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1 Dokumentation Teilmechatronisches System MTK04 1

2 nhaltsverzeichnis: 1. Aufgabenstellung... Seite 3. Weg-Schritt-Diagramm... Seite 4 3. Stromlaufplan... Seite 5 4. Netzwerkberechnung... Seite 6 5. Stromversorgung... Seite 8 6. Leiterkartenplan... Seite Verbindungsplan... Seite Pneumatikplan... Seite Stückliste...Seite Funktionsanalyse... Seite 16

3 Aufgabenstellung Ein pneumatischer Zylinder soll nach betätigen eines Tasters in die vordere Endlage fahren und nach weiteren etätigung eines zweiten Tasters zurück in die hintere Endlage fahren. eide Endlagenzustände sollen mit LEDs angezeigt werden. Der Elektromagnet des zu verwendenden 5/ Wegeventils mit Federrückstellung soll mit elais (Schütz) gesteuert werden. Die elais (das Schütz) sollen mit Transistoren angesteuert werden. Es ist eine Stromversorgung des teilmechatronischen Systems zu entwerfen. Folgende Dokumentationsunterlagen sind zu entwerfen: 1. Weg-Schrittdiagramm. Stromlaufplan einschließlich Transistorberechnung und sonstigen erechnungen 3. Leiterkartenplan (Entwurf, Leiterseite, estückungsseite) 4. Verbindungsplan 5. Stückliste 6. Funktionsanalyse Das teilmechatronische System ist nach den von hnen erstellten Dokumentationsunterlagen zu bauen, in etrieb zu nehmen und anschließend dem Ausbilder(Kunden) zu präsentieren und in etrieb zu nehmen. 3

4 4

5 5

6 Netzwerkberechnung geg.) 4V CE 0,1V E 0,7V S3 300Ω S4 750Ω Lös.) V1: ' C C S 3 S 3 0,08A 0,001A 80mA 1mA Übersteuerungsfaktor 3 ' 3mA P tot C * 0,5W gewählt: SD 337C 1 : P ,8kΩ 0,07W gewählt: E4 7,5kΩ 6

7 V: C C S 4 S 4 0,03A 0,0004A 3mA 400µ A Übersteuerung 3 : 100µ A P tot C * 0,19W gewählt: SC37 C : P tot C * 19,4kΩ 0,03W gewählt: E4 1,8kΩ V 3 /V 4 : F F 10mA,6V P 1/ tot F 1/ F F,14 kω 0,14W gewählt: E4,0kΩ 7

8 8

9 9

10 Leiterkarte (Entwurf) 10

11 Leiterkarte (estückungsseite) 11

12 Leiterkarte (Leiterseite) 1

13 13

14 14

15 Stückliste Pos. Menge ME ezeichnung 1 1 Stk 5/ Wege Ventil 75 Stk Aderendhülsen 3 1 Stk edienfeld 4 14 Stk efestigungen für Kabelbinder 5 0,5 m lankdraht 0,8mm 6 10 Stk rücke er 7 1 Stk rücke 4er 8 1 Stk rücke 5er 9 1 Stk Diode D1 100V 10 1 Stk Diode V3 VQA 6 grün, grün klar, 11 1 Stk Diode V4 VQA 16 TSN-rot, rot-klar, 1 0,5 m Draht isoliert 0,8mm 13 Stk Drosselrückschlagventil 14 1 Stk Europlatine für Stecker nach DN4161 Punktraster 15 1 Stk nnenimbus-schraube M Stk Kabelbinder 17 1 Stk Kabelkanal 18 3 Stk Klemmen 19 0,5 m Lötzinn 0 Stk Magnetsenor 1 1 Stk Montageboard 1 Stk Montierschiene 100mm 3 1 Stk Montierschiene 50mm 4 14 Skt Mutter M3 5 4 Stk Mutter M4 6 1 Stk Mutter M6 7 1 Stk Netztransformator 8 0,5 m Pneumatikschlauch 9 1 Stk Pneumatikzylinder 30 3 Stk elais 4V 31 4 Stk Schlitzschraube M Stk Schlitzschraube M Stk Schütz 4V 34 1 Stk Standardstromversorungsplatine EE88 35 Stk Steckhalterungen für Leiterkarten 36 Stk Taster 37 1 Stk Transistor V1 SD Stk Transistor V SC Stk nterlegscheibe M Stk nterlegscheibe M4 41 Stk nterlegscheibe M6 4 5 m Verbindungskabel isoliert blau 1,5mm 43 Stk Widerstand 1/ E4,0kOhm 0,50W 44 1 Stk Widerstand b1 E4 7,5kOhm 0,50W 45 1 Stk Widerstand b E4 1,8kOhm 0,50W 15

16 Funktionsanalyse Das System arbeitet auf asis einer 4V Gleichspannung. Diese Spannung wird von dem Netztransformator (X3) und der Standardstromversorgungsplatine (X4), welche die Gleichrichtung vornimmt, hergestellt. Liegt der Kolben des Pneumatikzylinders in der hinteren Endlage (eingefahrener Zustand), so schaltet der Magnetsensor (1) das elais (K1). Der Schließer 3/4 der elais(k1) schließt den Stromzweig (1) mit der Leuchtdiode (V3) und dem Vorwiderstand (1). Die Diode leuchtet auf. Der Schließer 13/14 schließt die Verbindung zwischen Taster (S1) und dem etriebspotential (+4V-). Wird der Taster (S1) betätigt, steuert der Transistor (V1) durch und schaltet das Schütz (K3/X5). Der Schließer 13/14 des Schützes erzeugt durch eine Überbrückung des Taster (S1) und dem Schließer des elais (K1) eine Selbsthaltung. Der Schließer 33/34 schaltet das 5/ Wegeventil(1Y1), welches den Pneumatikkolben(1A) ausfahren lässt. Die Ausfahrgeschwindigkeit des Kolbens wird durch das Drosselrückschlagventil (1V1) gegrenzt. Verlässt der Kolben die hintere Endlage, fällt das elais (K1) ab und die Leuchtdiode (V3) erlischt. Liegt der Kolben des Pneumatikzylinders in der vorderen Endlage (ausgefahrener Zustand), so schaltet der Magnetsensor () das elais(k). Der Schließer 3/4 des elais(k) schließt den Stromzweig(13) mit der Leuchtdiode (V4) und dem Vorwiderstand (). Die Diode leuchtet auf. Der Schließer 13/14 schließt die Verbindung zwischen Taster (S) und dem etriebspotential (+4V-). Wird der Taster (S) betätig, steuert der Transistor(V) durch und schaltet das elais (K4). Der Öffner 11/1 des elais (K4) öffnet den Stromzweig (6), der Transistor(V1) wird damit gesperrt. Das Schütz (K3/X5) fällt ab, die Selbsthaltung wird aufgehoben und das 5/ Wegeventil(1Y1) schaltet ab. Das Federrückgesteuerte Ventil lässt den Pneumatikkolben (1A) wieder einfahren. Die Einfahrgeschwindigkeit des Kolbens wird durch das Drosselrückschlagventil (1V) begrenzt. Verlässt der Kolben die vordere Endlage, fällt das elais(k) ab und die Leuchtdiode(V4) erlischt. m eine Zerstörung des Transistors (V) durch das ückschalten des elais(k4) zu verhindern, wird das elais(k4) parallel zu einer in Sperrrichtung betriebenen Diode(D1) geschaltet. Die Diode begrenzt somit die Spannung die, durch das Schalten des elais(k4), auf den Transistor(V) rückwirkt. 16

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