Spis treści - Podstawy Mechatroniki(1).pdf - Mechatronika - czupur_n

SPIS TREŚCI podręcznika Podstawy Mechatroniki

1 Istota mechatroniki

1.1 Synergia różnych zasad działania urządzeń zintegrowanych w systemie mechatronicznym . . . . 12

1.2 Systemowe podejście przy projektowaniu urządzeń i systemów mechatronicznych . . . . . . . . . . 17

1.3 Przykłady urządzeń i systemów mechatronicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.4 Znaczenie mechatroniki dla rozwoju gospodarczego kraju . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2 Bezpieczeństwo i higiena pracy

2.1 Człowiek jest miarą . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.1.1 Ergonomia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.1.1.1 Ergonomiczne stanowisko pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.1.1.2 Ergonomiczne urządzenie mechatroniczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2.1.2 Obciążenia wywołane pracą . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.1.2.1 Obciążenia spowodowane rodzajem pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.1.2.2 Obciążenia wywołane organizacją pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.2 Warunki bezpiecznej pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.2.1 Obowiązujące przepisy i dyrektywy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.2.1.1 Ustawa o ogólnym bezpieczeństwie produktów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.2.1.2 Przepisy, dyrektywy, normy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.2.1.3 Przepisy o zapobieganiu wypadkom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.2.2 Oznakowania dotyczące bezpieczeństwa pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.2.2.1 Oznakowanie materiałów niebezpiecznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.2.2.2 Znaki bezpieczeństwa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.2.3 Bezpieczne użytkowanie narzędzi i przyrządów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.2.4 Odzież i środki ochrony indywidualnej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.3 Praca z urządzeniami elektrycznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.3.1 Ogólne warunki zasilania elektrycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.3.2 Podstawowe pojęcia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.3.3 Zagrożenia spowodowane pracą z urządzeniami elektrycznymi . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.3.3.1 Działanie prądu elektrycznego na organizm człowieka . . . . . . . . . . . . . . . . 43

2.3.3.2 Kompatybilność elektromagnetyczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.3.4 Bezpieczna praca z urządzeniami elektrycznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

2.3.4.1 Pięć reguł bezpiecznej pracy z urządzeniami elektrycznymi . . . . . . . . . . . 46

2.3.4.2 Bezpieczna praca w pobliżu instalacji znajdujących się pod napięciem . . . 46

2.3.4.3 Bezpieczna praca przy wykonywaniu robót na instalacji

znajdującej się pod napięciem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

2.3.5 Ochrona przeciwporażeniowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

2.3.5.1 Ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

2.3.5.2 Ochrona przez bardzo niskie napięcie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

2.3.5.3 Ochrona przez ograniczenie energii rozładowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.3.5.4 Ochrona przeciwporażeniowa w warunkach normalnych (ochrona

przed dotykiem bezpośrednim lub ochrona podstawowa) . . . . . . . . . . . . . . 49

2.3.5.5 Ochrona przeciwporażeniowa w warunkach awaryjnych (ochrona

przed dotykiem pośrednim lub ochrona w warunkach zagrożenia) . . . . . . . 50

2.3.5.6 Izolacje ochronne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.3.5.7 Ochrona przez izolację pomieszczeń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

2.3.5.8 Ochrona przez galwaniczne oddzielenie obwodów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

2.3.5.9 Ochrona przez nieuziemione, lokalne połączenia wyrównawcze . . . . . . . . 52

2.4 Praca z urządzeniami pneumatycznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

2.4.1 Zagrożenia spowodowane pracą z urządzeniami pneumatycznymi . . . . . . . . . . . . . . 53

2.4.2 Przepisy dotyczące bezpiecznego użytkowania instalacji i zbiorników ciśnieniow. . 54

2.4.3 Bezpieczna praca z urządzeniami pneumatycznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

2.5 Praca z urządzeniami hydraulicznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

2.5.1 Zagrożenia spowodowane pracą z urządzeniami hydraulicznymi . . . . . . . . . . . . . . 56

2.5.2 Działanie cieczy hydraulicznych na organizm człowieka i jego środowisko . . . . . . 56

2.5.3 Bezpieczna praca z urządzeniami hydraulicznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

2.6 Bezpieczna praca z urządzeniami i systemami mechatronicznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2.6.1 Przedsięwzięcia usuwające główne zagrożenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

2.6.2 Postępowanie powypadkowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

2.6.3 Ochrona przeciwpożarowa i postępowanie w przypadku pożaru . . . . . . . . . . . . . . . 59

2.6.4 Postępowanie z materiałami niebezpiecznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

2.6.5 Wytyczne UE dla zapewnienia bezpiecznej pracy urządzeń i systemów . . . . . . . . . 60

3 Obwody elektryczne

3.1 Wprowadzenie do elektrotechniki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

3.1.1 Podstawowe wielkości elektryczne i ich jednostki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

3.1.2 Ładunek elektryczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

3.1.3 Napięcie elektryczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

3.1.3.1 Wytwarzanie napięcia elektrycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

3.1.3.2 Rodzaje napięcia elektrycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3.1.4 Prąd elektryczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

3.1.5 Pole elektryczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

3.1.6 Pole magnetyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

3.1.6.1 Wielkości charakteryzujące pole magnetyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

3.1.6.2 Materiały magnetyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

3.1.6.3 Obwody magnetyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

3.1.6.4 Prąd elektryczny w polu magnetycznym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

3.1.7 Indukcja elektromagnetyczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

3.2 Obwody prądu stałego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

3.2.1 Elementy i budowa obwodu prądu stałego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

3.2.2 Rezystor w obwodzie prądu stałego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.2.2.1 Budowa rezystorów, ich właściwości i oznaczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.2.2.2 Łączenie szeregowe rezystorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

3.2.2.3 Łączenie równoległe rezystorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

3.2.2.4 Szeregowe i równoległe łączenie rezystorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

3.2.3 Kondensator w obwodzie prądu stałego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

3.2.3.1 Budowa kondensatorów, ich właściwości i oznaczenia . . . . . . . . . . . . . . . 85

3.2.3.2 Łączenie szeregowe i równolegle kondensatorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

3.2.4 Cewka w obwodzie prądu stałego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

3.2.5 Obliczanie param. obwodów prądu stałego z jednym i kilkoma źródłami napięcia . 90

3.2.6 Stany nieustalone w obwodach prądu stałego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

3.3 Obwody prądu przemiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

3.3.1 Wytwarzanie napięcia przemiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

3.3.2 Podstawowe zjawiska, wielkości i parametry obwodów prądu przemiennego. . . . . . 97

3.3.2.1 Przebiegi sinusoidalne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

3.3.2.2 Przebiegi niesinusoidalne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

3.3.2.3 Moce obwodów prądu przemiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

3.3.3 Kondensator w obwodzie prądu przemiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

3.3.4 Cewka w obwodzie prądu przemiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

3.3.4.1 Budowa cewek i ich właściwości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

3.3.4.2 Reaktancja indukcyjna cewki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

3.3.4.3 Łączenie szeregowe i równoległe cewek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

3.3.5 Obliczanie parametrów obwodów prądu przemiennego z rezystorami,

kondensatorami i cewkami(obwody RLC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

3.3.5.1 Obwody szeregowe RC i RL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

3.3.5.2 Obwody równoległe RC i RL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

3.3.5.3 Straty w kondensatorze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

3.3.5.4 Straty w cewce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

3.3.5.5 Filtry RC i RL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

3.3.6 Obwody rezonansowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

3.4 Obwody trójfazowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

3.4.1 Wytwarzanie napięcia trójfazowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

3.4.2 Podstawowe połączenia w obwodach prądu trójfazowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

3.4.2.1 Układ gwiazdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

3.4.2.2 Układ trójkąta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

3.4.2.3 Zastosowania układu gwiazdy i trójkąta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

3.4.3 Układy kompensacji mocy biernej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

4 Układy elektroniczne

4.1 Podstawowe pojęcia z zakresu budowy układów elektronicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

4.1.1 Element i układ elektroniczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

4.1.2 Elementy bierne i czynne układów elektronicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

4.1.3 Układy analogowe, binarne i cyfrowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

4.1.4 Układy kombinacyjne i sekwencyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

4.1.5 Układy o stałym programie oraz układy programowalne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

4.2 Półprzewodnikowe elementy i układy elektroniczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

4.2.1 Półprzewodniki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

4.2.1.1 Przepływ prądu w metalach i półprzewodnikach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

4.2.1.2 Właściwości półprzewodników typu P i N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

4.2.1.3 Właściwości złącza PN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

4.2.2 Diody półprzewodnikowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

4.2.2.1 Budowa diod półprzewodnikowych i ich oznaczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

4.2.2.2 Diody Zenera i Schottky'ego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

4,2.2.3 Lasery półprzewodnikowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

4.2.3 Tranzystory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

4.2.3.1 Tranzystory bipolarne typu NPN i PNP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

4.2.3.2 Tranzystory unipolarne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

4.2.3.3 Obudowy tranzystorów i ich oznaczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

4.2.3.4 Tranzystor jako łącznik elektroniczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

4.2.3.5 Tranzystor jako wzmacniacz niskich częstotliwości . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

4.2.4 Tyrystory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

4.2.5 Triaki. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

4.2.6 Diaki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

4.2.7 Elementy optoelektroniczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

4.2.8 Chłodzenie elementów półprzewodnikowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

4.2.9 Układy scalone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

4.2.10 Układy prostownikowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

4.2.11 Układy stabilizacji napięć i prądów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

4.2.12 Układy wzmacniające . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

4.2.12.1 Wzmacniacze z tranzystorami bipolarnymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

4.2.12.2 Wzmacniacze z tranzystorami unipolarnymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

4.2.12.3 Wzmacniacze operacyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

4.2.12.4 Zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

4.3 Układy logiczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

4.3.1 Sygnały i kody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

4.3.2 Elementy układów logicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

4.3.2.1 Bramka I (AND) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

4.3.2.2 Bramka LUB (OR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

4.3.2.3 Bramka NIE (NOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

4.3.2.4 Bramka NIE-I (NAND) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

4.3.2.5 Bramka NIE-LUB (NOR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

4.3.2.6 Realizacje i podstawowe parametry bramek w technice scalonej . . . . . . . . 217

4.3.3 Układy kombinacyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

4.3.3.1 Podstawowe prawa algebry dwuwartościowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

4.3.3.2 Podstawy syntezy układów kombinacyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

4.3.3.3 Minimalizacja liczby bramek w układach kombinacyjnych . . . . . . . . . . . . 223

4.3.3.4 Projektowanie układów kombinacyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

4.3.4 Układy sekwencyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

4.3.4.1 Asynchroniczne przerzutniki RS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

4.3.4.2 Synchroniczne przerzutniki JK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

4.3.4.3 Liczniki asynchroniczne i synchroniczne. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

4.3.4.4 Rejestry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

4.3.4.5 Projektowanie układów sekwencyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

4.4 Układy cyfrowe

4.4.1 Budowa układu cyfrowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

4.4.2 Informacja w układzie cyfrowym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

4.4.2.1 Reprezentacja liczb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

4.4.2.2 Reprezentacja znaków . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

4.4.2.3 Reprezentacja instrukcji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

4.4.3 Elementy układów cyfrowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

4.4.3.1 Rejestry przesuwne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

4.4.3.2 Specjalne elementy układów cyfrowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

4.4.3.3 Przetworniki kodów cyfrowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

4.4.3.4 Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe . . . . . . . . . . . . . . . 254

4.4.3.5 Pamięci stałe (ROM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

4.4.3.6 Pamięci zapis /odczyt (RAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

4.4.3.7 Mikroprocesory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262

4.4.4 Budowa mikrokomputera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

4.4.4.1 Architektura i minimalna konfiguracja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

4.4.4.2 Magistrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

4.4.4.3 Wejścia i wyjścia sygnałowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

4.4.4.4 Podstawowe tryby pracy mikrokomputera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

4.4.5 Programowanie mikrokomputera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

4.4.5.1 Programy użytkowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

4.4.5.2 Języki programowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276

4.4.5.3 Rodzaje adresowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

4.4.5.4 Listy instrukcji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

4.4.5.5 Przykład realizacji prostego programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

4.4.6 Współpraca mikrokomputera z urządzeniami zewnętrznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

4.4.7 Przykłady zastosowań mikrokomputerów w urządzeniach mechatronicznych . . . . . 300

5 Układy pneumatyczne

5.1 Fizyczne podstawy zachowania sprężonego powietrza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308

5.1.1 Powietrze jako medium robocze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308

5.1.2 Podstawowe prawa gazowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310

5.1.3 Rodzaje j parametry przepływu gazu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310

5.1.4 Parametry charakteryzujące stan powietrza roboczego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312

5.2 Budowa układu pneumatycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314

5.2.1 Układ wytwarzania sprężonego powietrza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315

5.2.2 Układ przygotowania powietrza roboczego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

5.2.3 Pneumatyczny układ napędowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320

5.2.4 Siłownik pneumatyczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320

5.2.4.1 Budowa siłownika tłokowego. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

5.2.4.2 Budowa siłownika beztłoczyskowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322

5.2.4.3 Budowa siłownika beztłokowego (muskuł pneumatyczny) . . . . . . . . . . . . . 323

5.2.4.4 Dane techniczne i symbolika oznaczeń siłowników pneumatycznych. . . . . 324

5.2.5 Zawór pneumatyczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327

5.2.5.1 Budowa zaworu rozdzielającego tulejowo-gniazdowego. . . . . . . . . . . . . . . 327

5.2.5.2 Budowa zaworu rozdzielającego suwakowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328

5.2.5.3 Budowa zaworu rozdzielającego talerzowo-gniazdowego . . . . . . . . . . . . . 329

5.2.5.4 Zawory rozdzielające sterowane bezpośrednio i pośrednio . . . . . . . . . . . . 329

5.2.5.5 Przegląd i budowa zaworów specjalnego przeznaczenia . . . . . . . . . . . . . . . 330

5.2.5.6 Dane techniczne i symbolika oznaczeń zaworów pneumatycznych . . . . . . 332

5.3 Podstawowe układy sterowania siłownikiem pneumatycznym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

5.3.1 Dobór siłownika i zaworu rozdzielającego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

5.3.2 Bezpośrednie sterowanie siłownikiem tłokowym jednostronnego działania . . . . . . 335

5.3.3 Pośrednie sterowanie siłownikiem tłokowym jednostronnego działania . . . . . . . . . . 335

5.3.4 Bezpośrednie sterowanie siłownikiem tłokowym dwustronnego działania . . . . . . . . 336

5.3.5 Pośrednie sterowanie siłownikiem tłokowym dwustronnego działania . . . . . . . . . . . 337

5.3.6 Przykłady zastosowań układów sterowania siłownikiem pneumatycznym . . . . . . . . 338

5.3.6.1 Stanowisko produkcyjne realizujące proces montażu przez zagniatanie . . . 338

5.3.6.2 Stanowisko produkcyjne realizujące proces zginania elem. blaszanych . . . 338

Spis treści - Podstawy Mechatroniki(1).pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: