Dicí modul pro silové elektrické zařízení požární (zabezpečovací) signalizace

Řídicí modul převodovky je pouze jednou z mnoha elektronických řídicích jednotek (ECU) používaných ve vozidlech. Některá moderní auta mohou mít až 80 těchto ECU.
Moderní auta lze právem nazývat kráskami s mozkem. Kromě jejich elegantních vnějších křivek a obrysů obsahují malé, ale extrémně výkonné mikrokontroléry, které jim poskytují více než dostatečný výpočetní výkon, aby zahanbili stolní počítač!
Řídicí moduly hnacího ústrojí, nebo jak se jim říká PCM, jsou mozkem moderních chytrých automobilů. Jsou zodpovědné za ovládání několika důležitých funkcí v motoru automobilu. Jejich správné fungování přímo ovlivňuje výkon vozidla, a proto je důkladné pochopení jejich fungování nutností.
Na následujících řádcích se doslova ponoříme pod kapotu a dozvíme se co nejvíce o tom, jak fungují řídicí moduly hnacího ústrojí. Začněme tím, že nejprve pochopíme, co je PCM.

Co je PCM?

PCM je integrovaný systém určený k ovládání funkcí motoru vozidla. V podstatě jde o malý počítač, který hlídá správný chod motoru. Nyní si můžete představit, že počítač v autě by měl být podobný řekněme notebooku nebo stolnímu počítači, který se používá doma.
Jsou však tři hlavní faktory, které je odlišují
Na rozdíl od velkého PC je PCM to, čemu říkáme systémový čip. To znamená, že celý výpočetní systém včetně procesoru, paměti a podpůrných periferií je dostatečně malý, aby se vešel na jedinou malou desku nebo čip.
Provádí stejnou sadu funkcí znovu a znovu, zatímco počítače pro všeobecné použití umožňují instalovat software, který jim umožňuje provádět mnoho různých funkcí.
V počítačích pro všeobecné použití se při zhroucení systému zřídka vyskytují vážné problémy. PCM však musí pracovat v reálném čase, a proto musí být odolné vůči chybám. Je zodpovědný za řízení několika kritických procesů v motoru automobilu a jeho selhání může mít vážné následky.

Provoz řídicího modulu hnacího ústrojí

Činnost PCM v motoru automobilu, z nedostatku lepšího příkladu, si lze představit jako pavouka sedícího uprostřed velké sítě. Pavouk zůstává spojen s každým pramenem své sítě a je schopen detekovat i sebemenší narušení v kterémkoli z nich. Podobně je PCM umístěno ve virtuálním centru elektronické sítě vozidla. Každá větev této sítě je připojena k alespoň jednomu z mnoha senzorů, které nepřetržitě poskytují zpětnou vazbu. Pomocí této zpětné vazby může přesně změřit několik různých parametrů souvisejících s motorem a provést příslušné úpravy pro jejich regulaci. Moderní PCM pro automobily jsou obvykle schopny zpracovávat více než 100 různých parametrů současně. Níže jsou uvedeny některé z mnoha důležitých procesů, které PCM provádí.
Reguluje poměr vzduchu a plynu napumpovaného do válců vozu. To se provádí za účelem úspory paliva a zlepšení účinnosti vozidla. Například, když je motor vozidla studený, PCM to rozpozná a více upraví poměr plynu a vzduchu. To umožňuje vyšší spalování, což má za následek rychlejší zahřátí vozidla. Jakmile se motor vozidla zahřeje, PCM to znovu zaznamená a upraví poměr tak, aby se snížilo množství čerpaného paliva.
Hlídá časování zapalování zapalovacích svíček uvnitř válců vozu. To může způsobit, že zapalovací svíčky se zapálí rychleji nebo pomaleji, v závislosti na několika různých podmínkách. To pomáhá motoru produkovat optimální výkon při určitých otáčkách za minutu.
PCM monitoruje volnoběžné otáčky vozidla. Volnoběžné otáčky jsou otáčky, kterými se motor otáčí, když není připojen k převodovce a když není sešlápnut plynový pedál. Očekává se, že motor bude plynule běžet na volnoběh a bude schopen obsluhovat pomocná zařízení, včetně klimatizace vozidla. V závislosti na tom, kolik příslušenství je aktivní a běží, PCM zvyšuje nebo snižuje volnoběžné otáčky, aby motor běžel hladce.
Důležitou funkcí PCM je sledování celkového stavu vozidla. Toho je dosaženo pomocí řady různých senzorů, včetně teplotního senzoru, senzoru hladiny oleje a kapalin, senzoru nasávání vzduchu, senzoru úrovně emisí, senzoru úhlu vačkového hřídele, senzoru polohy škrticí klapky a tak dále. je čtena PCM a porovnávána s ideálními úrovněmi uloženými v paměti palubního počítače. Pokud se kterýkoli z těchto údajů snímače odchyluje od normálního rozsahu, modul PCM se okamžitě pokusí provést úpravy, aby se dostal do rozsahu. Pokud to však neudělá, rozsvítí se kontrolka motoru na palubní desce vašeho vozu a zobrazí se odpovídající chybový kód. Kvalifikovaný mechanik rozumí tomuto chybovému kódu a postará se o nezbytné opravy.
Řídicí modul převodovky je tedy důležitým elektronickým zařízením umístěným uvnitř vozu, který je zodpovědný za hladký chod jeho motoru. Spolu s tím také monitoruje stav vozu pomocí několika různých senzorů, které poskytují zpětnou vazbu a ke změně používáme chiptuning.

Sekce „PROJEKTY“ na našich webových stránkách obsahuje příklady dříve dokončených projektů. Vývoj elektroniky probíhal pro různé organizace, takže tématika projektů elektronických zařízení a přístrojů je značně různorodá. Nejsou zde prezentovány všechny dokončené práce, protože některé projekty mají zcela specifický účel a mohou být zajímavé pouze pro výrobce těchto produktů a u některých projektů není zveřejnění popisů možné v souladu se speciálními požadavky zákazníků.

Řídicí modul pro silové elektrické zařízení zabezpečovacího systému

1. Koncentrátor;
2. Senzorový modul (řadič smyčky);
3. Řídicí modul;
4. CAN zesilovač (opakovač).

Řídicí modul požární signalizace – fotografie osazené desky plošných spojů

Na fotografii je návrh plošného spoje pilotní verze projektu, určeného pro testování, ladění softwaru a rozhodování o uvedení tohoto elektronického zařízení do sériové výroby.

Řídicí modul systému je určen k ovládání 2 magnetických spouštěčů a je schopen monitorovat přítomnost střídavého napětí ~220(380)V na 6 vedeních se společným nulovým vodičem. Proudový odběr tohoto zařízení není větší než 9mA při napájecím napětí 24V, které pochází z vedení CAN.

Schematické schéma elektronického řídicího modulu systému požární signalizace

Vývoj elektroniky probíhá na mikrokontroléru Atmel AVR AT90CAN32, který má vestavěné hardwarové rozhraní CAN. Jako CAN transceiver je použit MCP2551T (Microchip), na H11L1S je implementována optická izolace řízených napěťových vstupů. Pokud je na vstupu napětí, rozsvítí se LED odpovídající tomuto vstupu (jsou součástí vstupního obvodu každého kanálu). Výstupy pro ovládání magnetických spouštěčů jsou určeny pro střídavé napětí a využívají triaky BTA208 (Philips) a optické izolátory MOC3083S s automatickou detekcí přechodu fáze-nula. Pro získání napájecího napětí +5V je použit vysoce účinný měnič napětí Maxim MAX5035BASA. Pro ovládání otevírání pouzdra je na desce instalován optický senzor skládající se z BL-L3141RCY IR LED a BPW85C IR fototranzistoru. IR LED vydává velmi krátké záblesky (pro úsporu spotřeby proudu) na dané frekvenci a IR fototranzistor přijímá IR záření odražené od krytu pouzdra (pokud je zavřený). Tímto způsobem je monitorována celistvost krytu a v případě jeho otevření je odeslána poplachová zpráva do dispečinku.

Přiřazení registrů řídicího modulu v oblasti RAM

007. CAN power line ADC data.

008. Napětí na napájecím vedení CAN.

009. Ovládání vnitřní systémové LED. 0 – LED nesvítí, 1 – LED trvale svítí, 2 – LED bliká (pauza 1 s, bliká 1 s). Ve výchozím nastavení je režim 2 povolen při spuštění zařízení.

010. Známka nerestartování zařízení. Když se zařízení spustí, je resetováno na 0. Příznak lze nastavit programově na libovolnou požadovanou hodnotu.

040. Přítomnost střídavého napětí na vstupu kanálu 0.

041. Přítomnost střídavého napětí na vstupu kanálu 1.

042. Přítomnost střídavého napětí na vstupu kanálu 2.

043. Přítomnost střídavého napětí na vstupu kanálu 3.

044. Přítomnost střídavého napětí na vstupu kanálu 4.

045. Přítomnost střídavého napětí na vstupu kanálu 5.

046. Povolte triak kanálu 0.

047. Povolte triak kanálu 1.

Přiřazení registrů řídicího modulu v oblasti EEPROM

500. Vlastní adresa zařízení (výchozí 255).

501. Provozní režim zařízení: 1 – modul snímače, 0 – řídicí modul. Tento registr je pouze pro čtení.

502. Číslo verze softwaru (vysoký bajt). Tento registr je pouze pro čtení.

503. Číslo verze softwaru (nízký bajt). Tento registr je pouze pro čtení.

515. Zvýšení všech period odesílání zpráv Nkrát. Hodnoty 0 a 1 nezvyšují období odesílání. Hodnota 2 zvyšuje všechna období 2krát, hodnota 3 zvyšuje všechna období 3krát atd.

641. Začátek oblasti pro výběr identifikátoru kanálu a typu senzoru. Celkem 1 kanál, délka informace je 9 bajtů, poslední použitý registr je 649. Přiřazení informací o kanálu: region – 2 bajty, objekt – 2 bajty, umístění – 4 bajty, typ senzoru – 1 byte. Pozor! Pro řídicí modul lze zvolit pouze optický senzor otevření pouzdra (typ 9 v registru 649), podobně jako u senzorového modulu.

920. Začátek rozsahu hodnot pro periody odesílání zpráv podle typu. Celkem 1 kanál, 12 typů zpráv, naposledy použitý registr – 931. Odesílané hodnoty jsou zaznamenávány v sekundách. Maximální hodnota je 255 sekund. Multiplikátor v registru 515 umožňuje prodloužit periodu odesílání zprávy až 255krát. Maximální hodnota period odesílání tak může být zvýšena na 65025 sekund, což je více než 18 hodin.

Výběr typu snímače

Řídicí modul používá pouze kanál 10 pro přenos zpráv z optického snímače otevření krytu. Plná kompatibilita řídicích povelů se senzorovým modulem byla zachována.

0 – Chybí senzor, zprávy z odpovídajícího kanálu nejsou přenášeny (kanál je deaktivován).

9 – Optický snímač otevření krytu (pouze pro kanál 10).

Typy zpráv řídicího modulu

1. Normální stav (pouze optický senzorový kanál 10);

2. Spouštění senzorem (pouze optický senzor kanálu 10).