<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Modern Technologies and Scientific and Technological Progress</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Modern Technologies and Scientific and Technological Progress</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>современные технологии и научно-технический прогресс</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2686-9896</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">50115</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.36629/2686-9896-2022-1-129-130</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>ТЕХНИЧЕСКАЯ КИБЕРНЕТИКА</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>TECHNICAL CYBERNETICS</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>ТЕХНИЧЕСКАЯ КИБЕРНЕТИКА</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">ANALYSIS OF THE POSSIBILITY OF APPLICATION OF MICROCONTROLLERS FOR MEASURING THE ANGULAR VELOCITY OF THE SHAFT OF PISTON MACHINES</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ВАЛА ПОРШНЕВЫХ МАШИН</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Лаврик</surname>
       <given-names>Александр Александрович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Lavrik</surname>
       <given-names>Aleksandr Aleksandrovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Эльхутов</surname>
       <given-names>Сергей Николаевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>El'hutov</surname>
       <given-names>Sergey Nikolaevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">ФГБОУ ВО &quot;Ангарский государственный технический университет&quot;</institution>
     <country>RU</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Federal State Funded Educational Establishment of Higher Education «Angarsk State Technical University»</institution>
     <country>RU</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2022-05-16T08:52:11+03:00">
    <day>16</day>
    <month>05</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2022-05-16T08:52:11+03:00">
    <day>16</day>
    <month>05</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <volume>2022</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>129</fpage>
   <lpage>130</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2022-05-04T00:00:00+03:00">
     <day>04</day>
     <month>05</month>
     <year>2022</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://angtu.editorum.ru/en/nauka/article/50115/view">https://angtu.editorum.ru/en/nauka/article/50115/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Рассмотрена возможность применения популярных микроконтроллеров для оценки технического состояния поршневых машин по изменению угловой скорости вала</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The possibility of using popular microcontrollers to assess the technical condition of reciprocating machines by changing the angular velocity of the shaft is considered</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>Микроконтроллер</kwd>
    <kwd>угловая скорость</kwd>
    <kwd>оперативная память</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>Microcontroller</kwd>
    <kwd>angular velocity</kwd>
    <kwd>RAM</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Одним из главных вопросов эксплуатации промышленного оборудования является своевременная оценка его технического состояния. Оперативные данные о возникновении и развитии дефекта позволяют осуществить своевременную остановку и проведение профилактических работ. Одним из способов получения данных о состоянии поршневых машин является контроль изменений угловой скорости вращения вала, для реализации которого требуется применение высокопроизводительного микроконтроллера, способного получать и обрабатывать большой объём данных, поступающих с энкодера. В настоящее время промышленностью представлены различные варианты микроконтроллеров с разными техническими характеристиками и, в связи с этим, проведение анализа возможности применения различных микроконтроллеров для измерения изменений угловой скорости вращения вала является актуальным.На сегодняшний день можно выделить три распространённых семейства микроконтроллеров. Это микроконтроллеры AVR, STM, ESP32. Применение каждого семейства должно опираться на потребности метода оценки и технические возможности самих микроконтроллеров.Первым рассматриваемым контроллером является ATmega 2560. Основой платформы является 8-битный микроконтроллер семейства AVR тактовая частота которого равна 16 МГц. Для хранения данных используются 256 Кбайт Flash-памяти и 4 Кбайт энергонезависимой памяти EEPROM. Объём оперативной памяти равен 8 килобайтам [1].Исходя из анализа доступности и цены подходящим вариантом из семейства STM32 является микроконтроллер STM32F407VGT6 который построен на базе 32-битного ядра ARM Cortex M4. Микроконтроллер обладает тактовой частотой 168 МГц, 1 Мбайт Flash-памяти, и 192 Кбайт оперативной памяти [2].Микроконтроллер ESP32 построен на базе двухъядерного 32-разрядного процессора с поддержкой работы на тактовой частоте 160 или 240 МГц. Объём Flash-памяти составляет 4 Мбайт, а оперативной памяти 520 Кбайт. Микроконтроллер поддерживает беспроводную передачу данных по технологиям Wi-Fi и Bluetooth [3].Для измерения угловой скорости используется абсолютный магнитный энкодер AS5048a, работа которого основана на эффекте Холла. Данные с энкодера передаются по интерфейсу SPI, поэтому первым требованием к микроконтроллеру является поддержка подключения периферии по этому интерфейсу.Вторым требованием является достаточный объём оперативной памяти для получения, обработки и хранения данных, получаемых с энкодера. Исходя из разрешения AS5048a и количества оборотов вала, необходимых для проведения точной оценки состояния контролируемого объекта, выявлено, что минимальный объём оперативной памяти должен составлять 64 Кбайт. Исходя из этого объёма памяти, можно сделать вывод, что применение микроконтроллера ATmega 2560 невозможно в виду недостаточного объёма оперативной памяти. Использование контроллеров STM32 и ESP32 допускается потому, что первый имеет 192 Кбайт оперативной памяти, а второй - 512 Кбайт.Еще одним критерием, влияющим на выбор микроконтроллера, является его доступность на рынке и цена. Если брать во внимание актуальные на данный момент розничные цены на микроконтроллеры, то стоимость ATmega2560 составляет 2500 ₽, а STM32 и ESP32 4000 ₽ и 1940 ₽ соответственно.Важной частью выбора микроконтроллера является доступность среды программирования и наличие вспомогательных библиотек для работы с магнитным энкодером. Все рассмотренные микроконтроллеры имеют возможность подключения AS5048a, однако для STM32 существует проблема малого количества информации о работе с энкодером. Стоит отметить, что по сравнению с STM32 контроллеры ATmega 2560 и ESP32 имеют достаточно простую конфигурацию и настройку портов подключения, и возможность работы со средой Arduino IDE.Проведённый выше сравнительный анализ позволяет сделать выбор в пользу микроконтроллера ESP32.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Блум Д. Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшеб-ства. - СПб: БХВ-Петербурr, 2015. - 336 с ; - ISBN 978-5-9775-3585- 4. - Текст : непосредственный.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Blum D. Izuchaem Arduino: instrumenty i metody tehnicheskogo volsheb-stva. - SPb: BHV-Peterburr, 2015. - 336 s ; - ISBN 978-5-9775-3585- 4. - Tekst : neposredstvennyy.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бугаев В.И., Мусиенко М.П., Крайнык Я.М. Лабораторный практикум для изучения микроконтроллеров архитектуры ARM Cortex-M4 на базе отладочно-го модуля STM32F4 Discovery - Москва-Николаев: МФТИ-ЧГУ, 2013 - 71 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bugaev V.I., Musienko M.P., Kraynyk Ya.M. Laboratornyy praktikum dlya izucheniya mikrokontrollerov arhitektury ARM Cortex-M4 na baze otladochno-go modulya STM32F4 Discovery - Moskva-Nikolaev: MFTI-ChGU, 2013 - 71 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Момот М.В. Мобильные роботы на базе ESP32 в среде Arduino IDE. - СПб: БХВ-Петербурr, 2020. - 272 с ; - ISBN 978-5-9775-6647-6. - Текст : непо-средственный.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Momot M.V. Mobil'nye roboty na baze ESP32 v srede Arduino IDE. - SPb: BHV-Peterburr, 2020. - 272 s ; - ISBN 978-5-9775-6647-6. - Tekst : nepo-sredstvennyy.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
