Upataji wa Takwimu na Mfumo wa Kuona Data kwa Baiskeli ya Mashindano ya Umeme ya MotoStudent: Hatua 23

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Mfumo wa upatikanaji wa data ni mkusanyiko wa vifaa na programu inayofanya kazi pamoja ili kukusanya data kutoka kwa sensorer za nje, kuzihifadhi na kuzichakata baadaye ili iweze kuonyeshwa kwa picha na kuchambuliwa, ikiruhusu wahandisi kufanya marekebisho muhimu kupata utendaji bora ya gari au kifaa.

Mfumo wa Upataji wa Takwimu hufanya kazi pamoja na Mfumo wa Taswira ya Takwimu ambayo inaruhusu rubani kuona data inayofaa ya wakati wa kuendesha. Inayo skrini ya HMI ambayo inawasiliana na Mfumo wa Upataji wa Takwimu ili kupata na kuonyesha data kutoka kwayo.

Mfumo huu unawasiliana na baiskeli ya ECU (Kitengo cha Udhibiti wa Injini) na hupokea habari za ndani na vigeugeu vya injini kutoka kwake kupitia basi la CAN. Inatumia USB kwa uhifadhi wa data iliyopokelewa na pia data inayopatikana kutoka kwa sensorer zilizounganishwa na Mfumo wa Upataji wa Data.

Vifaa

Vyombo vya Microcontroller Texas Instruments F28069M C2000

Launchpad

Skrini ya Nextion Iliyoboreshwa ya 5.0 '

PC na programu ya Matlab

GPS GY-GPS6MV2

Sensor ya kusimamishwa kwa AIM

Accelerometer VMA204

Keypad

USB

Insauti ya kufata IME18-08BPSZC0S

Mdhibiti wa Voltage LMR23615DRRR

Mdhibiti wa Voltage LM25085AMY / NOPB

Mdhibiti wa voltage MAX16903SAUE50 x2

Sensorer ya joto pt100

Kontakt 5-103669-9 x1

Kontakt 5-103639-3 x1

Kontakt 5-103669-1 x1

LEDCHIP-LED0603 x2

FDD5614P Mosfet

TPS2051BDBVR Kubadilisha Nguvu

Adapta ya MicroUSB_AB

Diode ya SBRD10200TR

Resistor 1K Ohm x5

Resistor 10K Ohm

Resistor 100 Ohm x1

Resistor 100k Ohm x7

Resistor 51K Ohm

Resistor 22, 1 K Ohm x2

Resistor 6 Kohm x2

Resistor 6K8 Ohm x2

Resistor 2.55K Ohm

Resistor 38.3K Ohm x1

Resistor 390 Ohm x1

Resistor 20K Ohm x2

kipinga 33K Ohm x2

Capacitor 15 uF x5

Capacitor 10 uF x3

Capacitor 4.7uF x4

Capacitor 47uF x2

Msimamizi 68uF

Capacitor 0.1uF x1

Msimamizi 1nF x1

Capacitor 100nf x1

Capacitor 470nF x1

Capacitor 2.2uF x2

Capacitor 220 uf x1

Capacitor 100uF x1

Inductor 22uH x1

Inductor 4.5uH x1

Inductor 4.7uH x1

Inductor 3.3uHx1

Amplifier ya vifaa AD620

Kichwa cha pini 2 x3

Kichwa cha pini 4 x6

Kichwa cha pini 5 x3

Hatua ya 1: Microcontroller Texas Instruments F28069M C2000 Launchpad

Mdhibiti mdogo huyu amewekwa kwenye bodi ya maendeleo ambayo huduma yake inafanya kufaa kwa programu zinazoendelea kama Mfumo wa Upataji wa Data na ECU:

- Uboreshaji wa USB na interface ya programu

- Kiolesura cha basi cha CAN na transceiver jumuishi

- pini 14 za ADC (Analog to Converters Digital)

- pini 34 za GPIO (Pembejeo ya Kusudi la Jumla / Pato)

- 2 njia za mawasiliano za protokali (SCI)

- 2 I2C njia za mawasiliano za itifaki

- Kupanga programu na Studio ya Mtunzi ya programu ya bure

Inasimamia sensorer za nje, GPS, uhifadhi wa data ndani ya USB, mawasiliano na ECU na mawasiliano na skrini ya dashibodi.

Hatua ya 2: PC na Matlab Software

Programu ya Matlab hutumiwa kusindika na kuchambua data iliyohifadhiwa kwenye USB. Msimamo na trajectory ya baiskeli inaweza kuonyeshwa pamoja na thamani ya sensorer, wakati huo huo, kama inavyoonekana kwenye picha.

Hatua ya 3: Screen ya Nextion Imeboreshwa 5.0 '

Inatumika kuonyesha habari inayofaa zaidi kwa rubani, na pia hali ya mifumo ya baiskeli. Inapokea data kutoka kwa mdhibiti mdogo wa F28069M C2000 kupitia mawasiliano ya serial.

Hatua ya 4: GPS GY-GPS6MV2

GPS inapata nafasi ya papo hapo ya baiskeli, ili njia yake iweze kupangwa baadaye katika programu ya Matlab pamoja na maadili ya sensorer zingine. Inatuma data ya GPS kwa mdhibiti mdogo wa F28069M C2000 kupitia mawasiliano ya serial.

Hatua ya 5: Sensor ya Kusimamishwa kwa AIM

Imewekwa kwenye kusimamishwa mbele na nyuma, kuhamishwa kwa baiskeli kunaweza kupimwa.

Hatua ya 6: Accelerometer VMA204

Inatumika kupima kasi na kulazimisha baiskeli kuhimili katika shoka x, y, na z. Inatuma data ya kuongeza kasi kwa F28069M C2000 microcontroller kupitia mawasiliano ya basi ya I2C.

Hatua ya 7: Keypad

Kitufe hutumiwa kuchagua hali ya kuendesha gari (ECO, Mchezo), sanidi skrini ya rubani na udhibiti nyakati za upatikanaji wa data.

Hatua ya 8: USB

Inahifadhi data kutoka kwa sensorer, GPS na ECU.

Hatua ya 9: Sensorer Inayohimiza IME18-08BPSZC0S

Inatumika kuhesabu kunde za sehemu ya sumaku ya gurudumu. Kadiri kasi inavyozidi kuwa juu, magurudumu yatafanya zamu zaidi na mapigo zaidi yatakuwa na hesabu ya sensorer inayofata. Ndio jinsi kipimo cha kasi kinavyofanya kazi.

Mchoro wa unganisho umeonyeshwa kwenye picha.

Hatua ya 10: Sensorer ya Joto Pt100

Sensorer za pt100 ni aina maalum ya vitambuzi vya joto. Inatofautiana upinzani wake kulingana na hali ya joto. Kipengele muhimu zaidi ni kwamba inajumuisha platinamu na ina upinzani wa umeme wa 100 Ohm saa 0ºC.

Hatua ya 11: Udhibiti wa Voltage

Mfumo unahitaji vidhibiti 4 tofauti vya voltage ili kupata viwango vya voltage vinavyohitajika kwa microcontroller na sensorer:

LMR23615DRRR

Inaweza kubadilisha kutoka kwa usambazaji wa anuwai ya voltage kuwa voltage ya pato iliyowekwa. Kwa programu tumizi hii, tunaihitaji kusambaza 3.3 V kwa Hati za Texas F28069M C2000 microcontroller.

LM25085AMY / NOPB

Inaweza kubadilisha kutoka kwa usambazaji wa anuwai ya voltage kuwa voltage ya pato iliyowekwa. Kwa programu tumizi hii, tunaihitaji kusambaza 5 V kwa Texas Instruments F28069M C2000 microcontroller.

MAX16903SAUE50

Inaweza kubadilisha kutoka kwa usambazaji wa anuwai ya voltage kuwa voltage ya pato iliyowekwa. Kwa programu tumizi hii, tunahitaji 2 kati yao:

Moja ya kusambaza 5 V kwa sensorer za nje ambazo zinahitaji voltage kama hiyo.

Nyingine kusambaza 3.3 V kwa sensorer za nje ambazo zinahitaji voltage kama hiyo.

Hatua ya 12: FDD5614P Mosfet

Mosfet ni kifaa cha semiconductor sawa na transistor inayotumika kusafiri kwa ishara.

Hatua ya 13: TPS2051BDBVR Power switch

Sehemu hii hutumiwa kuzuia nyaya fupi. Wakati mzigo wa pato unazidi kizingiti cha sasa cha kikomo au kifupi kipo, kifaa kinapunguza kiwango cha pato kwa kiwango salama kwa kubadili hali ya mara kwa mara. Ikiwa upakiaji hautaacha, hukata voltage ya usambazaji.

Hatua ya 14: LEDs na Diode

LEDs hutumiwa kuibua ikiwa mfumo una nguvu au la. Pia huweka mtiririko wa sasa katika mwelekeo mmoja tu, kuzuia ubaguzi mbaya wa mzunguko.

Diode hufanya kazi kama LED lakini bila taa; zinaweka mkondo wa sasa katika mwelekeo mmoja tu, kuzuia uparaganyaji mbaya wa mzunguko.

Hatua ya 15: Viunganishi, Vichwa vya Pini na Adapta

Bodi ya PDB inahitaji idadi fulani ya viunganishi, vichwa vya pini na adapta za tabia tofauti ili kufanya kazi na kujumuika na vifaa tofauti vya pembeni. Vitengo vilivyotumika ni vifuatavyo:

5-103639-3

5-103669-9

5-103669-1

MicroUSB_AB

Hatua ya 16: Resistors, Capacitors, Inductors

Misingi ya mzunguko wowote wa elektroniki

Hatua ya 17: Schematich Design ya Bodi: Viunganishi vya nje vya Ugavi wa Umeme na Mawasiliano ya CAN

Hatua ya 18: Schematich Design ya Bodi: Microcontroller Texas Instruments F28069M C2000 Launchpad

Akishirikiana:

- Muunganisho wa Sensorer, kupitia vichwa vya pini vya saizi tofauti za pembejeo za analog na dijiti

- Hali ya ishara kwa sensorer:

Vichujio vya kupitisha chini kwa kuzuia kuingiliwa kwa sumakuumeme kusumbua ishara. Mzunguko uliokatwa ni 15Hz.

o Daraja la ngano na kipaza sauti kwa kifaa cha joto cha pt100 kufanya kazi kwa usahihi

Pini za mawasiliano kwa vifaa vya nje:

o SCI kwa skrini na GPS

o I2C kwa kipima kasi

Hatua ya 19: Schematich Design ya Bodi: Ugavi wa Nguvu kwa Microcontroller

Kupitia vidhibiti vya Voltage, ambavyo hubadilisha 24V (voltage ya chini kutoka kwa betri) hadi 3.3V (LMR23615DRRR) na 5V (LM25085AMY / NOPB)

Hatua ya 20: Schematich Design ya Bodi: Uunganisho wa USB

Hatua ya 21: Schematich Design ya Bodi: Ugavi wa Umeme kwa Sensorer na Vifaa vya nje

Kupitia vidhibiti vya Voltage (MAX16903SAUE50), ambayo

kubadilisha 24V (voltage ya chini inayotoka kwa betri) hadi 3.3V na 5V. Mfumo huo haufai tena na unaweza pia kutoa nguvu kwa mdhibiti mdogo ikiwa mdhibiti wa voltage atashindwa.

Hatua ya 22: Buni Bodi ya PCB

1) Usambazaji wa umeme kwa mdhibiti mdogo

2) Microcontroller Texas Instruments F28069M C2000 uzinduzi wa pedi

3) Pembejeo za dijiti na analog na uchujaji wa ishara (3.1)

4) Uunganisho wa USB

5) Vichwa vya pini vya vifaa vya nje

6) hali ya ishara ya hali ya joto ya pt100

7) Ugavi wa umeme kwa sensorer na vifaa vya nje

Hatua ya 23: Agiza Bodi ya PCB

Na muundo umekamilika, ni wakati wa kuagiza PCB kwenye wavuti JLCPCB.com. Mchakato ni rahisi, kwani inabidi uende kwa JLCPCB.com, ongeza vipimo na tabaka za bodi yako ya PCB na bonyeza kitufe cha NUKUU SASA.

JLCPCB pia ni wadhamini wa mradi huu. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co, Ltd), ni biashara kubwa zaidi ya mfano wa PCB nchini China na mtengenezaji wa teknolojia ya hali ya juu aliyebobea katika mfano wa haraka wa PCB na uzalishaji wa kundi dogo la PCB. Unaweza kuagiza kiwango cha chini cha PCB 5 kwa $ 2 tu.

Unahitaji kutoa faili za kijinga za mradi wako na kuziweka kwenye faili ya ZIP. Kwa kubonyeza kitufe cha "ongeza faili yako ya kijinga", muundo huo umepakiwa kwenye wavuti. Vipimo na huduma zingine bado zinaweza kubadilishwa kwenye sehemu hii.

Inapopakiwa, JLCPCB itaangalia kila kitu ni sahihi na kuonyesha taswira ya awali ya pande zote mbili za bodi.

Baada ya kuhakikisha kuwa PCB inaonekana nzuri, sasa tunaweza kuweka agizo kwa bei nzuri kwa kubofya kitufe cha "Hifadhi kwa mkokoteni".