curs 7-8 dpm

33
Produse mecatronice Produse mecatronice – curs 7 Comanda şi controlul sistemelor mecatronice

Upload: dragomir-alexandra

Post on 22-Sep-2015

250 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

DPM

TRANSCRIPT

  • Produse mecatronice curs 7Comanda i controlul sistemelor mecatronice

    Comanda setul de informaii transmise de la sistemul de comand la sistemul de acionare i care prescrie funcionarea acestuia din:

    Leg. invers a) a) aciune menit s pun n concordan starea intern a sistemului cu starea extern a mediului n care evolueaz acesta.starea intern totalitatea datelor care caracterizeaz starea sistemului mecanic (poziii, fore n elemente, reaciuni, temperatura unor puncte din elemente etc) i a sistemului de acionare (tensiunea, intensitatea, frecvena curentului, presiunea i viteza de curgere a fluidului etc).starea extern totalitatea datelor care caracterizeaz mediul n care evolueaz produsul (configuraia geometric a mediului, temperatura, presiunea, viteza de scurgere, compoziia chimic a fluidului n care se mic produsul etc.).Starea intern + starea extern sunt sesizate de senzori i traductoare.

    Sistemul de comand recepioneaz i prelucreaz informaiile primite de la senzori i traductoare i transmite comenzi sistemului de acionare pentru punerea n micare a cuplelor cinematice conductoare.Schema de control conine urmtoarele aciuni:semnalul de ieire este msurat cu un senzor;rezultatul obinut este transmis prin feedback la dispozitivul care permite compararea acestei mrimi cu cea de intrare;se compar cele 2 mrimi;rezultatul comparrii (eroarea) este semnalul de intrare pentru dispozitivul de control;mrimea de ieire din dispozitivul de control este mrimea de intrare n procesul controlat.Att controlul ct i comanda au ca scop obinerea unei ieiri bine determinate; dar controlul intervine n anularea efectelor perturbaiilor pe cnd tehnicile de comand nu pot interveni.

    ELEMENTE DE TEORIA CONTROLULUINoiunea de sistemSistemul reprezint o mulime de elemente aflate n interaciune, care se comport unitar n relaiile sale cu mediul, adic nseamn o unitate complex. Orice obiect sau fenomen poate fi considerat ca un sistem, cu condiia de a-l putea separa de celelalte obiecte i fenomene i de a-l defini riguros i univoc. n figur sistemul reprezint mulimea elementelor 1,2,3,4,5,6,7,8,9 ntre care exist legturi mai puternice, mai stabile i mai necesare dect ntre celelalte elemente din mediu.Sistemul este caracterizat nu numai de relaiile dintre elemente, ci i de relaiile dintre pri i ntreg precum i de relaiile dintre ntreg i pri. Pentru c, orice sistem, pe lng coordonarea prilor, adic pe lng interaciunile dintre elemente, mai intervine i o coordonare a prilor de ctre ntreg i a ntregului de ctre pri. Cu ct sistemul este mai puin organizat cu att prile influeneaz mai mult ntregul i cu ct este mai organizat, cu att el influeneaz mai mult prile din care este format.Toate sistemele sunt organizate, ns, pe mai multe niveluri, pentru c elementele lor sunt i ele formate din alte elemente, adic sunt, de fapt, nite subsisteme. De exemplu, celula este format dintr-o mulime de macromolecule formate la rndul lor din molecule, moleculele formate la rndul lor din atomi, atomii din nuclee i electroni, nucleele din protoni i neutroni, protonii i neutronii din quarcuri i aa mai departe, adic fiecare reprezint, la rndul lor, nite sisteme care fac parte dintr-un sistem de ordin superior.Fiecare nivel de organizare a materiei este alctuit, deci, dintr-o mulime de subsisteme. i pentru c orice subsistem de ordin superior este compus dintr-o mulime de subsisteme de ordin inferior, structura sistemic a lumii se realizeaz prin intermediul unui proces de superizare.

    ELEMENTE DE TEORIA CONTROLULUIAcest aspect este sugestiv evideniat n figur. Dup cum se observ din figur, o mulime de quarcuri (u) sau (d) d natere unui proton (p) sau neutron (n), iar o mulime de protoni i neutroni dau natere unui nucleu 4He.Prin intermediul procesului de superizare, subsistemul de ordin superior dobndete proprieti emergente, adic proprieti care nu aparin subsistemelor din care este format, ci deriv din interaciunea dintre ele.Fiecare sistem care reprezint o unitate organizatoric cuprinde, pe lng substana i energia din care este format i o anumit informaie. Dei substana, energia i informaia nu pot fi complet desprite, exist n cadrul sistemelor relaii preponderent substaniale sau energetice, aa cum ar fi, spre exemplu, n organismul uman, relaiile muchi-ficat, dar i relaiile dintre sistemul nervos i sistemul imunitar.

    Clasificarea mecanismelor de controlControlul este un proces complex care presupune monitorizarea parametrilor unui sistem i intervenia pentru reglarea i meninerea acestora la valori impuse de buna funcionare a sistemului.Exist o mare varietate a mecanismelor de control, att din punctul de vedere al aplicaiilor ct i din punctul de vedere al soluiilor constructive. Sistemul de nclzire central a unei locuine, presupune reglarea parametrilor centralei (debit de gaz, temperatura apei) n acord cu temperatura din spaiul nclzit.Conducerea unei locomotive este un exemplu de mecanism de control n care parametrul reglat sau controlat este viteza de deplasare.Adaptarea vitezei este o cerin impus de traseul parcurs (intrarea n curbe, poriuni de parcurs cu restricii de vitez etc).

    Clasificarea mecanismelor de controlConducerea unui automobil este un alt exemplu de mecanism de control cu dou variabile de intrare. n acest caz parametrii controlai sunt direcia de deplasare i viteza.

    Clasificarea mecanismelor de controln general se face o clasificare a mecanismelor de control n regulatoare i servomecanisme. Regulatoarele sunt mecanisme de control n care variabilele controlate sau ieirile trebuie meninute ntre limite impuse, n ciuda perturbaiilor. Astfel de mecanisme se ntlnesc frecvent n procesele industriale, industria chimic, energetic, industria alimentar etc. n astfel de aplicaii frecvent, se impune controlul nivelului, presiunii, temperaturii, vitezei, frecvenei etc.Servomecanismele sunt mecanisme de control n care parametrul controlat este poziia. Exist de asemenea mecanisme de control continuu i discrete, respectiv mecanisme de control liniare i neliniare.

    Clasificarea mecanismelor de controlRegulatorul este acel element din cuprinsul sistemului de reglare automat (SRA) la intrarea cruia se aplic eroarea (sau abaterea) , i la a crui ieire rezult mrimea de comand xc care determin acionarea elementului de execuie. Prin nsi construcia regulatorului se asigur stabilirea unei anumite dependene ntre mrimea de comand xc i eroarea , astfel nct, ca urmare a aciunii elementului de execuie, comandat de regulator, s se obin fie anularea abaterii, fie meninerea acesteia, ntre limite dinainte stabilite.Structura regulatorului este determinat de rolul su funcional n cadrul SRA. Astfel, dei exist o mare varietate de tipuri de regulatoare, orice regulator va conine urmtoarele elemente componente (fig.): amplificatorul, elementul de reacie secundar i elementul de comparare secundar.Amplificatorul, notat cu A n figur, este elementul de baz al regulatorului. El amplific mrimea cu un factor KR deci realizeaz o relaie de tipul:xc(t)=KR 1(t)unde KR reprezint factorul de amplificare al regulatorului. Adeseori amplificatorul realizeaz i trecerea la o alta form de energie.Elementul de reacie secundar, notat in figur cu ERS, primete la intrare mrimea de comand xc (de la ieirea amplificatorului) i elaboreaz la ieire un semnal xrs denumit mrime de reacie secundar.Elementul de comparare secundar, notat cu ECS, efectueaz continuu compararea valorilor abaterii i a lui xrs dup relaia:l(t)=(t)-xrs(t)Elementul de reacie secundar este de obicei un element care determin o dependen proporional ntre xrs i xc.

    Clasificarea mecanismelor de controlClasificarea regulatoarelor n funcie de particularitile de construcie i funcionale este prezentat schematic n figur. Se deosebesc astfel urmtoarele tipuri de regulatoare:- dup tipul aciunii, pot fi regulatoare cu aciune continu i regulatoare cu aciune discret. Regulatoare cu aciune continu sunt cele in care mrimile (t) i xc(t) variaz continuu n timp: dac dependena dintre cele dou mrimi este liniar, regulatorul se numete liniar, iar dac este neliniar, regulator neliniar. Regulatoarele cu aciune discret (sau regulatoarele discontinue) sunt cele la care mrimea (t) deci i xc(t) reprezint un tren de impulsuri; la aceste regulatoare exist o relaie discontinu ntre abatere i mrimea de execuie;- dup caracteristicile constructive, sunt regulatoare unificate i regulatoare specializate.Regulatoarele unificate se pot utiliza pentru reglarea a diferii parametri (temperatur, presiune, debit etc), iar cele specializate - numai pentru o anumita mrime;- dup agentul purttor de semnal, regulatoarele sunt electronice, electromagnetice, hidraulice sau pneumatice.

    Clasificarea mecanismelor de control Din clasificarea prezentat n figur rezult c regulatoarele liniare sunt de ase tipuri: regulatoare cu aciune proporional, notate cu P; regulatoare cu aciune integral, notate cu I; regulatoare cu aciune diferenial D; regulatoare cu aciune proporional-integral -PI; regulatoare cu aciune proporional-diferenial -PD i regulatoare cu aciune proporional-integral-diferenial, notate PID.Regulatoare cu aciune proporional (P). La aceste regulatoare, ntre mrimea de intrare n regulator (t) i cea de comand xc(t) se stabilete, de ctre regulator, o relaie de proporionalitate:xc(t)=KR (t)Regulatoare cu aciune integral (I). Denumirea de regulatoare cu aciune integral deriv de la dependena dintre mrimea de acionare (abaterea ) i mrimea de comand ( xc) pe care o realizeaz acest tip de regulator, i anume:

    Regulatoare cu aciune diferenial ( D ). Regulatoarele cu aciune diferenial realizeaz o lege de reglare n care mrimea de ieire a regulatorului (sau mrimea de comand) este proporional cu derivata mrimii de intrare. Exprimarea matematic a legii de reglare a acestor regulatoare este:

    Altfel spus, mrimea de comand este proporional cu viteza de variaie a erorii ( sau a abaterii).

    Controlul n bucl deschisn figur se prezint un exemplu privind controlul nivelului apei ntr-un rezervor. Controlul presupune meninerea nivelului c (parametrul de ieire) la o valoare ct mai apropiat de referina r. Valoarea dorit sau impus r reprezint intrarea iar nivelul curent c, ieirea. Apa intr prin supapa Sa (admisie) i iese prin supapa Se (evacuare).Meninerea nivelului c la valoarea impus se realizeaz prin controlul supapei de admisie. Aceasta se poate realiza: manual sau cu un actuator pneumatic, hidraulic sau electric.Diferena = r c reprezint eroarea. Datorit perturbaiilor i variaiei parametrilor, performanele mecanismelor de control n bucl deschis sunt sczute. Utilizarea controlului n bucl nchis asigur ridicarea performanelor n funcionarea sistemelor. Controlul niveluluiSupap acionat pneumatic

    Controlul n bucl nchisAcest tip de control se mai numete i feedback control (control cu alimentare n urm, reacie negativ sau control prin corectarea erorilor). Schema bloc a mecanismului de control cu reacie negativ se prezint n figur. n aceste mecanisme, semnalul de ieire c (parametrul controlat), este msurat continuu i comparat cu semnalul de referin r. Diferena = r c se numete eroare. Ideal ar fi ca eroarea s fie ct mai mic, dac este posibil chiar zero. Controlerul amplific eroarea , aceast amplificare este evaluat prin factorul de amplificare k. Amplificatorul de putere adapteaz semnalul de ieire din controler la cerinele actuatorului. Procesul controlat (n baza exemplului anterior) include elementele specifice rezervorului i supapei de admisie Sa. Perturbaiile ar putea fi, variaiile de presiune n reeaua de alimentare, nainte de supapa Sa.

    Controlul n bucl nchisAspectele definite anterior sunt concretizate, considernd un mecanism de control a turaiei unui motor (a) i schema bloc corespunztoare (b).Parametrii definitorii ai mecanismului rezult astfel:- Eroarea - Tensiunea la ieirea din amplificator: - Turaia motorului: nlocuind a treia relaie n prima se obine eroarea: (a)(b)

    Controlul prin prevenirea erorilor (feedbefore)Mecanismele de control prin corectarea erorilor (feedback) nu pot asigura buna funcionare a sistemului ntr-un mediu n care se produc modificri care nu mai pot fi corectate. Aceast problem se rezolv cu ajutorul mecanismelor de control n avans (feedbefore), sau mecanisme de control prin prevenirea erorilor.Schema principial a unui astfel de mecanism de control este prezentat n figur.Mecanismul cuprinde senzorii Se1, Se2, Se3 capabili s sesizeze variaia parametrilor mediului X1, X2, X3, precum i senzori pentru sesizarea variaiei parametrilor interni Si1, Si2.Centrul de control CC, prelucreaz aceste informaii i se transmit comenzile corespunztoare ctre actuatorii A1, A2, A3, care acioneaz elementele reglate Y1, Y2, Y3.Dac pe baza informaiilor primite din exterior i din interior, centrul de comand ajunge la concluzia c este foarte probabil s se produc evenimentul Xi, atunci mecanismul de feedbefore va alege strategia Yj, capabil s previn tulburrile pe care evenimentul Xi le-ar putea determina.Acest mecanism funcioneaz ireproabil n organismul uman. Homeostazia (capacitatea organismului de meninere a temperaturii, glicemiei, lipidemiei etc.) n limite bine definite este o confirmare n acest sens.

    Exemple de control n lumea vieMecanismul de control a tensiunii arteriale la om include: centrii de comand (CC) scoara cerebral (SC), hipotalamusul (H) i centrii cardiovasculari din bulb (CVB); organele de execuie (actuatorii OE) inima (I), musculatura arterial (MA), corticosuprarenala (CS), suprarenala (SR) i rinichiul (R); senzorii (S) sinusul carotidian (Sin), receptorii aortici (RA), ventriculari (RV) i auriculari (A).n funcionarea mecanismului de control, inima intervine prin variaiile de debit; musculatura arterial, poate crete sau reduce arborele vascular; medulo suprarenala, prin adrenalina pe care o secret poate influena debitul i starea de contracie a musculaturii arteriale; corticosuprarenala, prin mineralcorticoizii pe care i secret, poate influena volumul sanguin; rinichiul, prin secreia de renin, duce la apariia angiotensiunii i la contracia musculaturii arteriale, iar prin variaiile cantitii de lichide eliminate poate influena de asemenea volumul sanguin.Ansamblul buclelor de reacie din structura mecanismului de control se prezint n figur. Aceste bucle au urmtoarea componen: TA baroreceptori sistem nervos; TA rinichi angiotensin ; Volemie osmoreceptori sistem nervos hormon antidiuretic (HAD) rinichi volemie.

    Analiza i proiectarea mecanismelor de control Analiza are drept scop evaluarea performanelor mecanismului de control prin prisma rspunsului la diferite semnale de intrare i la perturbaii.Pe baza analizei, la proiectare se urmrete mbuntirea performanelor fr a schimba blocurile eseniale cum ar fi: procesul controlat, actuatorii, amplificatorul, etc. n general, este de dorit ca mbuntirea performanelor s se realizeze pe seama controlerului.Principalii indicatori de performan ai mecanismului de control se vor analiza cu referire la mec. de control a turaiei unui motor, considernd un semnal de intrare de tip treapt. Un indicator important se refer la durata regimului tranzitoriu, care, trebuie s fie ct mai scurt i cu minimum de oscilaii.Rspunsul mecanismului la semnalul treapt

    Analiza i proiectarea mecanismelor de control De asemenea, eroarea n regim stabilizat s fie ct mai mic. Ideal este ca mecanismul s nu fie sensibil la perturbaii. Important este ca i solicitarea dinamic a mecanismului la variaia parametrilor s fie ct mai redus. n concluzie mecanismele de control cu feedback asigur:reducerea efectelor variaiei parametrilor;reducerea efectelor perturbaiilor;reducerea duratei fazei tranzitorii;reducerea erorilor n faza de regim stabilizat. Stabilitatea este un alt indicator de performan deosebit de important. Problema poate fi explicat pe baza analogiei mecanice aa cum se arat n figur.Sistemele stabile revin la faza de echilibru dup dispariia perturbaiilor. Sistemele instabile intr n vibraii care pot duce la distrugerea unor componente. Stabilitatea se apreciaz pe baza unor criterii de stabilitate.

    STRUCTURA HARDWARE A UNUI SISTEM MECATRONIC Structura de baz a unui sistem mecatronic este prezentat n figur: Fluxul informaional ; Interaciune mecanic

    STRUCTURA HARDWARE A UNUI SISTEM MECATRONIC Modulele componente ndeplinesc urmtoarele funcii:Sistemul de programare a sarcinilor, genereaz micrile dorite i secvenele acestora n concordan cu cerinele sau comenzile transmise. Microprocesorul i microcontrolerele materializeaz acest modul;Controlerul de secvene i micare compar parametrii cureni ai micrii cu cei impui i realizeaz corecturile necesare;Amplificatorul de putere amplific semnalul n concordan cu cerinele actuatorului;Actuatorul transform semnalul corectat n semnal de intrare (moment, for, vitez) n acord cu cerinele procesului;Mecanismele i transmisiile mecanice realizeaz adaptarea parametrilor actuatorului la cerinele impuse de procesul tehnologic;Senzorii prelucreaz informaii privind parametrii procesului i transmit semnale corespunztoare spre controlerul micrii;Dispozitivul de condiionare a semnalelor cuprinde filtre, amplificatoare, etc. care, prelucreaz semnalele n concordan cu cerinele impuse de intrarea n controlerul micrii.n funcie de natura sistemului, modulele pot fi combinate mai multe ntr-un singur element. Structura acestora a fost i este nc influenat de progresele n domeniul electronicii de comand i de putere precum i de progresele n domeniul tehnicii de calcul.

    Microprocesoare i microcontrolereMicroprocesoarele i microcontrolerele sunt module de baz n structura unui sistem mecatronic.Un microprocesor este, n esen, o unitate central ntr-un singur chip. Memoria i sistemul de intrri/ieiri sunt, n cea mai mare parte, externe microprocesorului. mpreun ns formeaz un microcomputer a crui structur este reprezentat n figur. Dintre modulele unui microcomputer reprezentate mai jos, doar unitatea central (CPU) mpreun cu o parte a sistemului de ntreruperi i a sistemului de timere se regsesc n arhitectura unui microprocesor. Datorit faptului c, n bun msur sistemul de intrri-ieiri trebuie implementat extern, numrul de componente crete. Acest lucru nu convine n multe aplicaii ce trebuie s fie de un volum redus, compacte i cu un consum redus de energie. Ca urmare, s-au dezvoltat familii de microcontrolere ce conin modulele de intrare/ieire specifice aplicaiilor n timp real.

    Structura unui microcomputer

    Structura unui microcontroler

    Microcontrolerele sunt caracterizate prin:- dimensiune redus a memoriei program i a memoriei de date;- conin module pentru interfaarea att digital ct i analogic cu senzori i actuatori;- rspund rapid la evenimente externe;- sunt de o mare varietate pentru a putea fi satisfcute cerinele diverselor aplicaii la un raport pre/performane corespunztor necesitilor.

    Microprocesorul se folosete n special n aplicaiile de procesare de date ce necesit o mare putere de calcul: PC-uri, staii de lucru etc. Diferena esenial apare n modul de folosire a memoriei i n dimensiunea ei. Microcontrolerul tipic este condus de un program fix n timp ce n aplicaiile de procesare de date sistemul este capabil s ncarce n memorie o varietate de programe stocate pe hard disc, floppy disc, compact disc etc.Dimensiunea programului nscris n memoria microcontrolerului variaz funcie de aplicaie. De exemplu pentru controlul unei maini de splat pot fi necesari 2 kilobytes (2*1024 octei) de memorie.Utilizarea intensiv a microcontrolerului n controlul proceselor se datoreaz urmtorilor factori:- program memorat: un microcontroler este n esen o configuraie minimal de sistem de calcul, capabil s execute la o vitez foarte mare instruciunile unui program stocat n memorie; acest program este o secven logic de operaii ce poate implementa algoritmii necesari pentru controlul proceselor;- calcul digital (numeric): informaia este reprezentat binar i deci nu este supus zgomotului de natur analogic; n plus se poate folosi o rezoluie variabil n funcie de cerinele aplicaiei; - viteza de operare: un microcontroler poate s execute o mulime de sarcini ntr-un timp foarte scurt;- flexibilitate n proiectare: schimbnd programul memorat se pot obine noi funciuni utiliznd acelai hardware (sau cu modificri minore); se pot proiecta aparate ce nglobeaz funciuni multiple; o mare parte din software poate fi utilizat n diverse aplicaii;- autotestul: sistemele realizate cu microcontroler au posibilitatea de a-i testa funcionarea corect;- comunicaiile: multe microcontrolere pot comunica cu alte sisteme de calcul, aspect important ntr-un sistem mecatronic;- consum de energie redus: acest aspect poate fi foarte important n aplicaiile n care se folosete ca surs de energie o baterie;- integrarea pe aceiai pastil de siliciu a funciunilor necesare conduce la reducerea dimensiunilor fizice ale microcontrolerului; acest aspect este important n unele aplicaii (de exemplu n biomecatronic);- costul n continu scdere datorit:- integrrii pe scar larg; - creterii exponeniale a numrului de aplicaii.Modulele de baz ale unui microcontroler sunt:unitatea central (central processing unit -CPU);memoria (ROM, RAM, EEPROM);sistemul de intrri/ieiri (I/O - input/output system).

    Comunicaiile ntre modulele microcontroleruluiModulele microcontrolerului comunic ntre ele prin intermediul bus-ului sistemului format din magistralele de adrese, date, control. Fizic, un bus este o colecie de conexiuni paralele ntre dou sau mai multe dispozitive. Numrul de linii coninute de fiecare bus este dependent de tipul microcontrolerului utilizat i de funciile pe care le asigur bus-ul.Magistralele pot fi doar interne (adic fizic nu sunt legate la pinii microcontrolerului) sau pot s comunice cu exteriorul, caz n care se pot accesa memorii i module I/O externe. n primul caz, avantajul este c microcontrolerul poate avea un numr redus de conexiuni spre exterior(pini),ceea ce implic un cost mai redus, reducerea dimensiunilor, reducerea consumului de curent i n general o folosire mai eficient corespunztoare scopurilor aplicaiei. Dac aplicaia este cu un grad de complexitate mai ridicat ce necesit o capacitate de memorie mai mare, se folosesc microcontrolere din cea de a doua categorie. S presupunem c bus-ul de adrese are 16 linii iar bus-ul de date are 8 linii. Fiecare locaie de memorie este identificat de unitatea central prin intermediul unui numr numit adres. Cu 16 linii de adres se pot accesa 65536 (216) locaii de memorie de 8 bii (octei). Pentru acces, unitatea central va plasa adresa octetului pe magistrala de adrese, apoi prin intermediul semnalelor magistralei de comenzi va efectua operaia dorit (scriere, citire). Datele sunt transmise/recepionate pe magistrala de date. n mod similar se face comunicarea cu modulele de intrare / ieire.Citirea/scrierea unui modul conectat la magistral

    Aplicaii ale microcontrolerelorControlul alimentrii cu combustibil n vederea reducerii consumului de combustibil, a reducerii emisiilor de noxe (dar i n alte scopuri ce vizeaz alte aspecte ale funcionrii), a aprut necesitatea nzestrrii automobilelor moderne cu sisteme evoluate de msur i control. Combustia optimal depinde de mai muli factori (n principal viteza) ce pot varia n timp; scopul controlului este stabilirea precis a intervalelor de timp n care fiecare cilindru va fi alimentat cu combustibil. Pentru stabilirea momentelor de timp pentru care se valideaz / invalideaz alimentarea cu combustibil, se folosete ca punct de referin un semnal cules de pe arborele motor. Implementarea semnalelor de control ale injectorului se poate realiza prin utilizarea Timerului 2 i a circuitelor aferente lui din microcontrolerul 80C552. Pentru simplificare presupunem c se folosete un motor cu patru cilindri, dar trebuie remarcat faptul c, utiliznd acelai microcontroler, se poate controla un motor cu ase cilindri. De asemenea, se pot realiza aplicaii pentru controlul altor procese ce funcioneaz dup ciclograme de timp. Diagrama de alimentare a celor patru cilindri

    Aplicaii ale microcontrolerelorn figur prezint momentele de timp n care este necesar injecia de combustibil pentru fiecare cilindru. Momentele de START i STOP ale injeciei sunt date relativ la un punct de referin de pe arborele motor. Cilindrii sunt numerotai n ordinea secvenei de alimentare. Startul injeciei este dat de regul nainte de semnalul punctului de referin corespunztor cilindrului ales. Durata injeciei este calculat innd seama de urmtorii parametri: - parametri de proces citii pe baza traductoarelor; - parametri de operare introdui de utilizator.Unghiul pentru startul injeciei trebuie s fie convertit n uniti de timp innd cont i de punctul de referin. S considerm secvena de evenimente ce apare n cursul unei rotaii complete. Presupunem c automobilul este n micare i c toi parametrii necesari sunt accesibili. Se calculeaz timpul dup care se deschide primul injector.Urmtoarea ntrerupere ce apare este rezultatul comparrii timerului 2 cu coninutul registrului comparator. Acesta conine o valoare calculat pentru oprirea alimentrii cilindrului 4. Se memoreaz numrul de ordine al cilindrului activ. Dup identificarea ntreruperii, microcontrolerul utilizeaz momentul validrii alimentrii cilindrului 1 precum i durata predeterminat a alimentrii pentru a calcula momentul n care alimentarea va fi oprit. Urmtoarea ntrerupere apare ca urmare a faptului c, urmeaz a fi alimentat cilindrul 2. Se observ c momentele de validare/invalidare a alimentrii sunt independente pentru fiecare cilindru ceea ce permite alimentarea simultan a doi cilindri (ceea ce de altfel este necesar).

    Aplicaii ale microcontrolerelorAparat de electrochirurgieAparatul de electrochirurgie este un aparat medical destinat efecturii unor operaii de tiere i/sau coagulare. Se bazeaz pe utilizarea unor impulsuri nesinusoidale n curent, de putere relativ mare. Prin utilizarea unor regimuri de lucru specifice (monopolar, bipolar) se obin efectele fizice dorite de personalul medical. Principalele avantaje fa de chirurgia clasic sunt posibilitatea realizrii unor operaii precise i reducerea semnificativ a pierderilor de snge. Complexitatea funciilor realizate de aparat a condus la necesitatea utilizrii unei uniti de comand i control bazat pe un microcontroler, utilizat pentru:- Citirea de semnale de intrare:- semnal de sesizare a esutului; - semnal de simetrie; - semnale de avarie: depire temperatur,lips electrod neutru; - semnale de tiere, coagulare.- Generarea de semnale de ieire: - semnale analogice i logice de tiere sau coagulare n cele dou regimuri (monopolar, bipolar); - semnal monopolar complex ce permite realizarea tierii cu hemostaz; - semnale ce indic blocului de putere modul de lucru: monopolar, bipolar, automat.

    Aplicaii ale microcontrolerelorInterfaa cu utilizatorul:panou frontal avnd taste, afiaje cu leduri;interfaa serial pentru cuplare la un calculator P.C.;semnale de avarie optic i sonor;semnal audio cu frecvena depinznd de modul de lucru (deci medicul va recunoate operaia efectuat dup sunetul emis de aparat; astfel se evit erorile datorate neateniei).

    Aplicaii ale microcontrolerelorUtilizarea microcontrolerului n aparatura de msurare a consumului de energie termic, electric, ap, gaz;Dotarea consumatorilor industriali i casnici cu dispozitive ieftine i flexibile de msur a energiei i a consumurilor de materii prime devine din ce n ce mai important avnd n vedere ponderea mare pe care energia i materiile prime le au n costul unui produs finit sau n cheltuielile de ntreinere a locuinelor.Calcularea ct mai precis a costurilor, utilizarea unui mod ct mai puin costisitor de citire i transmitere a datelor sunt caracteristici pe care aparatura modern trebuie s le ndeplineasc. Ca urmare este necesar:- utilizarea unor senzori performani;- msurarea i a unor mrimi auxiliare n special pentru realizarea unor corecii ale mrimilor primare; - utilizarea unor metode variate de citire i transmitere a datelor.

    Aplicaii ale microcontrolerelorn figur se prezint un contor de gaz, realizat cu microcontroler (mc). Exist dou modaliti de realizare a interfeei de volum:- interfa mecanic cu contacte, ce dau informaia de volum spre mc. Ieirea Oz este utilizat pentru scanare, reducnd n acest fel curentul dac unul sau mai multe contacte sunt nchise permanent;- interfa electronic, ce d semnale electrice spre microcontroler att timp ct intrarea de validare este activ. Semnalele V1,V2 sunt decalate cu 90 pentru a putea obine sensul de curgere al gazului.Temperatura gazului este msurat cu scopul creterii preciziei volumului msurat, deoarece dependena volumului de temperatur poate fi luat n calcul (aplicnd legile Boyle-Mariotte i Gay-Lussac).