Блок управления источником питания Bertan 210

Кнопки Перезагрузка/Внешнее прерывание 0

Светодиоды общего назначения

Внешние контакты, обеспечивающие доступ извне ко всем АЦП, ЦАП и битам портов

Площадка для монтирования дополнительных элементов

Микроконвертер ADuC 842 [3], имеет:

-канальный, 420 kSPS , 12-bit АЦП

Два 12-битных ЦАП

Температурный сенсор

Встроенный источник опорного напряжения с температурным коэффициентом ≤15 ppm/°C

Точность 12ти разрядных АЦП/ЦАП, составляющая 0.024%, позволяет не ухудшать точность источника питания(0.25%).

Наличие теплового сенсора позволяет дополнительно программно отслеживать и компенсировать температурный дрейф АЦП и ЦАП.

Диапазон изменения напряжения на АЦП микроконвертера от 0 до +2.5В. Т.к. на ножку №6 разъёма (Programming/Monitoring) источника питания Bertan необходимо подавать напряжение от 0 до -5В (Таблица 2, строка 6), потребуется согласование соответствующих напряжений. Для этого разработана следующая схема с использованием прецизионных усилителей OP485 (Рис. 1).

Рис.1 Принципиальная схема разработанного устройств

а

Программное обеспечение

При разработке блока управления основные трудозатраты пришлись именно на разработку программного обеспечения для микроконвертора.

Программное обеспечение, необходимое для микроконвертора, включает:

Основную программу, постоянно работающую на контроллере

Программу, отвечающую за общение с системой управления по протоколу Modbus

Функции основной программы

Для защиты памяти основной программы, в структуре памяти контроллера была выделена область, называемая далее буфером (Рис. 2). Основная программа, запущенная на контроллере должна свободно работать с этой областью, а Modbus должен иметь доступ только к этой области памяти. Буфер характеризуется адресом его начала в памяти и размером в байтах.

Рис. 2 «Буфер»

Для предотвращения коллизий должна существовать возможность блокировать Modbus в те моменты, когда основная программа работает с буфером.

Основная программа должна периодически проверять, не изменилось ли какое-либо значение в буфере. В случае изменений необходимо преобразовать значение напряжения, полученное в инженерном формате, в 12ти разрядное положительное число, а затем выставить это число на АЦП.

Также, основная программа должна периодически считывать значения с АЦП, и цифрового входа, отображающие текущие значения выходных напряжения и тока блока питания и его полярности. При получении Modbus запроса от мастера с просьбой узнать значение этих параметров, основная программа должна сообщить последние сохранённые значения.

В функции основной программы также входит самокалибровка АЦП и ЦАП, используя показания встроенного температурного сенсора.

Описание протокола

Modbus

Выбранный протокол Modbus не определяет физический уровень передачи данных. Существуют реализации Modbus для RS-232/485, TCP/IP, Ethernet. Было бы нецелесообразно использовать Ethernet или TCP/IP реализацию Modbus, из-за относительно большого объёма метаданных в посылках и ограниченности имеющихся ресурсов [4].

Остановимся на стандартной спецификации Modbus для интерфейса RS-232, определяющего назначение выходов разъёмов, уровни сигналов, скорости передачи данных и наличие проверки чётности [5].

Устройства взаимодействуют, используя технологию главный-подчиненный, при которой только одно устройство (главный, master) может инициировать передачу (сделать запрос). Другие устройства (подчиненные, slave) передают запрашиваемые главным устройством данные, или производят запрашиваемые действия.

В данной реализации master - управляющий компьютер, а slave - контроллер внутри разработанного устройства.

Мастер может адресоваться к определённому подчиненному или инициировать широковещательный запрос ко всем подчиненным устройствам. Подчиненное устройство возвращает сообщение в ответ на запрос, адресуемый именно ему. При широковещательном запросе ответы не возвращаются.

Интересное из раздела

Расчет потенциометрического датчика
Потенциометрическим датчиком (ПД) называется элемент автоматики, осуществляющий преобразование механического превращения (углового или линейного) ...

Расчет спектральных характеристик сигналов и каналов связи
На современном этапе развития перед железнодорожным транспортом стоят задачи по увеличению пропускной и провозной способности, грузовых и пассажирских перев ...

Цифровой УКВ-приемник
В последние несколько лет заметна тенденция резкого сокращения сроков проектирования новых изделий при все возрастающих требованиях к их качественным характеристикам. Это ...