Projekt monitora i kontrolera prądu w Altium Designer

W poprzednim projekcie omówiłem opcje wykorzystania Transformatorów Prądowych i zbudowałem pojedynczy kanał wzmacniacza/prostownika precyzyjnego dla jednego z nich. W tym projekcie zabieramy tę ideę na nowe poziomy.

Dom, który wynajmuję, ma tylko 240V/16A do garażu. Jest to niefortunne, ponieważ jako Twórca, mam w garażu kilka całkiem fajnych zabawek, takich jak frezarka CNC i laser. Muszę wykonać formy do nadchodzącego dużego projektu, w którym będę budował części z wzmocnionego włóknem węglowym plastiku. Mój stary kompresor natychmiast wyzwala wyłącznik w garażu, gdy jest włączony, więc musiałem ponownie ocenić moje opcje uruchomienia frezarki CNC - potrzebuje więcej niż dostępne 16A przy pełnym obciążeniu. Z tego powodu kupiłem stosunkowo mały, cichy kompresor, aby zmniejszyć pobór prądu, ale potrzebuję sposobu, aby upewnić się, że nie włączy się, gdy wrzeciono frezarki CNC jest pod dużym obciążeniem, lub gdy chłodnica wrzeciona jest włączona.

Moje rozwiązanie polega na zbudowaniu wielokanałowego monitora prądu, który pozwoli mi monitorować pobór prądu przez router i powiązane urządzenia. Powinno to pozwolić mi określić, kiedy bezpiecznie jest włączyć mały kompresor, w zależności od obciążenia innych systemów. Muszę mieć stały przepływ powietrza do wrzeciona wymieniającego narzędzia, ponieważ łożyska muszą mieć przepływ powietrza, aby utrzymać je w czystości, a tłok w wymienniku musi wywierać stałe ciśnienie na narzędzie, aby zapewnić, że się nie wysunie, więc ciśnienie powietrza jest kluczowe.

Planuję mieć 6 kanałów wyjściowych dla płyty kontrolera, aby dopasować do 6 kanałów pomiaru prądu. Nie potrzebuję tylu kanałów dla mojego projektu, ale jako ogólnodostępny projekt open-source, możesz chcieć zrobić coś innego z płytą niż ja. Planuję również umieścić na płycie wyświetlacz, aby pokazywać bieżący pobór prądu w czasie rzeczywistym.

Ten projekt nie jest miernikiem mocy. Nie ma żadnej możliwości monitorowania napięcia. Dlatego też nie może monitorować współczynnika mocy obciążenia. Moim wymaganiem jest wyłącznie upewnienie się, że nie spowoduję wyłączenia mojego wyłącznika 16A. Jeśli potrzebujesz tej funkcjonalności, ten projekt może być dobrym punktem wyjścia, ponieważ dodam mały transformator do izolacji napięcia przemiennego i obniżenia go do bardziej zarządzalnego poziomu.

Jak zwykle w moich projektach, pliki projektowe można znaleźć na GitHubie; są one dostępne do swobodnego użytku na bardzo liberalnej licencji MIT. Pozwala to na swobodne korzystanie z projektu, jak tylko chcesz. Jeśli szukasz komponentów użytych do zbudowania tego projektu, wszystkie znajdziesz w mojej darmowej i otwartej bibliotece Altium Designer Library®.

Powyżej znajduje się projekt PCB, o którym będziesz czytać w Altium 365 Viewer; darmowy sposób na łączenie się z współpracownikami, klientami i przyjaciółmi z możliwością przeglądania projektu lub pobrania za pomocą jednego kliknięcia! Wgraj swój projekt w ciągu kilku sekund i miej interaktywny sposób na dogłębne przyjrzenie się bez potrzeby korzystania z obszernego oprogramowania czy dużej mocy obliczeniowej komputera.

Schematy monitora prądu

Mimo liczby komponentów na PCB dla tego projektu, schematy dla tego monitora prądu są raczej proste.

Czujniki prądu

Czujniki prądowe są dokładnie takie same, jak te, które wcześniej zbudowałem, używając transformatorów prądowych Talema. Mam pięć czujników 10A z amplifikacją sygnału 2:1, co, po prostu prostowaniu, daje czterokrotnie większą amplitudę sygnału AC. Szósty czujnik to 15A z amplifikacją 1:1, co powinno umożliwić monitorowanie pełnej amplitudy wrzeciona do zmiany narzędzi o mocy 1800W. Jest to standardowy, podstawowy obwód prostownika precyzyjnego. Istnieją bardziej zaawansowane obwody prostowników precyzyjnych, które dodają kilka dodatkowych komponentów (takich jak dioda równolegle do rezystora sprzężenia zwrotnego). Dla celów tego projektu, podstawowy obwód zapewnia więcej niż wymagam pod kątem dokładności i tolerancji.

Mikrokontroler

Sercem tego projektu jest mikrokontroler, który będzie odbierał wszystkie odczyty z czujników i decydował, które wyjścia powinny być aktywne. Poważnie rozważałem nową serię mikrokontrolerów STM32G, ale ostatecznie zdecydowałem się na NXP LPC11U35. Głównym atutem LPC dla mnie jest funkcjonalność ładowania przez USB, która pozwala mi szybko wdrażać nowe oprogramowanie układowe na płytce, gdy jest już zamontowana w szafie mojej frezarki CNC. Prawie cała seria LPC pozwala urządzeniu uruchomić się jako masowe urządzenie magazynujące USB z wbudowanym ROM-em bootloadera, co umożliwia kopiowanie nowego oprogramowania układowego na dysk USB, który pojawia się na podłączonym komputerze, bez potrzeby stosowania dodatkowego sprzętu czy oprogramowania. Ta funkcjonalność pozwoli mi rozwijać oprogramowanie układowe w moim biurze i łatwo przenosić je na zainstalowaną płytę.

Główną wadą LPC11U35 jest to, że jest to starszy ARM Cortex i oferuje tylko 10-bitowe przetworniki ADC. Muszę sprawdzić, czy ADC zapewni mi wystarczającą rozdzielczość dla tego projektu.

W poprzednim artykule o transformatorze prądowym zapomniałem uzyskać napięcie RMS sygnału na wyjściu z wzmacniacza, a uchwyciłem tylko napięcie RMS sygnału na wyjściu z transformatora prądowego.

Zbudowałem ponownie obwód transformatora prądowego na płytce stykowej, aby uzyskać nowe odczyty oscyloskopu. Używam przekaźnika półprzewodnikowego, który jest uruchamiany przez moje zasilanie laboratoryjne, aby włączyć ceramiczny grzejnik o mocy 1.1kW, który stoi na odwróconej blasze do pieczenia dla izolacji termicznej od mojego stołu.

Niebieski ślad (kanał 2) to wyjście prostownika precyzyjnego, a żółty ślad (kanał 1) to wyjście AC z czujnika prądu przed wzmacniaczem operacyjnym.

Z wzmacniaczem czujnika prądu zbudowanym zgodnie z obwodem w tym projekcie, mam 1.299v RMS przy teoretycznym przepływie 4.429A przez niego. Daje mi to rozdzielczość około 293mV na amper. Przy 10-bitowym ADC (1024 wartości) i zakresie 3300mv (3.2mv rozdzielczość), daje mi to czytelną rozdzielczość około 0.01A, co nie jest niesamowite w porównaniu z 14 lub 16-bitowymi ADC w bardziej nowoczesnych mikrokontrolerach, ale nadal wystarczające dla tego projektu, jak i wielu innych zastosowań również.

Na tym schemacie dzieje się naprawdę dużo! Warto od razu zauważyć, że pull-up P-Channel MOSFET na linii USB nie jest wymagany dla najnowszych rewizji krzemowych serii LPC11U, ale zamierzam go zostawić, ponieważ mam na stanie kilka starszych MCU, które mogę wykorzystać do zaludnienia tej płytki i nie chcę zostać bez działającego połączenia USB. Jeśli kupujesz nowe zapasy LPC11U35, możesz zrezygnować ze wszystkiego, co jest związane z IC3.

Skoro już mowa o USB, mam również diodę TVS, która jest zaprojektowana do ochrony linii USB 2.0 przed zdarzeniami ESD. Złącza USB są świetnym miejscem na bezpośrednie rozładowanie ESD do mikrokontrolera, więc są moim głównym priorytetem, jeśli chodzi o ochronę.

Kontynuując wzdłuż lewej strony schematu, umieściłem układ nadzorujący reset, aby zapewnić stabilność zasilania 3,3V przed uruchomieniem MCU, wraz z przyciskiem do ręcznego resetowania płytki. Mam również przycisk umożliwiający aktywację bootloadera, ponieważ lubię, gdy elementy logicznie do siebie pasują. Aby przejść do trybu bootloadera USB mass storage, wystarczy przytrzymać przycisk programowania S2, a następnie nacisnąć przycisk resetowania S1. Przytrzymanie przycisku programowania przez sekundę lub dłużej po uruchomieniu spowoduje uruchomienie urządzenia jako klienta USB mass storage, jeśli kabel USB jest podłączony.

W prawym górnym rogu schematu umieściłem również standardowe 10-pinowe złącze debugowania pojedynczym przewodem (SWD), aby umożliwić debugowanie płytki w IDE.

Wreszcie, filtracja wejścia dla mikrokontrolera. Przejdziemy do złączy IO w późniejszej części artykułu, więc nie martw się, że pominąłem dwa magistrale i jak je skonfigurować! Filtracja zasilania dla tej płyty jest dość krytyczna, ponieważ zostanie zainstalowana w maszynie przemysłowej, która jest zasilana i generuje dużą ilość zakłóceń elektrycznych (zarówno przewodzonych, jak i promieniowanych). Mamy do czynienia z ponad 2000W zasilania AC-DC, napędem o zmiennej częstotliwości 2200W obsługującym wrzeciono, serwomechanizmami DC, chłodziarką przemysłową i zbieraczem pyłu, wszystko zasilane z tego samego źródła AC. Ze względu na ilość zakłóceń, umieszczam koralik ferrytowy blisko każdego pinu zasilającego z dwoma kondensatorami sprzęgającymi - zwykle w projektowaniu mikrokontrolera miałbym tylko jeden koralik ferrytowy i może kilka kondensatorów buforowych, ale dla tego projektu chcę mieć jak najkrótsze ścieżki pomiędzy mikrokontrolerem a filtrem. Ponieważ piny zasilające mikrokontrolera znajdują się po przeciwnych stronach urządzenia, zdecydowałem się zbudować filtr dla każdego pinu, aby ścieżki były jak najkrótsze.

Ferryt dla każdego pinu zasilania został dobrany tak, aby miał jak największą rezystancję przy 100MHz, przy jednoczesnym zachowaniu jak najniższej rezystancji stałoprądowej. W zasadzie, starałem się określić, z jaką rezystancją stałoprądową jestem w stanie się pogodzić, a następnie zwiększyłem rezystancję przy danej częstotliwości dla tej rezystancji stałoprądowej.

Zasilanie

Moja frezarka CNC już posiada wiele źródeł zasilania, z których mogę wybierać, linia 5V jest najczystsza i najmniej wykorzystywana, więc ma sens zasilanie z niej płyty. Dodatkowo, pozwoli mi to również na zasilanie płyty za pomocą kabla USB na moim stanowisku pracy. Jako że spodziewam się, że tylko jedno z tych źródeł będzie zasilać płytę, dodałem prosty diodę do każdego wejścia, aby działała jako ochrona przed odwrotną polaryzacją i podstawowa ochrona przed podłączeniem obu źródeł zasilania jednocześnie.

Dioda ochronna została wybrana ze względu na niski spadek napięcia w kierunku przewodzenia, aby zapewnić możliwość wykorzystania bardzo taniego regulatora liniowego bez obniżania napięcia wyjściowego poniżej wymaganych 3,3 wolta.

Między regulatorem liniowym a diodą ochronną dodałem filtr pi. Nie wiem dokładnie, z jakimi częstotliwościami będę miał do czynienia na wejściu, więc postawiłem na najwyższą możliwą indukcyjność w dostępnych induktorach o rozmiarze 4-5mm. Używam induktora z rdzeniem ferrytowym ekranowanym, nawiniętego drutem, aby uzyskać jak najniższą rezystancję DC, ponieważ ta płyta mogłaby potencjalnie pobierać do 1 ampera przy zasilaniu wszystkich diod LED i optoizolatorów. Znając wymagany prąd i rozmiar, wystarczyło tylko szukać induktora o wysokiej wartości indukcyjności i niskiej rezystancji DC, który również spełniał wymagania dotyczące rozmiaru i prądu. Dodałem kondensator 10uF po obu stronach induktora, aby ukończyć filtr pi, co jest wartością niskokosztową, ale nadal posiadającą przyzwoitą ilość pojemności.

Wyjścia monitora prądu

Prawdopodobnie nie muszę izolować optycznie każdego wyjścia, ponieważ używane przeze mnie przekaźniki półprzewodnikowe mają wbudowane izolatory optyczne, ale jako że jest to projekt open source, nie wiem, czy ktoś może podłączyć bezpośrednio do płytki przekaźnik lub wejście/wyjście kontrolera przemysłowego. Dodatkowo, izolator daje mi spokój ducha. Prąd dla diody LED w izolatorze jest wyższy niż może dostarczyć ARM Cortex, więc używam bardzo taniego tranzystora N-Channel MOSFET do sterowania diodą LED w izolatorze optycznym oraz zewnętrznego, który wskazuje, że wyjście jest aktywne.

W rzeczywistości potrzebuję tylko dwóch wyjść dla mojego zastosowania w tej konstrukcji płytki, ale myślę, że jako projekt open source warto mieć bardziej uniwersalny projekt. Dodaję 6 kanałów wyjściowych, aby dopasować je do 6 kanałów pomiaru prądu, więc gdyby miało to być używane w innej maszynie przemysłowej, pozwoliłoby to kontrolerowi na włączanie lub wyłączanie każdego obciążenia, dla którego jest czujnik prądu.

Mam również diodę TVS, która jest jak najbliżej 5V, aby chronić płytę przed ESD na złączach wejściowych. Planuję użyć niektórych zakończonych złącz JST KH z DigiKey do połączenia moich przekaźników półprzewodnikowych z tą płytą, które są kompatybilne z JST PH. Dodałem również do płyty złącze blokowe przewód-płytka o rozstawie 2,54 mm, aby zapewnić dodatkową elastyczność dla innych zastosowań. Zakończone przewody są dla mnie świetne, ponieważ mogę przeciąć jeden na pół i otrzymać dwa kable, gotowe do użycia z przekaźnikiem półprzewodnikowym, co oszczędza mi cięcia długości przewodu i zdejmowania izolacji z dwóch końców - potencjalnie oszczędzając mi sekundy podczas instalacji! Ale poważnie mówiąc, złącza zaciskane będą bardziej bezpieczne i mniej prawdopodobne, że wypadną lub ulegną zmęczeniu na maszynie, która jest bardzo narażona na szarpnięcia i wibracje.

Wyświetlacz

Ostatnim blokiem schematycznym tego projektu jest wyświetlacz LCD. Zdecydowałem się użyć stosunkowo taniego i solidnego wyświetlacza graficznego Newhaven, ponieważ mają prosty interfejs SPI. Bardzo liczyłem na użycie wyświetlacza o rozmiarze 128x64 pikseli, ale na płytce po prostu zabrakło miejsca, więc wróciłem do schematu podczas układania płytki i zmieniłem projekt na użycie wyświetlacza 128x32 pikseli. Potrzebuje wielu kondensatorów sprzęgających, ale poza tym ma bardzo małe wymagania co do łączności.

Projektowanie wielokanałowe z Altium Designer

Jednym z kluczowych aspektów tego projektu jest to, że mam pięć identycznych kanałów czujników prądu i sześć identycznych kanałów wyjściowych, co czyni projektowanie wielokanałowe idealnym dla tego projektu. Moim zdaniem, to jest coś, w czym Altium znacznie przewyższa inne oprogramowanie ECAD, którego używałem. Jego funkcje pozwalają na szybkie trasowanie i układanie płytki oraz łatwe do odczytania schematy.

Zamiast duplikować bloki arkuszy schematycznych na Twoim głównym arkuszu, jak pokazano poniżej, mogę uczynić schemat znacznie czytelniejszym, dodając tylko jeden blok arkusza schematycznego i używając na nim funkcji REPEAT.

To przekształca wszystkie te bloki schematyczne w jedną wirtualną stertę komponentów. W tym projekcie umożliwia to pojedyncze połączenie z mikrokontrolerem do wszystkich czujników prądu. Jeśli potrzebuję zmienić porty na bloku symbolu schematycznego, zmiany zostaną zastosowane do wszystkich kanałów naraz, co pozwala zaoszczędzić czas, jeśli mój projekt wymaga zmian w fazie projektowania.

Korzystając z funkcji powtarzania, teraz mam wszystkie nasze kanały czujników zgrupowane razem, co sprawia, że schemat jest łatwiejszy do odczytania, i znacznie ułatwi projektowanie układu PCB, gdy dojdę do tego etapu projektu.

Przejdźmy przez to, jak wykorzystać tę funkcję i użyć jej w swoim projekcie.

Używanie magistral

Aby narzędzia wielokanałowe działały, musisz użyć magistral do połączenia twoich połączeń dla kanałów. W naszym schemacie mikrokontrolera, zamiast mieć port dla każdego połączenia ADC, będziemy mieli pojedynczy port dla wszystkich połączeń.

To sprawia, że twój schemat jest czystszy, nie wymagając od ciebie rozbijania wszystkich 6 portów.

Możesz użyć opcji Umieść -> Magistrala z głównego menu, aby umieścić magistralę zamiast przewodu. Można myśleć o magistrali jako o wiązce przewodów połączonych razem. Aby magistrala działała, musisz poinformować Altium, ile połączeń przebiega przez magistralę. Robi się to, umieszczając etykietę sieci (Umieść -> Etykieta Sieci) na magistrali i nadając jej nazwę, taką jak ADC[0..5]. Oznacza to, że magistrala będzie przenosić ADC0, ADC1, ADC2, ADC3, ADC4 i ADC5, podwójne kropki w nawiasach kwadratowych oznaczają „od 0 do 5”.

Podczas korzystania z funkcji powtarzania musisz zacząć numerację sieci od 1, a nie od 0. Jednak dla ADC mam również czujnik prądu 15A, który nie jest częścią powtarzanego bloku, dlatego zaczynam od 0. Kanał ADC 0 będzie dla czujnika 15A, z 1 do 5 dla kanałów 10A. Magistrala OUT jest numerowana od 1 do 6, ponieważ każdy z nich będzie powtarzanym blokiem na schemacie i płytce.

Po nadaniu nazwy swojej magistrali, musisz również dodać etykietę sieci do każdego przewodu, który jest podłączony do magistrali. Przewody powinny mieć taką samą nazwę jak magistrala, z numerem połączenia na końcu. Na przykład, OUT1 i OUT3 są połączone z magistralą OUT[1..6]. Te przewody łączą się z magistralą za pomocą Wejścia Magistrali (Miejsce -> Wejście Magistrali), co jest połączeniem pod kątem 45 stopni, które widzisz. Możesz również zauważyć, że OUT4, OUT5 i OUT6 nie są faktycznie połączone z przewodem magistrali graficznie - nazwa sieci jest wystarczająca, aby Altium wiedział, że te przewody będą biegły w magistrali. Jest to bardzo wygodne i zapobiega nieczytelności schematu, gdzie wszystkie przewody musiałyby się krzyżować.

Bloki Schematów Wielokanałowych

Teraz, gdy arkusz mikrokontrolera jest skonfigurowany z odpowiednimi portami, możemy dodać go do schematu na najwyższym poziomie. Łatwiejszym sposobem na to nie jest użycie Miejsce -> Symbol Arkusza, ale zamiast tego kliknięcie prawym przyciskiem myszy na schemacie i przejście do Akcje Arkusza -> Utwórz Symbol Arkusza z Arkusza. Spowoduje to utworzenie symbolu dla schematu oraz dodanie wszystkich portów, które masz na schemacie, oszczędzając czas.

Zrób to samo dla arkusza kanału, abyś teraz miał oba symbole arkuszy w schemacie. Arkusz kanału wyjściowego teraz musi zostać przemianowany, format to:

REPEAT(nazwa, początek, koniec)

Domyślnie każdy komponent w kanale będzie nazwany „oznacznik_nazwaarkusza”. Osobiście wolę, aby oznacznik był na pierwszym miejscu, aby móc szybko przeczytać specyfikację materiałową i zobaczyć, do jakiego typu komponentu odnosi się dana linia — ale jeśli preferujesz inny format, dostępnych jest wiele opcji w Projekcie -> Opcje -> Okno wielokanałowe. Jeśli nadal nie jesteś zadowolony z formatu, możesz nawet wprowadzić własny format oznacznika, używając zmiennych z standardowych opcji.

Bardzo ważne jest również, abyś opakował nazwę portu w REPEAT( ) również, w przeciwnym razie przewód połączy tylko pierwszy wpis magistrali z każdym portem, zamiast generować nowy port dla każdego kanału. Ogólnie wyjątkiem od tej reguły są protokoły komunikacyjne, gdzie możesz chcieć, aby ten sam zegar SPI Clock/MISO/MOSI lub I2C SCL/SDA były kierowane do każdego arkusza. Daje to dużą elastyczność w sposobie wykorzystania arkuszy wielokanałowych.

Teraz wystarczy mieć nazwaną magistralę wychodzącą z portu magistrali mikrokontrolera, a następnie bezpośrednio połączyć ją z przewodem o tej samej nazwie co magistrala. Może to wyglądać nieco dziwnie, ale informuje to Altium, że chcesz rozdzielić magistralę na każdy z arkuszy schematycznych. Altium automatycznie doda numer kanału do końca nazwy sieci magistrali, gdy generuje każdy kanał. Nazwa magistrali nie musi odpowiadać nazwie portu ani nazwie magistrali na arkuszu schematycznym, dla którego jest blok. Może być taka sama lub różna - jedynym ważnym nazewnictwem jest magistrala i przewód.

Zastosowałem tę samą konfigurację do czujników prądu, jak wspomniałem wcześniej w artykule, numerowałem magistralę ADC od 0 do 5, ponieważ rozdzielam ADC0 dla czujnika 15A za pomocą Wejścia Magistrali.

Układ PCB Monitora Prądu

Teraz, gdy schemat wielokanałowy jest kompletny, mogę rozpocząć układ płytki. Jest to tak proste, jak wygląda schemat najwyższego poziomu, ponieważ muszę tylko trasować pierwszy kanał dla każdego z powtarzanych kanałów.

Gdy wykonam polecenie zmiany inżynieryjnej, aby dodać wszystkie komponenty do PCB, zobaczysz wszystkie bloki arkuszy najwyższego poziomu w ich pomieszczeniach. Warto tutaj zauważyć, że wiele niepołączonych sieci wychodzi w kierunku kanałów z mikrokontrolera, co pokazuje, że całe moje nazewnictwo magistrali zadziałało dobrze, ponieważ każdy kanał jest poprawnie połączony. Gdybym nie dodał polecenia REPEAT( ) do ADC i potencjometrów wyjściowych, widzielibyśmy tylko jeden przewód wychodzący w górę, a następnie łączący się równolegle. Tak samo jak połączenia zasilania.

Możesz również zauważyć, że ślad dla wyświetlacza wygląda na dość duży. To wyświetlacz 128x64 piksele, o którym wcześniej wspomniałem i którego miałem nadzieję użyć. Po trasowaniu płytki i nie będąc w stanie zmieścić go na PCB, zmieniłem go na wyświetlacz 128x32 piksele, widoczny na schematach.

Zaczynam od połączenia wyjściowego. Zamierzam trasować pierwszy kanał w jego pomieszczeniu z wszystkim, co wymagane, oprócz zewnętrznych połączeń. Zmniejszyłem również pomieszczenie do bardziej praktycznego rozmiaru dla ułożonych komponentów.

Teraz mogę zaoszczędzić mnóstwo czasu, używając narzędzia Kopiuj Formaty Pomieszczeń. Istnieją dwa główne sposoby dostępu do tego narzędzia, po pierwsze, jeśli masz włączony pasek narzędzi Utilities; znajduje się on pod ikoną pomieszczeń.

Możesz włączyć pasek narzędzi Utilities, klikając prawym przyciskiem myszy w dowolnym miejscu na górze okna projektanta i zaznaczając Utilities.

Dłuższą drogą do narzędzia jest przejście przez górne menu, wybierając Projektowanie -> Pomieszczenia -> Kopiuj formaty pomieszczeń.

Gdy narzędzie jest aktywne, wystarczy kliknąć pierwsze pomieszczenie, które już zostało zaprojektowane (twój szablon), a następnie kliknąć na kolejne pomieszczenie, które chcesz, aby miało ten sam układ i trasowanie.

Możesz kontynuować klikanie na dodatkowe pomieszczenia, aby zastosować te same ustawienia również do tych pomieszczeń. Narzędzie działa tylko dla pomieszczeń, które znajdują się w tym samym zestawie wielokanałowym. Oznacza to, że nie mogę zastosować formatu z pomieszczenia wielokanałowego ADC do ADC 15A. Chociaż ADC 15A jest prawie identyczne schematycznie i różni się tylko wartością jednego rezystora, nie jest kompatybilne, ponieważ nie było w tym samym zestawie wielokanałowym co pozostałe.

Po zakończeniu kopiowania formatów pomieszczeń dla kanałów wyjściowych, mam 6 identycznie trasowanych kanałów wyjściowych. Schematy i trasowanie dla każdego kanału w tej konstrukcji są bardzo proste, ale jestem pewien, że możesz sobie wyobrazić, ile czasu to zaoszczędzi przy skomplikowanym wielokanałowym produkcie audio lub zaawansowanym wielokanałowym czujniku.

Zastosowałem tę samą technikę do kanałów ADC, co skutkowało tym, że większość trasowania mojej płytki jest już zakończona.

Planuję skorzystać z usług chińskiego dostawcy PCB niskiego kosztu, ponieważ oferują najlepszą cenę dla płytki o wymiarach 100mm x 100mm. Mając tę ograniczoną przestrzeń do pracy, mogę rozmieścić wszystkie kanały. Udało mi się umieścić wszystkie wyjścia po jednej stronie płytki, ale czujniki prądu, pomimo ich małego rozmiaru, są nadal za duże, dlatego umieściłem je w kształcie litery U wokół jednej strony płytki.

Umieściłem złącze USB i wejście 5V blisko siebie na jednej krawędzi płytki, aby utrzymać porządek w trasowaniu zasilania. Biorąc pod uwagę, że jest to dwuwarstwowa płyta o grubości 1,6 mm, zdecydowałem się nie prowadzić ścieżek z dopasowaną impedancją dla linii USB do mikrokontrolera. Biorąc pod uwagę prędkość transmisji danych, której używa bootowanie przez USB lub port szeregowy, integralność sygnału nie będzie zbyt krytyczna. Połączyłem ten mikrokontroler z portem USB za pomocą przewodów przylutowanych do pinów mikrokontrolera, a następnie bezpośrednio z złączem USB, więc wiem, że poradzi sobie dobrze z tym niewłaściwym traktowaniem. Dla dwuwarstwowej płytki o grubości 1,6 mm, moje ścieżki USB musiałyby mieć około 1,5 mm szerokości, aby były dopasowane impedancyjnie, co jest trochę niewygodne do trasowania.

Ostatecznie zamontowałem ekran w miejscu, które mam nadzieję, nie będzie zbytnio zasłonięte przez kable, blokując widok tego, co jest wyświetlane.

Dodałem do płytki kilka otworów montażowych oraz fiducjali. Otwory montażowe są niezbędne dla tej płytki, ponieważ będzie ona montowana pionowo w nietypowym miejscu w mojej szafie sterowniczej.

Z odrobiną zabawy z grafiką, płyta wygląda całkiem nieźle. Czcionka „AlternateGothic2 BT”, którą z jakiegoś powodu mam na komputerze, świetnie sprawdza się do etykietowania złączy. Jest czytelna i bardzo kompaktowa, co jest świetne dla bloków zaciskowych.

Na spodzie płyty dodałem dość standardowy blok, którego używam w projektach dla klientów, zawierający kod kreskowy do śledzenia lub ładowania programów testowych dla uniwersalnego oprzyrządowania, datę montażu, sekcję kontroli jakości oraz miejsce na numer seryjny. Podoba mi się sposób, w jaki ten blok kończy dolną część płyty i sprawia, że wygląda ona trochę bardziej elegancko.

Wreszcie

Płyta do tego monitora prądu została zbudowana jako dość uniwersalna płyta do pomiaru i kontroli prądu, pomimo moich raczej specyficznych wymagań. Pliki projektowe są udostępnione na licencji MIT, więc możesz zrobić własną wersję lub opierać część własnego projektu na tym projekcie, jeśli chcesz. Jak zawsze, pliki projektowe znajdziesz na GitHubie.

Altium Designer na Altium 365 zapewnia dotąd niespotykany poziom integracji w branży elektronicznej, dotychczas zarezerwowany dla świata rozwoju oprogramowania, umożliwiając projektantom pracę z domu i osiąganie bezprecedensowych poziomów efektywności.

Dopiero zaczynamy odkrywać, co jest możliwe do zrobienia z Altium Designer na Altium 365. Możesz sprawdzić stronę produktu po bardziej szczegółowy opis funkcji lub jeden z Webinarów na Żądanie.