Описание

Стенд предназначен для изучения периферийных устройств, которые могут применяться в технических системах на базе следующих электронных устройств:
микроконтроллеры и микропроцессоры;
программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС);
вычислительные узлы и их комплексы.
К подобным техническим системам относятся практически все современные системы, в том числе и робототехнические.

Состав:

• Модуль «Датчики» (1 шт.)
• Модуль «Исполнительные механизмы» (1 шт.)
• Модуль «Микроконтроллер Atmega32» (1 шт.)
• Комплект соединительных, приборных проводов (1 шт.)
• USB кабель для соединения с компьютером (3 шт.)
• Комплект учебно-методических пособий (2 шт.)
• Программное обеспечение (1 компакт-диск).

Варианты комплектаций:

• исполнение настольное, ЭД
• исполнение настольное c ноутбуком, ЭД-НОУТ

Функциональность стенда и его структура
В состав стенда входит три настольных модуля – «Датчики», «Исполнительные механизмы» и «Микроконтроллер ATmega32». Первый содержит некоторые широко распространенные датчики с выведенными на лицевую панель контактами. Во втором модуле представлены различные приводы и иные электромеханические исполнительные механизмы, используемые отдельно или совместно с встроенным генератором сигналов. Третий модуль коммутируется с первым и вторым модулем по отдельности и совместно для обработки показаний датчиков и управления на их основе приводами. Разбиение стенда на модули упрощает коммутацию и делает модули логически завершенными.

Рисунок 2. Коммутация модулей стенда стенда.

Модуль «Датчики»
Для работы множества технических устройств необходимы датчики и сенсоры, являющиеся искусственными органами чувств системы. Чем более они разнообразны, тем более эффективным и интересным становится процесс создания автоматического устройства. Именно такую цель преследовали создатели модуля, расположив в компактном корпусе большой ассортимент датчиков (рисунок 3).

Рисунок 3. Модуля «Датчики».

Перечень датчиков:

1. Инфракрасный приёмник.
2. Датчик оттенка цвета.
3. Датчик газа.
4. Гироскоп.
5. Датчик Холла.
6. Микрофон.
7. Фоторезистор.
8. Датчики расстояния (ультразвуковой, инфракрасный).
9. Акселерометр.

Конструктивные особенности модуля:

• Габариты (ШхВхД): 180х60х135 мм;
• Пультовое исполнение: лицевая панель расположена под углом, облегчающим восприятие;
• Клеммные разъемы, допускающие быстрое соединение между собой;
• Материал корпуса: пластик;
• Для предотвращения скольжения по столу предусмотрены 4 резиновые ножки;
• Лицевая панель выполнена из металла методом металлографики;
• USB-BF розетка для соединения с компьютером, расположенная в задней части модуля.

Модуль «Исполнительные механизмы»
Основная задача модуля – осветить основные принципы управления электромеханическими устройствами и двигателями, использующимися в разработке современных различных автоматических систем, таких как 3D-принтеры, квадрокоптеры, роботы и пр. Именно поэтому в состав модуля вошли современные сервоприводы и двигатели (рисунок 4).

Рисунок 4. Модуль «Исполнительные механизмы»

Исполнительные механизмы:

1. Сервоприводы (аналоговый, цифровой).
2. Бесколлекторный двигатель постоянного тока.
3. Шаговый двигатель.
4. Двигатель постоянного тока с редуктором.

Генератор сигналов воспроизводит управляющие последовательности для подключения к приводам. Начинающему разработчику это особенно полезно, так как он может подключиться к клеммам логическим анализатором и наблюдать сигналы управления.

Модуль «Микроконтроллер ATmega32»
Соединив модули стенда с микроконтроллером по отдельности или совместно, обучающийся получает возможность написать программу для микроконтроллера, которая будет управлять процессами получения информации с датчиков и управления приводами. Например, получив информацию с датчика расстояния о том, что препятствие близко, студент может уменьшить количество оборотов двигателей постоянного тока, используемых для вращения колёс робота, совместно с вращением сервопривода, находящего применение в рулевых механизмах для поворота платформы.

Рисунок 5. Модуль «Микроконтроллер ATmega32»

Учебно-методическая часть
Обучаясь на стенде, студенты получают навыки построения настоящих систем управления, работы с реальными компонентами, входящими в состав технической системы, применения знаний из различных областей знаний, умения творчески подходить к решению задачи и развивают образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел.

Лабораторный практикум

1. Знакомство со стендом. Датчики. Фоторезистор как датчик освещенности. Датчик Холла для измерения магнитного поля (наличия магнита).
2. Датчик оттенка цвета. Приближенное определения оттенка цвета.
3. Датчики. ИК-приёмник. Протоколы. Получение данных.
4. Датчики. Гироскоп. Назначение. Получение информации угловых скоростях.
5. Датчики расстояния. Измерение расстояний до объектов.
6. Датчики. Акселерометр. Назначение и использование. Определение ускорений по осям.
7. Датчики. Микрофон в качестве датчика громкости звука.
8. Исполнительные механизмы. Двигатель постоянного тока. Определение количества оборотов. Поддержание заданного числа оборотов без потери мощности.
9. Исполнительные механизмы. Шаговый двигатель. Типы и разновидности. Устройство. Режимы работы.
10. Исполнительные механизмы. Бесколлекторный двигатель. Методика управления, направление вращения. Определение количества оборотов.
11. Исполнительные механизмы. Сервоприводы. Внутреннее устройство. Различие между цифровыми и аналоговыми сервоприводами, методика управления.

Модули доступны для приобретения отдельно.

Количество рабочих мест: 3.