디지털공학실험 10장 가구공장(예비)

소개글

디지털공학실험 10장 가구공장(예비)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

■ 실험 목표

■ 사용 부품

■ 관련이론

■ 실험 순서

♠ 참고 자료 ♠

본문내용

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실험자가 결정하는 부품
■ 관련이론
일반적인 제어 시스템에서는 미래의 변경사항을 구현하는데 융통성을 제공하기 위해 정교한 프로그램-가능 제어기들을 사용한다. 하지만 매우 간단한 시스템들 경우에는 영구적 방식으로 시스템을 설계할 수도 있다. 이번 실험에서 설정한 과제는 제한된 숫자의 입력과 출력을 갖는 조합논리 문제에 대해 자신의 설계, 검증 및 보고서 작성에 대한 기술을 시험해 볼 기회를 제공하는 간단한 시스템이다.
■ 실험 순서
문제의 가구공장에서는 새로운 제어 논리를 사용하여 기존의 정원용 의자 생산라인을 자동화하고 싶어한다. 여러분들의 과제는 이 시스템의 설계를 완료하고 실제로 구성하여 시험한 후 부사장님에게 공식 보고서를 제출하는 것이다. 여러분들은 4개의 모터( 윤활유, 컨베이어, 티톱(band saw), 가로톱(cross-cut saw) 각각을 제어하기 위한 논리를 설계해야 하낟. 문제의 단순화를 위해, 모터가 ON되어야 할 때 LED가 ON되도록 하여 LED가 모터를 대신하도록한다. 모터들은 다음의 ‘작동 요구사항’ 에 주어진 규칙에 따르는 4개의 스위치 ()에 의해 제어된다. 예를 보여주기 위해 윤활유 모터의 설계는 이미 완료해 놓았다.
■ 시스템의 기본적 동작
이 시스템은 그림 10-1의 블록 다이어그램에 나타낸 것과 같이 컨베이어 윤활유 펌프, 컨베이어 모터, 가로톱 모터와 티톱 모터를 제어하기 위해, 4개의 수동 ON/OFF 스위치, 제어논리, 그리고 모터구동용 인터페이스 하나를 사용한다. 이 시스템 응용 문제의 초점은 시스템의 제어 논리 부분이다.
■ 작동 요구사항
스위치 은 윤활유 펌프용 모터 을 제어한다. 스위치 는 컨베이어 모터 를 제어한다. 스위치 는 티톱 모터 를 제어한다. 스위치 는 가로톱 모터 를 제어한다.
컨베이어가 ON되어 있을 때에는 컨베이어에 윤활유를 공급하는 모터 이 ON되어 있어야 한다. 컨베이어를 구동하는 모터 는 스위치 과 가 모두 ON될 때에만 ON된다. 티톱용 모터 는 가 ON될 때 ON되고, 가로톱 모터 는 가 ON될 때 ON된다. 티톱 모터와 가로톱 모터에는 윤활유 공급이 필요 없지만 이들은 동시에 ON되면 안 된다. 만약 와 가 동시에 ON될 경우에는 컨베이어와 윤활유용 모터를 포함하여 시스템은 완전히 꺼져야 한다(shut down). 또한 가로톱과 컨베이어는 동시에 ON될 수 없다. 설계하고자 하는 제어 논리의 목적은 스위치들이 잘못 작동될 경우에도 허용치 않는 조건이 발생하는 것을 방지하도록 모터들을 제어하는 것이다.
■ 제어 논리에 대한 진리표
표 10-1은 앞에 서술한 조건들을 기준으로 스위치와 모터들의 상태를 보여주는 진리표이다. 논리 1은 ON 상태를 나타내고 논리 0은 OFF 상태를 나타낸다. 4개의 스위치가 있으므로 스위치의 가능한 ON/OFF 조합은 16개이고, 그 결과 모터들에 대해서도 16개의 가능한 ON/OFF 조합이 있다. 스위치의 상태는 입력변수이고 모터의 상태는 출력변수이다. 이 경우 허용치 않는 조건은 ‘don't care'(X)가 아니다. 대신에, 이러한 조건들은 발생해서는 안 되며 만약 발생한다면 시스템은 꺼져야 한다.
■ 제어 논리의 설계
각각의 모터에 하나씩, 4개의 독립된 논리회로가 있어야 한다. 윤활유 펌프용 모터에 대한 논리가 한 예로서 설계되어 있다. 첫 단계는 진리표의 데이터를 Karnaugh 맵으로 옮기고 SOP 표현식을 구하는 것이다.
스위치 변수 는 맵 변수이고 의 상태는 그림 10-2(a)에 보인 것과 같이 작성되고 그룹지어진다. 도충되는 윤활유 펌프 모터용 논리에 대한 SOP 표현식은 그림 10-2(b)에 보인 NAND로 구현된다. 출력은 LED로 표현되며, LED는 LOW에 의해 작동되므로 에는 인버터를 추가하였다. 설계를 완성하여 보고서에 회로를 제시하라. 시작을 돕기 위해 보거서에 빈 Karnaugh 맵을 그려 놓았다. 설계를 완료한 후 회로를 구성하고 시험한 후 결과를 요약하라.
♠ 참고 자료 ♠
▶ 회로 설계 해보기
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키워드

디지털공학,   디지털공학실험,   가구공장