politechnika poznaŃska
DESCRIPTION
POLITECHNIKA POZNAŃSKA. STEROWNIKI URZĄDZEŃ MECHATRONICZNYCH Projekt Wskazówki projektowe. WBMiZ Zakład Urządzeń Mechatronicznych. [email protected]. Plan działania. Ustalić cel Ustalić parametry Wykonać schemat ideowy Wypisać potrzebne peryferia Wypisać potrzebne elementy - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/1.jpg)
POLITECHNIKA POZNAŃSKAWBMiZ
Zakład Urządzeń Mechatronicznych
STEROWNIKI URZĄDZEŃ MECHATRONICZNYCH
ProjektWskazówki projektowe
![Page 2: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/2.jpg)
Plan działania1) Ustalić cel2) Ustalić parametry3) Wykonać schemat ideowy4) Wypisać potrzebne peryferia5) Wypisać potrzebne elementy6) Dobrać MCU7) Wykonać schemat8) Wykonać routing płytki9) Wykonać płytkę10) Uruchomić plytkę11) Połączyć się z MCU12) Zaprogramować13) Ocenić działanie programu14) Dopracować dokumentację
do skutku
![Page 3: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/3.jpg)
1) Cel projektu
• Wykonać regulator temperatury w akwarium
![Page 4: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/4.jpg)
2) Ustalić parametry
• Regulowanie temperatury w zakresie od 10 do 40°C
• Grzałka 12V, 1A (12W)• Regulator będzie działał płynnie (PID)• Nastawy P,I,D będzie można zmieniać• Zasilanie stacjonarne• Aktualną temp. będzie wskazywał wyświetlacz
7 segmentowy, 2 cyfrowy
![Page 5: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/5.jpg)
3) Wykonać schemat ideowy
MCU
Grzałka Tranzystor mocy
Zasilanie 5V stabilizowane
Czujnik temp.
Potencjometr nastawy temp
Gniazdo zasilania
Wyświetlacz 7 segmentowy
Wyświetlacz 7 segmentowy
LED
PWM
ADC 0
ADC 1
GPIO
Pamięć flash
Gniazdo programatora JTAG
Zegar wew. 1MHz
Gniazdo grzałki
Potencjometr nastawy P
Potencjometr nastawy I
Potencjometr nastawy D
ADC 2
ADC 3
ADC 4TIMER 500Hz
![Page 6: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/6.jpg)
4) Wypisać potrzebne peryferia• PWM• ADC (5 kanałów)• GPIO (min. 9pin)• Timer (500Hz)• Wewnętrzne RC (1MHz)• Zdobyć wiedzę (np. z noty katalogowej)
- jaki tryb PWM?- jaka częstotliwość PWM?- akie obciążenie PWM nasyci tranzystor?- Jaki tryb ADC?- Czy 1MHZ starczy?- Jak wyskalować ADC (jakie Aref)- Ilu bitowy timer?
![Page 7: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/7.jpg)
5) Wypisać potrzebne elementy
• grzałka• Potencjometry (4szt.)• Sensor temperatury analogowy• Złącze do grzałki• Itd….• Zdobyć wiedzę o elementach
– Jaka grzałka?– Jaki sensor temp.? (symbol, zakres, cena, pinout)– Jak połączyć sensor z płytką?– Jaka wartość potencjometru– Jak połączyć potencjometr z płytką i obudową– Itd…
![Page 8: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/8.jpg)
6) Dobrać MCU
• ATmega8• ATmega16• ATmega32• ATmega64• ATmega128• wersje L
![Page 9: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/9.jpg)
7) Wykonać schemat
• Zasilanie: 5V stabilizowane (obliczyć zrzut i dysypację termiczną)
• Podział płytki na strefy (analogowa, cyfrowa, mocy, zasilania, itd…)
• Duża dbałość o detale (grubości ścieżek, odległości, szumy, jakość połączeń, krętość ścieżek krytycznych itd…)
• CZYTAĆ NOTĘ KATALOGOWĄ, analizować przykładowe aplikacje hardwarowe
• Podstawki DIP pod MCU ułatwią lutowanie i wymianę
![Page 10: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/10.jpg)
8) Wykonać routing
• Po wykonaniu routingu wydrukować PCB na kartce i przymierzyć elementy
• Ścieżki min 10mil• Ścieżki ADC daleko od PWM,Q,zasilania mocy• Ścieżki od JTAG możliwie proste i krótkie• Ścieżki od zegara bardzo krótkie• Kondensatory blisko elementu który odszumiają• Elementy blisko siebie• Optymalizować powierzchnię płytki• Optymalizować liczę otworów• Pamiętać o opisach złącz i o wytycznych projektowych
![Page 11: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/11.jpg)
9) Wykonać płytkę
• Wiele błędów podczas uruchomienia projektów powstaje właśnie na tym etapie (coś nie styka, coś zwiera, coś źle przylutowane)
• Trwa to zawsze więcej czasu niż się planuje• Wykonać płytkę to nie to samo co ją
uruchomić• Dbać o staranność i o detale
![Page 12: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/12.jpg)
Popularne przypadki:zasilanie stabilizowane
![Page 13: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/13.jpg)
Doprowadzenie zasilania
filtr
filtr
![Page 14: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/14.jpg)
Układ RESET
Do JTAG
![Page 15: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/15.jpg)
Układ interface’u programowania JTAG
![Page 16: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/16.jpg)
Układ rezonatora zewnętrznego
![Page 17: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/17.jpg)
Czytelność schematu - labels
![Page 18: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/18.jpg)
Klucz tranzystorowy npn
![Page 19: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/19.jpg)
strefy
ZASILANIE
JTAG
MCU
ANALO
G
ZEGAR
SILNIKDRIVER MOCY
ELEMENTY MOCY
KLAWIATURA
PASEK LED
UKŁ. RESET
![Page 20: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/20.jpg)
makrodefinicje#define PORT_LED1 PORTA#define PORT_LED2 PORTA#define PORT_LED3 PORTB#define PIN_LED1 6#define PIN_LED2 4#define PIN_LED3 1…void main(void){…PORT_LED1|=(1<<PIN_LED1);PORT_LED2&=~(1<<PIN_LED2);..PORT_LED2|=(1<<PIN_LED2);PORT_LED3&=~(1<<PIN_LED3);}
#define LED1_ON PORTA|=(1<<4)#define LED1_OFF PORTA&=~(1<<4)…void main(void){…LED1_ON;…LED1_ON;…LED1_OFF;}
![Page 21: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/21.jpg)
Fusebits, lockbits
![Page 22: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/22.jpg)
GOTOWCE
• WIEMY O NICH WSZYSTKO!• ŹRÓDŁO JEST WIARYGODNE!• DOTYCZĄ NASZEGO PRZYPADKU!
GOTOWE ROZWIĄZANIA Z PRZYSŁOWIOWEGO GOOGLE SĄ DOBRE JEŻELI:
![Page 23: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/23.jpg)
NOTA KATALOGOWA
![Page 24: POLITECHNIKA POZNAŃSKA](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56814123550346895dacfaaf/html5/thumbnails/24.jpg)
powodzenia