Ж. М. Адилов академик, доктор экономических наук, профессор

●
 Технические науки 
 
                                                    
№2 2014 Вестник КазНТУ  
                    
132 
Композиттің  механикалық  бағыты  элементтің  және  матрицаның  қасиеттерінің,  сонымен  қатар 
олардың  арасындағы  байланыстың  беріктігінің  қатынасымен  анықталады.  Материалдың  тиімділігі 
мен  жұмысқа  қабілеттілігі  бастапқы  компонеттерін  дұрыс  таңдауға  және  олардың  бастапқы 
сипаттамаларын  сақтап  қалу  үшін  компоненттер  арасындағы  берік  байланысты  қамтамасыз  ететін 
бірге қолдану технологиясына байланысты.  
Композиттік  материалдардың  қолданыс  аймағы  өте  кең  жәнедәнекерлегіштерде  де  кеңінен 
қолданыс  тапқан.  Соңғы  жылдарда  мұндай  дәнекерлегіштер  көптеп  сұранысқа  ие  болып  жүр.  Ең 
алғашқы дәнекерлегіштер АҚШ, Жапония, Ресей секілді мемлекеттерде кеңінен қолданыс алған[1]. 
Бұл  дәнекерлегіштердің  бұған  дейінгі  қолданыста  болып  келген  дәнекерлегіштерден 
артықшылығы  -  заманауи  талаптарға  сай,  тоқ  күшін  аз  қолданатын,  қуат  көзімен  жұмыс  істейтін, 
сымсыз [2]. 
Бұл 
жұмыста 
композиттік 
материалдан 
жасалған 
дәнекерлегіштердің 
көмегімен 
қыздырғыштың  температурасын  басқаратын  жүйені  модельдеу  жүзеге  асырылды  (1-сурет).Бұл 
бағдарлама  арқылы  микроконтроллер  берілген  тапсырманы  нақты  етіп  орындай  алады. 
Микроконтроллері  бар  арнайы  микросұлбаларды  қолдану  қыздырғыштың  температурасын  қолайлы 
және функционалдық сұлбасын алуға мүмкіндік береді. 
 
 
1-сурет. Композиттік материалдағы қыздырғыштың температурасын басқарудың принципиалдық сұлбасы 
 
Композиттік  материалдағы  қыздырғыштың  температурасын  микроконтроллерін  басқару  үшін 
Basic Compiler көмегімен құралған, арнайы Proton IDE тілінде жазылған бағдарлама келтірілген: 
 
Device = 16F877А; Қолданылып отырған микроконтроллер 
Xtal = 4   ; Осциллятор жиілігі 4 МГц 
;----------- ЖКИ-ге қосуды келтіру -------------------------- 
Declare  LCD_Type ALPHA   ; ЖКИ  түрі - әріптік -сандық 
Declare  LCD_DTPin  PORTB.4   ; ЖКИ портының деректері 
Declare  LCD_ENPin  PORTB.3   ; E сызығымен басқару 
Declare  LCD_RSPin  PORTB.2   ; RS сызығымен басқару 
Declare  LCD_Interface  4   ; Деректер шинасын ажырату 
Declare  LCD_CommandUs  2000   ; Команданы  жіберу алдындағы кешігу 

●
 Техникалық ғылымдар 
 
ҚазҰТУ хабаршысы №2 2014  
 
133
Declare  LCD_DataUs  50   ; Деректерді  жіберу алдындағы кешігу 
Declare  LCD_Lines   4   ; ЖКИ тармағының саны 
;-------------------------- Порттарды икемдеу-------------------------- 
'Declare  PORTB_PULLUPS = OFF   ;  PORTB-ғы тарту резисторларын өшіру 
Declare  All_Digital = On   ; Барлық порттарды сандық кіріс/шығыс етіп орнату 
;----------------- Арнайы тағайындалған регисторлар----------------- 
 TRISA = %00000011 
     ' RA0,RA1 кіріс, RА2...RА5 шығыс 
 TRISC = %00000000       ' RC2  шығыс  ШИМ                                               
;-------------------------------- Ауыстыру жарнамасы ---------------------------- 
Dim Tout As Byte 
Dim T_ As Float 
Symbol SB1 = PORTA.0 
Symbol SB2 = PORTA.1 
Dim N As Byte 
'-------------------------------Инициализация--------------------------------------- 
init:  
Tout = 0 
;------------------------ Негізгі бағдарлама----------------------- 
main: 
'cls 
'HT' 1, Tout, 2000 
T_ = Tout / 2.55 
Print At 1, 1, "t", Dec3 Tout 
Print At 2, 1, "tout=", Dec1 T_ , "%" 
If SB1 = 0 Then DelayMS 100: N = N + 1 
If N >= 254 Then N = 254 
If SB2 = 0 Then DelayMS 100: N = N - 1: If N = 255 Then N = 0 
Tout = N 
DelayMS 50 
GoTo main 
 End 
 
Mecanique компаниясында Proton IDE тілінде жазылған бағдарламаны қолдану, бағдарламаның 
жоғарғы жылдамдықта жұмыс істеуі мен интерфейсінің қарапайымдылығымен тиімді. 
Микроконтроллері  бар  сұлбалар  үшін  ең  қолайлы  моделдеу  ортасы  Proteus  пакетінің  ISIS 
(Сұлбаларды  Енгізудің  Интеллектуалды  Жүйесі)  болып  табылады  [3].  1-суретте  көрсетілген 
принципиалдық сұлба ISIS ортада жиналған. Ұқсас сұлбаны толығырақ математикалық анализ жасау 
үшін Matlab бағдарламасы қолайлы болып табылады [4].  
Прототипте  (1-сурет)  MicroChip  компаниясының  PIC16F877A  микроконтроллері  қолданылады 
[5].  Сұлбада  тактілі  жиіліктің  резонаторы  көрсетілмеген,  себебі  модельдеу  ортасында  тактілік 
жиілікті  қандай  құралдармен  қамтамасыз  ету  керектігін  бағдарлама  өзі  анықтайды.  L298  сұлбасы 
тұрақты тоқ қозғалтқышының драйвері болып табылады және қозғалтқышты басқаруды қамтамасыз 
етеді,  оның  қуаты  30Вт-тан  аспайды.  Шығарушы  завод  ұсынған  L298  микросұлбаның  блок 
диаграммасы  2-суретте  келтірілген
. 
L298  драйвері  PowerSO20  пакетінен  және  15-қорғасындық 
MULTIWATT-ғы  тұйықталған  бүтін  интегралдан  тұрады.Бұл  жоғарғы  күшейткіште,  үлкен  тоқта 
жұмыс  істейді.  Ол  қосу  жене  өшіру  құрылғысынан  тұратын  екі  кірісті  болып  келеді.  Резистордың 
сезімтал  бетін  байланыстыру  үшін  терминалдың  тиісті  беті  қолданылуы  мүмкін  және  төменгі 
транзистордағы  сәуле  шығарушы  кез  келген  көпір  бір-бірімен  байланысады.  Логиканың  төменгі 
күшейткіште жұмыс істеуі қосымша кіріс көзін қажет етеді [6]. 
 

●
 Технические науки 
 
                                                    
№2 2014 Вестник КазНТУ  
                    
134 
 
 
2-сурет. L298 драйвердің микросұлбасының блок диаграммасы 
 
Сондай-ақ,  композиттік  материалдағы  қыздырғыш  температурасымен  басқару  жүйесін 
модельдеу  кезінде  қыздырғыш  арқылы  біз  температураны  анықтаймыз.  Жұмыс  үрдісіндегі 
қыздырғыш моделі 3-суретте берілген. 
 
 
 
3-сурет. Жұмыс үрдісіндегі қыздырғыш моделі 

●
 Техникалық ғылымдар 
 
ҚазҰТУ хабаршысы №2 2014  
 
135
PIC  микроконтроллері  арқылы  жүйенің  талабына  байланысты  әртүрлі  басқару  сұлбасын 
ұйымдастыруға болады [7]. Микроконтроллердің құрамында кең импульсті модулятордың (КИМ) екі 
тәуелсіз шығыстары бар, сәйкесінше, RC2 және RC1 портындағы CCP1 және CCP2. КИМ көмегімен 
бір  немесе  бірнеше  қозғалтқыштарды  басқаруға  болады.  Мысалға,  Proton  IDE-да  КИМ-ды  басқару 
командасы  HPWM  1,  VAR1,  1000  болып  табылады.  Мұндағы  1  сигнал  шығатын  шығыс  портты 
анықтайды, VAR1 толу коэффициентін анықтайды, 1000 КИМ-дың жиілігін анықтайды. 
Микроконтроллердің  барлық  кіріс-шығыс  порттарын  RC,  RB  және  RA  кері  байланыс  датчигі 
үшін немесе басқару сигналын енгізу үшін қолдануға болады. 
Айтып  кететін  жағдай,  микроконтроллерді  компьютер  көмегімен  COM  порты  арқылы 
басқаруға  болады,  ол  үшін  көп  жағдайда  арнайы  MAX232  микросұлбаcы  қолданылады.  Жетекті 
басқару жүйесінің зертханалық моделі 4-суретте көрсетілген. 
 
 
 
4-сурет. Жетекті басқару жүйесінің зертханалық моделі 
 
Осылай,  заманауи  кешенді  модельдеу  тәсілдерінің  көмегімен  композиттік  материалдағы 
қыздырғыштың  температурасын  басқару  сұлбасын  қарапайым  жасауға  мүмкін  беретінін 
модельдеудің  және  жобалаудың  алынған  нәтижесі  көрсетті.  Микроконтроллерлерді  қолдану 
қыздырғыштың  температурасын  басқаратын  бұрынғы  жүйесін  жаңартуға  мүмкіндік  береді. 
Ұсынылған  жобалау  тәсілі  жаңа  басқару  сұлбасын  жасауға  және  зерттеуге  және  композиттік 
материалдың  көмегімен  қыздырғыштың  температурасын  басқарудың  мәселесін  шешуге  мүмкіндік 
береді. 
 
ӘДЕБИЕТТЕР 
1. Википедия COMFIBER полицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-SnareAlike 3.0. 
2. www.finestreet.ru   Александр Любимцев. Паяльные станции HAKKOCorporation 
3. Максимов А. Моделирование устройств на микроконтроллерах с помощью программы ISIS из пакета 
Protues VSM – Радио, 2005, №4, стр.30 
4. Дьяконов  В.П.  MatLab  6.5.  SP1/7+Simulink  5/6  в  математике  и  моделировании.  Москва,  СОЛОН  – 
Пресс 2005 
5. Предко М. Справочник по Pic-микроконтроллером. Пер. с англ. – М ДМК Пресс, 2002 
6. www.st.com 2000 ST Microelectronics – Printed in Italy – ALL Rights Reserved 
7. SGS – TomsonMicroelecrtonics datasheets/www. datasheets.com. 
 
REFERENCTS 
1.  COMFIBER Wikipedia according to the license Creative Commons Attribution-NonCommercial-SnareAlike 3.0. 
2.  www.finestreet.ru Alexander Lyubimtsev. Soldering stations HAKKO Corporation 
3.  Maksimov A. Modeling of devices on microcontrollers by means of the ISIS program from a Protues VSM 
package – Radio, 2005, No. 4, p. 30 
4. V.P.'s  deacons  of  MatLab  6.5.  SP1/7+Simulink  5/6  in  mathematics  and  modeling.  Moscow,  SOLON  –  the 
Press 2005 
5. Ancestor M. The reference book on the Pic-microcontroller. The lane with English – DMK M the Press, 2002 
6. www.st.com 2000 ST Microelectronics – Printed in Italy – ALL Rights Reserved 
7. SGS – TomsonMicroelecrtonics datasheets/www. datasheets.com. 
 

●
 Технические науки 
 
                                                    
№2 2014 Вестник КазНТУ  
                    
136 
Ожикенов Қ.А.,Утебаев Р.М., Баймбетова Ж.М. 
Композиттік материалдағы қыздырғыштың температурасын басқаратын жүйені модельдеу 
Түйіндеме.  Жұмыста,  қазіргі  таңда  инженерлердің  жұмысын  жеңілдету  мен  мемлекетіміздің 
экономикалық,  техникалық  жағдайын  жақсарту  барысындағы  өзекті  мәселелердің  бірі  болып  табылатын 
композиттік  материалдың  көмегімен  қыздырғыштың  температурасын  сымсыз,  қуат  көзімен  басқару  мәселесі 
қарастырылған.Төменгі  температура  кезінде  литий-ионды  батареяларды  қыздыру  үшін  композиттік 
материалды  қолданудың  жаңа  тәсілдері  ұсынылды.  Басқару  алгоритмі  ISIS  бағдарламасындағы  Proton  IDE 
тілінде  жазылған  бағдарламамен  жүзеге  асырылып,  Proteus  бағдарламасына  негізделіп  жасалған 
микроконтроллер арқылы модельдеу жүргізілген. Модельдеу нәтижесін қолдана отырып, көптеген тәжірибелік 
жұмыстар  жүргізіліп,  қыздырғыштың  температурасын  литий-ионды  батареялармен  басқару  мүмкіндігі  пайда 
болды. 
Негізгі  сөздер.  Композиттік  материал,  температура,  қыздырғыш,  микроконтроллер,  драйвер, 
дәнекерлегіш. 
 
Ожикенов К.А.,Утебаев Р.М., Баймбетова Ж.М. 
Моделирование системы управления температурой нагревателя на композитном материале 
Резюме.  В  работе  рассмотрен  вопрос  управлять  нагревателя  температурой  без  провода  с  батареями  с 
помощью  композитного  материала  облегчить  работу  инженера.  При  низкой  температуре    предложили  новые 
приемы композитных материалов для нагревателя литий-ионных батареях. Алгоритм управления осуществлен 
на  языке  ProtonIDEоснованная  на  язык  программирования  ISIS,  а  моделирования  проведено  с  помощью 
программированияProteus основанная на микроконтроллерах. Применяя результаты моделирования, появляется 
возможность управления нагревателя температурой с литий-ионной батарей. 
Ключевые  слова.  Композитный  материал,  температура,  нагреватель,  микроконтроллер,  драйвер, 
паяльник. 
 
Ozhikenov K.A., Utebaev R.M., Baimbetova J.M. 
Modeling of a control system by heater temperature on a composite material 
Summary. In work the question is considered to operate the heater temperature without wire with batteries by 
means of a composite material to facilitate work of the engineer and to improve economy, technical conditions of the 
state  is  one  of  actual  problems  of  today.At  a  low  temperature  offered  new  receptions  of  composite  materials  for  the 
heater lithium - ion batteries. The algorithm of management is carried out in the Proton IDE language based on the ISIS 
programming  language,  and  modeling  is  carried  out  by  means  of  Proteus  programming  based  on  microcontrollers. 
Applying  results  of  modeling,  there  is  a  vozmozhnostyupravleniya  of  a  negrevatel  temperature  about  lithium  -  ion 
batteries. 
Key words. Composite material, temperature, heater, microcontroller, driver, soldering iron. 
 
 
ӘОК 683.9 
 
А.Н. Нурлыбаева, М.С. Сахы, Е.І. Рүстем, Э.Н. Нурлыбаева  
(М.Х. Дулати атындағы Тараз мемлекеттік университеті, 
Қ.И. Сәтбаев атындағы ҚазҰТУ)
 
 
АСА ГИДРОФОБТЫ ҚАПТАМА – ПОЛИФУНКЦИОНАЛДЫҚ НАНОҚҰРЫЛЫМДЫ 
МАТЕРИАЛДАРДЫҢ ЖАҢА ТИПТЕРІ 
 
Аннотация.  Аса  гидрофобты  материалдармен  қаптамалар  үлкен  тәжірибелік  қызығушылық  тудырып 
отыр,  өйткені  олардың  құрамында өте  сирек  кездесетін  функционалды  топтар  кіреді.  Инновациялық  жағынан 
бұл  материалдарды  тек  нанотехнология  және  наноматериалды  қолдану  арқылы  алуға  болады.    Бұл  мақалада 
алынған  материалдардың  теориялық  негіздері  қарастырылды,  тәжірибелік  қолдану  жағынан  анализдері 
ұсынылды.  Қазіргі  таңда  қолданып  жүрген  негізгі  әдістердің  түрлері  көрсетілді.  Аса  гидрофобты  қаптаманың 
химиялық және физикалық табиғаты талқыланды. Осы материалдарды алу үшін ең біріншіден беткі қабаттарын 
өңдеуден өткізу қажет. 
Кілт  сөздер:  аса  гидрофобты,  сулану  гистерезисі,  жұғу  бұрышы,  гидрофильді,  лиофильді,  гидрофобты, 
лиофобты, кедір – бұдырлы, флюидалы.  
 
Қазіргі  таңда  басқа  елдерде  аса  гидрофобты  материалдармен  қаптамалар  қарқынды  түрде 
өңделуде  және  үлкен  тәжірибелік  қызығушылық  тудырып  отыр.  Осылардың  ішіндегі  маңыздысы  – 
суды  өткізбейтіндігі,  бейорганикалық  жағынан  биологиялық  қаптаманың  өсуінің  тұрақтылығында, 

●
 Техникалық ғылымдар 
 
ҚазҰТУ хабаршысы №2 2014  
 
137
органикалық ластануды болдырмайды, коррозияға төзімді және гидрофобтық қаптамадағы су ағыны 
сырғып домаланып ағып кетуіне байланысты болады. 
 Ғылыми  зертханада  аса  гидрофобты  материалдарды  зерттеу  мен  іздену  жұмыстары  ХХІ 
ғасырларда  ғана  басталды.  Өйткені,  беткі  қабатындағы  сұйық  ортаның  әрекеттесуінің  жалпы 
теориясының жазылуы, экстремальды түрде сулануының сипаттамасы соңғы он жылда ғана жасалды, 
және  аса  гидрофобты  қаптаманы  тек  нанотехнология  және  наноматериалды  қолдану  арқылы  алуға 
болады.  Сондықтан,  нанотехнология  деңгейінің  қарқынды  дамуына  және  аса  гидрофобты 
материалдардың  алыну  технологиясының  өнер  туындыларына  байланысты  болып  отыр.  Аса 
гидрофобты  материалдарының  қасиеттері  бұл  сулану  құбылыстарына  жатады,  сол  себептен  аса 
гидрофобты негіздеріне қысқаша [1] тоқталамыз. 
Беткі  қабаттарының  сулану  құбылысы  үш  фазамен  анықталады,  ол  сулану  ортаның  тепе  – 
теңдігі,    сулану  сұйықтығы  және  үшінші  флюидалы  фаза,  бұлар  қоршаған  ортада  маңызды  рөль 
атқарады. 
Беткі  қабаттарының  сулануының  негізгі  сипаттамаларының  бірі  –  ол  суланудың 
микроскопиялық  жұғу  бұрышы  және  оның  гистерезисі.  Жұғу  бұрышына  қатысты  мысал  келтірсек, 
жүйедегі  қатты  дене  ол  сұйықтық,  ал  будың  микроскопиялық  жұғу  бұрышы  дегеніміз  бу  – 
сұйықтықтың  беткі  қабатынын  бөлігі  арасындағы  бұрышы  және  қатты  дене  –  сұйықтық  сызықты 
бойлай үш фазамен байланысады (1-сурет). 
 
 
1-сурет. Жұғу бұрышын анықтау 
 
Осыдан 200 жыл бұрын өзінің классикалық жұмыстарының бірінде «Аn Essay  on the Cohesion 
of  Fluids»    Т.  Юнг  мынаны  жазды,  тепе  –  теңдік  кезіндегі  микроскопиялық  жұғу  бұрышының 
термодинамикасы 
  
деп сипаттады, одан кейін жүйе басқада термодинамикалық параметрлерімен де 
көрсетілді: қатты дене – бу беткі қабатының арасындағы шекарасының энергиясы 
, қатты дене – 
сұйықтық 
 және сұйықтық – бу 
: 
 
                                                    (1) 
 
Осы  формула  арақатынастарының  теңдеуі  алынды,  оны  кейінгі  уақытта  «Юнг  теңдеуі»  деп 
атады, бұл жерде жұғу бұрышын өзгерту үшін, беткі қабаттарының қалыңдығын бірнеше нанометрге 
өзгерту жеткілікті, олар сәйкес келетін беткі қабатының энергиясымен анықталды. 
 Демек, екінші [2,3] суланудың сипаттамасы ол – гистерезис немесе сұйық ортаның жұғуы мен 
ағуындағы үш фазаның түйісу сызығының  жұғу бұрышының арасындағы айырмашылықтары болып 
табылады.  Жалпы  алғанда,  жұғу  мен  ағу  бұрышы  үш  фазаның  түйісу  сызығының  қозғалыс 
жылдамдығына тәуелді болатыны эксперимент жүзінде дәлелденген, бұл шама гистерезис мөлшеріне 
әсер етеді. Осыған байланысты, гистерезис ұғымы толық зерттелмегенін көруге болады. Әдебиеттегі 
мәліметтер бойынша, «сулану гистерезис» ұғымын өте қатаң түрде тепе – теңдік ортадағы жұғу мен 
ағу  бұрышының  айырмашылықтарымен  байланыстырады,  нәтижесінде  үш  фазаның  түйісу 
сызығының  қозғалыс жылдамдығына сәйкес келіп, нөльге тең болады. 
Суланудың  беткі  қабатының жұғу  бұрышының  мөлшері  әртүрлі  типтерге  бөлінеді  (2  -  сурет). 
Егер  сулы  ортадағы  сулануды  қарастыратын  болсақ,  онда  барлық  материалдар  гидрофильді  және 
гидрофобты  болып  бөлінеді.  Ал,  сулы  емес  ортадағы  сұйықтық  лиофильді  және  лиофобты 
материалдар  болады.  Қазіргі  таңдағы  классификация  бойынша  гидрофильді  материал  бұл  сулы 
ортада  жұғу  бұрышы  нөльге  тең  немесе  көрсеткіш  интервалы  0  ден  90
0
  жетеді.  Гидрофобты 
материалдардың  жұғу  бұрышы  90  нан  180
0
  дейін  сипатталады.  Егер  жұғу  бұрышы  180
0
  (толық 

●
 Технические науки 
 
                                                    
№2 2014 Вестник КазНТУ  
                    
138 
суландырса) болғанда, тамшы беткі қабатының бір ғана нүктесімен [2] жанасады, бұл гипотетикалық 
құбылысқа жатады және тәжірибе жүзінде іске аспайды. 
Кейбір  жағдайларда  гидрофобты  материалдар  аса  гидрофобты  материал  болып  табылады, 
олардың  жұғу  бұрышы  150
0
  жоғары  және  гистерезисі  төмен  болуы  мен  сипатталады,  оның 
көрсеткіштері  1  –  3
0
  аспайды.  Демек,  тамшы  беткі  қабатындағы  горизонтқа  аз  мөлшерде  иілгеннің 
өзінде  аса  гидрофобты  қаптаманың  бетінде  домалананып  сырғып,  ағып  кетеді.  Жұғу  бұрышы 
қағидаға сәйкес, 15
0
 төмен, ал тамшы радиусы 1 – 2 мм. 
Соңғы жылдардың зертеулері бойынша жұғу бұрышының маңызды жетістіктерінің бірі ол 150
0
 
шамадан  артуы,  бұл  қатты  дене  –  бу  бөлігіндегі  шекарасының  беткі  қабатының  энергиясын  бір 
қалыпты  төмендеткенде,  беткі  қабатында  [3]  кедір  –  бұдырдың  көбеюіне  мүмкіндік  туады. 
Сондықтан  беткі  қабаттың  сулануына  осы  факторлардың  әрқайсысы  қалай  әсер  ететінін  толығымен 
қарастырамыз. 

жүктеу/скачать 38,33 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: