Пульт дистанционного управления оператора многофункциональный пду-ом
Данное техническое решение относится к области вычислительной техники, а именно, к цифровым автоматизированным системам управления. Пульт дистанционного управления оператора многофункциональный ПДУ-ОМ предназначен для формирования управляющих сигналов, соответствующих воздействию оператора на органы управления технических средств разведки, наведения вооружения и информационного обмена с ЭВМ по интерфейсу RS-232. В состав ПДУ-ОМ входят: - рукоятка с органами управления и индикации; - блок управления манипулятором, состоящий из: а) соединителя подключения интерфейса RS-232; б) соединителя подключения питания; в) платы микроконтроллера; г) корпуса. - программное обеспечение. Назначение элементов структуры ПДУ-ОМ следующее: - индикаторы предназначены для индикации состояний ПДУ-ОМ; - органы управления дискретные и аналоговый манипулятор предназначены для выдачи управляющих сигналов для воздействия на управляемый объект; - соединители предназначены для обеспечения внешних и внутренних коммутаций; - модуль фильтра предназначен для улучшения показателей электромагнитной совместимости модулей электропитания и подавления импульсных помех. модуль электропитания предназначен для формирования вторичного стабилизированного напряжения для питания схем; - входные фильтры аналоговых каналов предназначены для фильтрации и подавления высокочастотных помех; - входные фильтры дискретных каналов предназначены для фильтрации и подавления высокочастотных помех (высокочастотного «дребезга»), возникающих при переключении контактов кнопок; - схема синхронизации и сброса предназначена для обеспечения формирования тактовых сигналов микроконтроллера и формирования сигнала аппаратного сброса; - переключатель скорости интерфейса RS-232 предназначен для установки скорости передачи данных по интерфейсу RS-232; - микроконтроллер 1887ВЕ1У является базовым управляющим элементом схемы ПДУ-ОМ и представляет собой отечественный RISC микроконтроллер. Данная полезная модель имеет широкие функциональные возможности, выполнена на современной элементной и схемотехнической базе, удобна в эксплуатации, имеет приемлемые массогабаритные массогабаритные характеристики.
Область техники
Данное техническое решение относится к области вычислительной техники, а именно, к цифровым автоматизированным системам управления.
Уровень техники
Аналогом заявляемого устройства является фотограмметрический 3D манипулятор «GeoMouse» ФГУП экспериментального оптико-механического завода (см. прилагаемые рекламные материалы с сайта http://www.eomz.ru.), основу которого составляет оптическая мышь и 16 функциональных клавиш. Джойстик подключается к ПЭВМ через два порта USB и RS-232.
Недостатки аналога:
- необходимость использования двух портов для связи с ПЭВМ;
- большое количество кнопок, особенно с задней части корпуса, затрудняют работу оператора;
- большой вес манипулятора не способствует высокопроизводительной работе оператора при выполнении режимов стереообводки контуров и получения высот при профилировании местности.
Другим аналогом данного технического решения является известное устройство - джойстик ПС5.139.070 изделия СИВС ПС1.700.066.
Специальные измерительно-вычислительные средства (СИВС) ПС1.700.066 производились в составе:
- ЭВМ СМ1420-05;
- стереокомпаратор У8733;
- спецвычислитель отождествления У2100, управляющий перемещением кареток в У8733 в автоматическом режиме сканирования снимков.
Изделие СИВС предназначено для автоматизированного получения цифровых моделей рельефа в цифровом виде по цифровым изображениям местности в интересах создания картографической продукции методами цифровой фотограмметрии.
Принцип управления перемещением кареток от джойстиков в изделии СИВС состоит в следующем.
Каретки в У8733 перемещаются с помощью шаговых двигателей. Управление перемещением кареток со снимками в интерактивном режиме работы осуществляет оператор с помощью джойстиков ПС5.139.070. Конструктивно джойстик представляет из себя ручку управления, жестко связанную через редуктор с осями переменных резисторов и имеющую возможность отклонения по осям Х и Y от исходного вертикального положения. Отклонение ручки определяет направление и скорость перемещения кареток. Возврат редуктора в исходное положение осуществляется с помощью пружин.
Сигналы от джойстиков поступают на схему управления перемещением кареток, где усиливаются и выдаются на шаговые двигатели кареток.
Недостатком аналога является отсутствие стандартного сопряжения с портами персональных ЭВМ.
Следующим аналогом заявляемого технического решения является фотограмметрический 3D манипулятор «GeoMouse» «ЭОМЗ» г.Москвы, http://www.eomz.ru.
Фотограмметрический 3D манипулятор «GeoMouse» предназначен для перемещения и точного позиционирования измерительных марок по осям X.Y.Z и быстрого вызова наиболее часто применяемых функций при цифровой фотограмметрической обработке стереопар аэрокосмических и наземных снимков.
Конструктивно манипулятор представляет из себя встроенную оптическую мышь, контроллер, колесо достаточно большого диаметра, оснащенное датчиком угла поворота (аналог ножного штурвала), и шестнадцать функциональных кнопок, расположенных на корпусе манипулятора. Оптическая мышь подключается к порту USB или PS\2 ПК, контроллер, формирующий информацию о нажатии функциональных кнопок и координату Z, подключается к порту RS-232 ПК. Программное обеспечение манипулятора функционирует в среде WINDOWS 98/2000. Обмен информацией с ПК осуществляется с помощью стандартного драйвера оптической мыши, дискета с которым входит в комплект манипулятора, и специального драйвера, встроенного в прикладное ПО, с которым используется манипулятор.
Манипулятор имеет простую систему команд и достаточно быстро может быть адаптирован к любой цифровой фотограмметрической системе. Любые три кнопки манипулятора могут быть запрограммированы, как стандартные кнопки мыши. Вы можете использовать манипулятор одновременно со стандартной мышью.
Технические характеристики
- интерфейсы для подключения к ПК PS/2 или USB, RS-232;
- количество функциональных кнопок - 16;
- количество назначаемых кнопок мыши 0-3;
- количество импульсов на оборот колеса по оси Z-512;
- разрешение по осям Х и Y 400 dpi;
- питание манипулятора от ПК;
- размеры 280×95×60 мм;
- вес не более 650 г.
Недостатком данного аналога являются малые функциональные возможности и невозможность реализовать заданные технические требования в полном объеме.
В качестве аналога можно привести ДЖОЙСТИК ДЛЯ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОГО РАБОЧЕГО МЕСТА (патент на полезную модель RU 46350 U1, заявка 2005107425 от 16.03.2005, опубликовано 27.06.2005, бюл.
18/2005 г.), содержащий ручку и схему формирования сигналов от ручки джойстика, кинематически с ней связанную и состоящую из двух переменных резисторов, начальные контакты которых подключены через первый и второй ограничительные резисторы к напряжению +5 В, а конечные точки через третий и четвертый ограничительные резисторы к «земле», ползуны (выходы) первого и второго переменных резисторов соответственно через первый и второй конденсаторы подключены к «земле», а третий конденсатор включен между +5 В и «землей», отличающийся тем, что джойстик дополнительно содержит микроконтроллер (МКК), входы PC (0, 1) которого соединены соответственно с выходами первого и второго переменных резисторов схемы формирования сигналов от ручки джойстика, входы РВ (3, 4, 5) соединены с программатором (внешней схемой программирования постоянного полупроводникового запоминающего устройства (ППЗУ)), схему сопряжения МКК с персональной ЭВМ (ПЭВМ), содержащую первый и второй транзисторы (VT1 и VT2), база первого транзистора (VT1) соединена через пятый резистор с эмиттером и +5 В, а через шестой резистор с выходом PD (1) микроконтроллера, коллектор первого транзистора (VT1) через RC-цепочку из седьмого резистора и четвертого конденсатора соединен с «землей», коллектор второго транзистора (VT2) соединен с выходом PD (0) микроконтроллера и через восьмой резистор с +5 В, эмиттер - с «землей», а база второго транзистора (VT2) соединена через первый диод VD1 плюсом с «землей» и через цепочку девятый резистор - второй диод VD2 плюсом с серединой RC-цепочки из седьмого резистора и четвертого конденсатора, выходы интерфейса RS-232 R×D и T×D соединены соответственно с коллектором первого транзистора VT1 и минусом второго диода VD2.
Недостатком аналога являются малые функциональные возможности, не позволяющие реализовать требуемые технические характеристики в полном объеме.
Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого технического решения является ДЖОЙСТИК ОПТИЧЕСКИЙ ДЛЯ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОГО РАБОЧЕГО МЕСТА (патент на полезную модель RU 80555 U1, заявка 2008145443 от 17.11.2008, опубликовано 10.02.2009, бюл.
4/2009 г.), состоящий из двух трактов: тракта управления перемещением изображения и тракта программируемых клавишей управления процессом, каждый из которых содержит свой контроллер USB и завершается соединительным кабелем с USB-разъемом, отличающийся тем, что тракт для управления перемещением изображения содержит соосно расположенные ручку управления, механизм перемещения белого отражателя, оптический канал, светодиодный осветитель, миниатюрную видеокамеру, подключаемую к USB-интерфейсу персональной вычислительной машины (ПЭВМ), размещаемые в корпусе джойстика, выполняющего роль ограждения от влияния внешнего освещения, а тракт программируемых клавишей управления содержит набор функциональных клавишей, имеющих через контроллер выход на второй USB-интерфейс ПЭВМ.
Недостатком прототипа является несколько иное функциональное назначение, невозможность реализовать требуемые технические характеристики в полном объеме, устаревшие схемотехнические решения.
Сущность технического решения
Известный пульт дистанционного управления, предназначенный для осуществления взаимодействия оператора с компьютером, содержит установленную на корпусе рукоятку с размещенными на ней аналоговым манипулятором, выключателями кнопочными и индикаторами одиночными, подключенными к разъему для соединения с корпусом, а также два внешних вилочных блочных разъема электропитания «Сеть +27 В пост» и «Интерфейс RS-232» соответственно.
Целью создания заявляемого технического решения является разработка пульта дистанционного управления оператора с широкими функциональными возможностями (многофункционального), удобного в эксплуатации, максимально приспособленного к антропологическим данным человека, приемлемых массогабаритных параметров за счет применения современных элементов и схемотехнических решений.
Для достижения поставленной цели в пульт дистанционного управления включена плата микроконтроллера, содержащая микроконтроллер, модуль фильтра электропитания, вход которого соединен с внешним разъемом электропитания «Сеть +27 В пост», модуль электропитания, вход которого соединен с выходом модуля фильтра электропитания, а выход с первым входом электропитания микроконтроллера, входные фильтры аналоговых каналов, входы которых соединены с внутренним разъемом, а выход - со вторым входом микроконтроллера, входные фильтры дискретных каналов, входы которых соединены с внутренним разъемом, а выход - с третьим входом микроконтроллера, схему синхронизации и сброса, выход которой соединен с четвертым входом микроконтроллера, переключатель скорости интерфейса RS-232, выход которого соединен с пятым входом микроконтроллера, приемопередатчик интерфейса RS-232, первый вход-выход которого соединен с внешним разъемом «Интерфейс RS-232», а второй вход-выход - с первым входом-выходом микроконтроллера, соединитель интерфейса программирования, выход которого соединен с шестым входом микроконтроллера, а второй вход-выход микроконтроллера соединен с внутренним разъемом.
Перечень фигур, чертежей и иных материалов
На фиг.1 приведена структурная схема пульта дистанционного управления оператора многофункционального ПДУ-ОМ.
На фиг.2 и 3 приведено расположение органов управления и индикации на рукоятке ПДУ-ОМ.
На фиг.4 приведен формат данных.
На фиг.5 приведена последовательность передачи байтов данных.
На фиг.6 приведена разводка цепей в соединителе питания.
На фиг.7 приведена разводка цепей в соединителе интерфейса RS-232.
Пример реализации выполнения полезной модели
На фиг.1 обозначены:
1 - рукоятка, 2 - индикаторы (единичные 3Л341В), 3 - органы управления дискретные (выключатели кнопочные ВК1н), 4 - аналоговый манипулятор (джойстик TRY 30251101 Megatron), 5 - соединитель питания (вилка ОНЦ-БС-2-10/14-В1-1-В), 6 - соединитель (вилка ОНЦ-БС-2-19/18-В1-2-В), 7 - соединитель интерфейса (вилка ОНЦ-БС-2-19/18-В1-2-В), 8 - плата микроконтроллера МК, 9 - модуль фильтра (МДМ30-1В3 МУФ), 10 - входные фильтры аналоговых каналов, 11 - входные фильтры дискретных каналов, 12 - схема синхронизации и сброса, 13 - приемопередатчик интерфейса RS-232 (5559ИН4У), 14 - модуль электропитания (МДМ5-1В 3МУП), 15 - микроконтроллер (1887ВЕ1У), 16 - переключатель скорости интерфейса RS-232 (выключатель ВДМ3-2 В), 17 - соединитель интерфейса программирования SPI (вилка PLD-6), 18 - входная цепь (сеть +27 В пост.), 19 - интерфейс RS-232.
На фиг.2 обозначены: 20 - функциональные кнопки вперед, назад, влево, вправо, 21 - аналоговый манипулятор (джойстик), 22 - функциональные кнопки «Ф1», «Ф2», 23 - органы индикации состояния ПДУ-ОМ «ПИТАНИЕ», «И4», «И3», «И2», «И1».
На фиг.3 обозначены: 24 - кнопка «ВВОД», 25 - кнопка «МАСШТАБ», 26 - кнопка «СБРОС/КАЛИБРОВКА».
Основные технические данные
Пульт дистанционного управления оператора многофункциональный ПДУ-ОМ предназначен для управления техническими средствами разведки и наведения вооружения.
ПДУ-ОМ может эксплуатироваться в условиях группы 1.5.1 по ГОСТ РВ 20.39.304-98 при следующих климатических условиях:
- повышенной рабочей температуре 328 К (плюс 55°С);
- пониженной рабочей температуре 223 К (минус 50°С);
- относительной влажности окружающего воздуха - до 100% при температуре 308 К (плюс 35°С).
Электропитание ПДУ-ОМ осуществляется от сети постоянного тока напряжением 27 (плюс 1,5; минус 4,5) В.
Время непрерывной работы ПДУ-ОМ - не менее 72 час.
Время приведения ПДУ-ОМ в рабочее состояние не превышает 1 мин.
Мощность, потребляемая изделием от сети постоянного тока, не превышает 6 Вт.
Изделие отвечает следующим показателям надежности:
- средняя наработка на отказ То - не менее 10000 час.;
- среднее время восстановления Тв - не более 0,5 час. с учетом времени замены отказавшего элемента и без учета времени на доставку.
Габаритные размеры изделия - не более 200×70×200 мм.
Масса изделия - не более 2,0 кг.
Описание и работа
Назначение и состав
Пульт дистанционного управления оператора многофункциональный ПДУ-ОМ предназначен для формирования управляющих сигналов, соответствующих воздействию оператора на органы управления технических средств разведки, наведения вооружения и информационного обмена с ЭВМ по интерфейсу RS-232.
В состав ПДУ-ОМ входят:
- рукоятка с органами управления и индикации;
- блок управления манипулятором, состоящий из:
а) соединителя подключения интерфейса RS-232;
б) соединителя подключения питания;
в) платы микроконтроллера (далее по тексту - плата МК);
г) корпуса.
- программное обеспечение.
На рукоятке расположены органы управления и индикации в соответствии с фиг.2, 3. В состав органов управления ПДУ-ОМ входит аналоговый манипулятор и 9 кнопок.
Функциональное назначение органов управления представлено в таблице 1.
Таблица 1 | |
Наименование органа управления | Функция |
Аналоговый манипулятор | Осуществляет пропорциональное позиционирование |
ВВОД | Ввод данных |
МАСШТАБ | Уменьшает скорость позиционирования в 8 раз |
![]() | Функциональная кнопка |
![]() | Функциональная кнопка |
![]() | Функциональная кнопка |
![]() | Функциональная кнопка |
Ф1 | Функциональная кнопка |
Ф2 | Функциональная кнопка |
СБРОС/КАЛИБРОВКА | Калибрует начальное положение аналогового манипулятора/Функциональная кнопка |
В состав органов индикации ПДУ-ОМ входят пять индикаторов, назначение которых представлено в таблице 2.
Таблица 2 | ||
Наименование индикатора | Состояние | Назначение |
ПИТАНИЕ | Включен | Питание включено |
И1 | Включен | Режим масштабирования |
И2 | Включен | Ошибка калибровки |
И3 | Мигает | Ошибка контрольной суммы |
И4 | Включен | Готовность |
Программное обеспечение изделия обеспечивает прием/передачу команд и служебной информации на подключаемой ЭВМ. Оно включает в себя следующие составные части:
- программу управления ПДУ-ОМ;
- сервисное программное обеспечение ПДУ-ОМ, устанавливаемое на управляющую ЭВМ;
- библиотеку взаимодействия прикладного программного обеспечения с сервисом ПДУ-ОМ;
- тестовое программное обеспечение.
Устройство и работа
Структура ПДУ-ОМ представлена на фиг.1.
Назначение элементов структуры ПДУ-ОМ следующее:
- индикаторы предназначены для индикации состояний ПДУ-ОМ;
- органы управления дискретные и аналоговый манипулятор предназначены для выдачи управляющих сигналов для воздействия на управляемый объект;
- соединители предназначены для обеспечения внешних и внутренних коммутаций;
- модуль фильтра предназначен для улучшения показателей электромагнитной совместимости модулей электропитания и подавления импульсных помех.
модуль электропитания предназначен для формирования вторичного стабилизированного напряжения для питания схем;
- входные фильтры аналоговых каналов предназначены для фильтрации и подавления высокочастотных помех;
- входные фильтры дискретных каналов предназначены для фильтрации и подавления высокочастотных помех (высокочастотного «дребезга»), возникающих при переключении контактов кнопок;
- схема синхронизации и сброса предназначена для обеспечения формирования тактовых сигналов микроконтроллера и формирования сигнала аппаратного сброса;
- переключатель скорости интерфейса RS-232 предназначен для установки скорости передачи данных по интерфейсу RS-232;
- микроконтроллер 1887ВЕ1У является базовым управляющим элементом схемы ПДУ-ОМ и представляет собой отечественный RISC микроконтроллер.
Микроконтроллер 1887ВЕ1У является 8-битным КМОП микроконтроллером, построенным на расширенной AVR RISC архитектуре. Используя команды, исполняемые за один машинный такт, контроллер достигает производительности в 1 MIPS на рабочей частоте 1 МГц.
AVR ядро сочетает расширенный набор команд с 32 рабочими регистрами общего назначения.
Все 32 регистра соединены с АЛУ, что обеспечивает доступ к двум независимым регистрам на время исполнения команды за один машинный такт. Благодаря выбранной архитектуре достигнута наивысшая скорость кода и, соответственно, высокая производительность в 10 раз превосходящая скорость соответствующего CISC микроконтроллера.
Микросхемы выпускаются при использовании технологии энергонезависимой памяти высокой плотности.
Встроенная Flash-память позволяет перепрограммировать память программ внутрисистемно через последовательный SPI интерфейс стандартным программатором энергонезависимой памяти или встроенной загрузочной программой, работающей в ядре ЦПУ.
Комбинация расширенной 8-и битной RISC архитектуры ЦПУ и внутрисистемной флэш-памяти обеспечивают микроконтроллеру высокую гибкость и экономическую эффективность во встраиваемых системах управления.
Основные характеристики микроконтроллера приведены в таблице 3.
Таблица 3 | |
Наименование | Значение |
Тактовая частота, МГц | 8 |
Объем встроенного ОЗУ, бит | 512×8 |
Объем памяти программ (Flash типа), бит | 8К×8 |
Объем ЭСППЗУ, бит | 512×8 |
Количество источников прерываний | 20 |
Количество параллельных 8-разрядных портов | 4 |
Количество каналов аналого-цифрового преобразователя | 8 |
Число разрядов аналого-цифрового преобразователя | 10 |
Количество 16-разрядных таймеров | 1 |
Количество 8-разрядных таймеров | 2 |
Количество последовательных портов (USART, SPI) | 2 |
Количество аналоговых компараторов | 1 |
Количество сторожевых таймеров (WDT) | 1 |
Количество режимов пониженного потребления мощности | 6 |
Номинальное значение напряжения питания микросхем | плюс 5 В |
Допустимое отклонение напряжения питания от номинального | ±10%. |
Амплитуда пульсаций напряжения питания, не более | 50 мВ |
Напряжение источника опорного напряжения | от 4,0 до 5,5 В |
Допустимое отклонение напряжения питания от крайних значений | минус 1% для напряжения 4,0 В и плюс 1% для напряжения 5,5 В |
ПДУ-ОМ обеспечивает последовательную передачу пакетов данных в управляющую ЭВМ и прием команд от управляющей ЭВМ по интерфейсу RS-232.
ПДУ-ОМ обеспечивает передачу пакета данных и прием команд в формате 8N1, т.е. один стартовый бит, восемь битов данных, без контроля четности, один столовый бит со скоростями 9600, 19200, 38400, 57600 бит в секунду.
ПДУ-ОМ обеспечивает передачу пакета, состоящего из восьми байтов данных:
- двух байтов (включая адреса/идентификаторы) с десятью разрядами данных (пять разрядов на байт) от аналогового канала - значение координаты X;
- двух байтов (включая адреса/идентификаторы) с десятью разрядами данных (пять разрядов на байт) от аналогового канала - значение координаты Y;
- двух байтов (включая адреса/идентификаторы), содержащих позиционные коды состояния («нажата» или «отжата») дискретных органов управления (кнопок) SB8SB0;
- одного байта (включая адрес/идентификатор) данных об уточненном состоянии ПДУ-ОМ;
- одного байта (включая адрес/идентификатор) данных со служебной информацией (идентификатором устройства).
Полный пакет данных, передаваемых от ПДУ-ОМ, представляет собой последовательно передаваемые восемь байт данных.
Номер передаваемого байта определяется тремя старшими разрядами адреса/идентификатора.
Формат байта данных представлен на фиг.4.
Последовательность передачи байтов пакета данных представлена на фиг.5.
Последовательность передачи бит в байте следующая: данные передаются младшими битами вперед.
Структура байтов в пакете и назначение отдельных битов представлена в таблице 4.
ПДУ-ОМ формирует десятиразрядные коды координат осей Х и Y, которые расположены в четырех байтах:
- байт с адресом/идентификатором 0(hex) содержит пять младших разрядов координаты X;
- байт с адресом/идентификатором 1(hex) содержит пять старших разрядов координаты X;
- байт с адресом/идентификатором 2(hex) содержит пять младших разрядов координаты Y;
Таблица 4 | |||||||||||
Номер байта | Вид информации | Битовая структура байта | Код передаваемых данных | Значение бита в байте(адрес источника | |||||||
7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | ![]() | |||
00 | Координата Хn (младшие разряды) | 000 Х4 Х3 Х2 X1 Х0 | 0 | 0 | 0 | Х4 | Х3 | Х2 | X1 | Х0 | ![]() |
01 | Координата Хn (старшие разряды) | 001 Х9 Х8 Х7 Х6 Х5 | 0 | 0 | 1 | Х9 | Х8 | Х7 | Х6 | Х5 | ![]() |
02 | Координата Yn (младшие разряды) | 010 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 | 0 | 1 | 0 | Y4 | Y3 | Y2 | Y1 | Y0 | ![]() |
03 | Координата Yn (старшие разряды) | 011 Y9 Y8 Y7 Y6 Y5 | 0 | 1 | 1 | Y9 | Y8 | Y7 | Y6 | Y5 | ![]() |
04 | ККККК - состояние дискретных органов управления 1 - кнопка нажата 0 - кнопка отжата | 100 К4 К3 К2 К1 К0 | 1 | 0 | 0 | - | - | - | - | К0 | кнопка ВВОД |
- | - | - | К1 | - | кнопка МАСШТАБ | ||||||
- | - | К2 | - | - | кнопка «![]() | ||||||
- | К3 | - | - | - | кнопка «![]() | ||||||
К4 | - | - | - | - | кнопка«![]() | ||||||
05 | ККККК-состояние дискретных органов управления 1 - кнопка нажата 0 - кнопка отжата | 101 R K8 K7 K6 K5 | 1 | 0 | 1 | - | - | - | - | К5 | кнопка «![]() |
- | - | - | К6 | - | кнопка «Ф1» | ||||||
- | - | К7 | - | - | кнопка «Ф2» | ||||||
- | К8 | - | - | - | кнопка СБРОС/КАЛИБРОВКА | ||||||
R | - | - | - | - | Резерв | ||||||
06 | DDDDD - уточненное состояние ПДУ-ОМ | 110 D4 D3 D2 D1 D0 | 1 | 1 | 0 | - | - | - | - | D0 | Готовность |
- | - | - | D1 | - | Ошибка калибровки | ||||||
- | - | D2 | - | - | Ошибка приема данных | ||||||
- | D3 | - | - | - | Периодическая передача данных | ||||||
D4 | - | - | - | - | Смена состояния кнопки | ||||||
07 | NNSSS - служебная информация | 111 N1 N0 S2 S1 S0 | 1 | 1 | 1 | - | - | S2 | S1 | S0 | Номер версии ПО |
N1 | N0 | - | - | - |
- байт с адресом/идентификатором 3(hex) содержит пять старших разрядов координаты Y;
Весь десятиразрядный диапазон кодов обеих координат разбит на две области:
- область положительных значений, выражаемых в прямых кодах с 000(hex) по 1FF(hex), которая соответствует отклонению ручки аналогового манипулятора вправо по оси Х или вверх по оси Y;
- область отрицательных значений, выражаемых в дополнительных кодах с 3FF(hex) по 200(hex), которая соответствует отклонению ручки аналогового манипулятора влево по оси Х или вниз по оси Y.
Код 000(hex) формируется в исходном положении ручки аналогового манипулятора
Выходная характеристика координат положительной и отрицательной областей симметрична и является квадратичной. Квадратичная зависимость у=х2 имеет пологий начальный участок, что обеспечивает точное пропорциональное управление при малых углах отклонения ручки аналогового манипулятора.
Байты с адресом/идентификатором 4(hex) и 5 (hex) содержат позиционные коды состояний кнопок. Соответствие разрядов этих байтов кнопкам представлено в таблице 10.4.
Единичное состояние бита соответствует нажатой кнопке, нулевое - не нажатой.
Байт с адресом/идентификатором 6(hex) содержит данные о состоянии ПДУ-ОМ. Соответствие разрядов байта текущему состоянию ПДУ-ОМ представлено в таблице 10.4.
Байт с адресом/идентификатором 7(hex) содержит код номера версии программного обеспечения ПДУ-ОМ.
ПДУ-ОМ обеспечивает по интерфейсу RS-232 прием и выполнение двух типов команд от управляющей ЭВМ
- команд запроса на передачу пакета данных, группы байтов данных или отдельных байтов данных;
- команд установки режимов работы ПДУ-ОМ.
Перечень, назначение и функции команд перечислены в таблице 5.
Переход в режим однократной передачи осуществляется после приема ПДУ-ОМ команды B0(hex). В этом режиме пересылка данных от ПДУ-ОМ осуществляется однократно по запросу командами с AO(hex) no AA(hex). Отключение режима одиночной передачи и переход к циклической (непрерывной) передаче осуществляется командой B1(hex). По умолчанию после включения или сброса ПДУ-ОМ всегда включен режим циклической передачи.
Таблица 5 | ||
Код байта команды (hex) | Назначение команды | Функция команды |
А0 | Запрос байта 00 | Возвращает байт с номером 00 (hex) |
А1 | Запрос байта 01 | Возвращает байт с номером 01 (hex) |
А2 | Запрос байта 02 | Возвращает байт с номером 02 (hex) |
A3 | Запрос байта 03 | Возвращает байт с номером 03 (hex) |
А4 | Запрос байта 04 | Возвращает байт с номером 04 (hex) |
А5 | Запрос байта 05 | Возвращает байт с номером 05 (hex) |
А6 | Запрос байта 06 | Возвращает байт с номером 06 (hex) |
А7 | Запрос байта 07 | Возвращает байт с номером 07 (hex) |
А8 | Запрос группы из четырех байтов (байты с 00 по 03) | Возвращает байтs с номерами с 00 по 03 (hex) |
А9 | Запрос группы из четырех байтов (байты с 04 по 07) | Возвращает байтs с номерами с 04 по 07 (hex) |
АА | Запрос пакета из восьми байтов (байты с 00 по 07) | Возвращает байтs с номерами с 00 по 07 (hex) |
В0 | Включить режим однократной передачи пакета | Включает режим однократной передачи пакетов |
В1 | Отключить режим однократной передачи пакета | Отключает режим однократной передачи пакетов |
В2 | Режим передачи пакетов с периодом 1 мс | Устанавливает длительность паузы Тп (фиг.5) между передачей пакетов 1 мс |
В3 | Режим передачи пакетов с периодом 10 мс | Устанавливает длительность паузы Тп (фиг.5) между передачей пакетов 10 мс |
В4 | Режим передачи пакетов с периодом 50 мс | Устанавливает длительность паузы Тп (фиг.5) между передачей пакетов 50 мс |
В5 | Режим передачи пакетов с периодом 100 мс | Устанавливает длительность паузы Тп (фиг.5) между передачей пакетов 100 мс |
ВВ | Запрос передачи пакета из восьми байтов кода АА (hex) | Возвращает восемь байтов кода АА (hex) |
ВС | Включить режим «эхо» | Включает режим «эхо» |
BD | Отключить режим «эхо» | Отключает режим «эхо» |
Режим «эхо» служит для контроля передачи данных по интерфейсу RS-232. Этот режим устанавливается командой BC(hex) и после установления режима однократной передачи командой B0(hex) ПДУ-ОМ возвращает переданные ему коды. Отключается режим «эхо» командой BD(hex).
Электропитание ПДУ-ОМ осуществляется от бортовой сети изделия. Для подключения электропитания на задней стороне корпуса расположен соединитель типа ОНЦ-БС-2-10/14-В1-1-В. Разводка цепей в соединителе питания приведена на фиг.6.
На задней стороне корпуса блока управления расположен соединитель интерфейса RS-232 типа ОНЦ-БС-2-19/18-В1-2-В. Разводка цепей в соединителе приведена на фиг.7.
Промышленная применимость
Пульт дистанционного управления оператора многофункциональный промышленно реализуем, обладает широкими функциональными возможностями, выполнен с использованием современных элементов и схемотехнических решений.
Пульт дистанционного управления оператора многофункциональный ПДУ-ОМ, предназначенный для осуществления взаимодействия оператора с компьютером и содержащий установленную на корпусе рукоятку с размещенными на ней аналоговым манипулятором, выключателями кнопочными и индикаторами одиночными, подключенными к разъему для соединения с корпусом, а также два внешних вилочных блочных разъема электропитания «Сеть +27 В пост» и «Интерфейс RS-232» соответственно, отличающийся наличием платы микроконтроллера, содержащей микроконтроллер, модуль фильтра электропитания, вход которого соединен с внешним разъемом электропитания «Сеть +27 В пост», модуль электропитания, вход которого соединен с выходом модуля фильтра электропитания, а выход с первым входом электропитания микроконтроллера, входные фильтры аналоговых каналов, входы которых соединены с внутренним разъемом, а выход - со вторым входом микроконтроллера, входные фильтры дискретных каналов, входы которых соединены с внутренним разъемом, а выход - с третьим входом микроконтроллера, схему синхронизации и сброса, выход которой соединен с четвертым входом микроконтроллера, переключатель скорости интерфейса RS-232, выход которого соединен с пятым входом микроконтроллера, приемопередатчик интерфейса RS-232, первый вход-выход которого соединен с внешним разъемом «Интерфейс RS-232», а второй вход-выход - с первым входом-выходом микроконтроллера, соединитель интерфейса программирования, выход которого соединен с шестым входом микроконтроллера, а второй вход-выход микроконтроллера соединен с внутренним разъемом.