ABS asztali fékrendszerszimulátor egységhez

Budapesti M¶szaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Villamosmérnöki és Informatikai Kar Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Automatikus teszter fejlesztése EBS/ABS asztali fékrendszerszimulátor egységhez

Diplomaterv

Készítette

Konzulens

Balogh Levente

dr. Sujbert László - BME MIT Horváth Csaba - Knorr Bremse Fékrendszerek Kft.

2013. má jus 26.

Tartalomjegyzék Kivonat

4

Abstract

6

Bevezetés

7

1. Technológiai áttekintés

8

1.1. A LabCar bemutatása . 1.2. A SimCard áttekintése . 1.3. A SimCard egységei . . 1.3.1. Analóg modul . . 1.3.2. Digitális modul . 1.3.3. CPU modul . . . 1.4. A SimCard csatlakozása

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

2. A teszt felépítése

15

2.1. Követelmények . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Logikai felépítés . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1. Analóg ki-, és bemenetek . . . . 2.2.2. Digitális bemenetek . . . . . . . 2.2.3. Digitális kimenetek . . . . . . . . 2.2.4. Keréksebesség szenzor jele . . . . 2.2.5. Az áramköri védelem ellen®rzése

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

3. A kapcsolási rajz megtervezése

3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 3.8. 3.9.

8 9 11 11 12 13 14 15 16 16 16 17 17 17 19

Csatlakozási pontok . . . . . . . . . . . Tápellátás . . . . . . . . . . . . . . . . . Vezérl® vonalak . . . . . . . . . . . . . . Digitális bemenetek tesztelése . . . . . . Digitális kimenetek tesztelése . . . . . . Analóg ki-, és bemenetek tesztelése . . . A keréksebesség-szenzor jeleinek mérése Tesztpontok . . . . . . . . . . . . . . . . Állapotjelz® LED-ek . . . . . . . . . . . 1

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

20 22 26 27 29 31 33 38 38

4. A nyomtatott áramkör megtervezése

4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8.

A felhasznált tervez®i program Alkatrészlenyomatok . . . . . . Tervezési szabályok beállítása . Az alkatrészek elhelyezése . . . Huzalozás . . . . . . . . . . . . A panel feliratozása . . . . . . . Ellen®rzés . . . . . . . . . . . . Alkatrész beszerzés . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

5. Az áramkör felélesztése

40

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

40 41 41 42 44 46 46 47 48

5.1. Beültetés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.2. Mérések és funkcionális tesztek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 6. Szoftver

52

6.1. A KB-Lab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 6.2. AutoTest script . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 6.3. Vezérl® bitek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 7. Összefoglalás

58

7.1. Továbbfejlesztési lehet®ségek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Köszönetnyilvánítás

61

Ábrák jegyzéke

63

Táblázatok jegyzéke

64

Irodalomjegyzék

65

Függelék

66

F.1. Teljes kapcsolási rajz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

2

HALLGATÓI NYILATKOZAT

Alulírott Balogh Levente, szigorló hallgató kijelentem, hogy ezt a szakdolgozatot meg nem engedett segítség nélkül, saját magam készítettem, csak a megadott forrásokat (szakirodalom, eszközök stb.) használtam fel. Minden olyan részt, melyet szó szerint, vagy azonos értelemben, de átfogalmazva más forrásból átvettem, egyértelm¶en, a forrás megadásával megjelöltem. Hozzájárulok, hogy a jelen munkám alapadatait (szerz®(k), cím, angol és magyar nyelv¶ tartalmi kivonat, készítés éve, konzulens(ek) neve) a BME VIK nyilvánosan hozzáférhet® elektronikus formában, a munka teljes szövegét pedig az egyetem bels® hálózatán keresztül (vagy autentikált felhasználók számára) közzétegye. Kijelentem, hogy a benyújtott munka és annak elektronikus verziója megegyezik. Dékáni engedéllyel titkosított diplomatervek esetén a dolgozat szövege csak 3 év eltelte után válik hozzáférhet®vé.

Budapest, 2013. május 26.

Balogh Levente

hallgató

Kivonat A járm¶ipar technológiai fejl®désével párhuzamosan egyre több és egyre bonyolultabb elektronikai alkatrész épül be a haszongépjárm¶vekbe is. A cél a járm¶vek legfontosabb adatainak és jellemz®inek meggyelése és kiértékelése valós id®ben, melynek révén lehet®vé válik a gépjárm¶vek m¶ködésének, üzemi paramétereinek optimalizálása, illetve az esetleges vészhelyzetek elhárítása. A korszer¶ haszongépjárm¶vekben több menetbiztonságot javító rendszer is található, ilyenek például blokkolásgátló fékrendszer - ABS (Anti-lock Breaking System), az ESP (Electronic Stability Program), vagy a kipörgésgátló - ASR (Anti-Slip Regulation). Az új funkciók kifejlesztése sok és id®igényes - menet közbeni - tesztelési folyamat elvégzését igényli, amenyet viszont kényelmesebb, gyorsabb, és nem utolsó sorban olcsóbb egy asztalon is elhelyezhet® szimulációs környezetben megvalósítani. E feladat megoldására fejlesztették ki az úgynevezett laborautót (LabCar), amely egy valóságos járm¶ m¶ködését, üzemszer¶ viszonyait imitálva valóságh¶ környezetet biztosít az ECU számára. A szenzorok analóg és digitális jeleit a laborautó kulcsfontosságú eleme, a SimCard (szimulátor kártya) állítja el®, ezáltal képes az ECU részére el®idézni a járm¶ haladása közben el®forduló, különböz® életszer¶ szituációkat. Szakdolgozatomban egy olyan rendszer kifejlesztését és megvalósítását t¶ztem ki célul, amely alkalmas az újonnan gyártott szimulátor kártyák elektronikus m¶ködésének automatikus vizsgálatára, és ez alapján annak eldöntésére, hogy az eszköz megfelel®en m¶ködik-e, valamint hibás m¶ködés esetén képes megközelít® választ adni a hibaforrás helyére. Feladataim közé tartozott a tesztek logikai felépítésének kidolgozása, az áramkör kapcsolási rajzának megtervezése, a nyomtatott áramköri tervek elkészítése, a gyártási folyamat felügyelése, az elkészült áramkör beültetése és felélesztése, végül az automatikus tesztet vezérl® szoftverkomponens megírása. A fejlesztés legérdekesebb és egyúttal legnagyobb kihívást jelent® része a precíziós amplitúdó-, és frekvenciamérés áramköri megvalósítása volt, amelyekhez több különböz® megoldást is megvizsgáltam. A dolgozatom els® részében a témakörhöz kapcsolódó, és a kit¶zött feladat elvégzéséhez elengedhetetlen szakmai háttérismereteket mutatom be, majd ezt követ®en részletesen taglalom a rendszer tervezési folyamatának egyes fázisait, illetve ismertetem a megvalósítás konkrét lépéseit. Az eszköz elkészült és m¶ködik, jelenleg a vezérl® szoftver megfelel® m¶ködésének vizsgálata zajlik. Használat során fény derült egy-két kisebb, gyelmetlenségb®l adódó áramköri hibára, amelyek azonban utólag is egyszer¶en orvosolhatóak voltak. Az eszköz következ® 4

verziójának célkit¶zései közé tartozik az ilyen jelleg¶ hibák kiküszöbölése, a teszt pontok egy csoportba rendezése, valamint egy strapabíróbb és robusztusabb kivitel létrehozása.

5

Abstract In parallel with the fast technical growth of the vehicle industry there are more and more complex electronic components implemented into commercial vehicles. The aim is to monitor the most essential information and the main characteristics of the vehicles in real-time, which makes it possible to eliminate a problem in case of an emergency, or to optimise the operation of the vehicle. In modern commercial vehicles there are safety systems located, such as the ABS (Antilock Breaking System), the ESP (Electronic Stability Program), or the ASR (Anti-Slip Regulation). However, the development of the new features needs a lot of long testing processes, which would be faster, more convenient and even cheaper to do in simulation enviroment which can t on a desktop. To solve this kind of problem, Knorr Brem developed a system called LabCar, which is able to provide a totally life-like enviroment for the ECU with imitating the behavior of a real vehicle. The analogue and digital signals of the sensor are produced by the SimCard (simulation card), which makes it one of the key elements of the LabCar. This hardware is able to create almost every possible situation for the ECU, which can occur during the movement of a vehicle. My main objective was to develop and implement a system, which is able to automatically examine the electric functionality of the new manufactured simulation cards, and to determine if the device is working correctly. If there are any problems in the operation, the tester can reveal the location of the fault. My job was to work out the logical structure of the test, to create the schematic of the circuit, to design the layout of the printed ciruit board, to supervise the manufacturing process, to solder the parts and nally to write the software component for controlling the tests. The most interesting and also the most challenging part of the development was to create a circuit for a precision amplitude and frequency measurement, where I have checked more dierent methods before deciding by the nal one. In the rst part of my thesis I am going to present all the necessary backround knowledge, and in the next stage I will discuss every step of the development process in detail, and will also describe the steps of implementation. The device is ready, and it is working, currently is the functionality of the controlling software being tested. During the rst tests a few smaller faults have been found, these could be corrected easily though. The main objectives for the next version of the device were to correct these small mistakes in the circuit, to order the test points in one group, and to make the hardware more robust and more durable. 6

Bevezetés A Knorr Bremse Fékrendszerek Kft. budapesti fejleszt® központjában dolgozom villamosmérnök gyakornokként. villamosmérnök gyakornokként. A csoportom feladata egy olyan asztali szimulátor egység kifejlesztése, amely képes a valóságos járm¶ m¶ködését és üzemszer¶ viszonyait imitálni, és a rákapcsolt EBS ECU-nak (Electronic Control Unit) valóságh¶ jeleket közvetíteni, illetve képes minden esetben a különböz® életszer¶ szituációknak megfelel®en reagálni. A vázolt szimulátor egység alkalmazása jelent®sen megkönnyíthetné az ABS és EBS rendszereket fejleszt® teamek munkáját. A rendszer egyik kulcsfontosságú része az úgynevezett szimulátor kártya, amely a járm¶ben lév® analóg és digitális szenzorok kimeneteit szimulálja, továbbá az ECU által kiadott vezérl® jeleknek megfelel®en képes módosítani azokat. A kártya három f®bb egységb®l épül fel, amelyek külön áramköri kártyákon helyezkednek el. Ezek az Analóg, Digitális és CPU modulok. Bár ezek a szimulátorok csak a Knorr Bremse-n belül kerülnek felhasználásra, mégis egy s¶r¶n használt eszközr®l van szó, amelyb®l egy-egy szimulátor esetén akár 8-10 darabra is szükség lehet. A gyártás elengedhetetlen részét képezi az elkészült kártyák helyes m¶ködésének tesztelése, ami kétféle úton lehetséges: manuális vagy automatizált módon. A manuális tesztelés komoly nehézségekbe ütközik: az összeszerelt kártyákon a kialakítás miatt nehézkes méréseket végezni, nincsenek jól kialakított mér®pontok. A tesztelést tovább bonyolítja, hogy sok különböz® mérési elrendezést kell felépíteni, ami egy igen hosszú, akár 3 órás tesztelési folyamatot is jelenthet minden egyes kártyára. Ez a jöv®beli gyártás szempontjából nem megengedhet®, így a vállalat vezetése egy automatizált tesztel® egység létrehozása mellett döntött, a tervezési feladatok pedig rám hárultak. A tesztel® egységnek elektronikus méréseket, és teljes funkcionális tesztelést is el kell tudnia végezni. Egy olyan hardver tervezése mellett döntöttem, ahol a tesztelend® szimulátor kártyát saját magával teszteljük le, tehát például a digitális kimeneteket a digitális bemenetekkel. Ez a megoldás ugyan nehezebbé teszi az esetlegesen fellép® hibák helyének feltárását, azonban kevéssé komplex hardvert jelent. A vizsgálat során a gyártási hibákat kívánjuk kisz¶rni, amelyek lehetnek zárlatok vagy szakadások a nyomtatott áramkörön, vagy a nem megfelel® alkatrész beültetésb®l adódó hibák.

7

1. fejezet

Technológiai áttekintés Jelen fejezetben a dolgozat témaköréhez kapcsolódó - a kit¶zött feladat megoldásához és koncepciójának megértéséhez - elengedhetetlen szakmai háttérismereteket foglalom össze. Az alkalmazott technológiák és eszközök közül el®bb a teljesség igénye nélkül - a Knorr Bremse ABS/EBS fejleszt®i csoportjai által használt laborautót mutatom be. Ezt követ®en részletesebben ismertetem a szimulátor kártya (SimCard) - amely köré a szakdolgozat épült - felépítését, egységeinek fontosabb paramétereit és csatlakozásának jellemz®it. 1.1. A LabCar bemutatása

A LabCar, vagyis magyar fordításban laborautó, a Knorr Bremse Fékrendszerek Kft. által kifejlesztett szimulációs eszköz. A rendszer képes arra, hogy az ABS / EBS ECU-val (Electronic Control Unit) elhitesse, hogy egy valódi járm¶ben van, és közben a valóságnak megfelel® szenzor adatokat szolgáltasson neki. Egy ilyen rendszer nagyban megkönnyíti a fejlesztést, ugyanis irodai körülmények között, gyorsan, egyszer¶en és biztonságosan tesztelhet®ek a ABS / EBS ECU-kat vezérl® programok. A LabCar megtervezése során fontos szempont volt, hogy gyakorlatilag bármilyen típusú járm¶ szimulációjához alkalmazható legyen. A rendszert egy EPC számítógépen futó, Knorr-os fejlesztés¶ operációs rendszer vezérli (KB-Lab). Az operációs rendszer CAN és EtherCat kapcsolaton keresztül képes kommunikálni a szimulátor kártyákkal, elvégezni a kongurációjukat, és menet közben vezérelni azokat. A LabCar-on belül a szimulátor kártyákhoz úgynevezett terheléskártyák ( angolul Load Card-ok ) kapcsolódnak, amelyek a járm¶vekben el®forduló terheléseket és különböz® funkciókat szimulálják. Ezeknek a terheléskártyáknak a kimenetei vannak összekapcsolva magával az ECU-val, ami a beolvasott és elemzett adatok alapján igyekszik megváltoztatni a fékrendszer beállításait. Az ECU által visszaküldött beállítási paramétereket ezután a KB-Lab ( az operációs rendszer ) dolgozza fel, matematikai modellek alapján kiszámolja, hogy ezek a beavatkozások milyen hatást gyakorolnak a járm¶ mozgására és a zikai eszközök m¶ködésére, majd ennek megfelel®en módosítja a virtuális szenzorok - azaz a szimulátor kártya - kimeneteit, így a szabályozás végeredménye az ECU számára is detektálható.

8

1.2. A SimCard áttekintése

A SimCard feladata, hogy analóg és digitális kimeneti jeleket generáljon, amelyek valós id®ben változtathatók az operációs rendszeren ( KB-Lab ) futtatott scriptekb®l, tehát szoftveresen utánállíthatóak. Ezen kívül rendelkezik digitális és analóg bemenetekkel is, amelyek tetsz®leges mérésekhez felhasználhatóak. Képes emellett négy darab különböz® analóg és digitális keréksebesség jel el®állítására is, amelyek szintén program szinten kongurálhatóak. Az analóg keréksebesség jel ( angolul analog wheelspeed signal, azaz AWSS ) egy szinusz jel, amelynek a felbontását a SimCard ezred Hz pontossággal képes el®állítani. Ez azért fontos, mert az ECU ilyen pontosságig képes különbséget tenni eltér® frekvenciák között, amit például kanyarban a két kerék eltér® pályája okozhat.

1.1. ábra. SimCard - az összeszerelt szimulátor kártya

A jelenleg használt SimCard messze nem az els® variáció, a negyedik már a sorban, és valószín¶leg nem is ez lesz az utolsó. Bizonyos szintig kompatibilis lefelé, viszont tudásában és bonyolultságában nagyban felülmúlja el®djeit. A cél egyértelm¶en egy olyan eszköz létrehozása volt, amely elegend® kimenettel, és f®leg bemenettel rendelkezik. A szimulátor kártya a következ® funkciókat foglalja magába: • 8 Analóg dierenciális analóg bemenet ( 0-10V ) • 24 Digitális bemenet (5V/24V) • 12 Analóg kimenet (0-10V) • 6 Digitális kimenet (5V/24V) • 4 Analóg WSS kimenet (0-2500 Hz) • 4 Digitális WSS kimenet • 1 CAN • 1 I2C • 1 SPI

9

• 2 EtherCat

Az eszköz jelenleg 1-10ms-os id®közönként tudja mérni a bemeneteket, tehát nagyságrendileg 100Hz-1000Hz között mozog a maximális mérési frekvencia. Ez els® látásra talán kevésnek t¶nhet, a járm¶vet modellez® zikai szimulációkhoz a specikáció szerint azonban a 10ms-os mintavételezési sebesség teljes mértékben elegend®, az 1ms határ tehát jóformán minden igényt kielégít az ilyen jelleg¶ folyamatoknál. Ahhoz, hogy lássuk, pontosan mit is jelent ez a mérési sebesség, tudnunk kell, hogy egyszerre egy LabCar-ban összesen 20 szimulátor kártya m¶ködhet egymással párhuzamosan, és vezérelhet terheléskártyákat. (Bár egy LabCar-ban egyszerre csak 8 szimulátor kártya helyezhet®, a rendszer úgy lett felépítve, hogy szükség esetén több LabCar is összekapcsolható legyen egymással, így adódik 20-as határ) Ez azt jelenti, hogy minden 10ms-ban (ha a 100Hz-es mérési frekvenciát tételezünk fel) beolvasásra kerülnek az összes szimulátorkártya összes bemenetének az adatai, amelyek szoftverb®l hozzáférhet®ek, és a kimenetek ezeknek megfelel®en módosíthatóak. Ez a következ® továbbítandó adatmennyiséget jelenti szimulátor kártyánként: • 8 Analóg bemenet - 8 * 2 bájt • 24 Digitális bemenet - 24 bit / 3 bájt • Összesen 19 bájt (152 bit) / SimCard

Számoljunk a rendszerben jelen lév® 1 Mb/s sebesség¶ CAN busszal, ez ugyanis a sz¶kebb keresztmetszet, az EtherCat-nél alacsonyabb sebessége miatt. Összesen 20 SimCard-al számolunk, ami 380 bájtot, azaz 3040 bit-et jelent. Az 1 Mb/s sebesség¶ CAN csatornánkon másodpercenként elvileg 1.000.000 bitet küldhetünk át (természetesen ennél kevesebbet, hiszen ez a nyers adatmennyiség, ami még tartalmazza a fejléceket, start és stop bit-eket, stb.), ez viszont azt jelenti, hogy 1 másodperc alatt legfeljebb 1.000.000 / 3040 = 328 ilyen "csomagot" küldhetünk át a csatornán. Ebb®l adódik, hogy legfeljebb 10ms (1/100 s) id®közönként tudunk mintavételezni, az egy nagyságrenddel nagyobb mintavételezési frekvenciára (1ms-os mérési id®köz) a CAN vonalunk már nem lenne képes. Bár a 10ms-os mérési id®köz kielégít® a szimulációk szempontjából, az új szimulátor kártya elvárásai közé belekerült az egy nagyságrenddel nagyobb mérési frekvencia teljesítése. Egyrészt ennek a problémának az áthidalása végett kapott helyet egy EtherCat kommunikációs kártya a modulon. Az EtherCat a CAN busszal ellentétben 10 Mb/s adatátviteli sebességgel rendelkezik, ami pont egy nagyságrenddel haladja meg az utóbbit, így ezen a téren megfelel a tervezési specikációknak. Emellett azért esett erre a protokollra a választás, mert determinisztikus, hogy melyik EtherCat Slave mikor kapja meg az EtherCat Master által küldött csomagokat, így megvalósítható, hogy minden szimulátor kártya (mint slave) azonos id®pontban mintavételezzen. Ezen kívül, a minimális csomagméret sokkal kisebb, mint mondjuk Ethernet esetében, és lehet®ség nyílik a slave-eket egymással sorba kötni, nem csillagpontban, és az adatokat egy frame-en belül elküldeni az összes slave-nek, amib®l mindegyik slave 10

kiveszi a rá vonatkozó adatrészt. Az EtherCat használatával tehát már lehet®vé válik az 1000Hz-es mintavételezés is. [6] A szoftver kiterjesztésével megvalósítható lenne természetesen az is, hogy kevesebb, vagy egy szimulátor kártya használata esetén a mintavételezési frekvenciát arányosann magasabbra lehessen választani, mivel ilyenkor kevesebb adatot kell továbbítani a buszon. Ez szerepel is a jöv®ben megvalósítandó tervek között, azonban alacsony prioritással. 1.3. A SimCard egységei

A szimulátor kártya három egységb®l épül fel, ahogyan az fenti képen már nagyjából kivehet® volt. Mindegyik modul jól elkülöníthet® funkciókkal rendelkezik, amelyek összeszerelt állapotban teljesen kiegészítik egymást. A kártyák egymás felett torony-szer¶ elrendezésben vannak felépítve, és tüskesorral kapcsolódnak egymáshoz. A modulok a következ®k: • Analóg modul • Digitális modul • CPU modul 1.3.1. Analóg modul

1.2. ábra. Az analóg modult tartalmazó panel

Az analóg modul az analóg jelek el®állításával és mérésével kapcsolatos funkciókat lát el. Ezen a kártyán helyezkednek el az analóg bemenetek, amelyekb®l összesen 8 található, 11

dierenciális jelvezetéssel, tehát mindegyik analóg bemenethez tartozik pozitív és negatív pólus is. Analóg kimenetekb®l 12 áll rendelkezésünkre. Az analóg bemenetek 0-10V tartományban képesek feszültségmérésre, de +/-60V feszültség szintig védettek. A lábakra adott feszültségszintek mV-os pontossággal mérhet®ek meg. A beolvasott analóg jelszintek egy 13 bites A/D átalakító bemenetére kerülnek, amely soros SPI porton (Serial Peripheral Interface) keresztül kommunikál a mikroprocesszorral 12.5 Mb/s adatátviteli sebességgel. Ezek az értékek azután 2 bájtos szám formájában továbbítódnak az operációs rendszer felé. Az analóg kimenetek szintén a 0-10V tartományban képesek mV pontosságú feszültségszint beállítására, bár a legtöbb szimulációban csak a jobban elterjedt 0-5V tartomány használatos. A maximális áramfelvétel az egyes analóg kimeneteken 10mA. Akárcsak a bemenetek, a kimenetek is védettek +/-60 V-os feszültség szintig. 1.3.2. Digitális modul

A digitális modul foglalja magába a digitális be és kimeneti funkciókat. Míg digitális kimenetb®l mindössze 6 vonal áll rendelkezésre, a bemenetek száma ezt jóval meghaladja, összesen 24 van bel®lük. A panel túlfeszültség védelme hasonlóan az analóg részhez +/60V feszültségig képes stabilan megóvni az áramkört.

1.3. ábra. Az digitális modult tartalmazó panel

A digitális kimenetek 5V-os és 24V-os feszültségr®l is üzemelhetnek, ez azonban nem választható ki a SimCard segítségével szoftverb®l. Ennek a beállítására két bemenet ad lehet®séget a szimulátor kártyán, az egyik a DIO-OUT14-PWR, amivel az 1-4 digitális kimenet, a másik a DIO-OUT56-PWR, amivel az 5-ös és 6-os digitális kimenet magas szintjének a feszültsége állítható be. A digitális kimenetek három el®re deniált állapotba hozhatóak, ezek a pull-up (lehúzás földre), pull-down (felhúzás tápfeszültségre), és a tri-state (nagy impedanciás) állapotok. 12

A digitális bemenetek billenési szintje tulajdonképpen független a kimenetek tápjánál használt jelszintt®l, alapértelmezetten 2V körül van, azonban egy bemeneti ellenállással egyszer¶en megváltoztatható (ez ugyanis a bemeneten lév® lehúzó ellenállással együtt egy feszültségosztót alkot). 1.3.3. CPU modul

1.4. ábra. A CPU panel

A CPU modul valósítja meg a kapcsolatot az analóg és digitális rétegek, és a mér® PC-n futó operációs rendszer között, tetszés szerint CAN vagy EtherCat protokoll segítségével. A szimulátor kártyák inicializációja mindig CAN-en keresztül történik (ez szoftveres szinten van rögzítve) a mérés azonban már történhet egyaránt CAN-en vagy EtherCat-en keresztül is. Az EtherCat kontrollerrel a mikrokontroller egy External Bus Interface-en (EBI) keresztül kommunikál, ami lényegét tekintve egy buer memóriába történ® írási m¶veletet jelent, ahonnan aztán az Ethernet kontroller kiolvassa az adatokat. A SimCard lelke egy 16 bites, 144 lábú StarX XE mikrokontroller, ami SPI interfészen kommunikál az A/D és D/A átalakítókkal. A CPU kártyán helyezkedik el továbbá egy Propeller IC, ami az analóg és digitális keréksebesség jelet állítja el®. Az analóg keréksebesség jelhez el®ször egy PWM jelet állít el® a Propeller IC, ezt egy er®sít® fokozat alakítja nagy felbontású szinusz jellé. A digitális keréksebesség szenzor az analóggal ellentétben nem feszültség, hanem áramvezérelt, áramgenerátoros kimenet¶, az áramer®sségek értéke 7mA, 14mA, és 28mA lehet. A Propeller IC egy küls® EEPROM-ból tölti be a m¶ködéséhez szükséges programot, a mikrovezérl®nek az ebben lév® tartalmat kell felülírnia az áramkör újraprogramozásához, új vezérlés betöltéséhez.

13

1.4. A SimCard csatlakozása

A kártya egy Harting márkájú 160 lábú csatlakozóval kapcsolódik a szimulátor kártyához. A csatlakozóra a SimCard minden jele ki van vezetve, beleértve a kommunikációs vonalakat is, mint a CAN, I2C vagy az SPI. Ezek közül az SPI nem használt a tesztel® áramkörön. A csatlakozó press-t jelleg¶, ami azt jelenti, hogy nem forrasztásos technológiával alakítjuk ki az elektromos és mechanikai kapcsolatot, hanem egy nagy erej¶ préseléssel nyomjuk át a csatlakozó lábait az el®készített fémezett falú furatokon, míg a másik oldalra a csatlakozó ellenpárja kerül. A csatlakozó lábai egy bizonyos részen szélesebbek mint a furatátmér®, és a préselés közben maradandó alakváltozást szenvednek. A végeredmény egy jó elektromos kontaktusokkal és nagy mechanikai szilárdsággal rendelkez® csatlakozó. A kés®bbi felhasználás folyamán akár olyan igény is felmerülhet, hogy terheléskártyát is kapcsoljunk a SimCard-ra teszt közben, ami ennek a kétoldalú csatlakozónak a használatával nem fog problémát jelenteni. [7]

14

2. fejezet

A teszt felépítése A fejezet felöleli azokat a követelményeket, amelyeknek a teszter áramkör meg kell, hogy feleljen, továbbá az egyes tesztelési ciklusok logikai felépítését és sorrendjét. 2.1. Követelmények

A tervezett tesztel® áramkörnek egyszerre kell ellen®riznie a funkcionalitást és az egyes biztonsági funkciók meglétét, mint amilyen például szimulátor kártyára el®írt áram-, és feszültségkorlátok, továbbá túlfeszültségvédelem helyes m¶ködése. A tervezés kezdeti szakaszában két lehetséges megvalósítási út is kínálkozott. Az egyik, a teszteket két szimulátor kártyával végezzük, melyek közül az egyik az újonnan gyártott, tesztelend® kártya, a másik pedig egy kifogástalanul m¶köd® etalon kártya. Ez a panel egy el®re bemért darab kell, hogy legyen, amelynek a helyes m¶ködésér®l el®zetesen már meggy®z®dtünk. A teszt lényege, hogy az új kártya funkcióinak m¶ködését az etalon kártyával végezzük el. Ennek el®nye, hogy az esetleges hibás m¶ködés esetén viszonylag könnyen meghatározható a hiba helye, ugyanis egy ilyen helyzetben szinte biztosra vehetjük, hogy a hiba az aktuálisan tesztelt funkcióban, az új kártya egy jól meghatározott részén lépett fel, ami így kézi m¶szerekkel már tovább vizsgálható. Ehhez természetesn élnünk kell azzal a feltételezéssel, hogy a másik kártya m¶ködése kifogástalan, ez viszont nem garantálható 100%-osan. A módszer hátránya, hogy minden egyes esetben szükség van az etalon kártyára, valamint minden mérési folyamat el®tt ellen®rizni kell. Ez nem feltétlenül teljesíthet® elvárás, f®leg annak tekintetében, hogy a cél egy olyan m¶szer létrehozása, ami a szimulátor kártyák meghibásodása esetén is egyszer¶en leemelhet® a polcról és percek alatt m¶ködésbe hozható. Egy másik megoldás a tesztelésre, hogy csak egy kártyát használunk a folyamathoz, az újonnan gyártottat és az egyes funkciók teszteléséhez ugyanaz a kártya állítja el® a jeleket, tehát saját magával teszteljük le az eszközt. Hátránya az el®z®vel szemben, hogy bonyolultabb meghatározni a hiba pontos helyét, ugyanis a tesztelend® érték és az azt mér® fokozat is ugyanazon a kártyán helyezkedik el, így els® ránézésre nem állapítható meg biztosan, hogy a kett® közül melyik m¶ködött rosszul . El®nye azonban, hogy nincs szükség etalon kártyára, így sokkal szélesebb körben használható, és ezáltal gyorsabb mérést is biztosít. 15

Mivel egy szimulátorkártya ára magasabb, mint ezé a mér® eszközé, a két kártyás mérés nagyjából megduplázná minden egyes konguráció költségét, nem beszélve arról, hogy egy kártya használatakor a vezérl® áramkör és szoftver is egyszer¶bb. A második variáció lehet®vé teszi, hogy ne csak a gyártás utáni gyors tesztelésre használhassák az eszközt, hanem a jöv®ben az egyes csoportok a szimulátor kártyák használat közbeni meghibásodása esetén is gyorsan és egyszer¶en azonosíthassák a hibák helyét, és javíthassák azokat. Az imént felsorolt el®nyök miatt az utóbbi megoldást választottam. 2.2. Logikai felépítés

Azt a konstrukciót választottam tehát, ahol a vizsgálat tárgyát képez® SimCard saját magával lesz letesztelve. A következ® pontokban funkcionális csoportokra bontva sorra veszem, hogy pontosan milyen logikát követve ellen®rizzük a kártya egyes részeit. 2.2.1. Analóg ki-, és bemenetek

Az analóg bemeneteket az analóg kimenetek segítségével ellen®rizzük. Az vizsgálat során lineárisan, több pontban végighaladunk az analóg mérési tartományon, az analóg kimeneteken kiadott feszültségszinteket a bemenetekkel olvastatjuk be, és meggyeljük milyen eltérés mutatkozik a két érték között. A teszt akkor sikeres ha ez a különbség 10mV-on belüli. El kell végeznünk a teszteket a kimenetek terhelt és terheletlen állapotában is, meg kell vizsgálnunk, hogy a kimenetekre el®írt áramkorlátok teljesülnek-e. Amennyiben valahol túl nagy áramot érzékelünk, azonnal meg kell szakítani a mérést, és hibát jelezni. 2.2.2. Digitális bemenetek

A digitális bemenetek szintén az analóg kimenetek segítségével kerülnek ellen®rzésre. Bár az alacsony szint (Low) feszültségtartománya minden esetben 0-1.9V, a magas szinté (High) pedig mindig 2.2V-nál kezd®dik, a bemeneteknek 5V-os, 12V-os és 24V-os bemenetekkel egyaránt kell m¶ködniuk. Mivel a SimCard rendelkezik +-60V-os túlfeszültségvédelemmel is, a legmagasabb "High" feszültségnek nem a +24V-ot, hanem a +28V-ot választottam, így ez a funkció is tesztelhet®. Az els® vizsgálat alkalmával tehát a magas jelszint értéke 5V, a következ® esetben pedig 28V. Mindkét esetben a billenési szint közelében lineáris skálán mozgunk az analóg kimenet által kiadott értékekkel, és vizsgáljuk, hogy pontosan hol vált értéket az adott digitális bemenet. A lényeg, hogy 2.2V esetén minden bemenetnek 1-et, 1.9V esetén pedig 0-át kell mutatnia, különben a teszt megbukott. A m¶veletet természetesen végrehajtjuk 0-1, és 1-0 átmenet esetén is. Amennyiben egyszerre mindig csak egy digitális bemenetet vizsgálunk, és a többire közben nem adunk vezérlést, akkor képesek vagyunk detektálni egy esetleges rövidzárlatot is, hiszen ha a meghajtott bemeneten kívül bármely másik magas értéket vesz fel, akkor a két vonal között elektromos kapcsolat van, és a teszt sikertelen.

16

2.2.3. Digitális kimenetek

A digitális kimenetek jelszintje értelem szer¶en két értéket vehet fel: logikai magasat és alacsonyat. A logikai alacsony szint minden esetben a föld potenciállal egyezik meg, míg a logikai magas szint feszültségét mi állíthatjuk be. A feladatunk ellen®rizni, hogy ezek a feszültségek helyesen másolódnak-e le az egyes kimeneti lábakra. A teszt során minden digitális kimenetet egy analóg bemenettel mérünk vissza, és összehasonlítjuk a mért értéket a várttal. Amennyiben a különbség pár 10mV-os feszültségtartományon kívül esik, a teszt megbukott. Mindenképpen foglalkozni kell majd viszont azzal a problémával, hogy míg a digitális kimenetek magas szintje akár +28V is lehet, addig az analóg bemenetek 10V-nál magasabb feszültségértékeket nem képesek megmérni, ezért a digitális kimenetek feszültségeit a 0-10V tartományba kell transzformálni, majd a szoftverb®l egy egyszer¶ szorzással visszaalakítani. 2.2.4. Keréksebesség szenzor jele

A kártya, amint már korábban említettem, két fajta sebességszenzor jelet tud szimulálni: analógot és digitálisat. A digitális jelnek azonban egyel®re nincs gyakorlati létjogosultsága, ezért erre egyel®re nem terjed ki a teszt. Az analóg keréksebesség szenzor által kiadott feszültség egy szinuszos jel, amelynek a kerék sebességét®l függ®en változhat mind az amplitúdója, mind a frekvenciája. A SimCard által kiadott jel amplitúdója 2V és -2V között, a frekvencia pedig 0Hz és 2500 Hz között változhat. Ennek a blokknak a teszteléséhez egy amplitúdó és egy frekvenciamérést kell végrehajtanunk, minden csatornánál több lépcs®ben kell végighaladni az vizsgált értéktartományon. 2.2.5. Az áramköri védelem ellen®rzése

Az túlfeszültség védelmet úgy tudjuk ellen®rizni, hogy az egyes be-, és kimenetekre nem csak az üzemszer¶ feszültségeket, hanem azoknál magasabb értékeket is kiadunk. Ellen®rizni kell azonban az áramkör egyes részeire el®írt áramkorlátok teljesülését, ilyennek min®sül például ha az analóg is digitális kimenetekre a maximális névleges terhelésnél nagyobb terhelést kapcsolunk, akkor sem szabad az el®írt 10mA-es értéknél nagyobb áramnak folynia a kimeneteken. Ez azt jelenti, hogy ha egy analóg kimenet esetében például 5V feszültségszintet adunk ki, és a kimenetet egy 250Ω-os ellenállással a földre kötjük, akkor az ellenálláson 20mA áramnak kellene folynia, hogy a kimeneten fenntartsa az 5V-os feszültséget. Erre az el®írás szerint nem lehet képes, ilyenkor csak 2.5V-ot szabad látnunk a kimeneten. A szimulátorkártyát tervez® szakemberek mérésekkel és számításokkal létrehoztak egy tesztelési táblázatot a szimulátor kártyához, amelyben közölve vannak az egyes funkciók tesztelésénél elfogadható áram és feszültségkorlátok, ennek egy részlete látható a 2.1 táblázatban. A 2.1-es táblázatban összeszedtem pár fontossab mérési tolerancia tartományt, bár meg kell jegyeznem, hogy az eredeti táblázat minden egyes digitális és analóg kimenetre külön is megmutatja az áramkorlátokat, amelyek pár tized mA-el eltérhetnek egymástól. Nem állt szándékomban minden értéket részletesen ismertetni, inkább csak betekintést szeretnék nyújtani, ezért ezeknek a határértékeknek a mértani közepét adtam meg a táblázatban. 17

2.1. táblázat. Részlet a mérési határértékekb®l

Mérési lépés DG-OUTx sink áramkorlátok (28V, 1k, Lo) DG-OUTx source áramkorlátok(28V, 1k, Hi) DG-OUTx maradék feszültség (5V, 499R, Iout=-10mA) DG-OUTx maradék feszültség (5V, 499R, Iout=10mA) DG-OUTx maradék feszültség (28V, 2,7k, Iout=-10mA) DG-OUTx maradék feszültség (28V, 2,7k, Iout=10mA) Sense Power feszültség terheletlenül Sense Power feszültség 50mA terheléssel Sense Power áram rövidzár mellett AO maximális névleges feszültségen (10V) AO nullhiba AO source áramkorlátok AO sink áramkorlátok CPU panel áramfelvétel (5V) CPU panel áramfelvétel (3.3V - Ethercat)

Alsó határérték -11,70 [mA] 10,80 [mA] 0,42 [V] 4,54 [V] 0,44 [V] 27,52 [V] 4,99 [V] 4,98 [V] 71,50 [mA] 9,90 [V] -15 [mV] 11,0 [mA] -11,0 [mA] 93,50 [mA] 516,00 [mA]

Fels® határérték [9] -10,90 [mA] 11,50 [mA] 0,43 [V] 4,55 [V] 0,45 [V] 27,53 [V] 5,01 [V] 4,99 [V] 78,20 [mA] 10,10 [V] 25,00 [mV] 11,60 [mA] 10,40 [mA] 98,10 [mA] 554,00 [mA]

A dokumentum ezen kívül kitér az egyes modulok áramfelvételére terheletlen és terhelt módban, valamint hideg és bemelegedett áramkör esetében is. Bár az el®írások sokasága bonyolult tesztelési eljárást feltételez, egy jól átgondolt szoftver segítségével viszonylag egyszer¶en kezelhet® lesz.

18

3. fejezet

A kapcsolási rajz megtervezése

3.1. ábra. A kapcsolás logikai felépítését szemléltet® blokkvázlat

A hardver kapcsolási rajzát a PADS Logic nev¶ tervez®programban készítettem el. A program használatához és elsajátításához nagy segítséget nyújtott, hogy az önálló labor munkám szintén tartalmazott áramkör tervezést, igaz akkor egy másik tervez®programot, az Altium Designer-t használtam. Bár a kezel®felület és a billenty¶parancsok különböznek a két programban, az alapelv hasonló, ezért a legtöbb esetben már tudtam, hogy mit kell keresnem, és intuitív módon tudtam elsajátítani a kezel®felület használatát. Az áramkör tervezése során mindig igyekeztem olyan alkatrészeket használni, amelyekr®l már rendelkezésre állt tapasztalat a fejleszt®i csoporton belül, és amelyek már szerepeltek a csoport 19

által használt alkatrészkönyvtárban. Ez a könyvtár tartalmazza az alkatrészek kapcsolási rajzon használt ábráit, elektromos tulajdonságait és zikai paramétereit, valamint az alkatrészekhez tartozó lenyomatokat. A tervezés során többször is találkoztam olyan alkatrészekkel, amelyek valamilyen szempontból nem feleltek meg számomra, vagy azóta már nem gyártják ®ket. Ezekben az esetekben mindig igyekeztem olyan kompatibilis alkatrészt találni, amelynek tokozása, lábkiosztása, és zikai m¶ködése a régivel megegyez®, így csak az alkatrész tulajdonságait kellett frissítenem, nem pedig új alkatrészt létrehozni. A Knorr Bremse-nél általánosan elfogadott tervezési szabályokat mindenhol igyekeztem betartani a kapcsolási rajzon, miszerint minden lapon a bal oldalon szerepelnek a bemenetek, a jobb oldalon pedig a kimenetek, a tápfeszültség lehet®leg a rajz fels® részén, a föld jelölések pedig alul helyezkednek el, de minden esetben a tápfeszültségek jelölései alatt. Ezeknek az egyszer¶ konvencióknak a betartása sokkal könnyebben olvashatóvá teszi a kapcsolást. Igyekeztem szemléltet® módon megrajzolni a kapcsolást, így ha a jöv®ben olyan kolléga veszi is el® a kapcsolási rajzot, aki nem rendelkezik el®ismeretekkel az áramköri megvalósítással kapcsolatban, könnyen és gyorsan átláthassa az egyes részek m¶ködését és funkcióját. Fontosnak tartottam, hogy a logikai elemek funkciója a rajzjelükön is megfelel®en jelölve legyen, így rendeltetésük ránézésre megmondható. Ez egy szerencsére a Knorr Bremse-nél is bevett szemléletmód, így szinte az összes könyvtári alkatrész rajzjele ennek megfelel®en lett kialakítva. Az alábbi pontokban sorra veszem az áramkör funkcionális elemeit, részletezem a megvalósítás lépéseit, és megindoklom a tervezés során hozott döntéseket. A teljes kapcsolási rajz a függelékben megtalálható. 3.1. Csatlakozási pontok

Az áramkör ezen része teremt kapcsolatot a szimulátor kártyával és külvilág egyéb részeivel. A SimCard-al történ® összekapcsolást egy Harting márkájú press-t-es 1 , 160 lábú csatlakozó szolgáltatja, amely tartalmazza a kártya összes bemen® és kimen® jelét, a különböz® tápfeszültségeket, és az izolált földpontokat. Ennek a csatlakozónak a jelenléte tette indokolttá a kés®bbiekben a tervezett 2 helyett 4 áramköri réteg használatát az áramkörön. Az operációs rendszeren futó szoftverrel való kommunikációt EtherCat-en keresztül (ami a SimCard-on magán helyezkedik el), vagy CAN-en keresztül is bonyolíthatjuk. Mivel az EtherCat-et futtató szoftver stabilitásában még nem érte utol a CAN kapcsolatot, ezért elhelyeztem az áramkörön egy 9 pólusú D-SUB csatlakozót. A SimCard-ról érkez® CANH és CAN-L vonalakat rákötöttem a D-SUB 2-es és 7-es lábaira, így a kés®bbiekben a kártya bármilyen általános CAN kábel segítségével összekapcsolható lesz az EPC-vel. Az esetleges hibák elkerülése végett a csatlakozó el®tt 2 db 62 Ω-os CAN lezáró ellenállást is elhelyeztem. Már a tervezési folyamat közben érkezett egy olyan igény, hogy lehessen a SimCard CPU panelje által felvett áramot külön is mérni, tehát úgy, hogy az analóg és digitális modulok 1

Olyan csatlakozó, amelyet nem forrasztás segítségével, hanem préseléssel rögzítenek a panelhoz. A csatlakozó tüskéi rendszerint vastagabbak mint a hozzájuk tartozó furat átmér®je, és a préselés során alakváltozást szenvednek el.

20

nincsenek a rendszerben. Ez problémát jelenetett abból a szempontból, hogy amennyiben nincs csatlakoztatva az analóg modul, nincs mivel visszamérni az áramviszonyokat leíró feszültségszinteket. Mivel azonban a Knorr-nál használt EPC-k is rendelkeznek egy bizonyos számú analóg bemenettel, kézenfekv®nek bizonyult az áramfelvételeket leíró jeleket egy 9 pólusú D-SUB csatlakozóra is kivezetni, amely aztán egyszer¶en összeköthet® a számítógép hasonló bemenetével, és így a teszt ezen szakaszában az EPC a saját bemenetein mér feszültségeket. A rendszer tápellátását kívülr®l érkez® +24V-os és +28V-os feszültségszintek biztosítják. A +28V-ot eredetileg egy eszköz sem használja a kártyán, ennek a meglétére azért van szükség, hogy SimCard egyes funkcióit túlfeszültségen is tesztelhessük. Bár ezeket a bemeneteket labortápok állítják majd el®, és így nem nagy a meghibásodás esélye, fontosnak találtam egy minimális szint¶ bemeneti védelmet építeni a kapcsolásba. Ez lehet egyrészt a felhasználói hibából ered®, fordított polaritású bekötés elleni védelem, ami, lévén egy több ember által is használt eszközr®l van szó, igencsak elképzelhet®, továbbá természetesen meg kell tudni védeni az áramkört a kisebb túlfeszültségekkel szemben is, ilyen eset lehet például ha valaki a 28V-os tápkábelt dugja a 24V-os bemeneti aljaztba, vagy ha valaki rossz el®zetes beállításon felejtette a labortápot.

TÁPELLÁTÁS

PicoPSU

POWER INPUT +24V_PWR

+28V

1A 30V SK13B D56

J4-1

F2

J3-1

J5-1 J5-2 BANANA_SOCKET_2 1

1A 30V SK13B D55

BANANA_SOCKET_1 1 F1

BANANA_SOCKET_3 1

BANANA_SOCKET_4 1 D53 25.2V Ubr 600W BIDIR

D54 30.4V Ubr 600W BIDIR

+3.3V

J2-1

+3.3V

J2-2

GND

J2-3

+5V

J2-4

GND

J2-5

+5V

J2-6

GND

J2-7

POW_OK

GND_PWR

3.2. ábra. A bemeneti védelem

Az áramkör által a tesztek során normális esetben felvett maximális áramer®sség 600700mA, így a bemeneteket egy-egy 1A-es olvadóbiztosítékkal védtem meg. Ezt egy alacsony

J2-8

5VSB

J2-9

+12V

J2-10

+3.3V

J2-11

-12V

J2-12

GND

J2-13

/PS_ON

J2-14

GND

J2-15

GND

J2-16

GND

J2-17

-5V

J2-18

+5V

J2-19

+5V

J2-20

21 PICOPSU-1 ELECTR PicoPSU-80-WI-32V 80W

feszültségesés¶, Schottky-diódás fokozat követi sorosan bekötve, amely a fordított polaritású bekötések ellen véd. A kívülr®l érkez®, rövid, impulzus-szer¶ túlfeszültségeket egy-egy, a föld és a tápvonal közé bekötött szupresszor dióda vágja le, amely külön van méretezve mind a két bemenetre. Így amennyiben tartósabb túlfeszültség lépne fel a bemeneteken, akkor a szupresszor diódák kinyitnának, a kis dierenciális ellenállásokon így rövid id® alatt nagy áram indulna meg, aminek következtében az olvadóbiztosíték kiégne, és megvédené az áramkör többi részét. 3.2. Tápellátás

Ennek a résznek a megtervezése mindig kritikus pontot jelent, hiszen a legtöbb esetben a felhasznált alkatrészek érzékenyek lehetnek a nem megfel®en stabil, ingadozó tápfeszültségre. A szimulátor kártya legnagyobb része +5V tápfeszültségr®l jár, az EtherCat modul a +3.3V-os feszültségszintet használja, a SimCard analóg kártyáján lév® DC/DC konvertereknek pedig 24V-os tápellátásra van szükségük. Bár konkrétan a SimCard-on nincs olyan alkalmazás, amely 12V-ot használna, mégis rá lett tervezve a kártyára, hogy meg tudjon hajtani egyes, err®l a feszültségr®l üzemel® küls® szenzorokat. Bár tervezés els® fázisában úgy gondolkoztam, hogy a szükséges feszültségszintek el®állítására saját áramköri megoldást tervezek, kés®bb más mellett döntöttem. A Knorr Bremse-nél több projekt keretein belül is használnak egy PicoPSU névre hallgató DC-DC ATX tápegységet, ami eddig mindenhonnan kedvez® visszajelzéseket kapott. Többféle változata is kapható, többek között olyan is, amelyik 12V - 32V feszültségtartományban lév® DC jelet vár a bemenetére és 80W teljesítmény leadására képes.

3.3. ábra. A felhasznált picoPSU kinézete

A PicoPSU méreteit tekintve nagyon kicsinek mondható, sokkal kisebbnek, mint amekkora helyet egy általam tervezett tápellátó áramkör foglalna el. A zajszennyezése is nagyon alacsony, számunkra tulajdonképpen elhanyagolható. Szintén el®ny, hogy áramkörön belül 22

már meg van valósítva egy bizonyos szint¶ túlfeszültség és túláram védelem. Az általam választott PicoPSU-80W tehát elfogadja a +24V-ot a bemenetén, amelyb®l nagyon pontosan el®állítja a +12V, +5V, és +3.3V feszültségeket is, tehát pontosan azokat, amikre a szimulátor kártyának szüksége van. A sok elérhet® tápfeszültség szint egyebek mellett nagy szabadságfokot biztosított számomra az alkatrészválasztás során is. Minden, a PicoPSU által el®állított tápfeszültségre külön LED kerül, a bekapcsolás utáni egyszer¶ diagnosztika el®segítése érdekében. A picoPSU által szolgáltatott feszültségszintek, és azok terhelhet®sége: [8] • 5V - 6A (8A csúcs) • 5VSB - 1.5A (2A csúcs) • 3.3V - 6A (8A csúcs) • -12V - 0.1A (0.1A csúcs) • 12V - 6A (8A csúcs)

A tesztek során sok helyen fontos az áramer®sségek vizsgálata, ezeket a méréseket feszültségmérésre vezettem vissza. Ahelyett viszont, hogy minden egyes mérési pontot külön vizsgáltam volna, csak a tápfeszültségek áramait vizsgáltam. Ezt azért tehettem meg, mert a mérés közben helyes m¶ködés esetén mindig meg tudjuk állapítani, hogy éppen mely eszközöket kapcsoltuk be, és az így fellép® áramfelvétel különbségb®l becsülhetjük az aktuális fogyasztást. Ez kielégít® számunkra, ugyanis a fellép® áramer®sségeknek nem a pontos értékét kell ismernünk, hanem csak azt kell megvizsgálnunk, hogy egy adott toleranciahatáron belül vannak-e. Az áramfelvételek ellen®rzéséhez minden tápfeszültség betáplálási pontja el®tt elhelyeztem egy meglehet®sen kis érték¶ soros ellenállást, amelyen a maximálisan folyó üzemszer¶ áramok esetén is elhanyagolhatóan kis feszültség esik ahhoz, hogy az alkatrészek m¶ködésében ne okozzon zavart a tápfeszültség csökkenése. A sönt ellenállások értékeinek a következ®ket választottam: • +3.3V - 10mΩ (ez 500mA mellett is csak 0.15%-os esést okoz a tápfeszültségben) • +24V - 1Ω (100mA - 0.4%-os feszültség esés) • +28V - 1Ω (100mA - 0.35%-os feszültség esés) • +5V - 50mΩ (100mA - 0.1%-os feszültség esés)

Az ellenállásokon es® feszültségeket egy INA197 típusú current shunt monitor IC (áram sönt monitorozó áramkör) segítségével stabilizáltam és er®sítettem fel. Ez a típus több, a vállalatnál használt áramkörön is megtalálható, és még sosem volt vele komolyabb probléma. A feszültség gyel® bemeneteire -16V-tól +80V-ig bármilyen feszültség adható. Kapható bel®le 20V/V, 50V/V és 100V/V er®sítés¶ változat is. Az áramkörben az 50V/V és 100V/V feszültséger®sítés¶ változatokat használtam fel. 23

10k R141

R142 10k

D49 SK-16B

3

AIN_1+

G3VM-61G1

GND

+5V

R89

-5V

GND

C10 10u 16V

5 SHDN 3 C6 C+ I15 MAX1720EUTG

4

C5 10u 16V

VIN

2

470R

2

CHARGE PUMP / -5V

VOUT

1

C60 10u 16V

GND

GND

3.4. ábra. A negatív tápfeszültséget el®állító áramkör bekötése

Az analóg keréksebesség szenzor mérésénél az alkatrész szám minimalizálása érdekében egy analóg multiplexer áramkört használtam az aktuálisan vizsgált jel kiválasztására. Mivel azonban a szinusz jel negatív értékeket is felvesz, annak helyes átviteléhez a multiplexernek szüksége van negatív tápfeszültségre is. Ehhez egy MAX170-es termékjelzés¶, charge-pump2 m¶ködés¶ IC-t választottam. Mivel sem túl nagy áramra, sem túl precíz feszültségre nincs szükség, az eszköz tökéletesen megfelel a használatra (a leírások szerint a -5V-ra beállított tápfeszültség akár -4-ig is elmászhat a h®mérséklet és a felvett áram függvényében, ebben esetben ez szerencsére nem jelent gondot). A szimulátor kártya képes +5V-os tápellátást biztosítani küls® szenzorok számára, ami az SPL-SENS-5V (Sensor Supply 5V) nev¶ lábon érhet® el. Ennek a tesztelése három állapotot foglal magába: meg kell mérni a feszültség alakulását terheletlenül, maximális névleges terheléssel (50mA), továbbá maximális terheléssel (földzárlat) is ellen®rizni kell, hogy teljesül-e az el®írt áramkorlát ( 70mA). A terhelések programból történ® vezérlést a következ® kapcsolással oldottam meg: A két terhel® ágba egy-egy n-csatornás MOSFET-et helyeztem el, a kontroll vonalak a FET-ek gate-jeire vannak kötve. Amennyiben logikai 1 szint kerül a vonalakra (+5V), a kiválasztott tranzisztor kinyit és vezetni kezd, ezáltal a kiválasztott terheléssel rövidre zárja az SPL-SENS-5V vonalat. A térvezérlés¶ tranzisztorok gate lábait egy-egy 10kOhm-os ellenállással földre is lekötöttem, hogy a rajtuk lév® vezérl® feszültség akkor is kiszámítható legyen, amikor az inicializációs folyamat során a kontroll vonalak nagyimpedanciás állapotba kerülnek. Az SPL-SENS-5V vonalon kialakuló feszültséget az 1-es analóg bemenettel mérem meg, amit a mérés után egy G3VM-61G1 típusjel¶ félvezet®s analóg kapcsoló áramkör képes galvanikusan leválasztani. A G3VM-61G1-et több helyen is használom az áramkörben az egyes vonalak galvanikus 2 A DC/DC konverterek egy típusa, amely a kapacitásokat energia tároló elemként használja a bemenetnél magasabb vagy alacsonyabb feszültségszint el®állításához.

24

DG OUT SUP PICOPSU-1 ELECTR PicoPSU-80-WI-32V 80W

GND

SPL _SENSE_5V TEST

DG_OUT_POWER

DG_OUT_POWER_

AIN_1+

SPL_SENS_MAX_LOAD

R77 1k

G3VM-61G1 2

1

CHARGE PUMP

R74

470R

R75 1k

Q12 BSS138LT1

100R

SPL_SENS_100R_LOAD

I10

Q14 BSS138LT1

3

4

SPL_SENS_5V

R89

SPL_SENS_MEASURE_ENA AIN_1+ AIN_1+ AIN_1+ AIN_1+

R83 10k R84 10k C5 10u 16V

R85 10k

GND

GND

GND

3.5. ábra. Az SPL-SENS-5V lábra kapcsolható terhelések

leválasztására. Egy másik kínálkozó megoldás a relék használata lett volna, ebben az esetben viszont lényegesen nagyobb mérettel és rövidebb élettartammal kellett volna számolnom a mechanikus m¶ködésb®l adódóan. Az alkatrész belül két egymással szembefordított MOSFET-et tartalmaz, aminek köszönhet®en a szekunder oldal mindkét irányban képes vezetni. A tranzisztorok aktiválását egy infravörös LED végzi. Az eszköz képes 500mA folytonos kapcsolására, így az esetleges nagy áramok miatt nem kellett aggódnom, ekkora áramot sehol nem kapcsolunk az áramkörön. Nagy el®nye továbbá a relés megoldással szemben a kapcsolási áram nagyságrendje: az eszköz már 3mA bemen® áram mellett képes nyitásba vezérelni a tranzisztorokat, ami lehet®vé teszi, hogy külön meghajtó áramkör használata nélkül akár egy mikrokontroller kimenetei is képesek legyenek vezérelni. [4] Szintén az tápegység funkcionális blokkjában helyezkedik el a digitális kimenetek feszültségszintjének kiválasztása, ami a +5V és a +28V feszültségszinteket veheti fel. A szimulátor kártya a DIO-OUT14-PWR és DIO-OUT56-PWR lábaira adott feszültségszinteket tekinti a logikai magas érték feszültségszintjeinek. A tápfeszültségek kapcsolásait a következ® bipoláris tranzisztoros kapcsolással oldottam meg: Egy kapcsoló fokozat egy p-csatornás és egy n-csatornás bipoláris tranzisztorból áll. A vezérl® vonalak az n-csatornás tranzisztor bázisára kapcsolódnak, és logikai magas szint mellett nyitásba vezérlik azt. Az ennek hatására a kollektoron meginduló áram kinyitja p-csatornás tranzisztort, ami összekapcsolja a kiválasztott tápfeszültséget a szimulátorkártya DIO-OUT14-PWR és DIO-OUT56-PWR bemeneteivel. A +5V-ot kapcsoló p-csatornás tranzisztor kollektorára bekötöttem egy kis feszültségesés¶ Schottky-diódát is, amely az 5V-os tápszint védelmét látja el, ha a +28V-os vonal van kiválasztva.

25

C10 10u 16V

DIO_CURRENT

GND

+5V_CURRENT +3.3V_CURRENT +24V_PWR_CURRENT

DG OUT SUPPLY VOLTAGE SELECTION

+5V

+28V

R71 47k R72 10k

DG_OUT_POWER_28V

R79 10k

Q7 BC817-40

Q9 BC817-40

1R 0805 R65

D49 SK-16B

10k R141

R73 10k

R142 10k

DG_OUT_POWER_5V

Q8 BC807-40

DIO_OUT14-PWR

0R R82

1206

Q6 BC807-40

R76 47k R78 10k

AIN_1+

DIO_OUT56-PWR

G3VM-61G1

GND

CHARGE PUMP / -5V

3.6. ábra. A digitális kimenetek tápfeszültségének kiválasztása +5V

-5V

VIN

2

3.3. Vezérl® vonalak 5 SHDN 3 C6 C+

VOUT

1

C10 10u 16V

I15

MAX1720EUTG

4

C5 10u 16V

GND

A feladat jellegéb®l adódóan sok kapcsolat létrehozására és megszüntetésére van szükség az áramkörön egy-egy tesztelési folyamat során, ami nagy számú vezérl® vonal jelenlétét igényli. A digitális kimeneteket nem használhatjuk vezérlési célokra, hiszen ezekb®l egyrészt elenyész®en kevés áll rendelkezésünkre (6 db), másrészt pedig pont az ® m¶ködésüket szeretnénk ellen®rizni. A probléma kiküszöbölésére lehet®ség lett volna valamilyen szabadon választott mikrovezérl® GPIO lábainak használata, azonban sokkal kézenfekv®bbnek bizonyult egy már a csoport által több ízben használt, és jól m¶köd® megoldás: az MCP23017 típusjelzés¶ integrált áramkör használata. Ez egy 16 bites I/O port kiterjeszt® áramkör, ami I2C protokoll segítségével vezérelhet®. Az eszköznek összesen 16 GPIO lába van, amelyek kongurációtól függ®en használhatóak kimenetként vagy bemenetként is. Összesen 4 ilyen eszközt használhatunk egy I2C buszon. Ezt a fels® korlátot az IC-k címzési módja szabja meg. Az aktuális feladathoz 3 portexpander használata is elegend®nek bizonyult, összesen 43 vezérl® vonal lett kihasználva. Az eszköz lábai inicializációs állapotban (bekapcsoláskor, a reset állapot idején) nagyimpedanciás állapotba kerülnek, így rákötött vezérl® vonalakon lév® feszültségértékek kiszámíthatatlanná válhatnak, célszer¶ ezért ezeket a kontroll vonalakat alkalmazástól függ®en gyengén táphoz vagy földhöz húzni. A csoportban erre az áramkörre egyszer¶en a "PortExpander" elnevezést használjuk, ezért a továbbiakban én is így fogok hivatkozni erre a típusra. A kapcsolási rajzon található egy EEPROM memória is. Ez ugyanilyen elrendezésben minden terheléskártyán megtalálható, ebben tárolódnak a kártyát azonosító információk, innen tudja a szimulátor kártya, hogy pontosan milyen eszközzel kapcsolták össze, a rákapcsolt eszközön hány portexpander IC található, és hogy milyen kontroll vonalak vannak jelen. A memóriát is I2C buszon keresztül érhetjük el a mikrovezérl® segítségével, bár jelen alkalmazás szempontjából ez láthatatlanul fog m¶ködni, a mikrokontrolleren futó FirmWare C60 10u 16V

GND

26

I2C +5V

TEMP SENSOR 0x90

7 A0 6 A1 5 A2 4

VSS

U207

EEPROM 0xA4 U206

1 SDA 2 SCL 3 INT VDD

1 A0 2 A1 3 A2

8

4 C36 100nF 50V 0805

TCN75AVOA

5 SDA 6 SCL 7 WP

VSS

VCC

8 C3 100nF 50V 0805

24LC256-I/MS

I2C address: 0x21(7bit) PORTEXPANDER1 GND

12 SCL 13 SDA

15 A0 16 A1 17 A2 GND 18

RST

20 INTA 19 INTB

R4 3.3k

0603

0603

0805

+5V 9 C201 100nF 50V

R5 3.3k

VDD

GPA0 GPA1 GPA2 GPA3 GPA4 GPA5 GPA6 GPA7 GPB0 GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GPB6 GPB7 VSS

21 22 23 24 25 26 27 28 1 2 3 4 5 6 7 8 10

MCP23017-E/SO

I2C address: 0x20(7bit) PORTEXPANDER2 21 GPA0 22 GPA1 23 GPA2 24 GPA3 25 GPA4 26 GPA5 15 27 A0 GPA6 16 28 A1 GPA7 17 A2 1 GPB0 2 GPB1 3 GPB2 18 4 RST GPB3 5 GPB4 20 6 INTA GPB5 19 7 INTB GPB6 8 GPB7 12 SCL 13 SDA

LC_I2C_SCL LC_I2C_SDA GLOBAL_RESET +5V

R3 10k U205 RST 2

VDD

VSS

1

9

3

VDD

VSS

10

MCP23017-E/SO

MCP130T-315I/TT C2 100nF 50V

C1 100nF 50V

+5V

3.7. ábra. Az MCP23017-es IC-k, az EEPROM memória, és a h®mérséklet-

I2C address: 0x22(7bit) PORTEXPANDER3 21 GPA0 12 22 SCL GPA1 13 23 SDA GPA2 24 GPA3 25 GPA4 26 GPA5 15 27 A0 GPA6 16 28 A1 GPA7 17 A2 1 GPB0 2 GPB1 3 GPB2 18 4 RST GPB3 5 GPB4 20 6 INTA GPB5 19 7 INTB GPB6 8 GPB7

szenzor bekötése

kezeli le a kapcsolatot. A PortExpander m¶ködését valós id®ben vezérelhetjük a KB-Lab-ból. A programban a 8 bit-es csoportokhoz tudunk hozzáférni, amelyeknek decimálisan tudunk értéket adni. Az 00001111-es jelsorozat megjelenítéséhez például a 15 decimális értéket kell beállítanunk a megfelel® 8 bites csoportba. 9

VDD

VSS

10

0805

MCP23017-E/SO

3.4. Digitális bemenetek tesztelése

C18 100nF 50V

GND

A digitális bemenetek ellen®rzéséhez egy analóg kimenet segítségével különböz®, billenési pont körüli feszültségeket adunk a bemenetekre, és gyeljük az értékek változását a bemeneten, ezáltal megállapíthatjuk annak helyes m¶ködését. A f® problémát az jelenti, hogy a digitális bemeneteket galvanikusan le kell tudni választani az analóg kimenetekr®l. Erre azért van szükség, mert így észre tudjuk venni a bemenetek között fellép® zárlatot a következ® képpen: ha csak egy bemenetre adunk logikai magas jelszintet, és vizsgált bemenettel együtt bármelyik másik bemenet értéke is 1-re változik, akkor a két bemenet között kapcsolat van, a teszt megbukott. Amennyiben ilyen jelleg¶ hiba lép fel, a szoftver többször 27

egymás után is megkísérli el®idézni a hibát, ha pedig minden próbálkozásnál sikerül neki, akkor biztosan kijelenthet®, hogy a két vonal között zárlat lépett fel. Egy másik probléma, hogy az analóg kimenetek legfeljebb +10V nagyságú feszültség kiadására képesek, ezért egy er®sít® fokozatot kell elhelyezni a kimenet után, hogy akár +28V feszültséget is kivezérelhessünk.

DIGITÁLIS BEMEN TESTING DIGITAL INPUTS WITH ANALOG OUTPUTS +28V

U3-E 4 VCC 11 VSS

3 3

2

LM224D + 1 U3-A -

Q56 BC817-40

R6 15k

R70 47k

R87 470R

R25 20k

R7 10k

2

1

I11

G3VM-61G1

4

AN_OUT1 AN_OUT1_TO_DIN

Q55 BC807-40

Q5 BC807-4

Q57 BC817-40

0603

GND

R8 47k

R26

C17 100n 50V

100k R27

10 R

AN_TO_DIN1_ON

AN_TO_DIN2_ON 3.8. ábra. A digitális bemenetek teszteléséhez használt jel el®állítása AN_TO_DIN3_ON

A feszültség er®sítését egy nem invertáló m¶veleti er®sít®s kapcsolás végzi el, ami a jelenleg látható ellenállásokkal két-és-félszeresére er®síti az analóg kimeneten kiadott jelet. Az er®sítés mértéke az élesztési folyamat során azonban egyszer¶en változtatható, amennyiben az ellenállások értékeit megváltoztatjuk. A fels® korlátot természetesen a +28V-os tápfeszültség jelenti. A kiadott mér® feszültséget egy már az SPL-SENS-5V vonal mérésénél bemutatott bipoláris tranzisztoros kapcsoló fokozat képes összekötni az aktuális digitális bemenettel, vagy éppen galvanikusan leválasztani azt. Mivel takarékoskodni szerettem volna a PortExpanderek lábaival, ezért a bemeneteket engedélyez® 24 vezérl®vonalat 8 csatornás digitális multiplexerek kimenetével állítottam el®, összesen 9 PortExpander lábra volt szükség ennek a blokknak a vezérléséhez. Jogos elvárás, hogy az analóg bemenetet is le tudjuk választani galvanikusan az er®sít® fokozatról a mérés után, hogy a kapcsolás által felvett áram ne hamisítsa meg a többi mérés eredményét. A feladat elvégzését újból a G3VM-61G1-es MOSFET relére bíztam.

R214 47k

Q7 BC807-4

R216 10k

Q76 BC807-40

R215 20k

AN_TO_DIN4_ON AN_TO_DIN5_ON AN_TO_DIN6_ON AN_TO_DIN7_ON AN_TO_DIN8_ON AN_TO_DIN9_ON AN_TO_DIN10_ON AN_TO_DIN11_ON AN_TO_DIN12_ON AN_TO_DIN13_ON AN_TO_DIN14_ON AN_TO_DIN15_ON AN_TO_DIN16_ON AN_TO_DIN17_ON AN_TO_DIN18_ON AN_TO_DIN19_ON AN_TO_DIN20_ON AN_TO_DIN21_ON AN_TO_DIN22_ON AN_TO_DIN23_ON AN_TO_DIN24_ON

100k R217

10 R2

GND

28

Q77 BC817-40

100k R209

R260 10k

Q75 BC817-40

100k R213

R258 47k

Q98 BC807-40 R256 10k

Q96 BC807-40

Q73 BC817-40

0

R254 47k

R259 20k

R255 20k

R210 47k

R212 10k

Q74 BC807-40 R208 10k

Q72 C807-40

R211 20k

R207 20k

R206 47k

Q97 BC817-40

100k R257

Q99 BC817-40

100k R261

DG_IN12 DG_IN11 DG_IN10 DG_IN9 DG_IN8 DG_IN7 DG_IN6 DG_IN5 DG_IN4 DG_IN3 DG_IN2 DG_IN1

R268 10k

R252 10k

R266 47k

Q102 BC807-40

BC807-40

Három funkciócsoport ellen®rzésre volt szükségünk: teszt-re, amely Q95 Q101 egyrészt egy funkcionális Q103 BC817-40 BC817-40 BC817-40 megmondja, hogy a logikai magas és alacsony szintek ténylegesen milyen feszültségszinteknek felelnek meg, másrészt egy olyan tesztre, amely megvizsgálja, hogy minden kimenetre 100k 100k 100k teljesül-e és hogy a kimenet valóban képes-e tartósan kiadni a maR253 a megfelel® áramkorlát, R265 R269 ximális névleges áramértéket, harmadrészt a nagyimpedanciás m¶ködést kellett ellen®rizni. Annak a vizsgálatához, hogy a kimenetekre a megfelel® feszültségszintek kerülnek-e ki, újból az analóg bemeneteket hívtam segítségül, amelyek a teszt elején terheletlen állapotban mérik meg a kimeneteket. Ezután következik az egyes kimenetek áramainak mérése különböz® terhelések mellett, tehát hogy képesek-e az el®írt specikációk teljesítésére. El®ször azt vizsgáljuk meg, hogy a maximális névleges terhelés mellett mennyi lesz a maradékfeszültség. Ez azt jelenti, hogyha DG_IN24 ekkora terhelést kapcsolunk például a kimenet és a föld közé úgy, hogy közben aDG_IN23 kimenetet DG_IN22 DG_IN21 DG_IN20 1-be állítjuk, akkor mekkora lesz a kimeneten kialakuló és az elvárt feszültségek különbsége. DG_IN19 DG_IN18 Ugyanezt meg kell tennünk úgy is, hogy nem a földhöz, hanem tápfeszültséghezDG_IN17 húzzuk a DG_IN16 DG_IN15 DG_IN14 kimenetet, ilyenkor az áram befelé fog folyni a kimeneten. DG_IN13 A digitális kimenetek 10mA áramig áramgenerátorosan viselkednek, ez tehát az a maximális áramer®sség, amit a kimenetek elméletileg képesek áthajtani magukon. A maradékfeszültséget meg kell tehát vizsgálni akkor is, ha logikai 0 jelet szeretnénk kiadni, és

Q93 BC817-40

100k R249

R267 20k

R263 20k

R262 47k

3.5. Q94 Digitális kimenetek Q100tesztelése BC807-40

R248 10k

R250 47k

R264 10k

Q92 C807-40

R251 20k

R247 20k

3.9. ábra. A digitális bemeneteket kiválasztó kapcsoló fokozatok R246 47k

29

akkor is ha logikai 1-et. A tesztet el kell végeznünk a +5V-os és a +28V-os tápfeszültségek használatával is. A tápfeszültségek értékéb®l és a 10mA-es áramkorlátból adódóan 5V-os táp esetén 499Ωos, 28V-os táp esetén pedig 2.7kΩ-os terhel® ellenállásokat használtam. A kialakuló feszültségeket az analóg bemenetekkel megmérve szoftveresen kiszámolható a maradékfeszültség, amennyiben a tápfeszültségek jelszintjeit állandónak tételezzük fel. A mérések alsó és fels® határértékeit készen kaptam kézhez, ezek a manuális teszteléshez lettek meghatározva, ebb®l közöltem pár adatot a 2.1-es táblázatban. Ahhoz, hogy a 28V-os tápfeszültség esetén is mérni tudjak, az analóg bemenetekre jutó feszültséget le kellett osztanom. Ehhez egy egyszer¶ 1/3-as osztási arányú ellenállásosztót használtam, így a legnagyobb megjelen® jel 9.3V-os lehet. A következ® lépés az áramkorlátok teljesülésének ellen®rzése. Ezt úgy tudjuk letesztelni, hogy a névleges maximumnál lényegesen nagyobb terhelést kapcsolunk a kimenetekre, és gyeljük mekkora áram folyik. Ezt a tesztet már csak a 28V-os feszültségtartományban végezzük el, olyan módon, hogy a kimeneteket 1kOhm-os ellenállással húzzuk táp felé vagy föld felé. Ez a terhelés 28mA-es terhelést jelentene, amennyiben a kimenetek továbbra is tartani szeretnék az elvárt feszültségszintet, jó esetben ez nem fog sikerülni. Az analóg bemenetekkel mérni tudjuk a kialakuló jelszinteket, ezekb®l pedig nagyjából megmondható, hogy teljesül-e az áramkorlát. Amennyiben túl nagy áram indulna meg, azt a tesztnek minél hamarabb észre kell vennie, rögtön meg kell állítania a tesztelést, és kijelezni a hiba okát. Végül elérkeztünk a digitális kimenetek utolsó funkciójának teszteléséhez, a nagy impedanciás, avagy tri-state3 állapot ellen®rzéséhez. A teszt nagyon egyszer¶en a következ® elv alapján m¶ködik: egy 100kΩ-os ellenállással a tápfeszültségfelé húzom a kimenetet, egy másik 100kΩ-os ellenállással pedig föld felé. Amennyiben a kimeneten sikeresen el®állt a nagyimpedanciás állapot, az így kialakult ellenállásosztó középs® pontján pontosan fél tápfeszültséget kell mérnünk. Amennyiben a mért feszültség ett®l lényegesen eltér, úgy a kimenet hibásnak mondható. Azért használtam ilyen nagy érték¶ ellenállásokat ennél a pontnál, mert nem szükséges hozzájuk kapcsoló fokozatot tervezni, állandó jelleggel be lehetnek kötve az áramkörbe, ugyanis nagy értéküknek köszönhet®en nem hamisítják meg a többi mérést4 . Az terhelések bekapcsolását az áramkörbe a 3.9-es ábrán látható módon végeztem. Jól látható, hogy a sorosan kapcsolt 500Ω-os és 2.2kOhm-os ellenállások egy rövidzár segítségével kiiktathatóak az áramkörb®l, így megvalósítható a terheletlen mérés. Az ilyen jelleg¶ elrendezés lehet®vé teszi, hogy ne kelljen pluszban az 1kOhm-os terheléseket berakni a táp és a föld irányába, hanem a két 500Ω-os terhel® ellenállás együttes kiválasztásával ez egyszer¶en megtehet®. A +5V-os tápfeszültséget kapcsoló MOSFET tranzisztor drain elektródáján elhelyezett Schottky-dióda szerepe a következ®: a 28V kiválasztása esetén hiába zárjuk az 5V-ot kapcsoló térvezérlés¶ tranzisztort, a gyártás során kialakult testdiódájára így b®ven a nyitófe3

Three state, vagy high-z állapot, azt jelenti, hogy áramkör adott kimenete nagy impedanciás állapotba kerül. 4 A 100kΩ-os ellenállásokon elszivárgó áram legrosszabb esetben is 1-2 tized mA, ekkora ingadozás b®ven belefér a mérés tolerancia tartományába.

30

szültség feletti érték kerül, amit®l vezetni fog, és rákényszeríti a 28V-ot az 5V-os tápfeszültségre, ami egészen biztosan több alkatrész elhalálozásához vezetne. Ezt hivatott megel®zni tehát a Schottky dióda, amely alacsony feszültségesése miatt nem csökkenti túlzottan az 5V-os tápfeszültséget.5 3.6. Analóg ki-, és bemenetek tesztelése

Mivel a ki-, és bemeneteket egyszerre tesztelem, egy esetleges hiba fellépése esetén sajnos nehéz pontosan megmondani, hogy a feszültséget el®állító, vagy a feszültséget mér® fokozat m¶ködik-e rosszul. Ez a teszt jellegéb®l adódik, a kezdetekt®l fogva számoltunk vele, és úgy döntöttünk, hogy nincs szükség az áramkör ilyen okból történ® további bonyolítására, hiszen ezekben az esetekben egy kézi multiméteres vagy oszcilloszkópos vizsgálattal már könnyedén eldönthet® a probléma helye. Sajnos míg analóg kimenetb®l 12 áll rendelkezésünkre, addig analóg bemenetb®l csak 8, így egyes analóg bemeneteket többször is fel kellett használni. Szintén ebb®l az okból nem lehet párhuzamosan vizsgálni az egyes vonalakat. A ki-, és bemenetek egymásról történ® leválasztását egy-egy DGB211 típusjel¶ analóg kapcsoló áramkörrel oldottam meg. Bár elektromos tulajdonságait tekintve alulmarad a többi helyen használt félvezet®s relével szemben, nagyságrendekkel olcsóbb, és 4 vonal egyidej¶ kapcsolására is képes. Azért használhattam itt nyugodt szívvel, mert az analóg bemeneteken befolyó áramok nagyon kicsik, és a feszültségtartomány is csak 0-10V között lehet. A DGB211 bemenetei +- 22V tartományban képesek m¶ködni, és maximum 30mA nagyságú áram folyamatos kapcsolását tudja biztosítani. A soros ellenállása kicsi - mindössze 50Ω, amit azonban a méréseknél természetesen gyelembe kell majd venni. Az IC +5V tápfeszültséget igényel a helyes m¶ködéshez, azonban rendelkezik egy -V és egy +V bemenettel is, amelyeknek biztosítani kell a maximálisan el®forduló kapcsolt feszültségszinteket, azaz a 0-10V-os mérési tartomány miatt -V esetén 0V-ot, +V esetén pedig +12V-ot. Amennyiben valamelyik bemenet hibás, akkor az is el®fordulhat, hogy drasztikusan megn®ne az áramfelvétele, amit az analóg kapcsoló áramkörnek kellene meghajtania, és amire nem lenne képes, tönkremehetne. Ennek a kiküszöbölésére elhelyeztem minden kapcsoló fokozat elé egy 1kΩ nagyságú soros ellenállást, amely véd a hirtelen kialakuló nagy áramoktól, amíg a szoftveres rész észre nem veszi a túlzott áramfelvételt, és ki nem kapcsolja a hibás részt. Mivel nem volt szükség rá, hogy egymástól elkülönülten legyünk képesek végrehajtani a bemenetek mérését, az IC-k kapcsoló bemeneteit közösítettem, és minden 4 vonal kapcsolásához használtam egy PortExpander lábat. A funkcionális vizsgálat mellett ellen®rizni kell az analóg kimenetek sink és source áramkorlátait. A sink szó magyarul elnyelést jelent, azt mutatja meg, hogy maximálisan mekkora befolyó áram értéket engedélyez egy-egy bemenet. A source jelentése forrásnak felelne meg a magyarban, ez pedig az egyes lábakról felvehet® legnagyobb kifelé folyó áram szintjét mutatja meg. Ezek mind 10mA körüliek, egész pontosan a következ®k: • Source áramkorlátok: 11mA - 11.6mA 5

A diódán fellép® feszültségesést természetesen a mérések során gyelembe kell venni.

31

• Sink áramkorlátok: -11mA - 10.3mA

Az áramkorlátok viszgálatához a maximális névleges terhelés kétszeresét kapcsoltam a kimenetekre, így tudjuk megmérni, hogy a kimenetek feszültségszintjei milyen mértékben változnak a kiadni kívánt értékhez képest, csakúgy, ahogyan azt a digitális kimenetek esetében is tesszük. A kapcsolás els® verziójában külön kapcsoló áramkört használtam ahhoz, hogy föld potenciál felé, és ahhoz is, hogy tápfeszültség felé húzzam a kimeneteket. Csak kés®bb jöttem rá, hogy feleannyi alkatrészb®l is megoldhatom a feladatot, amennyiben nem a teszt által el®írt +10V-os tápfeszültséget használom, hanem csak +5V-osat. Ennél a megvalósításnál ugyanis ha 0V feszültséget adok ki a kimeneteken, akkor az áram befelé fog folyni a lábakon, ha pedig 10V-ot, akkor kifelé. Egyedül a terhel® ellenállás értékét kellett közel a felére csökkentenem (240Ω-ra), így ugyanúgy megkapom a 20mA körüli áramer®sséget. Ennél a mérési konstrukciónál problémát jelenthetne a kimenetek terheletlen vizsgálata, ugyanis 10V-os feszültség kiadása esetén a kapcsoló MOSFET-ek testdiódája már vezetésbe megy át, és akaratlanul is rákapcsolja a terhelést a vizsgált vonalakra. Ennek áthidalására egy félvezet® relét helyeztem el a +5V-os tápfeszültség kapcsolása el®tt, amellyel a fels® fokozat ilyen mérések idejére galvanikusan leválasztható.

ANALÓG BE-, ÉS KIMENETEK +5V

I1 4 1 2 3

R10 470R

10k

R108

G3VM-61G1

R107 10k

AN_OUT_LOAD_EN R109

AN_OUT_500R_10V_LOAD

Q39 BC817-40

1k

Q10 BSS84LT1

Q11 BSS84LT1

Q16 BSS84LT1

Q17 BSS84LT1

Q19 BSS84LT1

Q20 BSS84LT1

Q21 BSS84LT1

Q22 BSS84LT1

Q23 BSS84LT1

Q24 BSS84LT1

Q25 BSS84LT1

Q26 BSS84LT1

R94

240R

R93

240R

R92

240R

R91

240R

R88

240R

R86

240R

R81

240R

R80

240R

R69

240R

R51

240R

R50

240R

R49

240R

GND

R34 10k

1 16 9 8 ANOUT_TO_AIN_1 AN_OUT1 AN_OUT2 AN_OUT3 AN_OUT4

1k 1k 1k 1k

2 15 10 7

R160 R161 R162 R163

S

DG

3.10. ábra. Terhelések kapcsolása az analóg kimenetekre

R35 10k

1 16 9 8 ANOUT_TO_AIN_2 AN_OUT5 AN_OUT6 AN_OUT7 AN_OUT8

Az egyes analóg bemenetek dierenciális jelvezetés¶ek, mi azonban sima analóg földhöz képest (GND) állítjuk el® a tesztel® jeleinket, ezért a bemenetek negatív pólusait csillagpontosan a földre (GND) kötöttem. Ezt azért is tehettem meg, mert az összes analóg mérés során a GND-hez képest el®állított feszültségszintet kell vizsgálnunk. Az vezetékek összekötését nem a 0Ω-os ellenállásokkal, hanem úgynevezett ferrite-bead-ekkel (Ferrit gyöngy-ökkel) oldottam meg, amik az egyen-, és alacsonyfrekvenciás szintek esetén kis imNEGATIVE ANALOG INPUTS WITH FERRITE BEADSviszont közel szakadásba mennek át, pedanciávalCONNECT rendelkeznek, a nagyobb frekvenciáknál így csökkentik az esetleges nem kívánt nagyfrekvenciás zajok terjedését. Bár ilyen mérték¶ zajvédelem jelen áramkör esetében nem volt indokolt, azonban a ferrit gyöngyök árban szinte megegyeztek az ellenállásokkal, így úgy döntöttem konvenció szinten jobb ha hozzáANOUT_TO_AIN_3 AN_OUT9 AN_OUT10 AN_OUT11 AN_OUT12

R38

AIN_1-

AIN_2AIN_3AIN_4AIN_5-

AIN_6-

AIN_7AIN_8-

R41 R56

R146 R147 R148 R149 R150

GND_AI

32

1k 1k 1k 1k

2 15 10 7

R156 R157 R158 R159

S

DG

R36 10k

1 16 9 8 1k 1k 1k 1k

R152 R153 R154 R155

2 15 10 7

S

DG

szokom a használatukhoz. 3.7. A keréksebesség-szenzor jeleinek mérése

A következ® funkcionális egység a keréksebesség szenzor által kiadott jelek vizsgálata. Bár a szimulátor kártya képes analóg és digitális jel kiadására is, a hardver egyel®re csak az analóg jel vizsgálatára képes, a digitális jelet ugyanis még sehol nem használják, csak a jöv®beli fejlesztések megkönnyítése érdekében került a SimCard specikációjába. A digitális rész méréséhez szükséges jeleket kivezettem egy szalagkábel csatlakozóra, hogy amennyiben bármikor igény merülne fel ezen funkciók tesztelésére, akkor elég legyen egy kiegészít® áramkört gyártani a feladathoz, ne kelljen az egész áramkört újratervezni. Összesen négy különálló analóg jel mérését kell elvégezni, ezt végezhetjük sorosan, vagy párhuzamosan is. Az utóbbi megoldás gyorsabb ellen®rzést tesz lehet®vé, azonban majdnem megnégyszerezi a szükséges alkatrészek számát. Mivel ennél az alkalmazásnál pár másodperces késleltetés nem számít, ezért a csatornák egymás utáni vizsgálatát választottam. Mindegyik szinusz jelet azzal a terheléssel kell megvizsgálni, ami az üzemszer¶ használat esetén is felléphet. A terheléskártyákon lév® leválasztó transzformátorok modellezéséhez ugyanazokat a transzformátorokat helyeztem el a tesztel® áramkör esetében is, a primer oldalukra a mérend® jelet, a szekunder oldalra pedig egy 1.8kΩ-os terhel® ellenállást kapcsoltam. Azért pont ekkorát, mert pontosan ekkora terhelést jelent az ECU, miközben méri a jeleket. A kiadott amplitúdóknak és frekvenciáknak a jelenlév® terhelések mellett sem szabad változnia, ezért a transzformátor primer oldalát mértem. A transzformátorok szerepe az áramkörben egyrészt a galvanikus leválasztás, másrészt a jelszint leosztása, a szimulátor kártya által generált jel amplitúdója ugyanis 1-2V körüli, míg az ECU tipikusan 1V alatti amplitúdójú jeleket vár. Az aktuálisan mért jel kiválasztását egy 74HCT4051 típusú, 8 csatornás analóg multiplexer áramkörrel oldottam meg, ami ennél az alacsony, legfeljebb 2500Hz-es frekvenciánál tökéletesen megfelel. A kapcsolt jelek feszültségértékeinek a VCC (pozitív tápfeszültség) és a VEE (negatív tápfeszültség) értékek közé kell esniük, de legfeljebb 11V érték¶ek lehetnek pozitív és negatív irányban. A 74HCT4051 egy CMOS technológiával megvalósított eszköz, amely különösen érzékeny a impulzus szer¶ feszültségingadozásokra. Mivel az analóg sebesség jelek mér®pontokra is ki vannak vezetve, az innen érkez® elektrosztatikus kisülésekb®l6 érkez® energia romboló hatásának megel®zése érdekében ezekre a vonalakra sorosan elhelyeztem egy-egy 1kΩ nagyságú ellenállást, amely nem engedi, hogy hirtelen nagy áram induljon meg befelé az IC lábain. [3] A demultiplexer által kiválasztott jelnél ezután egymással párhuzamosan történhet az amplitúdó és a frekvencia mérése. Az amplitúdó méréséhez el®ször egy egyszer¶ diódás csúcsegyenirányítós megoldásra gondoltam, ami diódán es® feszültség ingadozása miatt igen pontatlan lett volna, ezért nem felelt volna meg a feladatnak. Ehelyett a 3.12-es ábrán bemutatott precíziós csúcsegyenirányító kapcsolást használtam. 6

ESD (Electrostatic Discharge): elektrosztatikus kisülés, azaz, elektrosztatikus forrásból származó elektromos energia gyors felszabadulása.

33

KERÉKSEBESSÉG SZENZO

ANALO

MULTIPLEXING +5V -5V

C8 100n 50V

C7 100n 50V

4

VCC

XFR-TA-10-08 T2 1

3

2

7

16

2

1.8k R19

11 S0 10 S1 9 S2

1.8k R18

4

XFR-TA-10-08

6

3

2

4

1.8k R20

E

8

1

GND

T3

T4

U33 13 14 15 12 1 5 2 4 74HCT4051

AWSS_OUT

AW

3

2

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7

R58 R59 R60 R61

XFR-TA-10-08

1

VEE

3

Z

T1 1

3

AWSS_SELECT_0 AWSS_SELECT_1 AWSS1_OUT AWSS2_OUT AWSS3_OUT AWSS4_OUT

1.8k R57

AWSS_MEASUREMEN

AWSS

4

XFR-TA-10-08

GND

GND

GND

3.11. ábra. Az analóg demultiplexer és a terhel® transzformátorok

ANALOG WSS FREQUENCY MESUREMENT

A 3.12-es ábrán bemutatott kapcsolásban a C1-es kondenzátor feszültségét hasonlítjuk össze egy m¶veleti er®sít® bemenetére érkez® szinuszos jellel. Amennyiben a kondenzátor feszültsége kisebb, mint a bemeneten lév® jel, akkor a m¶veleti er®sít® kimenetén annak negatív tápfeszültsége, tehát jelen esetben föld potenciál jelenik meg (a bemen® jelet az invertáló bemenetre kötöttük). Ez a feszültség kerül a p-csatornás MOSFET gate elektródájára, ami nagyobb mint a küszöbfeszültség, így a tranzisztor kinyit, és a tápfeszültséggel kezdi el tölteni a C1-es kondenzátort. Amikor a C1-es kondenzátor feszültsége túllépi a bemeneti jelszint feszültségét, a m¶veleti er®sít® kimenetén megjelen® tápfeszültség zárja tranzisztort, a kondenzátor nem tölt®dik tovább. Ennél a kapcsolásnál a m¶veleti er®sít® oset feszültsége vagy a tranzisztoron es® feszültség okozhat hibákat, azonban ezek sokkal kisebbek, mint egy diódás kapcsolás esetében a dióda nyitófeszültségéb®l származó hiba. [1] A kondenzátor mellé elhelyeztem egy kisüt® ellenállást is, bár ez nem indokolt, ugyanis nekünk a mindenkori maximális amplitúdót kell megmérnünk, nem kell követnünk a bemenetre érkez® jelet. Ennek az ellenállásnak a helyére a kapcsolásban az els® mérések alkalmával ezért vagy egy nagy, 100kΩ-os nagyságrend¶, vagy semmilyen ellenállás nem lesz beforrasztva. A tervezésnél azonban úgy gondoltam, mivel ez az áramkör egy prototípus lesz, a mérések során segítséget nyújthat ennek az elemnek az opcionális elhelyezése. A kondenzátort minden mérés végén ki kell sütni, ezt a szerepet egy 1kOhm-os ellenállás R46 10k

R47 10k

+5V

AWSS_COUNTER_ENABLE

AWSS_MEASUREMENT_RESET

16

+5V

VCC

R48 100k

8

C62 100p 50V 0603

7 5 4 6 14 13 15 1 2 3

R55 1k

+5V

74HC4060_14STAGE_COUNTER

R44 1k

1k R45 Q4 BC846BLT1

R274 10k

8.0MHz

Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q11 Q12 Q13

R180 10k

C61 22pF 50V 0603

C16

R179 2.2k

Y1 HC49

GND

12 MR 9 CTC 10 RTC 11 RS

R43 10k

C59 100n 50V

GND

34 +5V GND AWSS_MEASUREMENT_RESET

+5V

ÉG SZENZOR JEL

NOT USED

ANALOG WSS AMPLITUDE MESUREMENT +12V

6 5 6 5

U34-E 4 VCC 11 VSS

C9 100n 50V

2 3

1 U34-A + LM224D

R40 1k Q1 BSS84LT1

R90 1k

U33 13 14 15 12 1 5 2 4 74HCT4051

C4 22u 16V

C57 100n 50V

G3VM-61G1

R17 1k

+

I12

R178 10k

4

GND

3

AIN_1+

AWSS_OUT

Q5 BC846BLT1

R173 10k

R9 470R

AWSS_MES_EN

2

R37 10k


1

AWSS_OUT

GND

GND

3.12. ábra. Az AWSS-jel amplitúdójának megmérése

T

látja el, amit egy npn típusú bipoláris tranzisztorral tudunk bekapcsolni az áramkörbe. A mérések során akár az is el®fordulhat, hogy valamilyen nagyobb frekvenciás zaj kerül a bemen® jelre, ami kis impulzusok formájában megemelheti annak amplitúdóját, és így az általunk mért feszültséget, tehát mérési hibához vezet. Ennek kiküszöbölésére egy plusz ellenállást helyeztem el a C1-es kondenzátor és a tranzisztor közé, ami a C1-es kondenzátorral egy alulátereszt® sz¶r®t alkot. Az értékét úgy határoztam meg, hogy levágja a 7-8 kHz-nél magasabb frekvenciájú jeleket. Ez többszöröse az általunk használt frekvenciának, ezért azt b®ven átengedi. A kondenzátor értékét 100nF-osra választottam, ezután adódott az ellenállás értéke 200Ω-osra. A sz¶r® vágási frekvenciája így közel 8kHz-re adódott. A mér® fokozatot egy félvezet®s relé segítségével tudjuk galvanikusan leválasztani az analóg bemenetr®l, így nem okozhat hibákat a többi mérésben. A mérést természetesen lehet tovább tökéletesíteni, ami az áramkör következ® verzióiban be is fog következni. Egy ilyen fejlesztés lesz például a C1 kondenzátor feszültségének feler®sítése, a jelenlegi szint ugyanis a mérési tartomány alján van, ezáltal csökken a pontosság. A jel frekvenciáját egy id®mérésre visszavezetett frekvenciaméréssel valósítottam meg, ahol frekvencia kiszámításához szükséges egyszer¶ aritmetikai m¶veleteket a szoftver végzi el. A kapcsolásnak ezen része is több átalakításon esett át a tervezés folyamán. Els® körben egy olyan megoldást terveztem, ahol egy egyenirányított négyszögjelet generálok a szinusz jelb®l, amelynek felfutó éleit számlálom meg egy el®re meghatározott id®ablakban. Az id®ablakot el®ször 1 másodperc szélesség¶nek választottam, így azonban belefutottam abba a problémába, hogy míg a magasabb frekvenciák mérésének a hibája nem volt olyan nagy, addig az alacsonyabb frekvenciák esetében, ahol a periódusid® összemérhet® az id®ablak +5V

+5V

C37 100n 50V

11

MR

10

CP

8

GND

+5V

20

IC1

M74HCT245

74HCT4040

R43 10k

C6 100n 50V

1 19 2 3 4 5 6 7 8 9

DIR G A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

IC2

GND

R274 10k

Q4 BC846BLT1

GND

10

GND

CP

8

74HCT4040

GND

16

VDD VSS

VCC MR

10

GND

11

10 1J 11 1K 9 1SD 12 1CD 13 1CP 14 1Q 15 1Q I14

GND

HEF4027BT_2XJ-K_FLIP-FLOP 2J 2K 2SD 2CD 2CP 2Q 2Q

6 5 7 4 3 2 1

8

16

+5V

U2

C40 100n 50V

20

R44 1k

9 7 6 5 3 2 4 13 12 14 15 1


+5V

Q2 BC846BLT1

1k R45

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11

18 17 16 15 14 13 12 11

GND


+5V

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

GND

R55 1k


VCC

7 5 4 6 14 13 15 1 2 3

Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q11 Q12 Q13

1 19 2 3 4 5 6 7 8 9

9 7 6 5 3 2 4 13 12 14 15 1

10

VCC

U36

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11

VCC

16

R54 10k

C38 100n 50V

V

+

LM224D 8 U34-C + LM224D 13 14 U34-D 12 + LM224D 9

10 C7 100n 50V

7 U32-B + LM393DG4 7 U34-B

GND

35

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

18 17 16 15 14 13 12 11

szélességével, a mérés pontatlansága elfogadhatatlanná vált. Ezen okokból kifolyólag inkább a periódusid® mérésre visszavezetett frekvencia mérés mellett döntöttem. A mérés egyértelm¶en annál pontosabb, minnél nagyobb frekvenciás mér®jelet használunk. Ennek a megoldásnak az el®nye, hogy ennek az értékét mi határozhatjuk meg, és nem függ mérni kívánt frekvenciától. A számláló jelnek olyan frekvenciát kell választanunk, amely a mérend® jel legnagyobb frekvenciái esetén is képes teljesíteni a specikációban el®írt pontosságot. Az id®ablaknak amelyben mérünk pontosan olyan szélesnek kell lennie, mint amennyi a vizsgált jel periódusideje. Ezt úgy értem el, hogy a mérend® jelet egy komparátor segítségével el®ször egyenirányított négyszögjellé alakítottam, majd ezt a négyszögjelet használtam fel a kapuzás vezérlésére oly módon, hogy pontosan egy periódusid® szélesség¶ id®ablak alakuljon ki. Az id®ablakon belül egy digitális számláló áramkör segítségével megszámoljuk a nagyfrekvenciás jel felfutó éleit. A számláló jel frekvenciáját mi választjuk meg, ezért ennek értékét pontosan ismerjük. Amennyiben a számláló értékét megszorozzuk a nagyfrekvenciás jel periódusidejével, közelít®leg megkapjuk az id®ablak szélességét, ami megegyezik a mért jel peiródusidejével. A periódusid®b®l az f = T1 képlet segítségével a keresett frekvencia meghatározható. Az áramkör els®, prototípus verziójában a specikáció teljesítését t¶ztem ki célomul, amely a szenzor jelének tized Hz pontosságú megmérése volt. Ez azt jelentette, hogy a számláló jel frekvenciája legalább a mérend® jel legnagyobb frekvenciájának tízszerese kell, hogy legyen. A szenzor jelének fels® határfrekvenciája jelenleg 2500Hz. Azért pont ezt azt értéket választottuk fels® korlátnak, mert a keréksebesség szenzorban használt póluskerék fogszáma 100 és 300 között változik, a kerékátmér® jellemz®en 1 méter körüli, így 300-as pólusszámmal számolva is közel 190 km/h sebességet jelent a 2500Hz-es érték, 100-as pólusszám mellett pedig már meghaladja a 560 km/h-t, amely egy haszongépjárm¶ esetében aligha érhet® el. A számláló jel frekvenciájának egy általános értéket szerettem volna választani, így a 31.25kHz mellett döntöttem, ami kett® hatvány, így nagyobb frekvenciákból osztással könnyen el®állítható. A számláló jel el®állításához egy 4Mhz-es kvarckristályt, és egy 74HC4060 típusjelzés¶ frekvenciaosztó áramkört használtam fel. A 74HC4060-as egy nagysebesség¶ CMOS-eszköz, amely 14 bites számlálót valósít meg, és kimondottan frekvenciaosztó alkalmazásokhoz ajánlják. A 14 bitb®l az alsó három helyiérték nincs kivezetve, így a legalacsonyabb elérhet® osztási szint 1/24 azaz 1/8. Az áramkör rendelkezik egy bels® oszcillátorral egységgel is, amelyhez egyszer¶en kapcsolhatunk küls® kvarckristályt is a kívánt frekvencia beállításához. Ahhoz, hogy a 4 MHz-es frekvenciából 31.25 kHz-es órajelet kapjak, 1/128-as osztásra volt szükségem, amihez a számláló negyedik kimenetét használtam fel, ez a 7. helyiérték¶ bit-el egyezik meg (27 = 128). A fenti megvalósítás szépséghibája, hogy az alacsonyabb frekvenciás jelek mérésekor nagyságrendekkel több felfutó élet kell megszámolnunk, mint a magasabb frekvenciák esetében: 1Hz-es mért jel esetén közel 32 ezret. Ekkora érték megszámlálásához legalább egy 15 bites számlálóra van szükség (215 = 32768). Mivel a piacon a 12 bites számlálók számítanak elterjedtebbnek, úgy döntöttem, hogy az els® verzióban csak egyet használok fel, és 36

ennek megfelel®en alakítom ki a teszt m¶ködését. Ez azt jelenti, hogy a számlálónk összesen 4096-ig képes elszámolni, ami korlátot szab a legalacsonyabb mérhet® frekvenciának: 8Hz alatti jelek mérése esetén a számláló túlcsordul és a mért adatok értelmüket vesztik. Bár ezek a kilátások els®re nem t¶nnek túl biztatónak, a manuális tesztnél használt 10Hz-es, KERÉKSEBESSÉG SZENZOR JEL 500Hz-es és 1500Hz-es mérési pontokon aANALOG rendszer így is képes kielégít®en teljesíteni, ezért WSS AMPLITUDE MESUREMENT MULTIPLEXING biztonsággal használható annak kiváltására. A méréshez a bemen® szinuszos jelb®l el®ször egy azonos frekvenciájú, TTL feszültségszintekkel rendelkez® négyszögjelet kell el®állítani. Egy komparátor nem invertáló bemenetére a mérend® jelet, az invertáló bemenetre pedig föld potenciált kötöttem. Így amikor a szinusz jel értéke átlépi a 0V-ot, azaz a komparátor pozitív bemenetén lév® feszültség nagyobb lesz a negatív bemeneten lév® feszültségnél, a komparátor kimenetén annak tápfeszültsége, jelen esetben +5V jelenik meg. Ezzel a megoldással egy közel azonos nullátmenettel rendelkez® négyszögjelet kapunk. +12V

+5V -5V

C8 100n 50V

1.8k R20

T4

4

+

C4 22u 16V

C57 100n 50V

1.8k R57

R37 10k


Q5 BC846BLT1

AWSS_MES_EN

2

3

2

GND

AWSS_OUT

1

1

AIN_1+

AWSS_OUT

R58 R59 R60 R61

XFR-TA-10-08

Q1 BSS84LT1

3

E

GND

4

8

3

2

R40 1k

G3VM-61G1

6

T3

1 U34-A + LM224D

U33 13 14 15 12 1 5 2 4 74HCT4051

4

4

XFR-TA-10-08

1

3

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7

R178 10k

2

11 S0 10 S1 9 S2

1.8k R18

I12

3

2

R17 1k

T2

C9 100n 50V

7

VCC

XFR-TA-10-08

1

U34-E 4 VCC 11 VSS

R90 1k

4

16

2

1.8k R19

C7 100n 50V

VEE

3

Z

T1

1

3


GND

GND

R173 10k

R9 470R

XFR-TA-10-08

GND

GND

GND

ANALOG WSS FREQUENCY MESUREMENT +5V +5V

R46 10k

R47 10k

+5V

AWSS_COUNTER_ENABLE C37 100n 50V


MR

10

CP

GND

+5V

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11

9 7 6 5 3 2 4 13 12 14 15 1

20 1 19 2 3 4 5 6 7 8 9


18 B1 17 B2 16 B3 15 B4 14 B5 13 B6 12 B7 11 B8


M74HCT245

74HCT4040 GND


+5V Q2 BC846BLT1

C6 100n 50V

C40 100n 50V

Q4 BC846BLT1

R274 10k

1 19 2 3 4 5 6 7 8 9

GND

IC2

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

18 17 16 15 14 13 12 11

10

GND


VCC

20

1k R45 R44 1k

GND

C62 100p 50V 0603

8.0MHz

IC1

GND

11

R43 10k

8

R55 1k

R180 10k

C61 22pF 50V 0603

C16

R179 2.2k

Y1 HC49

GND

12 MR 9 CTC 10 RTC 11 RS R48 100k

7 5 4 6 14 13 15 1 2 3

Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q11 Q12 Q13

8

VCC

C59 100n 50V

10

16

VCC

U36

VCC

16

R54 10k

C38 100n 50V

+5V

+5V

+5V

GND

AWSS_OUT

3 2

LM393DG4 + 1 U32-A -

R42 1k

11

MR

10

CP

8

GND

+5V

C39 100n 50V

GND

16 10 1J 11 1K 9 1SD 12 1CD 13 1CP 14 1Q 15 1Q I14

VDD

9 7 6 5 3 2 4 13 12 14 15 1

VSS

VCC

U2

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11

HEF4027BT_2XJ-K_FLIP-FLOP

GND

6 2J 5 2K 7 2SD 4 2CD 3 2CP 2 2Q 1 2Q

8

16


74HCT4040

U32-C 8 VCC 4 VSS

GND

GND

3.13. ábra. Az frekvenciamér® áramkör kapcsolási rajza

Az így el®állított négyszögjelet egy 74HCT4040-es számláló áramkör bemenetére vezettem, és kimenet legalsó helyiértékét használtam fel a kapuzás vezérlésére, ez a jel ugyanis pontosan egy periódus idejére vesz fel logikai magas értéket. Amíg a jel magas állapotban van, a Q4-es tranzisztor segítségével zárt állapotban tartja a Q2-es tranzisztort, ami így nem változtatja meg a számláló jelet. A vezérl® jel alacsony állapotában a Q2-es tranzisztor nyitva van, a számláló jelet föld potenciál közelébe húzza, így megsz¶nik a számlálás. Ez a tranzisztoros kapcsoló fokozat tehát tulajdonképpen egy invertert valósít meg. Közvetlenül a frekvenciaosztó kimenete után elhelyeztem egy 1kΩ-os soros ellenállást is, amelynek feladata az áramkör védelme a hirtelen áramoktól, amik akkor alakulhatnak ki, amikor a kapcsoló fokozat az IC kimenetét rövidre zárja. Ahhoz, hogy a kapuzást vezérl® jel minden mérési ciklusban csak egyszer lépjen fel, az vezérl® jel lefutó éle után egy 1 érték¶re állítok be SR ip-op-ot, amelynek a kimenete 37

NOT USED COMPONE 6 5 6 5 9 10 13 12

7 U32-B + LM393DG4 7 U34-B +

LM224D 8 U34-C + LM224D 14 U34-D + LM224D

Reset állapotban tartja a kapuzó jelet el®állító számlálót mindaddig, amíg a ip-op Reset lábát egy vezérl® vonal segítségével fel nem húzzuk. A mérend® jelet egy 74HCT4040-es típusú számláló bemenetére vezettem, ami minden felfutó élre számol. A számláló értékének kiolvasását a digitális bemenetekkel végezzük, ez még a precízebb mér®-áramkör esetén is elegend® lesz, hiszen összesen 24 van bel®lük. A digitális bemenetekr®l történ® megfelel® leválasztást ún. Bus Driver áramkörök látják el. Bár a fentebb leírtak miatt különösebben nem indokolt, a rendszer következ® verziójába mégis egy az el®bbinél sokkal pontosabb frekvenciamérést terveztem, ugyanis a továbbfejlesztés viszonylag kevés id®t és új elemet igényelt. Az ECU a vizsgált tartományban ezred Hz pontosságig képes mérni a keréksebesség szenzorok frekvenciáját, ezért a következ® verzióban célszer¶nek tartottam én is olyan mérési környezetet kialakítani, amely különbséget tud tenni az 1000Hz és az 1000.0001Hz értékek között. Az jelenlegi kvarckristály helyett egy 40Mhz-es kerül majd az áramkörbe, amelyb®l az 1/8-os leosztással el®állított 5Mhz-es órajelet használjuk a méréshez. Alsó határnak válasszuk az 1Hz-es jelek mérését, így legalább egy 23 bites számlálóra lesz szükségünk (223 = 8388608), ami a jelenleg használt 12 bites modellb®l kett®t összekapcsolva egyszer¶en kialakítható. 3.8. Tesztpontok

Az esetleges hibák könnyebb feltárása érdekében a lehet® legtöbb mért jelet szerettem volna tesztpontokon is megjeleníteni. Sajnos a huzalozás során kiderült, hogy ez nem olyan egyszer¶, ezért id® hiányában a kártya els® verziójában csak a legfontosabb jeleket vezettem ki tesztpontokra. Ezek a következ®k: • Digitális kimenetek • Digitális bemenetek • Analóg kimenetek • Keréksebesség szenzor jelei

Amint látható igazából csak az analóg bemenetek tesztpontjai hiányoznak az els® verzióról, ez azonban nem feltétlenül jelent problémát, tekintve, hogy a legtöbb analóg bemenettel mért értékhez viszont van tesztpont rendelve. 3.9. Állapotjelz® LED-ek

A kártya élesztése és bemérése során, valamint a jöv®beli használat során is nagy segítséget nyújthat, ha mindig rögtön el tudjuk dönteni, hogy pontosan melyik vezérl® vonalak vannak bekapcsolva, és melyikek nincsenek. Ennek egyik módja természetesen az, ha digitális multiméter segítségével megmérjük a rajtuk lév® feszültségszinteket, ez azonban nehézkes, és egy-egy rossz mozdulattal rövidzárlatot is okozhatunk a panelon. Ezért döntöttem úgy, hogy minden portexpander IC GPIO lábán elhelyezek egy nem túl nagy fényerej¶ állapotjelz® LED-et is, így konkrét mérés nélkül is megállapíthatjuk, hogy éppen melyik funkciók 38

tesztje folyik, mik vannak bekapcsolva, és melyek nincsenek. Ez összesen 43 LED-et jelent, ami bár els® hallásra soknak t¶nhet, de reményeim szerint sokat fognak még segíteni a tesztek során.

39

4. fejezet

A nyomtatott áramkör megtervezése Amint elkészültem a kapcsolási rajz egy véglegesnek mondható változatával, elkezdhettem megtervezni a nyomtatott áramköri kialakítást. Els® lépésként ilyenkor a mechanikai tervek elkészítése szokott következni, ami bár általában nem a villamos szakemberek feladata, mégis szoros kölcsönhatásban van a tényleges áramköri tervek kialakításával. A zikai kialakítás sokszor még a kapcsolási kialakítást is befolyásolhatja, el®fordulhat, hogy bizonyos alkatrészek cseréjére vagy a kapcsolás megváltoztatására is szükség lehet a méretkorlátokból adódóan. Bár a legtöbb projekt a Knorr Bremse-nél is a fent leírtak szerint történik, rendszerint nagyon szigorú méretbeli megkötésekkel, nekem nagy szerencsém volt, saját magam határozhattam meg a tesztel® hardver méreteit, ebben tulajdonképpen semmihez nem kellett igazodnom. Az egyedüli kritériumok a következ®k voltak: • Fizikai kiterjedésben ne haladja meg a terheléskártyákat (kb. 250mm x 300mm) • Asztali eszközként legyen használható • Ergonómikus kialakítású legyen, viszonylag jól kialakított teszt pontokkal, és jól ol-

vasható visszajelzésekkel

• Legyen stabil, a SimCard csatlakoztatása után se d®ljön meg, vagy boruljon fel

könnyen

Ezek alapján az alkatrésszámból és az összeköttetések bonyolultságából kiindulva, els® körben egy 250mm x 250mm méret¶ panel kialakítását t¶ztem ki célomul. 4.1. A felhasznált tervez®i program

A nyomtatott áramkör megtervezését a PADS Layout nev¶ CAD-programmal végeztem, ami bár különálló programként m¶ködik, mégis bizonyos mértékben összeköthet® a PADS Logic kapcsolási rajz tervez®vel, ami nagy segítséget nyújt a tervezés során. Bár els® körben úgy gondoltam, hogy intuitív módon találom ki a program m¶ködését az Altium Designer használatakor begy¶jtött tapasztalatok alapján, hamar rá kellett jönnöm, hogy a használati útmutatók elolvasása nélkül nem fogom elérni az elvárt eredményt. Bár személyesen 40

jobban preferálom az Altium tervez®i programját, a kezdeti nehézségek áthidalása után ennek a szoftvernek a használatával is mindent meg tudtam valósítani. 4.2. Alkatrészlenyomatok

A tervezés els® lépései közé tartozott a felhasznált alkatrészek footprint1 -jeinek ellen®rzése, a hiányzó alkatrész lenyomatok elkészítése. A legtöbb nyomtatott áramkör tervez® CAD program rendelkezik valamilyen alkatrészkönyvtárcsomaggal, amelyben elérhet®ek a leggyakrabban használt és legelterjedtebb alkatrészek footprintjei, lehet®ség szerint akár több formátumban is. A PADS Layout esetében ez egy IPC-szabványt megvalósító segédprogrammal van megoldva, a Mentor Grapichs LP Viewer-el. Ez a program a legtöbb alkatrésztípushoz (furat-, és felületszerelt alkatrészek, csatlakozó típusok, BGA tokozású chip-ek, stb.) tartalmazza a megfelel® szabályrendszerek használatával elkészített footprinteket. Így a legtöbb esetben a feladatom arra korlátozódott, hogy az alkatrész könyvtárból kiválasszam a megfelel® típusú lenyomatot, és hozzárendeljem a kérdéses alkatrészhez. A Knorr-Bremse-nél a LabCar fejleszt® csoport rendelkezik saját készítés¶ alkatrészkönyvtárral is (LabCar és LabCar Accessories), melyekben a speciálisabb ám sokat használt alkatrészek vannak deniálva. Egyes elemeknél a footprint a PADS alkatrészkönyvtárából származik, és csak az áramköri jelölések és tulajdonságok, egyéni paraméterek feltüntetése miatt került saját könyvtárba. Más elemeknél szükséges volt footprint elkészítése is, ilyen például a Harting márkájú 160 lábú csatlakozó. Az alkatrészválasztások során mindig el®nyben részesítettem a csoportnál már használt és bevált típusokat, ezeknek egyik eddig nem említett oka az volt, hogy már megtalálhatóak voltak az alkatrészkönyvtárakban, ami a tervezés ezen folyamatában nagy id®megtakarítást jelentett. Saját rajzolású volt például a banánhüvelyek footprint-je, amely egy tipikusan egyszer¶ lenyomat, hiszen tulajdonképpen csak egy fémezett falú furat átmér®jét és a körülötte lév® forrasztási felület nagyságát kellett meghatározni. Azért említem meg ezt a példát, mert még az egyszer¶ feladatoknál is könny¶ hibát elkövetni, én a gerber fájlok vizsgálata közben vettem észre például, hogy ezeknél a lenyomatoknál elfelejtettem kinyitni a forrasztásgátló maszkot. 4.3. Tervezési szabályok beállítása

Szintén érdemes még a tervezés megkezdése el®tt átgondolni, hogy milyen tervezési szabályoknak fogunk eleget tenni a panel készítése során. Itt kell meghatároznunk, hogy mi lesz az el®forduló legkisebb és legnagyobb vezetékszélesség, hogy az egyes elemek (mint például furatok, rézvezetékek, alkatrészek, viák) legfeljebb milyen közel helyezkedhetnek el egymástól (angolul: Clearance). Ezt a miniális távolságot lehet®ségünk van különböz® érték¶re választani az egyes elem típusok között, például az alkatrészek közötti távolság minimális értéke nagyobb lehet, mint a vezetékek közötti minimális távolság. 1

Footprint: tartalmazza az alkatrész lábaihoz rendelt rézfelületek méreteit és elhelyezkedéseit

41

Minél kisebb a minimális vezetékszélesség, természetesen annál egyszer¶bb és kényelmesebb behuzalozni a s¶r¶ területeket, azonban általános érvény¶nek tekinthet® az is, hogy mindig az alkalmazott legkisebb vezetékszélesség és távolság határozza meg a NYÁKgyártás költségeit. Általában minden gyártó esetében van egy olyan minimális rajzolatnomság, ameddig garantálják a hibamentességet. Az áramkörön a legkisebb vonalvastagságot 0.2mm-ben deniáltam, ez egy olyan érték, amelyet a NYÁK-ot gyártó Contech Kft. még nagy biztonsággal meg tud valósítani. Általánosan azonban kerültem az ilyen vékony huzalozást, a jelvezetékek szélessége szintén mindenhol 0.3mm, míg a tápvezetékeké 0.4-2mm között változott. Nagyobb áramok esetén oda kell gyelni a megfelel® vezetékszélességre és vastagságra, jelen esetben azonban nem volt szükség ilyen irányú precíz számolásokra, hiszen a panel átlagos áramfelvétele nem több 200mA-nél (Egy küls® rétegen lév® 0.3mm szélesség¶ és 35um vastagságú rézhuzal képes 1A áramot tartósan elviselni úgy, hogy közben maximum 10C fokot emelkedik a h®mérséklete). [2] A clearance-t mindenhol 0.3mm-re állítottam, ennél kisebb érték esetén az alkatrészeknél néhol már nehézkessé vált volna a beültetést el®segít® referenciaszámok és pozícióábrák elhelyezése. A panel rétegszámát egyértelm¶en a 160 pin-es csatlakozó szabta meg, amelyr®l két rétegen nem lehetett minden jelet megfelel®en kivezetékezni, ezért 4 réteg használata mellett döntöttem. Mivel nagy áramokra nem volt szükség, jelvezetékb®l viszont nagyon sok volt, nem mindenhol tartottam be azt a konvenciót, hogy a bels® két rétegre kerüljenek a tápfeszültségek és a különböz® föld-ek, ezeket sok helyen átmen® furatokkal, és bels® jelvezetékekkel kellett felszabdalnom. Az áramköri rétegek közötti átvezetéseket via-kal oldottam meg, amelyek relatív kis átmér®j¶, furatgalvánnal rendelkez® átmen® lyukak. Jelvezetékek esetén az általánosan elfogadott 0.4mm-es furatátmér®j¶ via-kat használtam, tápvezetékek esetén 0.6mm és 0.65mmeset. 4.4. Az alkatrészek elhelyezése

Az alapvet® szabályok beállítása után és az alkatrész lenyomatok összegy¶jtése után következett az alkatrészek elhelyezése az áramköri lapon. Ez a feladat különösen nagy fontossággal bír, egy jó alkatrész elhelyezési terv ugyanis már fél megoldás lehet az áramkör megtervezéséhez. Az els® lépés a Harting csatlakozó elhelyezése volt, amit a szimmetriai okokból a panel közepén helyeztem el. Ez a megoldás azért t¶nt el®nyösnek, mert így a panelra 90fokos szögben csatlakozó szimulátor kártya kevesebb valószín¶séggel teszi instabillá azt. Talán ennek a csatlakozónak a megfelel® elhelyezése okozta kezdetben a legtöbb nehézséget, ugyanis ez a csatlakozó két részb®l áll, amelyeket préseléssel, két oldalról rögzítünk a panelhoz, így els® ránézésre nem egyértelm¶, hogy melyik oldalra kerül majd a szimulátor kártya. Én mindenképpen a fels® oldalra szerettem volna a SimCard-ot helyezni, és így biztosítani egy elfekv® teszt környezetet, azonban els® nekifutásra nem sikerült eltalálnom a megfelel® 42

pozíciót, ami abból adódott, hogy a csatlakozó lenyomata az én néz®pontomból a hátsó oldalt jelentette. Jó azonban, hogy el®ször ennek az alkatrésznek az elhelyezésével bajlódtam, másképp egy ilyen hiba miatt az összes többi elemet újra kellett volna rendezni. Ezt követ®en funkcionális blokkok szerint rendeztem az alkatrészeket, és jól elkülöníthet® csoportokra bontottam ®ket, így az egyes blokkok már együtt mozgathatókká váltak. A PADS Layout-ban alapértelmezetten halványan megjeleníti az egyes alkatrészlábak közötti kapcsolatokat, ezt azonban a tervezés elején kénytelen voltam kikapcsolni, mert teljesen átláthatatlanná vált t®le a tervezési felület. Az egyes blokkokat igyekeztem úgy pozícionálni a központi csatlakozóhoz képest, hogy a lehet® legrövidebb úton behuzalozhatóak legyenek, ez azonban nem volt olyan egyszer¶, mert a 160 lábú csatlakozón az egy funkcionális csoportba tartozó vezetékek az ellentétes oldalakon helyezkedtek el. Közel minden felhasznált IC táp-bemenete és a föld közé elhelyeztem egy-egy 100nF-os kondenzátort, ami a tápfeszültségen kialakuló nagyfrekvenciás zavarok megsz¶rését hivatott ellátni. Ezeknél az alkatrészeknél nagyon fontos volt az elhelyezés, hiszen csakis abban az esetben látnak el megfelel® zavarvédelmet, ha a hozzájuk tartozó áramkör közvetlen közelében helyezkednek el. Néhány helyen az alkatrész és vezetéks¶r¶ség megkívánta a 0603-as méret¶ kondezátorok használatát az általános 0805-ös helyett. A kártyán az egyetlen nagy sebesség¶ adatvonal a CAN-busz volt, amely az operációs rendszerrel való kommunikációért felel. Az ehhez tartozó D-SUB csatlakozót ezért igyekezetem úgy elhelyezni, hogy a CAN-H és CAN-L vonalak mindvégig egymás mellett, a lehet® legkevesebb ide-oda kanyargással tudjanak haladni. A CAN lezáró ellenállásokat közvetlenül a csatlakozó mellett helyeztem el. A tápfeszültség csatlakozókat szemb®l nézve a panel alján helyeztem el, itt kaptak helyet a különböz® tápfeszültség el®állítással kapcsolatos áramköri megoldások is. Az áramköri védelmet ellátó diódákat és biztosítékokat közvetlenül a bemenet után helyeztem el. Fontos volt emellett a bemenet puer-, és sz¶r®kondenzátorainak megfelel® elhelyezése is, ezek nem megfelel®en átgondolt pozicionálása nagyban csökkenti hatékonyságukat. Az egyes tápfeszültségek meglétét visszajelz® LED-eket közvetlenül a picoPSU mellett helyeztem el, így elkülönülnek az áramkör többi részét®l és gyorsan ellen®rizhet®vé válnak. A tesztpontokat el®ször funkcionális csoportokra bontva a panel egyik szélén helyeztem el, kés®bb azonban kiderült, hogy az összes jel kihozatala a panel szélére irreálisan sok plusz munkát igényelne, és a jelen verzió szempontjából nem is igazán fontos, ezért ezeket beljebb mozgattam, mindegyiket a hozzá kapcsolódó áramköri blokk közelébe. A tápfeszültségek tesztpontjait közvetlenül a tápfeszültségel®állító áramkörök közelében, a panel szélén helyeztem el, ezáltal a tápfeszültségeket nem az alkatrészek lábain kell majd ellen®rizni. A már meglév® alkatrészek mellé elhelyeztem további négy fémezett falú 3mm átmér®j¶ furatot is a panel 4 sarkában, amelyek M3-as csavarral rögzíthet® távtartóknak lettek kialakítva, de felhasználói belátás szerint használhatóak az áramkör más típusú rögzítéséhez is. Így összességében nem mindenhol használtam maximális s¶r¶ség¶ elrendezést, de ez 43

X3x1

BANANA_SOCKET_3 BANANA_SOCKET_4 BANANA_SOCKET_1 BANANA_SOCKET_2

X3

(a) J5

C23 J2 R23 D10 R24 D11

R21 D8

X4

Fels® réteg

44 BANANA_SOCKET_3 BANANA_SOCKET_4

(b)

BANANA_SOCKET_1 BANANA_SOCKET_2

R22 D9 J2x20

J5

X3 J4 J3

J2

J2x17 J2x16 J2x15 J2x14 J2x13 J2x12 J2x11

J2x7

J2x6

J2x5

J2x4

J2x3

J2x2

J2x1

D40xK

D39xK

D41xK

D41xA

D42xK

D42xA

T1x3

T1x1

T1x2

T4x1

T3x3

D45xK

D44xK

D46xK

D46xA

D47xK

D47xA

D21xK

D21xA

D22xK

D22xA

D23xK

D23xA

R118x2

R118x1

D25xA

D25xK

D24xA

D24xK

R119x2

R119x1

D26xK

D26xA

R120x2

R120x1

D27xK

D27xA

R121x2

R121x1

D28xK

D28xA

R122x2

R122x1

D29xK

D29xA

R123x2

R123x1

D30xK

D30xA

R124x2

R124x1

D31xK

D31xA

R125x2

R125x1

D32xK

D32xA

J14x1J16x1J15x1J8x1J7x1

J1x97

R126x2

R126x1

R127x2

R127x1

D34xK

D33xK

R128x2

R128x1

J10x1J78x1J80x1J79x1J81x1J82x1

D35xK

D35xA

J1x98

D34xA

D33xA

J1xZ1 J1xZ2 J1xZ3 J1xZ4 J1xZ5 J1xZ6 J1xZ7 J1xZ8 J1xZ9 J1xZ10 J1xZ11 J1xZ12 J1xZ13 J1xZ14 J1xZ15 J1xZ16 J1xZ17 J1xZ18 J1xZ19 J1xZ20 J1xZ21 J1xZ22 J1xZ23 J1xZ24 J1xZ25 J1xZ26 J1xZ27 J1xZ28 J1xZ29 J1xZ30 J1xZ31 J1xZ32 J1xA1 J1xA2 J1xA3 J1xA4 J1xA5 J1xA6 J1xA7 J1xA8 J1xA9 J1xA10 J1xA11 J1xA12 J1xA13 J1xA14 J1xA15 J1xA16 J1xA17 J1xA18 J1xA19 J1xA20 J1xA21 J1xA22 J1xA23 J1xA24 J1xA25 J1xA26 J1xA27 J1xA28 J1xA29 J1xA30 J1xA31 J1xA32 J1xB1 J1xB2 J1xB3 J1xB4 J1xB5 J1xB6 J1xB7 J1xB8 J1xB9 J1xB10 J1xB11 J1xB12 J1xB13 J1xB14 J1xB15 J1xB16 J1xB17 J1xB18 J1xB19 J1xB20 J1xB21 J1xB22 J1xB23 J1xB24 J1xB25 J1xB26 J1xB27 J1xB28 J1xB29 J1xB30 J1xB31 J1xB32 J1xC1 J1xC2 J1xC3 J1xC4 J1xC5 J1xC6 J1xC7 J1xC8 J1xC9 J1xC10 J1xC11 J1xC12 J1xC13 J1xC14 J1xC15 J1xC16 J1xC17 J1xC18 J1xC19 J1xC20 J1xC21 J1xC22 J1xC23 J1xC24 J1xC25 J1xC26 J1xC27 J1xC28 J1xC29 J1xC30 J1xC31 J1xC32 J1xD1 J1xD2 J1xD3 J1xD4 J1xD5 J1xD6 J1xD7 J1xD8 J1xD9 J1xD10 J1xD11 J1xD12 J1xD13 J1xD14 J1xD15 J1xD16 J1xD17 J1xD18 J1xD19 J1xD20 J1xD21 J1xD22 J1xD23 J1xD24 J1xD25 J1xD26 J1xD27 J1xD28 J1xD29 J1xD30 J1xD31 J1xD32

T2x1

T2x3

T1x4

T2x4

T4x3

D45xA

D44xA

J6x10

D43xK

D43xA

R129x2

R129x1

U1x1 U1x2 U1x3 U1x4 U1x5 U1x6

D36xK

D36xA

R95x2

R95x1

D1xK

D1xA

R96x2

R96x1

D2xK

D2xA

R97x2

R97x1

R98x2

R98x1

D4xK

D3xK

U1x12 U1x11 U1x10 U1x9 U1x8 U1x7

D4xA

D3xA

R99x2

R99x1

D5xK

D5xA

R100x2

R100x1

R101x2

R101x1

D7xK

D7xA

R102x2

R102x1

D12xK

D12xA

R103x2

R103x1

D13xK

D13xA

R104x2

R104x1

D14xK

D14xA

R105x2

R105x1

D15xK

D15xA

R106x2

R106x1

D16xK

D16xA

R110x2

R110x1

D17xK

D17xA

R111x2

R111x1

D18xK

D18xA

R112x2

R112x1

D19xK

D19xA

R113x2

R113x1

D20xK

D20xA

X1x1

X2x1

X2x1

J46x1J45x1J30x1J28x1J29x1J38x1J27x1J37x1J35x1J36x1J34x1J33x1J32x1J31x1J44x1J43x1J42x1J41x1 J40x1 J39x1 J26x1 J25x1 J24x1 J9x1

D6xK

D6xA

J40J39J26J25J24J9 J41 J42 J43 J44 J31 J32 J33 J34 J36 J35 J37 J27 J38 J29 J28 J30 J45 J46

X4

X4x1

J2x19 J2x18

D40xA

D39xA

J1 J2x9

J50J49J48J47

J2x8

D38xK

J6x9 J6x8 J6x7 J6x6 J6x5 J6x4 J6x3 J6x2 J6x1

D38xA

D37xK

T1 T2 T4 T3

J2x10

J7 J8 J15 J16 J14

J6 J13

J3x1 J4x1

R63

J50x1 J49x1 J48x1 J47x1

R117 R117x2

R117x1

R118

T2x2

R116 R116x2

R116x1

R119

T3x1

R115 R115x2

R115x1

R120

T3x2

R114 R114x2

R114x1

R121

T3x4

R140 R140x2

R140x1

R122

T4x2

R139 R139x2

R139x1

R123

T4x4

R138 R138x2

R138x1

R124

J66J67J68J69J70J71J72J73J74J75J76J77 J66x1 J67x1 J68x1 J69x1 J70x1 J71x1 J72x1 J73x1 J74x1 J75x1 J76x1 J77x1

R137 R137x2

R137x1

R125

J5x2

R136 R136x2

R136x1

R126

J5x1

R135 R135x2

R135x1

R127

X1

BANANA_SOCKET_2x1

R134 R134x2

R134x1

R128

D37xA

R54x2 R54x1

C37x1 C37x2

IC2x1 IC2x12 IC2x13 IC2x14 IC2x15 IC2x16 IC2x17 IC2x18 IC2x19 IC2x20

X2

BANANA_SOCKET_1x

R133 R133x2

R133x1

R129

D20 D19 D18 D17 D16 D15 D14 D13 D12 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D36 D35 D34 D33 D32 D31 D30 D29 D28 D27 D26 D25 D24 D23 D22 D21 D47 D46 D45 D44 D43 D42 D41 D40 D39 D38 D37

BANANA_SOCKET_4x1

R132 R132x2

R132x1

R95

J13x10 J6x11

R131 R131x2

R131x1

R96


R130 R130x2

R130x1

R97

J13x11

U5x5

R98

C48x1

R99

BANANA_SOCKET_3x1

U5x4

U5x3 U5x2 U5x1

R100

C48x2

C201x2 C201x1

PORTEXPANDER1x5 PORTEXPANDER1x6 PORTEXPANDER1x7 PORTEXPANDER1x8 PORTEXPANDER1x9 PORTEXPANDER1x20 PORTEXPANDER1x2 PORTEXPANDER1x2 PORTEXPANDER1x23 PORTEXPANDER1x24 PORTEXPANDER1x25 PORTEXPANDER1x26 PORTEXPANDER1x27 PORTEXPANDER1x28

PORTEXPANDER1x4 PORTEXPANDER1x3 PORTEXPANDER1x2 PORTEXPANDER1x PORTEXPANDER1x0 PORTEXPANDER1x9 PORTEXPANDER1x8 PORTEXPANDER1x7 PORTEXPANDER1x6 PORTEXPANDER1x5 PORTEXPANDER1x4 PORTEXPANDER1x3 PORTEXPANDER1x2 PORTEXPANDER1x

R101

X3x1

R63x2

U5 C48

R63x1

PORTEXPANDER2x15 PORTEXPANDER2x16 PORTEXPANDER2x17 PORTEXPANDER2x18 PORTEXPANDER2x19 PORTEXPANDER2x0 PORTEXPANDER2x1 PORTEXPANDER2x PORTEXPANDER2x3 PORTEXPANDER2x4 PORTEXPANDER2x5 PORTEXPANDER2x6 PORTEXPANDER2x7 PORTEXPANDER2x8

R102

X4x1

C35x1

C1x2 C1x1

PORTEXPANDER2x14 PORTEXPANDER2x13 PORTEXPANDER2x1 PORTEXPANDER2x1 PORTEXPANDER2x10 PORTEXPANDER2x9 PORTEXPANDER2x8 PORTEXPANDER2x7 PORTEXPANDER2x6 PORTEXPANDER2x5 PORTEXPANDER2x4 PORTEXPANDER2x3 PORTEXPANDER2x PORTEXPANDER2x1

PORTEXPANDER1 PORTEXPANDER2 PORTEXPANDER3 PORTEXPANDER3x15 PORTEXPANDER3x16 PORTEXPANDER3x17 PORTEXPANDER3x18 PORTEXPANDER3x19 PORTEXPANDER3x20 PORTEXPANDER3x21 PORTEXPANDER3x2 PORTEXPANDER3x2 PORTEXPANDER3x24 PORTEXPANDER3x25 PORTEXPANDER3x26 PORTEXPANDER3x27 PORTEXPANDER3x28

R103

J14x1J16x1J15x1J8x1J7x1

C34x1

C18x2 C18x1

PORTEXPANDER3x14 PORTEXPANDER3x1 PORTEXPANDER3x12 PORTEXPANDER3x1 PORTEXPANDER3x10 PORTEXPANDER3x9 PORTEXPANDER3x8 PORTEXPANDER3x7 PORTEXPANDER3x6 PORTEXPANDER3x5 PORTEXPANDER3x4 PORTEXPANDER3x PORTEXPANDER3x2 PORTEXPANDER3x1

R104

D9xK D9xA

C35x2

C34x2

C33x2

C33x1

C15x2

C14x2

C13x2

U6x5

C47x1

R105

D11xK D11xA

C32x1

C32x2

U6x4

U1x12 U1x11 U1x10 U1x9 U1x8 U1x7

R106

D8xK D8xA

C31x1

C31x2

C15x1

C14x1

C13x1

C47x2

U6 C47

R64x1

C36x2 C36x1

U207x5 U207x6 U207x7 U207x8

U207x4 U207x3 U207x2 U207x1

U1x1 U1x2 U1x3 U1x4 U1x5 U1x6


X1x1

J46x1J45x1J30x1J28x1J29x1J38x1J27x1J37x1J35x1J36x1J34x1J33x1J32x1J31x1J44x1J43x1J42x1J41x1 J40x1 J39x1 J26x1 J25x1 J24x1 J9x1

C40x1 C40x2



U36x1 U36x2 U36x3 U36x4 U36x5 U36x6 U36x7 U36x8

U36x16 U36x15 U36x14 U36x13 U36x12 U36x1 U36x10 U36x9

C38x1 C38x2

C59x1 C59x2

R110

D10xK D10xA

C31

C12x1

C55x2

C54x2

C3x2 C3x1

U206x1 U206x2 U206x3 U206x4

U206x8 U206x7 U206x U206x5

R4x1 R4x2

R5x1 R5x2

R3x1 R3x2

J1x98

C16x1

R111

R22x1 R22x2

C12x2

C32

C11 C11x2

C55x1

C54x1

C53x2

C55 C15 C35 C54 C14 C34 C53 C13 C33 C53x1

U205x1

U205x2

C2x2 C2x1

U205x3

C16x4

C16x3

C16x2

R112

R24x1 R24x2

C12

C51 C11x1

Q2x3

C6x2 C6x1

Q2x2

Q2x1

Q4x3

R45x1 R45x2

R43x2 R43x1

Q4x2

Q4x1

C39x2

C16x8

C16x7

C16x6

C16x5

R113

R21x1 R21x2

J2x14

J2x4

C52 C52x2

C18

J2x11

J2x15

J2x5

C52x1

J10x1J78x1J80x1J79x1J81x1J82x1

J82 J81 J79 J80 J78 J10

C51x2

U6x3 U6x2 U6x1

C1

J2x13

J2x16

J2x6

C51x1

R274x1

R274x2

U32x6

U32x5

C39x1

U206 C3

J2x12

J2x17

R42x1 R42x2

U32x4

R44x2 R44x1

U32x3

U205 C2

J2x1

J2x18

R9x1 R9x2

I12x4

I12x3

U32x1

C16x16

C16x15

C16x14

C16x13

U207 C36 C201

J2x3

J2x19

J2x7

R37x2 R37x1

R17x1 R17x2

U32x8

U2x8

U32x7

U2x7

U32x2

U2x11

U2x10

U2x9

U2x6

U2x15

U2x14

U2x13

U2x12

U2x5

I14x8

U2x4

U2x16

I14x7

U2x3

I14x9

I14x6

U2x2

I14x12

I14x11

I14x10

I14x5

R55x2

R55x1

U1

J2x2

J2x20

J2x8

J66J67J68J69J70J71J72J73J74J75J76J77

J2x9

R64x2

J1x97

R64

J2x10

J3x1 J4x1

C21x1

I12x2

I12x1

I14x16

I14x15

I14x14

I14x3

I14x13

I14x2

I14x4

I14x1

U2x1

R180x2

R180x1

J40J39J26J25J24J9 J41 J42 J43 J44 J31 J32 J33 J34 J36 J35 J37 J27 J38 J29 J28 J30 J45 J46

R23x1 R23x2

J4 C22 C21 J3

C21x2

R173x1 R173x2 Q5x1 Q5x2

Q5x3

C4x1

R178x2

R178x1

R3 R5 R4

C22x2 C22x1

L20x1

J50J49J48J47

J1

C23x1

R90x2 C57x2

R90x1 C57x1

R274

J1xZ1 J1xZ2 J1xZ3 J1xZ4 J1xZ5 J1xZ6 J1xZ7 J1xZ8 J1xZ9 J1xZ10 J1xZ11 J1xZ12 J1xZ13 J1xZ14 J1xZ15 J1xZ16 J1xZ17 J1xZ18 J1xZ19 J1xZ20 J1xZ21 J1xZ22 J1xZ23 J1xZ24 J1xZ25 J1xZ26 J1xZ27 J1xZ28 J1xZ29 J1xZ30 J1xZ31 J1xZ32 J1xA1 J1xA2 J1xA3 J1xA4 J1xA5 J1xA6 J1xA7 J1xA8 J1xA9 J1xA10 J1xA11 J1xA12 J1xA13 J1xA14 J1xA15 J1xA16 J1xA17 J1xA18 J1xA19 J1xA20 J1xA21 J1xA22 J1xA23 J1xA24 J1xA25 J1xA26 J1xA27 J1xA28 J1xA29 J1xA30 J1xA31 J1xA32 J1xB1 J1xB2 J1xB3 J1xB4 J1xB5 J1xB6 J1xB7 J1xB8 J1xB9 J1xB10 J1xB11 J1xB12 J1xB13 J1xB14 J1xB15 J1xB16 J1xB17 J1xB18 J1xB19 J1xB20 J1xB21 J1xB22 J1xB23 J1xB24 J1xB25 J1xB26 J1xB27 J1xB28 J1xB29 J1xB30 J1xB31 J1xB32 J1xC1 J1xC2 J1xC3 J1xC4 J1xC5 J1xC6 J1xC7 J1xC8 J1xC9 J1xC10 J1xC11 J1xC12 J1xC13 J1xC14 J1xC15 J1xC16 J1xC17 J1xC18 J1xC19 J1xC20 J1xC21 J1xC22 J1xC23 J1xC24 J1xC25 J1xC26 J1xC27 J1xC28 J1xC29 J1xC30 J1xC31 J1xC32 J1xD1 J1xD2 J1xD3 J1xD4 J1xD5 J1xD6 J1xD7 J1xD8 J1xD9 J1xD10 J1xD11 J1xD12 J1xD13 J1xD14 J1xD15 J1xD16 J1xD17 J1xD18 J1xD19 J1xD20 J1xD21 J1xD22 J1xD23 J1xD24 J1xD25 J1xD26 J1xD27 J1xD28 J1xD29 J1xD30 J1xD31 J1xD32

C4x2

R9

C24x1

Q1x3

C39

L20x2

Q1x2

Q1x1

C61x2

C61x1

C16x12

C16x11

C16x10

C16x9

C16

C24x2

C7 C7x2

U34x9

U34x8

U34x7

U34x13

U34x6

U34x12

U34x11

U34x10

U34x5

U34x3

U34x4

U34x2

R48x1

R48x2

Y1x1

C40

C23x2

C25x1

C27 C26 C25 C24 L20

C25x2

C60x2

C60 C60x1

U33x2

U33x1

U33x16

C8x1 C8x2

U33x15

U33x14

U33x5

U33x4

U33x3

U33x13

U33x12

C9x2

C9x1

C62x2

C37 R54

J5x2

I15x3 I15x2 I15x1

I15x4 I15x5 I15x6

I15 C5 C5x1 C5x2

R59x2 R59x1

R60x2 R60x1

C7x1

C62x1

X1

J5x1

D56 F2 D53 C28 C26x1

C10x2

C10 C10x1

R18x2 R18x1

T2x1

T2x3

R18

C26x2

J50x1 J49x1 J48x1 J47x1

R20 R20x2 R20x1

T2x2

T2x4

U33x8

U33x7

U33x6

U33x11

U33x10

U33 C8 U33x9

R173

I12

C27x1

C44 C44x1

T3x1

T3x3

R58 R61 R60 R59 R61x2 R61x1

R58x2 R58x1

R179x2

Y1x2

R179x1

C57 R90

R17 R37

C27x2

U4x5

U4 U4x4

T3x2

T3x4

T1x1

T1x3

U34x14

IC2 U36 IC1

BANANA_SOCKET_2x1

R62 C28x1

R57

T1 T2 T4 T3 T1x2

R40x1 R40x2

U34x1

R178

C4

R62x1

R19x2 R19x1

R19

T4x1

R1x1

C9

T4x3

R2x2

R1x2

R2 R1 R2x1

U34

T4x2

J6x10

Q1

C28x2

T1x4


I14 U2 U32 R42 R44 R43 R45 Q4 Q2 C6

C62

R179

Q5

D53x1

C44x2

R57x2 R57x1

J13x10 J6x11 R48

D53x2

U4x3 U4x2 U4x1

T4x4


J6 J13 J66x1 J67x1 J68x1 J69x1 J70x1 J71x1 J72x1 J73x1 J74x1 J75x1 J76x1 J77x1 C59 C38

BANANA_SOCKET_1x R62x2

J13x11 R40

D56x1

D55x1

Y1

D56x2

D55x2

C61

F2x1 F2x2

D54x1

D55 F1 D54 D54x2

F1x1 F1x2 R55 R180

BANANA_SOCKET_4x1

BANANA_SOCKET_3x1

nem is feltétlen volt cél ennél a verziónál. Mivel egészen biztosan készülni fog bel®le egy következ® változat is, ott már valószín¶leg több id®m lesz egy kisebb panelra s¶ríteni az alkatrészeket, és egy még professzionálisabb kialakítást létrehozni.

4.5. Huzalozás

X2

U1

J82 J81 J79 J80 J78 J10

J7 J8 J15 J16 J14

Az egyik középs® réteg

4.1. ábra. Huzalozás a fels® és a második középs® rétegen

Az alkatrészek elhelyezése után hozzáláthattam a huzalozásnak. Bár a PADS rendelkezik AutoRouter funkcióval, amely képes lett volna az egész áramkör behuzalozására, azonban ennek a pontos felprogramozása hozzáértést és még annál is több id®t igényel, emellet lehet, hogy még így is bele kell nyúlni a gép által generált vezetékelrendezésbe. Ezen okokból én a kézi huzalozás mellett döntöttem, de nem vetettem el teljesen az AutoRouter használatát: a végs® alkatrészelrendezés megtalálása el®tt többször is ellen®riztem, hogy az automata mennyire egyszer¶en és milyen gyorsasággal tudja behuzalozni az egyes változatokat, és ezek közül a legkedvez®bbet választottam, hiszen nagy valószín¶séggel számomra is azt lesz a legegyszer¶bb megvalósítani. A kézi huzalozás sok esetben ideg®rl® munkának bizonyult, nem egyszer fordult el®, hogy több órányi vezetékezést kellett úgymond vissza-törölni, mert a végén kiderült, hogy "zsákutcába" vezet. Az ilyen jelleg¶ nehézségek azonban legtöbb esetben a személyes tapasztalom hiányából adódtak a nyomtatott áramköri tervezésben. Mindenhol törekedtem rá, hogy ne alakítsak ki derékszög¶ töréseket a vezetékekben, hiszen minden ilyen pont reexiók forrása lesz. Kerültem az egymáshoz hegyes szögben (60fok alatti) csatlakozó rézfelületeket, itt ugyanis érvényesül a csúcshatás, kialakuló térer®sség pedig a lekerekítési sugár és a nyílásszög csökkenésével fordított arányban rohamosan n®. [5] Sajnos nem mindenhol tudtam elkerülni, hogy vezetékeket futtassak be az alkatrészek

alá, egyes esetekben ez elkerülhetetlen volt. Ennek a hátránya pont az ilyen els® generációs eszközökön érvényesül, ahol a lehetséges javítások és mérések útjában állhat, hogy nem férünk hozzá zikailag az alkatrész alatt futó vezetékekhez. A huzalozás alatt igyekeztem folyamatosan bekapcsolva tartani a DRC-t2 , ezzel bizonyos szintig elkerülhet®vé vált, hogy egy-egy vezetéket a túloldalon véletlenül rövidrezárjak egy rossz helyre helyezett via-val, vagy hogy túl közel húzzam egymáshoz a vezetékeket, amiknek javítása a kés®bbiekben sokkal nagyobb munkába kerülne. Bizonyos esetekben kénytelen voltam megválni azonban ett®l a hasznos funkciótól: mivel az alkatrész - vezeték távolságot 0.3mm-ben minimalizáltam, az egyik igen s¶r¶ lábú IC esetében nem engedte bekötni az egyes lábakat, ezért ki kellett kapcsolnom egy kis id®re. A DRC itt teljeses jogosan jelzett, hiszen megszegtem az el®re felállított szabályokat, én azonban tudtam, hogy az itt használt távolságok is b®ven a gyártási határon belül vannak, ezért ebben az esetben gyelmen kívül hagytam a jelzéseket. Az olyan területeken, ahol sok az egymást keresztez® kapcsolat, az egyik rétegen csak függ®legesen, míg a másik oldalon csak vízszintesen vezettem a jelvezetékeket, így minden esetben sikerült utat találnom az egyes vezetékeknek. Az alkatrészek föld lábait szándékosan nem kötöttem be, csak az utolsó lépésben, az ilyen potenciálú területeket ugyanis nem vezetékezéssel, hanem réz kitöltéssel kívántam összekötni. Az egyes földpotenciálokat csillagpontban földeltem a csatlakozóhoz közel, így kiküszöbölhet®, hogy digitális rész által keltett nagyfrekvenciás jelváltozások zavarokat keltsenek az analóg rész földjében. Ennek a szint¶ zavarvédelemnek jelen esetben azonban inkább elméleti, mint gyakorlati szerepe van, hiszen az egyes méréseket az esetek túlnyomó részében egymás után fogja végrehajtani az áramkör, tehát a nagyfrekvenciás digitális és az analóg részek jóformán nem fognak egy id®ben m¶ködni. Minden alkatrészt igyekeztem úgy forgatni és elhelyezni, hogy föld lábai a réz kitöltés szempontjából elérhet® legyenek, mégis el®fordult, hogy bizonyosakat nem lehetett azonos oldalon bekötni. Ilyenkor egy via-val kötöttem hozzá egy másik réteg azonos földjéhez az adott lábat. Mind a négy réteget föld potenciálon lév® rézfelületekkel futtattam ki, ugyanis a tápokon történ® kis áramfelvétel miatt a tápok vezetékkel való bekötése is elegend®nek bizonyult. Fontos, hogy minden réteget közel ugyanolyan mennyiségben borítson rézfelület, és hasonló h®kapacitással rendelkezzenek. Ellenkez® esetben el®fordulhat, hogy az alkalmazott h® miatt az egyes lemezek eltér® módon tágulnak, és deformálódik a panel. A kifuttatott rézréteg és az alkatrészlábak egyik fontos beállítása, hogy hogyan kapcsolódnak egymáshoz. Az alapértelmezett beállítás szerint egyes alkatrészek és furatok teljes felületükön érintkeztek az ®ket körülölel® rézzel, ami bár jó elektromos vezetést tesz lehet®vé, azonban megnehezítheti, vagy akár el is lehetetlenítheti az alkatrészek beforrasztását, ugyanis a réz rendkívül jó h®vezet®, így a forrasztópáka által leadott h® nagyrészét képes elvezetni a panel többi részére. Ennek hatására kézi forrasztásnál nagyon nehézkessé válik az adott furat/láb felmelegítése, gépi forrasztás során pedig lehet, hogy a paszta meg sem 2

DRC: Design Rule Checking - egy olyan hasznos funkció, ami tervezés közben folyamatosan gyel az el®írt zikai szabályok betartására, mint például a vezetékszélesség, vagy vonal távolság.

45

ömlik, és nem jön létre a kívánt elektromos kötés. Ennek elkerülésére úgynevezett h®csapdákat alkalmaznak a kapcsolódási pontoknál, ilyenkor több vékonyabb vezetékkel kapcsolódik a láb vagy via a rézkitöltéshez. Ezeknek a vezetékeknek természetesen manuálisan utánállíthatjuk a szélességét, amennyiben nagyobb áramot viv® kapcsolódási pontról van szó. 4.6. A panel feliratozása

A huzolozás befejeztésvel meg kellett tervezni az úgynevezett "Silk Screen", azaz szitázott felirat rétegeket, itt lesznek megjelenítve ugyanis az egyes alkatrészek referncia számai és pozíció ábrái amik nagyban megkönnyítik a beültetést és az utólagos hibafeltárást. A referenciaszámok elhelyezésénél kizárólag két orientációt használtam, így az elnevezések olvasásához nem kell egyfolytában forgatni a panelt. Szintén ezen a rétegen helyeztem el a teszt pontok elnevezését és funkcionális blokkokba rendezését. 4.7. Ellen®rzés

Bár az áramkör már látszólag elkészült, és ezt magamban is így könyveltem el, következett egy jellemz®en nem túl népszer¶ feladat, a hibák megkeresése és javítása az áramkörön. A Knorr Bremse-nél eltöltött lassan háromnegyed év alatt több olyan esettel is találkoztam, ahol egy áramkör hibás m¶ködését az okozta, hogy gyelmen kívül hagytak egy a CAD program által jelzett jelentéktelennek t¶n® hibát. Ennek fényében elhatároztam, hogy tüzetesen végigmegyek az összes ilyen gyelmeztetésen, majd ahol csak lehet®ségem van, igyekszem megtalálni a hiba okát, és kijavítani azt. Sajnos azon sejtésem, miszerint sikerült majdnem hibamentes áramkört terveznem nem bizonyult igaznak, a hibaellen®rzés közel háromszáz kritikus pontot talált els® futtatásra. Két féle hibát kell megkülönböztetnünk: az egyik az úgynevezett clearance hiba, ami akkor lép fel, ha egyes vezetékek, alkatrészek vagy via-k közelebb vannak egymáshoz mint az általunk szabályként meghatározott távolság. A másik hiba típus a "connectivity error", azaz kapcsolódási hiba, ami azt jelzi, hogy két pont, amelyeknek kapcsolódniuk kellene egymáshoz, nincsenek összekötve. Ez az ellen®rzési fázis sokkal több id®t és energiát emésztett fel, mint amire el®zetesen számítottam, de b®ven megérte az áldozatot: több olyan kapcsolódási hibát is felfedeztem, ami akár használhatatlanná is tehette volna az elkészült áramkört. Szintén az ellen®rzés résznél kell megemlítenem a 160 lábú csatlakozó helyes bekötésének ellen®rzését. Itt sajnos a magas lábszámból adódóan elég nagy az esély a hibázásra, és kevés hely miatt ezt utólag javítani is igencsak nehézkes volna. A PADS Logic esetében azonban rendelkezésünkre áll egy olyan funkció, amivel szöveges kimenetbe tudjuk elmenteni az egyes csatlakozók lábaihoz tartozó jeleket. Emellett rendelkezésemre állt a SimCard csatlakozójának bekötési dokumentációja excel formátumban. A két fájlt azonos formátumra hozva egymás mellett tudtam megjeleníteni az egyes lábszámokhoz tartozó jeleket, és sikerült két elkötési hibát is feltárnom, ami a kés®bbiekben lehet, hogy nehezen derült volna ki. 46

El®fordulhatnak sajnos olyan hibák is, amelyekre nem világít rá a tervez®program, ezért könny¶ átsiklani felettük. Ilyen tipikus hiba lehet például, ha egyes helyeken nincs kinyitva a forrasztásgátló maszk, vagy olyan helyeken van kinyitva, ahol nem kellene. Ezeket a legegyszer¶bb a Gerber-fájlok3 vizsgálatával felderíteni. A fels® és alsó rétegek vizsgálata során sikerült is találni pár hibát: a tápcsatlakozók banánhüvelyeinél nem volt kinyitva a forrasztásgátló maszk, ahogyan a furatszerelt DIP kapcsolónál sem, továbbá minden egyes via fölött nyitva maradt a forrasztásgátló maszk, ami nem volt indokolt. Ezeket orvosolva azonban már több hibát nem találtam. Az elkészült áramkör gerber fájljait, tehát az egyes rétegek lenyomatait és fúrófájlokat már elküldhettük a gyártónak. Általános rézvastagságnak 35um-t adtam meg, a választható forrasztásgátló lakk színek közül pedig a feketét választottam. 4.8. Alkatrész beszerzés

Az alkatrész beszerzését a gyártási folyamattal párhuzamosan végeztem, hogy minden rendelkezésre álljon a beültetéshez mikor a legyártott lemez megérkezik. Az els® teend® az alkatrész lista (BOM - Bill Of Materials) kigenerálása a tervez® programból, és jól olvasható excel formátummá alakítása. Ezt követ®en sorra vettem azokat az alkatrészeket, amelyekb®l sok van raktáron a Knorr Bremse-nél, vagy amelyeket magánszemélyként igencsak nehézkes beszerezni. Ilyenek voltak a picoPSU, valamint a sebességjel szenzor terheléséhez használt transzformátor tekercsek. Nagy el®nyt jelentett, hogy a kapcsolási rajz megtervezése közben szinte minden felhasznált alkatrész tulajdonságainál beállítottam a disztribútort és a disztribútor specikus azonosítót, így minden elem gyorsan azonosíthatóvá és visszakereshet®vé vált. Sajnos egyes alkatrészek azóta kifutott termékké váltak, ezekhez olyan helyettesít® alkatrészeket kellett keresni, amelyek zikai kialakítása, lábkiosztása és m¶ködése a régivel megegyez®. A passzív alkatrészek nagy részét és az elterjedtebb integrált áramköröket a magyar Lomex Kft.-t®l rendeltem meg, míg a speciálisabb áramköröket egy nemzetközi disztribútortól, a Farnell-t®l vásároltam. Szerencsére így sem volt túlságosan drága, és külföldi raktárkészlet esetén is legfeljebb 3 nap szállítással kellett számolni, ami nagyon kedvez® volt a rendelkezésmre álló kevés id® miatt.

3

A Gerber fájl egyértelm¶ és már évek óta egy standard gyártási formátum a nyomtatott áramkör gyártásban.

47

5. fejezet

Az áramkör felélesztése A nyomtatott áramkör megérkezése és az alkatrészek beszerzése után következett a hardver beültetése és felélesztése. 5.1. Beültetés

Az alkatrészek beültetését kézzel végeztem, forrasztópáka és forraszpaszta segítségével. A két ültetési technológia használatára azért volt szükség, mert a nagyobb, furatszerelt alkatrészeket (trafók és picoPSU foglalat) kényelmesebb volt nagyobb fej¶ páka segítségével forrasztani, míg a kicsi, 0603-as1 méret¶ alkatrészeket a pad-ekre felvitt forraszpasztába helyeztem bele. A forraszpaszta megömlesztéséhez szükséges h®t nem reow kemencével, hanem kézi h®légfúvóval biztosítottam. Ebben az esetben nem volt szükséges az alkatrészeket pontosan elhelyezni, a megolvadó forrasz mindig pontos pozícióba húzta ®ket. Nehezebb volt azoknak a lábaknak a beforrasztása, amelyek valamilyen földkiöntéshez kapcsolódtak, ilyenkor a h® egy részét a rézfelület elvezette, ezért ezek a pontok hosszabb melegítést igényeltek. A panel egyes részein egymáshoz közel helyezkednek el a alacsonyabb és magasabb alkatrészek, itt sok múlik a beültetés sorrendjén. A picoPSU kimeneteinél például odagyeltem, hogy el®ször a kisebb, 10µF-os és 100nF-os kondenzátorokat forrasztottam be, és csak ezután a nagyobb elektrolitokat, fordított sorrendben a kevés hely miatt nehéz lett volna a páka használata. Általános szabályként célszer¶ tehát el®ször mindig az alacsonyabb és csak utána a magasabb alkatrészeket beültetni. A beültetést nem egyszerre, hanem funkcionális blokkonként végeztem, így az esetleges elkötésekb®l adódó károk minimalizálhatók. Az els® beültetett egység a tápellátás és a bemeneti védelem volt. A +24V és +28V feszültségek rákapcsolására a picoPSU stabilan el®állította a szükséges feszültségszinteket, az el®zetesen instabilnak gondolt charge-pump IC is stabil -5V-ot állított el® és a tápfeszültségvisszajelz® LED-ek is megfelel®en m¶ködtek. A bemeneti védelem tesztelése során kiderült, hogy az megfelel® védelmet biztosít mind a fordított polaritású bekötés, mind a túlfeszültségek ellen. Ezen információk tudatában már magabiztosabban folytattam az ültetést. 1

A 0603-as méretjelölés 1,6 mm hosszú és 0,8 mm széles tokozásra utal

48

5.1. ábra. A beültett áramkör az els® tesztek során, középen a szimulátor kártyával, a bal alsó sarokban a picoPSU-val

Sajnos a beültetett egységek m¶ködését nem tudtam menetközben ellen®rizni, hiszen sok a blokkok közötti egymástól való függés, azonban azt meg tudtam nézni, hogy a tápfeszültség rákapcsolása nem tesz-e kárt valamelyik alkatrészben, vagy nem keletkezik-e rövidzár valamilyen elkötés miatt, így a hiba gyorsan megállapítható. Szerencsére egy ilyen problémával sem találkoztam. 5.2. Mérések és funkcionális tesztek

Miután minden alkatrész a helyére került, következhetett a kártya funkcionális tesztelése. A funkcionális blokkokat egyenként teszteltem. Els®dleges szempont volt a vezérlés helyes m¶ködése, a többi egységet ugyanis csak így lehet egyszer¶en ellen®rizni. Egy jól m¶köd® szimulátor kártyát csatlakoztattam a panelhez, feszültség alá helyeztem az eszközt, és megpróbáltam CAN-en keresztül kommunikálni a kártyával, ami azonnal sikerült. A panelen lév® EEPROM memória tárolja el, hogy hány vezérl® vonal van és hogy ezek melyik PortExpander lábakra kapcsolódnak. Bár a Port49

Expander IC-k zikai elhelyezése nem követte a címzési sorrendet, így megoldhatóvá vált, hogy a panelen jelölt vezérl® vonalak sorrendje és a vezérl® bitek sorrendje megegyezzen. Az EEPROM tartalmát I2C protokollon keresztül töltöttük fel, ezt követ®en a vezérl®vonalak rögtön használhatóvá váltak. Az egyes vonalak állapotát minden esetben egy jól látható piros LED jelzi. Miel®tt az egyes funkciókat sorban elkezdtem volna ellen®rizni, megvizsgáltam, hogy minden jel, amit a szimulátor kártya generál helyesen jelenik-e meg a tesztpontokon. A sebesség szenzor jelei, az analóg kimenetek és a digitális kimenetek is hibátlanok voltak.

5.2. ábra. A kiválasztott wheelspeed jel az analóg multiplexer kimenetén (1,64V PK-PK, 500Hz)

A sebességszenzor jelek tesztjét vizsgáltam meg következ® lépésként. A jeleket kiválasztó analóg multiplexer megfelel®en m¶ködött, a vezérl® vonalakkal kiválasztott jelet rakta ki a kimenetére, torzítás nélkül, ez látható a 5.2 ábrán. A jel fels® maximuma 820mV körüli, erre a jelre az amplitúdómér® áramkör kimenete 816mV értéket mutatott, ez a fajta pontosság esetünkben b®ven elfogadható. A mér®-kondenzátor kisütését végz® tranzisztor szintén jól m¶ködött, a vezérlés kiadása után 16mV feszültségre csökkentette a kondenzátor feszültségét. A megfelel® vezérl® vonallal az 1. analóg bemenetre tudtam kapcsolni a jelet, ami szintén helyes értéket mutatott. A frekvenciamér® kapcsolásnál a 31.25kHz-es mér®jel megfelel®en el®állt a frekvenciaosztó kimenetén. A szinusz jelb®l négyszögjelet létrehozó komparátor áramkörnél azonban a tervezésnél nem vettem gyelembe, hogy open-collector-os, így a kimenet a föld potenciál közelében "vibrált". A probléma kiküszöböléséhez egy felhúzó ellenállást helyeztem el utólagosan a kimenetre, így már szép jelalakot kaptam. A frekvenciamérés jól m¶ködött, a mér®jelet a vezérl® tranzisztorok alapesetben jól húzták földhöz, a mérés id®tartama alatt azonban zárt állapotba kerültek. A számláló kimenetén lév® értékeket eltároló és a digitális bemeneteket leválasztó busz driver IC vezérlése okozott kisebb fejfájást, ezeknek az engedélyezését ugyanis még a mérés el®tt engedélyezni kell, külöben az értékek nem tárolódnak el megfelel®en. Az digitális bemenetek tesztje megfelel®en m¶ködött, a tranzisztoros kapcsoló fokozatok képesek voltak a jelek kapcsolására és leválasztására is, mindezt programból vezérelten. Az 50

5.3. ábra. A 31.25 kHz-es mér®jel

analóg jelet er®sít® fokozat tesztelése kisebb meglepetést okozott, mikor a helyes vezérlés ellenére sem akart m¶ködni, a hiba oka azonban hamar nyilvánvalóvá vált: a m¶veleti er®sít® +28V-os tápfeszültsége ebben az esetben nem volt csatlakoztatva. A tápfeszültség megadása után az er®sít® áramkör megfelel®en m¶ködött. Az árammérésekhez használt feszültségek mindenhol helyesen el®álltak egyet kivéve, itt véletlenül egy túlságosan kis érték¶ ellenállást ültettem be, ezért az INA197 kimenetén a tápfeszültségénél magasabb jelnek kellett volna megjelennie, amit az nem bírt kivezérelni. Az ellenállás cseréje után a probléma megoldódott. Az analóg kimenetek összekapcsolása az analóg bemenetekkel megfelel®en történt. Az egyes terhelések és áramkorlátok mérése nagyrészt feszültségmérésre vezethet®k vissza, ezeknek a feszültségeknek a meghatározásával a szoftver tervezése során foglalkoztam. Az élesztések közben pontosan feljegyeztem az egyes állapotok áramfelvételeit. A CPU modul és a kártya együttes áramfelvétele 96mA volt 24V-on, míg mind a három modul (CPU, digitális, analóg) használata esetén ez 260mA / 24V lett kivezérlések nélkül, az egyes funkciók hozzáadódó áramfelvételeit ehhez képest kell vizsgálni.

51

6. fejezet

Szoftver Feladatom nem korlátozódott kizárólag a hardver megtervezésére és felélesztésére, nekem kellett megírnom az automatizált teszteket m¶ködtet® programkódot is. El®nyt jelentett, hogy a SimCard-on lév® StarX mikrovezérl®höz már nem kellett kommunikációs rutinokat és egyéb funkciókat leprogramoznom, ezekr®l a csoport tagjai már korábban gondoskodtak, a SimCard elérhet® funkciói teljes mértékben vezérelhet®ek a CAN hálózaton keresztül. Ez lehet®vé tette, hogy a KB-Lab operációs rendszer mérési környezetében futtatható programkódot írjak, amely valós id®ben képes kezelni az egyes ki-, és bemeneteket, továbbá vezérlést adni a kontroll vonalakra. 6.1. A KB-Lab

A különböz® mérések és szimulációk futtatásához egy saját fejlesztés¶ programot használ a Knorr Bremse, az úgynevezett KB-Lab-ot. A KB-Lab tehát egy 32 bites szoftver, amely az "On Time RTOS-32" nev¶ valósidej¶ operációs rendszerre épül. A f®bb funkciók közé tartozik az analóg és digitális jelek, továbbá CAN üzenetek valós idej¶ megjelenítése, elmentése, és kés®bbi feldolgozása. Bonyolultabb mérési folyamatok vagy valós idej¶ szimulációk leírásához lehet®ségünk van a KB-Lab beépített nyelvének, az AutoTest-nek a használatára. 6.2. AutoTest script

A KB-Lab-al történ® mérések fontos része a csatornák használata. Minden megmért és elmenetett érték egy a csatorna nevével ellátott adatfájlba kerül. Az alapvet® be-, és kimeneti csatornákat alapértelmezetten hozza létre a rendszer, ezeken értelemszer¶en nem tudunk változtatni, ez ugyanis attól függ, hogy milyen hardverkongurációval rendelkezünk. Lehet®ségünk van azonban további virtuális csatornák létrehozására, oly módon, hogy valamilyen módon módosítjuk az alapértelmezett csatornák értékeit. Ezeket a csatornákat Formula csatornáknak nevezik, egy egyszer¶ példa a használatukra: VoltageDiff = SimCard1-AOUT1 - SimCard1-AOUT2, ahol a VoltageDiff az újonnan létrehozott csatorna neve, amit két meglév® analóg bemenet különbségeként határoztunk meg. Az AutoTest segítségével könnyedén valósíthatunk meg különböz® szimulációkat, azaz 52

valós id®ben tudjuk megváltoztatni egyes kimeneti csatornák értékeit, egy el®re meghatározott m¶ködési szekvenciát hozhatunk létre. Az automatikus teszter m¶ködéséhez ezek a funkciók tökéletesen elegend®ek, hiszen mind a vezérl®vonalak, mind a kimenetek értékei változtathatóak, az egyes funkcionális blokkok tesztelése a programban szekvenciális blokkokra bontható. M¶ködését tekintve egy nagyon egyszer¶ nyelvr®l van szó, amely minden mérési ciklusban1 egy adott lépést hajt végre. Az ilyen lépéseket kulcsszavakkal deniálhatjuk, amelyek alapértelmezetten egymás után sorban kerülnek végrehajtásra. Lehet®ségünk van ugró utasítások használatára is, amelyekkel a meghatározott blokkoknál folytathatjuk a programfutást. Deniálhatunk bels® változókat is, én ezt az opciót a tesztet futtató állapotgép állapotainak eltárolásához használom. Az egyes lépéseken belül kiemelt szerepe van a TestPassed változónak, amelynek a 0 és 1 értékeket adhatjuk meg, ezáltal jelezhetjük a felhasználó felé, hogy az adott funkció tesztelése sikeres volt, vagy sikertelen. A grakus felület is segíti az egyes kimenetelek megkülönböztethet®ségét: a sikeres felirat zöld, a sikertelen piros háttéren jelenik meg. 6.3. Vezérl® bitek

Az AutoTest-b®l a PortExpander GPIO lábait 8-bites csatornákon keresztül érhetjük el, amelyek a Relay1...6 nevekre hallgatnak. A csatornáknak decimális értékeket adhatunk meg, ezek bináris értékének megfelel®en állíthatjuk be a vezérl® vonalakat. Az aktuális vezérl® bit sorrendet a 6.1 táblázatban közöltem. A legels® teend® az analóg be-, és kimenetek együttes ellen®rzése. Amennyiben itt problémát tapasztalunk, mindenképpen le kell állítani a tesztet, hiszen ez az analóg bemenetek hibáját is jelentheti, ez pedig lehetetlenné teszi a keréksebesség szenzor jelek, a digitális ki-, és bemenetek, valamint az áramer®sségek ellen®rzését. Egy esetleges hiba ennél a résznél a teszt megszakításával jár. Szintén az els® lépések közé tartozik a megfelel® áramfelvételeket nézem, egyel®re csak teljesen összeszerelt szimulátor kártyára, terhelések nélkül. A teszt állapotát a TestStage változóba mentem el. Ha itt abnormális értékeket érzékel a program, akkor szintén leállítja az egész tesztelést, az esetleges károk minimalizálása érdekében. Bár az ültetésnél már említettem, hogy a szimulátor kártya és a panel együttes áramfelvétele 24V-on 260mA körüli, ez az áram most szétoszlik a különböz® tápfeszültségek felé. Az 3.3V-os tápegységen alapértelmezetten nem folyik áram, ahogyan a 12V-oson sem, ezért ez a +24V-os és +5V-os tápokat kell gyelembe venni. A teljesség igénye nélkül, a jobb szemléltetés érdekében szeretném közölni az analóg be-, és kimeneteket ellen®rz® rövid programrészletet, amely a tesz elejét képezi:

1

100Hz-es mérési sebesség esetén a ciklusok 1/100-as másodpercenként hajtódnak végre

53

[AUTOTEST] #define PASSED 1 #define FAILED 0 Comment = SimCard Tester Version 1.0 TestMax = 1 TestStage = 0

[STEP1] Comment

= Testing Analog Outputs With Analog Inputs - Setting Output Values

//Set analog outputs to 0V SimCard1_AO1 = 0 SimCard1_AO2 = 0 SimCard1_AO3 = 0 SimCard1_AO4 = 0 SimCard1_AO5 = 0 SimCard1_AO6 = 0 SimCard1_AO7 = 0 SimCard1_AO8 = 0 SimCard1_AO9 = 0 SimCard1_AO10 = 0 SimCard1_AO11 = 0 SimCard1_AO12 = 0 SimCard1_Relay1 = 16 //A megfelelo kimenetek osszekapcsolasa

[STEP5] Comment = Testing Analog Outputs With Analog Inputs - Checking Inputs TestPassed = (SimCard1_AI1 == 0) * (SimCard1_AI2 == 0) * (SimCard1_AI2 == 0) * (SimCard1_AI3 == 0) * (SimCard1_AI4 == 0) * (SimCard1_AI5 == 0) * (SimCard1_AI7 == 0) * (SimCard1_AI8 == 0) SimCard1_Relay1 = 12 Goto = (FAILED == TestPassed) * END_OF_TEST

[STEP10] Comment = Testing Analog Outputs With Analog Inputs - Checking Inputs & Set Outputs TestPassed = (SimCard1_AI1 == 0) * (SimCard1_AI2 == 0) *

54

(SimCard1_AI2 (SimCard1_AI3 (SimCard1_AI4 (SimCard1_AI5 (SimCard1_AI7 (SimCard1_AI8

== == == == == ==

0) 0) 0) 0) 0) 0)

* * * * *

SimCard1_Relay1 = 16 //Set analog outputs to 5V SimCard1_AO1 = 5.0 SimCard1_AO2 = 5.0 SimCard1_AO3 = 5.0 SimCard1_AO4 = 5.0 SimCard1_AO5 = 5.0 SimCard1_AO6 = 5.0 SimCard1_AO7 = 5.0 SimCard1_AO8 = 5.0 SimCard1_AO9 = 5.0 SimCard1_AO10 = 5.0 SimCard1_AO11 = 5.0 SimCard1_AO12 = 5.0 Goto = (FAILED == TestPassed) * END_OF_TEST . . .

[END_OF_TEST] Comment = The automated testing of the SimCard ended, please check out the results above.

A fels® programrészletben látható, hogy az egyes lépéseket nem egymás után számozom meg, tehát például a STEP1 -et nem a STEP2 követi, hanem a STEP5. Ennek az az oka, hogy ebben az esetben sokkal egyszer¶bb a kés®bbiekben új lépéseket beszúrni a már meglév®ek közé (ami történhet hibajavítás vagy új funkció fejlesztése miatt is). Szintén észrevehet®, hogy nem egy lépésben írom ki az értékeket a kimenetekre, és olvasom be ®ket, hanem két egymásutáni ciklusban. Erre azért van szükség, mert az egyes lépések egy-egy mérési ciklust jelentenek, az AutoTest-ben beállított kimeneti értékek csak a ciklus végén érvényesülnek, ezért értelem szer¶en csak a ciklus el®tt mért értékekhez férhetünk hozzá. A program funkcionális lépései sorrendben: 1. Az analóg kimenetek és bemenetek ellen®rzése (hiba esetén a teszt megáll) 2. Tápáram mérés terheletlen állapotban (hibás értékek esetén a teszt megáll) 55

3. Az AWSS1 jel frekvenciájának és amplitúdójának ellen®rzése 4. Az AWSS2 jel frekvenciájának és amplitúdójának ellen®rzése 5. Az AWSS3 jel frekvenciájának és amplitúdójának ellen®rzése 6. Az AWSS4 jel frekvenciájának és amplitúdójának ellen®rzése 7. A digitális kimenetek m¶ködésének vizsgálata terhelve és terheletlenül 8. A digitális bemenetek vizsgálata 9. Az analóg kimenetek m¶ködésének vizsgálata terhelve és terheletlenül 10. Az analóg bemenetek m¶ködésének vizsgálata Az egyes mérések közben ellen®rzöm az egyes tápfeszültség szintek áramfelvételeit is, amennyiben ezek drasztikusan megn®nének, a teszt leáll, és leállítja a funkcionális blokkok m¶ködését. Hely hiányában nem közlöm a tesztet lefuttató programkód teljes egészét, hiszen az egyes lépések m¶ködése a feljebb közölt, áramer®sséget ellen®rz® részb®l már megérthet®, a többi rész az el®z®ekhez logikailag hasonló.

6.1. ábra. Az áramkör felülnézeti képe futás közben

56

6.1. táblázat. Vezérl® vonalak elérése a KB-Lab-ból

Vonal neve Analog OUT Load Enable Analog OUT 500R Analog OUT to AIN1 Analog OUT to AIN2 Analog OUT to AIN3 AWSS Select 0 AWSS Select 1 AWSS Measurement Enable AWSS Counter Enable AWSS Measurement Reset (negált) AWSS Measurement Reset Analog OUT to Digital Inputs 4 Analog OUT to Digital Inputs 5 Analog OUT to Digital Inputs 6 Analog OUT to Digital Inputs 7 Analog OUT to Digital Inputs 8 Analog OUT to Digital Inputs 9 Digital OUT Select Enable Digital OUT Select 0 Digital OUT Select 1 Digital OUT Select 2 Digital OUT 2.2K Load Digital OUT 500R Load Digital OUT Load GND Digital OUT Load 28V Digital OUT Load 5V Digital OUT Measurement Enable Measure 3.3V Current Measure 5V Current Measure 24V Current Measure DIO Current SPL Supply 100R Load SPL Supply MAX Load SPL Supply Measurement Enable Digital OUT Power 5V Digital OUT Power 24V Analog OUT1 to Digital Inputs Analog to DIN1 Enable Analog to DIN2 Enable Analog to DIN3 Enable Analog OUT to Digital Inputs 1 Analog OUT to Digital Inputs 2 Analog OUT to Digital Inputs 3

57

Vezérl®bit sorszáma Relay1.0 Relay1.1 Relay1.2 Relay1.3 Relay1.4 Relay1.5 Relay1.6 Relay1.7 Relay2.0 Relay2.1 Relay2.2 Relay2.3 Relay2.4 Relay2.5 Relay2.6 Relay2.7 Relay3.0 Relay3.1 Relay3.2 Relay3.3 Relay3.4 Relay3.5 Relay3.6 Relay3.7 Relay4.0 Relay4.1 Relay4.2 Relay4.3 Relay4.4 Relay4.5 Relay4.6 Relay4.7 Relay5.0 Relay5.1 Relay5.2 Relay5.3 Relay5.4 Relay5.5 Relay5.6 Relay5.7 Relay6.0 Relay6.1 Relay6.2

7. fejezet

Összefoglalás A járm¶ipar fejl®désével a korszer¶ haszongépjárm¶vekbe is egyre több és egyre bonyolultabb elektronikai alkatrész épül be, melyek között hangsúlyozott szerep jut a menetbiztonságot javító, illetve fokozó rendszereknek (ABS, ESP, ASR). Ezeknek a rendszereknek a továbbfejlesztése, új funkciókkal való b®vítése rendszerint sok és id®igényes, a járm¶ haladása közben végzend® tesztelési feladat végrehajtását igényli, ami azonban bizonyos fokig korlátozza, lassítja a fejlesztési folyamatot. Ezért erre a feladatra célszer¶ egy olyan kisméret¶ - labor körülmények között használható - szimulátort kifejleszteni, amely képes a valóságos járm¶ m¶ködését, üzemszer¶ viszonyait imitálni, és a rákapcsolt EBS ECUnak (Electronic Control Unit) valóságh¶ jeleket közvetíteni, illetve képes minden esetben a különböz® életszer¶ szituációknak megfelel®en reagálni. A vázolt szimulátor egység alkalmazása jelent®sen megkönnyíti az ABS és EBS rendszereket fejleszt® teamek munkáját, mivel a szükséges tesztelési feladatokat szimulációs környezetben, laboratóriumi viszonyok között, gyorsabban és olcsóbban végezhetik el. Munkahelyemen, a Knorr Bremse Fékrendszerek Kft. budapesti fejleszt® központjában csoportom feladata az el®bbi funkciónak megfelel® asztali szimulátor egység kifejlesztése. A szimulátor egység kulcsfontosságú épít®eleme a SimCard (szimulátor kártya), ez állítja el® a szenzorok analóg és digitális jeleit. A szimulátor kártyák gyártása során elengedhetetlen az elkészült kártyák helyes m¶ködésének tesztelése, ami kétféle úton lehetséges: manuális vagy automatizált módon. A manuális tesztelés egyrészt nehézkes, másrészt hosszú - akár 3 órás - tesztelési folyamatot is jelenthet minden egyes kártyára. A jöv®beni gyártás szempontjából ez nem megengedhet®, így a vállalat egy automatizált tesztel® egység kialakítása mellett döntött, melynek a tervezési feladatai rám hárultak. Ebb®l fakadóan szakdolgozatomban egy olyan rendszer kifejlesztését és megvalósítását t¶ztem ki célul, amely alkalmas az újonnan gyártott szimulátor kártyák elektronikus m¶ködésének automatikus vizsgálatára, és ez alapján annak eldöntésére, hogy az eszköz megfelel®en m¶ködik-e, valamint hibás m¶ködés esetén képes megközelít® választ adni a hibaforrás helyére. A célkit¶zéssel összhangban dolgozatom els® részében a témakörhöz kapcsolódó, és a kit¶zött feladat megoldásához elengedhetetlen szakmai háttérismereteket foglaltam össze. Az alkalmazott technológiák és eszközök közül áttekintést adtam a Knorr Bremse ABS/EBS 58

fejleszt®i csoportjai által használt laborautó funkciójáról és kialakításáról, majd részletesen ismertettem a szimulátor kártya (SimCard) - amely köré a szakdolgozat épült felépítését, egységeinek fontosabb paramétereit és csatlakozásának jellemz®it. Ezt követ®en a teszter áramkörrel szemben támasztott követelményeket gyelembe véve kidolgoztam az egyes tesztelési ciklusok logikai felépítését és sorrendjét. Erre építve a PADS Logic tervez®program segítségével megterveztem a hardver kapcsolási rajzát, majd a PADS Layout CAD-program alkalmazásával elkészítettem a nyomtatott áramköri tervet. A nyomtatott áramkör és a szükséges alkatrészek beszerzése után elvégeztem a hardver beültetését és felélesztését, amelyet a kártya funkcionális tesztelése, illetve mérése követett. Mivel feladatom nem korlátozódott kizárólag a hardver megtervezésére és felélesztésére, ezért meg kellett írnom az automatizált teszteket m¶ködtet® programkódot is. A Knorr Bremse a különböz® mérések és szimulációk futtatásához saját fejlesztés¶ programot, az úgynevezett KB-Lab-ot használja, így ezen rendszer mérési környezetében futtatható olyan programkódot írtam, amely valós id®ben képes kezelni az egyes ki-, és bemeneteket, továbbá vezérlést ad a kontroll vonalakra. A szakdolgozatom keretében megtervezett és megvalósított automatizált tesztel® egység prototípusának tesztelése során nyert mérési eredmények és tapasztalatok alapján megállapítható, hogy alkalmazása révén a szimulátor kártyák eddigi, megközelít®leg 3 órás kézi tesztelése kiváltható egy maximum pár perces, automatikus teszttel, amely a gyorsasága mellett az emberi gyelmetlenségb®l származó hibákat is képes lesz kiküszöbölni. Alkalmazásba vétele nagy segítséget jelenthet már a következ® gyártási ciklusban, amikor több, mint 100 darab új szimulátor kártya vár majd bemérésre. Megjegyzem, hogy sem az elkészített hardver, sem a szoftver nem érte még el végleges formáját. A szakdolgozat leadását követ®en is a Knorr Bremse-nél folytatom gyakornoki pályafutásomat, ahol munkám egy részét továbbra is ennek a rendszernek a tökéletesítése és felügyelete teszi majd ki. Villamosmérnök gyakornokként eddig ez a projekt volt a legnagyobb feladatom, amely alatt nagyon sok olyan gyakorlati megoldást ismertem meg az itt dolgozó kollégáktól, amelyekr®l ezidáig egyáltalán nem, vagy csak nagyon keveset hallottam. A megszerzett tapasztalatok nagyban hozzásegítettek a mérnöki szemléletmód elmélyítésében, és alapvet® részét fogják képezni villamosmérnöki tudásomnak. 7.1. Továbbfejlesztési lehet®ségek

Az eszköz tervezése és kivitelezése folyamán sok továbbfejlesztési igény és kérés is felmerült, amiket id® hiányában nem tudtam implementálni ebben a verzióban, ezért mindenképpen szükség lesz egy második változat elkészítésére is. A következ® változatban fontosnak tartom a teszt pontok egy csoportba rendezését az áramkörön, sorban a panel valamelyik szélén, továbbá a mostani tüskesorok helyett színes, kampós vég¶ tesztpontok használatát, így téve könnyebbé a mérési folyamatokat. Egyértelm¶ igény a jöv®re nézve egy strapabíró kivitel elkészítése, ehhez egy felülr®l nyitható alumínium m¶szerdobozra gondoltam, amely védettebbé és egyszer¶bben hordoz59

hatóvá tenné a rendszert. Ennek a kialakításnak a megvalósításához az egyes csatlakozókat a doboz falán kell majd kivezetni, amely indokolttá teszi a mostaniak helyett a 90 fokos csatlakozók használatát. Segíthetne a bekötési hibák elkerülésében, ha két különböz® típusú, papa és mama D-SUB csatlakozókat használnánk, így a méréshez már használt kábelek csak a saját csatlakozójukhoz illeszkednének.

60

Köszönetnyilvánítás Ezúton szeretnék köszönetet mondani barátomnak, Bankó Barnabásnak, aki mindig szívesen fogadta kérdéseimet a témával kapcsolatban, segített a legmegfelel®bb megoldások kiválasztásában és az esetleges hibák elkerülésében. Szeretném megköszönni, hogy a Knorr Bremse Fékrendszerek Kft. szakmai és anyagi hátteret biztosított a szakdolgozatom elkészüléséhez. Külön köszönettel tartozom a vállalati konzulensemnek, Horváth Csabának, továbbá a csoporton belül dolgozó kollégáknak, akik szaktudásukkal és segít®készségükkel hozzájárultak a munkámhoz. Nem utolsó sorban szeretnék köszönetet mondani a családomnak, akik támogatása nélkül ez az id®szak sokkal nehezebb lehetett volna.

61

Ábrák jegyzéke 1.1. 1.2. 1.3. 1.4.

SimCard - az összeszerelt szimulátor kártya Az analóg modult tartalmazó panel . . . . . Az digitális modult tartalmazó panel . . . . A CPU panel . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. 9 . 11 . 12 . 13

3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7.

A kapcsolás logikai felépítését szemléltet® blokkvázlat . . . . . . . . . . . . . A bemeneti védelem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A felhasznált picoPSU kinézete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A negatív tápfeszültséget el®állító áramkör bekötése . . . . . . . . . . . . . Az SPL-SENS-5V lábra kapcsolható terhelések . . . . . . . . . . . . . . . . A digitális kimenetek tápfeszültségének kiválasztása . . . . . . . . . . . . . . Az MCP23017-es IC-k, az EEPROM memória, és a h®mérsékletszenzor bekötése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8. A digitális bemenetek teszteléséhez használt jel el®állítása . . . . . . . . . . 3.9. A digitális bemeneteket kiválasztó kapcsoló fokozatok . . . . . . . . . . . . . 3.10. Terhelések kapcsolása az analóg kimenetekre . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.11. Az analóg demultiplexer és a terhel® transzformátorok . . . . . . . . . . . . 3.12. Az AWSS-jel amplitúdójának megmérése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.13. Az frekvenciamér® áramkör kapcsolási rajza . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19 21 22 24 25 26 27 28 29 32 34 35 37

4.1. Huzalozás a fels® és a második középs® rétegen . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.1. A beültett áramkör az els® tesztek során, középen a szimulátor kártyával, a bal alsó sarokban a picoPSU-val . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.2. A kiválasztott wheelspeed jel az analóg multiplexer kimenetén (1,64V PKPK, 500Hz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.3. A 31.25 kHz-es mér®jel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 6.1. Az áramkör felülnézeti képe futás közben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 F.1.1.1. oldal: Csatlakozás . . . . . . . . . . . . . . . F.1.2.1. oldal: Tápellátás . . . . . . . . . . . . . . . . F.1.3.1. oldal: I2C kommunikációt használó eszközök F.1.4.1. oldal: A digitális kimenetek tesztelése . . . . F.1.5.1. oldal: A digitális bemenetek tesztelése . . . . 62

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

67 68 69 70 71

F.1.6.6. oldal: Analóg ki-, és bemenetek . . . . . . . . . F.1.7.7. oldal: Keréksebesség szenzor jeleinek tesztelése F.1.8.8. oldal: Teszt pontok . . . . . . . . . . . . . . . F.1.9.9. oldal: Állapotvisszajelz® LED-ek . . . . . . . .

63

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

72 73 74 75

Táblázatok jegyzéke 2.1. Részlet a mérési határértékekb®l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 6.1. Vezérl® vonalak elérése a KB-Lab-ból . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

64

Irodalomjegyzék [1] Nagy Gergely: Az autonóm páraérzékel® szenzor rádiókommunikációja. URL: http://www.eet.bme.hu/~nagyg/elektronika/szenz_komm.pdf. [2] ANSI IPC-2221A PCB Trace Width Calculator. URL: http://www.desmith.net/NMdS/Electronics/TraceWidth.html. [3] 74HCT4051 8 channel analog multiplexer/demultiplexer product datasheet. URL: http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT4051.pdf. [4] G3VM-61G1 Datasheet. URL: http://www.omron.com/ecb/products/pdf/G3VM_61G1.pdf. [5] Dr. Tevesz Gábor docens. Mikrokontroller alapú rendszerek - Elektronikus jegyzet. 2012. [6] Wikipedia: EtherCAT. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/EtherCAT. [7] EPT: Press t technology. URL: http://disti-assets.s3.amazonaws.com/pscelex/files/datasheets/1476. pdf. [8] PicoPSU-80-WI-32 Manual. URL: http://resources.mini-box.com/online/PWR-PICOPSU-80-WI-32V/ PWR-PICOPSU-80-WI-32V-manual.pdf. [9] Knorr Bremse: Makk Dániel és Bankó Barnabás. Feszültség-, és áramkorlátok a szimulátor kártya manuális beméréséhez, 2012.

65

Függelék F.1. Teljes kapcsolási rajz

Az alábbi oldalakon, A3-as méretben közlöm a rendszer részletes kapcsolási rajzát.

66

67

J1-D30

J1-D29

J1-D10

J1-D9

J1-D8

J1-D7

J1-D6

J1-D5

J1-A28

J1-A27

J1-A26

J1-A25

J1-A24

J1-A22

J1-A23

J1-A21

J1-C27

J1-B27

J1-C26

J1-B26

J1-C3

J1-B3

J1-A3

J1-A2

DWSS4_I+

DWSS4_I-

DWSS3_I+

DWSS3_I-

DWSS2_I+

DWSS2_I-

DWSS1_I+

DWSS1_I-

AWSS4_OUT

AWSS3_OUT

AWSS2_OUT

AWSS1_OUT

J1-B14

J1-B13

J1-B12

J1-B11

J1-B10

J1-B9

J1-B8

J1-B7

J1-C10

J1-C9

J1-C8

J1-C7

WHEELSPEED

DG_IN24

DG_IN23

DG_IN22

DG_IN21

DG_IN20

DG_IN19

DG_IN18

DG_IN17

DG_IN16

DG_IN15

DG_IN14

DG_IN13

DG_IN12

DG_IN11

DG_IN10

DG_IN9

DG_IN8

DG_IN7

DG_IN6

DG_IN5

DG_IN4

DG_IN3

DG_IN2

DG_IN1

DIG_IN

DIO_OUT56-PWR

DIO_OUT14-PWR

DG_OUT6

DG_OUT5

DG_OUT4

DG_OUT3

DG_OUT2

DG_OUT1

RACK_SELECT

SOCKET_SELECT_4

SOCKET_SELECT_3

SOCKET_SELECT_2

SOCKET_SELECT_1

SOCKET_SELECT_0

J1-C28

J1-B4

J1-C29

J1-B29

J1-D3

J1-D2

J1-C2

J1-B2

DIG_OUT

1 2 3 4 5 6

SOCKET

SPL_SENS_5V

AIN_8+

AIN_8-

AIN_7+

AIN_7-

AIN_6+

AIN_6-

AIN_5+

AIN_5-

AIN_4+

AIN_4-

AIN_3+

AIN_3-

AIN_2+

AIN_2-

AIN_1+

AIN_1-

DIP12

U1 12 11 10 9 8 7

J1-Z28

J1-Z27

J1-Z26

J1-Z25

J1-Z24

J1-Z23

J1-C19

J1-D27

J1-D26

J1-D25

J1-D24

J1-D23

J1-D22

J1-D21

J1-D20

J1-C18

J1-B18

J1-C17

J1-B17

J1-C16

J1-B16

J1-C15

J1-B15

AN_IN

KAPCSOLAT

GND

AN_OUT12

AN_OUT11

AN_OUT10

AN_OUT9

AN_OUT8

AN_OUT7

AN_OUT6

AN_OUT5

AN_OUT4

AN_OUT3

AN_OUT2

J1-Z5

J1-D11

J1-C11

J1-C22

J1-B22

J1-C25

J1-B25

J1-D18

J1-D19

J1-B19

J1-D28

J1-B28

J1-D4

J1-D1

J1-C1

J1-D31

J1-C31

LC_TX_EXT

LC_RX_EXT

LC_DG_EXT3

LC_DG_EXT2

LC_DG_EXT1

LC_DG_EXT0

LC_LED_B

LC_LED_G

LC_LED_R

J1-A12

J1-A11

J1-Z8

J1-Z7

J1-D13

J1-D12

J1-C14

J1-C13

J1-C12

OTHERS

EXT_SPI_GND

GND_SIM

GND_AO14

GND_AO58

GND_AO912

GND_AI

GND_DIO

GND_PWR

GND

J1-Z30

J1-Z29

+24V_PWR

+5V

+3V3

J1-B1

J1-A1

J1-D32

J1-C32

J1-Z32

J1-Z31

POWER & GND

R273

R272

R271

R270

R183

R182

J1-A8

J1-A13

J1-Z16

J1-A7

J1-Z13

J1-B31

J1-A6

J1-Z12

J1-Z15

J1-A5

J1-Z11

J1-Z14

J1-A10

J1-A9

J1-A4

J1-A16

J1-A15

J1-C6

J1-C5

J1-C4

J1-A20

J1-A19

J1-A18

J1-A17

J1-A14

J1-Z10

J1-Z9

J1-B32

J1-B6

J1-B5

J1-A32

J1-A31

J1-Z22

J1-Z21

J1-Z20

J1-Z19

J1-Z18

J1-Z17

NOT USED

EXT_SPI_GND

GND_SIM

GND_AO912

GND_AO58

GND_AO14

GND_AI

GND_DIO

R181

GND

CONNECT GNDS

F.1.1. ábra. 1. oldal: Csatlakozás

J1-D17

J1-D16

J1-D15

J1-D14

J1-C24

J1-B24

J1-C23

J1-B23

J1-C21

J1-B21

J1-C20

J1-B20

AN_OUT AN_OUT1

EXT_SPI_SPL

EXT_SPI_SS

EXT_SPI_SCK

EXT_SPI_MISO

EXT_SPI_MOSI

J6-3

J6-7

J6-2

R2 62R

SPI

GND

R1 62R

J1-Z6

J1-Z4

J1-Z3

J1-Z2

J1-Z1

CAN8H

CAN8L

CAN 8 1206 1206

LC_I2C_SCL

LC_I2C_SDA

J1-A30

J1-A29

I2C J1-B30

J1-C30

J5-2

GND_PWR


F1

1A 30V SK13B D56

+3.3V_CURRENT +5V_CURRENT +24V_PWR_CURRENT DIO_CURRENT

MEASURE_+3.3V_CURRENT MEASURE_+5V_CURRENT MEASURE_+24V_PWR_CURRENT MEASURE_DIO_CURRENT

10k R151 10k R68 10k R67 10k R66

V-

DGB211B

SW3

2 D1 15 D2 10 D3 7 D4

1 IN1 16 IN2 9 IN3 8 IN4

+5V+12V

V+

GND

VL

GND

3 S1 14 S2 11 S3 6 S4

C45 100n 50V

+24V_PWR


MEASURE POWER CURRENT WITH ANALOG INPUT 1

BANANA_SOCKET_4 1

BANANA_SOCKET_3 1

BANANA_SOCKET_1 1

BANANA_SOCKET_2 1

F2

4

+28V

C46 100n 50V

AIN_1+ AIN_1+ AIN_1+ AIN_1+

J2-3

GND

J2-7

GND

J2-12 J2-13 J2-14 J2-15 J2-16 J2-17 J2-18 J2-19 J2-20

+3.3V -12V GND /PS_ON GND GND GND -5V +5V +5V

GND

+3.3V

C21 100n 50V

+24V C22 10u 50V

+12V

+5V

1206

SPL_SENS_MEASURE_ENA

SPL_SENS_MAX_LOAD

SPL_SENS_100R_LOAD

SPL_SENS_5V

R77 1k

R75 1k

SPL _SENSE_5V TEST

J2-11

+12V

PICOPSU-1 ELECTR PicoPSU-80-WI-32V 80W

J2-9 J2-10

5VSB

J2-8

J2-6

+5V POW_OK

J2-5

GND

+5V

J2-2

+3.3V

J2-4

J2-1

+3.3V

J3-1

J4-1 1210 C11 100n 50V

C51 100n 50V

C31 100n 50V

C23 1000u 35V 20%

1206 1206 1206 C12 10u 50V

C52 10u 50V

C32 10u 50V

+

1

R85 10k

R84 10k

R83 10k

+

GND

+

GND

+

GND

C25 100u 50V 20%

GND

+

+

+

R74

C14 100u 50V 20%

C54 100u 50V 20%

C34 100u 50V 20%

+

C15 100u 50V 20%

C55 100u 50V 20%

C35 100u 50V 20%

C26 100u 50V 20%

C27 100u 50V 20%

+

Q12 BSS138LT1

+

+

+

+

1206 GND

100n 50V

C28

+12V GND

A

K

K

K

K

D10 SML-211UTT86K

A

D8 SML-211UTT86K

A

D9 SML-211UTT86K

A

D11 SML-211UTT86K

R89

3

+24V_PWR R62 0805 10m

+5V

I10

R23 5.1K

R21 1.6K

R22 750R

R24 12K

AIN_1+

GND

C44 100n 50V

F.1.2. ábra. 1. oldal: Tápellátás

Q14 BSS138LT1

C13 100u 50V 20%

C53 100u 50V 20%

+

GND_PWR

C24 100u 50V 20%

2

C33 100u 50V 20%

5uH

L20 IND_SRR1205-5R0ML

1210 1210 1210

J5-1

12

PicoPSU

100R

+3V3 4

POWER INPUT

1

TÁPELLÁTÁS

G3VM-61G1

R63 0805 10m R64 0805 10m 2 470R

VIN-

VIN+

OUT

1

C47 100n 50V

1206 VIN-

VIN+

INA197

U6

4

3

DG_OUT_POWER_5V

C5 10u 16V

C10 10u 16V

R79 10k

R73 10k

+5V

GND

MAX1720EUTG

I15

5 SHDN 3 C6 C+

CHARGE PUMP / -5V

DG_OUT_POWER_28V

Q6 BC807-40

VOUT

1

C60 10u 16V

-5V

+5V

D49 SK-16B

R72 10k

DG OUT SUPPLY VOLTAGE SELECTION

INA197

VIN-

VIN+

INA197

4

3

U5

OUT

1

C48 100n 50V

1206

U4

4

3

5 V+ GND 2

V+ GND 2

1A 30V SK13B D55

13

5

R142 10k

GND

1

+28V

C43 100n 50V

Q8 BC807-40

Q7 BC817-40

R71 47k

OUT

5 V+ GND 2

VIN-

VIN+

INA197

U7

4

3

+12V

R78 10k

OUT

5 V+ GND 2

5 2 VIN GND 4

10k R141

68

Q9 BC817-40

R76 47k

1

J13-1

J13-2

J13-3

J13-4

J13-5

J13-6

J13-7

J13-8

J13-9

J13-10

1R 0805 R65

+24V_PWR_CURRENT

+3.3V_CURRENT

+5V_CURRENT

DIO_CURRENT

EPC ANALOG INPUT

0R R82

1206

1206

1206

DIO_OUT56-PWR

DIO_OUT14-PWR

LC_I2C_SCL LC_I2C_SDA GLOBAL_RESET

GND

4

U207

8

R4 3.3k

+5V

VDD

1 SDA 2 SCL 3 INT

TCN75AVOA

VSS

7 A0 6 A1 5 A2

TEMP SENSOR 0x90

0603

I2C U206

VCC

2

C2 100nF 50V

VSS

RST 3

1

C3 100nF 50V 0805

MCP130T-315I/TT

VDD

U205

8

5 SDA 6 SCL 7 WP

24LC256-I/MS

VSS

+5V

4

1 A0 2 A1 3 A2

EEPROM 0xA4

R3 10k

GND

0805 0603

9

+5V

RST

VSS

GPB0 GPB1 GPB2 GPB3 GPB4 GPB5 GPB6 GPB7

GPA0 GPA1 GPA2 GPA3 GPA4 GPA5 GPA6 GPA7

10

1 2 3 4 5 6 7 8

21 22 23 24 25 26 27 28

VSS

MCP23017-E/SO

VDD

10

VSS MCP23017-E/SO

VDD

C18 100nF 50V

9

10


C1 100nF 50V

9


MCP23017-E/SO

VDD

20 INTA 19 INTB

18

15 A0 16 A1 17 A2

C201 100nF 50V

GND

12 SCL 13 SDA

PORTEXPANDER1

I2C address: 0x21(7bit)

F.1.3. ábra. 1. oldal: I2C kommunikációt használó eszközök

R5 3.3k

C36 100nF 50V 0805

+5V

0805

69

AWSS_SELECT_0 AWSS_SELECT_1 AWSS_MES_EN AWSS_COUNTER_ENABLE AWSS_MEASUREMENT_RESET AWSS_MEASUREMENT_RESET

AWSS

AN_OUT_LOAD_EN AN_OUT_500R_10V_LOAD ANOUT_TO_AIN_1 ANOUT_TO_AIN_2 ANOUT_TO_AIN_3

AN_OUT

DG_OUT_SEL_EN DG_OUT_SEL0 DG_OUT_SEL1 DG_OUT_SEL2 DG_OUT_2_2K_LOAD DG_OUT_500R_LOAD DG_OUT_LOAD_GND DG_OUT_LOAD_POWER_28V DG_OUT_LOAD_POWER_5V DG_OUT_MEASURE_EN

DG_OUT

AN_OUT1_TO_DIN AN_TO_DIN1_EN AN_TO_DIN2_EN AN_TO_DIN3_EN AN_TO_DIN1 AN_TO_DIN2 AN_TO_DIN3 AN_TO_DIN4 AN_TO_DIN5 AN_TO_DIN6 AN_TO_DIN7 AN_TO_DIN8 AN_TO_DIN9

AN_OUT TO DIN

DG_OUT_POWER_5V DG_OUT_POWER_28V

DG POWER

SPL_SENS_100R_LOAD SPL_SENS_MAX_LOAD SPL_SENS_MEASURE_ENA

SPL SENSE

MEASURE_+3.3V_CURRENT MEASURE_+5V_CURRENT MEASURE_+24V_PWR_CURRENT MEASURE_DIO_CURRENT

CURRENT MEASUREMENT

70

DG_OUT6

DG_OUT5

DG_OUT4

DG_OUT3

DG_OUT2

DG_OUT1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

470R R16

G3VM-61G1

I8

470R R15

G3VM-61G1

I7

470R R14

G3VM-61G1

I6

470R R13

G3VM-61G1

I5

470R R12

G3VM-61G1

I4

470R R11

G3VM-61G1

I9

3

4

3

4

3

4

3

4

3

4

3

4

GND

GND

GND

GND

GND

GND

2.2k

R164

3

I3

4

I2

4

Q28 BSS84LT1

DG_OUT_LOAD_POWER_5V


DG_OUT_MEASURE_EN

DG_OUT_LOAD_GND

GND

Q27 BSS138LT1

1k

R167

10k

R144

R166 1k

Q29 BC817-40

R143 0603 100k

GND

R174

F.1.4. ábra. 1. oldal: A digitális kimenetek tesztelése

GND

500R

R165

LOADS ON DIGITAL OUTPUT

G3VM-61G1

16

VCC

8 GND GND

GND

3

U11

15 14 12 13 11 10 9 7

1

DG_OUT_500R_LOAD

4 LE 5 E1 6 E2

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7

G3VM-61G1

100k 100k

74HC237_3_TO_8_MUX

R170

1 A0 2 A1 3 A2

1

DG_OUT_2_2K_LOAD

C58 100n 50V

100k 100k

R169

DG_OUT_SEL0 DG_OUT_SEL1 DG_OUT_SEL2 DG_OUT_SEL_EN

2 R39 470R

2 R52 470R

R171 R172 GND

500R 500R

+28V

200k

R177

D48 SK-16B

Q30 BSS84LT1

GND

R145 0603 10k

+5V

100k

+5V

R176

R175

470R R53

R168 0603 100k

PULL UP OR DOWN, AND SEPARATE FROM AIN

I13

DIGITÁLIS KIMENETEK

2

G3VM-61G1 1

3

4

AIN_1+

AN_TO_DIN1_ON AN_TO_DIN2_ON AN_TO_DIN3_ON AN_TO_DIN4_ON AN_TO_DIN5_ON AN_TO_DIN6_ON AN_TO_DIN7_ON AN_TO_DIN8_ON AN_TO_DIN9_ON AN_TO_DIN10_ON AN_TO_DIN11_ON AN_TO_DIN12_ON AN_TO_DIN13_ON AN_TO_DIN14_ON AN_TO_DIN15_ON AN_TO_DIN16_ON AN_TO_DIN17_ON AN_TO_DIN18_ON AN_TO_DIN19_ON AN_TO_DIN20_ON AN_TO_DIN21_ON AN_TO_DIN22_ON AN_TO_DIN23_ON AN_TO_DIN24_ON

R70 47k

100k R217

Q76 BC807-40

GND

100k R27

R26

0603

100k R221

Q78 BC807-40

Q77 BC817-40

R214 47k

100k R31

R29 20k R219 20k

R25 20k R215 20k AN_TO_DIN1 AN_TO_DIN2 AN_TO_DIN3 AN_TO_DIN1_EN

C49 100n 50V

100k R185

4 LE 5 E1 6 E2

1 A0 2 A1 3 A2

+5V

100k R225

Q79 BC817-40

Q80 BC807-40

R218 47k

Q59 BC817-40

Q60 BC807-40

SELECTING DIGITAL INPUT

R216 10k

Q57 BC817-40

R30 10k R220 10k

R28 47k

U8

R33 20k R223 20k Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7

15 14 12 13 11 10 9 7

74HC237_3_TO_8_MUX

AN_TO_DIN1_ON AN_TO_DIN2_ON AN_TO_DIN3_ON AN_TO_DIN4_ON AN_TO_DIN5_ON AN_TO_DIN6_ON AN_TO_DIN7_ON AN_TO_DIN8_ON

100k R229

Q82 BC807-40

Q81 BC817-40

R222 47k

100k R189

Q62 BC807-40

Q61 BC817-40

R32 47k R187 20k R227 20k AN_TO_DIN4 AN_TO_DIN5 AN_TO_DIN6 AN_TO_DIN2_EN

100k R233

Q84 BC807-40

Q83 BC817-40

R226 47k

100k R193

Q64 BC807-40

Q63 BC817-40

R186 47k

C50 100n 50V

R191 20k R231 20k 4 LE 5 E1 6 E2

1 A0 2 A1 3 A2

U9

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7

15 14 12 13 11 10 9 7

74HC237_3_TO_8_MUX

100k R237

Q86 BC807-40

Q85 BC817-40

R230 47k

100k R197

Q66 BC807-40

Q65 BC817-40

R190 47k R195 20k

AN_TO_DIN7 AN_TO_DIN8 AN_TO_DIN9 AN_TO_DIN3_EN

100k R241

Q88 BC807-40

Q87 BC817-40

R234 47k

100k R201

Q68 BC807-40

Q67 BC817-40

R194 47k


R235 20k

Q89 BC817-40

R238 47k

C56 100n 50V

100k R245

4 LE 5 E1 6 E2

1 A0 2 A1 3 A2

100k R205

Q70 BC807-40

Q90 BC807-40

Q69 BC817-40

R198 47k

U10

Q91 BC817-40

R242 47k

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7

15 14 12 13 11 10 9 7


100k R249

Q92 BC807-40

100k R209

Q72 BC807-40

Q71 BC817-40

R202 47k

74HC237_3_TO_8_MUX

F.1.5. ábra. 1. oldal: A digitális bemenetek tesztelése

GND

R184 10k R224 10k

Q58 BC807-40 R188 10k R228 10k

R8 47k

R192 10k R232 10k

Q55 BC807-40 R196 10k R236 10k

Q56 BC817-40

R199 20k R239 20k

2

GND

R6 15k

R200 10k R240 10k

LM224D + 1 U3-A -

R204 10k R244 10k

3

R87 470R

R7 10k

2

R207 20k R247 20k

3

R208 10k R248 10k

AN_OUT1

100k R253

Q94 BC807-40

Q93 BC817-40

R246 47k

100k R213

Q74 BC807-40

Q73 BC817-40

R206 47k R211 20k R251 20k

AN_OUT1_TO_DIN

R212 10k R252 10k

U3-E 4 VCC 11 VSS

100k R265

Q100 BC807-40

Q95 BC817-40

R250 47k

100k R257

Q96 BC807-40

Q75 BC817-40

R210 47k R255 20k R263 20k

C17 100n 50V

R256 10k R264 10k

+28V

100k R269

Q102 BC807-40

Q101 BC817-40

R262 47k

100k R261

Q98 BC807-40

Q97 BC817-40

R254 47k

R259 20k R267 20k

I11

4

TESTING DIGITAL INPUTS WITH ANALOG OUTPUTS

R260 10k R268 10k

DIGITÁLIS BEMENETEK

16 VCC GND 8

16 VCC GND 8

R203 20k R243 20k 16 VCC GND 8

71

G3VM-61G1

1

Q103 BC817-40

R266 47k

Q99 BC817-40

R258 47k



AN_OUT_LOAD_EN

1k

R109

10k

GND

R108

10k

R107

Q39 BC817-40

2

1

Q10 BSS84LT1

G3VM-61G1

3

4

Q11 BSS84LT1

Q16 BSS84LT1

Q17 BSS84LT1

Q19 BSS84LT1

240R

R80

240R

R69

240R

R51

240R

R50

240R

Q20 BSS84LT1

AIN_8-

AIN_7-

AIN_6-

AIN_5-

AIN_4-

AIN_3-

AIN_2-

AIN_1-

R150

R149

R148

R147

R146

R56

R41

R38

GND_AI

Q21 BSS84LT1

Q22 BSS84LT1

Q23 BSS84LT1

Q24 BSS84LT1

Q25 BSS84LT1

Q26 BSS84LT1

240R

R94

240R

R93

240R

R92

240R

R91

240R

R88

240R

R86

240R

R81

F.1.6. ábra. 6. oldal: Analóg ki-, és bemenetek

CONNECT NEGATIVE ANALOG INPUTS WITH FERRITE BEADS

ANOUT_TO_AIN_3 AN_OUT9 AN_OUT10 AN_OUT11 AN_OUT12




R10 470R

+5V

R49

I1

1k 1k 1k 1k

1k 1k 1k 1k

1k 1k 1k 1k

R152 R153 R154 R155

R156 R157 R158 R159

R160 R161 R162 R163

R36 10k

R35 10k

R34 10k

V-

DGB211B

SW7

2 D1 15 D2 10 D3 7 D4

1 IN1 16 IN2 9 IN3 8 IN4

V-

DGB211B

SW1

2 D1 15 D2 10 D3 7 D4

1 IN1 16 IN2 9 IN3 8 IN4

V-

DGB211B

SW2

2 D1 15 D2 10 D3 7 D4

1 IN1 16 IN2 9 IN3 8 IN4

+5V+12V

V+

GND

VL

12

ANALÓG BE-, ÉS KIMENETEK

13 5 V+

GND

VL

13

4 4 4

12

V+

GND

VL

12

5 13 GND

5

72

3 S1 14 S2 11 S3 6 S4

3 S1 14 S2 11 S3 6 S4

3 S1 14 S2 11 S3 6 S4

C41 100n 50V

C29 100n 50V

C19 100n 50V

C42 100n 50V

C30 100n 50V

C20 100n 50V




GND

4

2

4

2

4

2

3

4

2

XFR-TA-10-08

1

T4

XFR-TA-10-08

3

1

T3

XFR-TA-10-08

3

1

T2

XFR-TA-10-08

3

T1

1

1.8k R57

1.8k R20

1.8k R18

1.8k R19

GND

AWSS_COUNTER_ENABLE

AWSS_OUT



R47 10k

+5V

C61 22pF 50V 0603

GND

GND

C39 100n 50V

C62 100p 50V 0603

GND

6 E

11 S0 10 S1 9 S2

C8 100n 50V

R46 10k

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7

R58 R59 R60 R61

C59 100n 50V

R42 1k

C16

12 MR 9 CTC 10 RTC 11 RS

+5V

R55 1k

10

11

+5V

MR CP

GND

74HCT4040

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11

9 7 6 5 3 2 4 13 12 14 15 1

U2


Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q11 Q12 Q13

7 5 4 6 14 13 15 1 2 3

U33 13 14 15 12 1 5 2 4 74HCT4051

C7 100n 50V

AWSS_OUT

R44 1k

GND

R274 10k

+5V

10 1J 11 1K 9 1SD 12 1CD 13 1CP 14 1Q 15 1Q I14

AWSS_OUT

+5V

GND

Q2 BC846BLT1

2J 2K 2SD 2CD 2CP 2Q 2Q

6 5 7 4 3 2 1

HEF4027BT_2XJ-K_FLIP-FLOP

Q4 BC846BLT1

1k R45

AWSS_MES_EN


C6 100n 50V

+5V

MR CP

11 10

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11

1 U34-A + LM224D

9 7 6 5 3 2 4 13 12 14 15 1

U36

3

2

74HCT4040

U34-E 4 VCC 11 VSS

C38 100n 50V

GND

GND

C9 100n 50V R40 1k

GND

+ C4 22u 16V

Q1 BSS84LT1

1 19 2 3 4 5 6 7 8 9

1 19 2 3 4 5 6 7 8 9

C57 100n 50V



R37 10k

+5V

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

+5V

IC2

GND

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

R17 1k 18 17 16 15 14 13 12 11

18 17 16 15 14 13 12 11

M74HCT245

IC1

GND

F.1.7. ábra. 7. oldal: Keréksebesség szenzor jeleinek tesztelése

U32-C 8 VCC 4 VSS

LM393DG4 + 1 U32-A -

+5V

2

3

8.0MHz

Y1 HC49

R48 100k R179 2.2k

ANALOG WSS FREQUENCY MESUREMENT


R180 10k

+12V

R178 10k

+5V -5V

7 VEE

16 VCC GND 8

Z 3 16 VCC GND 8

R90 1k

ANALOG WSS AMPLITUDE MESUREMENT

R54 10k

MULTIPLEXING

R43 10k

16 VCC

C40 100n 50V

C37 100n 50V

Q5 BC846BLT1 2

3

GND

R9 470R

KERÉKSEBESSÉG SZENZOR JEL

16 VCC GND 8

16 VDD VSS 8

VCC GND 10 VCC GND 10

GND 8

R173 10k 20 20

73

G3VM-61G1 1

I12

4


AIN_1+

+

7 U32-B + LM393DG4 7 U34-B

13

10

9

LM224D 8 U34-C + LM224D 14 U34-D 12 + LM224D

5

6

5

6

NOT USED COMPONENTS

74

DG_IN24

DG_IN23

DG_IN22

DG_IN21

DG_IN20

DG_IN19

DG_IN18

DG_IN17

DG_IN16

DG_IN15

DG_IN14

DG_IN13

DG_IN12

DG_IN11

DG_IN10

DG_IN9

DG_IN8

DG_IN7

DG_IN6

DG_IN5

DG_IN4

DG_IN3

DG_IN2

DG_IN1

J46-1

J45-1

J44-1

J43-1

J42-1

J41-1

J40-1

J39-1

J38-1

J37-1

J36-1

J35-1

J34-1

J33-1

J32-1

J31-1

J30-1

J29-1

J28-1

J27-1

J26-1

J25-1

J24-1

J9-1

DG_IN

DG_OUT6

DG_OUT5

DG_OUT4

DG_OUT3

DG_OUT2

DG_OUT1

AN_OUT12

AN_OUT11

AN_OUT10

AN_OUT9

AN_OUT8

AN_OUT7

AN_OUT6

AN_OUT5

AN_OUT4

AN_OUT3

AN_OUT2

AN_OUT1

J77-1

J76-1

J75-1

J74-1

J73-1

J72-1

J71-1

J70-1

J69-1

J68-1

J67-1

J66-1

AN_OUT

DIO_OUT56-PWR

DIO_OUT14-PWR

+24V_PWR

+5V

+3V3

J16-1

J15-1

J14-1

J8-1

J7-1

PWR

F.1.8. ábra. 8. oldal: Teszt pontok

J82-1

J81-1

J80-1

J79-1

J78-1

J10-1

DG_OUT

TESZTPONTOK AWSS4_OUT

AWSS3_OUT

AWSS2_OUT

AWSS1_OUT

J50-1

J49-1

J48-1

J47-1

WHEELSPEED

ÁLLAPOTVISSZAJELZÕ LED-EK LEDS FOR THE PORTEXPANDER PINS

MEASURE_+5V_CURRENT

MEASURE_+24V_PWR_CURRENT

MEASURE_DIO_CURRENT

SPL_SENS_100R_LOAD

SPL_SENS_MAX_LOAD

SPL_SENS_MEASURE_ENA

DG_OUT_POWER_5V

DG_OUT_POWER_28V

AN_OUT1_TO_DIN

AN_TO_DIN1_EN

AN_TO_DIN2_EN

AN_TO_DIN3_EN

AN_TO_DIN1

AN_TO_DIN2

AN_TO_DIN3

AN_TO_DIN4

AN_TO_DIN5

AN_TO_DIN6

AN_TO_DIN7

AN_TO_DIN8

AN_TO_DIN9

DG_OUT_SEL_EN

DG_OUT_SEL0

R95 0603 1k

R96 0603 1k

R97 0603 1k

R98 0603 1k

R99 0603 1k

R100 0603 1k

R101 0603 1k

R102 0603 1k

R103 0603 1k

R104 0603 1k

R105 0603 1k

R106 0603 1k

R110 0603 1k

R111 0603 1k

R112 0603 1k

R113 0603 1k

R114 0603 1k

R115 0603 1k

R116 0603 1k

R117 0603 1k

R118 0603 1k

R119 0603 1k

R120 0603 1k

R121 0603 1k

A

K

DG_OUT_SEL1

D1 KPT-1608SRC-PRV

A

K

DG_OUT_SEL2

D2 KPT-1608SRC-PRV

A

K

DG_OUT_2_2K_LOAD

D3 KPT-1608SRC-PRV

A

K

DG_OUT_500R_LOAD

D4 KPT-1608SRC-PRV

A

K

DG_OUT_LOAD_GND

D5 KPT-1608SRC-PRV

A

K


D6 KPT-1608SRC-PRV

A

K


D7 KPT-1608SRC-PRV

A

K

DG_OUT_MEASURE_EN

D12KPT-1608SRC-PRV

A

K

AN_OUT_LOAD_EN

D13KPT-1608SRC-PRV

A

K


D14KPT-1608SRC-PRV

A

K

ANOUT_TO_AIN_1

D15KPT-1608SRC-PRV

A

K

ANOUT_TO_AIN_2

D16KPT-1608SRC-PRV

A

K

ANOUT_TO_AIN_3

D17KPT-1608SRC-PRV

A

K

AWSS_SELECT_0

D18KPT-1608SRC-PRV

A

K

AWSS_SELECT_1

D19KPT-1608SRC-PRV

A

K

AWSS_MES_EN

D20KPT-1608SRC-PRV

A

K

AWSS_COUNTER_ENABLE

D21KPT-1608SRC-PRV

A

K


D22KPT-1608SRC-PRV

A

K


D23KPT-1608SRC-PRV

A

K D24KPT-1608SRC-PRV

A


A


A


A


GND

75

R122 0603 1k

R123 0603 1k

R124 0603 1k

R125 0603 1k

R126 0603 1k

R127 0603 1k

R128 0603 1k

R129 0603 1k

R130 0603 1k

R131 0603 1k

R132 0603 1k

R133 0603 1k

R134 0603 1k

R135 0603 1k

R136 0603 1k

R137 0603 1k

R138 0603 1k

R139 0603 1k

R140 0603 1k

A


A


A


A


A


A


A


A


A


A


A


A


A


A


A


A


A


A


A


F.1.9. ábra. 9. oldal: Állapotvisszajelz® LED-ek

MEASURE_+3.3V_CURRENT

ABS asztali fékrendszerszimulátor egységhez

Recommend Documents