Σε προηγούμενοανάρτηση, εισήγαγα αΣχεδιασμός αναφοράς ελέγχου φωτισμού LED για Machine Vision. Σε αυτήν την ανάρτηση, θα ήθελα να το αναλύσω λίγο, ακολουθώντας την ίδια σπονδυλωτή προσέγγιση που ακολούθησε η ομάδα μας κατά τη διαδικασία σχεδιασμού.
Εύκολα εύπεπτα μεζεδάκια
Κατά τη διαδικασία σχεδιασμού, συσκευάσαμε λεπτομέρειες σε μικρότερα υποκυκλώματα και δώσαμε σε αυτά τα μπλοκ περιγραφικά ονόματα, όπως φαίνεται στην Εικόνα 1. Αυτό μας βοήθησε να μετατρέψουμε τις ιδέες μας στο πραγματικό κύκλωμα.
Ένα ταξίδι μετ' επιστροφής μέσα από το σχέδιο αναφοράς
Ας ξεκινήσουμε με τοΚοινή ΕξουσίαΟΙΚΟΔΟΜΙΚΟ ΤΕΤΡΑΓΩΝΟ. Για να είμαι ειλικρινής, αυτό είναι το μπλοκ κυκλώματος όπου έπρεπε να αφήσω το όνομά του λίγο ασαφές, επειδή το μπλοκ Common Power είναι ένα smorgasbord τουλάχιστον επτά διαφορετικών λειτουργιών.
Φήμες λένε ότι απλώς έβαλα και τις επτά λειτουργίες σε αυτό το μπλοκ επειδή δεν ήξερα πού αλλού να τις βάλω. Δεν είναι αλήθεια: όλες αυτές οι λειτουργίες σχετίζονται με την εξουσία. Το μπλοκ Common Power είναι το σπίτι κοινών συσκευών και λειτουργιών όπως το buck 5V, ο ρυθμιστής χαμηλής πτώσης 3,3V (LDO), η αναφορά 2,5V και το φίλτρο ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (EMI).
Αν αυτό δεν είναι αρκετά συναρπαστικό, βάζω επίσης έναTPS26602eFuse στο μπλοκ. Αυτή η συσκευή φροντίζει για την είσοδο ισχύος και παρέχει σχεδόν χωρίς απώλειες προστασία αντίστροφης εισόδου. Η ομάδα ανακάλυψε ακόμη και πώς να αλλάξει το τρέχον όριο αυτού του eFuse εν κινήσει. Αυτό το προσαρμοστικό όριο ρεύματος εισόδου επιτρέπει ένα σταθερό όριο ισχύος εισόδου συστήματος 15W στο εύρος τάσης εισόδου 8V-36V. Ένα κανάλι ενός διπλού μετατροπέα ψηφιακού σε αναλογικό (DAC) παρέχει την τάση ελέγχου για αυτό το χαρακτηριστικό.
Προχωρώντας, τοLED Buck και LED Boardτα μπλοκ συνδυάζουν λειτουργίες που σχετίζονται με τα LED. Υποστηρίζουν τα εξαιρετικά κοντό στροβοσκόπιο LED 200ns με σταθερά ρεύματα έως 2,4A και επαναλήψεις παλμών έως 10 kHz. Η οδήγηση μιας σειράς πέντε λευκών LED υψηλής ισχύος οδηγεί σε ισχύ παλμού 40 W σε επίπεδο ρεύματος 2,4 Α. Ο σχεδιασμός αναφοράς υποστηρίζει μεγαλύτερους χρόνους παλμών (μέχρι συνεχή λειτουργία LED), χαμηλότερα ρεύματα LED και χαμηλότερους ρυθμούς καρέ επίσης. Οι σύντομοι χρόνοι ανόδου και πτώσης του ρεύματος LED και μια σύντομη και σταθερή καθυστέρηση ενεργοποίησης 10μs ενεργοποιούνται τόσο από ένα ειδικό σύστημα ελέγχου όσο και από τα 48V που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία τουTPS92515HVΜετατροπέας LED buck.
ΤέσσεραTMP116Οι αισθητήρες θερμοκρασίας επιβλέπουν τις θερμοκρασίες του πίνακα. Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να σβήσουν τις λυχνίες LED και άλλα εξαρτήματα για την προστασία του συστήματος. Καθένας από τους αισθητήρες θερμοκρασίας παρέχει 64 bit προγραμματιζόμενης από τον χρήστη ηλεκτρικά διαγραφόμενης προγραμματιζόμενης μνήμης μόνο για ανάγνωση (EEPROM) για την αναγνώριση μονάδων ή την αποθήκευση δεδομένων βαθμονόμησης.
Μια ειδική πλάκα κάλυψης LED ελαχιστοποιεί τον κίνδυνο τραυματισμού των ματιών.
Σας μπερδεύει η ισχύς των 40W LED από μια είσοδο συστήματος 15W ή αναρωτιέστε τι κάναμε με το υπόλοιπο κανάλι του διπλού DAC; Επιτρέψτε μου να εξηγήσω συζητώντας τοPre-Boostμπλοκ, άλλο ένα δύσκολο κύκλωμα. Η προ-ενίσχυση παρέχει τα 48V (χρησιμοποιείται από το buck LED)από την τάση εισόδου του συστήματος 8V-36V. Η έξοδος αυτού του υποκυκλώματος αποθηκεύεται προσωρινά από μια ομάδα πυκνωτών για την υποστήριξη των παλμών 40W. Η προενίσχυση λειτουργεί με ένα προσαρμοστικό μέσο όριο ρεύματος εισόδου (ελέγχεται από το δεύτερο κανάλι του διπλού DAC) και καταναλώνει σταθερά 10 W όταν είναι ενεργοποιημένη.
Εξετάζοντας τη σχηματική σχεδίαση αναφοράς ελέγχου φωτισμού LED, ίσως αναρωτηθείτε γιατί χρησιμοποιήσαμε έναν ελεγκτή ενίσχυσης με δυνατότητα ρύθμισης φάσης, ενός σταδίου, όπως οTPS92561. Η απάντηση οφείλεται στον απλό έλεγχο ρεύματος εισόδου.
Σε σύγκριση με όλες τις τροποποιήσεις που κάναμε για αυτά τα μπλοκ που έχω περιγράψει μέχρι τώρα, τα υπόλοιπα δύο μπλοκ κυκλωμάτων κάνουν αυτό που υποδηλώνουν τα ονόματά τους. οΜικροελεγκτής (MCU)Το μπλοκ περιέχει αMSP430F5172MCU με χρονόμετρο υψηλής ανάλυσης και παρέχει κύριο έλεγχο για την πλήρη σχεδίαση αναφοράς, συμπεριλαμβανομένης της επίβλεψης, της παρακολούθησης, του χρονισμού και της επικοινωνίας με ένα πρόγραμμα τερματικού στον υπολογιστή ενός χρήστη.
οΑπομονωμένη διεπαφή ισχύος και δεδομένωνμπλοκ περιλαμβάνει έναISOW7842ψηφιακός απομονωτής με ενσωματωμένο μετατροπέα ισχύος και σπάει ανεπιθύμητους βρόχους γείωσης και παρέχει μια λύση για απρόσκοπτη εξωτερική ενεργοποίηση και επικοινωνία.
Το Σχήμα 2 απεικονίζει γραφικά όλα όσα έχω εξηγήσει μέχρι τώρα.
Όπως μπορείτε να δείτε, μόνο δύο από τα έξι μπλοκ έχουν ισχυρή σχέση με τον φωτισμό LED.Γι' αυτό ελπίζω ότι η εξήγησή μου θα σας εμπνεύσει να επαναχρησιμοποιήσετε αυτά τα υποκυκλώματα σε άλλα σχέδια και άλλες εφαρμογές. Για περισσότερες λεπτομέρειες, μη διστάσετε να ρίξετε μια λεπτομερή ματιά στα έγγραφα που παρέχονται με αυτόΣχέδιο αναφοράς ελέγχου φωτισμού LED.
