Villanyszerelők Lapja

Nem csak villanyszerelőknek

Analóg vagy digitális?

Irányítástechnikai hétköznapok II.

2010. július 8. | Porempovics József |  2936 | |

Az alábbi tartalom archív, 9 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A cikksorozat második részénél – megtartva az előző cikk felépítését – az elkezdett elméleti rész folytatásaként felfrissítünk néhány fogalmat, majd a gondolatébresztő apró kapcsolások, ötletek következnek.

Vezérlés- és szabályozástechnikai alkalmazásainkban legtöbbször villamos jeleket (feszültség, áram) használunk, amelyek a számunkra szükséges információkat, adatokat hordozzák, pl. a feszültség folyamatos változása vagy egyszerűen csak a „van feszültség/nincs feszültség” állapotok. A jelek életünk nélkülözhetetlen részei, melyeket igényeink szerint mérünk, átalakítunk és feldolgozunk.

Két fő csoportot különböztethetünk meg:
analóg és digitális jeleket. Mindennapi életünk során lépten-nyomon belebotlunk a két fogalomba, ma már elsősorban a digitális elnevezésbe. Az analóg vagy digitális szavakat a hétköznapi életben használva főleg a készülék működésére értjük és ha nincs rajta valamilyen karaktereket megjelenítő kijelző, akkor nem is tekintjük igazán digitálisnak az adott készüléket. Sajnos sok esetben tévesen használva halljuk őket, valószínűleg a pontatlan ismeretek miatt, de előfordul, hogy az analóg és digitális tulajdonságok összemosódása kelt bizonytalanságot. Pl. egy mutatókkal rendelkező órára kapásból rámondjuk, hogy analóg, miközben az elemcseréhez szétszedve kvarckristályt találunk benne, ami egyértelműen a digitális működésre utal.

Az ismeretek frissítéseként nézzük a konkrét értelmezéseket.
– Az analóg jel időben és amplitúdóban folytonos (1. ábra, piros görbe), két értékhatár között bármilyen értéket felvehet, és végtelen számú értéke lehet. Az analóg jel folytonos, tehát a reális értelmezési tartományában minden időpillanatban rendelkezik értékkel. Pl. a hőmérséklet változása egy analóg folyamat. A 230 V-os villamos hálózat 50 Hz-es feszültségjele egy időben állandóan változó (szinuszosan) analóg jel. Egy mikrofon által továbbított hang szintén analóg, és a mágnesszalagra rögzítve az is marad… amíg át nem alakítjuk (A/D átalakítás) a ma használatos digitális adatok folyamára (pl. wav, mp3 fájlok)! Hogy miért kell átalakítani? Nem csak azért, mert ma már szinte csak digitális eszközöket lehet kapni, hanem azért is, mert a mai világ hatalmas adatmennyiségét szinte lehetetlen lenne tárolni vagy feldolgozni analóg formában – már a saját otthonunkban is!

1. ábra 2. ábra

– A digitális jelek két értékhatár között véges számú, diszkrét (nem folytonos), egymástól jól elkülöníthető, sok, de megszámlálható értéket vehetnek fel (1. ábra). Az ilyen jelek változása ugrásszerű. Látható, hogy az oszlopok felső vonalai nem teljesen követik az eredeti analóg jel változásait. Az oszlopok gyakoriságát, az úgynevezett mintavételt növelve ugyanebben a tartományban egyre inkább megközelítjük az eredeti analóg jelet (2. ábra).

Ebben a megközelítésben az egyszerű, másodpercmutatóval rendelkező rugós óra is digitális jelnek tekinthető, hiszen másodpercről-másodpercre ugrik, nem reálisan mutatva a kettő közötti értékeket (amire egyébként nincs is szükségünk), viszont analóg működésű, mert egy rugó folytonos feszítő ereje mozgatja.

A digitális jel legfontosabb és legelterjedtebb típusa a bináris (kettes számrendszerbeli) jel, mely nevéből is adódóan két értéket, állapotot vehet fel: „0” (nulla) vagy „1” (egy). Ez egyben az számítástechnikában is használt „bit”, mely az információ alapegységeként is ismert. Az analóg-digitális konverzió pontossága nem csak a fent említett mintavételi gyakoriságtól függ, hanem többek között attól is, hogy hány helyértékes (hány bites) bináris számmal írjuk azt le, de ezt itt most nem részletezzük.

A kétállapotú jeleket az elektronikában feszültségszintek képviselik: leegyszerűsítve a feszültségmentes állapot a „0” bitet, a feszültség alatti állapot pedig az „1” bitet reprezentálja, de más elnevezések is használatosak (lásd a táblázatot):

A vezérléstechnikában is nélkülözhetetlen digitális technika alapjai a logikai kapcsolatok, függvények, melyeket a napi gyakorlatban is használunk, amikor pl. relé kontaktusok összekötésével alakítunk ki egy-egy működést. A legegyszerűbb öntartó relé kapcsolásnál a bekapcsoló nyomógombbal párhuzamosan kötött relé kontaktus pl. logikai VAGY kapcsolatot valósít meg, azaz VAGY a gomb VAGY a relé érintkezője adja a relé tápfeszültségét, tehát, ha bármelyik relé érintkezője zárt, jel van a kimeneten. Másik alap logikai összefüggés az ÉS kapcsolat, melyet a relé érintkezők sorba kötésével alakítunk ki, jelentése pedig: csak akkor van jel a kimeneten, ha mindkét relé érintkezője, „A” ÉS „B” zárt (3a, 3b. ábra).

3a. ábra
 
3b ábra
 

A különböző vezérléstechnikai relék használatakor nagyon fontos részlet az indító (START; „S”) bemenetek működése, azaz az úgynevezett élvezérlés értelmezése.

Az alábbi kapcsolás két szellőztetőmotor váltott működését vezérli kis szünetekkel.

 

A váltott működés a motorok kímélése miatt lehet szükséges, de felhasználható kétirányú mozgatásra is. A két motort működési és szünet időtartama azonos, melyeket az aszimmetrikus ütemadó biztosít . Léteznek olyan típusú ütemadók is, melyeknél a finom időbeállításokat nem csavarhúzóval, hanem külső potenciométerrel lehet elvégezni, ezzel könnyen átállíthatók az igényelt időtartamok.

Az ütemadó bontó érintkezője az impulzusrelé On/off bemenetével van összekötve, az itt megjelenő feszültség felfutó éle váltja az impulzusrelé állapotát, tehát t1+t2 időnként kapcsol át. Mivel az impulzusrelé váltóérintkezőjének közös pontja az ütemadó reléjének záró érintkezőjéről kapja a feszültséget, ezért az impulzusrelé bármelyik érintkezőjén csak t1 ideig jelenhet meg feszültség. Az egyik kimenetet tulajdonképpen az ütemadó is vezérelhetné, de a feszültség másik kimenetre kapcsolásához mindenképpen kell egy átváltó relé. A „Bal” és „Jobb” jelű kimenetek természetesen mágneskapcsolót vezérelhetnek.

A vezérlés bizonyára másként is megoldható, talán ettől egyszerűbben is. Továbbra is várjuk a szerkesztőségbe ötleteiket, kérdéseiket, más megoldásukat. Köszönöm a figyelmet!


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem