Távoli hajtásszabályozás modellvasúti környezetben

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Tóth Csaba
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Számos területen alkalmaznak kisteljesítményű, egyenáramú motorokat. Egyes beágyazott alkalmazásokban kulcsfontosságú kérdés ezen motorok robusztus, mégis olcsó távszabályozásának realizálása.

A modellvasút jó példa a vázolt hajtásszabályozás alkalmazására. A modellmozdonyokat törpe DC motorok hajtják. A hagyományos modellvasúti irányítás a sínekre adott változtatható nagyságú egyenfeszültséggel vezérli a mozdony sebességét, amely erősen terhelésfüggő. A visszacsatolt, zárt hurkú szabályozás biztosítja, hogy a magára hagyott mozdony, állandó sebesség-alapjel esetén, a leadott teljesítmény befolyásolásával képes tartani a sebességét emelkedőn vagy lejtőn, illetve adott értékű alapjel hatására azonos sebességre gyorsul fel különböző terhelések (vagonok) mellett.

Vezeték nélküli távirányítással kombinálva, a hagyományos modellvasúthoz viszonyítva élmény és kényelem szempontjából mindez jelentős hozzáadott értéket képvisel, ám az alkalmazási lehetőségek köre ennél szélesebb.

A modellvasút csupán a kész távoli hajtásszabályozási rendszer egyfajta alkalmazási lehetősége, szemléltető példája. A szakdolgozatban megtervezett prototípus kellően univerzális ahhoz, hogy a modellmozdonyon kívül más törpemotort alkalmazó berendezés szabályozására is alkalmas legyen a hardver és a szoftver érdemi megváltoztatása nélkül. Az általános célú szervóhajtást (villamos motor és szabályozásához szükséges elektronika együttes elnevezése) egy különálló DC motorral is próbára tettem, igazolva annak szélesebb körű használhatóságát.

A szakdolgozat a hajtásszabályozás kifejlesztésének fázásain vezet keresztül az alapgondolatból kiindulva az előkészítés, tervezés és a megvalósítás részletein át a működő kísérleti eszközig és annak teszteléséig. A kifejlesztett eszköz alkalmas egy ismert paraméterű egyenáramú törpemotor fordulatszám-szabályozására visszacsatolás segítségével. Az alapjel érkezhet helyi vagy távoli irányítómodultól.

A kísérleti megvalósítás jellegéből adódóan a helyi irányítómodul a jelenlegi formájában nem alkalmas a modellmozdonyba történő beépítésre, mivel a rendelkezésre álló egy félév a saját hardver kifejlesztésére nem elegendő, de megvizsgáltam a beágyazott környezetbe való integrálás lehetőségeit.

A féléves munka a hardvertervezésen és szoftverfejlesztésen (érzékelés, beavatkozás, szabályozás, távirányítás) túl irodalomkutatásra, ismeretbővítésre, szimulációk, kísérletek, mérések elvégzésére, továbbá egy különálló motor és egy modellmozdony identifikációjára terjedt ki.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.