2. Анализ управляемого объекта
Лампа накаливания — электрический источник света, в котором тело накала (тугоплавкий проводник), помещённое в прозрачный вакуумированный или заполненный инертным газом сосуд, нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока, в результате чего излучает в широком спектральном диапазоне, в том числе видимый свет. В качестве тела накала в настоящее время используется в основном спираль из сплавов на основе вольфрама.
Лампы накаливания делятся на (расположены по порядку возрастания эффективности):
Вакуумные (самые простые)
Аргоновые (азот-аргоновые)
Криптоновые (примерно +10% яркости от аргоновых)
Ксеноновые (в 2 раза ярче аргоновых, интересно что светодиоды в турборежиме примерно только в 2 раза эффективнее, так как с подачей на светодиод большей мощности, растет нагрев кристалла и падает КПД, поэтому очень мощные и компактные фонари как правило выпускают с газоразрядными лампами)
Галогенные (наполнитель I или Br, в 2,5 раза ярче аргоновых, большой срок службы, не любят недокала, так как не работает галогенный цикл)
Галогенные с двумя колбами (более эффективный галогенный цикл за счет лучшего нагрева внутренней колбы)
Ксенон-галогенные (наполнитель Xe + I или Br, наиболее эффективный наполнитель, до 3х раз ярче аргоновых)
Ксенон-галогенные с отражателем ИК излучения (так как большая часть излучения лампы приходится на ИК диапазон, то отражение ИК излучения внутрь лампы заметно повышает КПД, производятся для охотничьих фонарей)
Накаливания с покрытием преобразующим ИК излучение в видимый диапазон (известны только заявления о разработке таких покрытий, скорей всего массово уже производится не будут, в связи с переходом многих производителей на светодиодные технологии)
Светодиодные(в таких лампах в качестве источника света используются светодиоды, самые экономичные и перспективные лампы)
Для постройки матрицы 3 на 3 я буду использовать галогенные лампы накаливания Osram 64415 12V 10W. Ниже приведены технические характеристики данной лампы:
Напряжение питания – 12 В Длина ℓ - 33 мм
Мощность – 12 Вт Диаметр ᴓ - 9 мм
Цоколь – G4
Срок службы – 2000 часов
Т.к напряжения питания данной лампы не соответствует напряжению питания ТТЛ(2-5,5 В) то для управления матрицей из таких ламп я буду использовать аппаратный драйвер.
3.Выбор выходных цепей управляемого объекта
Управление данной матрицей происходит путем подачи напряжения на выходы Х1, Х2, Х3 и Y1, Y2, Y3. Х1, Х2, Х3-столбцы матрицы, Y1, Y2, Y3-строки. Чтобы включить нужную нам лампу или группу ламп в матрице нужно подать напряжение на соответствующий столбец(Х1, Х2, Х3) и строку матрицы(Y1, Y2, Y3). Таким образом у нас получается 6 выходных цепей.
4. Выбор схемы аппаратного драйвера
Как было уже сказано выше в анализе управляемого объекта напряжение питания наших ламп накаливания составляет 12В что не соответствует напряжению питания ТТЛ-2-5,5 В. Поэтому для управления нашей матрицей я буду использовать электромагнитные реле РЭК23 РФ4.500.472-03.02 , т.к. использование транзисторов невозможно из-за того что лампы питаются переменным током.
Технические характеристики РЭК23 РФ4.500.472-03.02 :
Тип РЭК23
Ток питания обмотки постоянный
Классификация реле по начальному состоянию одностабильное
Поляризация нейтральное
Классификация по числу коммутационных положений двухпозиционное
Количество обмоток 1
Ток срабатывания не более, мА 52.5
Ток отпускания не менее, мА 7
Сопротивление обмотки,Ом 65
Минимальное рабочее напряжение,В 5
Номинальное рабочее напряжение,В 6
Максимальное рабочее напряжение,В 8
Контактный набор 1 перекл.
Максимальное коммутируемое постоянное напряжение,В 36
Максимальный коммутируемый постоянный ток, А 1
Максимальное коммутируемое переменное напряжения (cosf*1),В 100
Максимальный коммутируемый переменный ток (cosf*1),А 0.1
Время срабатывания,мс 3
Время отпускания,мс 2
Сопротивление изоляции,МОм 200
Максимальное сопротивление электрических контактов, Ом 1.4
Материал контактов ЗлСрМгН2-97
Наработка на отказ не менее, циклов*10-6 25000
Рабочая температура,С -60…60
Корпус герметичный
