DOI: 10.7256/2453-8884.2017.3.24542

Аннотация: В статье приведены результаты разработки микропроцессорного контролера следящего привода для 3-D принтера на основе микроконтроллера AT89C52. В результате работы были реализованы структурная и электрическая принципиальная схемы, а также печатная плата устройства. Данная разработка реализована на доступной, недорогой и современной электронной базе, позволяющая существенно повысить качество управления следящим электроприводом. За объект управления был выбран 3-D принтер, у которого перемещение платформы происходит по двум осям и с позиционированием экструдера (печатающей головки) по вертикали на заданную глубину. Методология позволяет на основе доступных и недорогих электронных компонентов разрабатывать современные технические средства , которые могут взаимодействовать между собой и в итоге позволяют создавать достаточно гибкие системы. В качестве технологической платформы для реализации используются программируемые логические интегральные схемы, позволяющие оперативно модифицировать систему. Разработанный микропроцессорный контроллер следящего привода отличается малыми габаритными размерами (120х80х1,5мм), низкой потребляемой мощностью, широкими функциональными возможностями. В устройстве используется современная, широкодоступная, дешевая элементная база. Применение микроконтроллера AT89C52 в качестве устройства управления и обработки информации значительно сокращает количество элементов в микропроцессорной системе. При внедрении данной системы в производство можно существенно сократить время работы, и самое главное, добиться более высокого качества управления следящим электроприводом.

DOI: 10.7256/2453-8884.2017.4.24915

Аннотация: Предметом исследования является вопрос преобразования информации, получаемой с дискретных датчиков, входящих в состав поплавкового уровнемера. При измерении уровня жидкости с определенной точностью необходимо использование дискретных датчиков в большом количестве, зависящем от требуемой точности измерения. Это количество может достигать порядка 150…200 датчиков и более. Такое же количество разрядов будет содержать и получаемый унитарный код. Для дальнейшего использования данной информации необходимо уменьшить разрядность этого кода.Для этого его необходимо преобразовать. Методология исследования, заключается в том, что получаемую в процессе измерения уровня жидкости информацию необходимо подвергнуть сжатию для уменьшения разрядности унитарного кода. После преобразования информации, полученной с дискретных датчиков, с помощью предложенного в статье метода ее можно подавать на программируемый логический контроллер для дальнейшей обработки или на элементы цифровой индикации для отображения величины уровня.Основным выводом исследования можно считать то, что использование цифровых микросхем для преобразования измерительной информации, получаемой от поплавкового уровнемера, позволяет упростить и удешевить схемотехническое решение.

DOI: 10.7256/2453-8884.2017.2.22569

Аннотация: Несмотря на кажущуюся простоту процесса резки бумаги, машины, выполняющие эту функцию, являются очень ответственной и важной составляющей полиграфического комплекса. От точности предварительной подрезки бумаги в значительной степени зависит качество получаемой печатной продукции. Особенно это важно при печати цветных тиражей на одно- или двухкрасочных печатных машинах или при заключительной обработке продукции на машинах с автоматическим самонакладом. В этом случае каждому листу бумаги предстоит пройти через несколько разных машин или через одну печатную машину несколько раз. При этом каждый раз бумага должна автоматически выравниваться по двум смежным сторонам. Поэтому для обеспечения качественной печати очень важно, чтобы листы имели одинаковый размер, ровные углы в 90 градусов и хорошую поверхность кромок. В противном случае один и тот же лист может по-разному позиционироваться в механизме равнения. Целью работы является создание опытного образца устройства программного управления для резательной машины, используемой в полиграфическом производстве. В данной статье рассмотрена система, которая предназначена для автоматизации процесса обрезания материалов на резальных машинах и управления им по программе от персонального компьютера, описана структура привода резальной машины. Для достижения поставленной цели использовалось компьютерное моделирование и расчет необходимых процессов, затем был проведен математический анализ полученной модели, на основании которого была спроектирована система. Разработанная система впоследствии подверглась опытным испытаниям. В результате проделанной работы была разработана и реализована дискретная система управления приводом. Опытным путем было доказано, что возможно применение пропорционально-интегрально-дифференцирующего регулятора для обеспечения необходимых заданных требований процесса резания бумаги на разработанной системе и выставления необходимой точности при выставлении затла на указанный размер.

DOI: 10.7256/2453-8884.2018.4.28516

Аннотация: Предметом исследований явились вопросы информационной безопасности и устойчивости к несанкционированному проникновению - в автоматизированных системах управления технологическими процессами. В статье представлены результаты статистического анализа инцидентов, отказов, аварий и пожаров на промышленных объектах, которые имеют разные уровни автоматизации. Представлено решение, которое полностью исключает возможность с помощью вредоносного кода, вмешаться в управляющие функции промышленных контроллеров. путем разработки дополнительного программного модуля, обеспечивающего обмен данными в SCADA-системе и в управляющих контроллерах. Методологической основой исследования является системный анализ и системный синтез процессов и средств в автоматизированных системах. Основным выводом исследования является решение , которое полностью исключает возможность с помощью вредоносного кода, вмешаться в управляющие функции промышленных контроллеров. Цена такого решения – разработка дополнительного программного модуля, который обеспечит обмен данными в проекты SCADA-систем и в проекты управляющих контроллеров, скрывая параметры коммуникации, а так же произвольный доступ к памяти управляющих контроллеров

DOI: 10.7256/2453-8884.2019.1.28803

Аннотация: Объектом исследования в работе является созданная система автоматической чистки воды (макет) с применением датчиков поплавкового типа на платформе Arduino Uno, которая предназначена в качестве учебного материала при ознакомлении с датчиками поплавкового типа. В статье представлены разработанные схемы электрических соединений, на основе которых был создан алгоритм управления системой. Особое внимание в работе уделяется алгоритму работы системы, построенному на современной широкодоступной платформе Arduino Uno с применением контроллера ATmega328. В статье проводились теоретические и экспериментальные исследования, включающие работу с имитационными моделями и натурной установкой, а так же использовались стандартные методы программирования. Новизна исследования заключается в следующем: – в разработке макета и экспериментальном исследовании технологии очистки загрязненной воды; – в получении выходных характеристик разработанной системы, адекватно описывающих про­цес­сы очистки; - создании алгоритма и программного обеспечения на основании существующих подходов в области программирования.

DOI: 10.7256/2453-8884.2018.1.25764

Аннотация: Решение задачи определения расстояния в системе автономной навигации мобильной робототехнической системы имеет важное практическое значение. Для автономного движения робот должен обладать системой навигации, на основании результатов измерений которой предотвращаются его с различными препятствиями. В данной работе демонстрируется система управления блоком измерения расстояний поискового робота. На практике различного рода робототехнические системы, как правило, движутся хаотично. Для организации автономного движения мобильного робота необходимо оснащение его измерительными датчиками и интеллектуальной системой обработки, препятствующие столкновению робота с препятствиями. В статье рассмотрен принцип, основанный на анализе результатов измерений ультразвуковым датчиком расстояний от робота (датчика) до впереди стоящего препятствия как в статическом положении, так и в процессе движения робота. Новизна работы заключается в том, что наличие препятствия в направлении движения робота определяется по времени прихода отраженного радиоимпульса, излученного и принятого датчиком в ультразвуковом диапазоне частот.В ходе работы был разработан блок измерения расстояний системы управления поисковым роботом. В проекте представлены структурная, функциональная и принципиальная схемы. Данная разработка позволит с большей точностью и скоростью обследовать помещения в поисках опасных предметов или пострадавших людей, что позволит уменьшить вероятность их гибели. Кроме того, возможны другие сферы применения системы мобильных роботов: картографирование, охрана помещений, выполнение вспомогательных работ в здании (уборка, перемещение грузов) и т.п.

DOI: 10.7256/2453-8884.2018.2.26014

Аннотация: В настоящее время хорошей альтернативой микроприводам, состоящим из быстроходного двигателя с обратной связью и механического редуктора, является шаговый электропривод, ставший уже традиционным исполнительным устройством многих электронных приборов и систем. Предметом исследования в данной работе является шаговый двигатель. В данной работе объектом управления (ОУ) является двухкоординатный транспортный модуль на основе линейных шаговых двигателей (ЛШД), который применяется для изготовления микросхем высокой степени интеграции. Для этой цели используется зондовая установка, включающая в себя двухкоординатный транспортный модуль. В данной работе при проектировании системы применима методика управления режимом полного шага для линейного шагового двигателя. Система управления шаговым двигателем предназначена для формирования сигналов на обмотках шагового двигателя и управления скоростью вращения его вала и контроля количества шагов поворота. В ходе работы были разработаны схемы структурная и электрическая принципиальная, разработан алгоритм управления системой. Разработанная система отличается малыми габаритными размерами, низкой потребляемой мощностью, широкими функциональными возможностями. В устройстве используется современная, широкодоступная, дешевая элементная база.

DOI: 10.7256/2453-8884.2017.1.21293

Аннотация: Предметом исследования является аккумуляторные батареи мобильных средств связи. Саморазряд аккумуляторов зависит от качества использованных материалов, технологического процесса изготовления, типа и конструкции аккумулятора. Он резко возрастает при повышении окружающей температуры, повреждении внутреннего сепаратора аккумулятора из-за неправильного обслуживания и вследствие процесса старения. Для конечного потребителя более интересными являются перезаряжаемые или аккумуляторные батареи, производство которых в настоящее время представляет наиболее динамично развивающийся сектор экономики. В связи с этим ужесточается конкуренция на рынке потребительских услуг и сервиса; поэтому задача разработки устройства экспресс- тестирования аккумуляторных батарей является актуальной, которое, в отличие от зарубежных, будет иметь низкую себестоимость и отвечать всем требованиям качественного ремонта и сервисного обслуживания. Методология исследования, заключается в том, что в процессе эксплуатации емкость аккумулятора уменьшается. Скорость уменьшения зависит от типа электрохимической системы, технологии обслуживания в процессе работы, используемых зарядных устройств, условий и срока эксплуатации. Внутреннее сопротивление аккумулятора (сопротивление источника тока) определяет его способность отдавать в нагрузку большой ток. Эта зависимость подчиняется закону Ома. При низком значении внутреннего сопротивления, аккумулятор способен отдать в нагрузку больший пиковый ток (без существенного уменьшения напряжения на его выводах), а значит и большую пиковую мощность. В то время как высокое значение сопротивления приводит к резкому уменьшению напряжения на выводах аккумулятора при резком увеличении тока нагрузки. Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от типа его электрохимической системы, емкости, числа элементов в аккумуляторе, соединенных последовательно, и возрастает к концу срока эксплуатации. Особым вкладом авторов в исследование заключается то, что произведена разработка аппаратной и программной части устройства экспресс-тестирования аккумуляторных батарей мобильных средств связи. Разрабатываемое устройство экспресс-тестирования мобильных средств связи планируется использовать в авторизованных сервисных центрах и магазинах по продаже мобильной техники.

DOI: 10.7256/2453-8884.2018.3.27504

Аннотация: В статье рассматривается вопрос о необходимости контроля пожарно-электрического вреда в высотных зданиях жилого сектора, с помощью электросчетчиков-извещателей. Предлагаемый подход обоснован тем, что в многоквартирных жилых высотных зданиях отсутствует газоснабжение квартир, и основным источником жизнеобеспечения в них, помимо тепло- и водоснабжения, является электроэнергия, от качества которой зависит пожарная безопасность, т.к. именно некачественная электроэнергия увеличивает вероятность пожаров от электроприборов в 3 раза и более. Предложена методология оценки надежности и пожарной безопасности бытовых электроприборов, электроустановочных изделий, электрических кабелей и проводов для этих целей. Научная новизна предлагаемых инноваций подтверждена двумя патентами РФ - на изобретение способа диагностики ПЭВ (№ 2622558) и полезной модели электросчетчика-извещателя (№ 13459), а также исследованиями авторов в жилом секторе Краснодарского края. Диагностика ПЭВ с помощью ЭСИ в «высотках», в первую очередь реализует предотвращение загорания электроприбора отключением, когда «структура ПЭВ» становится пожароопасной, а также позволяет реализовать раннее обнаружение опасных факторов пожара.

DOI: 10.7256/2453-8884.2016.1.20924

Аннотация: Предметом исследования явились процессы дозирования и контроля жидкой фасованной продукции, на предмет их идентификации, для выделения контрафакта. Установлено, что при наличии "образа тары" (объема, веса) и "образа эталонной жидкости" (плотности, динамической и кинематической вязкости, температуры замерзания и индекса вязкости), появляется возможность экспресс-анализа фасованной жидкой продукции в таре, без её вскрытия. Исследования проводились на разных сортах моторного масла, расфасованных в тары различной емкости (1 и 4 литра). Методология исследования базируется на применении весовой электрометрии расфасованного жидкого продукта, без вскрытия тары, в которую он расфасован. Новизна исследования заключается в разработке и применении "крышки-емкостного датчика", которой закрывается тара с жидкой фасованной продукцией. Такое решение позволяет, перевернув в верх дном тару с жидкой фасованной продукцией и поставив её на электронные весы, подключить, измерить и вычислить в течении нескольких секунд соответствие указанных "образов".

DOI: 10.7256/2453-8884.2016.2.21242

Аннотация: Предметом исследования является проблема обеспечения точности измерений, осуществляемых с помощью малогабаритных MEMS-акселерометров для целей ориентации, навигации и мониторинга. Объектом исследования является преобразующая система сенсоров 3х-осевых MEMS-акселерометров, а также сопряженные с ней мехатронные и электромеханические преобразователи, влияющие на точность и вносящие погрешности в измеряемые сигналы. Рассмотрены статические погрешности, приводящие к сдвигу нуля и отклонению коэффициентов усиления по различным каналам. Погрешности представлены в виде эллипсоида чувствительности акселерометра. Для идентификации параметров эллипсоида чувствительности акселерометра применен стохастический подход и использован линейный метод наименьших квадратов, с помощью которого по облаку точек оценивались величины полуосей трехосного эллипсоида. Новизну исследования составляет стохастическая постановка задачи оценки параметров чувствительности эллипсоида акселерометра по облаку экспериментальных точек. Кроме этого, новизной обладает постановка вопроса и исследование возможности оценки параметров эллипсоида чувствительности с помощью МНК по неполному облаку экспериментальных точек, покрывающему только часть квадрантов эллипсоида чувствительности.