MotoStudent Electric Racing Bike үчүн маалыматтарды алуу жана маалыматтарды визуалдаштыруу системасы: 23 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Маалыматтарды алуу системасы - бул тышкы сенсорлордон маалыматтарды чогултуу, сактоо жана иштетүү үчүн графикалык түрдө анализделиши үчүн инженерлерге эң жакшы көрсөткүчтөрдү алуу үчүн керектүү түзөтүүлөрдү киргизүүгө мүмкүндүк берүү үчүн чогуу иштеген аппараттык жана программалык камсыздоолордун жыйындысы. унаанын же аппараттын.

Маалымат алуу системасы пилотко айдоого тиешелүү реалдуу убакытта маалыматтарды көрүүгө мүмкүндүк берген маалыматтарды визуалдаштыруу системасы менен бирге иштейт. Бул HMI экранында турат, ал маалыматтарды алуу жана көрсөтүү үчүн маалыматтарды алуу системасы менен байланышат.

Бул система велосипеддин ECU (Engine Control Unit) менен байланышып, андан CAN шинасы аркылуу ички маалыматты жана кыймылдаткычтын өзгөрмөлөрүн алат. Ал алынган маалыматтарды, ошондой эле маалыматтарды алуу тутумуна туташкан сенсорлордон алынган маалыматтарды сактоо үчүн USB колдонот.

Жабдуулар

Микроконтроллер Texas Instruments F28069M C2000

Launchpad

Nextion Enhanced 5.0 '' экраны

Matlab программасы бар компьютер

GPS GY-GPS6MV2

AIM токтотуучу сенсор

Акселерометр VMA204

Баскычтоп

USB

Индуктивдүү сенсор IME18-08BPSZC0S

Чыңалуу жөнгө салуучу LMR23615DRRR

Чыңалуу жөнгө салуучу LM25085AMY/NOPB

Чыңалуу жөнгө салуучу MAX16903SAUE50 x2

Температура сенсору pt100

5-103669-9 туташтыргычы x1

5-103639-3 туташтыргычы x1

5-103669-1 туташтыргычы x1

LEDCHIP-LED0603 x2

FDD5614P Mosfet

TPS2051BDBVR Power Switch

MicroUSB_AB адаптери

SBRD10200TR диод

Резистор 1K Ом x5

Резистор 10K Ом

Резистор 100 Ом x1

Резистор 100k Ohm x7

Резистор 51K Ом

Резистор 22, 1 К Ом x2

Резистор 6 Kohm x2

Резистор 6K8 Ом x2

Резистор 2.55K Ом

Резистор 38.3K Ом x1

Резистор 390 Ом x1

Резистор 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

Аспаптык күчөткүч AD620

2-пин Header x3

4-pin Header x6

5-пин Header x3

1 -кадам: Микроконтроллер Texas Instruments F28069M C2000 Launchpad

Бул микроконтроллер өнүгүү тактасына камтылган, анын өзгөчөлүктөрү маалыматтарды алуу системасы жана ECU сыяктуу тиркемелерди иштеп чыгууга ылайыктуу кылат:

- USB мүчүлүштүктөрдү оңдоо жана программалоо интерфейси

- CAN автобус интерфейси интеграцияланган трансивер менен

- 14 ADC төөнөгүчтөрү (аналогдук санариптик которгучтар үчүн)

- 34 GPIO казыктары (Жалпы максаттуу киргизүү/чыгаруу)

- 2 сериялык протокол (SCI) байланыш каналы

- 2 I2C протоколунун байланыш каналдары

- Code Composer Studio бекер программасы менен программалоо

Бул тышкы сенсорлорду, GPSти, USB ичиндеги маалыматтарды сактоону, ECU менен байланышты жана панелдин экраны менен байланышты башкарат.

2 -кадам: Matlab Программасы менен ЖК

Matlab программасы USBде сакталган маалыматтарды иштетүү жана талдоо үчүн колдонулат. Велосипеддин ордун жана траекториясын сүрөттө көрүнүп тургандай, сенсорлордун мааниси менен бир убакта көрүүгө болот.

3 -кадам: Nextion Enhanced 5.0 '' Screen

Бул пилотко эң керектүү маалыматты, ошондой эле велосипеддин тутумдарынын абалын көрсөтүү үчүн колдонулат. Ал маалыматтарды сериялык байланыш аркылуу F28069M C2000 микроконтроллеринен алат.

4-кадам: GPS GY-GPS6MV2

GPS велосипеддин позициясын алат, андыктан анын траекториясын Matlab программасында башка сенсорлордун баалуулуктары менен бирге пландаштырууга болот. Бул GPS маалыматын F28069M C2000 микроконтроллерине сериялык байланыш аркылуу жөнөтөт.

5 -кадам: AIM токтотуучу сенсор

Алдыңкы жана арткы асмага орнотулган велосипеддин асма жылышын өлчөөгө болот.

6 -кадам: Акселерометр VMA204

Бул ылдамданууну өлчөө үчүн колдонулат жана велосипедди x, y жана z огторуна туруштук берет. Ал ылдамдатуу маалыматын F28069M C2000 микроконтроллерине I2C автобус байланышы аркылуу жөнөтөт.

7 -кадам: Баскычтоп

Баскычтоп айдоо режимин (ЭКО, Спорт) тандоо, пилоттун экранын конфигурациялоо жана маалыматтарды алуу убактысын көзөмөлдөө үчүн колдонулат.

8 -кадам: USB

Ал сенсорлордон, GPSтен жана ECUдан маалыматтарды сактайт.

9-кадам: Индуктивдүү сенсор IME18-08BPSZC0S

Бул дөңгөлөктүн магниттик бөлүгүнүн импульсун эсептөө үчүн колдонулат. Ылдамдык канчалык жогору болсо, дөңгөлөктөр ошончолук көп бурулат жана индуктивдүү сенсордун импульсу ошончолук көп болот. Ылдамдыкты өлчөө ушундайча иштейт.

Байланыш диаграммасы сүрөттө көрсөтүлгөн.

10 -кадам: Температура сенсору Pt100

Pt100 сенсорлору температура детекторлорунун белгилүү бир түрү. Бул температурага жараша каршылыгын өзгөртөт. Эң маанилүү өзгөчөлүгү платинадан турганы жана 0ºCде 100 Ом электр каршылыгына ээ болушу.

11 -кадам: Voltage Regulators

Микроконтроллерге жана сенсорлорго керектүү чыңалуу деңгээлин алуу үчүн системага 4 түрдүү чыңалуу жөндөгүчтөрү керек:

LMR23615DRRR

Ал кеңири чыңалуу диапазонунан туруктуу чыгуу чыңалуусуна которо алат. Бул колдонмо үчүн бизге Texas Instruments F28069M C2000 микроконтроллерине 3.3 В берүү керек.

LM25085AMY/NOPB

Ал кеңири чыңалуу диапазонунан туруктуу чыгуу чыңалуусуна которо алат. Бул колдонмо үчүн бизге Texas Instruments F28069M C2000 микроконтроллерине 5 В жеткирүү керек.

MAX16903SAUE50

Ал кеңири чыңалуу диапазонунан туруктуу чыгуучу чыңалууга которо алат. Бул колдонмо үчүн, биз алардын ичинен 2 керек:

Мындай чыңалууну талап кылган тышкы сенсорлорго 5 В жеткирүү.

Экинчиси мындай чыңалууну талап кылган тышкы сенсорлорго 3.3 В жеткирет.

12 -кадам: FDD5614P Mosfet

Mosfet - сигналдарды алмаштыруу үчүн колдонулган транзисторго окшош жарым өткөргүч түзүлүш.

13 -кадам: TPS2051BDBVR Power Switch

Бул компонент кыска туташууларды болтурбоо үчүн колдонулат. Чыгуу жүктөмү учурдагы чек босогодон өткөндө же кыска болгондо, түзмөк туруктуу ток режимине өтүү менен чыгуу агымын коопсуз деңгээлге чектейт. Эгерде ашыкча жүктөө токтобосо, анда ал чыңалууну токтотот.

14 -кадам: LED жана диоддор

Светодиоддор системанын күчү бар же жок экенин элестетүү үчүн колдонулат. Алар ошондой эле токту бир гана багытта кармап, чынжырдын туура эмес поляризациясын алдын алышат.

Диоддор светодиод катары иштейт, бирок жарыксыз; алар токту бир гана багытта кармап, чынжырдын туура эмес поляризациясына жол бербейт.

15 -кадам: Коннекторлор, пин баштары жана адаптерлер

PDB тактасы ар кандай перифериялык түзүлүштөр менен иштөө жана интеграциялануу үчүн белгилүү бир өлчөмдөгү коннекторлорду, төөнөгүчтөрдүн башын жана адаптерлерди талап кылат. Колдонулган бирдиктер төмөнкүлөр:

5-103639-3

5-103669-9

5-103669-1

MicroUSB_AB

16 -кадам: Резисторлор, конденсаторлор, индукторлор

Ар кандай электрондук схеманын негиздери

17 -кадам: Башкарманын схемалык дизайны: Электр энергиясы менен камсыздоонун жана Байланыштын Тышкы Коннекторлору

18 -кадам: Башкарманын схемасы: Microcontroller Texas Instruments F28069M C2000 Launchpad

Өзгөчөлүктөрү:

- Аналогдук жана санариптик кириштер үчүн ар кандай өлчөмдөгү пин баштары аркылуу сенсордун байланышы

- сенсорлор үчүн сигнал кондиционери:

o Сигналдарды бузуу үчүн электромагниттик тоскоолдуктарды болтурбоо үчүн төмөн өткөрмө чыпкалар. Чектөө жыштыгы 15 Гц.

o Wheatstone көпүрөсү жана pt100 температура сенсорунун туура иштеши үчүн аспаптык күчөткүч

- тышкы түзмөктөр үчүн байланыш казыктары:

o SCI экран жана GPS үчүн

o акселерометр үчүн I2C

19 -кадам: Башкарманын схемасы: Микроконтроллерди электр менен камсыздоо

24V (батареядан келген төмөнкү чыңалуу) 3.3V (LMR23615DRRR) жана 5V (LM25085AMY/NOPB) динине айландыруучу чыңалуу жөндөгүчтөрү аркылуу

20 -кадам: Башкарманын схемасы: USB туташуусу

21 -кадам: Башкарманын схемасы: Датчиктерге жана тышкы түзүлүштөргө электр энергиясы менен камсыздоо

Вольт жөндөгүчтөрү аркылуу (MAX16903SAUE50)

24V (батареядан чыккан төмөнкү чыңалуу) 3.3V жана 5V айландырыңыз. Система ашыкча жана чыңалуу жөндөгүчү иштебей калган учурда микроконтроллерге энергия бере алат.

22 -кадам: PCB тактасын долбоорлоо

1) Микроконтроллерди электр менен камсыздоо

2) Микроконтроллер Texas Instruments F28069M C2000 launchpad

3) Санарип жана аналогдук киргизүү жана сигнал чыпкалоо (3.1)

4) USB туташуусу

5) Тышкы түзмөктөр төөнөгүчтөр

6) pt100 температура сенсорунун сигналынын кондиционери

7) Сенсорлор жана тышкы түзүлүштөр үчүн электр энергиясы

23 -кадам: PCB тактасына буйрук бериңиз

Дизайн аяктагандан кийин, PCLCге вебге JLCPCB.com буйрутма берүү убактысы келди. Процесс жөнөкөй, анткени сиз жөн гана JLCPCB.com сайтына өтүшүңүз керек, PCB тактаңыздын өлчөмүн жана катмарын кошуп, QUOTE NOW баскычын чыкылдатыңыз.

JLCPCB дагы бул долбоордун демөөрчүсү. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co., Ltd.), Кытайдагы эң чоң PCB прототип ишканасы жана тез ПХБ прототипине жана чакан партиялуу PCB өндүрүшүнө адистешкен жогорку технологиялуу өндүрүүчү. Сиз болгону $ 2 үчүн эң аз 5 PCBге заказ бере аласыз.

Долбооруңуздун gerber файлдарын түзүп, аларды ZIP файлына салышыңыз керек. "Гербер файлыңызды кошуу" баскычын чыкылдатып, дизайн вебке жүктөлөт. Өлчөмдөрдү жана башка функцияларды ушул бөлүмдө өзгөртсө болот.

Жүктөлгөндө, JLCPCB баары туура экенин текшерет жана тактанын эки тарабынын мурунку элестетүүсүн көрсөтөт.

ПКБ жакшы көрүнгөнүнө ынангандан кийин, биз азыр "Себетке сактоо" баскычын чыкылдатуу менен заказды акылга сыярлык баада жайгаштыра алабыз.