MotoStudent Цахилгаан уралдааны дугуйны өгөгдөл цуглуулах, мэдээлэл дүрслэх систем: 23 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Мэдээлэл олж авах систем нь гадны мэдрэгчээс өгөгдөл цуглуулах, хадгалах, боловсруулахын тулд график дүрслэл, дүн шинжилгээ хийх зорилгоор инженерүүд хамгийн сайн гүйцэтгэлийг хангахын тулд шаардлагатай тохируулга хийх боломжийг олгодог техник хангамж, програм хангамжийн цуглуулга юм. тээврийн хэрэгсэл эсвэл төхөөрөмжийн.

Мэдээлэл олж авах систем нь өгөгдлийг харуулах системтэй хамтран ажилладаг бөгөөд нисгэгч нь жолоодлогын холбогдох бодит мэдээллийг харах боломжийг олгодог. Энэ нь өгөгдлийг олж авах, харуулахын тулд өгөгдөл цуглуулах системтэй холбогддог HMI дэлгэц дээр байрладаг.

Энэхүү систем нь дугуйн ECU (Хөдөлгүүрийн хяналтын хэсэг) -тэй холбогдож, дотоод мэдээлэл болон хөдөлгүүрийн хувьсагчдыг CAN автобусаар хүлээн авдаг. Энэ нь хүлээн авсан өгөгдлийг хадгалах, өгөгдөл цуглуулах системд холбогдсон мэдрэгчээс авсан өгөгдлийг хадгалахын тулд USB ашигладаг.

Хангамж

Микроконтроллер Texas Instruments F28069M C2000

Хөөргөх дэвсгэр

Nextion Enhanced 5.0 инчийн дэлгэц

Matlab програм хангамжтай компьютер

GPS GY-GPS6MV2

AIM түдгэлзүүлэх мэдрэгч

VMA204 хурдасгуур

Товчлуур

USB

Индуктив мэдрэгч IME18-08BPSZC0S

Хүчдэл зохицуулагч LMR23615DRRR

Хүчдэл зохицуулагч LM25085AMY/NOPB

Хүчдэл зохицуулагч MAX16903SAUE50 x2

Температур мэдрэгч pt100

5-103669-9 холбогч x1

5-103639-3 холбогч x1

5-103669-1 холбогч x1

LEDCHIP-LED0603 x2

FDD5614P Mosfet

TPS2051BDBVR цахилгаан унтраалга

MicroUSB_AB адаптер

SBRD10200TR диод

Эсэргүүцэл 1K Ом x5

Эсэргүүцэл 10K Ом

Резистор 100 Ом x1

Эсэргүүцэл 100k Ом x7

Эсэргүүцэл 51K Ом

Эсэргүүцэл 22, 1 К Ом x2

Резистор 6 Kohm x2

Эсэргүүцэл 6K8 Ом x2

2.55K Ом эсэргүүцэл

Эсэргүүцэл 38.3K Ом x1

Резистор 390 Ом x1

Эсэргүүцэл 20K Ом x2

резистор 33K Ом x2

Конденсатор 15 uF x5

Конденсатор 10 uF x3

Конденсатор 4.7uF x4

Конденсатор 47uF x2

Конденсатор 68uF

Конденсатор 0.1uF x1

Конденсатор 1nF x1

Конденсатор 100nf x1

Конденсатор 470nF x1

Конденсатор 2.2uF x2

Конденсатор 220 uf x1

Конденсатор 100uF x1

Индуктор 22uH x1

Индуктор 4.5uH x1

Индуктор 4.7uH x1

Индуктор 3.3uHx1

Instrumental өсгөгч AD620

2 зүү бүхий толгой x3

4-зүү толгой x6

5-зүү толгой x3

Алхам 1: Микроконтроллер Texas Instruments F28069M C2000 Launchpad

Энэхүү микроконтроллер нь өгөгдөл олж авах систем, ECU зэрэг програмуудыг хөгжүүлэхэд тохиромжтой болгодог хөгжлийн самбар дээр суурилагдсан болно.

- USB дибаг хийх, програмчлалын интерфэйс

- Нэгдсэн дамжуулагчтай CAN автобусны интерфейс

- 14 ADC тээглүүр (Аналог тоон хөрвүүлэгч)

- 34 GPIO тээглүүр (Ерөнхий зориулалтын оролт/гаралт)

- 2 цуваа протокол (SCI) холбооны суваг

- I2C протоколын холбооны 2 суваг

- Code Composer Studio үнэгүй програм хангамж ашиглан програмчлах

Энэ нь гадаад мэдрэгч, GPS, USB доторх өгөгдөл хадгалах, ECU -тай харилцах, хяналтын самбарын дэлгэц зэргийг удирдах боломжтой.

Алхам 2: Matlab програм хангамжтай компьютер

Matlab програм хангамж нь USB -д хадгалагдсан өгөгдлийг боловсруулах, шинжлэхэд ашиглагддаг. Унадаг дугуйны байрлал, чиглэлийг мэдрэгчийн үнэ цэнийн хамт нэгэн зэрэг дүрсэлж болно.

Алхам 3: Nextion Enhanced 5.0 '' Дэлгэц

Энэ нь нисгэгчид хамгийн чухал мэдээлэл, дугуйны системийн төлөв байдлыг харуулахад ашиглагддаг. Энэ нь F28069M C2000 микроконтроллероос өгөгдлийг цуваа холболтоор хүлээн авдаг.

Алхам 4: GPS GY-GPS6MV2

GPS нь дугуйны шууд байрлалыг олж авдаг бөгөөд ингэснээр түүний замыг бусад мэдрэгчийн утгын хамт Matlab програм хангамжид дүрслэх боломжтой болно. Энэ нь GPS өгөгдлийг F28069M C2000 микроконтроллер руу цуваа холболтоор илгээдэг.

Алхам 5: AIM түдгэлзүүлэх мэдрэгч

Урд болон хойд түдгэлзүүлэлт дээр суурилуулсан дугуйны түдгэлзүүлэлтийн шилжилтийг хэмжих боломжтой.

Алхам 6: Accelerometer VMA204

Энэ нь хурдатгалыг хэмжихэд ашиглагддаг бөгөөд дугуйг x, y, z тэнхлэгт тэсвэрлэдэг. Энэ нь хурдасгалын өгөгдлийг I2C автобусны холболтоор дамжуулан F28069M C2000 микроконтроллер руу илгээдэг.

Алхам 7: Товчлуур

Товчлуур нь жолоодлогын горим (ECO, Sport) сонгох, нисгэгчийн дэлгэцийг тохируулах, мэдээлэл цуглуулах хугацааг хянахад ашиглагддаг.

Алхам 8: USB

Энэ нь мэдрэгч, GPS болон ECU -ийн өгөгдлийг хадгалдаг.

Алхам 9: Индуктив мэдрэгч IME18-08BPSZC0S

Энэ нь дугуйны соронзон хэсгийн импульсийг тоолоход хэрэглэгддэг. Хурд өндөр байх тусам дугуйнууд илүү их эргэлт хийх ба индуктив мэдрэгчийн импульсийн тоо нэмэгдэх болно. Хурдны хэмжүүр ингэж ажилладаг.

Зураг дээр холболтын диаграммыг харуулав.

Алхам 10: Pt100 температур мэдрэгч

Pt100 мэдрэгч нь тодорхой төрлийн температур мэдрэгч юм. Энэ нь температураас хамаарч эсэргүүцлийг өөрчилдөг. Хамгийн чухал шинж чанар нь цагаан алтаар бүрсэн бөгөөд 0ºC температурт 100 Ом цахилгаан эсэргүүцэлтэй байдаг.

Алхам 11: Хүчдэл зохицуулагч

Микроконтроллер ба мэдрэгчүүдэд шаардлагатай хүчдэлийн түвшинг олж авахын тулд системд 4 өөр хүчдэлийн зохицуулагч хэрэгтэй болно.

LMR23615DRRR

Энэ нь өргөн хүрээний хүчдэлийн хангамжаас тогтмол гаралтын хүчдэл рүү хөрвүүлэх чадвартай. Энэхүү програмын хувьд Texas Instruments F28069M C2000 микроконтроллерт 3.3 В хүчдэл өгөх шаардлагатай байна.

LM25085AMY/NOPB

Энэ нь өргөн хүрээний хүчдэлийн хангамжаас тогтмол гаралтын хүчдэл рүү хөрвүүлэх чадвартай. Энэхүү програмын хувьд Texas Instruments F28069M C2000 микроконтроллерт 5 В хүчдэл өгөх шаардлагатай байна.

MAX16903SAUE50

Энэ нь өргөн хүрээний хүчдэлийн хангамжаас тогтмол гаралтын хүчдэл рүү хөрвүүлэх чадвартай. Энэхүү програмын хувьд бидэнд 2 ширхэг хэрэгтэй болно.

Ийм хүчдэл шаарддаг гадаад мэдрэгчийг 5 В хүчдэлээр хангах нэг.

Нөгөө нь ийм хүчдэл шаарддаг гадаад мэдрэгчийг 3.3 В хүчдэлээр тэжээнэ.

Алхам 12: FDD5614P Mosfet

Мосфет бол дохио дамжуулахад ашигладаг транзистортой төстэй хагас дамжуулагч төхөөрөмж юм.

Алхам 13: TPS2051BDBVR цахилгаан унтраалга

Энэ бүрэлдэхүүн хэсэг нь богино холболтоос урьдчилан сэргийлэхэд ашиглагддаг. Гаралтын ачаалал нь одоогийн хязгаарын босго хэмжээнээс хэтэрсэн эсвэл богино байгаа тохиолдолд төхөөрөмж тогтмол гүйдлийн горимд шилжиж гаралтын гүйдлийг аюулгүй түвшинд хязгаарладаг. Хэрэв хэт ачаалал зогсохгүй бол энэ нь тэжээлийн хүчдэлийг зогсооно.

Алхам 14: LED ба диод

LED нь системд хүч байгаа эсэхийг харуулахад ашиглагддаг. Тэд мөн урсгалыг зөвхөн нэг чиглэлд байлгаж, хэлхээг буруу туйлшруулахаас сэргийлдэг.

Диод нь LED байдлаар ажилладаг боловч гэрэлгүй; тэд урсгалыг зөвхөн нэг чиглэлд байлгаж, хэлхээний буруу туйлшралаас сэргийлдэг.

Алхам 15: Холбогч, зүү толгой ба адаптер

PDB самбар нь янз бүрийн захын төхөөрөмжтэй ажиллах, нэгтгэхийн тулд өөр өөр шинж чанартай тодорхой тооны холбогч, зүү толгой, адаптер шаарддаг. Ашигласан нэгжүүд нь дараах байдалтай байна.

5-103639-3

5-103669-9

5-103669-1

MicroUSB_AB

Алхам 16: Резистор, конденсатор, индуктор

Аливаа электрон хэлхээний үндсэн ойлголтууд

Алхам 17: Самбарын схемийн дизайн: Цахилгаан хангамж ба CAN холбооны гадаад холбогч

Алхам 18: Удирдах зөвлөлийн схемийн дизайн: Микроконтроллер Texas Instruments F28069M C2000 Launchpad

Онцлох:

- Аналог болон дижитал оролтын янз бүрийн хэмжээтэй зүү толгойн тусламжтайгаар мэдрэгчийн холболт

- Мэдрэгчдэд зориулсан дохио тохируулагч:

o Дохио тасалдуулах цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцооноос сэргийлэх бага нэвтрүүлэх шүүлтүүр. Таслах давтамж нь 15 Гц байна.

o Wheatstone гүүр ба pt100 температур мэдрэгчийн зөв ажиллах багажны өсгөгч

- Гадаад төхөөрөмжүүдийн холбооны зүү:

o Дэлгэц ба GPS -ийн SCI

o акселерометрийн I2C

Алхам 19: Самбарын схемийн дизайн: Микроконтроллерийн цахилгаан хангамж

24V (батерейгаас ирдэг бага хүчдэл) -ийг 3.3V (LMR23615DRRR) ба 5V (LM25085AMY/NOPB) болгон хөрвүүлдэг хүчдэл зохицуулагчаар дамжуулан.

Алхам 20: Самбарын схемийн дизайн: USB холболт

Алхам 21: Самбарын схемийн дизайн: Мэдрэгч ба гадаад төхөөрөмжүүдийн цахилгаан хангамж

Хүчдэл зохицуулагчаар дамжуулан (MAX16903SAUE50)

24V (батерейгаас ирдэг бага хүчдэл) -ийг 3.3V ба 5V болгон хөрвүүлэх. Систем нь илүүдэл бөгөөд хүчдэлийн зохицуулагч нь ажиллахгүй болсон тохиолдолд микроконтроллерт тэжээл өгөх боломжтой.

Алхам 22: ПХБ -ийн хавтанг зохион бүтээх

1) Микроконтроллерийн тэжээлийн хангамж

2) Texas Instruments F28069M C2000 микроконтроллер

3) Дижитал ба аналог оролт, дохио шүүх (3.1)

4) USB холболт

5) Гадаад төхөөрөмжүүд толгойн зүү

6) pt100 температур мэдрэгчийн дохио тохируулагч

7) Мэдрэгч ба гадаад төхөөрөмжүүдийн тэжээлийн хангамж

Алхам 23: ПХБ -ийн хавтанг захиал

Дизайн дууссаны дараа JLCPCB.com вэбсайт дахь ПХБ -ийг захиалах цаг болжээ. Процесс нь маш энгийн тул та JLCPCB.com руу орж, ПХБ -ийн хавтангийн хэмжээ, давхаргыг нэмж, QUOTE NOW товчийг дарна уу.

JLCPCB нь мөн энэхүү төслийн ивээн тэтгэгч юм. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co., Ltd.) нь Хятадад хамгийн том ПХБ-ийн прототип үйлдвэрлэгч бөгөөд ПХБ-ийн хурдан загвар, жижиг хэмжээтэй ПХБ-ийн үйлдвэрлэлд мэргэшсэн өндөр технологийн үйлдвэрлэгч юм. Та ердөө 2 доллараар хамгийн багадаа 5 ПХБ захиалах боломжтой.

Та төслийнхөө gerber файлуудыг үүсгэж, ZIP файлд оруулах хэрэгтэй. "Gerber файлаа нэмэх" товчийг дарснаар дизайныг вэб дээр байршуулна. Хэмжээ болон бусад онцлог шинж чанаруудыг энэ хэсэгт өөрчлөх боломжтой хэвээр байна.

Байршуулах үед JLCPCB бүх зүйл зөв эсэхийг шалгаж, самбарын хоёр талын өмнөх дүрслэлийг харуулна.

ПХБ сайн харагдаж байгаа эсэхийг шалгасны дараа бид "Сагсанд хадгалах" товчийг дарж захиалгаа боломжийн үнээр өгөх боломжтой боллоо.