PCB Tecnico - Progettazione del sistema di monitoraggio senza fili della rete del sensore per la corrente galvanica della scheda PCB

Utilizzando computer, tecnologia dei sensori e comunicazione wireless, questo documento progetta un sistema di monitoraggio della rete dei sensori wireless per il rilevamento della corrente galvanica della scheda PCB. Il sistema di monitoraggio utilizza il microcontrollore NRF9E5 come nodo sensore wireless e utilizza la progettazione del sensore di corrente Hall e del circuito di rilevamento per realizzare la comunicazione wireless tra il nodo sensore wireless e il computer. La funzione principale della scheda PCB è quella di rendere vari componenti elettronici la connessione del circuito predeterminato, la cui qualità influenzerà direttamente le prestazioni dell'intero prodotto elettromeccanico. La corrente di galvanizzazione PCB è uno dei fattori importanti che influenzano la qualità delle schede PCB. Attualmente, la rilevazione della corrente di galvanizzazione PBC è effettuata da operatori che detengono a determinati intervalli apparecchiature di monitoraggio portatili; Pertanto, ci sono molte carenze, come il rilevamento non in tempo reale, la rilevazione facile da perdere e il rilevamento falso, il lavoro a lungo termine nell'ambiente di galvanizzazione danneggerà la salute umana, ecc. In considerazione del fatto che il rilevamento manuale non può più soddisfare le esigenze dello sviluppo della tecnologia di produzione di oggi, Questo articolo propone uno schema di trasmissione wireless per la corrente di galvanizzazione PCB, cioè posizionando i nodi del sensore dove la corrente di galvanizzazione deve essere rilevata e il centro di monitoraggio condurrà il monitoraggio unificato in tempo reale e il monitoraggio dei dati correnti raccolti. controllo.

La struttura del sistema di monitoraggio corrente galvanizzante PCB basato sulla rete wireless del sensore, che può essere divisa in tre strati: strato di acquisizione dati, strato di comunicazione del sistema e strato di gestione. Il quadro del sistema di monitoraggio corrente galvanizzato PCB basato sulla rete wireless di sensori: lo strato di acquisizione dati è lo strato dell'intero sistema, che consiste di nodi sensori e nodi sink posizionati nell'ambiente di lavoro. Attraverso l'unità di acquisizione dati integrata, il nodo sensore può raccogliere il segnale corrente che scorre attraverso la scheda PCB e, dopo l'elaborazione dei dati, inviarlo al nodo sink tramite comunicazione wireless; Il nodo sink aggrega, analizza e memorizza i dati inviati dal nodo sensore, E attendere il comando del computer, pronto a comunicare con il computer. Il livello di comunicazione del sistema si riferisce alla comunicazione tra il nodo di convergenza e il computer e adotta la modalità di comunicazione seriale RS232. Impostando P0_ALT. 1=1, P0_DIR. 1=l, selezionare la seconda funzione dei pin P01 e P02 di NRF9E5 come RXD e TXD della porta seriale, e utilizzare il chip MAX232 per eseguire la conversione di livello e connettersi alla porta seriale del computer per elaborare i dati raccolti da ogni nodo e inviarli attraverso il modulo principale. Le istruzioni di controllo e i dati validi completano l'impostazione di ogni nodo e realizzano il controllo delle apparecchiature di campo. Il livello di gestione è un processo in cui il computer analizza ed elabora i dati attuali di galvanizzazione raccolti. Il computer può raccogliere i dati attuali dei nodi sensori Hall installati in base alle esigenze dell'amministratore e completare varie funzioni di gestione come elaborazione dati, visualizzazione grafico, controllo e archiviazione; Quando la corrente che scorre attraverso la scheda PCB supera o scende al di sotto dell'intervallo di valori dato, il sistema dà allarme sonoro e luminoso.2. Hardware di sistemoIl nodo sensore wireless è l'unità di base dell'intera rete wireless. Il suo compito principale è quello di raccogliere i dati correnti di galvanizzazione PCB, pre-elaborare i dati, rispondere ai comandi dal computer host e quindi inviare i dati correnti raccolti al computer host. Il nodo sensore wireless è composto dal sistema del microcontrollore NRF9E5, dall'unità di comunicazione wireless, dall'unità del sensore e dal circuito di allarme della luce dell'indicatore.2.1 Unità di comunicazione wireless Poiché il microcontrollore wireless NRF9E5 ha ricetrasmettitori integrati 433MHz, 868MHz, 915MHz di NRF905, la progettazione dell'intero sistema è più concisa e affidabile. Attraverso la programmazione software, il ricetrasmettitore può completare automaticamente funzioni come invio, ricezione e monitoraggio. Dal punto di vista della progettazione del sistema, è necessario solo interpretare e controllare i dati nel pacchetto dati tramite software.2.2 Unità sensore L'unità sensore è principalmente responsabile della raccolta delle informazioni attuali, che è la base per garantire le prestazioni dell'intero sistema. Prima di tutto, è necessario convertire il segnale corrente in un segnale di tensione. Qui viene utilizzato il sensore di corrente Hall serie TBC-LTA. La sua tensione di alimentazione di lavoro è Â ± (12 ~ 15) V e la sua temperatura di lavoro è -40 ~ 85 gradi Celsius. Al fine di migliorare la precisione di misura, combinata con il valore effettivo della corrente misurata, questo documento seleziona il sensore TDC503LTA della serie TBC-LTA di sensori di corrente continua. L'NRF9E5 contiene un convertitore AD lineare a 10 bit con un tasso di conversione di 80kS/s. La tensione di riferimento del convertitore AD può essere selezionata dal software come ingresso Aref o tensione di riferimento bandgap interna di 1.22V. Il convertitore AD ha 5 ingressi che possono essere selezionati dal software, la sua applicazione tipica è la modalità start/stop e il tempo di campionamento è controllato dal software. È a 10 bit per impostazione predefinita, ma può essere impostato su 6 bit, 8 bit o 12 bit dal software se necessario. Allo stesso tempo, il convertitore AD può essere applicato anche in modalità differenziale. Quando AIN0 viene utilizzato come terminale di ingresso negativo, AIN1-3 viene utilizzato come terminale di ingresso positivo.2.3 Circuito di allarme della luce dell'indicatore Quando la corrente che scorre attraverso il circuito è inferiore al valore limite inferiore o superiore al valore limite superiore, il circuito di allarme della luce dell'indicatore genererà un allarme acustico e visivo, in modo che i gestori possano prendere contromisure immediate. In questo disegno, la luce LED rossa e l'altoparlante sono utilizzati come circuito di allarme della luce dell'indicatore.3. Progettazione software di sistemo3.1 Progettazione software di computer inferiori Nella moderna comunicazione wireless, i dati vengono trasmessi in pacchetti. Per i SoC wireless come NRF9E5, ogni volta che i dati vengono inviati e ricevuti sotto forma di pacchetti dati. Il formato dei pacchetti dati è una parte importante del protocollo di comunicazione. I formati di pacchetti dati wireless di NRF9E5 sono: Preambolo, ADDR, PAYLOAD, CRC. Tra questi, il preambolo è il preambolo, che viene aggiunto automaticamente dall'hardware; ADDR invia un codice di indirizzo a 32-40 bit; PAYLOAD è un dato valido (32bit); CRC è il checksum del codice di ridondanza ciclica, che può essere corretto dall'hardware integrato di rilevamento degli errori CRC Il circuito viene aggiunto automaticamente e può essere impostato a 0, 8 o 16 bit. Il compito importante del nodo sensore è quello di inviare i dati raccolti. Per realizzare la trasmissione wireless dei dati, il ricetrasmettitore wireless nel processore deve essere azionato in modalità di trasmissione. Il ricetrasmettitore (NRF905) di NRF9E5 ha tre modalità di lavoro: modalità di ricezione ShockBurst (RX), modalità di trasmissione ShockBurst (TX) e modalità di risparmio energetico. Dopo che il layout della rete wireless del sensore è completato, i dati di molti nodi del sensore vengono caricati sul computer e il programma per computer, cioè il programma per computer host, memorizza questi dati, il che fornisce comodità per la query e l'elaborazione futuri dei dati. VisualC++ fornisce agli utenti tre metodi di accesso al database, come ODBC, DAO e OLEDB. ODBC fornisce applicazioni pro