介绍发动机管理几乎从未被认为是获得更好燃油经济性的一种方式。但在燃油价格不断上涨的今天，可以非常有效地使用电子技术来提高燃油经济性。您可以享受驾驶的每一分钟，而不仅仅是在您放下脚时，这是一项好处。此外，使用FPGA实现ECU也是一个很大的优势，因为它可以轻松地重新配置。提供了一种用于在逐个循环的基础上控制内燃机的方法。该方法包括：维护用于识别引擎映射函数的训练数据；使用给定气缸的自适应数据填充缓冲区，其中自适应数据是在给定气缸的多个最近操作周期期间捕获的映射函数的输入和输出的度量；将映射函数的训练数据与自适应数据相结合；使用加权最小二乘法从组合数据集中识别映射函数；使用映射函数和当前循环期间输入的测量来预测给定气缸在下一循环中的燃烧特征；传统发动机控制单元这里只是我们控制来运行这个引擎的一小部分事情。这些参数和组件有助于做出关于内燃机的正确决策。注射持续时间注射时机喷油压力低压燃油泵点火正时DBW阀翻滚阀短/长流道阀门通常，传统ECU具有以下I/O设备来运行整个管理系统。12个喷油器输出，可用作辅助输出-8点火输出-8个辅助输出，可驱动高电平或低电平-8个数字输入，带有可配置的内部上拉/下拉电阻-5个触发输入，可配置为磁阻或数字-4VSS或涡轮速度输入，可配置为磁阻或数字-16路通用模拟输入，其中4路可配置用于温度传感，2路适用于氧传感器可以使用拦截器或ECU软件重新映射来重新映射不再具有氧传感器输入的汽车的混合物。您可能会在怠速时以14.7:1的速度运行，但在轻载时，您可以运行得比这更精简，而不会出现发动机故障。您可以达到的精简程度取决于许多因素，包括传动装置、发动机燃烧效率等，但通常16:1左右的比率通常是可以接受的。在某些汽车中，轻载时您可以达到20:1的瘦身比例。您甚至可以制定自己的倾斜巡航模式，通过仔细观察以100公里/小时（或其他任何方式）行驶时的负载，然后在这些负载点稍微倾斜一点。太多了，你会得到一个平坦的地方，但再次仔细调整，有可能（特别是在路上完成时）至少一个比例，有时更多。采用这种方法意味着您可以根据负载和转速条件将总发动机混合物从稀（例如）16.5:1设置为浓至12.5:1。值得注意的是，这款车大部分时间都在使用比标准更稀的混合气，从而对燃油经济性产生真正且可衡量的差异。机器学习方法机器学习提供了一种计算效率高的方法来捕获复杂的循环到循环的燃烧模式，同时避免对基础混合物状态和成分的明确了解（假设选择了适当的抽象映射函数）。虽然机器学习方法显然有好处，但关键问题是机器学习是数据驱动的，需要相对大量的数据来充分覆盖大维空间。ZynqMPSoC提供Arm处理器内核和可编程逻辑。异构设备使我们能够正确构建解决方案，实现功率和性能之间的平衡，这是基于边缘的应用程序的关键参数。XilinxPYNQ可用于实现机器学习算法。当我们想要将神经网络加速为可编程逻辑时，定点实现（例如定点8）更容易实现，并且可以以更低的功耗提供类似的性能。由于许多机器学习应用程序都是基于边缘的，因此电源效率至关重要。未来的工作可以看出，赛灵思Zynq等FPGA架构为计算密集型ECU和可配置网关架构提供了一个高效的平台，用于未来的车载应用和互连。像部分重配置这样的FPGA可以启用用于整合非并发功能和硬件级容错的新机制。与部分重新配置相关的低级操作的管理从应用程序中抽象出来，并由网络接口​​上的扩展进行管理，使它们成为应用程序设计人员的平台功能。最终应该进一步开发这个项目以获得真正的优势。本方案所用到的一些代码如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。原文链接丨以上内容来源网络，如涉及侵权可联系删除。

故事开始于有一天我到家的时候，我发现推拉门的遥控器坏了。“电池！”我想，但这不是原因。我稍微调查了一下，当我取下门电机的盖子时：在电子控制板和塑料支架之间的一个小空间里，估计是小爬虫碰到了220V的扣子，产生了短路。结果所有的电路都被烧毁了。我已经从电路板上删除了一些可以保存以用于我的项目的组件，但您可以在这张照片中看到它是如何结束的。在那一刻，我决定这可能是制作Arduino项目和完全重建控制单元的完美借口。警告对于这个项目，您将不得不处理直接连接到220V（或110V）的组件。请注意，如果您对此类安装不是很熟练，这可能会很危险。请小心并谨慎行事。在连接到实际电机电路之前，请务必执行模拟。元件和电路该项目分为几个部分，但我在这里展示的是Arduino电路，它控制电机和信号灯的旋转，并考虑到限位开关传感器和安全光电管的状态。起初，你可能认为它很容易构建和编程，但我可以向你保证，我必须克服很多困难，使这个项目如此令人兴奋。整个项目的其他重要组成部分是：220V电​​动马达和物理导轨和机械装置：这些不受蜥蜴动作的影响。发出“打开”命令的远程无线电接收器：我使用了一个包含遥控器和接收器的商用现成单元。220V继电器支持电机使用的大电流。主控单元由ArduinoNano和其他兼容配件制成，如OLED显示器和继电器模块。这就是我在此门户中向您展示的内容。我还添加了一些改进和一些未包含在商业原始控制单元中的自动化操作。此项目的引脚以下信息总结了组件的引脚以及如何连接它们：如您所见，对于这个项目，我使用了直接连接到电路板上的OLED显示器。在正常工作条件下，该显示器位于机构和电子设备的保护罩内。因此，您无法看到它。事实上，此显示仅用于在您调整设置和对代码进行微调（例如最大时间调整）时检查组件的状态。该显示器提供的信息也可以发送到串行端口并从带有ArduinoIDE软件的笔记本电脑检查，但我发现这个小显示器是一种很酷的方式来操作该装置，而无需使用任何笔记本电脑或其他设备。OLED中显示的信息如下：正在执行的代码阶段（开门、关门、等待“打开”命令、主循环……）主要动作的经过时间（打开、再次关闭和关闭之前等待）光电状态（当某人或某物处于关闭路径时处于活动状态）CLOSED限位传感器状态（当门完全关闭时激活）OPENED限位传感器状态（当门完全打开时激活）OPEN命令信号（当按下遥控器并且无线电模块激活继电器时激活）注意：我使用的OLED显示屏为0.96英寸，分辨率为128x64像素。该显示器可以使用I2C或SPI与控制设备（在本例中为ArduinoNano）进行通信，我使用的是SPI（串行外设接口）。流程图以下流程图以可读的方式总结了软件代码：如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。原文链接丨以上内容来源网络，如涉及侵权可联系删除。

你有没有想过开发一个项目并能够将机械、电子、传感器和编程结合起来？在本文中，我们将教您如何使用Arduino创建电梯项目以及如何使用屏蔽板连接和控制项目中的所有设备。您想知道如何创建上述所有结构并开发自己的电梯制造商吗？看过这篇文章，相信你可以学习到如何使用Arduino完成完整的电梯时间表。为什么要使用Arduino开发电梯？在许多地方，电梯用于允许建筑物的用户在不同楼层之间移动。电梯是通过在其结构中使用多个传感器而具有高度安全性的设备。除了用于运送人员之外，一些地方还使用电梯作为建筑工地、餐厅、接收产品交付等的货物处理平台。学习如何建造自己的电梯将帮助您了解：电梯是如何工作的电梯中使用的传感元件有哪些？电梯的工作机制。传感器工作原理；用于连接电梯设备的控制板有很多经验可以帮助您构建自己的电梯结构。此外，您将开发编程逻辑，这是任何电子和自动化专业人士的基本点。Arduino电梯结构下图显示了项目的完整结构。电梯由4层楼和一个控制接口组成。控制界面由4个按钮和一个20x4的LCD组成。用户将能够通过每个按钮控制电梯位置，并在结构的显示屏上接收系统信息。控制箱连接到电梯的后部。见下图。电线进入这个背面区域并与负责处理编程逻辑的Arduino连接。此外，电梯结构的创建是为了方便其编程，并允许用户在编程过程中不要移除Arduino。下面是电梯结构中Arduino的图像。如您所见，可以访问Arduino的USB端口和用于电源的插孔连接器。所有电子设备都通过使用此扩展板连接到Arduino。如下图所示。为什么在ArduinoUNO上使用Shield如果您在项目中不使用屏蔽，将会出现两个大问题：焊料连接错误以及缺少传感器和其他设备的电源端子。让我们了解如何解决这两个问题？例如，看看项目的传感器。我们有4个传感器来检测电梯的位置。见下图。总共有4个GND和4根电线用于+5V连接。不幸的是，我们知道Arduino只有2个GND端子和1个+5V的连接引脚。这迫使我们将这些电线焊接在一起并连接到这些端子。但是，在某些情况下，会出现焊接连接问题，并且项目中的设备无法正常工作。这需要时间并阻止您继续前进。为了防止出现此问题并扩展电源引脚以更轻松地连接所有设备，我们为ArduinoUNO创建了Shield。您可以使用ArduinoUNO将其应用于任何项目。接下来，我们将找出项目中的哪些电子设备将连接到Arduino的Shield电路板。项目电子设备与ShieldArduino的连接该项目由几个电子设备组成。其中，我们重点介绍了L293D驱动器和直流电机。L293D驱动器和直流电机Arduino将发送命令来激活L293D驱动器并转动直流电机以移动电梯箱。我们将在电机轴和电梯箱上放置一条尼龙线以进行牵引。在旋转过程中，线会缠绕在电机轴架上。见下图。这样我们就可以上下移动电梯。但是，我们有一个问题：我们怎么知道电梯是否到达了4层的每个位置？这就是为什么我们应该使用簧片开关传感器。它们将使我们能够在电梯移动时检测到它的位置。用于检测电梯位置的簧片开关传感器在下图中，我们展示了4个簧片开关传感器。它们在检测到附近存在磁场时触发，并将向Arduino的数字引脚发送高逻辑电平信号。我们将使用连接到电梯井后部的磁铁在每个传感器移动时触发它。在下图中，我们有一层电梯井的结构。可以看出，在电梯结构中实现了直线导轨。它们旨在提高电梯运动的稳定性并防止其运动过程中的振动。因此，这改进了传感器对电梯位置的检测。下面我们有另一个线性导轨结构的图像。电梯位置由项目控制界面上的按钮选择。接下来，我们将介绍控制界面的结构。Arduino电梯控制接口这种结构是为了方便电梯控制而开发的。它由一个20x4的LCD和4个按钮组成。按钮用于请求电梯到所需位置。LCD旨在允许系统和用户之间交换数据。通过它，我们将能够呈现各种信息：电梯的运动方向电梯在什么位置用户要求发言项目的电池电量所使用的LCD具有SERIAL-I2C转换器，以减少导线数量和与屏蔽板电气连接的复杂性。现在，我们将看看如何创建编程逻辑来控制我们的JLCPCBArduino电梯的运动。Arduino电梯控制逻辑现在您了解了电梯结构是如何构建的，让我们了解如何使用编程逻辑来控制它。有多种方法可以创建编程逻辑来控制电梯的运动。我们的逻辑将如下所示工作。#include#include//Inicializaodisplaynoendereco0x27LiquidCrystal_I2Clcd(0x27,20,4);//Variavelparacontrolaraentradanoloopboolcontrole=0;boolnot_pos=0;//Variaveisdecontroleparaiteracaonoslacosforinti=0,j=0;//Variaveisutilizadasparaarmazenaraatualposicaodoelevadoreaposicaodesejadapelousuariointactual_pos=0,des_pos=0;//Vetoresparaarmazenarasposicoesdoelevador(sensor)eaposicaodesejadapelousuario(pedido)intsensor[4];intpedido[4];//Iniciodafuncaovoidsetupvoidsetup(){//Initializationof20x4LCDlcd.begin(20,4);//InicializaoDisplaydeLCD//Initializingthe20x4LCDlcd.init();//LCDBacklightActivationlcd.backlight();//Activatingthecursortothe0.0positionofthe20x4LCDlcd.setCursor(0,0);//Configurandoospinosdosbotoescomoentradaepullupfor(inti=2;i{pinMode(i,INPUT_PULLUP);}//Configurandoospinosdosbotoescomoentradaepullupfor(inti=6;i{pinMode(i,INPUT);}for(inti=0;i{pedido[i]=1;}//ConfiguracaodospinosdecontroledosmotorescomosaidasdigitaispinMode(10,OUTPUT);pinMode(11,OUTPUT);//ComandosparaqueomotorfiqueparadodigitalWrite(10,LOW);digitalWrite(11,LOW);}voidloop(){//Leituradosbotoesselecionadospelousuariodoelevadorfor(intbotao=2;botao{//Armazenaoestadodecadabotaonovetorpedidopedido[botao-2]=digitalRead(botao);//Verificaqualoandardesejadoparaoelevadorsubirif(pedido[botao-2]==0){des_pos=botao-1;controle=0;}}//Verificaseumdosbotoesfoipressionadoeseavariaveldecontrolepossuivaloriguala0if((pedido[0]==0||pedido[1]==0||pedido[2]==0||pedido[3]==0)&&controle==0){//Setavalueof1tothecontrolvariabletoallowthecodestreamtoentertheconditiononlyoncecontrole=1;//Executetheloopcommandswhilethecontrolvariableisequalto1//Readingofallsensorstodeterminethecurrentpositionoftheelevatorfor(intsens=6;sens{sensor[sens-6]=digitalRead(sens);}//Comparingthecurrentelevatorpositionwiththedesiredpositionfor(i=0;i{if(sensor[i]==1){break;}}for(j=0;j{if(pedido[j]==0){break;}}if(j==i){digitalWrite(10,HIGH);digitalWrite(11,HIGH);}if(j{digitalWrite(10,LOW);digitalWrite(11,HIGH);}if(j>i)//2>0{digitalWrite(10,HIGH);digitalWrite(11,LOW);}controle=0;not_pos=0;while(not_pos!=1){//Determinandoaposicaoatualdoelevadorfor(intsens=6;sens{bools=digitalRead(sens);if(s==1){actual_pos=sens-5;}}if(actual_pos==des_pos){digitalWrite(10,HIGH);digitalWrite(11,HIGH);not_pos=1;for(inti=0;i{pedido[i]=1;sensor[i]=0;}break;}}}}接下来，我们将解释该项目的编程逻辑。最初，我们插入了库来处理LCD功能、I2C通信，并创建了LCD对象。LCD已配置为20x4，I2C通信地址为0x27。声明项目中使用的所有变量和向量。之后，我们有设置功能。执行设置功能以初始化LCD并将数字引脚配置为输入和输出以控制项目的设备。例如，在这些设备中，我们有直流电机、簧片开关传感器和控制按钮。//Startofvoidsetupfunctionvoidsetup(){//Initializationof20x4LCDlcd.begin(20,4);//InicializaoDisplaydeLCD//Initializingthe20x4LCDlcd.init();//LCDBacklightActivationlcd.backlight();//Activatingthecursortothe0.0positionofthe20x4LCDlcd.setCursor(0,0);//Configuringbuttonpinsasinputandpullupforthebuttonsfor(inti=2;i{pinMode(i,INPUT_PULLUP);}//Configuringbuttonpinsasinputforthesensorsfor(inti=6;i{pinMode(i,INPUT);}for(inti=0;i{pedido[i]=1;}//ConfigurationofmotorcontrolpinsasdigitaloutputspinMode(10,OUTPUT);pinMode(11,OUTPUT);//CommandsfortheenginetostopdigitalWrite(10,LOW);digitalWrite(11,LOW);}现在让我们讨论循环函数。我们实现了电梯控制的完整逻辑。voidloop(){//Leituradosbotoesselecionadospelousuariodoelevadorfor(intbotao=2;botao{//Armazenaoestadodecadabotaonovetorpedidopedido[botao-2]=digitalRead(botao);//Verificaqualoandardesejadoparaoelevadorsubirif(pedido[botao-2]==0){des_pos=botao-1;controle=0;}}//Verificaseumdosbotoesfoipressionadoeseavariaveldecontrolepossuivaloriguala0if((pedido[0]==0||pedido[1]==0||pedido[2]==0||pedido[3]==0)&&controle==0){//Setavalueof1tothecontrolvariabletoallowthecodestreamtoentertheconditiononlyoncecontrole=1;//Readingofallsensorstodeterminethecurrentpositionoftheelevatorfor(intsens=6;sens{sensor[sens-6]=digitalRead(sens);}//Comparingthecurrentelevatorpositionwiththedesiredpositionfor(i=0;i{if(sensor[i]==1){break;}}for(j=0;j{if(pedido[j]==0){break;}}if(j==i){digitalWrite(10,HIGH);digitalWrite(11,HIGH);}if(j{digitalWrite(10,LOW);digitalWrite(11,HIGH);}if(j>i)//2>0{digitalWrite(10,HIGH);digitalWrite(11,LOW);}controle=0;not_pos=0;while(not_pos!=1){//Determinandoaposicaoatualdoelevadorfor(intsens=6;sens{bools=digitalRead(sens);if(s==1){actual_pos=sens-5;}}if(actual_pos==des_pos){digitalWrite(10,HIGH);digitalWrite(11,HIGH);not_pos=1;for(inti=0;i{pedido[i]=1;sensor[i]=0;}break;}}}}第一个活动是读取4个按钮并将它们的状态存储在“pedido”向量中。在循环内部，我们通过按下的按钮检查需要哪个楼层。以下条件检查是否按下了其中一个按钮以及控制变量是否等于1。“controle”变量用于允许在按下其中一个按钮时执行一次条件代码。当电梯到达用户选择的位置时，码流会重新进入该状态。以下循环用于读取当前的电梯位置和用户所需的楼层。这两条信息将用于确定电机向上或向下到所需楼层的旋转方向。我们有3个条件。请参阅下面的代码块。它们将在下面解释。当j等于i时，表示电梯已经在用户请求的楼层上。在这种情况下，发动机必须保持停止状态。当j小于I时，表示电梯位于用户请求的上方位置。在这种情况下，电机必须旋转才能降低电梯。最后，我们有最后一个条件，即j大于i。在这种情况下，电梯位于用户请求的位置下方。因此，电机必须转动才能使电梯上升。下一步是监控电梯的位置，并在到达用户选择的楼层时停止电机。这个过程是通过读取传感器来完成的。请参阅下面的代码块。只要not_pos变量不等于1，代码就会执行。当电梯到达所需位置时，该变量的值将从0变为1。下面的条件用于读取电梯的当前位置。如果为真，则直流电机必须进入和退出回路。之后，它会退出while，返回到voidloop函数的开头，等待用户选择一个新的位置。这是设计用于控制Arduino电梯的整个结构。您可以测试其他逻辑编程并在您的项目中实现新功能。如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。

近期，各地都受到了因煤炭资源不足导致的限电情况，因此，是时候尝试使用卡车交流发电机来构建风力发电机了。该项目将带大家一起看看了如何利用一台全新的24v交流发电机构建风力发电机。项目演示：第1步：用品本项目使用的工具和材料清单如下：使用的材料：24V60Amp交流发电机20mm方形金属棒金属管金属轴8'金属板（圆形）6mm金属板金属丝6'PVC管螺母、螺栓和垫圈油漆工具：焊接厂磨床钻孔机砂带机第2步：交流发电机模组为了使这个交流发电机对我们的风力涡轮机有用，我们决定进行一些修改和改动。为此，我们不再需要油泵/蠕动泵中的那个，所以我们拧下它，现在我们准备拆下它后面的皮带轮和冷却风扇。所以我们已经拆解了交流发电机，正如你在这里看到的，这个换向器为转子提供动力，以便磁化它，而这个看起来好像连接到转子的连接器却没有，因为中间有一个电压调节器这可确保无论发动机转速如何，交流发电机都会产生一致的电压，因此我们需要绕过稳压器，并使用外部电池组将一对电线直接连接到碳刷以磁化转子线圈。因此，除了转子线圈从3芯锂电池消耗近30瓦的功率之外，我们已经成功地破解了这台交流发电机，它以大约700RPM的速度产生了18v的电压。现在是时候为我们的风力发电机构建框架了。第3步：主框架现在是时候动手做框架了，把所有东西都放在一起。为了使整个单位坚固，我们使用了20毫米的金属杆为主框架。一旦我们切碎了所有的部分，我们螺纹电机安装，将允许我们在焊接他们之前胶水的部分在一起。交流发电机上有三个安装孔，其中两个是内联的，另一个在另一端。所以我们在交流发电机周围建造了框架。我们开始与内联孔，然后增加部分，以得到第三个。一旦所有这些片焊接，我们比修剪多余的长度的金属条使用孔锯。这将帮助我们将框架附加到轴承持有人，将允许涡轮遵循空气的方向。然后，我们已经焊接了2'金属管，作为我们框架的轴承持有人，我们已经焊接了一些额外的金属杆，以给予它一些额外的刚性。第4步:尾部机构框架是建立在交流发电机后面的轴承，将允许指向发电机的风向。现在，我们不再采用固定的尾部设计，而是决定建造一个卷尾，以防止发电机超速运行。为此，我们使用了一个金属套，我们从旧悬浮滑板和一些金属件。通过在网上的一些研究，我们得出了卷尾机构的最佳位置是我们必须在20度的倾斜角安装我们的尾巴保持衬套。所以我们焊接了6mm的片与衬套，以保持轴承支架与尾部之间的距离。对于尾杆，我们使用了14规1*2英寸金属管40英寸长焊接25毫米金属轴与20度角。然后在另一只手上钻了一些洞来连接亚克力板。第5步：前板和刀片架完成尾部机构后，现在是制作前板组件的时候了，该组件稍后将连接到我们的交流发电机转子以旋转它。为此，我们使用了5毫米厚的圆形金属板，足以用于五和三刀片设计。然后我们钻孔并拧上M6螺纹以避免使用额外的螺母。为了将我们的刀片拍在前板上，我们使用了6毫米厚的金属条，以便为我们的PVC刀片提供刚性底座。我们再次钻孔并攻丝M6螺纹来拍打我们的刀片。第6步：油漆工作完成所有零件后，现在是完成油漆工作的时候了，为此我们首先清洁所有零件并脱脂，然后涂上哑光黑色汽车漆。整个油漆工作过程非常令人满意，结果相当不错。第7步：制作PVC叶片一旦我们把零件弄干了，就该开始加工叶片了。为了简单起见，我们使用了直径6英寸、长度44英寸的PVC管。我们先把管子切成三片，然后每片再切成一对刀片。然后根据我们的安装板将边缘圆整并钻孔。第8步：最后组装首先，我们在主框架气缸中添加滚珠轴承，并将其滑动到主轴上，主轴很快就会连接到我们屋顶上的主柱子上。然后用M10螺丝将交流发电机固定在机架上，再将前板放置，用冲击扳手拧紧。然后宫殿金属条，以安装我们的PVC刀片在一起。之后，我们滑动尾杆，并附上一块6mm厚的亚克力片，使我们的风力涡轮机跟随风向。第9步：安装涡轮并最终完成现在来到风力涡轮机屋顶上的工作区,然后我们把涡轮单元的板柱和做了一些线路的工作通过附加转子线圈激励我们的电磁铁,也使得性连接我们的主要输出肯定的终端和整个身体作为负极。风刮得很安静，如果你注意到尾翼开始向左卷起，这发生在当涡轮达到其阈值速度时叶片获得动量时，这可以通过减小尾翼的尺寸和重量来降低，反之亦然。这可以防止涡轮超速，因为叶片不再跟随风向。除了有这么大的风，我们无法得到所需的RPM。我们的目标是700转，而涡轮机最初达到200转，所以我们改用了更短的叶片，这确实增加了RPM，但我们仍然在350转的时候下降了一半。我们能够得到的最大输出是大约50瓦，这几乎补偿了我们正在使用的功率，以磁化转子线圈，是远远低于我们的预期。使用一辆汽车交流发电机的风力涡轮机可能不是一个好主意,但有一些大气干扰,我们期待克服这些问题像取代当前与一个永磁转子和转子转速增加使用一个更高的齿轮传动比和叶片之间的交流发电机。我们将在另一个视频中讨论这些问题，请在下面的评论区写下你的建议。

这个项目是为那些从图书馆阅读大量书籍的人准备的。它可以让您更好地了解在您需要归还图书之前还剩多长时间。工作原理：当您将一本新书放在书架上时，书架会检测到它及其位置。然后它通过你需要通过网站让步的时间来计算你还剩多长时间才需要交。在架子的顶部，还有一个neopixel条，显示你还剩多长时间.第1步：准备零件清单主要零件Raspberrypi+T型连接件+Rpi电源ArduinoUno+电源传感器5LDR（光敏电阻）+MCP3008（用于模拟通信）+510kΩ电阻红外线传感器(HC-SR501)RFID-RC522+RFID卡执行器1602LCD+PCF85748位WS2812B额外零件电平转换器电位器很多电缆16GB迷你SD卡物料清单.pdf第2步：接线我们将从最重要的部分开始，一切的布线。为了让您更轻松，我提供了下面的一般原理图和面包板原理图。fritzingbreadboard_bb.pdffritzingschema_schem.pdf第3步：为LCD接线就像在数据表上一样，PCF8574的顶部标有一个小凹口将A0、A1、A2和GND接地将VCC连接到电源的3.3V将SDA连接到GPIO2/SDA1I2C和SCL到GPIO3/SCL1I2C液晶显示器将VSS、K和R/W接地将VDD和A连接到树莓派的5V端将电位器的一侧连接到5V，另一侧连接到地将中间引脚连接到LCD的V0。这个可变电阻器可以用来调节显示器的对比度将RS连接到GPIO17将E连接到GPIO27现在将所有DB引脚链接到PCF6574上相应的P引脚第4步：连接光传感器芯片的顶部再次标有一个小凹口。将Vdd和Vref引脚连接到树莓派的3.3V侧将AGND和DGND接地将CLK连接到GPIO11/SPI0_SCLK将Dout连接到GPIO9/SPI0_MISO并将Din连接到GPIO10/SPI0_MOSI将CS连接到GPIO8/SPI0_CE0_NLDR将5个10kΩ电阻器连接到树莓派的3,3V将电阻的另一端连接到LDR和MCP3008的一个通道（从CH0到CH4）将LDR的另一侧接地第5步：为红外传感器接线将树莓派的5V电源连接到VSS（右侧引脚）将中间引脚连接到树莓派上的GPIO21接地我将跳线设置为单触发（底部）第6步：连接Arduino我使用了少于30个LED的LED灯条。如果您打算使用更大的电源，则需要为其配备外部电源。将Arduino的5V与LED灯条的VSS连接将Din与Arduino的D7连接起来将地连接到Arduino的地RFID-RC522将RFID扫描仪的3,3V与Arduino的3,3V连接将RST与D9PWM连接将MISO与D12连接将MOSI与D11连接将SCK与D13SCK连接将SDA与D10PWM连接将RFID阅读器的地线连接到Arduino的地线第7步：Arduino和RaspberryPi之间的接线连接电平转换器将LV（低电压）连接到树莓派的3,3将旁边的GRD连接到树莓派的地面将HV（高压）连接到Arduino的Vin或5V将旁边的GRD连接到Arduino的地面将树莓派的GPIO15/RXDO连接到LV1将树莓派的GPIO14/TXDO连接到LV2将Arduino的TX连接到HV1将Arduino的RX连接到HV2第8步：外壳底板：15厘米-28,5厘米前面板：30cm-32cm剪下9cm-24cm放置液晶：8cm-3cm放置红外传感器：直径2cm的圆圈右盘：17cm-32cm一个1厘米大的切口，0.5厘米（大约是盘子的一半）进入盘子（在底板中滑动）。放置RFID：4,5cm-6cm2个燕尾切口与背板连接左板：除了没有用于RFID传感器的孔外，与右侧相同顶板：30cm-17cm此外，一个类似于左右板的切口，用于放入新像素条背板：33cm-30cm切出与左右板进行燕尾连接的零件架子：25cm-16cm每5厘米钻一个小孔以安装光传感器。架子的侧面：24cm-16cm除了底部和背板外，将外面粘在一起。然后将LED灯条放入，然后放入内部搁板。第9步：代码您需要下载的代码发布在此GitHub存储库中。树莓派在GitHub上下载代码并将其放在microsd卡上。将树莓派连接到互联网将SD卡放入你的树莓派。要将您的树莓派连接到互联网，您需要通过ssh连接到您的树莓派，我建议为此使用应用程序。通过电缆连接到地址192.168.168.168。用户是student，密码是W8w00rd。登录后，使用"wpa_passphrase"your_SSID@Home""your_wifi-password">>/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf"添加您的wifi。然后输入“wpa_cli-iwlan0reconfigure”以启动您的wifi。Arduino在GitHub上下载Arduino的代码并运行它。项目完成，此时您可以运行以下自己的项目是否可以成功运行

使用LDR控制伺服电机的位置。随着LDR的值增加，伺服电动机的位置也增加。硬件部件：ArduinoUNO×1个SG90微型伺服电机×1个LDR，5兆欧×1个跳线（通用）×1个软件应用程序和在线服务：ArduinoIDE在这里，我们使用LDR（光敏电阻）控制伺服电机的位置。众所周知，随着LDR上的光量增加，LDR的电阻也会增加。在这里，我们将使用analogRead（）操作读取该值，并将其用作伺服电机位置的变量。因此，随着LDR上的光量增加，伺服电动机的位置将增加（0-180）。原理图：源码：/*projectbyManishkumaryadav*/#includeintlightval;intlightpin=A0;inttm=100;intservopin=3;Servomyservo;intangle;voidsetup(){Serial.begin(9600);pinMode(lightpin,INPUT);myservo.attach(servopin);pinMode(servopin,OUTPUT);}voidloop(){lightval=analogRead(lightpin);Serial.println(lightval);delay(tm);angle=lightval/5;myservo.write(angle);Serial.println("anlgeis");Serial.println(angle);}

UPS不间断电源设备，指不会因短暂停电中断、可以一直供应高品质电源、有效保护精密仪器的电源设备。全名UninterruptablePowerSystem。亦有稳定电压的作用，类似于稳压器。UPS的拆解：从基本应用原理上讲，UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。整流器：整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流（AC）转化为直流（DC）的装置。它有两个主要功能：第一，将交流电（AC）变成直流电(DC)，经滤波后供给负载，或者供给逆变器；第二，给蓄电池提供充电电压。因此，它同时又起到一个充电器的作用。蓄电池：蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置，它由若干个电池串联而成，其容量大小决定了其维持放电（供电）的时间。其主要功能是：1当市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部。2当市电故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载。逆变器：通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。静态开关：静态开关又称静止开关，它是一种无触点开关，是用两个可控硅（SCR）反向并联组成的一种交流开关，其闭合和断开由逻辑控制器控制。分为转换型和并机型两种。转换型开关主要用于两路电源供电的系统，其作用是实现从一路到另一路的自动切换；并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变器。UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类。其中，我们最常用的是后备式UPS，它具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能，虽然一般有10ms左右的转换时间，逆变输出的交流电是方波而非正弦波，但由于结构简单而具有价格便宜，可靠性高等优点，因此广泛应用于微机、外设、POS机等领域。在线式UPS结构较复杂，但性能完善，能解决所有电源问题，如四通PS系列，其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题；由于需要较大的投资，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中。在线互动式UPS，同后备式相比较，在线互动式具有滤波功能，抗市电干扰能力很强，转换时间小于4ms，逆变输出为模拟正弦波，所以能配备服务器、路由器等网络设备，或者用在电力环境较恶劣的地区。写在最后：随着经济的飞速发展以及基层央行对网络建设认识的不断加深，中心机房建设和改造，近几年如火如荼。但随之而来的就是日益庞大的电费开销，中心机房在建设中的投资，其中电气、电源、制冷等系统设施占了一半以上的投资比例，高额的电能消耗使得整个数据中心运行成本居高不中心机房面临“建得起却用不起”的尴尬境地。降低中心机房的运营成本和节能降耗成了基层央行有关部门关注的问题，节约能源可以从以下几方面入手。首先是机房环境的节能，包括制冷环境、供电环境;其次是从IT硬件设备节能，减少IT设备的能耗;最后是IT设备内部各集成电路的节能，比如CPU的节能等。UPS处于交流供电环节的最重要一环，机房几乎所有的IT设备由UPS供电，提高运行时的能效势在必行。UPS的节能必须从方案、电池、配电等方面全方位进行。本文来源于拆解达人，由电路城综合整理。

时间继电器是指当加入（或去掉）输入的动作信号后，其输出电路需经过规定的准确时间才产生跳跃式变化（或触头动作）的一种继电器。是一种使用在较低的电压或较小电流的电路上，用来接通或切断较高电压、较大电流的电路的电气元件。继电器的外观：时间继电器是电气控制系统中一个非常重要的元器件，在许多控制系统中，需要使用时间继电器来实现延时控制。时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理来延迟触头闭合或分断的自动控制电器。其特点是，自吸引线圈得到信号起至触头动作中间有一段延时。时间继电器一般用于以时间为函数的电动机起动过程控制。时间继电器的主要功能是作为简单程序控制中的一种执行器件，当它接受了启动信号后开始计时，计时结束后它的工作触头进行开或合的动作，从而推动后续的电路工作。一般来说，时间继电器的延时性能在设计的范围内是可以调节的，从而方便调整它的延时时间长短。单凭一只时间继电器恐怕不能做到开始延时闭合，闭合一段时间后，再断开，先实现延时闭合后延时断开，但总体上说，通过配置一定数量的时间继电器和中间继电器都是可以做到的。继电器的拆解:按其工作原理的不同，时间继电器可分为空气阻尼式时间继电器、电动式时间继电器、电磁式时间继电器、电子式时间继电器等。空气阻尼式时间继电器利用空气通过小孔时产生阻尼的原理获得延时。其结构由电磁系统、延时机构和触头三部分组成。电磁机构为双口直动式，触头系统为微动开关，延时机构采用气囊式阻尼器。电子式时间继电器电子式时间继电器是利用RC电路中电容电压不能跃变，只能按指数规律逐渐变化的原理，即电阻尼特性获得延时的。特点：延时范围广，最长可达3600S，精度高，一般为5%左右，体积小，耐冲击震动，调节方便。电动机式时间继电器。电动机式时间继电器是利用微型同步电动机带动减速齿轮系获得延时的。特点：延时范围宽，可达72小时，延时准确度可达1%，同时延时值不受电压波动和环境温度变化的影响。电动机式时间继电器的延时范围与精度是其他时间继电器无法比拟的，其缺点是结构复杂、体积大、寿命低、价格贵，准确度受电源频率影响。电磁式时间继电器。电磁式时间继电器是利用电磁线圈断电后磁通缓慢衰减的原理使磁系统的衔铁延时释放而获得触点的延时动作原理而制成的，它的特点是触点容量大，故控制容量大，但延时时间范围小．精度稍差，主要用于直流电路的控制中。写在最后：随着电子技术的发展，电子式时间继电器在时间继电器中已成为主流产品，采用大规模集成电路技术的电子智能式数字显示时间继电器，具有多种工作模式，不但可以实现长延时时间，而且延时精度高，体积小，调节方便，使用寿命长，使得控制系统更加简单可靠。选用时间继电器时应注意，其线圈（或电源）的电流种类和电压等级，按控制要求选择延时方式、触点形式、延时精度以及安装方式。本文来源于拆解达人，由电路城综合整理。

存储控制器是按照一定的时序规则对存储器的访问进行必要控制的设备，包括地址信号、数据信号以及各种命令信号的控制，使主设备(访问存储器的设备)能够根据自己的要求使用存储器上的存储资源。存储控制器外观：存储控制器拆解：存储控制器的作用主要就是进行接口的转换，将主设备发出的读、写等命令转换成存储器能够识别的信号，还要完成主设备与存储器之间地址译码、数据格式的转换(比如数据位宽)。存储控制器，多作为可在微处理器中排列二极管的只读存储器装机使用。其起源至少可以追溯到1947年旋风计算机所使用的"programtimingmatrix"。IBM在早期的360系统中使用了ROM存储控制器，但在后继的370系统中，改用了既可从软盘导入微程序，又可随意读写的超高速随机存储器，这使得IBM可以轻松修改微程序中的程序错误。尽管当时默认的存储控制器为ROM，但由于可随意读写的RAM的面世，使得用户可以自己更改计算机的微程序。存储控制器配有能够使下一指令顺利输出的寄存器。定序器则负责依据微程序的运行结果来决定下一条指令的运行地址，防止各指令经由寄存器时发生冲突。在大多数设计中，其他指令也会从寄存器中通过。因为通过将下一指令的运行延缓一个周期，可以提高机器的运行速度。这种寄存器被称作管道寄存器。下一命令的运行通常要依据上一命令的运行结果，在当前的微程序循环未完成之前无法实施。总之，存储控制器的输出结果都会被输入到寄存器当中。寄存器和EPROM过去常被组装于同一块芯片。由决定系统循环时间的时钟信号负责驱动寄存器。写在最后：随着对存储性能要求的不断提高，存储器的容量越来越大、速度越来越快，新的存储器访问技术也应运而生，存储控制器也在不断的改进与发展。例如，由传统的单一通道控制器到双通道技术，再到处理器内部整合封装存储控制器，其发展相当迅速，未来肯定会有更新的技术出现，到那时，可能就没有存储控制器的概念了。本文来源于大拆大悟，由电路城综合整理。

对交流电压进行调整控制，在指定的电压输入范围内，经过电压的调节能使输出电压稳定在指定范围内的电气设备。交流稳压器种类固然很多，主回路工作原理有所不同，但基本上(交流参数稳压器例外)基本都是输入开关取样电路,控制电路,电压。稳压器的外观：稳压器拆解：输入开关：作为稳压器输入工作开关，一般都采用有限流保护的空气开关式小型断路开关，它能对稳压器和用电设备起到保护作用。电压调节装置：是一种可以调节输出电压的装置,它能将输出电压升高或降低是稳压器最主要的部件。取样电路：它对稳压器输出电压和电流进行检测，将输出电压变化的情况给传送给控制电路。驱动装置：由于控制电路的控制电信号较弱,所以需要用驱动装置来进行功率放大和转换。驱动保护装置：一种连通和断开稳压器的输出的装置，一般常用继电器或接触器或保险器等。控制电路：它将取样的电路检测型号进行分析,当输出电压偏高时，则向驱动装置发送将电压降低的控制信号，则驱动装置将驱动电压调节装置将输出电压调低，当输出电压偏低时，则向驱动装置发送将电压升高的控制信号，则驱动装置将驱动电压调节装置将输出电压调高，而使输出电压稳定达到稳定输出的目的。当检测到输出电压或电流超出稳压器的控制范围时。控制电路将控制输出保护装置使之断开输出而保护用电设备，而在正常时输出保护装置是连通输出的，用电设备可以得到稳定的电压供给。写在最后：能为负载提供稳定交流电源的电子装置，称交流稳压器。交流稳压器由输入开关、电压调节装置、取样电路、驱动装置、驱动保护装置、控制电路组成。有关交流稳压电源的参数及质量指标可参见直流稳压电源。各种电子设备要求有比较稳定的交流电源供电，特别是当计算机技术应用到各个领域后，采用由交流电网直接供电而不采取任何措施的方式已不能满足需要。本文来源于拆解达人，由电路城综合整理。

我将解释如何使用Node-RED仪表板基于Node-RED和Raspberrypi实施工业自动化。硬件部件：RaspberryPi3模型B×1个ArduinoUNO×1个Arduino以太网盾2×1个温度感应器×1个DFRobotGravity：用于Arduino的DHT11温度湿度传感器×1个软件应用程序和在线服务：ArduinoIDE手动工具和制造机：烙铁（通用）热胶枪（通用）我已经在钢筋木材加工厂安装了该设备。更具体地说，我们已经安装了控制木材干燥箱的设备。要考虑的环境数据是室内的温度和湿度。这是该项目视频文档：使用Node-RED仪表板基于Node-RED和Raspberrypi的工业自动化Node-RED是一个非常出色的平台，用于实现IoT和IIoT（工业物联网）。控制面板：我已经用RaspberryPi和RaspberryPi7英寸触摸屏替换了PLC编程单元和HMI设备。RaspberryPi通过Arduino以太网模块从ArduinoUno获取温度和湿度传感器数据。数据使用MQTT协议传输到RaspberryPi上托管的Node-RED。RaspberryPi分析传感器数据并触发GPIO引脚，然后将命令发送到中继模块。根据预定义的逻辑，继电器断开/接通所连接的工业执行器。原文出处

台湾博计3311F直流电子负载：3310F系列模块均有独立的控制及显示面板、定电流/定电阻/定电压/定功率/动态模式，配合3300F机框上的150组储存/呼叫记忆，能有效地控制所有负载的设定，更可透过RS232、Ethernet、USB和GPIB等接口进行远程控制。具备短路测试功能及设定短路时间，并可量测短路电压及电流。在定电流及定功率模式下，可做动态负载之仿真，其电流上升、下降斜率均为独立可调，另具有一外部输入任意波形之动态负载功能。拆解：于模块上新增的OCP、OPP单键测试功能，使得OCP、OPP之测试更有效率及准确。可设定的吃载/停止吃载（LOADON/OFF）电压点及良/不良（GO/NG）的比较判断功能、电压极性显示可正可负及150组储存/呼叫记忆，使得负载更适用于各种不同的应用。多达150组测试参数及状态的储存功能，让其可根据自动测试(autosequence)需求，随时将储存记忆调出来任意使用。针对电池BMS保护板提供Short、OCCP及OCDP之保护功能测试。电子负载是通过控制内部功率（MOSFET）或晶体管的导通量（量占空比大小），依靠功率管的耗散功率消耗电能的设备。它能够准确检测出负载电压，精确调整负载电流，同时可以实现模拟负载短路，模拟负载是感性阻性和容性，容性负载电流上升时间。一般开关电源的调试检测是不可缺少的。电子负载应该有完善的保护功能。保护功能分为对内（电子负载）保护功能和对外（被测设备）保护功能。对内保护有：过压保护，过流保护，过功率保护，电压反向和过温保护。对外保护有：过流保护，过功率保护，吃载电压和低电压保护。选择电子负载应该选择是拥有真保护功能的电子负载。如果功能是由硬件实现的，保护速度会很快。如果是由软件实现，速度有滞后性，并且模组死机的话将会发生危险。由于电子负载的特殊性能（提供强大的测试环境，以满足不同的外界需求），故在电子仪器仪表中占有很大的一片市场主要适用于各种电源、电池、适配器及需要电子负载测试场合。电子负载整合具有测试设备的众多功能，如负载瞬态恢复时间、电流极限特性分析、效率、启动时间、源效应(电源调整率)、编程响应时间、PARD(波纹和噪声)、功率因子、伏特栓锁现象、过压关闭、飘移等。电子负载可用几种方法执行电源测试。它们一般是可编程的，但大多数电子负载需要外部DAC编程器。这一能力在测试期间能精确控制负载值，为测试装置操作者提供有价值的状态信息。电子负载通常采用FET设计，它比采用继电器和电阻器的解决方案更可靠，也更简易，还可选择工作模式：恒流(CC)、恒压(CV)和恒阻(CR)。较复杂的电子负载在一台产品中都会提供这三种模式，具有最高的测试灵活性，并且还提供测量直流电压和电流这两种电源的通用解决方案。电子负载的最后一项优点是可提供通过总线的回读，而无需使用一些测试中测量电压和电流的数字多用表。写在最后：根据被测设备的输出特性来选择电子负载：电压，电流，功率和测试需求精确度。电子负载的模组在测试时只能够单独工作或者并联操作，串联对于模组来说是很危险的。所以最理想的状态是所有要求均在单模组的量程范围内，其次是通过多模组并联能够实现的选型。也就是说，所选模组的电压时一定要符合测试要求。单个模组或者满装机框时的电流和功率总和要满足测试要求。本文来源于拆解达人，由电路城综合整理。

三菱PLC是三菱电机在大连生产的主力产品。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。本期拆解文章我们将拆解产自三菱的PLC，型号为FX3u-32M，下面我们一起来看看。PLC的外观：它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC的拆解晶体管输出型，无触点、寿命长、直流负载用户存储器：分为用户程序存储区和工作数据存储区，由随机存取存储器（RAM）组成。当断电时，以免内容消失，常用高效的锂电池作为后备电源，寿命一般为3到5年。CPU由控制器、运算器和寄存器组成。这些电路集成在一个芯片上。CPU通过地址总线、数据总线与I/O接口电路相连接。工作过程：当内部电路输出数字信号1，有电流流过，继电器线圈有电流，然后常开触点闭合，提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号0，则没有电流流过，继电器线圈没有电流，然后常开触点断开，断开负载的电流或电压。也就是通过输出接口电路把内部的数字电路化成一种信号使负载动作或不动作电源用于将交流电转换成PLC内部所需的直流电，目前大部分PLC采用开关式稳压电源供电。写在最后：PLC其工作原理主要是：当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。工作过程：当内部电路输出数字信号1，有电流流过，继电器线圈有电流，然后常开触点闭合，提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号0，则没有电流流过，继电器线圈没有电流，然后常开触点断开，断开负载的电流或电压。也就是通过输出接口电路把内部的数字电路化成一种信号使负载动作或不动作。本文来源于微电赵老师PLC，由电路城综合整理。

电路城有很多优秀的设计项目方案，一直深受广大电子工程师的欢迎，但随着时间和为数众多的内容资源更新，很多优质的资源沉下去了，为激活以往受欢迎的电路项目方案，我们对此按主题进行整理呈现出来，以飨读者。众所周知，ToF是3D深度视觉其中的主流方案之一，ToF技术应用广泛，譬如手机、VR/AR手势交互、汽车电子ADAS、安防监控以及新零售等多个领域都开始大显身手。如此受欢迎的技术，电路城本次就为大家推荐部分关于ToF电路解决方案，希望可以帮到大家。后续更多技术主题项目方案分享，敬请关注电路城（Cirmall.com）。1.通过3DToF影像传感器及跟踪与检测算法统计定区域人数（电路原理图+参考设计）采用3D飞行时间(ToF)的需求控制通风人数统计参考设计是一种子系统解决方案，它使用TI的3DToF影像传感器以及跟踪和检测算法对给定区域中的人进行计数，可实现高分辨率和高精度。该传感器技术是在标准CMOS中开发的，使系统能够以较低的系统成本实现很高的集成度。由于ToF影像传感器以三维处理可视化数据，因此传感器可以检测到人体的精确形状并以前所未有的精度跟踪人的移动和位置（包括微小的移动变化）。因此，ToF摄像头能够比传统监控摄像头和视频分析更加高效地执行实时人数统计和人员跟踪功能。特性精度：>90%可配置的响应时间、可实时或定期提供的占位数据宽视场：H74.4ºxV59.3º3DToF摄像头独立于环境光，甚至能够在黑暗中工作自动照明四个NIR激光可提供较大的照明区域短漫射激光脉冲可提供固有的眼睛安全性在嵌入式平台上运行。附件内容包括：马上点击下载2.用于高精度测量距离的飞行时间(ToF)光学方法各种应用（如激光安全扫描仪、测距仪、无人机和制导系统）中都利用了用于高精度测量距离的飞行时间(ToF)光学方法。该设计详述了基于高速数据转换器的解决方案的优点，包括目标识别、宽松的采样率要求和简化的信号链。该设计还解决了光学器件、驱动器和接收器前端电路、模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)和信号处理。特性测量距离为1.5m至9m距离测量平均误差小于±6mm，标准偏差小于3cm5.75W脉冲905nm近红外线激光二极管和驱动器，平均输出功率小于1mW激光准直和光接收器聚焦光学器件125MSPS15位ADC和500MSPS16位DAC信号链具有基于DFT的距离估算功能的脉冲ToF测量方法马上点击下载3.基于STToFVL53L1X人脸识别门禁测温系统方案面对突如其来的疫情，各行各业都在努力用专业为战“疫”助力。体温测量和人员追踪是此次防控疫情的重要手段。随着各地陆续复工，写字楼、园区等上班场所为测体温排起长队的现象多有出现。如何既能完成体温排查，又能减少对人们正常工作生活的影响，以及避免因排队测温引起的病毒传播风险，成为社会复工过程中的一个重要需求。STToFVL53L1X产品助力人脸门禁测温系统，该方案ToF主要工作目的是，上报被测人脸和热电堆传感器的距离，以便算法对热电堆传感器精度的衰减进行温度补偿，这样能大大提高体温的测量精确度。虽然ToF的代码里面能够返回的不仅仅是距离的数据，还有返回的光子量以及环境光干扰，但是对于大部分产品的应用来说，都是需求ToF的测量距离，本方案也是需求ToF的测距数据，然后根据被测量人脸的距离用算法来对温度进行补偿，温度的检测一般都是有一定的衰减，只有通过算法的加持，才能保证产品的精确度。马上点击下载本文由电路城综合整理

2020下半年电子元器件供应现状2020年即将过去，从年初的国内疫情开始，到目前为止国外疫情仍然不受控制，整个2020年电子元器件的供应情况都受到了一定程度的影响。同时，美国对中国高科技企业的制裁和管控，让国内不少企业的芯片供应情况更是雪上加霜。从2020年中开始，不少元器件的交期开始加长，尤其是MCU的供应，甚至出现现货市场上的MCU价格甚至出现一天一个价的情况。根据英蓓特多年的行业观察，下游终端客户通常很少会及时留意到上游市场上电子元器件供应的市场变化，或者说无暇那么及时地去处理并应对这种变化。这种供应端的波动和变化如无法及时应对，会致产品发布进程受阻，产品更新换代品质不稳定，研发成本压力大增，甚至错失上市时机。挑选合适的供应合作伙伴提前规划，规避风险物料如果是单靠终端企业自身去解决供应链问题，是非常困难的，也几乎是不可能的。因此这个时候，他们通常希望挑选合适的合作伙伴来降低这些风险。一个优秀的合作伙伴，需要根据市场的变化情况和终端客户的具体项目，分析出哪些是风险物料，给客户提供如何应对物料供应风险的建议，比如今年应对MCU、晶振、LCD等物料涨价和交期紧张的情况。那么到底有没有这样的合作伙伴呢？答案是有，但是能够做到及格的不多，做到90分的更是少之又少。英蓓特战绩：年出货量数百万片，99.8%按时交付英蓓特深耕嵌入式系统领域超20年，是深圳的国家级高新技术企业，隶属于全球电子元器件分销巨头安富利集团，在应对元器件物料采购风险上非常有经验。英蓓特对所有生产制造项目进行精细管理：1.物料分类：梳理BOM表里的高、中、低风险物料，分级别进行监控。2.专人看管：每个项目都有专业的项目经理进行看管，注重物料信息的及时更新。3.即时应对：在了解到市场开始有供应风险的时候，管理团队就会立即启动项目风险物料会，按照项目确认每个物料的交期更新，尤其是目前供应有风险的MCU，晶振，LCD等物料，从供应商端更新交期和价格。4.周期备料：周期性按照客户的订单和Forecast情况，英蓓特会综合给出风险物料清单和建议备料清单给客户。经客户同意后，英蓓特会进行单次或周期性的备料，提前规划，避免风险。在我们的管控下，多次避险，在某些元器件在市场中大批量缺货时，仍然成功按时出货。也正因如此，在我们为世界上最畅销单片电脑树莓派RaspberryPi几年的供货期间内，我们始终保证了充足的供应，出货PCBA近千万片，几乎没有出现交期和质量问题。英蓓特采购经理SusanSheng表示：“在市场供应不稳定的情况下，英蓓特不仅仅可以提供的是敏锐的洞察力和及时的备料分析和行动力，还可提供最及时的信息和备料建议给到客户，让客户能快速的应对紧张的市场变化，确保物料供应和给客户的出货稳定。”产品已经上岸，后续物料短缺怎么办？如果在紧张的市场环境下，前期产品已经上市，后期预估不足，下游终端企业没有及时备料，已经产生了物料短缺的情况下，面临排产困难，客户订单有可能被取消，可以说是十万火急。此时，英蓓特可以帮客户解决燃眉之急，依托母公司安富利集团优势，我们会帮客户在安富利集团全球范围内寻求货源支持，同时英蓓特的工程团队还可以推荐合适的替代料方案给到客户，此外我们还提供替代料的方案验证服务，以确保能成功取代缺货物料。如何应对中美贸易战以及美国出口管制？受中美贸易战以及美国出口管制影响，很多终端客户开始考虑去美国化，与此将面临很大的替代成本。英蓓特可以在这方面为客户提供价值，我们的海外工厂已经成功运作两年，服务过数十家国内外有此需求的客户。伴随区域全面经济伙伴关系RCEP协定的签署，客户可充分享受这一政策的利好，进一步降低成本，出口进口将更加方便，将极大地增强竞争优势。此外，我们有专业的贸易合规的团队，可帮助客户规避贸易风险。如果客户想准备进入全球新市场，那么遵守所有适用贸易法律至关重要。英蓓特母公司安富利集团是供应链和物流领域公认的领导者，业务遍及全球每个地区，在全球贸易合规方面有突出的专长。关于英蓓特：英蓓特（安富利制造服务）是全球领先的嵌入式系统解决方案供应商，同时也是国家级高新技术企业，在嵌入式系统软硬件设计领域超过20年的经验。我们与全球领先的半导体供应商进行战略合作，开发、构建和推出基于最新技术的开发平台。我们与树莓派官方组织合作，为其提供树莓派制造服务超过6年，并为全球客户提供独家树莓派定制服务，帮助客户将想法转化为产品解决方案，减少了产品上市的时间、成本和复杂性。

压接线是所有线束制造商的技术，端子线作为常用的信号传输电子线束，在现代电器设备的应用中，几乎无处不在。在压接端子线的技术过程中，鑫鹏博凭借在电缆和线束组装多年的经验，一直严格要求精密压接电线技巧，确保所有压接端子线符合行业标准和客户要求。以下是压接端子线时应杜绝的一些不良问题讲解。压接端子线时应杜绝的10点问题：1.绝缘压接还需要完全支撑和包裹绝缘，而不会造成任何损坏或破坏绝缘。2.绝缘材料完全进入并延伸超过绝缘压接片。3.准备好的电线也必须处于稳固的工作状态-不能刮伤，切口，切断或损坏。4.电线保留在连接器中，压接压痕居中，绝缘压接还必须提供180度的侧面。5.电线不应扁平，不扭曲，弯曲，扭结或变形。6.绝缘应该没有任何捏，拉，磨损，变色，炭化和燃烧的迹象。7.绝缘层破损可能会导致导线出现安全问题以及潜在的危险。8.绝缘层没有切口或断裂。9.绝缘材料熔化成线股电线未通过压接固定。10.接触有明显的裂缝和裂缝，没有电线分离。转载自维库电子市场网。

电机的温度检测与控制在工业生产中有着至关重要的作用，目前国内缺乏针对电机转子温度进行实时在线监控的系统。而电机超时、超负荷的运转会导致电机温度急剧上升，轻则影响工业生产的安全性、稳定性，重则直接酝酿巨大的经济损失。由于电机内部的结构复杂，工作时转子高速运转，无法实现有线测量，所以大多数电机的温度监测系统还以非直接接触式的测量为主，但这些方法存在测量误差大、延时时间长等缺点。文中研究了一种基于TMP275的电机温度实时在线监测系统，以MSP430为处理器，通过红外无线发射模块，实现对电机设备温度实时在线监测，通过实验对比分析得出该系统测量高，误差小，响应速度快，运行可靠，可广泛应用于高仪器仪表控制系统中。1模块电路硬件设计1.1总体结构设计本设计以MSP430作为控制器，MSP430是一款超低功耗的单片机，采用+3.3V供电。特别适合应用与电池供电的长时间工作场合。通过TMP275对电机内部温度进行测量，送MSP430进行处理，并将处理结果送给固定在转子上的红外发射模块。固定在定子上的红外接收模块将接收到的数据送给上位机，实现实时在线监测，系统的总体结构框图如图1所示。1.2传感器采集电路的设计本设计采用的TMP275数字式温度传感芯片，采用+3.3V供电，同时集成I2C总线接口和16位AD转换电路。在-55～+127℃的工作温度范围内，TMP275数字传感器仅产生+0.5℃的误差;同时相对模拟型温度传感器，TMP275输出的数字信号便于直接送给控制器进行处理，避免了模-数转换电路的繁琐与实时性差的缺点。采集电路的设计如图2所示，其中A2、A1、A0是它的地址引脚，工作时将它们同时接地。芯片将采集的温度转换为16位的二进制数：第1位是符号位，紧接着是整数部分7位，小数部分4位，4位全是0。具体温度格式如下：+温度：0XXXXXXXXXXX0000;-温度：11XXXXXXXXXX0000。其中位代表符号位：0代表“+”，1代表“-”。1.3检测装置的安装红外收发装置由于工作的环境决定了它们都需要可靠的封装。封装时需要考虑到以下问题：防止电磁干扰对电路的影响，需要和足够的机械强度，方便安装固定，需要有一定的耐温性。该装置的安装如图3所示;温度传感器埋设在励磁绕组内部或者其他容易过热的点;红外发射模块通过螺钉固定在电机的转轴上，并用绝缘层隔开;红外接收装置安装在机座端部的内壁，尽量对准红外发射装置，以保证良好的接收。2软件设计软件部分主要包含：首先上电对控制器MSP430、TMP275传感芯片、LCD1602初始化，紧接着MSP430发送请求读取TMP275温度值的指令，如果MSP430未接收到来自TMP275发送的温度值，则MSP430再次发送请求读取温度指令，一直等待读取成功后将数值送给红外发送模块，等待红外发射模块成功将数值发射，红外接收模块等待数据的接收，确认数值接收成功后，将数据送给LCD1602显示模块和报警模块。以上就是本设计温度监控系统的整体软件流程方案。系统的整体流程图如图4所示。3实验结果本设计主要测试了温度传感器的度以及响应时间。3.1TMP275与DS18B20温度测量对比TMP275温度传感芯片工作温度在-55～+127℃，这里选取具有同样分辨率的单线-数字式的DS18B20温度传感器作为比较对象。将传感器埋在可控温度的密闭烘箱里，经过一定时间的温度变化，得到一系列测得温度和实际温度的数值，实验结果如表1所示。这里以PT100型铂电阻温度计测得的温度记为实际温度。从上表可以看出，在不同的温度下，DS18B20测量的温差为1.21℃，相对误差为7.49%，与DS18B20相比，TMP275测量的温差为0.48℃，相对误差为4.40%。综上，TMP275温度传感器的工作温度范围之内，测量高，相对误差小，完全满足对电机温度检测系统的要求。3.2TMP275响应时间的比较从控制器发送温度采集命令给温度芯片那一刻起到控制器接收到温度数据那一刻止，这一温度采集的过程所需要时间称之为传感器的响应时间。由于这里所涉及到的时间一般都比较短，所以必须要利用MSP430自带的计时器进行测量。从上位机MSP430发送温度采集命令后的那一刻开始计时到MSP430接收到温度数据那一刻计时停止，记为一个响应时间。通过实验测得PT100型铂电阻温度计、DS18B20与TMP275的响应时间。如表2所示。通过对上表实验数据可以看出，DS18B20响应慢，大概需要1250ms;而铂电阻温度计响应需660ms左右，相比以上两种传感器，TMP275响应时间仅需430ms。综上，TMP275温度传感器与单总线的DS18B20相比响应迅速，且快于铂电阻温度计的响应。因此基本认为TMP275对电机转子温度的监测是实时的。4结论本文针对国内电机转子温度监控系统的诸多缺陷，选用TMP275温度传感芯片通过红外传输技术设计出了、快速读取电机内部温度的检测系统。研制的温度监测系统工作可靠，可以达到所需要的控制，温度测量高、反应时间短，能够准确的远程传送数据，实现在线控制，具有较高的应用价值，可推广应用到发电厂、汽车发动机等领域。来源：维库电子市场网

通过“学中做，做中学”，即DIY的方式由浅入深的进去STM32单片机世界中。下面整理了电路城上8个STM32制作实例，完整的设计资料，从简单的之作开始，循序渐进的掌握STM32微控制器。1、基于STM32f401的遥控智能小车电路方案（pcb+源码）总体功能：遥控发送前进后退左转右转停止命令，可调速，小车响应；两个按键默认用来控制舵机正反转；遥控功能：采集摇杆按键电池电压，屏幕上显示相关数据；无线通信；小车功能：电池电压低，蜂鸣器持续报警；超声波检测距离障碍物近，蜂鸣器持续报警；蓝牙、oled、usb功能是预留的，提供给买家实现更多功能的可能性；https://www.cirmall.com/circuit/129812、基于STM32物联网智能家居系统（源码+原理图+bom清单）采用基于单片机的传感器信息采集技术，对外界的温度、湿度、光照强度、土壤湿度进行检测。如果温度过高，通过继电器控制风扇打开，反之关闭；如果湿度过低，通过继电器控制加湿器打开，反之关闭；如果土壤湿度过低，控制继电器打开水泵浇水，反之关闭；如果光照不足，打开LED补光。通过esp8266wifi模块可以联网，手机app可以远程查看数据。云平台采用的是机智云。https://www.cirmall.com/circuit/193713、[竞赛项目]基于STM32F4高速频谱分析仪完整版（原创）本系统是以STM32F407为核心，主要采用FIFO来做高速缓存。高速信号先通过AD采样，然后先将采样后的数据给FIFO先缓存处理，然后再通过STM32F407进行加Blackman预处理，再做1024个点FFT进行频谱分析，最后将数据显示在LCD12864上，以便进行人机交互！该系统可实现任意波形信号的频谱显示，以及可以自动寻找各谐波分量的幅值，频率以及相位并进行8位有效数据显示。https://www.cirmall.com/circuit/12534、基于STM8S003F3家用商用安防智能静音锁带断电开锁功能（含原理图、PCB及STM8源程序）该系统外接DC12V电源，经过DC-DC降压芯片MP2359转5V给系统各个部分供电。该系统的主控制器是STM8S003F3，通过主控制器读取门磁（干簧管）上的信号和光电开关上的信号来判断开门状态，再来控制步进电机开关门动作，实现整个系统的工作。系统使用三极管掉电检测电路来判断系统是否断电，只要系统一断电，会自动开锁。https://www.cirmall.com/circuit/62195、基于STM32F334C4T6为主控的MPPT控制器电路设计（原理图+pcb）输入电压:15~60V；输出电压:12\24v；输出电流:20A；电流精度:±0.5%；采用BUCK-BOOST拓扑……https://www.cirmall.com/circuit/185146、基于STM32F103设计的智能垃圾桶电路方案（原理图+源码+教程）1、呼唤“猫头鹰”-->应答“主人请吩咐”，板载RGB红灯亮，5秒内呼唤“旧报纸”->识别成功板载RGB绿灯亮，语音播报“可回收垃圾”，同时对应垃圾桶打开，延时5秒，垃圾桶合盖，RGB绿灯灭2、呼唤“猫头鹰”-->应答“主人请吩咐”，板载RGB红灯亮，5秒内呼唤“剩菜”->识别成功板载RGB绿灯亮，语音播报“厨余垃圾”，同时对应垃圾桶打开，延时5秒，垃圾桶合盖，RGB绿灯灭3、呼唤“猫头鹰”-->应答“主人请吩咐”，板载RGB红灯亮，5秒内呼唤“灯泡”->识别成功板载RGB绿灯亮，语音播报“有害垃圾”，同时对应垃圾桶打开，延时5秒，垃圾桶合盖，RGB绿灯灭4、呼唤“猫头鹰”-->应答“主人请吩咐”，板载RGB红灯亮，5秒内呼唤“瓜子壳”->识别成功板载RGB绿灯亮，语音播报“其他垃圾”，同时对应垃圾桶打开，延时5秒，垃圾桶合盖，RGB绿灯灭https://www.cirmall.com/circuit/185927、stm32f103cbt6+amg8833制作家用迷你红外相机电路方案设计（pcb+原理图）使用stm32f103cbt6+amg8833制作的迷你红外相机，LCD屏幕为0.96寸的st7735s，预留了TF卡接口、w25q64、两个按键和两个io口led灯没有开发，包含keil5代码，原理图和PCB，自带CH340E可以在串口助手打印温度数据，8*8红外像素插值放大到40*40，保留了两种封装的晶振焊盘二选一，另外还引出了5V供电接口开关可控，可以加锂电池和3.7V到5V升压模块。https://www.cirmall.com/circuit/168918、STM32数字电源Buck降压开关电源开发板配套资料CBK02405D是基于SMT32F334控制器设计的数字控制同步BUCK降压模块电源学习板，适合数字控制BUCK电源的入门学习与提高。输出恒压限流控制模式，具有PID与多零极点闭环控制。具备OVP/OCP/短路/输入欠压等保护，板上预留Vg、Vds、MOS电流、电感电流测试点。详细设计资料向设计者提供可靠丰富的BUCK电源设计应用参考。https://www.cirmall.com/circuit/18343

引言传统上把具有梯形波反电势的永磁同步电机称为直流无刷电机。直流无刷电机的转矩控制需要转子位置信息来实现有效的定子电流控制。而且，对于转速控制，也需要速度信号，使用位置传感器是直流无刷电机矢量控制的基础，但是，位置传感器的存在也给直流无刷电机的应用带来很多的缺陷与不便：首先，位置传感器会增加电机的体积和成本;其次，连线众多的位置传感器会降低电机运行的可靠性，即便是现在应用多的霍尔传感器，也存在一定程度的磁不敏感区;再次，在某些恶劣的工作环境、例如在密封的空调压缩机中，由于制冷剂的强腐蚀性，常规的位置传感器根本无法使用;，传感器的安装还会影响电机的运行性能，增加了生产的工艺难度。无位置传感器控制技术是近30年来无刷直流电机(BLDCM)研究的一个重要方向。论述了国内外BLDCM无位置传感器控制的研究现状。着重介绍了目前应用和研究较多的几种常规方法的基本原理、实现途径、应用场合以及优缺点等，并对它们作了综合分析和比较。无位置传感器控制就是在没有机械式位置传感器的情况下进行的控制。此时，作为逆变器开关换向导通时序信号的转子位置信号仍然是必不可少的，只不过不再由位置传感器来提供，而应该由新的位置信号检测措施来代替，即以提高电路和控制的复杂性来降低电机结构的复杂性。目前，BLDCM无位置传感器控制研究的是构架转子位置信号检测电路，从软硬件两方面间接获得可靠的转子位置信号，从而触发导通相应的功率器件，驱动电机运转。到目前为止，在众多的位置信号检测方法中，应用和研究较多的主要有定子电感法、速度无关位置函数法、反电势法、基波电势换向法和状态观测器法等。1基于反电势的转子位置检测方案无刷直流电机(BushlessDCMotor，BLDCM)具有无换向火花、运行可靠、维护方便、结构简单等优点，因而在很多场合得到了广泛应用。但是传统的BLDCM需要一个附加的位置传感器来控制转子位置，这给其应用带来了很多不利的影响。BLDCM的无位置传感器控制在近30年中一直是国内外较为热门的研究课题[1]。目前，对于BLDCM的无位置传感器控制，针对不同的性能要求和应用场合，人们已经提出了多种不同的控制理论和实现方法，例如定子电感法、速度无关位置函数法、反电势法、基波电势换向法、状态观测器法等。本文在简要论述BLDCM无位置传感器控制研究现状的基础上，详细介绍了目前应用和研究较多的几类方法的基本原理、实现途径、应用场合及优缺点。当电机速度大于零时，每个电周期内某相反电势为零的位置只有两个，可以从图1所示通过过零点时反电势的斜率来区分这些位置，每一段对应电周期内的60°区间。换向发生在每一段的边界处，反电势过零点和需要换向的位置之间有30°的偏移，需要对其进行补偿。图1反电势过零点在任一时刻只有两相通电，且流经这两相的电流相反，图2所示为W相用于反电势检测时的情况。当U相内流经正向电流(定义为流向星型连接中心点的电流)，V相内流经负相电流时，对应图1中区间6Q和1Q时，此置位的1动作。假设通电相的两端总是对称地分别连接到DC电源地两个端点上，则星型连接中心点的电压总是1/2VDC，与加在这两个通电相绕组上的电压极性无关。图2W相用于反电势检测上述方法很容易通过硬件实现，即通过分压电路对三相的端电压和VDC分别进行采样，并将采样值送入比较器的比较端口，得到的过零点时刻即为1/2VDC的时刻。使用一个可用的定某相反电势经过时器测量60°(即两次反电势过零点之间)的时间。2DSP控制方案的系统实现2.1TMS320LF240x芯片简介TMS320LF240x系列DSP是TI公司为满足大范围的数字电动机控制(DMC)应用而设计的。该芯片具有高性能的16位定点DSP内核，采用改进的哈佛总线结构，具有专门的硬件乘法器，采用流水线操作，具有30MIPS的处理能力，大多数指令在单周期内即可执行完成。TMS320LF240x可以实现用软件取代模拟器件，完成复杂的控制算法，方便地修改控制策略，修正控制参数，能满足无传感器直流无刷电机控制系统对实时控制的要求。2.2DSP控制系统的硬件实现DSP系统由TMS320LF2407A与仿真口(JTAG)等外围电路构成。DSP内部已有32K字的FlashROM，但为了调试的方便(FlashROM中的程序不能设置断点，且需专门的程序)，外加了程序RAM，在程序经多次调试，成熟可靠时可写人内部的FlashROM，通过设置相应的跳线，DSP复位时即可从内部的FlashROM来执行程序。DSP片上有544字的双口RAM(DARAM)，全部配置到数据空间，将程序中频繁存取的变量分配到这部分双口RAM中，以提高处理的速度。DSP片上还有2K字的单口RAM(SARAM)配置到数据空间，也用来存放临时变量。图3是根据前述控制原理设计的基于DSP的直流无刷电机控制系统。该系统主要由直流无刷电机、功率变换器电路、电机转子位置检测电路、各种保护电路以及以TMS320LF240x为的数字控制器等构成，其中功率变换器电路由整流滤波电路、逆变器电路(IPM功率模块)和相应的保护电路组成。图3DSP控制系统逆变器电路中的IPM模块集成了多种保护功能，如过电压保护、欠电压保护以及过流保护等，当达到保护阈值时，IPM模块通过FO引脚输出一个低电平信号，并将此低电平信号送入DSP的PDPINTx引脚，触发功率驱动保护中断，将所有PWM输出引脚设置为高阻态，以此来关断驱动信号，起到保护电路的作用。转子位置检测电路采用1/2电压采样法来实现，对电机的三相端电压及直流母线电压分别进行采样，并将采样结果送入比较器进行比较，从而得到过零点的时刻，其结果送入DSP的捕捉端口中。2.3DSP控制系统的软件设计本控制系统采用速度、电流双闭环的控制结构。由于采用了面向电机控制的高速DSP，无论是速度环的设计，还是电流环的实现，以及各种反馈信号的处理和PWM控制信号的产生，均采用了数字信号处理技术，用软件实现硬件电路的功能，完成直流无刷电机的实时控制。控制系统的软件设计主要包括DSP初始化程序和电机控制程序两部分。DSP初始化程序主要完成系统时钟的设定，中断向量的定义，I/O端口的初始化，控制寄存器的设置以及各功能模块的初始化等;电机控制程序主要负责电机的启动控制、速度电流双闭环控制、系统监控和故障处理等，因此电机控制程序包括启动子程序、电流和位置检测中断服务子程序、速度控制子程序、电流控制子程序、PWM调制子程序以及系统监控和故障处理子程序等。进行各种反馈信号的检测是构成双闭环控制的前提。位置信号、电流信号的检测分别由位置检测中断服务程序和电流检测中断服务程序来实现，转速的检测通过软件计算间接获得。为了提高系统的动态性能和稳态。其控制环路简图如图4所示。图4电流和速度控制环路PWM调制子程序根据检测到的转子位置信号和电流信号通过事件管理器(EV)产生PWM调制信号。通过定时器控制寄存器TxCON中的位模式将通用定时器的计数模式设置为连续增/减计数模式以产生对称的PWM波形。来源：维库电子市场网

无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性，同时也是频率变化的装置，所以又名直流变频，国际通用名词为BLDC。无刷直流电机的运转效率、低速转矩、转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好，所以值得业界关注。整理了9个无刷电机驱动方案，一起学习吧。1、完整资料开源，支持有感驱动和无感驱动的无刷直流电机驱动器BLDC无刷驱动器，以stm8s为MCU,该系统带LED显示，按键输入，可以支持有感驱动和无感驱动，可以开环线性调节，也可以闭环PID控制，带过流、过压保护。https://www.cirmall.com/circuit/86802、BLDC无刷电机驱动器基于德州仪器的栅极驱动芯片DRV8323绘制的无刷电机控制器，桥管采用恩智浦公司PSMN1R840YLC,内阻1.8mΩ，全3D封装，引出霍尔传感器或编码器接口，自带电流反馈，标示完善，已打板验证可用。https://www.cirmall.com/circuit/139763、L33036B直流无刷电机驱动器该L33036B直流无刷电机驱动器采用摩托罗拉公司生产的LM33036B作为此次控制板的主控芯片，该控制板结合单片机控制，可以对电机的转速，正反转进行控制，并且具有过电压和过电流保护的功能。控制板的直流供电电压范围是36~100VDC，该控制板仅适用于有霍尔模式。适用36V电机时输出5A电流控制板没问题。https://www.cirmall.com/circuit/94714、自制无人机电调，无刷电机驱动器1、使用stm8s003作为控制芯片。2、mos管驱动采样fd6288桥式驱动芯片。3、采用反电动势过零点进行换相。4、本人测试1400KV电机，8060桨叶，95%占空比运行，电流10A，升力（没有实际测试，但是一个电机就足以把一整个四旋翼带飞）。5、提供完整电路和PCB，提供基本运行程序（烧录即可运行，通过改变变量speed(1--1000)即可改变pwm占空比），ps（pwm为20K）……https://www.cirmall.com/circuit/99815、大功率10A直流无刷电机驱动器大功率直流无刷电机驱动器，输出电流可达10A.采用12V供电。对学习无刷电机具有很大的参考意义。桥上驱动电路采用芯片驱动，性能稳定，安全性高。PCB已经量产，无需修改https://www.cirmall.com/circuit/108656、无刷直流电机驱动控制电路及代码基于线性霍尔反馈的无刷直流电机驱动板，针对Falhaber电机设计，可用于机械手等精密控制。采用XilinxZYNQ控制器，ARM+FPGA架构。可实现4个无刷电机速度控制和位置控制，采用方波驱动或正弦方式驱动。基于线性霍尔的位置检测，AD转换器SPI接口。与上位机采用CAN、RS232方式通信。https://www.cirmall.com/circuit/89967、带霍尔直流无刷电机驱动板BLDC驱动板设计资料该电路使用霍尔传感器，BLDC驱动板滑板车驱动板最大功率600W含有STM32固件驱动样例。特点如下：连接简单，学习上手很快。支持各类直流无刷电机BLDC，如，滑板车电机、电动车电机、光轴BLDC电机、硬盘电机也是这类电机等一切带霍尔的直流无刷电机。12~60V输入电压，最大电流10A，最大功率600W。https://www.cirmall.com/circuit/86968、直流无刷电机（BLDC）驱动器（原理图+PCB源文件+示例代码+通信协议）一款小功率的BLDC驱动器。支持模式：有霍尔和无霍尔两种；速度信号：0-5V的模拟量（0-100%的PWM）或modbus两种选择方式；使能和正反转信号：开关量或者modbus两种选择方式；速度反馈信号：可变频率的脉冲，每换相一次会出现一个跳变沿，或者使用modbus读取；电机供电电压和电流：通过modbus读取；该模块可作为开发板来学习BLDC的控制。https://www.cirmall.com/circuit/60279、基于DSP28034设计的200W直流无刷电机驱动器（原理图+pcb）此驱动器为实验板，可用于额定功率：200W，额定电压：90V的直流无刷电机，也可降额使用。驱动器功能主要有：基于TI-DSP28034芯片；留有正反转控制接口，停转信号接口；留有外部电压调速接口，可以线性调节转速；具有母线电流检测功能，可检测范围0~10A，可通过更换芯片更改检测量程；具有一路相线电流检测功能，功能同母线检测；具有母线电压检测功能，可设置过压或欠压保护；采用冗余设计，单相采用双路mos控制，可防止单个器件损坏导致驱动器工作故障；具有CAN通信功能，可以实现数据传输；电路上高压与低压分区设计，防止高压对低压的干扰；CPU有按键复位，方便测试；AD基准采用外部电源基准芯片提供，有助于提高采样精度。https://www.cirmall.com/circuit/18925

传统的直流电机具有运行效率高、调速性能好等诸多优点因而在工业传动中占据着重要的地位，但其本身固有的机械换相器和电刷导致了电机容量有限、噪音大、容易产生火花和可靠性差等缺点。随着计算机技术和微电子技术的发展，无刷直流电动机用位置传感器和电子换相器取代了有刷直流电动机的电刷和机械换向器，同时很好的保持了传统直流电机的优点且具有比有刷直流电机更高的运行效率。因此直流无刷电机一经产生就在工业生产中取得了广泛的应用，尤其在节能减排已成为时代主题的今天，无刷直流电机高效率的特点更显示了其巨大的应用价值。1全数字双闭环直流调速系统简介在稳态的情况下，直流电动机仅仅采用单闭环转速PI调节就可以在保证直流调速非常系统稳定的前提下实现转速没有静差，即输出完全跟随输入。但在快速起制动、抗干扰能力强等控制系统对动态性能要求较高时，因电动机在单闭环系统中电流和转矩的动态过程不能得到及时有效的控制，因而需在控制系统中设置一个电流调节环用于调节电流。所以控制系统中有转速调节环、电流调节环两个调节环，且这两个调节环之间实行嵌套连接。图1及图2分别为模拟控制与全数字控制下双闭环控制系统的结构框图和双闭环直流调速系统结构框图。2控制系统整体构成全数字双闭环无刷直流电动机控制系统主要由ARM嵌入式处理器、LCD触摸屏、光电耦合电路、驱动电路、逆变电路、电流检测电路、直流无刷电机位置信号检测环节以及控制电路组成。本设计中的ARM处理器为其内核为Atmel公司的ARM9系列32位CPUAT91SAM9261S，它采用5级整数流水线，主频可达300MIPS，支持WindowsCE、Linux、PalmOS等多种主流嵌入式操作系统，在工业控制、检测设备和仪器仪表等需要高速数字信号处理的场合运用非常广泛。无刷直流电机控制系统整体框图如图3所示。当系统处在运行状态时，通过电阻给定转速信号，并经触摸屏实时显示及P、I参数设定，发出运行指令(如起动、正转、制动)。根据霍尔传感器检测到的电机位置信号控制换相，并计算电动机的转速来改变控制器的输出信号，从而调整电机的运行状态。电流检测环节主要是实现转速、电流双闭环控制和过流保护，从外部检测到的电流信号经过采样后，经放大、滤波送到A/D转换器进行模数转换，控制单元根据检测到的电流大小来调整电流调节器的输出。当出现过流故障时，电流检测电路会发出故障指示信号，送入ARM处理器进行处理。3硬件各模块设计3.1光耦隔离电路控制信号一般为10～20kHz左右的PWM波，为了减少电磁干扰对ARM处理器的影响，需采用高速光耦进行隔离、整形和电平转换。本设计采用6N137光耦，开关时间75ns，光耦隔离电路如图4所示。3.2逆变电路功率逆变电路采用三相星形全桥逆变电路，如图5所示。由6只IRF530NMOOSFET构成三相逆变桥，其中每只MOSFET功率管两端反并联一只二极管，用于续流和缓冲。低侧三只MOSFET管并联后串接一个小电阻Rs用作电流采样。3.3位置及速度检测本设计中直流无刷电机位置信号的检测采用霍尔位置传感器，即无刷直流电动机自带的位置传感器，其输出侧通常采用漏极开路，所以必须在它的输出上接上相应的上拉电阻。根据式1计算出两次换相间隔期间的平均角速度，然后在软件程序中换算成r/min，或直接根据△t计算出多少r/min。△t一般较小，可以通过采样对PWM波计数的方式来确定△t。3.4电流检测与保护电路电流检测与保护电路如图6所示。IR2130带有电流电流放大器和过流输入保护环节，可以对电流采集信号进行放大。当过电流发生时，送到过电流检测引脚的电压高于0.5V，此时R2130内部的过电流比较器迅速翻转，逻辑故障处理单元输出低电平，六路输入信号被锁存，基于ARM的全数字双闭环无刷直流电动机控制系统设计管脚输出故障指示，故障时输出为低电平，六路输出驱动信号全为低电平，功率管进入全关断状态，使器件得到保护。欠压保护的工作过程与过流保护的工作过程类似。4控制系统软件设计电机换相控制程序砑有2种设计方法，电机转速不高和电机转速较高。当电机转速不高时，换相周期较长，PWM周期远高于电机换相周期，这样可在每一个PWM周期对霍尔信号输入进行查询，判断是否需要换相，并设定一个计数器记录两次换相期间的PWM周期数用于计算转速。当电机转速较高时，两次换相期间相隔PWM周期数不多，查询换相的方法会导致换相不及时且影响转速计算，需通过中断的方法进行换相，在需要速度调节时直接通过中断接口函数读取速度值。在应用程序中加入中断响应事件消息响应函数，若中断发生，则进入中断子程序并设置相应故障参数。控制系统主程序流程图如图7所示。5结束语无刷直流电动机用位置传感器和电子换相器取代了电刷和机械换向器，有效降低了噪音，避免了火花的产生，提高了控制系统可靠性。本设计对全数字双闭环无刷直流电动机的控制系统的软、硬件都做了详细介绍，以ARM为主处理器使得整个系统的运行效率更高、性能更稳定。实验室模拟结果表明，该系统具有较好的控制可靠性、良好的动态性能及系统稳定性。来源：维库电子市场网

本文主要介绍基于现场可编程门阵列及EDA方法学的永磁无刷直流电机控制系统的电子电路设计。FPGA是一种高密度可编程逻辑器件，其逻辑功能的实现是通过把设计生成的数据文件配置进芯片内部的静态配置数据存储器来完成的，具有可重复编程性，可以灵活实现各种逻辑功能。与ASIC不同的是，PCA本身只是标准的单元阵列，没有一般IC所具有的功能，但用户可以根据需要，通过专门的布局布线工具对其内部进行重新编程，在短的时间内设计出自己专用的集成电路，从而大大提高了产品的竞争力。由于它以纯硬件的方式进行并行处理，而且不占用CPU资源，所以可以使系统达到很高的性能。这种新的设计方法可以把A／D接口、驱动器接口、通信接口集成在一块芯片上，同时在算法上完成位置、速度甚至电流算法，从而实现真正的片上可编程系统（SoPC）。这将成为下一代高性能伺服控制器集成化设计的一个趋势。下面针对永磁无刷直流电机模块化设计的思想，介绍基于FPGA的控制系统的电子电路设计方法，其控制系统结构如图1所示。电路由电源模块，电压转化模块，FPCA模块，驱动电路模块，斩波电流、电压检测模块，绕组电流检测模块，A／D模块，通信模块，外扩存储器模块等部分组成。永磁无刷直流电机电枢电流检测信号调理电路和DC／DCBUCk变换器输出电压检测信号调理电路参见图3－16c和d，其功率电路如图3所示。首先，由FPGA产生5路PWM波，其中3路用于永磁无刷直流电机换相，1路用于斩波，另1路用于再生能耗调节制动电流。三相换相PWM经驱动电路控制电机的换相，这3路PWM只用于换相不进行调制，由斩波环节进行调制。电机绕组电流经求偏、放大、滤波通过A／D（ADS7864）转换进人FPGA（XC3S200），经PID调节器控制电流环；同样，斩波电压电流经滤波通过A／D转换也进人FPGA。图2所示为FPCA的系统电路，XCF02S为FPGAXC3S200的配置芯片，TPS767D325是电源芯片，将＋5V电源电压转换为＋2.5V和＋3.3V供给FPGA，电源芯片LM317将＋5V电源电压转换为＋1.2V供给FPGA；FPGA的时钟选为50MHz，晶体振荡器为50MHz有源晶振，输出的时钟信号电压的高电平为＋3.3V。来源：维库电子市场网

对于电工电气初学者来说，如何看懂电路图，在这里提供一些方法供大家参考。看电气控制电路图一般方法是先看主电路，再看辅助电路，并用辅助电路的回路去研究主电路的控制程序。1．看主电路的步骤第一步：看清主电路中用电设备。用电设备指消耗电能的用电器具或电气设备，看图首先要看清楚有几个用电器，它们的类别、用途、接线方式及一些不同要求等。第二步：要弄清楚用电设备是用什么电器元件控制的。控制电气设备的方法很多，有的直接用开关控制，有的用各种启动器控制，有的用接触器控制。第三步：了解主电路中所用的控制电器及保护电器。前者是指除常规接触器以外的其他控制元件，如电源开关（转换开关及空气断路器）、万能转换开关。后者是指短路保护器件及过载保护器件，如空气断路器中电磁脱扣器及热过载脱扣器的规格、熔断器、热继电器及过电流继电器等元件的用途及规格。一般来说，对主电路作如上内容的分析以后，即可分析辅助第四步：看电源。要了解电源电压等级，是380V还是220V，是从母线汇流排供电还是配电屏供电，还是从发电机组接出来的。2．看辅助电路的步骤辅助电路包含控制电路、信号电路和照明电路。分析控制电路。根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求，逐一找出控制电路中的其他控制环节，将控制线路“化整为零”，按功能不同划分成若干个局部控制线路来进行分析。如果控制线路较复杂，则可先排除照明、显示等与控制关系不密切的电路，以便集中精力进行分析。第一步：看电源。首先看清电源的种类．是交流还是直流。其次．要看清辅助电路的电源是从什么地方接来的，及其电压等级。电源一般是从主电路的两条相线上接来，其电压为380V。也有从主电路的一条相线和一零线上接来，电压为单相220V；此外，也可以从专用隔离电源变压器接来，电压有140、127、36、6.3V等。辅助电路为直流时，直流电源可从整流器、发电机组或放大器上接来，其电压一般为24、12、6、4.5、3V等。辅助电路中的一切电器元件的线圈额定电压必须与辅助电路电源电压一致。否则，电压低时电路元件不动作；电压高时，则会把电器元件线圈烧坏。第二步：了解控制电路中所采用的各种继电器、接触器的用途，如采用了一些特殊结构的继电器，还应了解他们的动作原理。第三步：根据辅助电路来研究主电路的动作情况。分析了上面这些内容再结合主电路中的要求，就可以分析辅助电路的动作过程。控制电路总是按动作顺序画在两条水平电源线或两条垂直电源线之间的。因此，也就可从左到右或从上到下来进行分析。对复杂的辅助电路，在电路中整个辅助电路构成一条大回路，在这条大回路中又分成几条独立的小回路，每条小回路控制一个用电器或一个动作。当某条小回路形成闭合回路有电流流过时，在回路中的电器元件（接触器或继电器）则动作，把用电设备接人或切除电源。在辅助电路中一般是靠按钮或转换开关把电路接通的。对于控制电路的分析必须随时结合主电路的动作要求来进行，只有全面了解主电路对控制电路的要求以后，才能真正掌握控制电路的动作原理，不可孤立地看待各部分的动作原理，而应注意各个动作之间是否有互相制约的关系，如电动机正、反转之间应设有联锁等。第四步：研究电器元件之间的相互关系。电路中的一切电器元件都不是孤立存在的而是相互联系、相互制约的。这种互相控制的关系有时表现在一条回路中，有时表现在几条回路中。第五步：研究其他电气设备和电器元件。如整流设备、照明灯等。综上所述，电气控制电路图的查线看图法的要点为：（1）分析主电路。从主电路人手，根据每台电动机和执行电器的控制要求去分析各电动机和执行电器的控制内容，如电动机启动、转向控制、制动等基本控制环节。（2）分析辅助电路。看辅助电路电源，弄清辅助电路中各电器元件的作用及其相互间的制约关系。（3）分析联锁与保护环节。生产机械对于安全性、可靠性有很高的要求，实现这些要求，除了合理地选择拖动、控制方案以外，在控制线路中还设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。（4）分析特殊控制环节。在某些控制线路中，还设置了一些与主电路、控制电路关系不密切，相对独立的某些特殊环节。如产品计数装置、自动检测系统、晶闸管触发电路、自动调温装置等。（http://www.diangon.com/版权所有）这些部分往往自成一个小系统，其读图分析的方法可参照上述分析过程，并灵活运用所学过的电子技术、交流技术、自控系统、检测与转换等知识逐一分析。（5）总体检查。经过“化整为零”，逐步分析了每一局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，还必须用“集零为整”的方法，检查整个控制线路，看是否有遗漏。最后还要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，以达到清楚地理解电路图中每一电气元器件的作用、工作过程及主要参数。1、先要知道这个设备是如何操作的、使用的、工作的；2、看这个设备的电路框图，弄清楚框图之间的联系、关系、相互作用，用你了解的“设备的操作、使用、工作”来理解分析框图；3、进入一个个框图的具体电路。找框图的电源端、信号的输入输出端、……4、打开设备的实际电路，先对应框图找相应部分电路，把实际电路按框图分成几个部分；5、进入一个个部分电路，对照电路图，找相应元器件的位置，不断反复理解记忆实际电路中各个主要元件的作用、工作、可能故障表现；6、最终实现电路图、实际电路的理解和故障维修！转载自维库电子市场网。

挑选了6个经典案列一一讲解，只要你彻底的学透了这几个电路，你就能慢慢学着自己设计电路了。高级电工考试会给出电路图，只要你会分析电路图，看图接线即可。星三角降压启动这个是手动控制的接线图，主线部分的接线一定要注意相序，启动时电机星型接法，运行的时候是三角形接法。右边的控制线部分，KMY和KM△要互锁，启动按钮SB2按下去以后，KM一直是自锁状态，几秒延时以后我们手动按下SB3，这时候KMY线圈失电，同时KM△自锁。SB3的按钮开关常开点串KM△的线圈常闭点串KMY的线圈。这个是带延时继电器的星三角带延时继电器的星三角更加方便，接线和上图的手动控制类似，只不过把按钮开关换成了延时继电器。按钮开关SB2按下去以后KM1自锁，同时延时继电器的线圈得电启动，延时继电器KT常闭点串KM2线圈，KT常开点串KM3线圈，延时时间到了以后KM3自锁。KM3的辅助常闭点串延时继电器的线圈，所以启动完成后，延时继电器也会断电。控制电机正反转完整接线这个电路用的非常多，其实就是接触器自锁和互锁的结合应用。KM1和KM2的线圈分别串彼此的辅助常闭点。一般实际应用的时候，SB2和SB3两个按钮也要机械互锁。双重互锁更加的安全。一键启停这个电路没有太大的实用性，但是非常适合学习。2个中间继电器和一个交流接触器，我们看一下电路，2个继电器互锁，KA1的线圈串KM的辅助常闭点，KA2的线圈串KM的辅助常开点。所以按下SB按钮开关KA1自锁，同时KA1的常开点闭合KM自锁，实现了启动操作。然后再按下SB按钮开关，KA2又会自锁，KA2的常闭点会断开，而KA2的常闭点是串的KM的线圈，所以同时KM线圈失电，实现停止操作。小车自动往返电路这个电路也很经典，其实它是控制电机正反转的加强版。利用行程开关实现自动往返的效果，按下SB1启动按钮KM1自锁，小车开始正向走，当碰到限位开关SQ1时，KM1线圈失电KM2自锁，小车又反向运行。只要不按下SB3这个停止按钮，它就会循环运行。星三角加正反转星三角我上图分析过了，控制电机正反转也分析过了。两图合一就是这个图了，喜欢的朋友可以自己学着分析一下。转载自维库电子市场网。

一、H桥驱动电路图1h桥式电机驱动电路图1中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“h桥式驱动电路”是因为它的形状酷似字母h.4个组成h的4条垂直腿，而电机就是h中的横杠(注意：图1及随后的两个图都只是示意图，而不是完整的，其中三极管的驱动电路没有画出来。如上图所示，h桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。例如，如图2所示，当q1管和q4管导通时，电流就从正极经q1从左至右穿过电机，然后再经q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。图2h桥电路驱动电机顺时针转动当三极管q1和q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。图3h桥电路驱动电机逆时针转动图3所示为另一对三极管q2和q3导通的情况，电流将从右至左流过电机。当三极管q2和q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。二、使能控制和方向逻辑驱动电机时，保证h桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。如果三极管q1和q2同时导通，那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时，电路中除了三极管外没有其他任何负载，因此电路上的电流就可能达到值(该电流仅受电源性能限制)，甚至烧坏三极管。图4具有使能控制和方向逻辑的h桥电路基于上述原因，在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。图4所示就是基于这种考虑的改进电路，它在基本h桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。4个与门同一个“使能”导通信号相接，这样，用这一个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门通过提供一种方向输人，可以保证任何时候在h桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。(与前面的示意图一样，图4所示也不是一个完整的电路图，特别是图中与门和三极管直接连接是不能正常工作的。)采用以上方法，电机的运转就只需要用三个信号控制：两个方向信号和一个使能信号。如果dir-l信号为0,dir-r信号为1,并且使能信号是1,那么三极管q1和q4导通，电流从左至右流经电机(如图5所示);如果dir-l信号变为1,而dir-r信号变为0,那么q2和q3将导通，电流则反向流过电机。图5使能信号与方向信号的使用实际使用的时候，用分立件制作h桥式是很麻烦的，好在现在市面上有很多封装好的h桥，接上电源、电机和控制信号就可以使用了，在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。比如常用的l293d、l298n、ta7257p、sn754410等。转载自维库电子市场网。

1概述随着风电技术的不断成熟与发展，变桨距风力发电机的优越性显得更加突出：既能提高风力机运行的可靠性，又能保证高的风能利用系数和不断优化的输出功率曲线。采用变桨距机构的风力机可使叶轮重量减轻，使整机的受力状况大为改善，使风电机组有可能在不同风速下始终保持转换效率，使输出功率，从而提高系统性能。随着风电机组功率等级的增加，采用变桨距技术已是大势所趋。目前变桨执行机构主要有两种：液压变桨距和电动变桨距，按其控制方式可分为统一变桨和独立变桨两种。在统一变桨基础上发展起来的独立变桨距技术，每支叶片根据自己的控制规律独立地变化桨距角，可以有效解决桨叶和塔架等部件的载荷不均匀问题，具有结构紧凑简单、易于施加各种控制、可靠性高等优势，越来越受到国际风电市场的欢迎。兆瓦级变速恒频变桨距风电机组是目前国际上技术比较先进的风力机型，从今后的发展趋势看，必然取代定桨距风力机而成为风力发电机组的主力机型。其中变桨距技术在变速恒频风力机研究中占有重要地位，是变速恒频技术实现的前提条件。研究这种技术，可以提高风电机组的柔性，延长机组的寿命，是目前国外研究的热点，但是国内对此研究甚少。对这一前瞻性课题进行立项资助，掌握具备自主知识产权的独立变桨控制技术，对于打破发达国家对先进的风力发电技术的垄断，促进我国风力发电事业的进一步发展都将具有重要意义。为了获得足够的起动条件，在变桨距系统中需要具有高可靠性的控制器，本文中采用了OMRON公司的CJ1M系列可编程控制器(PLC)作为变桨距系统的控制器，设计了PLC软件程序，并在国外某知名风电公司风力发电机组上作了实验。2变桨距风力机及其控制方式变桨距调速是现代风力发电机主要的调速方式之一，变桨距风力发电机的简图如图1所示。调速装置通过增大桨距角的方式减小由于风速增大使叶轮转速加快的趋势。当风速增大时，变桨距液压缸动作，推动叶片向桨距角增大的方向转动使叶片吸收的风能减少，维持风轮运转在额定转速范围内。当风速减小时，实行相反操作，实现风轮吸收的功率能基本保持恒定。液压控制系统具有传动力矩大、重量轻、刚度大、定位、液压执行机构动态响应速度快等优点，能够保证更加快速、准确地把叶片调节至预定节距[4][5]。目前国内生产和运行的大型风力发电机的变距装置大多采用液压系统作为动力系统。变桨距控制器的原理框图如图2所示。在发动机并入电网之前由速度控制器根据发动机的转速反馈信号进行变桨距控制，根据转速及风速信号来确定桨叶处于待机或顺桨位置;发动机并入电网之后，功率控制器起作用，功率调节器通常采用PI(或PID)控制，功率误差信号经过PI运算后得到桨距角位置。当风力机在停机状态时，桨距角处于90毅的位置，这时气流对桨叶不产生转矩;当风力机由停机状态变为运行状态时，桨距角由90毅以一定速度(约1毅/s)减小到待机角度(本系统中为15毅);若风速达到并网风速，桨距角继续减小到3毅(桨距角在3毅左右时具有风能吸收系数);发电机并入电网后，当风速小于额定风速时，使桨距角保持在3毅不变;当风速高于额定风速时，根据功率反馈信号，控制器向比例阀输出-10~+10V的电压，控制比例阀输出流量的方向和大小。变桨距液压缸按比例阀输出的流量和方向来操纵叶片的桨距角，使输出功率维持在额定功率附近。若出现故障或有停机命令时，控制器将输出迅速顺桨命令，使得风力机能快速停机，顺桨速度可达20毅/s。3变桨控制器的设计3.1系统的硬件构成本文采用国外某知名风电公司风力发电机组作为实验对象，其额定功率为550kW，采用液压变桨系统，液压变桨系统原理图如图猿所示。从图猿中可以看出，通过改变液压比例阀的电压可以改变进桨或退桨速度，在风力机出现故障或紧急停机时，可控制电磁阀J-B闭合、J-A和J-C打开，使储压罐1中的液压油迅速进入变桨缸，推动桨叶达到顺桨位置(90毅)。本系统中采用OMRON公司的CJ1M系列PLC。发电机的功率信号由高速功率变送器以模拟量的形式(0耀10V对应功率0耀800kW)输入到PLC，桨距角反馈信号(0耀10V对应桨距角0耀90毅)以模拟量的形式输入到PLC的模拟输入单元;液压传感器1、2也要以模拟量的形式输入。在这里选用了4路模拟量的输入单元CJ1W-AD041;模拟量输出单元选用CJ1W-DA021，输出信号为-10耀+10V，将信号输出到比例阀来控制进桨或退桨速度;为了测量发电机的转速，选用高速计数单元CJW-CT021，发电机的转速是通过检测与发电机相连的光电码盘，每转输出10个脉冲，输入给计数单元CJW-CT021。3.2系统的软件设计本系统的主要功能都是由PLC来实现的，当满足风力机起动条件时，PLC发出指令使叶片桨距角从90毅匀速减小;当发电机并网后PLC根据反馈的功率进行功率调节，在额定风速下保持较高的风能吸收系数，在额定风速之上，通过调整桨距角使输出功率保持在额定功率上。在有故障停机或急停信号时，PLC控制电磁阀J-A和J-C打开，J-B关闭，使得叶片迅速变到桨距角为90毅的位置。风力机起动时变桨控制程序流程如图4所示。当风速高于起动风速时PLC通过模拟输出单元向比例阀输出1.8V电压，使叶片以0.9毅/s的速度变化到15毅。此时，若发电机的转速跃800r/min或者转速持续1min跃700r/min，则桨叶继续进桨到3毅位置。PLC检测到高速计数单元的转速信号大于1000r/min时发出并网指令。若桨距角在到达3毅后2min未并网则由模拟输出单元给比例阀输出-4.1V的电压，使桨距角退到15毅位置。发电机并上电网后通过调节桨距角来调节发电机输出功率，功率调节程序流程图如图5所示。当实际功率大于额定功率时，PLC的模拟输出单元CJ1W-DA021输出与功率偏差成比例的电压信号，并采用LMT指令使输出电压限制在-4.1V(对应变桨速度4.6毅/s)以内。当功率偏差小于零时需要进桨来增大功率，进桨时给比例阀输出的电压为1.8V(对应变桨速度0.9毅/s)。为了防止频繁的往复变桨，当功率偏差在依10kW时不进行变桨。来源:维库电子市场网

想做一个好的电子发烧友，玩转各种DIY作品，怎么能不会一两个开关设计呢！一个好的开关设计在整个电子作品中起着不可描述的作用。本次搜集的开关设计主要包括远程智能开关以及各类传感器开关等，适合大部分发烧友把玩。1、WIFI监控开关--智能开关选择HLW8032为电能计芯片。可以测量有功功率、视在功率、电流和电压有效值；有功电能脉冲PF管脚输出；在1000：1的动态范围内，有功功率的测量误差达到0.2%；在1000：1的动态范围内，有效电流的测量误差达到0.5%；在1000：1的动态范围内，有效电压的测量误差达到0.5%；内置频率振荡器；内置电压参考源；内置电源监控电路；UART通讯方式。https://www.cirmall.com/circuit/144142、单键开关电路设计一键开关机（PCB/原理图工程文件）超小体积设计。最高支持6V电压。电流根据使用的MOS管决定电流大小。板载有大小MOS兼容封装设计，线路开窗，以提高电流及模块稳定性。模块使用非常方便，按照图示箭头及接口的正负极接好供电电源及用电设备，单击按键就可以实现设备的通电与断电功能。https://www.cirmall.com/circuit/78453、智能离线语音开关电路方案智能开关是目前市场上慢慢普及的一种开关，目前市场上常见的有WiFi智能开关，Zigbee智能开关已经蓝牙智能开关，本智能开关采用的是离线语音可控制方式。该智能语音识别采用芯片是深度学习语音芯片，采用单芯片MCU+存储优先结构设计NPU，运用深度学习AI，实现单芯语音识别解决方案，实现简单离线语音识别功能……https://www.cirmall.com/circuit/148174、基于RaspberryPi打造智能开关使用NovaHologram，IoTRelay和RaspberryPi，可以轻松制作远程智能开关，以便您可以随时随地打开智能开关。互联网调制解调器有时会停止工作，所以你必须拔掉它10秒钟然后重新插上它。但是由于有时我们要去度假并且必须从酒店远程访问我们的电脑，我们需要上网，所以使用我闲置的RaspberryPi，我得到了一个NovaHologram和IoTRelay，我为调制解调器放了一个远程开/关开关。https://www.cirmall.com/circuit/100245、赶波智能家居热潮，小白制作的WIFI开关，附超详细教程智能家居现在正处于风靡时期，作为一个入门级发烧友哪有不赶这股热潮的道理，于是利用手头的一些ESP-WROOM-02WIFI模块DIY了一个WIFI开关，附上我详细的制作过程，感兴趣的可以试试。教程分五大步，按照教程一步一步来肯定没问题。http://www.cirmall.com/circuit/7313/details6、超低功耗非接触式手势开关（完整设计方案）本设计采用基于ARM公司Cortex-M3内核的高性能、低成本、低功耗32位处理芯片STM32F103RCT6做为主控制器，结合APDS-9960环境亮度光学传感器，实现对人体动态手势的精准识别。考虑到设备功耗问题，采用处理器的待机模式，同时通过低功耗微型人体感应PIR模块唤醒系统，实现系统整体设计的超低功耗，提高产品的续航能力。http://www.cirmall.com/circuit/7356/details7、DIY制作，指纹识别开关控制板原理图+PCB源文件+程序固件指纹头采用的是瑞典的fpc1011，就是公安局录指纹，银行使用的那种，很贵的。主控是新塘的N32901或N32903。很多人要问，你的指纹识别算法呢？我只能说我拿到的是库函数形式，我也没能力完成识别算法，至于算法，我只在github上看到国外大牛开源的。我只是测试了下pc端，嵌入式端还没用过，重要是没时间搞，很费力。我只做了QT界面的一个识别，被我放在我的github上了。http://www.cirmall.com/circuit/4063/details8、智能手机蓝牙控制家电开关设计方案本文利用所学51单片机基础知识结合自动控制技术和蓝牙2.0通信技术设计完成一套无线遥控家电开关系统。整个系统以STC89C52单片机为核心，单片机实现HC-05蓝牙指令的解析与继电器开关控制指令的发出。为了使系统设计简便，操作演示方便，家用电器部分采用4种LED灯来模拟替代，通过继电器开关上接的LED灯的亮灭来模拟所控制的电器的开启和关闭，系统LCD12864液晶实时显示4种家电开关的开启与关闭状态。http://www.cirmall.com/circuit/4062/details9、(毕设)基于单片机的人体红外感应和声音感应控制的智能声光控开关模块：人体红外传感器：arduinoHC-SR501人体红外感应模块（又名热释电）声音传感器模块声音检测模块咪头模块声控口哨开关2路带光耦继电器模块当检测到生物体靠近时，打开继电器1，当检测到有声音（譬如人的脚步声）时候打开继电器2。继电器1,2连接自己想控制的电器（如照明灯，警报器灯）http://www.cirmall.com/circuit/3266/details10、插卡取电开关设计（原理图+PCB源文件+程序等）本产品与市场上宾馆使用的插卡取电装置略有不同，只识别注册过的ID卡，不是任何卡片都可以使用，而且还有定时取电功能，可以设置不同卡片对应不同的取电时常，当然也可以持续取电。本产品需要一张母卡作为注册卡，每次注册新卡片的时候先插入母卡，信号提示可以注册后，拔出母卡依次插入其他卡片，读取成功会有信号提示，最后再插入母卡结束注册，被注册过的卡就会获得取电的权利。如果需要取消某张卡片，操作顺序同上。电路板背面有一复位按钮（一般不会焊接），可以清空全部信息，包括母卡，复位后首次插入该产品的卡片会被定义为母卡。http://www.cirmall.com/circuit/4514/details

在不锈钢薄板加工成型的生产中，不锈钢板材直接折边成型会在拐角形成弧角的效果，在某些情况下，人们不需要这种效果。如果在进行薄板的折弯加工之前，首先在薄板上折弯处先开出一道v型沟槽，然后再进行折弯，这样就可以加工出来没有弧边的棱角效果，如图1所示。图1工艺流程针对这种应用，人们研制出了“v型刨槽机”，为了提高这种机器的生产效率和加工，必须在机器上安装自动控制系统。本文介绍的是笔者用plc+hmi+交流伺服电机开发的针对这种“v型刨槽机”的一种控制系统。工艺要求由于在这种刨槽机上加工的板材一般都比较薄，为了保证折边处有足够的强度，刨槽的深度不能够很深，所以控制要求很;同时，为了提高工件的折弯尺寸，对沟槽的长度和位置控制也要。综合以上因素考虑：整机的设计要达到0.01mm。根据工艺技术特点，工件的加工需要在x，y，z三个方向上分别进行控制。其中x轴：沟槽的长度;y轴：沟槽在板材上的位置;z轴：沟槽的深度。具体要求如图2所示。图2工艺具体要求控制要求为了降低对操作人员的文化水平的要求，必须简化参数设定，采用友好的人机对话界面，能够方便的控制机器的运行，能够监视机器的运行状态;另外为了提高机器的智能化水平，在本机器上开发了具有文件存储和管理的功能。这样就可以方便的以配方的形式进行不同工件加工参数的管理。数据存储要求以工件的编号作为数据组(可多达50组)，每一个工件编号对应一组工件的参数：长度，厚度，刨削起点，开槽位置，沟槽深度(一条沟槽多可以分10刀进行刨削，每进刀深度设定范围在0～0.99mm)等等。所有的参数可以随时修改，随时存储。加工时，通过设定工件的编号来调用参数，如图3，也可以按照重新设定的新参数来加工工件。图3工建参数操作页面机器的工艺控制上要求机床有手动和自动功能。手动时，机床每次只在一个固定的位置(可以任意设定)上刨一道槽。自动时，机床可以根据设定的工件号调用长度，厚度，刨削起点，开槽位置，沟槽深度等参数，在板材上自动刨出合乎要求的沟槽。图4示出操作界面。图4操作界面方案确定综合以上的要求，由于是位置控制，而且控制要求较高(0.01mm)，所以应当采用步进电机或者是交流伺服电机作为执行机构。控制系统可以有多种选择：数控系统;计算机+运动控制卡;hmi+plc等。执行机构的选型步进电机的优点是价格要比交流伺服电机便宜，缺点是它高速力矩特性较软，会限制运行速度的提高，从而影响机器的工作效率的提高。而交流伺服电机则能够胜任高速运行，所以从提高工作效率的角度来说选择交流伺服电机作为执行机构能够提高设备的适用范围，从而提高设备的市场竞争能力。控制系统的选型专门的数控系统优点是功能很全面，适用于复杂的运动控制，价格比较高，重要的是它对操作人员的要求比较高，而在这里的控制程序单一，不需要操作人员经常的改变控制程序，所以不适合用在小型机床。微型计算机+运动控制卡这种方案硬件成本比前者要低一些，但是控制软件的稳定性对操作系统依赖性很强，操作系统一旦瘫痪，将直接影响生产的进行。另外计算机对环境要求高，体积大，可移动性差，不适合安装在小型机床上。hmi和plc本来就是面向工业环境设计的高稳定性产品，物理尺寸非常适合安装在小型机床上，价格上也比较便宜。控制软件开发采用简单易学的ld梯形图语言，控制系统软件的开发，调试很容易，plc运行非常稳定，几乎不需要程序维护。比较而言：hmi+plc的方案应该是的选择。硬件系统系统硬件方案如图5所示。图5系统方案图控制回路包括按钮，指示灯等。二次回路采用dc24v，串入急停按钮控制动力回路接触器，直接控制供电系统的安全运行。供电系统伺服驱动动力电采用ac380v供电，由接触器控制。一台可以输出电压为dc24v的开关电源。提供人机界面电源、plc的输入信号电源。二次控制回路单独使用另一路dc24v开关电源。伺服动力电源是三相ac220v的制式，所以要提供一台380-220干式变压器，作为电压的转换。plc电源是ac220v等级的，可以从ac380取一相使用，但考虑到电源隔离以后，电源的质量有一定的提高，对plc有利，因此从380-220干式变压器输出端取两相使用。hmi系统hmi是整个机器与操作人员进行交流的界面(见图6)，在满足技术要求的基础上要考虑易于操作，外形美观大方。这里选用omron的ns10(10寸)真彩触摸屏，支持全中文显示，荧屏宽大，文字清晰，颜色丰富，操作简单。数据的设定，存储，记录，机器的运行状态监视和控制都很方便。图6人机界面hmi与plc采用rs232串行通信(sysmacway协议)连接。plc系统图7示出的plc是整个控制系统的，它联系着hmi和底层现场设备伺服驱动系统的运行，要求性能可靠，功能上要能够方便的实现与hmi和伺服驱动系统的连接。本系统选用omron的cj1m系列小型plc。cpu内置2路100khz高速脉冲输出，实现x轴，y轴的运动控制，此外配置一个nc133位置控制模块，实现z轴的运动控制。开关量输入/输出各选用一个16路输入/输出模块。设备的整个工艺流程的控制主要采用ld(梯形图)语言编写程序来实现。为了实现运动控制的要求，某些地方需要较为复杂的数学运算，为了实现这部分功能，笔者自己用st语言编写并把这部分封装在功能块(fb)里面，供ld调用。图7PLC外观图伺服驱动系统伺服驱动器和交流伺服电机，x轴、y、z轴各一套。伺服驱动系统选用安川的伺服驱动系统，这里采用“脉冲+方向”控制模式，接线从plc或者nc位置控制模块的高速脉冲输出口引出，接入伺服驱动器的脉冲输入口，以及方向信号。传感器为了保证各个轴的正常和安全的运行，需要在每个轴的两端分别安装一个接近开关，作为轴的极限位置传感器，防止运行范围超出，造成设备损坏。本设备所有的伺服控制系统均采用坐标，在每个轴上还要单独设置一个零点开关，作为坐标轴的零点位置。hmi&plc软件系统在人机界面上开发出以下画面：主页面。展示生产厂家及机床的信息，力求简洁明了，美观大方;手动页面。手动模式下的数据设定，管理，控制，监视等信息;自动页面。自动模式下的数据设定，管理，控制，监视等信息;确认页面。参数的修改或调用时需要弹出确认提示页面，以保证对工件参数的操作的正确性。主要用在一些关键数据的读取和写入前的确认提醒，防止操作人员对数据的错误读写。软件采用ld语言编写，并且按照功能做出以下分段，以便于以后的程序维护：信号输入段。负责输入信号的采集和管理，逻辑的简单转换;模式转换段。负责管理手动/自动模式的切换，保证系统在两种模式下正常的运行;数据管理段。负责hmi与plc之间的数据传输，存储和调用管理，还包括传递从hmi上发出的操作指令;脉冲输出段。负责plc对伺服系统发出正确的脉冲指令，确保交流伺服电机按照规定的方向和位置进行运动;逻辑控制段。负责整个工艺流程的逻辑控制，对液压等机械执行机构进行控制，保证动作按程序正常执行;信号输出段。负责所有需要输出的信号进行管理和逻辑转换。具体软件系统流程如图8所示。图8软件流程框图注意事项交流伺服系统是强电系统而且是高电磁辐射源(尽管它们有emc，还是不能的避免电磁辐射的产生)，而plc，hmi以及它们之间的通信连接是典型的弱电系统，很容易受到强电磁辐射的干扰，因此在硬件布置上要尽量增加强电系统与弱电系统之间的安装距离，减少电磁干扰带来的不利影响。同时考虑通信电缆与动力电缆之间的安装方式，一般遵循这样的原则：通信电缆采用屏蔽电缆，并且要单点(在信号的接收处)屏蔽层接地;交流伺服的动力电缆也要屏蔽，并且在伺服驱动器的这一端进行屏蔽层接地，电缆长度尽量的短;通信电缆与动力电缆尽量避免近距离平行布线，如果无法避免平行布线，二者距离要求≥20cm。结语hmi+plc+伺服系统是一个典型的小型的数控系统。它价格比常规的数控系统相比较，价格低廉，界面友好，功能强大，高，特别适合于小型机床上使用。经实际使用验证表明：这种系统性能非常稳定可靠，工况良好，加工出的产品质量合格稳定。来源：维库电子市场网

圆形连接器是基本结构为圆柱形、具并有圆形插合面的一类连接器。在互连分类中，属于第5类，用于设备之间的互连。广义上说，包括低频圆形连接器、从它射频同轴连接器以及音频连接器等。圆形连接器的圆柱形结构具有天然的坚固性，比其它任何形状都具有更高的强度。圆形连接器特点圆形连接器的插头、插座大都采用螺纹连接，其接线端子可从两个到上百个不等，具有体积小、可靠性高的特点，可满足电子设备之间电缆连接的需要。圆形连接器的基本结构1、接触件接触件是圆形连接器完成电连接功能的核心零件。一般由阴性接触件和阳性接触件组成接触对，完成电连接通过阴、阳接触件的插合来实现。2、附体附件分结构附件和安装附件。结构附件如定位销、卡圈、联接环、密封圈、导向销、定位键、电缆夹、密封垫等。安装附件如弹簧圈、螺钉、螺杆、螺母等。附件大都有通用件和标准件。3、绝缘体绝缘体也常称为基座或安装板，它的作用是使接触件按所需要的位置和间距排列，并保证接触件之间和接触件与外壳之间的绝缘性能。4、壳体壳体也称外壳，是圆形连接器的外罩，它为内装的绝缘安装板和插针提供机械保护，并提供插头和插座插合时的对准，进而将连接器固定到设备上。圆形连接器的优点和缺点优点：圆形连接器是需要带有更坚固端子的电连接器的应用的理想选择。它们的圆柱形状使它们特别耐机械湍流和冲击损坏。缺点：圆形表面区域限制了圆形连接器表面上的引|脚和插孔的排列;具有矩形面的连接器可以在更小的表面区域上以更大和均匀的间距安装更多的触点。圆形连接器应用圆形连接器的圆柱形结构具有天然的坚固性，比其它任何形状都具有更高的强度-重量比。它易于用标准机床加工。较容易密封，易插合和卸开。简单牢固的锁紧容有机构。十年的技术发展使它具有完整合理几的工艺和较高的可靠性。因此，要求使用在多接触件连接器实现部件与电缆、电缆与电缆之间互连的场合，圆形连接器是第一选择。

机械手在现代社会已经广泛应用于制造业，航空航天业，军事业，同时也将进入服务业，移动机械手是近年来迅速发展起来的高新技术密集的机电一体的产品。随着社会生产技术的飞速发展，移动机械手的应用领域不断扩展。从自动化生产线到海洋资源的探索，乃至太空作业等领域，机械手已成为高技术领域内具有代表性的战略目标。然而就目前的机械手技术水平而言，机械手在信息的获取、处理及控制能力等方面都是有限的，对于复杂的工作任务及多变的工作环境，机械手的能力更显不足。随着移动互联网时代的到来、嵌入式技术及软件技术的快速发展，越来越多的高性能嵌入式芯片的出现，嵌入式操作系统的快速发展，并且应用到嵌入式处理器中，促进了移动机械手向更加向智能化方向发展。本文以TI公司的OMAP4430异构多核处理器为，Android手机为控制终端，实现了一款基于摇杆手柄操作的可视化移动机械手。控制终端Android手机响应摇杆事件控制移动机械手操作。同时借助OMAP4430异构多核处理器在视频编解码上的强大优势实现了对720P视频的实时无线传输。为了提高移动机械手的控制和相应速度，采用直流马达驱动机械手运动并采用实现180级别角度和速度的7个AX-12马达来提供更大的力矩。通过实验来验证本次设计的可行性。1硬件平台本次设计的可视化远程遥控移动机械手硬件部分主要分为OMAP4430开发板、Android手机、车体及机械手马达三部分。1.1OMAP4430开发板OMAP4430是TI公司的实现了高性能和低功耗完美平衡的Soc，其内部主要包括四个处理引擎：基于ARMv7l指令集的SMPCortex-A91Ghz双核处理器，可编程多媒体硬件加速引擎IVA-HD及协处理核Cortex-M3，高性能的图像显卡PowerSGX540及提供图像视频并行计算的ISP。其中IVA-HD多媒体加速引擎内部有7个针对各种视频编解码而设计的加速引擎，能够实现对720P视频的实时编解码。其内部示意图如图1所示:图1OMAP4430内部引擎示意图1.2Android平台Android是一个以Linux为基础的开放源代码移动设备操作系统，主要用于移动设备，由Google成立的OpenHandsetAlliance持续领导与开发中。Android具有开源、良好的可移植性等成为大智能手机操作系统。本次设计Android手机采用联发科Cortex-A7处理器，支持无线网卡AP热点,支持H264硬解码。1.3移动机械手移动机械手由运动小车和机械手组成，运动小车负责地面移动，而机械手通过旋转6个马达关节来完成捉取地面目标任务。1.3.1移动小车利用高性能MCUATmega128L芯片通过传感器采集当前的状态及驱动DC马达进行移动,ATmega128单片机为基于AVRRISC结构的8位低功耗CMOS微处理器。由于其先进的指令集以及单周期指令执行时间，ATmega128单片机的数据吞吐率高达1MIPS/MHZ，小车采用4轮驱动车轮形移动机器人，配有4个DC直流马达及多种传感器，具有卓越的旋转能力和稳定性好的特点，小车控制框架如图2所示：图2小车运动控制示意图1.3.2机械手机械手由6个AX-12马达组成，AX-12马达具有180级别位置和速度控制、位置角度和速度的实时反馈、内部温度或力矩超出范围时给予警告提示等优点。个马达的关节负责机械手360度旋转，第二个关节的同时控制两个马达，这个关节在提起和放下物体时提供了必须的扭矩，因此通过控制两个马达补充扭矩大小的不足，而第三第四个马达提供了机械手捉取目标时前伸和后缩所需的力矩，第五个马达则是手腕旋转马达，用于旋转一个马达的空中角度。一个马达的旋转将推动夹子张开和闭合来捉取地表目标。通过这6个马达的机械臂，可向所有方向移动并进行多样化的动作实验。1.4系统硬件框架图4系统硬件框架图2软件设计系统软件设计包括Android手机应用、OMAP4430开发板Linux控制服务端和无线视频服务软件设计、AVR单片机程序设计，系统软件框架如图5所示。Android应用主要负责接收手柄水平、竖直方向的摇杆时间和手柄按键事件、实时分析处理事件、将结果通过Socket发送给OMAP4430开发板。同时Android将实时接收经过OMAP4430开发板通过H264算法压缩的720P视频流并通过硬解码技术将解码缓存绘制到控制界面上。OMAP4430开发板搭载Linux3.9.11操作系统，通过无线网卡Socket编程与Android手机建立通信，它主要负责接收Android平台发过来的控制命令并进行处理后将数据通过无线蓝牙串口发送给AVR单片机控制移动机械手的运动和马达操作。利用OMAP4430异构多核处理器在视频编解码上的强大优势，通过USB摄像头采集720P分辨力的视频帧通过libdce库利用内部的IVA-HD多媒体硬件加速引擎进行H264编码，并将编码视频缓存流通过无线网卡Socket通信发送到Android手机进行显示。而底端AVR单片机则负责接收OMAP4430发过来的控制命令来操作4个直流电机进行运动、同时将通信数据进行解析成机械马达旋转速度及角度械手的动作来完成任务。图5系统软件框架图2.1移动机械手单片机软件实现移动机械手的控制为ATmega128L单片机，其内部通过时钟产生变换PWM来控制4个DC电机旋转从而实现机械手的移动。同时内部有两个UART串口，分别与OMAP4430通信的蓝牙串口和控制AX-12马达旋转的串口。其软件流程如下：1)寄存器初始化：包括初始化时钟定时器、端口输入输出初始化、设置LED控制寄存器等2)打开蓝牙串口和与AX-12通信串口，设置串口的波特率、奇偶校验、停止位等属性3)蓝牙串口接收OMAP4430发过来的控制参数，并进行参数解析处理。如果为运动控制参数，则通过PWM_change()修改PWM来控制机械手运动方向，如果为机械手设置参数通过Ctrl_Array_MT()设置每个AX-12马达的旋转角度和旋转速度来完成捉取目标任务。4)读取AX-12马达的温度及力矩，如果超出预定范围则调整马达速度和力矩并向OMAP4430开发板发出提示信息。机械手动作控制命令如表1所示:表1移动机械手操作命令2.2Android应用软件设计2.2.1摇杆手柄事件处理摇杆手柄采用USBOTG方式连接到Android手机，Linux内核已经包括其驱动程序。手柄的水平竖直摇杆事件和按键事件都将触发MainActivity的onKeyDown()函数和onGenericMotionEvent()函数的调用，在函数中分析事件对象的属性(触发按键ID、事件类型)进而向OMAP4430发出不同控制命令。其参考代码如下:booleanonKeyDown(intkeyCode,KeyEventevent){if(event.getSource()==InputDevice.SOURCE_JOYSTICK||event.getSource()==1281)//手柄按键事件{if(event.getAction()==KeyEvent.ACTION_DOWN){intkeycode=event.getKeyCode();swicth(keycode){caseKeyEvent.KEYCODE_BUTTON_1:…….break;//ID=1按键按下触发的事件caseKeyEvent.KEYCODE_BUTTON_2:caseKeyEvent.KEYCODE_BUTTON_3:default:break;}}}}booleanonGenericMotionEvent(MotionEventevent){if(event.getSource()==InputDevice.SOURCE_JOYSTICK){//手柄摇杆事件floatRaw_x=event.getRawX();//水平方向偏移

速度更快、性能更好的机器视觉是迈向下一代工业自动化、无人驾驶汽车和智能城市管理的支撑技术。更好的图像质量、更快速的图像捕获以及更低的设备成本和复杂性是自动化设备、检测系统和机器人等领域设计人员的主要目标，其最终目的是加强质量保证并提高生产率。同样，先进的机器视觉能够识别标牌、道路标记和前方的潜在危险，因此对自动驾驶车辆至关重要。在这项应用里，重点是缩短系统响应时间，提高图像识别准确度。就智能城市应用而言，提高城市中心闭路电视图像清晰度，有助于执法机构通过预测骚乱和提高识别能力来保护公民。此外，高性能机器视觉的新兴市场机会也开始出现，其中包括用于协助车辆引导和数据收集的无人机载机器视觉，可用于勘察农田或建筑工地等应用。要在较短时间内从捕获的图像中提取更多信息，需要更好的图像质量和更强的信号处理性能。为此，一些重要的创新正在陆续出现，它们适用于摄像头和图像传感器，而且由于机器学习技术的商业化，图像处理技术也在得到广泛应用。下一代镜头增强聚焦和视觉性能在整个系统的前端，摄像头镜头一直是某些大的创新工程的主题，通过采用单摄像头或单组镜头可执行多个任务，能够提高系统灵活性、缩短工作周期时间，并简化设备系统设计。其中，液体镜头（如图1所示）是一种新兴的光学器件，它扩展了传统镜头的景深，而无需传统电动对焦系统的高成本和复杂性。电动对焦也相对较慢，因此避免这些将有助于增加应用中的工作循环时间，例如涉及不同距离物体的工业检测等应用。图1：液体镜头只需几μm的形状变化，即可实现焦距调整。引入液体镜头能够使工作中的标准光学系统在几个ms内调整对焦-从无穷大到小于100mm，具体取决于间距要求。液体镜头由一种密封在柔性膜内的光学液体构成。通过移动膜或调整光学液体的体积，将镜头半径改变仅仅几个μm，其效果相当于使用传统电动对焦系统将镜头移动几个cm。除了更快的对焦和更简单的构造（移动部件更少，因此操作故障的可能性也更小），液体镜头系统还受益于较低的惯性和更低的功耗。同样，360度图像采集能够使机器视觉系统在固定位置通过单个摄像头即可捕获目标的详细信息，这样可以避免多摄像头检测系统以及相关图像处理和存储子系统的高成本和复杂性，多个存储子系统也会导致系统性能限制。如果部采用360度图像采集，可能需要一种机制来多次调整位置或旋转摄像头，或需要旋转要检查的物体，这种方式在食品包装检查或空中测量时比较常见，同样会增加系统的总体成本和复杂性。对于需要进行从各个角度进行目标检测的系统（例如包装厂中粘贴到瓶子上的标签），可以使用位于物体自身正上方的超中心（hyper-centric）或近中心（peri-centric）镜头来实现360度视觉功能。超中心镜头能够捕获光线，就好似它们是从位于镜头前面一定距离某个点发出的一样。光线汇聚点和镜头的周边形成了视锥（viewingcone）。将物体放置在此视锥内，直接位于向下镜头的下方，可以使来自物体顶面和垂直侧面的光线同时进入镜头。将光线聚焦在传感器上可以在单帧中捕获整个影像。利用该原理，摄像头可以捕获一个孔内或腔内的360度视图，但无需在其中插入任何光学探头。其他技术也可通过单帧捕获物体多个影像，它是将超中心镜头与一组镜面阵列整合，从而能够有效地同时看到物体的每一面。传感器：物理原理与构造提高CMOS图像传感器的分辨率是捕获更精细图像的关键，然而由于降低了信噪比（SNR），如果只减小像素尺寸可能导致较差的图像质量。要获得更高分辨率，就需要在技术上进行改进，以便在不影响传感器性能前提下减小像素尺寸。这些可通过多个方方面面实现，其中一种是优化像素间距和感光面积与总面积之比（也称为像素填充因子）。在像素的物理层面进行更多根本性改变可以改善诸如增益、效率和动态范围等参数。传感器制造商还改进了从像素读取数据的技术，从而实现更高的信噪比、帧速率和线性度等更高的性能。在过去十年左右时间里，驱动传感器性能改进的最重要技术之一是使用背照式（BSI）技术，它是通过上表面和下表面吸收光线，实现了像素小型化，而不会降低关键性能参数（如阱容量、量子效率、暗电流等）。这种技术的后续进展是对传感器和图像处理芯片的三维（3D）堆叠，能够实现更小外形尺寸。随后，包括氧化硅和金属焊盘的3D混合堆叠消除了硅通孔（TSV），从而更有利于两个芯片之间实现有效且直接的连接。最近，业界又开发出顺序整合，可以制造单片式图像传感器，其中每个图像传感器都集成有光电晶体阵列、3D可堆叠像素读出逻辑和存储器等，并通过集成式高密度I/O连接。全局快门增强移动物体成像效果在高速工业自动化以及汽车和无人机等应用中，需要捕获快速运动物体的清晰图像。这对于传统卷帘式（rolling-shutter）图像传感器性能构成巨大挑战，主要原因是传统卷帘式图像传感器每一次将从传感器像素读取仅仅一列数据，并发送到帧缓冲器。如果物体正在运动，则从读取一列图像到读取下一列之间的时间位置变化可能会导致失真，出现图像模糊或弯曲等问题。当拍摄快速运动物体或将摄像头安装在运动车辆上时，全局快门（Globalshuttering）可提高图像清晰度。这项技术首先在高端静态摄像头中得到应用，现在已经扩展到工业和汽车视觉系统以提供更高性能。在全局快门中，将所有像素电荷值同时储存到一个小的像素内存储器中，然后像以前一样逐行依次读取到帧缓冲器。这样可以得到更清晰图像，但没有卷帘式快门的失真。通常像素内存储器会占用一定空间，从而显着地减少用于光子吸收的像素面积。目前业界已经克服了一些技术挑战以便能够创建具备更高SNR和更高动态范围的全局快门图像传感器，但不会增加像素尺寸，这样可以弥补像素内存储器占用空间。此类图像传感器的一个例证是1Mpixel、1/4英寸格式的安森美半导体的ARO144。图2：来自安森半导体的ARO144图像传感器。全局快门像素具有高量子效率，可确保快速充电，同时又对与图像无关的充电（如由电子扩散引起的串扰）不敏感。另外，其光学屏蔽非常靠近传感器，可以排除像素表面杂散光影响。图像处理中的人工智能技术在信号处理链路中，机器学习（利用深度神经网路）可用于摄像头光学组件和传感器之后，其商业化应用使构建图像和随后从中提取信息的方式发生根本性变革。这里有一个例证，从中可以看到采用人工智能技术使低光照性能得到显着改善，从而可以在近暗（near-dark）条件下拍摄高品质图像。在低光照条件下，捕获的原始数据对于传统信号处理链路构成很大挑战。以电子方式提高传感器感亮度（ISO值）会在图像上增添明显噪声，从而导致图像品质变差，对图像进行降噪处理效果也很有限。其他改进图像品质的技术包括延长曝光时间，而这些在工业应用或车载摄像头中通常不切实际。最近，业界开发了一种非常巧妙的技术，它利用机器学习来极大地减小基于原始弱光数据构建图像中的可检测噪声。使用包含原始短曝光时间、低光照图像和相应的长曝光时间参考图像的系列数据可以训练深度神经网路。在对网路进行充分培训后，可以通过直接处理原始短时间曝光数据来创建高品质图像。这项技术已在市场中顶级智能手机中得到应用，可以提供更美观图片。它还可适用于工业和安全等领域，例如可用于生产线检查或监控系统，能够捕获更好图像。结论从系统前端的摄像头镜头到系统后面的图像感测和图像处理设备，整个现代图像处理系统中有许多技术改进正在开发。所有这些技术的合力效果预期将推动工业视觉系统应用范围的不断扩展，并进一步提高系统性能基准。转载自电子技术应用。

检验一下这种工业以太网解决方案，它扩大了从控制室到车间的通信范围，不论是定时关键型应用还是苛刻环境下的应用均适用。解决方案主要特性：带集成MAC的SitaraARMCortex-A8处理器支持主要的工业以太网协议IEEE1588时间协议10/100PHY8纳秒时间戳分辨率迷你-极限温度10/100PHY在-40到125°C下无错操作在137m以上相关器件：1.DP83630–高PHYTER-IEEE1588时间协议收发器，具有准确性，低延迟性，并允许选择微控制器无需任何硬件定制。系统框图：功能框图：2.AM3359–SitaraARMCortex-A8处理器。基于ARMCortex-A8的AM335x微处理器在图像、图形处理、外设和诸如EtherCAT和PROFIBUS的工业接口选项方面进行了增强。详细资料：AM3359：SitaraARMCortex-A8处理器3.DP83848H–迷你-极限温度单路10/100以太网收发器。系统框图：功能框图：来源：维库电子市场网

LED表面组装的设备、工艺方法与SMT加工基本相同。主要是生产大尺寸LED广告显示屏面板的生产线要求配置大尺寸的印刷、SMT贴片、再流焊设备。对这些设备的精度没有特殊要求，但是，印刷焊膏和再流焊工艺必须注意优化和工艺控制。一、1.2m、1.5m大型LED整板贴装生产线对制造设备的要求（1）1.2m、1.5m长LED灯管及大尺寸显示屏锡膏印刷机。（2）贴装机最低要求可以贴装1.2m大型LED整板。LED贴装机对贴装精度要求不高，与传统贴装机区别是必须具备3个条件：①1.2m大型LED整板贴装，因此最低贴装尺寸要达到1.2m；②LED贴装机更重要的是色差控制，最佳效率是一片灯板在一卷料盘上取LED（保证单个LED灯板无色差）；③LED一般都是大批量生产，因此贴装速度要快，最低要求达到每小时18000点以上。（3）LED再流焊炉最好八温区以上。二、LED用的锡膏LED灯具由于部分材质只能耐受150℃左右高温，应使用低温无铅锡膏。LED显示所由于长时间要在户外暴晒和南淋，需要要求LED显示屏主板焊点有足够的韧性，因此必须选用96.5Sn3.0AgG0.5Cu和99Sn0.3Ag0.7Cu高温无铅锡膏，其锡银铜的合金成分能有效地改善低温锡秘焊点“比较脆”的不足，提高焊点可靠性。在客户没有环保要求的情况下，可使用63Sn37Pb有铅锡膏。三、LED组装板的再流焊如果不用载板，直接将FPC放在网链上过回流炉，墓碑等点缺陷率较高。FPC烘烤后，再FPC置于板上过回流炉，墓碑等焊点缺陷率有所改善。建议：用载板缓慢升温、充分预热，仔细优化温度曲线可以减少墓碑等焊点缺陷率。转载自网络。

意法半导体推出采用分布统计算法专利的新产品VL53L3CX，进一步扩大其FlightSense™ToF测距感测器的产品范围。新产品可以测量多个目标的距离，而且测距准确度更高。VL53L3CX的测距范围为2.5公分至3米，相较于传统红外感测器，测量准确度不受目标物体的颜色影响，使终端产品设计人员能够在产品中导入强大的新功能，例如，使占用感测器能够忽略不需要的背景或前景物体，提供正确无误的占用状态探测，或者在感测器视野范围内以及既定条件下报告多个目标的准确距离。意法半导体的分布统计算法专利可提升感测器对玻璃盖板串扰的抗扰性，并提供即时污痕补偿功能，防止外部污染影响测距准确度，例如，在多尘工业环境中工作的真空吸尘器或其他设备。另外，环境光下的测距性能也得到了改善。此外，VL53L3CX的线性度亦非常出色，可提升短距离测量的准确度，进而提升服务机器人、吸尘器等设备的循墙、悬崖侦测和避障能力，意法半导体在这些商业市场取得了巨大的成功。与所有FlightSense感测器一样，VL53L3CX同样采用功率密度高的多合一封装设计，可以简化感测器与装置的整合，而低功耗有助于延长电池续航时间。ToF感测器为各种应用带来卓越的测距性能，使大楼自动化和照明控制器的占用侦测更加可靠、物联网端点装置的接近感测更智慧、携带式装置的自动唤醒更方便，以及自动卫浴设备的使用者侦测更稳健。ToF感测器的高精度和快速回应还强化了机器人、室内无人机等对精确动作控制有较高要求的设备性能。转载自大大通。

电机控制是指，对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行的控制，根据不同电机的类型及电机的使用场合有不同的要求及目的，对于电动机，通过电机控制，达到电机快速启动、快速响应、高效率、高转矩输出及高过载能力的目的。电机控制行业发展到现在，要求把效率提得更高，这时候对马达的控制或驱动要求的精度就会高。以前我们有很多家用产品，像空调、风扇或家里所有电器的风机，要么就是不用，要么就是全速运转，这种耗能驱动是粗放型的驱动。现在要求我们的控制要更精密，更节约能源，因为行业到了电机必须提升效率的转折点，首当其中的是我们需要性能更加优秀，更加节能，更加通用的处理芯片。大联大世平集团，针对目前电动工具（PowerTools）市场，推出基于NXPKE16Z64VLF4的电机控制EVM的方案，该方案具有板载调试、8路PWM接口、电压隔离转换、CAN通信接口、蓝牙通信接口、RGB小灯、板载双触摸控制、温度感测、双外部中断按钮控制的功能，具有方便调试开发，智能互联，易于后期操作功能实现的特性，在市场上具有价格低，提供开发包优势,其具体参数如下：►场景应用图►产品实体图►展示版照片►方案方块图►原理图►PCBLayout►软件调试环境►核心技术优势1兼容3.3V和5V电压，方便电机控制的电路设计的简化2支持适用于BLDC的FOC控制3支持触摸按键，预留CAN通信接口和蓝牙通信接口4支持板载调试►方案规格1KE16Z核心ARM®Cortex®-M0+48MHz包含64kBFlash，8kBSRAM2MK20调试芯片，支持U盘模式直接烧录程序38x16BitPWM，1x12BitADC，1x6BitDAC和42个GPIO4板载双触摸按键来源于大大通。

基于状态的监控对于实现工业4.0至关重要政府举措正在加快制造业朝向普遍网络自动化发展的趋势。此外，智能传感器系统正在提高自动化程度，提供更多的数据来监测和控制生产过程。特别是，中国制造2025旨在快速发展包括电动汽车、新一代信息技术(IT)和电信、先进机器人和人工智能在内的高科技产业。有了更先进的系统之后，就需要采用更先进的方法来确保系统的可靠性。对机器人和旋转机器（例如涡轮机、风扇、泵和电机）实施的基于状态的监控会记录与机器的健康和性能相关的实时数据，以便有针对性地实施预测维护和优化控制。在机器生命周期的早期进行有针对性的预测维护，可以减少生产停机的风险，从而提高可靠性、显著节约成本和提高工厂的生产率。如何实施基于状态的有线监控解决方案？要对工业机器实施基于状态的监控，可以利用一系列传感器数据，如电气测量、振动、温度、油品质量、声学和流程测量（如流量和压力）。但是，振动测量是目前最常见的，因为它可以最可靠地指示出机械问题，例如不平衡和轴承故障。本文主要研究振动传感的应用，但该方法同样适用于来自其他传感器的数据。这种传输意味着将来自感测节点的传感器数据发送至主控制器或者云高度依赖应用。在许多应用中，一些本地数据会在终端节点处理，汇总数据随后通过无线方式发送至网络网关，或者直接通过蜂窝链路发送至云或分析服务器。在这些情况下，传输的数据量通常都相当低，而且因为终端节点是由电池供电，所有通常要求保持低功耗。在其他应用中，需要进行原始传感器数据传输。例如，在分析之前可能需要对来自多个传感器的数据进行调整和融合。在使用数据进行实时控制的应用中，也需要进行原始数据传输。在这些应用中，更可能采用有线接口作为数据传输解决方案。工业应用的CbM可以使用ADI公司经过优化的微机电系统(MEMS)加速度计、低功耗微控制器和有线iCoupler®隔离接口信号链来提取、调整来自远程CbM从机的机器健康状况数据，并将其可靠回传至主控制器进行分析。随着时间的推移，可以使用机器健康数据创建基于软件的模型来确定机器行为的变化，并主动维护机器健康。在一些应用中，如数控机床，数据也可以用来实时优化系统性能。实现有线CbM接口的挑战包括：在长电缆上运行时EMC的稳健性、以高波特率传输时数据的完整性（用于实时传输CbM数据流），以及通信物理层/协议的不匹配。ADI公司的信号链和系统级专业知识为实现有线CbM接口提供了几种可能的选择。本文分两个部分，第一部分介绍了ADI公司的有线接口解决方案，该方案帮助客户缩短设计周期和测试时间，让工业CbM解决方案更快地进入市场。下一篇文章重点介绍详细的物理层设计考量因素，包括主控制器和有线CbM从控制器。有线CbM设计实现设计和部署基于状态的有线监控解决方案需要考量多个系统性能因素，并进行权衡取舍。首先，在选择合适的MEMS加速度计时，必须考虑需要测量的故障类型，从而选择合适的带宽和噪声性能MEMS来满足系统的要求。边缘节点处理需要仔细匹配所选的处理器，以确保最高的系统灵活性。其次，有线CbM系统的设计需要精心选择合适的有线通信协议和物理层，以实现高速实时数据流传输。实现有线接口需要仔细考虑EMC性能、数据传输电缆、连接器和电缆上的电源传输。选择合适的MEMS加速度计选择合适的MEMS振动传感器涵盖几个方面：轴数被监测的轴数通常与故障类型和传感器的安装布置呈函数关系。如果能明显看出故障涉及一个主导轴，并且在该轴上有一个清晰的传输路径，那么采用单轴传感器就足够了。三轴传感对于多轴中包含能量的故障或故障能量传输路径不明确的故障是有用的。故障类型被监测的故障类型对传感器选择有重要影响。传感器的噪声密度和带宽是这方面的重要指标，因为它们决定了能够可靠提取的振动水平和频率范围。例如，对于低转速机器的不平衡和失调故障，可能需要一个低噪声密度传感器，但带宽要求相当低，而齿轮故障检测需要传感器兼具低噪声密度和高带宽。性能要求除了故障类型外，了解CbM的性能要求也很重要。对基本交通灯类型的状态指示器实施报警检测，需要通过不同水平的性能来进行复杂的预测。这显然适用于正在部署的分析和算法，但也会影响传感器的选择。传感器在带宽、噪声密度和线性度方面的性能水平越高，分析能力就越强。选择合适的信号处理设计考量因素包括：加速度计输出加速度计的输出一般是模拟或串行数字信号，通常是SPI。模拟输出传感器将需要一个数字转换阶段，也需要进行一些信号调理。这可以是一个支持前置放大器调理的分立ADC，也可以是微控制器中的嵌入式ADC。边缘节点处理要求为了减轻数据链路和/或中央控制器/服务器的负担，边缘节点上可能需要一些基本的FFT或信号处理算法。数据传输协议要求ADC或传感器的输出通常是SPI接口。它本身并不提供任何机制用于实施数据完整性检查、确定时间戳、混合来自不同传感器的数据等。在传输之前，将传感器数据封装在边缘节点的高级协议中是非常有用的。这可以提高传感器接口的稳健性和灵活性，但是要求在边缘节点上妥当处理和封装数据流。有关更多信息，请参考《模拟对话》文章“为您的应用选择最合适的MEMS加速度计”。将加速度计输出移植到有线通信总线如前所述，加速度计的输出一般是模拟或串行数字信号，通常是SPI。SPI输出可以在本地处理（允许协议灵活性），然后添加到物理层接口，或者直接移植到物理层。SPI是一个不平衡的单端串行接口，用于短距离通信。要在更长的距离内直接将SPI移植到物理层，需要使用RS-485线路驱动器和接收器。RS-485信号传输是平衡的差分式传输，本身便能抗干扰，且通过长线缆长度时具有稳健性。在SPI主机和从机之间的较长距离上使用SPI时，存在一些挑战。SPI从本质上是同步的，具有一个由SPI主机启动的时钟(SCLK)。SPI数据线路——主机输出从机输入(MOSI)和主机输入从机输出(MISO)——与SCLK同步，在短距离范围内这是可以实现的。SPI还有一个有效的、低使能芯片选择(CS)信号，如果需要，它允许单独的从机寻址。为了恢复主机和从机之间的同步，可以将来自从机的时钟信号反馈给主机，或者使用时钟相移补偿主控制器的电缆延迟。时钟的相移必须与系统的总延迟匹配。AN-1397提供主微控制器延迟补偿的实现细节。有线通信物理层进行长距离通信时，需要采用稳健可靠的物理层。如前所述，RS-485信号传输是平衡的差分式传输，本身便能抗干扰。系统噪声均等地耦合到RS-485双绞线电缆中的每条导线。一个信号的发射与另一个信号相反，耦合到RS-485总线的电磁场彼此抵消。这降低了系统的电磁干扰(EMI)。让RS-485非常适合CbM系统的一些额外关键优点包括：u更高的数据速率，电缆长度较短（小于100米）时可达50Mbpsu数据速率较低时，线缆长度可达1000米u全/半双工RS-485和RS-422多驱动器/接收器对可以使用最小量的组件，将双向SPI转换为RS-485总线信号u较宽的共模输入范围允许主机和从机之间具备接地电位差异有线接口的EMC性能在长电缆中传输时，通信网络可能会受到危害影响，例如较大的共模噪声、接地电位差异和高压瞬态。传导和辐射噪声源可影响100米线缆长度内的通信可靠性。采用ADI公司的iCoupler芯片级变压器隔离技术可以提高对这些噪声源的抗干扰能力。AN-1398概述了利用iCoupler技术可以实现的对常见工业瞬态的抵抗力。在工厂自动化环境中，系统设计人员通常无法控制提供通信网络的电气装置。最好的做法是假定存在接地电位差异。在运动控制系统中，可能会产生数百伏的接地电位差异。RS-485通信节点需要电流隔离电源和数据线路能在这些环境中可靠地运行。信号和isoPower隔离器件提供峰值可达600V（基础）或353V（增强型）的最大连续工作电压。在存在较大接地电位差异的情况下，基础绝缘支持实现可靠的通信。增强型绝缘保护操作人员免于在厂区受到电击。在有线通信网络中，暴露在外的连接器和电缆可能遭受许多严苛的高压瞬态影响。与变速电力驱动系统的EMC抗扰度要求相关的系统级IEC61800-3标准，要求最低±4kV（接触）/±8kV（空气）的IEC61000-4-2ESD保护。ADI公司的新一代RS-485收发器提供高于±8kV（接触）/±8kV（空气）IEC61000-4-2ESD保护。数据线路上的幻象电源在主控制器和远程CbM传感器节点之间分配电力和数据线路需要采用创新的解决方案来降低电缆成本。将数据和电力线路融合在单一双绞线上意味着可以大幅节省系统成本，以及可以在空间有限的终端传感器节点位置采用更小的印刷电路板(PCB)连接器解决方案。功率和数据通过电感电容网络分布在双绞线对上。高频数据通过串联电容与数据线路耦合，同时保护RS-485收发器免受直流总线电压影响。主控制器上的电源通过电感器连接到数据线路，然后使用电缆远端的CbM从传感器节点上的电感器进行滤波。电缆两端的电感应良好匹配，以避免产生差分模式噪声，自谐振频率应至少达到10MHz，避免对ADI公司新一代振动测量系统的实时突发模式产生干扰。注意，电源和数据耦合解决方案必须添加到不需要直流数据内容的数据线路中，例如MOSI或MISO到RS-485的扩展件。推荐的解决方案和性能取舍基于所提出的设计考量，以下组件为稳健的有线工业振动测量解决方案提供了最佳路径。uADcmXL3021，宽带宽、低噪声、三轴振动传感器uADuM5401/ADuM5402，四通道、2.5kV隔离器，采用集成DC/DC转换器uADM3066E，50Mbps半双工RS-485收发器uADM4168E，30Mbps双通道RS-422收发器uLTC2858-1，20Mbps全双工RS-485收发器uADP7104，20V、500mA、低噪声CMOSLDO稳压器推荐解决方案ADcmXL3021MEMS加速度计对于这三种解决方案都是通用的。这个加速度计具备超低噪声密度(25µg/√Hz)，支持出色的分辨率。ADcmXL3021也具备宽带宽（从直流一直到10kHz，5%平坦度），可以跟踪许多机器平台上的关键振动特征。ADcmXL3021为客户提供一个经过机械优化的铝封装，可以在广泛的频率范围内提供与集成MEMS传感器的稳定耦合。这就保证了可以可靠提取和调理从受测设备获得的振动特征。ADcmXL3021可以提供SPI输出，可以直接与RS-485/RS-422器件连接，也可以通过微处理器和/或iCoupler信号和功率隔离与RS-485/RS-422器件连接，如图1所示。为了实时监测工业设备上的振动特征，ADcmXL3021提供实时流传输模式，其工作速率约为12MbpsSPI。为了将实时流传输SPI模式连接到RS-485总线，必须选择数据速率出色的组件。ADM3066E/ADM4168E/LTC2858-1RS-485/RS-422收发器均以20Mbps及以上的数据速率运行。对于图1所示的选项1和选项2（可以经由SPI直接与RS-485连接），ADM3066E和ADM4168E提供一个可靠的接口，在从机振动传感器节点实现SPI3接收、1发射(3+1)配置。SPICS接收信号使用ADM3066E、SPICLK和MOSI实现，MISO信号使用ADM4168E实现。在实时流传输模式下运行时，ADcmXL3021向主微控制器发送一个中断信号，以在新数据突发可以捕获时进行标记。中断信号(/BUSY)也可以使用ADM4168E传输给主机。完整的解决方案由主机发送至ADcmXL3021的三个信号（MOSI、CS、CLK），以及从ADcmXL3021发回主机的两个信号（MISO、/BUSY）组成。5×单端信号仅用ADM4168E和ADM3066E两个组件就可以转换为差分信号。差分信号可以使用RJ50连接器和插头转换，与工业标准RJ45以太网连接器相比，这两者占用的PCB面积几乎相同。ADM3066E和ADM4168E收发器提供大于±8kV的（接触）/±8kV（空气）IEC61000-4-2ESD保护，在直接连接到有线电缆接口时，提供必需的可靠性。对于选项3，微控制器可以预先处理ADcmXL3021SPI输出，也可以在SPI和其他串行接口（例如UART）之间执行协议转换。UART是RS-485接口常用的一种异步协议。UART由发射和接收信号以及发射使能信号组成，所有这些信号都可以直接连接到全双工RS-485收发器，例如LTC2858-1。在全双工模式下，LTC2858-1允许同时进行双向数据传输，这与SPI双向数据传输的要求相匹配。该微控制器可以处理同步SPI到异步UART协议的转换。ADuM5401/ADum5402是业界体积最小的信号和电源隔离器件。它们包含一个集成式DC/DC转换器，采用5.0V或3.3V电压时（5.0V输入电源），可提供最高500mW调节隔离功率。在图1中，选项2包含ADuM5401，它从数据总线获取5VDC，然后为ADcmXL3021提供3V隔离电源。ADuM5401还包括4个信号隔离通道，采用支持3+1SPI隔离的配置。图1中的选项3包含ADuM5402，它与ADuM5401相似。关键的区别在于ADuM5402提供2个发射和2个接收数字隔离通道。如前所述，ADuM5401/ADuM5402可以提高有线CbM接口的EMC抗扰度，保护ADcmXL3021免受RS-485电缆接口上的高压干扰和接地电位差异。性能取舍表1使用许多关键指标比较了这三种解决方案，包括设计灵活性、PCB面积、解决方案成本、复杂性和EMC性能。在CbM传感器节点集成一个微控制器将增加设计的灵活性，但会增大PCB面积，且增加软件复杂性。由于主CbM节点将配有一个处理器，这意味着图1中的选项3本质上将是一个双微控制器系统，与主CbM节点上的单个微控制器相比，该系统的启动和运行速度将更慢。选项1和选项2的设计灵活性较低，但是提供了一种更快速部署的路径，因为它们支持在RS-485链路上集成复杂度低且透明的SPI。选项1和选项2还可以采用比选项3体积更小的PCB，这需要额外的PCB区域来敷设微控制器和相关电路（例如，一个时钟振荡器和几个无源组件）。将iCoupler信号和电源隔离添加到选项2和选项3会占用最小的PCB面积，且可以提高EMC性能（超过使用RS-485/RS-422收发器的片内保护可以实现的性能）。图1.实现可靠、高度集成、有线MEMS加速度计基于状态监测的解决方案的选项。表1.CbM选项之间的取舍比较图2.LTC4332SPI扩展接口帮助节省线缆成本。数据速率较低的解决方案对于以较低的数据速率（小于2Mbps）运行的有线应用，LTC4332SPI扩展器提供了一种替代方案，用于加固主从传感器节点之间的SPI链接。LTC4332可以传输SPI数据，包括通过两条双绞线传输的中断信号。该解决方案可以显著节约成本，因为与标准解决方案相比，它最多可节省50%的总线线缆。转载自电子技术应用。