Programabilni digitalni uređaj TSD11

Potebe za digitalnim kontrolerom TSD11

U statitčkim i/ili dinamičkim ispitivanjima raketnih motora (RM) potrebno je registrovati raznorodne mchaničk i termoizičke veličine, kao što su pritisak, potisak, ubrzanje, tempcratura i druge vcličine, pri čemu broj mernih veličina zavisi od složenosti  eksperimenta. Zbog povećanja pouzdanosti rcgistrovanja, ono sc obavlja paralelno, digitalnim računarom i analognim registratorima (magnetofon, vizikorder). 

Za uspešno registrovanje signala potrebno je obezbediti da se rcgistratori startuju pre aktiviranja RM-a i zaustave kasnije od predviđenog vremena rada RM-a. U protivnom, signali će biti samo delimično registrovani. Pri ovakvim ispitivanjima od operatera se zahteva da određenim redosledom aktivira magnetofon, vizikorder, A/D kcnvertor, pripalu raketnog motora i druge uredaje. Očigledno je da su moguće subjektivne greške u redosledu uključivanja uređaja, čime se znatno degradiraju rezultati merenja.

Kako raspoloživi pojačavači nemaju programabilno pojačanje, to su moguće veoma grube subjektivne greškc, koje su posledica pogrešnog izbora radnog preklopnika pojačavača. Ovakvim subjektivnim greškama pojačavač je u stvari, isključen i merni signali se uopšte nc registruju. Ovakve greške je nemoguće naknadno ispraviti.

Pri registrovanju signala impulsnih raketnih motora vizikordrom, zbog veoma kratkog rada (20 ms), brzina kretanja papira pri registrovanju iznosi 2-3 m/s. Pri manuelnoj kcntroli vizikordera utrši sec 4-5 m skupco fotoosetljivog papira, a za sam korisni signal potrebno je svega 4-5 cm.

U pojedinim eksperimentima  radi vizuelizacije strujanja gusova koristi se brza kamera, čija jc maksimalna brzina snimanja 8000 snimaka/s. Pošto je dužina filma ograničena, neophodno je sinhronizovati start kamere sa početkom starta RM-a. Kako se radi o sinhronizaciji u vremenskom intervalu od stotinak milisekundi, postaje jasno da se ovakvi eksperimenti ne mogu voditi manuelno.

U eksperimentima sa prekidom rada raketnug motora zahteva se da se nakon određenog vremena rada RM-a, kada pritisak u komori RM-a postigne određenu vrednost, prekine dalji tok sagorevanja pogonske materije, što se takođe manuelno ne može izvršiti.   

Može se, dakle, zaključiti da su ispitivanja raketnih motora veoma složena i da manuelno vođenje eksperimenta ima niz nedostataka, tako da se neke vrste eksperimenata ne mogu manuelno realizovati. Zbog toga je neophodno da se ovako složeni ekspecrimenti u potpunosti vršc pod kontrolom računara i namenski projektovanih programabilnih uređaja   Jedan takav originalni, programabilni uređaj opisan je u ovom članku.

Karakteristike digitalnog kontrolera TSD11

Da bi glavni računar mogao da upravlja analognim i drugim uređajima za registrovanje signala, projektovan je i realizovan programabilni kontroler TSD11. Računar i kontrolecr TSD11 komuniciraju preko 16-bitnog digitalnog ulazno-iziaznog intcrfcjsa DR11-K. Blok šema povezivanja kontrolera sa računarom i uređajima data je na sl.1.

Sl.1 Blok šema digitalnog kontrolera TSD11

Programabilni kontroler može da kontroliše do 24 digitalna kanala i da kontroliše do 16 pojačavača ACCUDATA 218   Kontrola  kanala vrši se preko minijatumih relea. Ugrađena relea imaju nominalni napon 5V i maksimalnu struju kontakata 0,5A. Paralelno sa relejnim izlazima izvecdeni su i TTL izlazi.

TTL izlazi namenjeni su za kontrolu digitalnih TTL kompatibilnih uređaja (magnetofon, brza kamera itd.), a preko relejnih izlaza vrši se kontrola vizikordera, pripale raketnih motora, elektropneumatskih ventila neposredno, ili posredno preko odgovarajućih spoljnjih relea.

Pored prorgamske kontrole, kontroler TSD11 omogućava i ručnu kontrolu svih izlaznih kanala. Da bi operater mogao vizuelno pratiti uključivanje pojedinih kanala, na prendjoj ploči kontrolera TSD11 izvedena je signalizacija LED diodama. Sedmosegmentni dispelj ukazuje na redni broj pojačavača, koji se kalibriše ili testira. Aktiviranjem RESET tastera u svakom trenutku mogu se isključiti svi kanali.

Za kontroler TSD11 razvijen je programski paket, koji omogućava potpunu programsku kontrolu magnetofona 5600C, vizikordera 1508B, start A/D konvertora, aktiviranje raketnog motora itd.

Sl.2 Prorgamabilni digitalni kontroler TSD11

Nakon dve godine korišćenje uređaja TSD11 pojavila se potreba da se isti takav uređaj korsiti u drugom objektu, pa je napravljena njegova replika (sl.3). Ovaj uređaj je istovetan sa prethodnim, samo za njegovu realizaciju su iskorišćeni dvopozicioni tasteri, pa je prednja ploča nešto jednostavnija.

Sl.3 Replika programabilnog digitalnog kontrolera TSD11

Uređaj sam u potpunosti sam osmislio i napisao sam kompletan softver za isti. Štampane ploče je projektovao Saša Milovanović, a ožičenje uređaja je uradio Dragiša Ignjatijević.

Za ovaj uređaj pisao sam softver čitavih šest meseci i pušten je u rad 4. januara 1982. godine. Zahvaljujući ovom uređaju više nije bilo izgubljenih eksperimenata i omogućio je neke nove vrste ispitivanja. Potprograme za komunikaciju sa uređajem napisao sam u Asembleru, a glavne prorgame u FORTRAN-u.

Iako je prošlo čitavih 30 godina od početka njegovog korišćenja uređaj TSD11 i dalje je u funkciji, ali je otkazao računar PDP11/34. Da bi se uređaj ponovo korsitio potrebno je napisati kompletan programski paket, ovoga puta za PC računar.

Uređaj TSD11 mi je posebno drag jer sam njegovom realizacijom ostvario jedan od mojih inženjerskih snova. Voleo bih da za TSD11 napišem softver i pokrenem uređaj da ponovo radi.

Naziv uređaja je akronim od imena Trajan, Saša, Dragiša, PDP11.

Prvi programabilni uređaj

Moj prvi programabilni uređaj je svakako bio mali korak za čovečanstvo, ali veliki za mane.

Više informacija o uređaju TSD11 može saznati u radovima "PROGRAMABILNI DIGITALNIKONTROLER TSD11" i

 "PROGRAMSKA IDENTIFIKACIJA I REPRODUKCIJA SIGNALA SA ANALOGNOG MAGNETSKOG REGITRATORA"

 VEZE KA SRODNIM APLIKACIJAMA