Устройство управления питанием генераторов, управляемое по USB-COM, и с клавиатуры.

Назначение.

Данное устройство разрабатывалось, для управления DC-DC преобразователями, для питания импульсных генераторов, датчиков. Также обеспечивает включение внешнего прибора, питающего от 12В.

ТЗ

Устройство управления питанием генераторов, включением и выключением, с питанием от бортовой сети автомобиля или аккумуляторной батареи 12В.

Питание Генераторов:
Uг₁ = ±30В Iг₁ = 15мА
Uг₂ = ±15В Iг₂ = 15мА
Uг₃= +24В Iг₃ = 100мА

Также питание датчика Uд = +5В Iд = 5-100мА.

Управление производить через компьютер, с помощью USB, также с возможностью ручного управления.

Характеристики.

Зависят от применяемых DC-DC – преобразователях.
Uпит = 12В
Uвых₁ = ±30В Iвых = 0,15А
Uвых₂ = ±15В Iвых = 0,15А
Uвых ₃ = +24В Iвых = 0,3А
Uвых₄ = +5В Iвых = 0,15А

Также управляемое общее питание, т.е. для включения внешнего прибора с питающим напряжением 12В.

Питание контролера производить от USB, при необходимости при переводе на ручное управление питать от внутреннего источника.

Краткое описание.

Питание устройства в первую очередь рассчитывалось от аккумуляторной батареи 12В, из сборки NiCd – аккумуляторов, для этого ведён блок контроля разряда, простейший — сигнализирующий о приближении разряда батареи. Можно также запитывать и от сети, подключая 12В источник на вход. Или от прикуривотеля автомобиля, с применением фильтра.

Функциональная схема устройства представленна на рисунке 1.

Рисунок 1 - Функциональная схема.

Ф — фильтр от импульсных помех в бортовой сети автомобиля;

Контроллер — управляющий модуль, обрабатывающий команды с клавиатуры и от компьютера;

Разряд АКБ — контроль разряда аккумуляторной батареи (АКБ), триггерная;

Индикация — информирует о включении прибора, о включенном генераторе, и разряде АКБ;

USB-COM — преобразователь интерфейса, для связи с компьютером.

Схема устройства показана на рисунке 2.

Сердцем устройства является микроконтроллер Atmega8. Преобразователи питания использованы ИРБИС. Для связи с компьютером использована микросхема FT232BM – это микросхема выполняет роль переходника USB-COM, т.е. в Операционной Системе создаётся виртуальный COM порт.

Управлять можно через терминал, работающим с COM – портом. Посылая тестовые команды.

Управление блоком питания и генераторами(БПиГ) через USB-COM.

Устройство предназначена для управления питанием генераторов, геолокационного комплекса. Также контролирует разряд батареи(АКБ), т.е. порог разряда. При достижения порога, устройство отображает светодиодом, что АКБ приблизился к скорому разряду, и что пора менять АКБ, также выдаёт в USB-COM, сигнал что АКБ разряжен.

Особенности:

Пока общее питание не включено, другие генераторы не включаться, и никакого сообщения от устройство не придёт.
Вне зависимости от общего питания работают, команды проверка разряда, блокировка клавиатуры и разблокировка, и информация о прошивки БПиГ.
При работе от клавиатуры устройства, команды выполненной функции, посылается ответ на USB-COM.
Повторная команда включить питания общее и генераторов, выключает их. (особенность прошивки устройства).

Описания команды:	Код ascii	Приходящий ответ ascii
Включения общего питания	a	POWER
Включение 80В генератора	d	GEN60
Включение 150В генератора	e	GEN150
Включение 500В генератора	f	24V
Включение 5В	g	5V
Выключения общего питания	q	POWER_off
Выключение 80В генератора	r	GEN60_off
Выключение 150В генератора	t	GEN150_off
Выключение 500В генератора	y	24V_off
Выключение 5В	i	5V_off
Проверка разряда	p	-
Снятие блокировка клавиатуры БПиГ	k	key_on
Блокировка клавиатуры БПиГ	o	key_off
Информация о версии прошивки БПиГ*	j	БПиГ v1.0

*ответ может меняться, зависит от версии прошивки

USB-COM реализован на микросхеме FT232BM фирмы FTDI.

Исходники прошивки: Прошивка.

Печатная плата в PDF, для ЛУТ: Печатка.

Проект в KiCad: Klu4.

Спасибо следующим сайтам, где мог под черпнуть сведения о программировании микроконтроллеров и алгоритмы.
Это: