Leiterplattentechnisch - Design des drahtlosen Sensornetzwerküberwachungssystems für Platine Galvanikstrom

Computer benutzen, Sensorik und drahtlose Kommunikation, Diese Arbeit entwirft ein drahtloses Sensor Netzwerk Monitoring System für Leiterplatte Galvanikstromerfassung. Das Überwachungssystem verwendet NRF9E5 MikroSteuerungler als drahtlosen Sensorknoten, und verwendet das Design des Hall-Stromsensors und der Erkennungsschaltung, um die drahtlose Kommunikation zwischen dem drahtlosen Sensorknoten und dem Computer zu realisieren.

Die Hauptfunktion der Leiterplatte Es ist, verschiedene elektronische Komponenten aus der Verbindung der vorbestimmten Schaltung zu machen, deren Qualität sich direkt auf die Leistung des gesamten elektromechanischen Produkts auswirkt. Platinen Galvanikstrom ist einer der wichtigen Faktoren, die die Qualität von Leiterplattes. Zur Zeit, die Erfassung des PBC-Galvanikstroms von Bedienern durchgeführt wird, die in bestimmten Abständen handgeführte Überwachungsgeräte halten; deshalb, es gibt viele Mängel, wie Nicht-Echtzeit-Erkennung, Leicht zu lecken Erkennung und Falschkennung, Langzeitarbeit in der galvanischen Umgebung schadet der menschlichen Gesundheit, etc. Angesichts der Tatsache, dass die manuelle Erkennung den Anforderungen der Entwicklung der heutigen Fertigungstechnologie nicht mehr gerecht werden kann, Dieses Papier schlägt ein drahtloses Übertragungsschema für PCB Galvanikstrom vor, das ist, Platzierung von Sensorknoten, an denen der Galvanikstrom erfasst werden muss, und das Überwachungszentrum führt eine einheitliche Echtzeitüberwachung und Überwachung der gesammelten aktuellen Daten durch. control.

1. System framework

The structure of PCB electroplating current monitoring system based on wireless sensor network, die in drei Ebenen unterteilt werden kann: Datenerfassungsschicht, Systemkommunikationsschicht und Managementschicht. Der Rahmen des PCB-Galvanikstromüberwachungssystems basierend auf drahtlosem Sensornetzwerk: die Datenerfassungsschicht ist die Schicht des gesamten Systems, bestehend aus Sensorknoten und Senkknoten in der Arbeitsumgebung. Durch die eingebaute Datenerfassungseinheit, Der Sensorknoten kann das Stromsignal erfassen, das durch die Leiterplatte, und nach der Datenverarbeitung, Senden Sie es an den Senkknoten durch drahtlose Kommunikation; die Senkknoten aggregieren, analysiert und speichert die vom Sensorknoten gesendeten Daten, Und warte auf den Befehl des Computers., bereit zur Kommunikation mit dem Computer. Die Systemkommunikationsschicht bezieht sich auf die Kommunikation zwischen dem Konvergenzknoten und dem Computer, und nimmt den seriellen Kommunikationsmodus RS232 an. Durch Setzen von P0_ALT. 1=1, P0_DIR. 1=l, Wählen Sie die zweite Funktion der P01 und P02 Pins des NRF9E5 als RXD und TXD der seriellen Schnittstelle, und verwenden Sie den Chip MAX232, um Niveaukonvertierung durchzuführen und an den seriellen Port des Computers anzuschließen, um die von jedem Knoten gesammelten Daten zu verarbeiten und durch das Hauptmodul zu senden. Die Steueranweisungen und gültigen Daten vervollständigen die Einstellung jedes Knotens und realisieren die Steuerung der Feldausrüstung. Die Managementschicht ist ein Prozess, bei dem der Computer die gesammelten Galvanikstromdaten analysiert und verarbeitet. Der Computer kann die aktuellen Daten der installierten Hall-Sensorknoten entsprechend den Bedürfnissen des Administrators sammeln, und verschiedene Managementfunktionen wie Datenverarbeitung erfüllen, Diagrammanzeige, Kontrolle und Lagerung; wenn der Strom durch die Leiterplatte Überschreitet oder unterschreitet den angegebenen Wertebereich, Das System gibt Ton- und Lichtalarm.

2. System hardware and design
The wireless sensor node is the basic unit of the entire wireless network. Seine Hauptaufgabe ist es, Stromdaten für die Galvanisierung von Leiterplatten zu sammeln, die Daten vorverarbeiten, auf Befehle des Hostcomputers reagieren, und dann die gesammelten aktuellen Daten an den Hostcomputer senden. . Der drahtlose Sensorknoten besteht aus NRF9E5 Mikrocontroller-System, drahtlose Kommunikationseinheit, Sensoreinheit und Anzeigeleuchte Alarmschaltung.

2.1 Wireless communication unit
Because the NRF9E5 wireless microcontroller has built-in 433MHz, 868MHz, 915MHz Transceiver von NRF905, Das Design des gesamten Systems ist prägnanter und zuverlässiger. Durch Softwareprogrammierung, Der Transceiver kann Funktionen wie Senden automatisch abschließen, Empfang und Überwachung. Aus Sicht des Systemdesigns, Es ist nur notwendig, die Daten im Datenpaket per Software zu interpretieren und zu steuern.

2.2 Sensor unit
The sensor unit is mainly responsible for the collection of current information, die Grundlage für die Sicherstellung der Leistung des gesamten Systems ist. Zunächst einmal, Es ist notwendig, das Stromsignal in ein Spannungssignal umzuwandeln. Hier, Der Hallstromsensor der Serie TBC-LTA wird verwendet. Its working power supply voltage is ±(12~15)V, und seine Arbeitstemperatur ist -40~85 Grad Celsius. Zur Verbesserung der Messgenauigkeit, kombiniert mit dem tatsächlichen gemessenen Stromwert, Diese Arbeit wählt den TDC503LTA Sensor aus der TBC-LTA Serie von Gleichstromsensoren. Der NRF9E5 enthält einen 10-Bit linearen AD-Wandler mit einer Umwandlungsrate von 80kS/s. Die Referenzspannung des AD-Wandlers kann per Software als Aref-Eingang oder interne Bandgap-Referenzspannung von 1 gewählt werden.22V. Der AD-Konverter verfügt über fünf Eingänge, die per Software ausgewählt werden können, seine typische Anwendung ist Start/Stoppmodus, und die Probenahmezeit wird durch Software gesteuert. Es ist standardmäßig 10-Bit, kann aber auf 6-bit gesetzt werden, 8-Bit oder 12-Bit durch Software bei Bedarf. Zur gleichen Zeit, Der AD Konverter kann auch im Differentialmodus eingesetzt werden. Wenn AIN0 als negativer Eingang verwendet wird, AIN1-3 werden als positiver Eingangsanschluss verwendet.

2.3 Indicator light alarm circuit
When the current flowing through the circuit board is lower than the lower limit value or higher than the upper limit value, Die Anzeigeleuchte Alarmschaltung erzeugt einen akustischen und visuellen Alarm, damit Führungskräfte sofort Gegenmaßnahmen ergreifen können. In diesem Design, Das rote LED-Licht und der Lautsprecher werden als Anzeigeleuchte Alarmschaltung verwendet.

3. System software design
3.1 Software design of lower computer
In modern wireless communication, Daten werden in Paketen übertragen. Für drahtlose SoCs wie NRF9E5, Jedes Mal, wenn Daten in Form von Datenpaketen gesendet und empfangen werden. Das Datenpaketformat ist ein wichtiger Bestandteil des Kommunikationsprotokolls. Die drahtlosen Datenpaketformate von NRF9E5 sind: Präambel, ADDR, ZAHLUNG, CRC. Unter ihnen, Präambel ist die Präambel, which is automatically added by the hardware; ADDR sends 32-40-bit address code; PAYLOAD is valid data (32bit); CRC is the cyclic redundancy code checksum, Die Schaltung wird automatisch hinzugefügt und kann auf 0 eingestellt werden, 8- oder 16-Bit. Die wichtige Aufgabe des Sensorknotens besteht darin, die gesammelten Daten zu senden.. Um die drahtlose Übertragung von Daten zu realisieren, Der drahtlose Transceiver im Prozessor muss im Übertragungsmodus betrieben werden. The transceiver (NRF905) of NRF9E5 has three working modes: ShockBurst receive (RX) mode, ShockBurst transmit (TX) mode and energy saving mode.

3.2 PC software design
The software design of the host computer uses VisualC++ for programming, und entwirft ein aktuelles Echtzeitdisplay und eine Datenbank zur Datenspeicherung. Nachdem das Wireless Sensor Netzwerk Layout abgeschlossen ist, Die Daten vieler Sensorknoten werden auf den Computer hochgeladen, und das Computerprogramm, das ist, das Host-Computerprogramm, speichert diese Daten, die Bequemlichkeit für zukünftige Datenabfragen und -verarbeitung bietet. VisualC++ provides users with three database access methods, wie ODBC, DAO und OLEDB. ODBC provides application programming interface (API), Jede Datenbank kann den Zweck der Datenbankverwaltung über diese APIs erreichen. The general procedure for using the ODBC database provided by MFCAppWizard is:
1) Create a database with database tools such as Access;
2) Define an ODBC data source in Windows for the database created by 1);
3) Select the data source defined above in the document application wizard of the create database process;
4) Design the interface and associate the controls with the data table fields.
In diesem Design, wird zunächst eine Datenbank eingerichtet, und mehrere Datentabellen werden entsprechend der Anzahl der Sensorknoten erstellt, und dann die ODBC-Klassen, die von MFC bereitgestellt werden: Datensatzklasse, Datenbankklasse und visuelle Datensatzsatzklasse werden für die Programmierung verwendet, und jeder drahtlose Sensorknoten wird programmiert. Die hochgeladenen Daten werden entsprechend ihrer Knotennummern in einzelnen Datentabellen gespeichert.

4. Conclusion
The wireless sensor node of this system is based on low-power NRF9E5 single-chip microcomputer, verwendet Hall Stromsensor der Serie TBC-LTA, und integriert Computertechnologie und drahtlose Sensornetzwerktechnologie, um Echtzeit-Datenerfassung und A durchzuführen/D Umwandlung für Platinen Galvanikstrom, Die erhobenen aktuellen Daten werden ausgewertet und gespeichert, das eine gute Betriebsumgebung für die Überwachung der Produktion von PCB-Galvanikstrom bietet, verbessert die Qualität der Leiterplatte, und erhöht die Wettbewerbsfähigkeit des Produkts. Dieses System hat die Eigenschaften von niedrigen Kosten, geringer Stromverbrauch, hohe Erkennungsgenauigkeit, einfache Bedienung und Humanisierung. Es kann das Problem der Leiterplatte Galvanikstromüberwachung, und gute Anwendungs- und Entwicklungsperspektiven hat.