagrammen uit te tekenen. De functies zijn zonder meer uit Fig. 20 af te lezen. Ook voIgt uit Fig. 20 dat voor a.b.e.d

=

1 en voor willekeurige e en f aIle functies

slechts don't cares bevatten. Daarom kan abed samen genomen worden met abed tot bed. zo vinden we dan: T1

= bed.e

T2

= bed.e

T3

- bed.£'

T4

= bed.f

= T6 = bed.o T9 = bed.e T11 = bed.£' TR1 = bcd.o

T7

T5

= T8 = bed.1

T10 = bed.e T12 = bed.f TR2 = bcd.o

B. Hiervoor zijn de benodigde Karnaugh-diagrammen getekend in Fig. 21. Zo vinden we voor de 14 uitgangen: T1 T2

= ad = ad

T4

= =

T5

=

T3

+ c + bode + c + bode

ad + b + bed£' ad + b + bedf T6 = a

L-____________ \ ,.} -- - --------1------:::"--------------------------------1

technische hogeschool eindhoven groep elektrom echan ica


T7

= T8 = bea

T9

= bode

biz

26 VlII

rapport nr.

EM 70-9

T10 = bede T11

= bedt'

T12

-. bed:f

TR1

= b + c

-

TR2 = ab + ac

Aan de hand van deze :formules kan een logisch schema getekend worden, wat weergegeven is in Fig. 22. Er zijn zoveel mogelijk termen samengenomen om het aantal poorten te beperken. Met de uitgangen moet via een transistor een trans:formator gestuurd worden die het stuursignaal overbrengt naar het schakelelement, en tegelijk zorgdraagt voor de galvanische scheiding

tus~en

de logica en de schakelelementen, zie Fig o

23. De trans:formator moet gestuurd worden met een wisselspanning en daarom moet elke uitgang logisch vermenigvuldigd worden met een oscillatorsignaal. Zo wordt bereikt, dat aan de uitgangen een nul nul blijft en een 1 een blokvormige wisselspanning wordt. Doordat de gebruikte logica (TTL) een lage uitgangsimpedantie hee:ft, kan de transistor die de trans:formator stuurt, via een weerstand direkt door een uitgang gestuurd worden. De schakeling is zo uitgevoerd, dat de oscillator geblokkeerd kan worden, waardoor aIle uitgangen nul worden. Dit zal nuttig blijken bij houdstroomreductie.

3.3 Houdstroomreductie Zoals in 2.4 is betoogd moet de stroom in de houdstanden gereduceerd worden door de stuursignalen der schakelelementen op bepaalde tijden te blokkeren en weI, van kort voor een netspannings-nuldoorgang tot enige milliseconden voor de volgende net-nuldoorgang. Nadat het commando "houdstand" gegeven is moet het betre:f:fende spoelpaar weI minstens gedurende een halve periode op de netspanning worden aangesloten

\

\

-- - - - ------


biz 27

ofd.ling der elektrotechniek

rapport nr. EM 70-9

-

groep elektrom.chanica

VM

teneinde de rotor goed in de gewenste positie te "vangen". De schakeling die dit bewerkstelligt, is ook in Fig. 22 getekend. Wordt het commando "houdstand" gegeven, dan wordt

b.e = 1

zodat de JK-flipflop bij het eerstvolgende kloksig-

naal (dat is de eerstvolgende net-nuldoorgang) zal omklappen naar de "1" toestand. De Q-uitgang van deze flipflop blokkeert door een 0 op de B-ingang de "one shot" multivibrator. Wanneer de JK-flipflop naar de "1" toestand gaat, wordt deze blokkering (hetzij vertraagd door R en C) opgeheven. Bij elke net-nuldoorgang wordt de one shot dan getriggerd, zodat gedurende ongeveer 7,5 msec. daarna de oscillator geblokkeerd wordt. De eerste volledige halve netperiode gebeurt dit niet, omdat dan de one shot multivibrator nog door de JK-flipflop geblokkeerd is.

De logica en de bijbehorende transistoren en stuurtransformatoren zijn op een montageplaat uitgevoerd in dubbelzijdig gedrukte bedrading gemonteerd, waarvan foto 2 een beeld geeft. Omdat per transformator twee draden naar de montageplaat van de machine-electronica lopen zou de configuratie van de gedrukte bedrading te ingewikkeld worden wanneer al deze verbindingen via printcontacten gemaakt zouden worden. Daarom is besloten de logicaplaat vast tegen de machineelectronicaplaat te monteren, zodat de verbindingen direkt 'gemaakt kunnen worden. Dit heeft nog een voordeel, namelijk dat de verbindingen korter kunnen zijn, wat de kans op stoorspanningen kleiner maakt.

.

-


blz 28

afd.ling de, el.lctrot.chni.1c

rapport nr. EM 70-9

-

groep elelctromechanica

Viii

4. De Decimaal-Binair omzetter Tot een goed begrip van de logica ten behoeve van het positioneren wordt in 4. en 5. eerst enige randapparatuur besproken.

Uit de summiere beschrijving van de te bouwen benaderingsprocedure (zie 1.3) is duidelijk dat het noodzakelijk is om het verschil te weten tussen de momentane coordinaat en de doelcoordinaat. Daar deze twee getallen zowel een positief als een negatief teken kunnen hebben, zal de bepaling van dit verschil kunnen bestaan uit zowel een optelling als een aftrekking. Nu wordt de doelpositie steeds aangeboden als een, hetzij binair gecodeerd, decimaal getal van 5 decimale cijfers, dus in 20 bit, gegroepeerd in 5 groepjes van 4

0

Deze groepjes van 4 bit zullen in het vervolg met BCD-cijfers worden aangegeven; BCD betekent Binairy Coded Decimal o De grootste verplaatsing van de tafel is namelijk 350 mm

(= 35.000 stappen). Door de maximale coordinaat te beperken tot 32767 (2 15 _1) is er een kleine beperking in het kiezen van de nul-positie. Deze mag dan niet dichter dan 30

mID

van

de uiterste posities van de tafel gekozen worden. Een binaire optelling is eenvoudige uit te voeren met

behul~

van 4-bit full adders (compleet in de handel verkrijgbaar) die zowel de som van twee 4-bit getallen als een eventuele carry uitrekenen. Deze carry ontstaat wanneer de som het maximale getal van

4 bit, zijnde 1111

=

15

, overschrijdt. 10 In een binair geschreven decimaalsysteemzal de carry bij

het overschrijden van het grootste decimale cijfer, zijnde 1001

= 9 10

gegeven moeten worden. Aangezien een dergelijk

circuit niet in de handel is, zal dit een veel uitgebreidere en dus duurdere schake ling vragen. Een binaire aftrekking is ook betrekkelijk eenvoudig uit te voeren als met aftrekken met het aftrektal vervangt door optellen met het M-1 complement van het aftrektalc(zie lit. 1C).

"-


biz 29 van


rapport nr.

-


EM 70-9

Dit M-1 complement nemen betekent in het binaire systeem inverteren van elk bit (dus 1 wordt 0 en 0 wordt 1)0 In een binair geschreven decimaal systeem is aftrekken veel ingewikkelder. De bepaling van het M-f complement vraagt dan eer uitgebreid combinatorisch netwerk. Bij uitwerken van beide systemen blijkt dat het optellen of aftrekken van een getal wat maximaal 32767 (2 15 _1) mag zijn, in een binair systeem

4 x 3 = 12 geintegreerde circuits (Ie) vraagt en in een bi-

=

nair geschreven decimaal systeem 5 x 10 Hieruit blijkt, dat het voordelig is uit

50 stuks.

economi~ch

oogpunt

en me de omwille van de eenvoud, om het logische systeem binair te organiseren. Dit maakt dan weI een Decimaal-Binair omzetter nodig om de ingangsfaciliteiten op bet systeem aan te passen, alsmede een Binair-Decimaal omzetter, die in 5. besproken wordt. Desondanks blijft het binaire systeem te verkiezen boven he1 decimale systeem, ook al omdat de beide omzetters voor twee assen functioneren en omdat in een binair systeem de onderdelen vollediger benut worden. De plaats van beide omzetterE

24.

is getekend in Fig. De

inga~gen

vande Decim•• I~Biriai~ 6mzetter bestaan uit

duimwielschakelaars voor halfautomatisch bedrijf, of een papierbandlezer voor volautomatisch bedrijf. Deze code-omzetter zal in dit hoofdstuk uitgewerkt en beschreven worden.

Een uitgebreide inleiding

~n

een beschrijving van verschil-

lende systemen van zowel Decimaal-Binair als Binair-Decimaa omzetters is gegeven in lito 11. Bij het omzetten van een decimaal geschreven getal in zijn binair equivalent is het de bedoeling de volgende schrijfwijze te verkrijgen.

=

n

n-1

o

1

+b 00 10 , waarin 10 1 .10 2 2 2 het binair geschreven decimale getal 2 voorstelt en de facN

b .10 n

toren b

2

+ b

n-

1.10

2

+ •••

+ b

0 of 1 kunnen zijn, dus 10

i

2

"

=

2

10

en b

i E{0,1J.

- - , + 1 - - - - - - - , - - - - - - , - - ' - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -..-------'1


biz 30


rapport nr.


VlrI

EM 70-9

Deelt men door het grondtal 102 dan ontstaat de volgende n-1 n-2 + . •• + b 1 • 1 020 + re s t b vorm: N = b n • 1 O2 + b n- 1 • 1 02 0 102 met andere woorden, bij de deling ontstaat als rest het minst significante bit van N (Indien de rest 0 is wordt deze ook als rest aangemerkt). Indien het quoti~nt nogmaals door het grondtal gedeeld wordt, zal als rest b zijn aIle binaire factoren b.

1

ontstaan. Zo 1 te vinden door n maal door hei

grondtal te delen. Deze deling kan worden uitgevoerd met behulp van een aantal cellen. Deze cellen zijn combinatorische netwerken die door 102 delen, en weI zo, dat ook de rest van de deling van het voorgaande cijfer verwerkt kan worden. Bijvoorbeeld: Decimaal 15 : 2

= 7

BCD 0001 0101

10. Deelt men de tientallen (voorste 4 bit)

rest 1.

door 10 dan ontstaat 0000 met rest 1. Deze rest moet bij de eentallen gevoegd worden, waar.hij een waarde heeft van 1010. De eentallen worden zo 0101 + 1010

=

1111. Dit delen door 1C

levert 0111 met rest 1, zoals in de aanhef van dit voorbeeld is gesteld. De synthese van deze Decimaal Binair cel is weergegeven in Fig. 25. Het decimale getal is aangegeven me1 DCBA. R is de rest van de deling van het voorgaande cijfer en S is de rest van deze deling, terwijl DtC'B'At de uitkomst voorstelt. Ter toelichting diene het volgende: Bit A staat voor de eenheden. Bij deling door 2 zal A dus als rest overblijven, m.a.w. S

=

A. Bit R heeft de waarde

10

(tien) en zal bij deling door 2 dus 5 geven. In de 10 tabel van Fig. 25 is dit vanaf de ge regel duidelijk te zier. Deze cel met vijf in- en vijf uitgangen kan nu gebruikt worden om een combinatorisch netwerk op te bouwen dat een decimaal getal kan omzetten in een binair getal (zie Fig. 26a). Deze opbouw kenmerkt zich door een aanzienlijke materiaalomvang. Thans zal worden aangegeven hoe op materiaal bespaard kan worden.

,,l.'

'---------.----.. - - - - . - - - - l ; - - - - - - - - - - - - - " ' - - - - - - - -

--

technische hogeschoo' eindhoven

biz 31 van

afd.ling der el.ktrot.chni.k

rapport nr. EM 70-9

•


Dit netwerk van cellen, wat piramidevormig is, kan worden opgevuld met cellen tot een blok, dat getekend is in Fig. 26b. Dit blok bestaat uit n rijen en m kolommen voor het omzetten van een decimaal getal van m cijfers in zijn binaire equivalent van n bit. Dit combinatorische netwerk kan omgewerkt worden tot een sequentieel netwerk dat bestaat uit een rij van m D-B celler en twee geheugens, namelijk een om het tussentijdse resultaat in te bewaren (decimaal parallel register) en een om het eindresultaat in op te bergen (binair serie register). Een principeschema hiervan is getekend in Fig. 27. Het decimale cijfer wordt in het decimale register gezet en na elke klbkpuls wordt het getal door 102

(= 2 10 ) gedeeld. De rest

wordt in het binaire serieregister gesehoven en het quotien1 wordt opgeslagen in het deeimale parallel register o De deling wordt zo in n stappen uitgevoerd, kost dus meer tijd dan in de sehakeling van Fig o 26a maar er is ook Minder materiaal nodig. Het rekenproees kan nog meer sequentieel gemaakt worden door maar een D-B eel te gebruiken en de decimale eijfers achtereenvolgens te delen door 102. Het geheugen voor de tussentijdse resultaten moet dan uitgebreid worden tot vier schuifregisters van m-bit per stuk. Een prineipeschema van dit systeem is getekend in Fig. 28. De rest bij de deling van bijvoorbeeld de tientallen moet onthouden worden om bij de volgende klokpuls (dan dus delin~ der eentallen) beschikbaar te zijn. Hiervoor wordt een Dflipflop gebruikt. De rest bij de deling van de eentallen moet opgeborgen worden in het binaire sehuifregister. In het systeem van Fig. 26a kostte de berekening per eel twee of drie maal de propagation delay van een poort, afhankelijk van al of niet inverteren (bij de hier gebruikte TTLlogica bijvoorbeeld 13 nsee.). Een ~oll~di~e berekening van 5 decimale eijfers naar een 15-bit binair getal kost dan ongeveer 500 nsee.

-


biz 32 van


rapport nr.

.


EM 70-9

Bij het systeem van Fig. 28 zijn om het gehele decimale getal door 2 te delen en daarna de ontstane rest op te bergen 6 stappen nodig. Deze cyclus van 6 stappen moet 15 maal herhaald worden,

zodat totaal 90 stappen nodig zijn. Neemt men

een klokpulsfrequentie van bijvoorbeeld 5 MHz, dan kost dit 18 jusec. Omdat de conversie binnen 100 usec. voltooid moet j zijn, want dat is de tijd die nodig is om een getal van 5 cijfers met de papierbandlezer in te lezen, is ook het langzaamste systeem nog snel genoeg. Het systeem van Fig. 28 is dan ook gekozen.

Teneinde na te kunnen gaan welke klokpulsen W,lar nodig zijn zal aan de hand van Fig. 29 nog eenmaal de werking nagegaan worden. Stel dat op een of andere manier het te converteren decimale getal in het decimale register staat o De rekenprocedure kan dan beginnen door X

=

1, Z

=

1 en Y

=

0 te maken,

zodat in feite het schema van Fig. 28 weer verkregen is

o

De D-B cel krijgt de 10.000 tallen aangeboden en geeft het resultaat van de deling door aan de ingang van het decimaalregister en die van de D-flipflop die deze informatie opnemen na de eerste klokpuls. Na de vierde klokpuls worden dE eentallen aan de D-B cel aangeboden, zodat na de vijfde klokpuls een complete deling door 102

is uitgevoerd. De resi

staat dan in de D-flipflop. De zesde klokpuls mag aIleen aar het binaire register worden toegevoerd waardoor het resultaat, wat in de D-flipflop staat, in dit register wordt geschreven. Voordat de nieuwe deling of cyclus begint, moet dan eerst de D-flipflop op nul gezet worden d.m.v. zijn Clear-ingang. Wordt deze cyclus 15 maal uitgevoerd en wordt het decimale getal beperkt tot 32767 (2 15 _1) dan zal in de 16e en laatste cyclus zeker als resultaat een nul verkregen worden.

L..-

.

_

- - j ; , , - - - - - - - - - - - - c , ; - .- - - - - - - - - - - - -

33 van


biz


rapport nr.


EM 70-9

4.3.1 Ret inlezen De Decimaal-Binair omzetter wordt gebruikt bij halfautomatisch en volautomatisch bedrijf van de opstelling. Omdat deze bedrijfsmodes slechts verschillen van elkaar door de manier van inlezen van de doelposities moet het mogelijk zijn zowel via diumwielschakelaars als via de papierbandlezer het decimale register te vullen. Omdat de verwerkingstijd kort is vergeleken met de snelste inleesmogelijkheid

i~

slechts een Decimaal-Binair omzetter gebruikt voor beide assen. Dit maakt het noodzakelijk onderscheid te maken tussen de X- en Y-informatie.

4.3.1.1 De duimwielschakelaars Ter vereenvoudiging is slechts een stel duimwielschakelaars voor beide assen ingebouwd. De keuze gebeurt m.bov. drukknoppen. De gebruikte 5-bit schuifregisters van het decimalE register (SN7496N Texas Instruments) zijn voorzien van Preset-ingangen en van een Preset Enable-ingang, waarmee de informatie aan de preset-ingangen in het register geschoven kan worden. Wanneer de duimwielschakelaars continu verbonder zijn met de preset-ingangen kan d.m.v. drukschakelaars (een voor X en een voor Y) de informatie in het register gebrachi worden (zie Fig. 29). Door met dezelfde drukschakelaars een flipflop in een bepaalde stand te brengen, weet de schakeling voor welk register (X of Y) de binaire informatie bestemd is. Met een combinat6risch netwerk kan dan de binaire informatie naar het juiste binaire register gestuurd worden (dus hetzij X hetzij Y). In Fig. 30 is de schakeling getekend die dit onder andere bewerkstelligt. De teken en de X of Y informatie wordt via de drukschakelaar door middel van de Clear of Preset-ingang in de flipflop gebracht. In Fig. 29 moet tijdens het rekenen de inleesmogelijkheid met de duimwielschakelaars geblokkeerd worden. Dit gebeurt dan door een logische 0 op punt Yo

technische hogeschool eindhoven ald.ling der .I.ktrot.chni.k

biz 34 van


rapport nr.

EM 70-9

De informatie van de papierband komt in de lezer per decimaal cijfer (dus 4-bit tegelijk) beschikbaar o Dit noodzaakt te voorzien in de mogelijkheid de informatie per BCD-cijfer in het decimale register te schuiven. Daartoe moeten de serie-ingangen van de 5-bit schuifregisters toegankelijk zijn. Deze toegang wordt verkregen door X maken, terwijl tijdens het rekenen X

=

=

1 dus

0, dus X

X=

=

1 te

0 waren.

Bij dit schuiven is een externe klok nodig. De klokingangen van het decimale register zijn daarom ook omschakelbaar. worden bestuurd door Z en

Z

(Z

=0

inklokken, Z

=

Zi~

1 rekenen).

De teken en de X of Y informatie kan ook ingeklokt worden, omdat van beide flipflops in Fig. 30 zowel de data als de klokingang bereikbaar zijn. Deze ingangen worden niet geblokkeerd tijdens het rekenen. De logica van de papierbandlezer moet hierin voorzien.

Ret systeem zal pas goed kunnen werken als de besturing aIle klokpulsen en schakelfuncties (X, Y,

Z en teken toestaan) oJ

het juiste moment beschikbaar stelt. Omdat het rekenproces pas kan beginnen nadat het decimale register gevuld is, zal er een startcommando gegenereerd en onthouden moeten worden. Er zijn twee mogelijke redenen om te starten, namelijk: A. Wanneer er met een drukknopschakelaar een preset-opdrach gegeven wordt. B. Wanneer vanuit de papierbandlezer vijf maal informatie in het decimale register is geschoven. In beide gevallen wordt een D-flipflop in de " 1 "-toestand gezet (zie Fig. 31~ Daardoor wordt de blokkering van de oscillator opgeheven. 5 klokpulsen worden doorgegeven naar de D-flipflop en het decimale register van Fig. 29. De zesde puis wordt aIleen naar de binaire registers gestuurd en na een korte vertraging wordt de D-flipflop dan in de O-toestand gebracht.

L..-

..... _ _ .. _

..-

technischl.'; hogeschool eindhoven

biz

ofde ling de~ ,,!ektrotechniek

rapport nr. EM 70-9

-


35 Val

Deze eyelns loopt 15 maal. Tijdens de 16e eyelus wordt de blokkerlng van het tf~ken (Fig. 30) opgehe"Vol1 en kan het teken als meest significante bit in het desbetreffende Binaire register worden ingesehoven. Na de 16e eyelus is het resultaat bereikt en kan de start-flipflop in de "O"-toestand gebraeht worden.

De complete sehakeling van de Deeimaal-Binair omzetter die in Fig. 25, 29, 30 en 31 is getekend, was dusdanig uitgebreid, dat het nodig bleek twee montageplaten in dubbelzijdige gedrukte bedrading te ontwerpen. Foto 3 geeft hiervan een beeld.


biz 36 van


rapport nr.


EM 70-9

5. De Binair-Decimaal omzetter

5.1

!~!~!~!~~

In 4.1 is betoogd dat een binaire organisatie van de logica van de benaderingsprocedure wenselijk is. Daartoe was een Decimaal-Binair omzetter nodig om de ingangsfaciliteiten aar, te passen op het systeem. De uitgangsfaciliteiten, hier aIleen de momentane X- en de Y-positie uitgelezen in decimale getallen (Nixie buisjes), krijgen daarom binaire informatie aangeboden. De besturing van de uitlezing vraagt BCD-cijfers. Hierdoor is dus ook een Binair-Decimaal omzetter nodig. In Fig. 24 is deze omzetter ook aangegeven. Uit economische overwegingen is een Binair-Decimaal omzetter gebruikt om zowel de X- als de Y-uitlezing van geschikte informatie te voorzien.

5.2 ~~!_E~!~~!E~ Zoals in 4.2 is vermeld, is een uitgebreide verhandeling over D-B en B-D omzetters te vinden in lit. 11. Bij het omzetten van een binair getal in zijn binair geschreven decimale equivalent is het de bedoeling de volgende schrijfwijze te verkrijgen: +

•••

+

I

d .1010 1

1

+

I

0

d ·1010 , O

waarin 1010 het binair geschreven decimale getal 10 voorstelt en de factoren d~ 0000 tot en met 1001 (dus decimaal 0 tim

~us

d~E.

101 0 2 = 10 10 en {OOOO, ••• ,1001} • Deelt men door 1010 dan ontstaat de volgende vorm:

9) kunnen zijn,

N

+ •••

1010 Zo ontstaat na eenmaal delen door 1010 als rest d~. Als het I

quotient weer door 1010 gedeeld wordt, ontstaat als rest d • 1 Na m maal delen zullen aIle factoren d~ bekend zijn o Bijv. 11011001 101001110 101010001

1010

=

J..

10101 rest 0111

2e deling:

10101 1010 0001

: 1010

=

1.QlQ0111

Het resultaat is dus 0010.0001.0111

(= 21710).

10 rest 0001


biz 37vCII

afdelinll der elektrotechniek

rapport nr. EM

•

IIroep elektromechanica

70- 9

In plaats van aftrekken, met 1010 kan ook het M-complement van 1010 opgeteld worden, althans indien het mogelijk is om 1010 af te trekken (zie lit. 10). Dan zal er echter een "overflow" optreden. Deze overf'low kan dan gebruikt worden als indicatie dat er 1010 af'getrokken kQn worden, c.q. het M-complement van 1010 opgeteld mocht worden. 10000 1010 M-complement van 1010: 0110 Bijvoorbeeld:

quotiijnt

ie

deling

quotiijnt

11011001: 1010 0110+ 1001110 0110+ 101010001 0110+ 10101Ql1l rest na 1e deling 10101 : 1010 0110+ QQl9QQQ! rest

Het resultaat is dus weer 0100 0001 0111 (= 21710). De tweede mogelijkheid heef't het voordeel dat dankzij de overf'low's het quotiijnt automatisch geschreven wordt. De eenvoudige bewerking: bekijken of' een

4 of' 5-bit getal

groter is dan 1001, en zo ja, het M-complement van 1010, zijnde 0110 erbij optellen, kan weer uitgevoerd worden door een combinatorisch netwerk. Dit netwerk wordt B-D eel genoemd. De synthese van dit combinatorische netwerk is uitgevoerd in Fig. 32. Bij de opstelling van de f'unctietabel in Fig. 32 geldt het volgende: In het algemeen zal CBAP het getal zijn waarnaar gekeken wordt. Is dit getal bijvoorbeeld 1000 dan kan hiervan geen 1010 afgetrokken worden, zodat het getal onveranderd blijf't. Dan wordt er een nieuw bit bijgenomen wat rechts van P staat. Hieruit wordt duidelijk, dat het combinatorisch netwerk 5 ingangen moet hebben. Door de eventuele overf'low zullener ook 5 uitgangen nodig zijn. Wanneer er 1010 af'getrokken kan worden, wordt 0110 bij het aangeboden getal opgeteld. Hierdoor zal het minst signif'icante bit, P, niet veranderen.

------------ ------+-------'-:--~---".--------

- ----- - - ------ ---

--


biz 38vlII

aEdeling der elektrotechniek

rapport nr. EM 70-9

•


Dit wordt dus in alle gevallen direct naar AI doorgegeven. In Fig. 33 is aangegeven hoe met een kolom van (in dit voorbeeld) 5 B-D cellen een deling door 1010 kan worden uitgevoerd. De 2e deling kan door een (kortere) kolom van cellen worden uitgevoerd, net zolang totdat het quotiijnt kleiner is geworden dan 1010. Dit netwerk wordt zo dan piramidevormig. De rekentijd is weer klein en de hoeveelheid gebruikt materiaal groote Analoog aan de behandeling van de Decimaal-Binair omzetter kan ook hier de hoeveelheid gebruikt materiaal sterk gereduceerd worden wanneer een grotere rekentijd wordt toegestaan door de verschillende bewerkingen achter elkaar uit te voeren, in plaats van tegelijkertijd. Daartoe wordt het pirami devormige netwerk van B-D cellen opgevuld.tot een blok van n rijen en m kolommen (zie Fig. 34). n is het aantal bit val het om te zetten binaire getal en m is het aantal cijfers van het decimale equivalent van het binaire getal. Nu kan men de bovenste rij al het werk laten doen door het resultaat wat aan de tweede rij aangeboden wordt in een geheugen op te.slaan en dit weer opnieuw aan de eerste rij aal te bieden. Dan moet ook het bit dat normaal aan de tweede rij zou worden toegevoerd (2 n -2) aan de eerste rij worden aangeboden. Zo wordt een sequentieel systeem verkregen, dat in n stappen uitvoert wat het blok van Fig. 34 in eenmaal doet • Deze sequentiiHe opbouw is getekend in Fig. 35. Het aantal D-B cellen kan nog verder verminderd worden door een D-B cel al het werk te laten doen. Het geheugen voor de tussentijdse resultaten moet dan wel uitgebreid worden. tot

4 stuks m-bit schuifregisters: dit is getekend in Fig. 36. Bovendien blijkt er ook een D-flipflop nodig te zijn om de overflow te onthouden of het nieuwe bit van het binaire getal in te lezen. De werking is nu Minder eenvoudig te beschrijven dan de D-B omzetter van Fig. 28, omdat delen door 10 2 binair betekent aIle bit een plaats opschuiven.

'------.-._ ..

_--_...-

...•....


biz 39 van

aldeling der elektrotechniek

rapport nr. EM 70-9

•


Delen door 1010 is veel gecompliceerder. De werking van het systeem van Fig. 36 zal uitgebreid beschreven worden in 5.3.

5.3

!!!~!~E~!~~

Bij de beschouwing van Fig. 36 (principe) en Fig. 37 (praktische uitvoering) moet het volgende bedacht worden: Als de B-D eel een getal DCBAP krijgt aangeboden dat kleiner is dar 1010, dan zal de informatie een plaats naar links schuiven, d.w.z. B

1

wordt A, C

1

wordt B, enz.

Stel het binaire register is gevuld met het getal N. ~1

~2

0

N = b n- 1 • 10 .;. + b n- 2 • 10 +. •• + b O ' 10 wa t ui t n bi t bestaat biE {0,11 10 2 = 2 , In het begin is het decimale 10 register nog leeg. Hier moet komen Q d I 1.1010 m-1 + d- 2.1010m-2 + ••• + d I .1010 , een binair ge O mmschreven decimaal getal van m cijfers.

d~' E

{ 0000, •••• , 1001

J

en 10102

=

10 1 0 •

Het rekenproces begint met het inlezen van het meest significante bit b P

=

1 in de D-flipflop (schakelaar in stand a, 0 n1) door een klokpuls op de D-flipflop. Vervolgens gaat

de schakelaar in stand b of P

= O.

Dan komen er m klokpulser

op het decimale register en op de D-flipflop. Hierdoor schuift bit b

n-

1 op naar plaats 1. Dit bit wordt nu aan de

B-D eel aangeboden op ingang A, en omdat aIle andere in1 gangen nog nul zijn, zal dit bit via B aan het 2e m-bit schuifregister worden aangeboden. Zo zal na inlezen van bit b

2 en weer m maal klokken op het decimale register bit

nb 1 op plaats 2 en bit b 2 op plaats 1 staan. Na de volnngende (m+1) klokpulsen staat bit b 1 op plaats 4, bit b 2 nn3 op plaats 1. Wordt nu bit b 4 ingennlezen in de D-flipflop, dan kan het getal dat aan de B-d ce op plaats 2, bit b

wordt aangeboden (CBAP) groter dan 1010 zijn. Zo ja, dan telt de B-D eel er 0110 bij Ope Op de uitgangen D'C'B'A' verschijnt een getal dat 1010 kleiner is dan het ingelezen getal en op uitgang Q verschijnt een 1, de overflow,die, omdat tijdens het rekenen de schakelaar in stand b, of in

40 Val

hHi.:Wmische hogeschool eindhoven

biz


rapport nr. EM 70-9

-


Fig. 37 P = 1 is, op de volgende ~lokpuls in de D-flipflop wordt gezet. Na de daaropvolgende klokpuls komt deze 1 in het rechtse m-bit schuifregister. Na de cyclus van m klokpulsen zal deze overflow een 1 geven op plaats 10. Zo wordt de werking duidelijk: Na elke cyclus die begint met het inlezen van een bit wordt de informatie van het decimale register op hetzelfde niveau een plaats naar links geschoven, dus met twee vermenigvuldigd. Tijdens de cyclus worden alle decimale getallen nagelopen en indien zij groter dan 1010 zijn, worden zij met 1010 verminderd, terwijl het getal dat een niveau hoger staat met een wordt vermeerderd. Bijvoorbeeld, indien het getal op het tientallenniveau 0111 is, dan zou dit tijdens de cyclus door een plaats naar links te schuiven 1110 worden. Dit is groter dar 1010, er wordt dus 0110 bij opgeteld. Het resultaat is 0100 met als overflow Q = 1, die: in de D-flipflop wordt opgeborgen. Bij de volgende klokpuls, wanneer de honderdtallen worden beschouwd, zal deze 1 als minst significant bit worden meegenomen. De overflow heeft dus het gewicht honderd gekregen. In Fig. 37 bevat het binaire register 16 bit. Het eerste bi1 dat in de logica van de benaderingsprocedure de tekeninformatie bevat, wordt niet gebruikt, dus bij het inlezen op 0 gesteld. Hierdoor moet de cyclus die begint met het inlezen van een bit, 16 maal worden herhaald. De cyclus begint met een klokpuls op de D-flipflop, terwijl P = 1, zodat het bit dat aan de uitgang van het binaire register staat, de Dflipflop ook kan bereiken. Daarna ontvangen zowel de D-flipflop als het decimale register vijf klokpulsen (m=5), terwijl P = O. Dan kan de informatie van de Q-uitgang van de

B-D cel de D-flipflop bereiken. Na 16 cycli is het binaire register leeg en staat in het decimale register het gewenstE decimale getal.


biz 41


rapport nr.

•


VlJI

EM 70-9

De informatie die omgezet moet worden is de momentane positiE Deze is te vinden bij de positieteller die een plaats heeft in de logica van de benaderingsprocedure. Dit moet zowel

VOOl

X als voor Y gebeuren. Nu bestaat het binaire register uit vier stuks 4-bit schuifregisters (SN7494N, fabrikaat Texas Instruments). Deze circuits zijn voorzien van 2 x 4 presetingangen en van twee Preset Enable-ingangen, die besturen welke 4 preset-ingangen gebruikt zullen worden. Hierdoor kan de X en de Y-informatie continu worden aangeboden. De besturing bepaalt dan welke informatie op welk tijdstip wordt opgenomen.

In 5.3.3 zal duidelijk worden dat de B-D omzetter X en Y om de beurt berekent. Is X klaar, dan wordt Y weer berekent en omgekeerd. Omdat de plaats waar het resultaat genoteerd staa weer opnieuw gebruikt moet worden, moet de informatie opgeslagen worden. Deze twee geheugens, een voor X en een voor Y bestaan elk uit 20 flipflops, die op commando informatie opnemen. Hiervoor zijn per geheugen vijf stuks 4-bit latches (SN7475N) gebruikt. De procedure gaat dan als voIgt: Het binaire register wordt gevuld met X-informatie. Dit binaire getal wordt omgerekend tot zijn decimale equivalent dat in het decimale register komt te staan. Dit wordt in het X-geheugen ingelezen door een 1 op kloklatch X (Fig. 38). Dan wordt het binaire register gevuld met Y-infOrmatie. Het resultaat van de B-D omzetting wordt in het Y-geheugen opgeborgen waarna het binaire register weer met X-informatie gevuld wordt, enz. Waar een cyclus 6 stappen kost, en een berekening uit 16 cycli bestaat, dus 96 stappen kost, vraagt zo'n berekening bij een klokfrequentie van 5 MHz ongeveer 20 jusec. De positieteller verandert minimaal eens per 100 jusec. In die tijd kan dus de X zowel als de Y berekend worden.

L------"-~-"_.----

.. - - - i - - - - - - -

""'. - - - - - - -

- - - - - " - - - --------------'

0


biz 42 van

afd.ling der elektrotechni.k

rapport nr.

•

gro.p elektrom.chanica

EM

70-9

De klokpulsen en de schakelfuncties die nodig zijn om het circuit goed te laten functioneren, worden gemaakt door het circuit van Fig. 39. Het is niet nodig om na een bepaalde gebeurtenis te starten, omdat er continu doorgewerkt wordt, afwisselend voor X en Y. Stel dat een rekencyclus juist begonnen is. Dan zal de one shot multivibrator in de "O"-toestand staan. De klokpulsen voor de D-flipflop komen dan via twee poorten uit de oscillator. De klokpulsen voor het decimale register zijn hieraan identiek, behalve dat de eerste puIs wordt onderdrukt. Tijdens die 1e puIs uit de serie van 6 pulsen geldt P

= o.

tijdens de andere 5 pulsen geldt P

=

1,

Nadat P naar nul gaa1

m.a.w. het binaire register geen informatie meer aan de Dflipflop kan aanbieden, ontvangt het binaire register een klokpuls, zodat de informatie

~~n

plaats opschuift.

Is de berekening na 16 x 6 stappen uitgevoerd, dan wordt

doo~

de 16-teller de one shot multivibrator in de 1-toestand gebracht. Dit blokkeert aIle klokpulsen, doet een der twee gegeheugens het resultaat opnemen, afhankelijk van de stand val de XY-flipflop en zet daarna het decimale register op nul. Bovendien wordt ook het binaire register met de X of Y-informatie gevuld. Gaat de one shot multivibrator weer naar de O-toestand, dan wordt de XY-flipflop in de andere stand gezet en de blokkering van de klokpulsen wordt opgeheven, zoda nu de andere tellerstand van binaire codering omgerekend kan worden in zijn decimaalcequivalent.

Ook de complete schakeling van de Binair-Decimaal omzetter (zie Fig. 32, 37, 38 en 39) is te uitgebreid om op een standaardplaat gemonteerd te worden. Daarom is, met name in verband met het noodzakelijke aantal aansluitingen, voor de schakeling van Fig. 38 met het decimale register erbij een montageplaat in dubbelzijdige gedrukte bedrading oatworpen.


biz 43van

uideling der elektrotechniek

rapport nr.

-


Deze plaat heeft aIleen al 2 x 20

= 40

EM 70-9

uitgangen. Decimaal

geschreven kost een getal van 5 cijfers 5 x 4

=

20 bit. De

verbinding van het decimale register naar de rest van de schakeling, die op een tweede montageplaat met dubbelzijdige gedrukte bedrading een plaats vond, is gemaakt door een apar te 15-polige connector. Foto

4 geeft hiervan een beeld.



biz

44van

rapport nr.

EM 70-9

6. Logica ten behoeve van de benaderingsprocedure In 1.3 is al aangegeven dat het positioneren optimaal zal geschieden, indien het remmen op een passende afstand v66r de doelpositie wordt ingezet. Ook is daar aangegeven dat voor de remlijn, die in het positie-snelheidsdiagram (Fig. 6b) de plaats aangeeft waar geremd moet worden, een rechte lijn genomen zal worden. In dit hoofdstuk zal dit verder worden uitgewerkt tot een blokschema waarna aIle elementen in detail zullen worden beschouwd.

In Fig. 40 is het blokschema van de benaderingsprocedure getekend. De opnemer logica_verwerkt de opnemersignalen tot optel- of aftrekpulsen. Daar wordt van de twee opnemersignalen die 100 pulsen per omwenteling geven, een signaal met 400 pulsen per omwenteling gemaakt. Bovendien blijkt het mogelijk om bepaalde fouten te detecteren o Door deze telpulsen is het mogelijk de positie in een telleI te registreren. Dit gebeurt in de positieteller die de momentane positie (M) aangeeft. De gewenste positie (G) wordt vanuit de Decimaal-Binair omzetter in een 16-bit schuifregister ingelezen. De bepaling van de afstand tot het doel komt nu neer op het berekenen van /M-G/. Omdat M en G beide een negatief teken kunnen hebben, zal het berekenen van /M-G/ neerkomen op de bepaling /M/-/G/ resp. /M/+/G/. Dit wordt uitgevoerd door de Vergelijker - Aftrekker. De vergelijking is nodig om te kunnen kiezen tussen /M/-/G/ of /G/-/M/. Met het oogmerk om het juiste moment van omschakelen van snelloop op remmen te kunnen bepalen (snijpunt van de werklijn en de remlijn in Fig. 6b) wordt aan vergelijker I

enerzijds de gevonden afstand tussen M en G (a) aangeboder

en anderzijds een bedrag (b) wat afhankelijk is van de momentane snelheid. Is a groter dan b dan moet de motor in inductiebedrijf blijven lopen; is a kleiner dan b, dan moet er, als de snelheid groot is, geremd worden en als de snelheid klein wordt, overgeschakeld worden op stappenbedrijf.

-

t.echnische hogeschooJ eindhoven

biz 45 van

ofdeling de, elektrotechniek

rapport nr.


EM 70-9

Wat snelheid groot of klein betekent, wordt later nog besproken. Het bedrag (b) moet bestaan uit een constant deel plus een gedeelte dat rechtevenredig is met de snelheid. Dit ontstaat door een teller gedurende een vaste tijd de telpulsen te laten tellen door een poort die vaste tijd te openen. Na die vaste tijd wordt de tellerinhoud in een geheugen, een slot of latch, opgeborgen. Daarna kan de teller, na op nul gesteld te zijn, opnieuw een bepaalde tijd de tel pulsen tellen. Door de tijd waarin de poort open staat te varieren, kan de evenredigheidsconstante ingesteld worden. Deze peri ode wordt bepaald door een oscillator waarvan de frequentie instelbaar moet zijn, wil men de evenredigheidsconstante kunnen beinvloeden. Door dit bedrag b te vergelijken met een bepaalde constante kan ook de functie "snelheid groot of klein" gegenereerd worden o Dat gebeurt in Vergelijker II.

6.2 ~~~!~~~~_~!!~~~~!~~ In deze paragraaf zullen de elementen van Fig. 40 nader uit gewerkt worden tot logische schema's.

In 1.2.5 is beschreven hoe de capacitieve opnemers in de motor zijn ingebouwd en wat voor signalen zij afgeven. De twee opnemers A en B zijn

f

tandsteek t.o.v. elkaar ver-

schoven. Zij geven 100 pulsen per omwenteling. In Fig. 41 zijn beide opnemersignalen in twee situaties getekend, nl. wanneer de motor linksom en wanneer de motor rechtsom loopt Uit Fig. 41 blijkt dat ean peri ode van bijv. opnemersignaal B te verdelen is in vier gedeelten o Ieder gedeelte wordt gekarakteriseerd door een code, waarbij 1 hoog is en 0 laag Bij een rechtsom draaiende motor wordt de volgorde 00, 10, 11, 01 en bij een linksom draaiende motor 00, 01, 11, 10

0

Wanneer nu bij elke overgang naar een volgende code een tel puIs gegeven wordt, dan ontstaan er

4 pulsen per peri ode

van het opnemersignaal, dus 400 pulsen per omwenteling.

I

technische hogeschool eindhoven aideling

oe,' elektrotechnick

•

biz 46 van



Bij de overgang van een 2-bit code naar een willekeurige andere 2-bit code zijn er drie mogelijkheden (het totaal aantal codes is vier). De bivariante overgang (bijvoorbeeld 00 -.11)

is onmogelijk. Indien die toch optreedt moet dit

als fout gedetecteerd en gesignaleerd worden. Van de twee univariante overgangen zal de ene optreden wanneer de motor rechtsom draai t linksom draai t

(00

-+ 10) en de andere wanneer de motor

(00 --.01)

0

Zo kan ui t de twee opnemersignaler

ook de richtingsinformatie verkregen worden. Dit leidt tot de synthese van een combinatorisch netwerk, die weergegeven is in Fig. 42. Daarbij moet bedacht

word~n

dat de teller

die met de optel- en aftrekpulsen gestuurd wordt op een negatief gaande flank telt, waarbij de andere ingang 1 moet zijn. In de tabel in Fig. 42 stellen a en b de nieuwe code en c en d de oude code voor o a, b, c en d worden verkregen met de schakeling van Fig. 43. De opnemerinformatie wordt bemonsterd waarbij de oude informatie wordt doorgeschoven naar het tweede stel D-flipflops. Dit gebeurt met een frequentie van 100 kHz. Verandert bijvoorbeeld A, dan zal na de eerstvolgende klokpuls de inhoud van flipflop a verschillen van de inhoud van flipflop c, zodat een der twee pulsuitgangen van Fig. 42 "0" wordt. Een klokpulsperiode later zal, omdat A in die korte tijd niet verandert, de inhoud van a overgenomen worden door c. De pulsuitgang voor de teller wordt dan weer 1. De telpulsen zullen dus een lengte hebben van 10 /usec. 6.2.2 !?~_;e~~!~!~~~!!~~ De positieteller heeft als hoofdbestanddeel vier stuks 4bit binairy Up/Down Counters (DM8563N fabricaat NSC)o Deze tellers bezitten een optel- en aftelingang zodat de uitgangen van de opnemerlogica er rechtstreeks op aangesloten zouden kunnen worden, ware het niet dat de momentane positi zowel een positief als een negatief teken kan hebbeno

.-

47


biz

afd.ling der .I.ktrot.chni.k

rapport nr.

-


VlIl

EM 70-9

Indien het teken negatie£ is, moeten optelpulsen aan de a£telingang worden toegevoerd en a£telpulsen aan de optelingang. Dit maakt een combinatorisch netwerk noodzakelijk met een flipflop, die het teken onthoudt. Dit alles is weergegeven in Fig.

44.

Het teken wordt op de volgende manier bepaald: indien de teller op 0 staat, hetgeen gedetecteerd wordt met de 15 diodes, wordt door een optelpuls de teken£lip£lop, die bestaat uit twee 2-input NAND-poorten, op + gezet, o£ door een a£telpuls op -. Dit betekent dat indien de teller op 0 staat, het teken zowel positie£ als negatie£ kan zijn. Dit wordt gecorrigeerd met een extra poort, zodat bij de stand

o het teken altijd

+ is. De toestand van de teken£lip£lop

stuurt de pulsen, namelijk als het teken + is komen de optelpulsen op de optelingang en a£telpulsen op de a£telingang en wanneer het teken - is, dan moeten optelpulsen op de a£telingang en a£telpulsen op de optelingang komen. Indien de teller op 0 staat en er komt een telpuls die de toestand van de teken£lipflop zal veranderen, dan moet eerst het teken veranderen zodat de pulse de goede weg zal kunnen volgen. Echter om de tekenflipflop te veranderen is tijd nodig. Daarom worden de telpulsen, voordat zij de schakelpoorten bereiken eerst ongeveer 100 nsec. vertraagd met een RC-netwerkje. Tenslotte zijn ook de halfgeleiderschakelaars aangebracht die de uitleesbuisjes moeten sturen. Het -

teker

wordt gestuurd door met het teken van M direct een transistor (BSX21(I)) te sturen. De transistor die het + teken stuurt wordt geopend door teken M. Zo wordt met deze schakeling het getal M verkregen in 15-bit.

-


biz 48

aldeling der elektrotechniek

rapport nr.

-


VlII

EM 70-9

De gewenste positie wordt opgeslagen in een 16-bit register dat opgebouwd is uit twee 8-bit schuifregisters van het type DM 6570 (fabrikaat NSC), zie Fig. 45. De klokingangen zijn samengenomen en uitgevoerd om vanuit de D-B omzetter een getal te kunnen inlezen. Het laatste bit dat ingelezen wordt is het meest significante, namelijk het teken. In dit register komt zo het getal G beschikbaar in 16-bit waaronder het teken. 6.2.4 ~~_!~~~~!!J~~~:~f!~~~~~~ De vergelijker-aftrekker heeft als taak (M-G) uit te rekenen en te bepalen of de motor linksom of rechtsom moet draaien. Linksom of rechtsom draaien is afhankelijk van het teken van M, het teken van G, /M/ ~ /G/ en /G/ )

/M/. Daarom zal eerst

de vergelijker besproken worden. Dan zijn deze vier functies beschikbaar. Bij de behandeling van de aftrekker zal blijken dat deze vier functies ook een rol spelen.

De vergelijker moet twee getallen van 15-bit vergelijken en als resultaat geven welke van de twee de grootste is. Dit is op te lossen met een combinatorisch netwerk. Dat vraagt echter bijzonder veel werk en materiaal. Daarom is gebruik gemaakt van 4-bit comparators (DM 8200, fabricaat NSC) die compleet in de handel zijn. Deze geintegreerde schakelingen vergelijken twee 4-bit getallen en geven met twee uitgangen aan welke van de twee groter is, X=1 als A A ,

~

B en Y=1 als

B. Met vier stuks 4-bit vergelijkers (zie Fig. 46) wor-

den dan 4x en 4Y signalen verkregen. Deze kunnen verder verwerkt worden door weer een 4-bit vergelijker te gebruiken. In vergelijker IV worden de 3 meest significante bits van M en G vergeleken. Geldt X=1 en Y=O dan zijn de 3 meest significante bits van M groter dan die van G, dus is M groter dan

G.

-

!


blz49

afd.ling der elektrotechniek

rapport nr.

IJroep elektromechanica

VlIl

EM 70-9

Worden deze X en Y van vergelijker II aangesloten op de twee meest significante ingangen van de extra vergelijker dan zal die ook aangeven dat M > G. Zijn de drie meest significante bits van M en G gelijk, dan geldt X=Y=1 voor vergelijker IV. Bij de extra vergelijker zullen dat de op een na meest signi ficante ingangen de doorslag geven, enz.

6.2.4.2 De aftrekker De aftrekker moet de waarde van /M-G/ berekenen. Dit kan zowel uit een optelling als een aftrekking bestaan. De aftrekking zal worden uitgevoerd door in plaats van aftrekken met het aftrektal, met M-1 complement van het aftrektal op

tl~

tellen (zie lit. 10). Het M-1 complement van een binair getal wordt verkregen door aIle bits te inverteren o Dit betekent dat wanneer bijvoorbeeld /M/-/G/ moet worden uitg~re kend, het getal /M/ en het geinverteerde getal /G/ aan een opteller voor 15-bit moeten worden toegevoerd. Moet /G/-/M/ worden berekend, dan moet bij de optelling /M/ worden geinverteerd. Zo blijkt dat de aftrekker moet bestaan uit een 15-bit opteller waarbij de toegevoerde getallen /M/ en /G/ via een dusdanige schakeling worden toegevoerd dat met een signaallijn voor M en een voor G de aangeboden getallen, indien nodig, kunnen worden geinverteerd. Een element wat hier aanvoldoet is de Exclusive OR-schakeling waarvan er vier in een behuizingoverkrijgbaar zijn

(SN7486N, fabricaat Texas

Instr.). Indien, hetzij /M/, hetzij /G/ geinverteerd wordt, dient de end-around carry erbij te worden opgeteld.oDeze functie (al of niet toevoegen aan de end-around carry) wordt verkre~~p

door beide signaallijnen om te inverteren, logisch

op te tellen. De schakeling is getekend in Figo

47.

6.2.4.3 ~!~~~~~L_~~~~~~~~_~~_~~_~~~~~~!~~_!~~_~~_~f~~~~~~~ In het voorgaande is duidelijk geworden, dat de functies linksom, rechtsom /M/ inverteren /G/ inverteren en end-aroun carry aIle afhankelijk zijn van teken M, teken G,

I

technische hogeschoof eindhoven

biz 50


VCIl

rapport nr.

EM 70-9

/M/ ~ /G/ en /M/~ /G/. Zij zullen dan ooktegelijk worden gesynthetiseerd en weI in Fig. 48. Zo zijn nu beschikbaar /M-G/, linksom en rechtsom. De laatste twee £uncties kunnen als ingang dienen voor de logica ten behoeve van de machine electronica /M-G/ moet verder ver werkt worden door Vergelijker I.

De motor blijkt om vanaf volle snelheid te remmen tot stilstand ongeveer 400 stappen nodig te hebben. Ret bedrag b (zie 6.2) zal dus bij optimale instelling ongeveer 400mooten bedragen. Bij de maximale snelheid is de telpulsfrequentie bijna 10 kHz. Om met 10 kHz tot 400 te tellen is 40 msec. nodig. Dit betekent, dat de snelheidsmaat eigenlijk 20 tot 60 msec. achter loopt. 20 tot 60 msec., omdat na het tellen het resultaat opgeborgen wordt in een geheugen (slot). De afstand tot de doelpositie wordt met die geheugeninhoud vergeleken. Door iets op de nauwkeurigheid toe te geven, kan deze snelheidsinformatie meer up-to-date gemaakt worden. Immers, als de teller met 8 tegelijk telt, is het getal 400 in een 8 maal kortere tijd bereikt. Als een redelijk compromis is deze factor 8 dan ook gekozen. De poort die de telpulsen doorlaat moet dan 5 msec. openen. Dit gebeurt met een oscillator, die instelbaar is vanaf het frontpaneel om optimaal te kunnen afregelen en bovendien om te kunnen demonstre ren wat er gebeurt als de poorttijd te kort of te lang genomen wordt. De oscillator is in Fig. 49 getekend. De teller is een

ee~y,9udige

asynchrone

b~naire

teller, die opgebouwd

is uit D-£i{PfIOPS (SN7474N, fabricaat Texas Instr.). Zorels in 1.3 met behulp van Fig. 6b is betoogd, moet het snelheidsafhankelijke bedrag (b) bestaan uit een constant deel plus een deel dat rechtevenredig met de snelheid verloopt. Voor dit constante bedrag is 16 gekozen met het oogmerk om overshoot in ieder geval te voorkomen, zodat de 2e


biz 51


rapport nr. EM 70-9

-


VlII

flipflop na het tellen niet op nul, maar op 1 teruggezet moet worden. De teller, samen met het geheugen, zijn in Fig. 50 getekend. Voor het geheugen is gebruik gemaakt van vier flipflops in een behuizing (SN7475N, fabricaat Texas Instr.). Na de telperi ode van ongeveer 5 msec. moet eerst de tellerstand in het geheugen gelezen en daarna pas de teller teruggesteld worden. Dat is bereikt door op de voorflank van de puIs uit de oscillator de teller terug te stellen en op de achterflank via een condensator even een poort op 0 te zetten. De diode is aangebracht om de condensator snel te ontladen. Zo komt b beschikbaar in 11-bit waarbij de 3 minst significante bits "0" zijn en blijven, omdat de

t~ller

met 8 tegelijk tel •

Deze vergelijker moet aangeven of a groter, gelijk of kleiner is dan b. Nu is b slechts in 11-bit gegeven, waarbij de eerste drie bits "0" zijn. Er blijven maar 8 relevante bits over. Indien deze 8 bits (2 3 tot en met 2 10 ) van b vergeleken worden met de overeenkomstige bits van a, dan kan met 2 stuks 4-bit vergelijkers volstaan worden. De drie minst significante bits van a worden verwaarloosd en de 4 meest significante bits van a moeten apart worden beschouwd. Zo wordt de volgende eis verkregen: De grens van inductiebedrijf naar stappenbedrijf (remlijn) wordt overschreden, indien en de 4 meest significante bits van a nul zijn en het 16e bit 0 is, wanneer de bepaling van /M-G/ een optelling is en b groter is dan de resterende 11 bit van a. In het schema van Fig. 51 is dit alles getekend. De eerste voorwaarde wordt verkregen met 5 inverters die als "wired OR" aan elkaar verbonden zijn. De tweede voorwaarde wordt verkregen door te stellen dat de functie "end-around carry" en het 16e bit van /M-G/ of tegelijk 1 of tegelijk 0 moeten zijn. De derde voorwaarde wordt verkregen uit de uitgangen van de

twe~

vergelijkers. I is de vergelijker van de minder significante


biz .5 2 van


rapport nr.

•


EM 70-9

bit en II is de vergelijker voor de meer significante bit. Als de meer significante bit van b groter zijn dan die van a, doen de minder significante bits er niet meer toe. Zijn de meer significante bits gelijk, dan geven de minder significante bits de doorslag. Dus b

>

a als de functie

XII.i II + XII.X I = 1.

Vergelijker II moet bepalen of de snelheid groter of kleiner dan een bepaalde waarde is. Een induktierem is bij lage toerental len niet meer effectief, terwijl stappenbedrijf dan juist weI goed remt. Deze functie wordt gebruikt om het juiste moment van overgang van rembedrijf naar

stappenbedrij~

te bepalen. Welke grens een optimale werking geeft, zal pas door experimenten blijken. Daarom worden verschillende grenzen uitgerekend. Bij de stapsnelheid is het aantal pulsen per seconde 200, zodat de teller in .5 msec. met een puIs zal tellen. De teller begint op 16 en staat dan na een puIs op 24. De 1e grens wordt daarom op 32 gekozen. Dan moet dus uitgerekend worden wanneer b

~

32 is. Evenzo kan

b~

40, 48, 56 bepaald

worden. Dit hangt allemaal af van de volgende factoren in b: 2 3 , 2 4 , 2.5. De factoren met een groter gewicht dan 2 5 moeten dan nul zijn. Met dit voor ogen is de synthese uitgevoerd in Fig. 52. Daarin is een schema getekend, waarin verschillende ingangen onderbroken kunnen worden om de gewenste functie te verkrijgen.

De logica van de benaderingsprocedure is een dusdanig uitgebreide schakeling, dat deze waarschijnlijk drie montageplaten in gedrukte bedrading vraagt. Deze zijn nog niet ontworpen.

--

!~


biz 53 van

afJeling

rapport nr.

dOf

elektrotechniek

-


EM 70-9

7. Boorspindelbesturing

Zoals ook al in 1.5 is beschreven, zal de te bouwen automatische boormachine onder supervisie staan van iemand die toezicht houdt op mankementen zoals gebroken boren, die een nieuwe papierband inlegt, gereedschap verwisselt, enz. Ook het inschakelen van de motor die de boor doet roteren en het instellen van het toerental met de 4-traps V-snaar poe lies zal met de hand gebeuren. De boormachinebesturing zal de aanzet moeten verzorgen. Daartoe moet bekend zijn, welke aanzetsnelheid en welke boordiepte er nodig zijn. De gebruik te motor voor de aanzet (Slo-Syn, type SS250-1004) is een stappenmotor met een permanent magnetische rotor. Deze motor heeft vier spoelstelsels die in een bepaalde volgorde bekrachtigd moe ten worden. De besturing van deze motor wordt uitgewerkt in 7.2. De motorbesturing zal twee ingangen krijgen, namelijk een pulsingang waardoor de motor zal stappen en een richtingsingang. Deze twee ingangen worden door de logica van de boorspindel besturing "bespeeld", afhankelijk van de invoergegevens. Deze logica wordt in 7.3 beschreven. 7.2 ~~_~~~~~!~~~~~!J!!~g De gebruikte Slo-Syn motor heeft vier spoelstelsels die volgens de tabel van Fig. 53 bekrachtigd moe ten

worden~

Wanneer

voor twee flipflops als 4-teller een waarheidstabel wordt opgesteld, zoals in Fig. 54 is getekend, dan volgt uit vergelijking van Fig. 53 en Fig. 54 dat

P=A, Q=B,

R=A en S=B.

De uitgangen van de flipflops moeten stroomversterkers in-en uitschakelen. Dit is getekend in Fig. 55. Er is gebruik ge.;; maakt van de lage ui tgangsimpedantie van TTL-logica bij een logische 1. Daardoor kan een uitgang direct een stroomversterker sturen die bestaat uit twee transistoren die als Darlington-paar verbonden zijn. De tweede transistor moet de spoel van 0,6 Amp. voorzien. Bij het uitschakelen wordt de

!

techni,sche hogeschoc' eindhoven

biz 54 van

afdeling der oiektrotechniek

rapport nr. EM 70-9


magnetische energie van de spoel via de diode in de weerstand van 20 ohm gedissipeerd. In Fig. 56 is uitgewerkt hoe de flipflops verbonden moeten worden voor zowel rechtsom als linksom draaien van de motor. Wanneer U=l rechtsom (neer en U=O linksom (op) draaien betekent, dan ontstaan daaruit de volgende formules.

A = B.U + B.D = B tD U KA = B.U + B.D = B tD U J B = A.U + AD = A tD U KB = A.u + AD = A $ U J

Deze formules leveren het schema van Fig.

57.

20 is een

schakeling verkregen met een pulsingang en een richtingsingang.

Vanwege de eenvoudige aard van de boormachine en zijn aanzet aandrijving kan bij de logica van de boorspindelbesturing volstaan worden met eenvoudige middelen. Een met de spindel mee translerende nok bedient drie instelbare microschakelaars die de benodigde informatie verschaffen. Tijdens het positioneren van de coordinatentafel moet de boor op veilige afstand boven het werkstuk blijven. Dit wordt ingesteld met de bovenste microschakelaar. Deze positie van de boor wordt R (ruststand) genoemd. Indien het werkstuk op de juiste plaats onder de boor staat, mag met boren begonnen worden. Dan mag de boor zich met zijn grootste aanzetsnelheid naar het werkstuk toe bewegen tot hij het oppervlak van het werkstuk raakt. Dit wordt gedetecteerd met een tweede microschakelaar die de positie 0 (nul) aangeeft. Deze positie wordt ingesteld door met de boor het werkstuk te toucheren. Tijdens de verspanende bewerking moet de boor een bepaalde aanzetsnelheid hebben. Deze aanzetsnelheid kan worden opgegeven met duimwielschakelaars of via de papierbandlezer. Is het geboorde gat diep genoeg, hetgeen door de derde microschakelaar bepaald wordt (positie D), dan moet de boor ~e~ de

terhnische hogeschool eindhoven afdeiing dar elektrotechniek


biz 55 van rapport nr. EM

70- 9

--.----------------------------------1...-----------1

grootste snelheid uit het gat getrokken worden, totdat de rustpositie R weer bereikt is. Schakelaar D wordt dusdanig ingesteld, dat of een doorlopend gat zeker geboord wordt of een blind gat de juiste diepte krijgt. Dit bereiken van de rustpositie is dan een reden om het werkstuk te verplaatsen naar een nieuwe positie. Het blokschema van deze besturing is getekend in Fig. 58.

Voor deze eenvoudige opstelling zijn tien verschillende aanzetsnelheden voldoende, zodat het aanzetsnelheidregister slechts 4-bit behoeft te bevatten. Er is echter vanwege de unieke eigenschappen van dat circuit een 5-bit schuifregister gekozen (SN7496N, fabricaat Texas Instr.). Dit circuit heeft namelijk preset-ingangen die door een preset enable ingang bestuurd worden. Daarmee kan de informatie uit de duimwielschakelaars opgenomen worden. De informatie uit de papierbandlezer kan er via de serie ingang door de klok ingeschoven worden. Het schema is getekend in Fig. 59.

De

snelheidsreg~ling moet

de stappulsen leveren voor de aan-

zetmotorbesturing. Dit moet gebeuren in afhankelijkheid van de zes ingangen. De belangrijkste is de stop-ingang. Daarop voIgt de snelloopingang en tenslotte volgen als minst belangrijke de vier ingangen die de aanzetsnelheid tijdens het verspanende boren aangeven. De schakeling van de snelheidsregeling is weergegeven in Fig. 60. Het hart van de schakeling bestaat uit een relaxatie oscillator: De condensator C

wordt periodiek door de 1 Uni junction transistor (T1S43, fabricaat Texas Instr.) ontladen. De frequentie van deze oscillator hangt van de laadstroom van de condensator C

aft Deze stroom wordt geleverd 1 door een bestuurbare stroombron die bestaat uit ~'n transistor BC 214 (fabricaat Texas Instr.). pe stroom van deze

--,!-----------~-------

I

I


biz

aide ling der e 10k trotechn i ek

rapport nr. EM 70-9


.56 van

stroombron is afhankelijk van de basis spanning van de stroom bron transistor, die beinvloed kan worden door het decodeercircuit (SN7441A, fabricaat Texas Instr.), waarvan slechts een uitgang tegelijk laag (ongeveer 0 Volt) kan zijn of door de transistor T1S97 (Texas Instr.). Wanneer deze laatste transistor geleidend gemaakt wordt, dan is de basisspanning van de stroombron transistor kleiner is dan de laagste spanning die met het decodeercircuit bereikt kan worden. Daardoor blokkeert dan de diode D1 waardoor het decodeercircuit geen invloed meer heeft op de stroom. Omdat de basisspanning van de stroombron transistor dan relatief laag is, zal zijn stroom relatief groot zijn. Dat heeft tot gevolg, dat de frequentie van de oscillator hoog is. Dan zal de aanzetmotor dus snel stappen, indien er geen stopcommando is gegeven. Met de weerstanden R R

tot en met R en ook door R , R en 1 11 12 13 kunnen de elf mogelijke frequenties ingesteld worden.

14 Bij handbedrijf wordt de stroom ingesteld door een potmeter

op het frontpaneel. Door twee drukknoppen kan de blokkering van de NAND-poort dan opgeheven worden. Met een ander contact kan door die drukknoppen aangegeven worden of de boor op of neer moet bewegen (zie daarvoor ook 7.3.3). Door condensator C

2

zal de stroom van de stroombron niet

abrupt veranderen, doch geleidelijk. Hierdoor zal ook de frequentie geleidelijk veranderen. Dit heeft een klein doorschot tot gevolg, maar de stappenmotor zal er gemakkelijker door starten en stoppen.

Dit blok uit Fig • .58 moet zich achtereenvolgens afvragen: Mag ik beginnen? 20 ja, dan in snelloop de boor naar beneden bewegen. Heb ik positie 0 bereikt? 20 ja, dan moet de aanzetsnelheid gereduceerd worden tot de snelheid die opgegeven wordt door het aanzetsnelheidsregister.

-----------c-------------.------

...J

I


bIz 57 van


rapport nr.


EM 70-9

Heb ik positie D bereikt? Zo ja, dan moet de boor in snelloop weer opgetrokken worden. Heb ik positie R bereikt? Zo ja, dan kan het sein "klaar" gegeven worden en de aanzetmotor moet stoppen. Tijdens de uitvoering van het boorproees moet de rode lamp branden, in rust de groene lamp. De bovenstaande eisen kunnen verwerkt worden tot het toestandsdiagram van Fig. 61

(zie lit. 12). De vijf toestanden

zijn: 1. Rust, er is geen startsignaal en de motor mag dan ook niet stappen. 2. Snelloop naar het werkstuk toe, de boor bevindt zieh dan tussen R en 0 en beweegt zieh omlaag.

3. Het verspanende boren. Dit moet gebeuren met de voorgesehreven aanzetsnelheid. De boor zal zieh tussen 0 en D bevinden en omlaag bewegen.

4.

Snelloop om de boor uit het gat terug te trekken. Dan bevindt de boor zieh tussen D en R en zal zieh omhoog bewegen.

5. Rust. Er is een gat geboord en de tafel mag een nieuwe positie innemen. De prima ire variabelen in Fig. 61 zijn: het startsignaal S dat door de beide logiea's van de benaderingsproeedure gegeven zal worden; het mierosehakelaareontaet R,dat aangeeft dat de boor zieh in zijn rustpositie boven het werkstuk bevindt; het mierosehakelaareontaet O,dat aangeeft dat de boor het werkstuk toueheert en het mierosehakelaareontaet D,dat aangeeft dat het gat diep genoeg is. In het toestandsdiagram zijn ook de uitgangsvariabelen aangegeven voor de versehillende toestanden. Met de toewijzing van seeundaire funeties van Fig. 62 worden aIle eventuele raees niet kritiseh door enkele plaatsen in de rij a en b in Fig. 61

juist in te

vullen. Zo worden aIle ongewilde eombinaties van uitgangsfuneties onsehadelijk gemaakt. Het pad, dat normaal bij het boorproees doorlopen wordt, is gestippeld getekend.

L..-

~---.---_ _ ---._-----------_~-------

---'


biz 58 van


rapport nr.

•


EM 70-9

Door Fig. 61 uit te werken met de toewijzing van de secundaire functies van Fig. 62 worden de volgende formules verkregen (bij de uitwerking zijn voor de acht niet ingevulde combinaties van primaire variabelen don't cares ingevuld):

Yo Y

1

Y2

= YO·s.R.n + Y2· S • 0 = S.R + s.5.n.y 2 .yO = S.R + S.D + S.Y 2

Voor de uitgangsfuncties wordt gevonden: Snelloop stop Klaar

=

Yo Y2 ·Y 1

=

=

Y2 ·Y 1

Draairichting Rode lamp = Groene lamp

=

=

Y2

Y2 ·Y 1 + Y2 ·Y 1 ·YO Y2 ·Y 1 + Y2 ·Y 1 ·YO

-

-

Deze formules zijn verwerkelijkt in het schema van Fig. 63. De microschakelaars zijn maakcontacten. Om denderen op te vangen wordt een relatief grote condensator over het contact geplaatst. Daardoor zal de bijbehorende functie weI vertraagd afvallen van 1 naar O.

Het aantal montageplaten kan beperkt blijven tot twee, namelijk een voor de besturing van Fig. 57 met de vierstroomversterkers van Fig. 55 en de andere plaat voor de bijbehorende logica. De schakeltransistoren hebben slechts enkele cm 2 koel oppervlak nodig, omdat hun dissipatie gering zal zijn. De weerstand van 20 E in Fig. 55 zal veel vermogen dissiperen en moet extern opgesteld worden.

I

lechnische hogeschool eindhoven

biz 59 van

afdeling de, elektrotechniek

rapport nr.


EM 70-9

8. Verantwoording en aanbevelingen

In de voorgaande hoofdstukken is het ontwerp van de numeriek bestuurde co5rdinaten boormachine volledig beschreven op de besturing van de papierbandlezer en de bijbehorende logica na. Het ontwerpen van montageplaten met gedrukte bedrading bleek dusdanig veel tijd te kosten, dat aIleen voor de machine electronica (4) voor de bijbehorende logica voor de be ide code-omzetters

(4.

en

5.)

(3.)

en

deze montageplaten

ontworpen zijn. Voor de schakelingen die in 6. en 7.

beschre~

ven staan is dat dus nog niet gebeurd. Het uittesten van de gemaakte montageplaten is slechts gebeurd vQor de machine-electronica samen met zijn logica.

Dez~

logica bleek foutloos te functioneren. De machine-electronica leverde echter veel moeilijkheden op. Een oorzaak werd opgezocht en verholpen. Namelijk, een grote

spanningsgradien~

kan een thyristor in geleiding brengen (bijv. 100

vI/usee.).

Dat is verholpen door over iedere thyristor een RC seriefilter te plaatsen van 100 ohm en 10 nF. Nadat deze filters aangebracht waren, bleken er nog andere ongewenste effecten op te treden. Hierbij zal met name de wisselwerking tussen de spoelen een rol spelen.

Om het model klaar te maken moet de besturing van de papierbandlezer en de bijbehorende logica ontworpen worden. Bovendien moeten de montageplaten ontworpen worden voor de benaderingsprocedure

(6.),

de boormachinebesturing

(7.)

en de

papierbandlezerbesturing met zijn logica. De moeilijkheden met de machine-electronica kunnen omzeild worden door de capacitieve opnemers mechanisch te verschuiven. Dit is echter een zeer riskante zaak. Er is echter nog een manier om de opnemerinformatie de gewenste

"t

tand" op

te schuiven, namelijk door een capacitieve opnemer.samen te

\


biz 60


rapport nr. EM 70-9


Val

stellen uit twee opnemers die in naast elkaar liggende statorpolen geplaatst zijn. De capaciteit die dan verkregen wordt bestaat uit de som van de twee opnemercapaciteiten. Omdat deze ongeveer sinusvormig verlopen als £unctie van de rotorpositie en omdat de tweede opnemer schoven iS

j

t

tand in £ase ver-

zal bij optelling een verloop ontstaan dat

t

tand verschoven is ten opzichte van de eerste opnemer. Dit zal weI sterk afhankelijk zijn van de onderlinge verschillen tussen deze twee opnemers. Aangezien de tolerantie echter niet klein behoeven te zijn (20%'is toelaatbaar) zal dit een redelijke oplossing voor het probleem van 1.2.7 kunnen geven Verder kan in overweging worden gegeven dat de uitlezing van de X- en de Y-positie aIleen nuttig zijn bij een demonstratiemodel. In een productie-opstelling zal deze namelijk nuttig zijn, waarbij dan ook de Binair-Decimaal omzetter

, __

.

L-

~

overbodig wordt.

\,

-1:-',

----';;-

_


biz 6 1 VlIl

aideling der elektrotechniek

rapport nr. EM 70-9

•


Literatuur 1. Bakhuizen, A.J.C. & Boer, R. de,

Een voedingsinstallatie met besturingsapparatuur voor de DITRAmotor (EM 67-9).

2. Bakhuizen, A.J.C.,

Een servomotor voor numerieke besturing, ontwikkeld bij de groep electromechanica (EM 67-7).

3. Tasche, J.B.F.,

De meting van kleine capaciteitsverschillen met de

fasebrugmethode~

Een concrete toepassing hiervan op hoekstanddetectie (afstudeerverslag EEB) •

4. Bakhuizen, A.J.C.,

Een aspect van elektrische aandrijving van coordinaten tafels (EM 67-8).

5. Rodenburg, C.,

Electronic Design I-II (collegedictaat T.H. Twenthe).

6.

EIA Standard RS-326.

7. Bosman, C.J.A.,

Optimaliseren van de capaciteit gebruikt bij 1-fase voeding van de DITRA-motor (EM 68-11).

8. Zeeuw, W.J. de & Wijk, J.D. van, 9. Heetman, A.,

Collegedictaat Electromechanica

B.O. 1969. Schakeltechniek, combinatorische netwerken (collegedictaat T.H. Eindhoven) •

10. Heetman, A.,

Algemene begrippen digitale machines (collegedictaat T.H. Eindhoven) •

11. Nicoud, J.C.,

Algorithmes et systemes logiques pour la conversion directe et inverse de binaire en decimal. (Cahiers de la C.S.L. Numero 1,

,

technische hogeschool eindhoven afdeling de.. elektrotechniek

.


biz 62vlII rapport nr• EM

70-9

Novembre 1969).

12. Heetman,

Schakeltechniek,

A. ,

sequenti~le

werken (collegedictaat T.H. Eindhoven) •

t.

.

.... _.-,..•. -

net-

tec..nl • 'elOUII, elor .Ioktr.toclt•• "

IIIz 6.. ,•

lfNlhoven • ,r••, .I_tr••ocltoilico

Flguur 3

ro".rt IIr.

11110-

65 ,. rapport 'Ir ...,0-9

IIlz

techniache hotJeachooi eindhoven .'"olln, 1I0r olol&trotochnlelc

,roop olelctr••ech.nlca

fl,uur

11

12

13

4

14

15/1

c 1 - - -......1 15;2

U not

D1

D2

D3

·D4

16/4

o

Spool

0 ' " In .orlo ,o.chakold

1II0t .pool D, ovonzo It' 1II0t It

otc.

tec:hniache ...........iIMlM".,.

IIIz 66 v.

a'dolln, dor ololctrotoch"lok

rapport

• ,roop ololctro_ochanlca

'''.11I70-9

o o o o o o o o

\ )

o

/ o

o

/

D

ti,. ,. OptiBohe poeltieoPJleaer.

ft•• ~

Optieohe

Opne.e J. o~r

~I I

oajulet i • •te14.

•

'b

I

I

4

•

I

c

b

I

ft•• 50

OptiBohe OPD•••r juiet ingeBt.ld

ft,.

I

I

:

: 1'----.:1---1---1

1

54

1

Capaoitien

opn.er

I

I

Opne.er B _

BYenwiohtepoeiti•• Tan de actor

_____..:_n

: _:

:

h I

L

_W

.~ ~ ~ ~a ~b J,

v.

technise'" hoDeKheeI eilUlhoven

biz 67

afel.liI,. eI.r .1.lctrot.ch,,'eIc

r.pport ..r. BN7O-

____

~~

•

.r••p .Iektr•• ech... lc.

posi tie

verkelijke remveg

v

1 -------------------------

_ _ _.~ positie

F1&.6b

hH;~rdtlH:M

IIIz 68 v.

he.esc'" etn"hewen

oEd.ling d.r .1.lctrot.ch"l.

•

~ri

h

k

---oIo_ . ... _l.II.

••

..

a

! a'

r

f

b'

0'

1

Jl

ra".rt Itr .1JI70-9

gr••, .1.lctr•••cha"lco

U ......D=:I.~t'___

......... U

f d'

technlsche hooeKhMa eindhoven

biz 69 ,.

afdolin, dor oloktrotochnlelc

rapport nr .BIl7Q..9

•

troop ololctro.ochanlca

Jig. 8 Induot1ebedrijt - recht.om. b 4

a

b

c

i

a'

'It'

d

i

0'

1

h

U

k

net ....~----------------.

70

technlsche hofIHChooI elntlheven

biz

aldeline der el.lctrotechnlek

rapport nr• •

•

eroep elelctro.echanica

FiCe 9 Inductiebedrijf - l1nkeom. h

a

k

b

i

a'

b'

c-=i:....II--

1

h

...

c

d

0'

d'

----=1~_:::....4_-------.J

v.

70-

r--------------------------'-. ---_------. t.chnische he.He...... in.....yen

IIIz71

ofd.lin, d., .t.letrot.chnl.ar

' ......t nr.11IIO-9

•

,r••, .'.letro••chanica

It

...

a

b

i

a'

c

d

o'

,

q

4

h 4

v.

72

w.

tec:hnisch. hog.school .ind"'wen

biz

oid.ling d.r .I.tetrot.chlll_

r."ort IIr. "0-9

•

,r••, .I.tetr•••cholilco

F11. 11 Stappenbedrijt - link.oa. h "4

k

•

a

b

1

o

d

i

1

i

a'

o'

b'

1

c

2

h

•

4'

w.

technlscM ............Intlheven

IIIz 73

old.ling d., .1.lct,ot.ch"lek

,.pport nr. • 70-

• " ••p .1.lctr•••ch.nJca

11,. 12 Houdtoestand ab k

•

a

b

l

i

at

h

•

b'

k

•

74 ,.

technische hogeKhooI eindhoven

IIIz

afdolin, dor ololctrotochnlelt

rapport ,.,. EM7Q-9

~g.

•

Iroop ololctrolllochanica

13 Roudtoe.tand ad.

..

k

a

d

at

i

d'

1

k

•

r----- - - - . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ._-._.- . - -.-.. .,-------..... IIIz 15 v. techni5che hog.school eindhoven afdolirl!il d.r .1.ktrotech"lek

-

",oop oloktrolltochanlco

r.pport "r.D10-

- . - - - - . - - - - - - - - - - - - - - . - - - - - - - -------'---------1

r

!1·~

.!i

Houdtoeetand

h

--_._-_ .._---------,~

4------- ...- -

i

L

_

.-.-..- l b

i, b'

~. I

(l!

~

or

f I

I

--_. __.,._._--_._----_._----

IIIz

afdeling der elelctrotech"leIc

r.,ort nr. "'0-9

•

.ree, elelctro.echanlca

ftc. 15 Houdto••tand 04. h

k

•

•

h 4

I

76 ••

t.chnische hee-school .in.....ven

c

d

1

i

4'

·. •

..

Wz 71 ,..

i'\~~(;M ~~9~~i!be~ ~h'lld"'ven

ald.linl 40r .1.ktrotoch,llelr

__ _-,--...-------

"0.' .1.kt,.M.chanlc.

.......,. IIr. EM

1'1«. 16 .....uijt. h 4

a

b

1 at

i

b'

•

d

i

d"

Of

L-_ _...J

I-----l--------------

• h

lc

•

70-

r-------------.--- ,

.------.--..-- --..., -"T-------.....

technische hogeschool elndhoyen

IIIz 78 v.

a'delinl de, .Iekt,otechnlek

,appo,t n,.070-9

.

I,oe, elekt,o.. echanica

a' h

k

7

Fi,.

r

a

1

118

I Netspanning

--+t

,

I

Stuureignalen

I

I

I

I I I

Spanning over a,C!L:-'~--.-----IL--..l_-~-----\;---'-r---+

Pig. 11b

I

I

p p p p rt_ I

stroom door aa'

I

I

-----------------_.-. 79

technische hog.school eindhoven

biz

afdeling der elelctrotechniek

rapport nr.l!III7Q-9

-

groep elelctromechanica

r1g. 18

I I I III I I I I LJ I LLJ I I ,

I

J

I I I I I I

I I I I I I I LJ LJ I U

I

I l......-r-......

I

I

I

I

I , I I 1.1

J \

I I I I I II I I I I I I I L.J I I U U I I LI I

LJ LI I \

\,

f=F=~::;i-~

\

\

\I '"I

' I

I

I I I I ! I I

I

I I

I

I

I

I I

I I

I I I I

I I I I

I

I I

t

I I

J I

I ;'

I

~

I

II II

l

I

I I

II I II I iI I I I II

r, I

I I a..L1

I I

I I

I I I I

I I

I I

I

.---r-n,--

)I I

I I ..;-J.--GI!J[)-~

III"~~~~~ \F I

I

I I

I I

I I

I

'-

._~

I

I I I

I I

L

I

I

I I .J

Vllt

-={XI

•- • D

~

:::J Cl

Budbedi••ug

I

I

L~

= ;"

•.. :::r • • •.. cal ..n• ••n • [_. ~

220 V

T

n

:::r

)

--i

n

1r

0

,

data i.put -

Logic. voor de b ••ad.i-, riApprooedure.

I ,

I I

~

7

:::J

I I

Logica t.lt.v. 4e . .chiA..lektroaio••

Machin. Elektl"Oaica.

1r

I

.

Cl

• •

0

I '

0

• •C • = ..•

!

!

Q,

:::r

'V

r---jI

i

•

=

..

1r

0

31

•n 7

I

D

2

n

D

C

opa

iti.v. 1= = !'.

==

=

I

!

..

D

Fig. 19

Blokeche•• van de tafelpoeitioneriag voor

.en

'V

K N

!~ !l~ I

as.

i

1

-

it -a ~

I

I j J

-

To. .taa..~ . .~ij~ia.

•

H-ou,to••tand a4

0

ab

0

•

->

...

~

0

;

-~~

Uit

~lI ... t~._

0

f

~

0

0

1

0

1

T2 If}

•

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

••

(sa- • • 't; oare)

ITJ T6 U

T8

... • • ·I I: iI

!'9 tt•• !T11l!12 61 D2

0

0

0

1

~

1

0

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

1

1

0

0

0

z

z

•

1

1

0

0

1

0

1

0

0

x

1

0

1

0

1

*

~

0

0

x

x

z

z

1

1

z

z

1

1

z

z

L

f

f

.,

0

0

0

be

0

0

0

0

1

1

R._.. (oTerahoot)

U.' _ R._.11

0

0

0

l'

z

z

1

1

1

l'

0

0

x

z

0

0

0

0

Steppen

0

0

1

0

z

z

1

1

0

0

0

e

0

0

0

0

0

0

0

0

1

l'

x

z

1

1

1

1

0

(0

x

z

0

0

0

0

Stappen rechtaom

0

1

0

0

z

z

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

R....11

0

1

0

1

z

z

1

1

1

1

0

0

x

x

0

0

0

0

OMlog.lijll:

0

1

1

0

z

•

z

z

z

z

z

x

x

z

z

z

z

z

x

z

OnJllog.lijk

0

1

1

1

z

z

][

z

][

z

z

z

x

Z

II:

Z

Z

Z

Z

z

Onlllogelijk

1

0

0

0

x

z

z

z

x

x

][

z

x

][

&

Z

X

II:

Z

X

Onmogelijk

1

0

0

1

z

z

z

z

x

z

x

x

:lit

Z

Z

Z

Z

Z

x

][

Inductieb.drijf linkao. (startend) Inductieb.drijf linkaom (lope.d) Inducti.bedrijf rechtsom (start.nd) Indueti.b.'rijf r.chtsom (lopend) Onlllogelijk

l'

0

1

0

x

][

1

1

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

1

0

1-

0

1

1

x

z

1

1

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

x

][

0

()

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

1

x

z

0

'0

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

1

0

1

1

1

0

][

z

][

][

x

x

x

x

x

][

z

][

x

][

x

x

_1

1

1

1

z

•

z

z

x

x

x

][

x

][

][

x

][

][

x

x

-

OnJllogelijk

I t

i

~

t• ;-

t. •f

~

•f

I

tecfotnasch. ho,elKhooI .In.....""

IIIz 82 v.

afdelinlJ der 4iJlektrotechnleic

rapport nr• •

•

,reep elektr•• echanlca

ft,. 0

21

,

I • I

0

0

0000 0001

0011

00'0

0

X

0

0100 0'0'

0111

0110

I

0

1100 1101

1I11

1110

t -l

II I

II

LI

'X' I-J

Xl I

0

Ix

XI

r--

I

I

I

'b I

I

&

0

I 4 I

I I

X

0

1010

1011

1000 '001

0

a

b

II L~ _J

X (

0

T1-T2- X + c + id

X It I----

f- -- -,

I

i

r---

I

I

-- t

0

-,

X J XI ' I __ L_ I X Xl

I

I

I

I - f--

&

c

4

,- -

-

----

X

X

X

0

0

0

0

0

X

X

b

b

_J

-

0

0

4

'1')

d

'5 -'6 - X + a

-'1'4 - • + b + i4 c

0

X

X

X

0

0

X

X

X

0

0

X

X

X

X

0

0

•

X

0

0

0

0

0

X

X

...

0

0

X

X

X

X

0

0

&

4l

4

T7 -T8 - X + 0

X

r

I

-

I

I

•

b

LI_ X

----

X IX

X IX

X

I

I

L

I b

I

XiiJ IX __

- - .-

X

-

I I xii

1

--.,{

c

C

,-

-

'1'9 -1'10 -'1"11 -T 12 - X + 0

-

1-"

-,I I

-

'X-- X~ X ~

--=-'--!J

0

0

X

X

X

X

0

0

&

~ I __

_J J

L

(\

TB 1 • X + b +

I

X : i-X-I

d 0

~ • J: +

ib + io

b

70-9

techniache hogeschool eindhoven

biz 83 v..

afdelinl der elektrotechnielc

rapport nr.-ro-9

.

Iroe, elektromechanico

t-------------------------------....J....--,----

---'[)o,...--_T---
u--

e

T1

->--,.0 --------+---1

T2

---0

rr--t--.---" -----,-

f

T7 Y'l-----0

o?cill.- contrale

r-,- -

I

-

-

-

-

-

-

-

-- -

_

f'..-- _

0

,1'0----------+<)\

I I

B_ _ _ _ _ .JI

net-nuldoorgangen

b c

T8

-~--o

1

L-I---I_ - ' - -

---{»----:;

JO CI K

~ -

ft,.

22

-----,--~T12 v--' -0

'.cllnillche ho,........Ind"'wen o'eI.'iI,. eI., .I.let,.t.ch..lek

- .r••p •••let,••och...lco

+25V + V BJ.Y38

1/

IIIz 84 ,.

,.".,t "'.• 10-

._ ...• -

-(HI

-. D L

..

n

!. :r

D.ciaaal

;- !.

B1aair

Deciaaal-

po.i ti.

x I

I

I I

I "'Ilba.

I

L

DU1JnielechakelaaJ

I

-

-

I

I.

I

...

It

,.81tl. -

xc

-4

-

•

i

1.. 5f

J

--.l

f;

:

w

Dec. -Biaair

BiAair-D.c •

Papi.rbaadl•••r

o. . .tt.r.

o...tt.r.

r--r-----i

~

o

= !.

~

,-L

--------

I Mea.aka.

I

1

r

X 01 Y

1

i

I

o

\

r

= !:(

Itllitl•• ia«

I

l= - - - -

-

!

if

r--------~

,--------j'---I~'8:,_;,. . . . . t.

_

It

L

It

pe.iti. Y I

I

I

D

I

I

j

I

I

r

;

I

I

'-------I------""", I J.IA '--------'-----"Ir. , ....

t. ,..1t1.. y

I

I'ic. 24

L

-

-

--

I

' I

,

- - - - -- -

~

-----

It

ultl••U&

I

.. D

IE

~

...

,

~

•

;

c

:0

•

'0

'"hnIKH hog. . . . . . .Indheven ald.II., d., .I.llt,.toehnl" . " ••, .I.llt,••ochonleo

D I I o o 0 0 ITI 0 o II 0 )( )(1 0 o \ 0 )( ~( 1] I o0 x X 0

o

I'

00 I I

)

rn

.

0 ~I 0 0 IX', X ili 0 x· X 0 0 ~I ~ JJ

,o".,t n, .1110-9

~

0 0 0 0 0 X IJ 11 XI X 0

0 OJ

oc

\)CJ X

I

•ilIT xix rxx >!J

c

0

B

I

B'.Jc + cI + Bel

D'-DR + BCIl

Aoo

_

----------0

s

Boo-----~

u-------<...

C

o----"---j

I

0---...,---1

,

')(

II

0 0 I~

c

r"--------------------------------r---------. ho~e.ch'" eindhoven

techniache

af".ling d.r eleletrotechnlele

~

rapport nr• • 70-

groep eleletromechanica

C B1 ,

I

R

D-B oe1 --

J)'

C' " l'

ft,.

26a

Bet am t ••• tten 4.01aa1. ,.ta1. 80

yo

lC1

-oZ

0

.

, --o~

~

~

t

....• ~

••

.... .t1

~ ~

s:l

h -I

-o~

D' C' B' A'

~

I I

~

L

L

ftc. 26b

.

a'

,

I

• ....• • • rot

11 _

-02

&IS

t'fl~~hf~i;lN.che ~of1l.K~.indhov.n

Gfdlitli", de, .I ..ktrotechnlelc

•

,appo,t n,. ar70-

"oe, elekt,o.echanlca

,,

I

,

I I

...

'.~-

".~~

Blnair serieresister

L __L-_L--L-------.L----L.--.-.-.l.--.......l.-.-.l..-------
nokpu.lsen

Declaaal parallel register.

,, J)

Binair register L-~--~~ Re.ultaat

Booo Soo

2000

80

10

opelaan

200

Fig. 28

Klokpulsen Decimaal register

-(}{I

I,

I

D

D-B

R

•

0:1 '

I

fl

* B

I

\.&. '

IIUD.

· C

_sa .,'

... -,- -. - .,. - r- , - - I ,I "I ,

'I

•

•

•

-,

I

J_~_Ll_L __ B1aa1.r rectate.. ok

De.:I.aal.e 1a_C.

'~

0

r~ '

,

I

"I.

.;r(~J oX (rek. .en)

' i

I

a

• •. f

:I ClI

ft

• ....• CItf • •X n ( •JI'"

0

7'

~

J I'"

File 29

ft

::r

A.

oClear :Dett. aU. D-tt.

I ,

'Ita.

-= •- • A.

•-

•

:I

ClI

fC

..

0

• ow • ..•.

ca.

•:-

J I'"

0

••

Fr.....

n

iBgupa (4z5)

7'

1------<>Iat.n. klok 4ec. ree(nk. . . . >

I------oZ \

\

\

\

I

o~----

.tart It_ ----~~y (pr..e' toepat... >

_ _I

~

(iJakleJrkea)

-4---0B..r

I

• n •

..• ..

ow ow

IE N

Q)

,• 0

:I

'10

\0 C

'!l~*.:;M~~I,~:n~ ~9reKhooa

ald.lil'lg d.r .I.ktrot.chnlell

.indhe".n •

biz

90 v.

rapport nr.81170-9

,ro., .I.lctrolllechanica

klck X

Fie. 30

Klok voor he't

bin.ire register

6 teller

Van pre- 0-------'

set sohak. btern tlok dee. register

klok D-ff.

16 teller

kl_ d801m. klOk biD. register register

ftc.

~1

olear teke D-ff. toes

IIIz91

ot... lin, de, .1.kt,.techn,eIl

..

ICIA'

o

0 000000 I 0010001 10100-

f

2.

3 ~

SOlO I " 0 I 101 0 I I 18 1 000 -

9 '0

" ,2.

'3 I~

IS

100 I I 0 I 0 I 0 1 I I I 0 0 I 1 0 I I I lO1 I I 1-

,a".rt n,•• 10-

• "ee, elelct,••echanlca )

Q • C'I'~ 00000001 0010-

~

00 I 1o I 001000 100110 10101 I I 100-

I ~

I

Q

B-1 oel

~Ir

jl'

'ifill

C'

,

,, ,, It

,

J'

A'

..

;

-

p

XXXXXXXXXXxxXXXX-

XXXx.XXXX-

:

I:

!

0 0 5( I 0 it xi II 0 ] iX XI B 0 il !)l )( l

•

0 U- Xl 0 0 0 i)( Ii 0 0 bl Ix! 0 0 X X

0 0 Ix U 0 x 0 jJ 0 x x B 0 ,f ~ XI

in :s

I ]

~AC+BC+])

PO.....---------------------·--10.1' A 0--,--------+-

D-----cB'

B o--.,.-----------+--+4-..-+----t

n-----oC·

D o--.,..--------r----'

----- ------------------._----

-~

--

~~--

I

t.chni~c".

,

afelolinl clor oloktrotochni_ 0

+/ 0

a

,,

t

0

I

o

0

I

c.

I

B

A

I

A'/

c' I

0

1'1,.

,'P-

33

0

0

, ,I , , , , ,, , ,. , : ,, ,

/

r

0

,, ,,, ,-,, , , ,I , ,

D

,

0

/

OIJl

,

I

. . ,

0

0

rapport nr. U7~9

troop oloktro.ochanlce

o/}-

/

C 0

,

•

0

8-1>

I

quotient

IIIz 92 v.

Mgeschool eindhoven

0

0

+I I

0

I

0/'"

I

,

0

0

re.t

.1----0

,,

:l

h-'

,,

....-....L...-'--..L..----L_ _

Binair getal (n-bit)

.1----02'

.4.. J

'.

, Ai,*

Ai*' •

Fig. 34

~t!'!;hid§(;~,. t~o~~"hool

afdeling de, elektrotechnlelr

B-D

biz 93

!fIindhoven •

ra"ort nr• •

gro., elektro.echanlca

8-1>

14------1 ..-, .. .:t

2. 1

;

w.

16 8 4

2.

I

Blnair register

Deci_l register rlg.

35

...------------_.

B-]) ,,~

..

/"

n""

D

n-l

2. 2.

/6 8

~ 2.

Blnalr register 8000

Ljooo

2000

1000

800

400

2. 00 2.0 2..

100

80 8

I---_ _.l.--_ _.l.--_ _- L -

D.cl.aa1 regi.ter

'--------'----oinle•• klokpul.en

..L...-~

nokpul ••n

70-

~o·

1l

I

J) ,-----l

~

No

< , .:..: -

:']"'r

J- 1 1 1

Le r

klok D-tf.

P

~

pre.et Y

I

llU

I

' ' 5l""E---;:I11Il ~

I

1 11 1

J

I

preset X ~p

llU

ill

==

B

4

L

CI

I I

b

-

1

pre. .t X

lk

+ c

11

klok b1.ll. rec.

D I

i

.

B

!

B-D ••1 ,,

D'

Bt

C'

M"

..

. :::r

0-

:: c o e ~

ft

i [• .

. :

ell

~

..

_-~P-Ic-

•7

·. ..

..

j 1 1-

:fI' :'l

@!II....

:- n

pre.et Y

~

,~j)

\;"i,

:t

51 ,.

..

B::

..

• o •n•

. ;Q,

'7

c

!

Jr

..&.

1'1«.

'Z

7'

a

:t

n --"""--I 80000

"0000

----'1\--18000

t{ooo

20000 2.000

1000

800

/.j 0 0 ,

2. 00

f 00

80

l{ 0

20 2.

10

8

Lj L--

--+---l...

I'1

.lJl---'--

'-----______ Dec 1 . .&1 rectater.

a

10000

J ----'1'---L-

---0

klok clec. regi8teZ' olear .... restat.Z'

ii

,.o

.

:"

I

,.

~ :t

I

f

lit

N

'D C

biz ald.ling d.r .I.letrat.chnl_

Xlok 1at

.

95

VM

rapport nr. •

gro., .J.letroM.chanica

y

Dok 1at

70-

X

Van b.t 4eo1mal. r••1ater

rrr!f

fI!!!

IIfrt

- - -..- -...L ..... - - - - H - H........-1

2 -------=--

2

24

.-----1- -~--.-.--__+_i~---I ----L----- ~ __ 1-----'8--1

8

10

I

I-------{

10_ _. _ _--+-7~ 1 - - - - - - -..--.---

1---2.0--l

--------

2.0----L~_W~--Ji-;:2;-::o:-1---0

._.l __ ~o

40

10

--

Ljo

8D----l--------~Q--------

.--
80

100 Bur

llaar u1tl.z1Dg

u1tl••1Dg y

X

----.---.J.Q.QQ...-------;......- - - - t

1QQQ.L y 000

1-----------.

I-------{

t

--L-------------.§.~----+-

_ _ _ _ _ _---'I.=OO=O...Q.--..---- ._._.

I--------{

2~oot

'10000 80000

ft,.

38

I-------{

t.chnlsch. hog.school eindhoven ald.linll d.r .I.ktrot.chnielc

•

rapport nr• •

IIro.p .I.tetro••chanica

r--......,....-__--oClear dec. register.

pre.et X latoh Y ___----JC1ok latch X

"one .hot" multivibrator 680pF

_~ok

preset X

IZ(

16-teller

100E

c X of Y B

nok bin. rec18tel" ,...----(L---.-------ar-...rt

6-teller ~~~

,

.k-----f:--------c)1o""ort p

c

D-----c-:r-0k dec. register

B 1--_---1

£r---oKlok D-rllptlop -------------------- ----- - - - - - - - - - - - ' - -

Pis. 39

70-

97 we

techn,ache hogeKhooI eindhoven

biz

ald.ling d.r .1.ktrot.chnieJc

rapport nr._10-

ft,.

.

40

Blok8chema van de

gro.p .I.ktro....chanica

t- benader1ngeprooedure •

""oor

10gi08.

•

· i~

I

iI

Ifl,...:=-l-.__.------..-.

"',0

...

~~--_

__

._._--_.

...

__.-

~ _

L __

--

It

• ~ ...•• ....

1

I I I

XI

~

I

!

..

I I

I

r--.It ....,...-....

j ,----- ~~-

~ ~

It

•

>

._.

.•

.,

__.----,--_.-

........

I

I

"1"4

•

I

• ~II

I

~

....•

C!It

~4

....

1 I I _____.___ .L ________

~It

:~

--()

0

I

IQ

sa

•I

et

! :t I

, i

I

!t

~

!t

=I

--

---_

.

It

..

•

..

r-J'

I

......•• lot

---

I

II •

'U

~.=

'--

...

....... A

~~

j

tt2r-1 ,-".,

----L

~• o

o

o--to---. --

I I

_---l


biz 98 we


rapport nr. "'0-9

•

gro.p .I.ktro....chanica

J

l

.A.

I

~

Rechtsom

fl.,.

I

B

t

Link.om

41

«{

C

I\lo;(

is?

-

D

C)i

Ii

c

a ~lo"

~

D

CSi.

c

A

+5V

1i

b I
Pi,.

<S=-n=---_--11~

VanD-B

kID'"

nokpul.en (.:t. 100 kHz)

4J

8-bi t seri. .in

par.-u1 t registe

oBetter 0---

--_._._. __. -..- . _ -

d is?

_ ..- -

klok

Pis. 45

k/.pK

Zi?

...0

r

·l't/·~'l!ru:sct~\I

afdeiinll de, elekt,otech"lek

No 0

a 0

I

0

2 3

0 0 0 0 0" 0 I

~

5

6

7

8 9

I I I

10

II 12-

'3 lli 15

11 0 0 0 0

I I

a 0

"0

0 I

I

I 0

0

I

I

I

0 0 I

I

I

0 0 0 0

0 0 I

I

/

I I I

I

I 0 0

I I

I I

tw\ot

.

I I

0

I 0 I I

o ~ I ~L ~JJ

I

I

I

I

I

0 I

0 I

I 0

I I

0

0

I 0

I

I I I

I

I I

I

0 I

I

0 I

0 I

_....

I I

I 0

0 I 0 I I

,appo,t ""

1I,0e, elelct,olllecha"lca

L1. rl l -I' 0 0 it r r~ /1

1'"

0 I I 0 I I 0 I I

,

w.

IIIz99

hog$..,e,h~')5 roindhoven

"'

~ilJ - II 0 I

a

LL . Opt.-

10

+

bC

+

'&:

Att.. be + 1)0 +

sa

+

id

ad +

r

)

1

a

m10-9

a

(I

~e T 0 'I 4· I .~

rLi o ..I0 LL I

0

G Ii

! ~

b

LL

rl1 "1 1 0 u. rjJ 0 d rll c 0 1 LL -" f 0 I..L D~ Fout- ae + iO + bd + ~ a

"n

-r:

C

Pig. 42 ~----

__~t.lpu18.D

u-

~~.ttelpulBen

rout I"""T:'"~I

-

~ reset

~

+5V

"1

I

Optelpu1e. . 1l>s.

Vo

..xJ

opa. .er

0

Optelpul.ae.

logic••

Hau- teller

l1e1·

AftelJN1,a. . ~

o

---[:::x>

=()

I

0

~

I I

J

~"X21

r-

I

~

I

0

,

f----c=:r-J

tek.. M u1tle. 1ac + tun u1tlea1ac - teke.

~Q

~

t"IIX21

Fie· "'

~

I

Aftelpul...

ttk

BAY,s' -fill Optelpul.e•• Aftelpusea

o

=jCLP

0----.--

c:t=j~Lp ,"1

L')C' wN;

"..10

,~

L iOMJ.,

G.'O~p &orr

De

CQ:jo,,~'f 10).,

E1sea11jke positt.teller.

8or",w~De",~

(15-bit)

..

SZ

D 'V 'V

_N

o

0

~

:2

::'

I

, -oJ

If

0

C

I

__JKL

..

..._

1-'---

I I

I

;h

II

L6

i

6

1

I

1---

i

I

I

TIl

I l

-

"

X

E

l[

y

b

b 6 6

0" " ,

T

-+-

f?'

, LL

~~ ~. I I

I

, I

" !

,1

D

,f I::::'

:<

A

;\

I

..

($

:r

.. :r 'II:"

I

~

L~

6

;' n

...

:~:

~ ~

:.'f :J

ItI..

l<:I I

-

!

~

0

a •

X

EI

I kit

'-

..:

•S'

. ·.. =

I'H. 46

~

ID

..

:

."

2'

0

c

•..

~

o

nO"

~

•

.. .

n 7

~

M-G

n

(16 b1t)<>--i

4-bit full a44er

0-0--

I

r '-"''', ;" 'f-4

ey.at. 0 oyerflow

~,...-----,------,-._J

.0·

Fy_

~7

000 wOOO uOQ JE-rr-------t ! lr-r~------rP F P-··f

I

..

••

un

m--

Co.~"Y

II"

~E.d

arouad

carry

.... ....

Ii[

....

N

." ." 0

0

~

c

:'

!

l'

\C

....

I

biz 102 Ofd\'jlhl'il~ d~r

t#lelctrotechnieir

x

y

P

0 0 0 0 0

0

-

-

I I I

R.

L.

X

X

x

0 0

0

I

0

I

p • 'teken It

I

I

0

I I

I

0

0 0

0 0

x I

0

0

I

0 0

Q • taken G

I

I

I

0

X ••

0 0

0

I

y. M G

0

0 0

0

I

0

I

I

I

0

X

I X

0 0

I

I

I

0

0

I

0 0

I I

1

I 0 0 I

I I

End Around Carry •

t

0 0 0 0

0 0 0

I

0 0 0 0

I I I

0

0

0

0 0

I

0

0

X

I

I

I

Q

JIw,. G.i-:

I

'I

I

I

X

X

y

rx 0 ' X

X I X 6' 0

O~I

rapport nr. EJ(fo-9

IJroep elelctrolllechanica

X

y

rx 0

•

V8'I

1:5( 0 '

Q

p XI ~ 0 UX. 0 ;Q 0'1'f,1

1

p

,x 0, r~ 0:

X1

I

:tDV o

I X

-inverteren +

0

Gillverteren°

X I

0

oil

:X I'

p

Ql

r L'LJ :x 11 0 0 X 0 0 0

0 0 X 0 0 0 ., X, 0 o ~I ..

I~

Q

p

...l+~~

I

~ .L: l ~Ll

x

x- - -

G.

0

G

y

o· 0;

0

IE-AC.

X

Reohtsom-

Link.om-

15Q+W+XQ

p~p'+~ "'"'-------0

J«

inverteren

n----
G

lnveJ'teren

--() Reoht.om

~----

Fig. 48

y

X

Q

F

·_-~O

Linksom

,.------------_._----_....._--------_ ..__ ._-------_...... _---_._._._-------b1Z103 v.. technische hog.~ch"' eindhoven afdeling der elektrotechniek

.

rapport nr. "'0-9

IIroep elektromechanica

co

I

I I

L----

------QQ---

.'------_

,",'

..

_--_.•._-_..

_.~.~".

- . ---p

;a

--'-~l

-o~._-

eindhoven

lt~d}ur;j~"i;';r.:. h,e,g.~c~

d., eioktrotechlliek

a'delinl

•

IIIZ104

v.

r."ort IIr. Ell7o-9

groe, elelrtro.. echanica

b_ o

()

[1

r---

around OUr'¥

I

~OW~~vl J

o

•

0

-

.

. 0

, I

..J

Inductie/stappenbedrijf

0

S

l'f

/6

3~

40

;6

1/8

. I

~S-l\_-I:' 0 .(

;<';- 5<~ :./'.. i -I.: ,:,

---

.--

b

-

.

~

"

I)

0

0

I

({\J

0

..

u.l

2,'f

riliL:LJ GLIiliJ A onderbreken en de poortina&ng "1" maken geett b~8

B onderbrek.n en de poorting&ng "1" make. geett b(32 e. B onderbreken en de poortingang "1" maten geett b~40 C onderbreken en de poortiDCanc "1" mak~n geett b~5'

1

o

anelheid groot enelheid klein

1'1«.

52

~.chnisch. hoOt!1I$c~

ofdelin, der .Iektrotechnlek

Ilo 0

P

I

.2.

0 0

3

I

I

- I-

0

Q I I

•,

0 0

I 0 0

-

,

0

0

I

2

I I

I

.3

- - -0 -

-0-

,n .BJI1~9

r.".rt

,roe, elektr... echanlca

8

0

0 0 I

IIIz105-: v.

eindhoven

0 0

I

0 - I0 0

-

I

I

0 0

I

-

I I

0 0

- I-

lic. 54

"". 53 +25V 0--.,..----.,

BC 70 ftL uitgang

k

Pi,. II

.& No

!

J

J ... P

0

0

1-

I

I I

0 0

2

.3_

-0

- 00 -

-1-'

I

I

0

0

K "'p

II ..,

X

0 ,... -,

'X, L: X

' - __ I

- -

I

-

!

.&

J ..,

I

I

IX' X

55

~

0

I

-I ~:

I,

IXI

,_ . J

' _ c.J _X L X'

B

J •• ~. K ....... I J ..... I.d,o"" . . I I I 0 IX' X L _J I I IX~ I_l j 0 X I , ,- -r :Xl 0 L LJ X I I I IXI 0 X l _ J -X 0 X

_.I

0

1-

~n

X

0

- 'X' -

B

A

I

-

B

_.

1

-

1"",'

A

JI1g. 56

---_.-._-------------_._--------"_.• _...._ - - - - - _ . _ - . _ - - - - - _ .__ .-------._----~

A

I

1

~'1__-----L-__

Op/N••r Uo------'------f\-----------J

o

stappulssn

--.-Jl......-

.

_

rig. 57

hu:hnia5ehe hogeschool eindhoven

blz106v.

ofdoling dor oloktrotochnlek

rapport nr. EM1O-

+12V

•

g.roo, oloktrolllochanica

Kioro.ohakelaazoa 11 0 D Start

Groen

Rood

Bepalinc

.------()o

op-neer.

---------0

Snelloop

O~Deer

(u)

stop

Snelheidare..ling.

!Y.

"klaar"

----~

stappu1s8Il

58 Aanzetenelheid ...-----0 de. ta register. -----0

S1i

pre.e

7496

klok

~---odata

i~n

----oklok

fie. 59 enelloop

1 !

14

Op hands tart neer --Jltap

pulsen

Deoodeercircuit (Slf 7441A ) van aan.etsnelheidsregister

Fig. 60

I

~

>'~~,dji!~?;h~, ~j,lV'¥I~~~il';ho~ lItindhoven

IIIz 101,.

"'Ii'"

i:i1fJlblin;

r."ort nr.D 70-9

t!
'»i(;;.;trotechni.k

o I

J

o

o

i JX

o

o

x x x x

x x x x

o

o

o

x

o

o

o

x x

o

-

liro.P .I.lctro....chanica

x

o

0

o o -.T

-

-3"

.r

®

x

x

x

X

..:r

X

..:r

X

x x x x

x x ~ o

j Io

ott

e-

-

I

- -'"

... - .... -

I

0

tl1

x x x o

-

r----------------------------------'T""--------. !

:\11~;~~

9

~~:.

1~f't'ho ;'H'II~HIlIIC~

aldeling dor fjl.ktrotochnlolc

biz 108 , .

eindhoven •

groop eloictrolllochanica

J J

i

j

I

---------------o.hl~------_...r....

---------~

-----------'----------------.J

rapport nr• •

10-

AFSTUDEERVERSLAG. Numerieke besturing van een coordinaten-boormachine met DITRA motoren

Recommend Documents