Предмет і завдання курсу, його наукові основи. Правила техніки безпеки при роботі з електротехнічними пристроями. Основні поняття та закони електротехніки. Закон Ома. Закони Кірхгофа. Обмеження струму. Складові електротехнічних систем. Поняття мікроконтролера. Різниця між мікроконтролерами та мікропроцесорами. Види пам’яті. Системи числення. Типи електротехнічних пристроїв. Електронні пристрої.
Порти вводу-виводу мікроконтролера. Конфігурація цифрових виводів мікроконтролера. Напівпровідникові пристрої. Структура і принцип дії світлодіодів. Вольт-амперні характеристики діодів. Принци дії тактової кнопки. Робота з перемикачами. Програмне забезпечення Arduino IDE. Структурні елементи коду.
Типи вимірювальних пристроїв. Основи електричних вимірювань. Вимірювання електричних величин за допомогою мультиметра. Вимірювальні пристрої, побудовані на принципі подільника напруги. Зчитування даних з вимірювальних пристроїв. Потенціометр. Підключення вимірювальних пристроїв до портів мікроконтролера. Принцип дії фоторезистора. Датчик температури TMP36. Аналогово-цифровий перетворювач. Принцип дії ультразвукових далекомірів. Робота з бібліотеками функцій в середовищі Arduino IDE.
Індикація процесів і станів електротехнічних систем. Використання світлодіодів для індикації процесів і станів. Збереження даних з вимірювальних пристроїв. Робота зі змінними та масивами даних. Лінійні та не лінійні залежності між значеннями електричних сигналів та фізичними величинами, що вимірюються. Програмна фільтрація даних вимірювальних пристроїв. Підключення та принцип роботи рідкокристалічних дисплеїв для виведення даних.
Підключення виконавчих пристроїв до мікроконтролерів. Програмна конфігурація виконавчих пристроїв. Типи електродвигунів. Керування малопотужними двигунами постійного струму. Принцип широтно-імпульсної модуляція та його використання. Будова серводвигунів. Керування серводвигунами. Програмне керування швидкістю серводвигуна. Реле, та їх застосування в електротехнічних системах.
Поняття системи автоматичного керування. Складові системи автоматичного керування. Розімкнені та замкнені системи автоматичного керування. Реалізація систем автоматичного керування на базі мікроконтролера. Поняття цифрового регулятора. Формування керуючих сигналів на основі даних з вимірювальних пристроїв. Розробка системи автоматичного керування серводвигуном.
Другий рік, весна, 5 кредитів, іспит
Перелік дисциплін, які є передумовою вивчення курсу:
- Вища математика
- Деталі машин
- Технологія конструкційних матеріалів та матеріалознавство
- Безпека людини
Перелік дисциплін, для яких курс є передумовою:
- Гідравліка, гідро- та пневмопривід
Примітки:
Оцінювання по семестрах не додається
Тема 1 Структура електротехнічних систем із використанням мікроконтролерів.
Предмет і завдання курсу, його наукові основи. Правила техніки безпеки при роботі з електротехнічними пристроями. Основні поняття та закони електротехніки. Закон Ома. Закони Кірхгофа. Обмеження струму. Складові електротехнічних систем. Поняття мікроконтролера. Різниця між мікроконтролерами та мікропроцесорами. Види пам’яті. Системи числення. Типи електротехнічних пристроїв. Електронні пристрої.
Тема 2. Конфігурація виводів мікроконтролерів та підключення електронних та електротехнічних пристроїв.
Порти вводу-виводу мікроконтролера. Конфігурація цифрових виводів мікроконтролера. Напівпровідникові пристрої. Структура і принцип дії світлодіодів. Вольт-амперні характеристики діодів. Принци дії тактової кнопки. Робота з перемикачами. Програмне забезпечення Arduino IDE. Структурні елементи коду.
Тема 3. Вимірювальні пристрої.
Типи вимірювальних пристроїв. Основи електричних вимірювань. Вимірювання електричних величин за допомогою мультиметра. Вимірювальні пристрої, побудовані на принципі подільника напруги. Зчитування даних з вимірювальних пристроїв. Потенціометр. Підключення вимірювальних пристроїв до портів мікроконтролера. Принцип дії фоторезистора. Датчик температури TMP36. Аналогово-цифровий перетворювач. Принцип дії ультразвукових далекомірів. Робота з бібліотеками функцій в середовищі Arduino IDE.
Тема 4. Системи індикації та обробки даних вимірювальних пристроїв.
Індикація процесів і станів електротехнічних систем. Використання світлодіодів для індикації процесів і станів. Збереження даних з вимірювальних пристроїв. Робота зі змінними та масивами даних. Лінійні та не лінійні залежності між значеннями електричних сигналів та фізичними величинами, що вимірюються. Програмна фільтрація даних вимірювальних пристроїв. Підключення та принцип роботи рідкокристалічних дисплеїв для виведення даних.
Тема 5. Керування виконавчими пристроями.
Підключення виконавчих пристроїв до мікроконтролерів. Програмна конфігурація виконавчих пристроїв. Типи електродвигунів. Керування малопотужними двигунами постійного струму. Принцип широтно-імпульсної модуляція та його використання. Будова серводвигунів. Керування серводвигунами. Програмне керування швидкістю серводвигуна. Реле, та їх застосування в електротехнічних системах.
Тема 6. Системи автоматичного керування.
Поняття системи автоматичного керування. Складові системи автоматичного керування. Розімкнені та замкнені системи автоматичного керування. Реалізація систем автоматичного керування на базі мікроконтролера. Поняття цифрового регулятора. Формування керуючих сигналів на основі даних з вимірювальних пристроїв. Розробка системи автоматичного керування серводвигуном.
Лабораторне заняття № 1. Керування світлодіодом за допомогою тактової кнопки.
Лабораторне заняття № 2. Зчитування даних із вимірювальних пристроїв.
Лабораторне заняття № 3. Масштабування та індикація даних вимірювальних пристроїв.
Лабораторне заняття № 4. Використання широтно-імпульсної модуляції для керування виконавчими пристроями.
Лабораторне заняття № 5. Система автоматичного керування серводвигуном.
Базова
- Blum J. Exploring Arduino / Jeremy Blum. – Indianapolis: John Wiley & Sons, Inc., 2013. – 385 p.
- Белов А. В. Микроконтроллеры AVR: от азов программирования до создания практических устройств / Александр Владимирович Белов. – Санкт-Петербург: Наука И Техника, 2017. – 544 с. – (2-ое).
- Белов А. В. Программирование ARDUINO. Создаем практические устройства / Александр Владимирович Белов. – Санкт-Петербург: Наука И Техника, 2018. – 272 с.
Допоміжна
- Жуйков В.Я., Терещенко Т.О., Петергеря Ю.С. Електронний підручник «Мікропроцесори і мікроконтролери» - 2009 Гриф надано Міністерством освіти і науки України (лист № 1.4_18-Г114 від 10.01.2009 р.)