Prepariamo il sistema di controllo parte 1

Dopo aver parlato di sensori, un passo di fondamentale importanza prima di passare al controllo è l’adattamento del segnale.

In effetti non sempre il segnale in uscita dal sensore può essere usato direttamente ai fini del controllo.

Se l’architettura di controllo richiede in ingresso segnali particolari, eventualmente non compatibili con i segnali di uscita dei sensori, dobbiamo costruire una rete di adattamento.

Lo schema seguito è il seguente:

 

I primi componenti incontrati sono degli amplificatori di adattamento, seguiti da un sistema di filtraggio e infine da un dispositivo di conversione analogico digitale.

In uscita dal controllore possiamo ritrovare un convertitore digitale analogico, un ulteriore sistema di filtraggio e amplificazione.

Come prima cosa andiamo ad analizzare la rete di ingresso.

Il primo blocco di adattamento solitamente possiede una configurazione  di amplificatori operazionali, che ha l’obbiettivo di amplificare il segnale o trasformargli la dinamica.

Ad esempio se il livello di segnale del sensore è molto debole, e il controllore per poter operare ha bisogno di un segnale abbastanza elevato, allora si possono utilizzare un serie di amplificatori di guadagno che portino il segnale del sensore ad un livello di ampiezza opportuno.

Superata la fase di amplificazione, incontriamo la fase di filtraggio dove andiamo a definire la banda di funzionamento della nostra acquisizione .

A termine della cascata di acquisizione c’è l organo adibito alla realizzazione della conversione: Il convertitore analogico/digitale.

Il convertitore analogico/digitale è l’organo della catena da salvaguardare insieme all’organo di controllo stesso.  Esistono diverse tipologie di convertitori, la scelta di quale tecnologia utilizzare viene basata sulla rapidità di conversione e sulla complessità.

Dato che nella catena di compensazione l’organo più costoso è proprio il dispositivo di conversione, potrà essere utilizzato come risorsa condivisa, da più segnali d’ingresso utilizzando un multiplexer.

Al termine del blocco d’ingresso il segnale in uscita sarà un segnale prettamente digitale che sarà dato in ingresso al sistema di controllo.

Lo sforzo di controllo in uscita sarà a sua volta riconvertito per poter pilotare il sistema di attuatori preposti all’azionamento.

Di conseguenza verrà ripercorso lo stesso schema d’ingresso ad eccezione del convertitore che questa volta sarà un convertitore D/A.

Questo breve articolo è una piccola introduzione alla costruzione di un anello di controllo.

Le successive parti (2 -3 – 4) saranno dedicate alla realizzazione di un sistema di filtraggio e di un particolare tipo di convertitori D/A e A/D.

Non perdetele alla prossima!

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Vincenzo Cicogna
Editore e autore di questo blog di notte, sviluppatore software per sistemi embedded di giorno, passa il suo tempo a dilettarsi ed approfondire le dinamiche del mondo.
Appassionato di droni e tuttala, si diletta di tanto in tanto a scattare qualche foto in giro per il mondo o a leggere qualche libro.
Ama viaggiare, fotografare e condividere le sue produzioni.
By Vincenzo Cicogna | ottobre 3rd, 2012 | LEAVE A COMMENT