MIK (3. letniki)

MIKROKRMILNIKI

Mikrokrmilniki

V tem modulu bomo spoznali delovanje mikrokrmilnikov in programiranje le teh z lestvičnim LAD diagramom. Snov/vaje je povezana z modulom UPN. Uporabljali bomo programsko orodje EasySoft podjetja Mitsubishi. 

Vaja 1 - Analogno/digitalna pretvorba signala (vzorčenje -sampling) 

Cilji:
- uporabiti postopek vzorčenja analognega signala (frekvenca vzorčenja),
- razume Shannonov teorem vzorčenja (fs >= 2 × fmax )
- razumeti pomen bitne globine digitalizacije ter normirati amplitudne nivoje,
- zapis vzrčenega signala v digitalno (binarno) obliko,
- izračunati veilikost digitaliziranega signala v bajtih (B)

Navodila

Zgornji analogni signal digitalizirajte (uporabite program Slikar) z:

a) 2-bitno kvaliteto ter frekvenco vzorčenja f = 1000 Hz
b) 3-bitno kvaliteto ter frekvenco vzorčenja f = 500 Hz
c) 3-bitno kvaliteto ter frekvenco vzorčenja f = 2000 hz
d)  3-bitno kvaliteto ter frekvenco vzorčenja f = 1000 hz

Časovna os je predstavljena v sekundah. 

Narišite in zapišite vaš digitalni signal ter izračunajte njegovo velikost v B (bajtih). Zapišite tudi ADC pretvorjeno binarno vrednost tega signala.
Postopek in rešitve vnesite v word-ov dokument in oddajte v TEAMS-e v PDF obliki.
Št. ur za izdelavo vaje: 2. Delo v parih oz. skupinah



Vaja 2 - izračuni binarne vrednosti pri dani vhodni vrednosti ADC pretvorbe

Cilji: 

Navodila

Določite vrednost izhoda ADC pretvornika pri podanih nastavitvah:

a) 5-bitni ADC predtvonik, Vref = 3,3 V, če je na vhodu analogni signal z vrednostjo Vin= 3,188 V!
b) 4-bitni ADC pretvornik, Vref = 5 V, če je na vhodu analogni signal z vrednostjo  Vin= 2,655 V!
c) 6-bitni ADC pretvornik, Vref = 5 V, če je na vhodu analogni signal z vrednostjo  Vin= 0,401 V!
d) 4-bitni ADC pretvornik, Vref = 3,3 V, če je na vhodu analogni signal z vrednostjo  Vin= 2,066 V!
e) 10-bitni ADC pretvornik, Vref = 3,3 V, če je na vhodu analogni signal z vrednostjo  Vin= 0,990 V!
f) 8-bitni ADC pretvornik, Vref = 5 V, če je na vhodu analogni signal z vrednostjo  Vin= 4,610 V!
g) 6-bitni ADC pretvornik, Vref = 3,3 V, če je na vhodu analogni signal z vrednostjo  Vin= 2,501 V!
h) 8-bitni ADC pretvornik, Vref = 3,3 V, če je na vhodu analogni signal z vrednostjo  Vin= 1,660 V!
i) 12-bitni ADC pretvornik, Vref = 3,3 V, če je na vhodu analogni signal z vrednostjo  Vin= 0,867 V!
j) 10-bitni ADC pretvornik, Vref = 5 V, če je na vhodu analogni signal z vrednostjo  Vin= 4,104 V!
k) 6-bitni ADC pretvornik, Vref = 3,3 V, če je na vhodu analogni signal z vrednostjo  Vin= 1,115 V!

Postopek: 

3. Določite ločljivost vaše pretvorbe - to je najmanjša sprememba vhodne napetosti, ki že povzroči spremembo izhodnega signala,
torej za 1 bit. Uporabite enačbo: 


4. Narišite vezje ADC pretvornika: določite analogna vhoda, določite ustrezno število binarnih izhodov, označite MSB in LSB priključka, poleg priključkov zapišite ustrezno vhodno vrednosti in pretvojeno dvojiško (binarno) vrednost.


Št. ur za izdelavo vaje: 2. Delo v parih oz. skupinah. Nalogo najprej rešite v zvezek, nato pa v Word (Enačba) in oddajte v TEAMS-e kot PDF datoteko. 

Vaja 3 - Elementi krmilne tehnike

Cilji: 

Navodila

Izdelajte dokumentacijo (v Publisher) Elementi krmnilne tehnike. V Visio najprej narišite simbol elementa (kjer obstaja) ter na spletu najdite fotografijo elementa. Elementu dodajte opis (kje in kako se uporablja oz. namen).

Seznam vseh elementov, ki jih morate popisati: TUKAJ.

Št. ur za izdelavo vaje: 2. Delo v parih oz. skupinah. Nalogo izdelajte v Publisher-ju in oddajte v TEAMS-e v PDF obliki.


Vaja 4 - Osnovne logične funkcije v LAD (EasySoft)

Cilji: 

Navodila (1. del)

Zaženite programsko okolje EasySoft. V projekt prenesite osnovno relejsko programirljivo stikalo (PLC) tip EASY-E4-UC-12RC1 v polje Projects. Koliko je digitalnih vhodov/izhodov in koliko je analognih vhodov/izhodov izbranega modula? 

Kliknite na ikono Programming in izberite način Ladder diagram (LD). Narišite 3 lestvične diagrame: 

Vaš lestvični diagram simulirajte (kliknte Simulation) in testirajte delovanje!

Št. ur za izdelavo vaje: 2. Delo v parih oz. skupinah. Nalogo rešite v Easysoftu, v zvezke prerišite delujoče lestvične diagrame in tudi odgovorite na vprašanja.


Navodila (2. del)

Podobno kot pri prvemu delu narišite (in simulirajte na EasySoft-u) lestvične diagrame še za preostale logične funkcije: NAND, NOR, XOR, XNOR.

Št. ur za izdelavo vaje: 1. Delo v parih oz. skupinah. Nalogo rešite v Easysoftu, v zvezke prerišite delujoče lestvične diagrame. V TEAMS-e pa oddajte vašo EasySOFT datoteko z vsemi LAD diagrami (7 primerov - vsak svoj NETWORK).

Vaja 5 - Simulacija logične funkcije v LAD (EasySoft)

Cilji: 

Navodila

Zaženite programsko okolje EasySoft. V projekt prenesite osnovno relejsko programirljivo stikalo (PLC) tip EASY-E4-UC-12RC1 v polje Projects. 

Kliknite na ikono Programming in izberite način Ladder diagram (LD). Sprogramirati morate vaš EASYSOFT za vašo izbrano logično funkcijo (vaja 2 pri PNAp!). Postopek reševanja:

Št. ur za izdelavo vaje: 2. Delo opravite  parih oz. skupinah. Nalogo rešite v Easysoftu, v WORD izdelajte tehnično dokumentacijo in oddajte v TEAMS-e. Dokumentacija vsebuje: a) začetna funkcija, b) pravilnostna tabela, c) funkcija v PDNO obliki, d) slikovni izrezek LAD diagrama. 

Vaja 6 - Simulacija realnega problema z LAD (EasySoft)

Cilji: 

Navodila

Zaženite programsko okolje EasySoft. V projekt prenesite osnovno relejsko programirljivo stikalo (PLC) tip EASY-E4-UC-12RC1 v polje Projects. 

Kliknite na ikono Programming in izberite način Ladder diagram (LD). Sprogramirati morate vaš EASYSOFT za vašo izbrano tekstno nalogo (vaja 3 pri PNAp!). Postopek reševanja:

Št. ur za izdelavo vaje: 2. Delo opravite  v parih oz. skupinah. Nalogo rešite v Easysoftu, v WORD izdelajte tehnično dokumentacijo in oddajte v TEAMS-e.
Dokumentacija vsebuje:
a) tekst naloge, b) pravilnostna tabela, c) KV diagram in funkcija v MDNO obliki, d) slikovni izrezek LAD diagrama. 

Vaja 7 - LAD (EasySoft) diagram za podano logično vezje

Cilji: 

Navodila

Zaženite programsko okolje EasySoft. V projekt prenesite osnovno relejsko programirljivo stikalo (PLC) tip EASY-E4-UC-12RC1 v polje Projects. 

Kliknite na ikono Programming in izberite način Ladder diagram (LD). Sprogramirati morate vaš EASYSOFT za vašo izbrano logično vezje (vaja 4 pri PNAp!). Postopek reševanja:

Št. ur za izdelavo vaje: 2. Delo opravite v parih. Nalogo rešite v Easysoftu, v WORD izdelajte tehnično dokumentacijo in oddajte v TEAMS-e. Dokumentacija vsebuje:
a) slika logičnega vezja, b)zapis funkcije in razstavljanje le te, c) pravilnostna tabela, d) KV diagram in funkcija v MDNO obliki, e) slikovni izrezek LAD diagrama. 

Vaja 8 - LAD (EasySoft) diagram za podan sekvenčni diagram

Cilji: 

Navodila

Zaženite programsko okolje EasySoft. V projekt prenesite osnovno relejsko programirljivo stikalo (PLC) tip EASY-E4-UC-12RC1 v polje Projects. 

Kliknite na ikono Programming in izberite način Ladder diagram (LD). Sprogramirati morate vaš EASYSOFT za vašo izbran sekvenčni diagram (vaja 5 pri PNAp!). Postopek reševanja:

Št. ur za izdelavo vaje: 2. Delo opravite v parih. Nalogo rešite v Easysoftu, v WORD izdelajte tehnično dokumentacijo in oddajte v TEAMS-e. Dokumentacija vsebuje:
a) slika sekvenčnega diagrama, b) pravilnostna tabela, c) KV diagram in funkcija v MDNO obliki, d) slikovni izrezek LAD diagrama. 

Vaja 9 - LAD (EasySoft) diagram in krmilno vezje za podano stikalno vezje

Cilji: 

Navodila

Zaženite programsko okolje EasySoft. V projekt prenesite osnovno relejsko programirljivo stikalo (PLC) tip EASY-E4-UC-12RC1 v polje Projects. 

Kliknite na ikono Programming in izberite način Ladder diagram (LD). Sprogramirati morate vaš EASYSOFT za vašo izbrano stikalno vezje (vaja 6 pri PNAp!). Postopek reševanja:

Št. ur za izdelavo vaje: 2. Delo opravite v parih. Nalogo rešite v Easysoftu in VISIO/EasyEDA, v WORD izdelajte tehnično dokumentacijo in oddajte v TEAMS-e. Dokumentacija vsebuje:
a) slika stikalnega vezja, b) pravilnostna tabela, c) KV diagram in funkcija v MDNO obliki, d) slikovni izrezek LAD diagrama. e) slikovni izrezek krmilnega načrta oz. vezja. 

Vaja 10 - zapis log. funkcije in prav. tabele iz LAD diagrama

Cilji: 

Primer za reševanje v šoli:

Iz LAD / stikalnega diagrama: 

Navodila

Zaženite programsko okolje EasySoft. V projekt prenesite osnovno relejsko programirljivo stikalo (PLC) tip EASY-E4-UC-12RC1 v polje Projects. 

Za vaš izbrani lestvični diagram v Wordu izdelajte in v TEAMS naložite PDF dokumentacijo, ki vsebuje:

(ko opravite vse zgoraj naštete točke, lahko nadaljujete z vajo 7 PNA). 

Št. ur za izdelavo vaje: 2. Delo opravite v parih. Nalogo rešite v Easysoftu, v WORD izdelajte tehnično dokumentacijo in oddajte v TEAMS-e kot PDF datoteka. Dokumentacija  vsebuje vse zgoraj navedene točke.

Vaja 11 - izdelava komparatorja v EasySoft-u (LAD)

Cilji: 

Navodila

Zaženite programsko okolje EasySoft. V projekt prenesite osnovno relejsko programirljivo stikalo (PLC) tip EASY-E4-UC-12RC1 v polje Projects. 

Kliknite na ikono Programming in izberite način Ladder diagram (LD). Sprogramirati morate vaš EASYSOFT za vaš 2-bitni komparator. Postopek reševanja:

Št. ur za izdelavo vaje: 2. Delo opravite v parih. Nalogo rešite v Easysoftu, v WORD izdelajte tehnično dokumentacijo in jo oddajte v TEAMS-e. Oddajte tudi Easysoft progmrasko datoteko LAD diagrama. Dokumentacija vsebuje:
a) pravilnostna tabela, b) KV diagrami in funkcije v MDNO obliki, c) slikovni izrezek LAD diagrama. 

Vaja 12 - krmiljenje pnevmatskega dvosmernega cilindra

Pri pouku teorije najprej predelamo snov za krmiljenje enosmernega cilindra in sprogramiramo krmilnik EasySoft ter zapišemo LAD diagram za delovanje: S tipko SW1 iztegnemo cilinder, po 1 sekundi se cilinder uvleče nazaj. 

Cilji: 

Slika zgoraj: Elekttropnevmatska shema krmiljenja dvosmernega cilindra.

Video 1: razlaga delovanja potnih ventilov in cilindra

Navodila

The PLC task is to move the piston in and out. When switch SW1 is momentarily turned on, piston A is to move out of the cylinder in A+ direction. When switch SW2 is momentarily turned on, piston A is to move into the cylinder in A- direction.

Premikanje cilindra torej krmilimo s tipkama SW1 in SW2. Za programiranje lestvičnega diagrama porabite samodržno vezavo (cilinder je dvosmerni). 

Zaženite programsko okolje EasySoft. V projekt prenesite osnovno relejsko programirljivo stikalo (PLC) tip EASY-E4-UC-12RC1 v polje Projects. 

Kliknite na ikono Programming in izberite način Ladder diagram (LD). Sprogramirati morate vaš EASYSOFT. Postopek reševanja:

**fizično bi javljanje pozicije izvedli z bližinjskima senzorjema na vsakem koncu cilindra.

Št. ur za izdelavo vaje: 3. Delo opravite v parih. Nalogo rešite v Easysoftu, v WORDu izdelajte tehnično dokumentacijo in PDF datoteko oddajte v TEAMS-e. Dokumentacija vsebuje:

a) elektropnevmatska shema vezja za oba primera (brez javljanja pozicije in z javljanjem pozicije: uporaba dveh signalnih lučk), [20% + 20%]
b) tabela vhodnih in izhodnih spremenljivk (za točko 4.), [5% + 5%]
c) slikovna izrezek LAD diagrama iz EasySofta za oba primera (točka 2. in 4.),
[10% + 10%]
d) odgovore na vprašanja iz 3. in 5. točke. [5% + 5%]

Oddajte tudi EasySoft datoteki obeh LAD diagramov. [10% + 10%]

*Tabela 1 - definicija vhodnih in izhodnih spremenljivk

Slika 2: Priklop krmilnika za 2. primer

Slika 3: Priklop krmilnika za 4. primer

Vaja 13* - Hišna alarmna naprava

Cilji: 

Navodila

Hišna alarmna naprava je izvedena s tremi svetlobnimi stikali v treh prostorih. Takoj, ko se eden od svetlobnih snopov prekine, naj postane aktiven signal za vklop alarma (rdeča lučka). Svetlobno stikalo daje v mirovnem stanju logično 1, torej je v mirovnem stanju sklenjeno. Pomnilniška funkcija poskrbi, da bo rdeča lučka Ho vklopljena, ko pogoji za alarm ne bodo več izpolnjeni (nobeden od svetlobnih snopov ne bo več prekinjen). Alarm izklopimo s tipko IZKLOP. 

Vaša proj. dokumentacija vsebuje:

V Teams-e oddate tudi programsko datoteko EASYSOFT-a vašega lestvičnega diagrama.  [10%]

* to vajo po skupinah naredimo/programiramo tudi na kmrilnikih Mitsubishi pri pouku teorije!

Vaja 14 - Krmiljenje cilindra

Cilji: 

Slika 1: Primer el. načrta za enosmerni cilinder

Navodila

Izdelajte LAD program v EasySoft progrmaskem jeziku (lestvični diagram) za krmiljenje:

a) enosmernega cilindra in

b) dvosmernega cilindra. 

Program seveda upošteva končna stikala a0 in a1 (delovni kontakt oziroma N.O) na cilindru, s katerimi določimo lego cilindra - uvlečen ter izvlečen. Naloga je nadaljevanje iz vaje 9 PNA: Ob pritisku tipke START se aktivira ponavljajoče gibanje cilindra, dokler ne pritisnemo tipko STOP. 

V TEAMS-e naložite oba programa iz EasySofta - ustrezno preimenujte datoteko v MIK_vaja14_enosmerni_Ime_priimek in MIK_vaja14_dvosmerni_ime_priimek.
(30 % + 30%)

Naložite tudi elektro načrt za vezavo krmilnika EASY-E4 z vsemi krmilnimi elementi: aktuatorje (solenoida ventila za krmiljenje cilindra) in senzorje (senzorja bližine, tipke). Načrt narišite v programu easyEDA (narisati morate tudi svoj krmilnik EASY-E4 z vsemi priključki in fizičnim čelnim izgledom, kot je v povezavi) za obe vrsti krmilja.
(20 % + 20%)

Sklop vaj št. 15 (MIK) in 10 (PNA)

Vaje v tem sklopu so krožne; to pomeni, da si vsaka skupina dijakov izbere svojo vajo (a, b, c, d, e in f) ter jo poskusi rešiti v določenem časovnem obdobju (4 + 6 ur). Vaje zajemajo vsebinske sklope tako iz predmeta PNA kot MIK, zato (lahko) zahtevano dokumentacijo oddate za vsako vajo kot celota. Končna ocena se vpiše v oba strokovna modula MIK in PNA - upošteva pa se povprečje najboljših petih vaj od šestih (naj slabšo opravljeno vajo se ne bo upoštevalo)!

Vaja 15 a - Krmiljenje 3 faznega motorja z menjavo smeri

Cilji: 

Navodila

a) Izdelajte LAD program v EasySoft progrmaskem jeziku (lestvični diagram) za krmiljenje 3 faznega motorja. Upoštevajte postavitev dajalnikov signala ter aktuatorjev na priključkih PLK-ja na sliki levo.

LAD diagram izdelate s pomočjo krmilnega relejskega načrta, ki se nahaja TUKAJ

b) Simulirajte delovanje v LAD diagramu - razložite delovajne krmilja, pomen tipk S0, S1 in S2. 

V TEAMS-e naložite program iz EasySofta - ustrezno preimenujte datoteko v MIK_vaja15_a_Ime_priimek ter PDF poročilo (napišete v Word-u) z LAD diagramom in odgovori.

Pomembno: Najprej morate opraviti nalogo iz MIK, šele nato nalogo iz PNA (vaja 10 a).

Možnih točk: 15 %/100 %

Vaja 15 b - Krmiljenje 3 faznega motorja - zagon Y-D

Cilji: 

Video: razlaga pomena vezave zvezda-trikot

Navodila

a) Izdelajte LAD program v EasySoft progrmaskem jeziku (lestvični diagram) za krmiljenje/zagon 3 faznega motorja v režimu ZVEZDA/TRIKOT. Shema delovanja (relejska krmilna vezava in močnostna krmiljena vezava) se nahaja TUKAJ.

b) Narišite v EasyEDA vezalno shemo krmiljenja relejev preko tipk s PLK-jem  EASY-E4-UC-12RC1.

c) Odgovorite na vprašanja:

V TEAMS-e naložite program iz EasySofta - ustrezno preimenujte datoteko v MIK_vaja15_b_Ime_priimek ter PDF poročilo (napišete v Word-u) z vsemi načrti (LAD diagram, vezalna shema PLK-ja) in odgovori.

Pomembno: Najprej morate opraviti nalogo iz MIK, šele nato nalogo iz PNA (vaja 10 b).

Možnih točk: 30 %/100 %

Vaja 15 c- napredna alarmna naprava

Cilji: 

Navodila

a) Izdelajte LAD program v EasySoft progrmaskem jeziku (lestvični diagram) za alarmno napravo, ki vsebuje: stikalo za izbiro vklopa alarmne naprave (sklenjeno stikalo - alarmiranje je vklopljeno, razklenjeno stikalo - alarmiranje je izklopljeno), tri IR senzorje za detekcijo gibanja (prekinjeni svetlobni snop pomeni prisotnost osebe v prostoru) in tipka N.O. za izklop alarma. Alarm naj bo rdeča lučka, ki utripa s frekvenco 1 Hz! Zelena lučka signalizira stanje delovanja alarmne naprave "alarmiranje ON". 

b) Narišite v EasyEDA vezalno shemo vseh senzorjev in aktuatorjev s PLK-jem  EASY-E4-UC-12RC1 ter napajanjem.

V TEAMS-e naložite program iz EasySofta - ustrezno preimenujte datoteko v MIK_vaja15_c_Ime_priimek ter PDF poročilo (napišete v Word-u) z vsemi načrti (LAD diagram, vezalna shema PLK-ja)

Lahko delate nalogo iz MIK in PNA (vaja 10 c) sočasno.

Možnih točk: 20 %/100 %

Vaja 15 d - kviz

Cilji: 

Navodila

a) Izdelajte LAD program v EasySoft progrmaskem jeziku (lestvični diagram) za KVIZ - navodila delovanja so zapisana pri Vaja 10 d - kviz.

b) Narišite v EasyEDA vezalno shemo vseh senzorjev in aktuatorjev s PLK-jem  EASY-E4-UC-12RC1 ter napajanjem.

V TEAMS-e naložite program iz EasySofta - ustrezno preimenujte datoteko v MIK_vaja15_d_Ime_priimek ter PDF poročilo (napišete v Word-u) z vsemi načrti (LAD diagram, vezalna shema PLK-ja). 

Lahko delate nalogo iz MIK in PNA (vaja 10 d) sočasno.

Možnih točk: 20 %/100 %

Vaja 15 e - naprava za lepljenje

Cilji: 

Navodila

a) Izdelajte LAD program v EasySoft progrmaskem jeziku (lestvični diagram) za napravo za lepljenje - navodila delovanja so zapisana pri Vaja 10 e - naprava za lepljenje.

b) Narišite v EasyEDA vezalno shemo vseh senzorjev in aktuatorjev s PLK-jem  EASY-E4-UC-12RC1 ter napajanjem.

V TEAMS-e naložite program iz EasySofta - ustrezno preimenujte datoteko v MIK_vaja15_e_Ime_priimek ter PDF poročilo (napišete v Word-u) z vsemi načrti (LAD diagram, vezalna shema PLK-ja). 

Lahko delate nalogo iz MIK in PNA (vaja 10 e) sočasno.

Možnih točk: 20 %/100 %

Vaja 15 f - stiskalnica

Cilji: 

Navodila

a) Izdelajte LAD program v EasySoft progrmaskem jeziku (lestvični diagram) za napravo za stiskanje obdelovancev - navodila delovanja so zapisana pri Vaja 10 f - stiskalnica.

b) Narišite v EasyEDA vezalno shemo vseh senzorjev in aktuatorjev s PLK-jem  EASY-E4-UC-12RC1 ter napajanjem.

V TEAMS-e naložite program iz EasySofta - ustrezno preimenujte datoteko v MIK_vaja15_f_Ime_priimek ter PDF poročilo (napišete v Word-u) z vsemi načrti (LAD diagram, vezalna shema PLK-ja). 

Lahko delate nalogo iz MIK in PNA (vaja 10 e) sočasno.

Možnih točk: 20 %/100 %

Projektne naloge (glej PNA praksa)

Cilji: 

Navodila

a) Izdelajte LAD program v EasySoft progrmaskem jeziku (lestvični diagram) za vaš izbrani projekt. Po potrebi si pomagajte s pravilnostno tabelo. Program simulirajte. [20 %]

b) Narišite v EasyEDA vezalno shemo za vaš projekt s PLK-jem  EASY-E4-UC-12RC1. [20 %]

c) Izdelaljte funkcijski program za krmilnik ALPHA in ga sprogramirajte/testirajte. [20 %]

d) Narišite v EasyEDA vezalno shemo za vaš projekt s krmilnikom MITSUBISHI (AL oz. AL-2). [20 %]

e) Fizično realizirajte delovanje naprave/programa z ustreznim krmilnikom Mitsubishi Alpha z ustreznimi aktuatorji in senzorji.
    POGOJ - najprej je potrebno učitelju pokazati vezalno shemo iz točke d). [20 %]

V obstoječi repozitor Github naložite programa iz EasySoft-a in Alpha-e, ustrezno preimenujte datoteko v program_EASY_skupina_X in program_ALPHA_skupina_X . Vezalni shemi kot sliki vstavite v readme.md datoteko github projekta (repozitor). Prav tako vstavite videoposnetek delovanja s krmilnikom MITSUBISHI.