Տվյալների ձեռքբերման և տվյալների տեսողականացման համակարգ MotoStudent Electric Racing Bike– ի համար ՝ 23 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Տվյալների ձեռքբերման համակարգը ապարատային և ծրագրային ապահովման հավաքածու է, որոնք աշխատում են միասին ՝ արտաքին սենսորներից տվյալներ հավաքելու, դրանք պահելու և մշակելու համար, որպեսզի դրանք գրաֆիկականորեն տեսանելի և վերլուծվեն, ինչը թույլ է տալիս ինժեներներին կատարել անհրաժեշտ ճշգրտումներ ՝ լավագույն կատարումը ստանալու համար: մեքենայի կամ սարքի.

Տվյալների ձեռքբերման համակարգը աշխատում է Տվյալների տեսողականացման համակարգի հետ միասին, որը թույլ է տալիս օդաչուին տեսնել իրական ժամանակի համապատասխան տվյալները վարելու համար: Այն բաղկացած է HMI էկրանից, որը հաղորդակցվում է Տվյալների ձեռքբերման համակարգի հետ `դրանից տվյալները վերցնելու և ցուցադրելու համար:

Այս համակարգը հաղորդակցվում է հեծանիվի ECU- ի (շարժիչի կառավարման միավորի) հետ և CAN ավտոբուսի միջոցով ստանում է ներքին տեղեկատվություն և շարժիչի փոփոխականներ դրանից: Այն USB- ն օգտագործում է ստացված տվյալների պահպանման, ինչպես նաև Տվյալների ձեռքբերման համակարգին միացված տվիչներից ստացված տվյալների համար:

Պարագաներ

Microcontroller Texas Instruments F28069M C2000

Գործարկման տախտակ

Nextion Ընդլայնված 5.0’’ էկրան

Համակարգիչ Matlab ծրագրակազմով

GPS GY-GPS6MV2

AIM կասեցման տվիչ

VMA204 արագացուցիչ

Ստեղնաշար

USB

Ինդուկտիվ սենսոր IME18-08BPSZC0S

Լարման կարգավորիչ LMR23615DRRR

Լարման կարգավորիչ LM25085AMY/NOPB

Լարման կարգավորիչ MAX16903SAUE50 x2

Temերմաստիճանի տվիչ pt100

5-103669-9 միակցիչ x1

5-103639-3 միակցիչ x1

5-103669-1 միակցիչ x1

LEDCHIP-LED0603 x2

FDD5614P Mosfet

TPS2051BDBVR հոսանքի անջատիչ

MicroUSB_AB ադապտեր

SBRD10200TR դիոդ

Ռեզիստոր 1K Օհմ x5

Դիմադրություն 10K Օմ

Ռեզիստոր 100 Օմ x1

Ռեզիստոր 100k Օհմ x7

Ռեզիստոր 51K Օմ

Ռեզիստոր 22, 1 Կ Օմ x2

Ռեզիստոր 6 Կոմ x2

Ռեզիստոր 6K8 Օմ x2

Դիմադրություն 2.55K Օմ

Ռեզիստոր 38.3K Օհմ x1

Դիմադրություն 390 Օմ x1

Ռեզիստոր 20K Օհմ x2

դիմադրություն 33K Օմ x2

Կոնդենսատոր 15 uF x5

Կոնդենսատոր 10 uF x3

Կոնդենսատոր 4.7uF x4

Կոնդենսատոր 47uF x2

Կոնդենսատոր 68uF

Կոնդենսատոր 0.1uF x1

Կոնդենսատոր 1nF x1

Կոնդենսատոր 100nf x1

Կոնդենսատոր 470nF x1

Կոնդենսատոր 2.2uF x2

Կոնդենսատոր 220 uf x1

Կոնդենսատոր 100uF x1

Ինդուկտոր 22uH x1

Ինդուկտոր 4.5uH x1

Ինդուկտոր 4.7uH x1

Ինդուկտոր 3.3uHx1

Գործիքային ուժեղացուցիչ AD620

2 պինային վերնագիր x3

4 պինային վերնագիր x6

5 պինային վերնագիր x3

Քայլ 1. Microcontroller Texas Instruments F28069M C2000 Launchpad

Այս միկրոկառավարիչը ներդրված է զարգացման տախտակի մեջ, որի առանձնահատկությունները այն հարմար են դարձնում այնպիսի ծրագրերի մշակման համար, ինչպիսիք են Տվյալների ձեռքբերման համակարգը և ECU- ն.

- USB կարգաբերման և ծրագրավորման ինտերֆեյս

- CAN ավտոբուսի ինտերֆեյս ինտեգրված հաղորդիչով

- 14 ADC կապում (անալոգային թվային փոխարկիչներ)

- 34 GPIO կապում (ընդհանուր նշանակության մուտքագրում/ելք)

- 2 սերիական արձանագրության (SCI) հաղորդակցության ուղիներ

- 2 I2C արձանագրության հաղորդակցության ուղիներ

- mingրագրավորում Code Composer Studio անվճար ծրագրակազմով

Այն կառավարում է արտաքին սենսորները, GPS- ը, տվյալների պահպանումը USB- ի ներսում, ECU- ի հետ կապը և հաղորդման վահանակի էկրանին հաղորդակցությունը:

Քայլ 2: ԱՀ Matlab ծրագրով

Matlab ծրագրակազմն օգտագործվում է USB- ում պահված տվյալների մշակման և վերլուծության համար: Հեծանիվի դիրքն ու հետագիծը կարելի է պատկերացնել սենսորների արժեքի հետ միասին, միաժամանակ, ինչպես երևում է նկարում:

Քայլ 3. Հաջորդի բարելավված 5.0’’ էկրան

Այն օգտագործվում է օդաչուին առավել համապատասխան տեղեկատվությունը ցուցադրելու, ինչպես նաև հեծանիվի համակարգերի կարգավիճակը: Այն ստանում է տվյալները F28069M C2000 միկրոկառավարիչից ՝ սերիական հաղորդակցության միջոցով:

Քայլ 4: GPS GY-GPS6MV2

GPS- ն ստանում է հեծանիվի ակնթարթային դիրքը, այնպես որ դրա հետագիծը հետագայում կարող է գծագրվել Matlab ծրագրաշարում ՝ մյուս սենսորների արժեքների հետ միասին: Այն GPS տվյալները սերիական հաղորդակցության միջոցով ուղարկում է F28069M C2000 միկրոկառավարիչին:

Քայլ 5: AIM կասեցման ցուցիչ

Տեղադրված առջևի և հետևի կախոցի վրա ՝ հեծանիվի կախոցի տեղաշարժը կարող է չափվել:

Քայլ 6: Արագացուցիչաչափ VMA204

Այն օգտագործվում է արագացումը չափելու համար և ստիպում է հեծանիվը դիմանալ x, y և z առանցքներին: Այն արագացման տվյալները ուղարկում է F28069M C2000 միկրոկառավարիչին I2C ավտոբուսային հաղորդակցության միջոցով:

Քայլ 7: Ստեղնաշար

Ստեղնաշարը օգտագործվում է վարորդական ռեժիմը (ECO, Sport) ընտրելու, օդաչուի էկրանը կազմաձևելու և տվյալների ստացման ժամանակը վերահսկելու համար:

Քայլ 8: USB

Այն պահում է տվիչների, GPS- ի և ECU- ի տվյալները:

Քայլ 9. Ինդուկտիվ սենսոր IME18-08BPSZC0S

Այն օգտագործվում է անիվի մագնիսական մասի իմպուլսները հաշվելու համար: Որքան մեծ է արագությունը, այնքան ավելի շատ պտույտներ կանեն անիվները, և ավելի շատ զարկերակներ կհաշվեն ինդուկտիվ սենսորը: Այսպես է աշխատում արագության չափումը:

Միացման դիագրամը ցուցադրվում է նկարի վրա:

Քայլ 10. peratերմաստիճանի տվիչ Pt100

Pt100 տվիչները ջերմաստիճանի դետեկտորների հատուկ տեսակ են: Այն փոխում է իր դիմադրությունը `կախված ջերմաստիճանից: Ամենակարևոր առանձնահատկությունն այն է, որ այն բաղկացած է պլատինից և ունեն էլեկտրական դիմադրություն 100 Օմ 0 ° C ջերմաստիճանում:

Քայլ 11: Լարման կարգավորիչներ

Միկրոկոնտրոլերի և տվիչների համար անհրաժեշտ լարման մակարդակները ստանալու համար համակարգին անհրաժեշտ են 4 տարբեր լարման կարգավորիչներ:

LMR23615DRRR

Այն ունակ է լարման լայն շրջանակի մատակարարումից փոխակերպվել ֆիքսված ելքային լարման: Այս հավելվածի համար մեզ անհրաժեշտ է, որ այն 3.3 Վ մատակարարի Texas Instruments F28069M C2000 միկրոկոնտրոլերին:

LM25085AMY/NOPB

Այն ունակ է լարման լայն շրջանակի մատակարարումից փոխակերպվել ֆիքսված ելքային լարման: Այս հավելվածի համար մեզ անհրաժեշտ է այն 5 Վ մատակարարել Texas Instruments F28069M C2000 միկրոկառավարիչին:

MAX16903SAUE50

Այն ունակ է լարման լայն շրջանակի մատակարարումից փոխակերպվել ֆիքսված ելքային լարման: Այս դիմումի համար մեզ անհրաժեշտ է դրանցից 2 -ը.

Մեկը `5 Վ լարման արտաքին սենսորներին մատակարարելու համար, որոնք պահանջում են նման լարում:

Մյուսը `3.3 Վ լարման արտաքին սենսորներին, որոնք պահանջում են նման լարում:

Քայլ 12: FDD5614P Mosfet

Mosfet- ը կիսահաղորդչային սարք է, որը նման է տրանզիստորին, որն օգտագործվում է ազդանշաններ փոխադրելու համար:

Քայլ 13: TPS2051BDBVR հոսանքի անջատիչ

Այս բաղադրիչն օգտագործվում է կարճ միացումները կանխելու համար: Երբ ելքային բեռը գերազանցում է ընթացիկ սահմանային շեմը կամ առկա է կարճ, սարքը ելքային հոսանքը սահմանափակում է անվտանգ մակարդակի ՝ անցնելով մշտական հոսանքի ռեժիմի: Եթե գերբեռնվածությունը չի դադարում, այն անջատում է մատակարարման լարումը:

Քայլ 14: LED և դիոդներ

LED- ները օգտագործվում են տեսանելի դարձնելու համար `համակարգն ունի հզորություն, թե ոչ: Նրանք նաև պահպանում են հոսանքը միայն մեկ ուղղությամբ ՝ կանխելով սխեմայի սխալ բևեռացումը:

Դիոդներն աշխատում են որպես LED, բայց առանց լույսի; նրանք պահպանում են հոսանքը միայն մեկ ուղղությամբ ՝ կանխելով սխեմայի սխալ բևեռացումը:

Քայլ 15: Միակցիչներ, կապի վերնագրեր և հարմարվողներ

BՀՀ -ի տախտակը պահանջում է որոշակի քանակությամբ միակցիչներ, տարբեր բնութագրիչներով վերնագրեր և ադապտերներ `տարբեր ծայրամասային սարքերի հետ աշխատելու և ինտեգրվելու համար: Օգտագործված ստորաբաժանումները հետևյալն են.

5-103639-3

5-103669-9

5-103669-1

MicroUSB_AB

Քայլ 16. Ռեզիստորներ, կոնդենսատորներ, ինդուկտորներ

Electronicանկացած էլեկտրոնային սխեմաների հիմունքները

Քայլ 17. Խորհրդի սխեմատիկ ձևավորում. Էներգամատակարարման և CAN հաղորդակցության արտաքին միակցիչներ

Քայլ 18. Տախտակի սխեմատիկ ձևավորում. Microcontroller Texas Instruments F28069M C2000 Launchpad

Հատկանշվում է `

- Սենսորների միացում ՝ անալոգային և թվային մուտքերի համար տարբեր չափերի կապի վերնագրերի միջոցով

- Ազդանշանի կարգավորիչ տվիչների համար.

o passածր փոխանցման զտիչներ `ազդանշանները խանգարող էլեկտրամագնիսական միջամտությունից խուսափելու համար: Անջատման հաճախականությունը 15 Հց է:

o heորենաքարի կամուրջ և գործիքային ուժեղացուցիչ pt100 ջերմաստիճանի տվիչի ճիշտ աշխատանքի համար

- Արտաքին սարքերի համար կապի կապեր.

o SCI էկրանի և GPS- ի համար

o I2C արագացուցիչի համար

Քայլ 19. Խորհրդի սխեմատիկ ձևավորում. Էլեկտրամատակարարում միկրոկոնտրոլերին

Լարման կարգավորիչների միջոցով, որոնք փոխակերպում են 24 Վ (մարտկոցից ցածր լարման) 3.3 Վ (LMR23615DRRR) և 5 Վ (LM25085AMY/NOPB)

Քայլ 20. Տախտակի սխեմատիկ ձևավորում. USB միացում

Քայլ 21. Խորհրդի սխեմատիկ ձևավորում. Սենսորների և արտաքին սարքերի էլեկտրամատակարարում

Լարման կարգավորիչների միջոցով (MAX16903SAUE50), որը

փոխակերպեք 24 Վ (մարտկոցից եկող ցածր լարման) 3.3 Վ և 5 Վ: Համակարգն ավելորդ է և կարող է նաև սնուցել միկրոկոնտրոլերին էլեկտրական լարման կարգավորիչի անսարքության դեպքում:

Քայլ 22. Նախագծեք PCB- ի խորհուրդը

1) սնուցման աղբյուր միկրոկառավարիչի համար

2) Microcontroller Texas Instruments F28069M C2000 մեկնարկային տախտակ

3) թվային և անալոգային մուտքեր և ազդանշանի զտում (3.1)

4) USB միացում

5) Արտաքին սարքերը ամրացնում են վերնագրերը

6) pt100 ջերմաստիճանի տվիչի ազդանշանի կոնդիցիոներ

7) սենսորների և արտաքին սարքերի էլեկտրամատակարարում

Քայլ 23. Պատվիրեք PCB տախտակ

Ավարտելով դիզայնը, ժամանակն է պատվիրել PCB համացանցում JLCPCB.com: Գործընթացը պարզ է, քանի որ պարզապես պետք է գնալ JLCPCB.com, ավելացնել ձեր PCB տախտակի չափերն ու շերտերը և սեղմել QUOTE NOW կոճակը:

JLCPCB- ն նույնպես հովանավորում է այս նախագիծը: JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co., Ltd.), Չինաստանում PCB- ի նախատիպի խոշորագույն ձեռնարկությունն է և բարձր տեխնոլոգիական արտադրող, որը մասնագիտացած է արագ PCB նախատիպի և փոքր խմբաքանակի PCB- ի արտադրության մեջ: Դուք կարող եք պատվիրել առնվազն 5 հատ PCB ընդամենը 2 դոլարով:

Դուք պետք է ստեղծեք ձեր նախագծի գերբեր ֆայլերը և դրանք տեղադրեք ZIP ֆայլում: Կտտացնելով «ավելացնել ձեր gerber ֆայլը» կոճակին ՝ դիզայնը բեռնվում է համացանցում: Չափերը և այլ հատկություններ դեռ կարող են փոխվել այս բաժնում:

Վերբեռնվելիս JLCPCB- ն կստուգի, որ ամեն ինչ ճիշտ է և ցույց կտա տախտակի երկու կողմերի նախկին պատկերացում:

Համոզված լինելուց հետո, որ PCB- ն լավ տեսք ունի, այժմ մենք կարող ենք պատվերը տեղադրել ողջամիտ գնով ՝ կտտացնելով «Պահել զամբյուղում» կոճակին: