Mechatronika Modul 12: Rozhraní Řešení (koncept) Matthias Römer Dr.-Ing. Gabriele Neugebauer np neugebauer und partner OhG Nĕmecko Evropský koncept pro doplňkovou kvalifikaci mechatronik odborných procovníků v globalizované průmyslové výorbě. EU Projekt č. DE/08/LLP-LdV/TOI/147110 MINOS ++, platnost od 2008 do 2010 Tento projekt byl realizován za finanční podpory Evropské unie. Za obsah publikací (sdělení ) odpovídá výlučně autor. Publikace (sdělení) nereprezentují názory Evropské komise a Evropská komise neodpovídá za použití informací, jež jsou jejich obsahem. www.minos-mechatronic.eu
Partneři pro provádění, hodnocení a šíření výsledků projektů MINOS a MINOS**. - Chemnitz University of Technology, Institute for Machine Tools and Production Processes, Germany - np neugebauer und partner OhG, Germany - Henschke Consulting, Germany - Corvinus University of Budapest, Hungary - Wroclaw University of Technology, Poland - IMH, Machine Tool Institute, Spain - Brno University of Technology, Czech Republic - CICmargune, Spain - University of Naples Federico II, Italy - Unis a.s. company, Czech Republic - Blumenbecker Prag s.r.o., Czech Republic - Tower Automotive Sud S.r.l., Italy - Bildungs-Werkstatt Chemnitz ggmbh, Germany - Verbundinitiative Maschinenbau Sachsen VEMAS, Germany - Euroregionala IHK, Poland - Korff Isomatic sp.z.o.o. Wroclaw, Polen - Euroregionale Industrie- und Handelskammer Jelenia Gora, Poland - Dunaferr Metallwerke Dunajvaros, Hungary - Knorr-Bremse Kft. Kecskemet, Hungary - Nationales Institut für berufliche Bildung Budapest, Hungary - Christian Stöhr Unternehmensberatung, Germany - Universität Stockholm, Institut für Soziologie, Sweden Obsah studijních podkladů Minos: moduly 1 8 (učebnice, cvičebnice a klíč ke cvičením) zahrnující: základy / interkulturní kompetence, projektový management / fluidní techniku / elektrické pohony a řízení/ mechatronické komponenty / mechatronické systémy a funkce / uvedení do provozu, bezpečnost, vzdálený servis / dálková údržbu a diagnostiku. Minos **: moduly 9 12 (učebnice, cvičebnice a klíč ke cvičením) zahrnující: rychlé vytváření prototypů / robotiku / migraci / rozhraní. Všechny moduly jsou dostupné v následujících jazycích: němčina, angličtina, španělština, italština, polština, čeština a maďarština. Pro více informací prosím kontaktujte: Technical University Chemnitz Dr. Ing. Andreas Hirsch Reichenhainer Straße 70, 09107 Chemnitz Tel.: + 49(0)0371 531-23500 Fax.: + 49(0)0371 531-23509 Email: wzm@mb.tu-chemnitz.de Internet: www.tu-chemnitz.de/mb/werkzmasch www.minos-mechatronic.eu
1 Napájení Cvičení 1 Jaké opatření zabraňuje nechtěnému vypojení euro zástrčky ze zásuvky? Dotekové kolíky jsou lehce nakloněné směrem k sobě. Díky tomu je euro zástrčka v zásuvce pevně sevřená. Jaké maximální hodnoty proudu jsou pro euro zástrčky povoleny? Jaká je odpovídající spotřeba energie při 230 V, je-li ohmický odpor spotřebiče v absolutní hodnotě? Euro zástrčky lze používat s proudem nižších hodnot než 2,5 A. To odpovídá 575 W za 230 V pro spotřebič s absolutní hodnotou ohmického odporu. Jaký je rozdíl mezi tvarovanými zástrčkami a rázu vzdornými zástrčkami? Na rozdíl od varovných zástrček mají rázu vzdorné zástrčky dodatečný ochranný kontakt. Část dotekových kolíků u rázu vzdorných zástrček není izolovaná pomocí plastových trubiček, jako je tomu u euro zástrček. Proč? Rázu vzdorné zástrčky mohou přenášet proud až do 16 A. K tomu je potřebná celá plocha průřezu kontaktu. Plastová trubička by plochu průřezu zmenšila. K čemu slouží otvor pro kontakt u rázu vzdorných zástrček? U francouzského rázu vzdorného systému vyčnívá bezpečnostní dotekový kolík ze zásuvky. Není zde žádný postranní kontakt pro bezpečnostní vodič. Čeho lze dosáhnout díky umístění ochranného kontaktu u francouzského systému v porovnání s ostatními rázu vzdornými zástrčkami? Díky umístění ochranného kontaktního kolíku v zásuvce je možné zástrčku zapojit pouze v jediné určité poloze. To zaručuje ochranu před změnou polarity. Je možné také vysvětlit koncepci ochranné izolace, přičemž lze zmínit, v čem se liší od ochranných vodičů. Dalším aspektem zástrček a zdvojovačů je možnost samoinstalace. 1
Cvičení 2 Proč jsou zástrčky ve Velké Británii vždy vybaveny zabezpečením? Ve Velké Británii jsou vodiče zásuvek chráněny pojistkami, jimiž prochází relativně vysoký proud. V případě jejich selhání mohou být tyto hodnoty pro některá zařízení příliš vysoké. Zabezpečení zástrčky povoluje nižší hodnoty, což zařízení ochraňuje. Jaké hodnoty mohou mít pojistky zástrček ve Velké Británii? Obvyklé hodnoty zabezpečení jsou 3 A, 5 A a 13 A. Proč je možné používat ve Švýcarsku euro zástrčky, avšak tvarované zástrčky nikoliv? Průměr dotekových kolíků u tvarované zástrčky dosahuje 4,8 mm, zatímco u euro zástrčky jsou to pouhé 4 mm. Ve švýcarském systému lze používat pouze kontakt s průměrem 4 mm. Jakým způsobem jsou v USA zástrčky se dvěma kolíky chráněny před změnou polarity? U zástrček se dvěma kolíky je jeden z kontaktů, přesněji neutrální vodič, o něco silnější než ten druhý. Z jakého důvodu jsou oba ploché kontakty u zástrček se třemi kolíky v USA stejně silné, od zástrček se dvěma kolíky? Zástrčky se třemi kolíky jsou již před změnou polarity chráněné tím, že mají třetí (ochranný) kontakt. Adaptéry umožňují používat zástrčky se zásuvkami různých systémů. Čeho s jednoduchými adaptéry nelze dosáhnout? Jednoduché adaptéry nedokážou převádět napětí působící na zásuvku. Dále lze diskutovat o normě IEC 60906-1, případně o výhodách a nevýhodách systémů v různých zemích. Měla by být demonstrována funkce ochranných krytů na zásuvkách, které zabraňují přímému kontaktu s vodiči. 2
Cvičení 3 Do jakých teplot je povoleno používání nezahřívajících se zásuvek? Nezahřívající se zásuvky se mohou používat pro teploty až do 70 C na dotekových kolících. Jaká opatření zabraňují zapojení zástrček pro střední a vysoké teploty do zdvojovačů pro nezahřívající se přístroje? Zástrčky pro střední teplotní kategorii lze zapojit do rozdvojovačů, které mají na spodní straně půlkruhový obrys. Pro vysokoteplotní zástrčky jsou třeba zdvojovače se dvěma tvarovými odlišnostmi na horní straně. Z jakého důvodu je ochrana před změnou polarity u nezahřívajících se zástrček bezvýznamná? Ochrana před změnou polarity ztrácí smysl, pokud se na druhé straně spojovacího kabelu nenachází zástrčka chráněná před změnou polarity, jako v případě rázu vzdorné zástrčky. Jaký je maximální povolený proud pro zástrčky pro malé přístroje? Zástrčky pro malé přístroje mohou vést proud do 2,5 A. Jak se označují patice vláknových žárovek používaných v domácnosti? Vláknové žárovky používané v domácnosti mají patici E27. Často se používá také menší patice E14. Jak se označují objímky používané pro vysokonapěťové halogenové s reflektorem? Objímky používané pro vysokonapěťové halogenové s reflektorem mají označení GU10. Co je důležitou výhodou lithiových baterií? Výhodou lithiových baterií je nízké samovybíjení, což zaručuje velmi dlouhou životnost. Dále lze hovořit o označení zásuvek určených pro speciální použití, jako jsou zásuvky na ochranu proti přepětí nebo pro napájení EDP zařízení. Taková zařízení mohou být chráněna před výpadky elektřiny prostřednictvím UPS, uninterrupted power supplies (nepřerušitelný zdroj energie). 3
2 Počítačová rozhraní Cvičení 4 Jaký je rozdíl mezi jednotkami Baud a bit/s? Baud je jednotka pro přenesené symboly za časovou jednotku. Jeden symbol se může skládat z několika bitů. Přenosová rychlost v bit/s je v tomto případě vyšší než baudová rychlost. Kolik bajtů má 1 kilobajt a 1 kibibajt? 1 kilobajt má 1000 bajtů. Předpona kilo odkazuje na decimální systém. Na druhé straně 1 kibibajt má 1024 bajtů. V tomto případě se používá binární číselný systém. Jaký je rozdíl mezi polovičním a úplným duplexním přenosem dat? Oba způsoby umožňují přenos dat ve dvou směrech, avšak pouze úplný duplexní systém podporuje současný obousměrný přenos dat. Poloviční duplexní systém umožňuje přenášet data pouze v jednom směru zároveň. Jakým způsobem je možné přizpůsobit 36 kontaktů konektoru kabelu tiskárny CENTRONICS 25 kontaktům D-Sub konektoru? Několik zemnících linek se slouží, což sníží celkový počet kontaktů. Jaký je rozdíl mezi portem tiskárny a portem scanneru u paralelního počítačového rozhraní? V případě tiskárny jsou data přenášena pouze jedním směrem, a to z počítače do tiskárny, zatímco mezi počítačem a scannerem probíhá přenos dat v obou směrech. K čemu slouží dongle? Dongle zaručuje, že bude možné používat pouze software s platnou licencí. Dále je možné demonstrovat problémy, které se mohou objevit u paralelního přenosu dat při vysokých rychlostech, přičemž se upozorní na polohu elektrických kabelů na desce s plošnými spoji. Vodiče musí mít stejnou délku. 4
Cvičení 5 Kolik zařízení zároveň může být připojeno k RS-232 portu? K RS-232 portu může být připojeno pouze jedno zařízení. Pro více zařízení je třeba více portů. Co je třeba nastavit u obou komunikačních partnerů v sériovém rozhraní? Kromě přenosové rychlosti je nezbytné určit počet stopbitů, a zda se použije paritní bit nebo ne. Startovací bit je povinný. Proč je skutečná přenosová rychlost dat nižší než teoreticky možná rychlost? Kromě skutečně použitelných dat musejí být přenášeny i jiné bity, jako jsou startovací bity a stopbity. To snižuje skutečnou přenosovou rychlost dat. Co znamenají označení TxD a RxD u sériového přenosu dat? Označení TxD znamená Transmit Data (vysílaná data) a označuje porty, které odesílají data. Obdobně je RxD označením pro Receive Data (přijímaná data) a jedná se o porty, které data přijímají. Co je to nulový modemový kabel? Na rozdíl od běžných modemových kabelů je nulový modelový kabel křížový. To umožňuje zřídit přímé spojení mezi dvěma počítači za účelem výměny dat. PS/2 porty pro myš a pro klávesnici by se neměly zaměňovat. Proč? Protokoly datového přenosu jsou pro myš a pro klávesnici různé. Je tudíž možné odesílat data klávesnici, například pro rozsvícení kontrolek LED. Sériová rozhraní nabízejí mnoho dalších aspektů k diskuzi. Může se například zmínit přenos dat využívající okraje signálu, jako je tomu u Manchester kódu. Dalším možným tématem je ASCII kód a možné skupiny symbolů, které mohou být přenášeny v blocích po sedmi nebo osmi bitech. 5