בקודםפוסט בבלוג, הצגתי אעיצוב עזר בקרת תאורת LED עבור ראיית מכונה. בפוסט זה, ברצוני לפרט מעט על כך, בעקבות אותה גישה מודולרית שהצוות שלנו נקט במהלך תהליך העיצוב.
דברים קלים לעיכול
במהלך תהליך התכנון, ארזנו פרטים לתוך תת-מעגלים קטנים יותר ונתנו לאותם בלוקים שמות תיאוריים, כפי שמוצג באיור 1. זה עזר לנו להמיר את הרעיונות שלנו למעגל האמיתי.
טיול הלוך ושוב דרך עיצוב ההתייחסות
בואו נתחיל עםכוח משותףלַחסוֹם. למען האמת, זה בלוק המעגל שבו הייתי צריך להשאיר את השם שלו קצת מעורפל, כי בלוק ה-Common Power הוא סמורגזבורד של לפחות שבע פונקציות שונות.
השמועות אומרות שפשוט הכנסתי את כל שבע הפונקציות לבלוק הזה כי לא ידעתי איפה עוד לשים אותן. לא נכון: כל הפונקציות הללו קשורות לכוח. בלוק ה-Common Power הוא הבית של התקנים ופונקציות נפוצות כמו ה-5V buck, הרגולטור 3.3V ירידה נמוכה (LDO), הפניה של 2.5V ומסנן ההפרעות האלקטרומגנטיות (EMI).
אם זה לא מספיק מרגש, שמתי גם אTPS26602eFuse לתוך הבלוק. מכשיר זה דואג לכניסת הכוח ומספק הגנה על כניסה הפוכה כמעט ללא אובדן. הצוות אפילו הבין כיצד לשנות את המגבלה הנוכחית של ה-eFuse הזה תוך כדי תנועה. מגבלת זרם כניסה אדפטיבית זו מאפשרת מגבלת הספק קלט קבועה של המערכת של 15W על פני טווח מתח הכניסה של 8V ל-36V. ערוץ אחד של ממיר דיגיטלי לאנלוגי כפול (DAC) מספק את מתח הבקרה עבור תכונה זו.
מתקדם, הLED באק ולוח לדבלוקים משלבים פונקציונליות הקשורה ל-LED. הם תומכים ב-200ns LED נצנצים קצרים במיוחד עם זרמים קבועים של עד 2.4A וחזרות דופק עד 10kHz. הנעה של מחרוזת של חמש נוריות LED לבנות בעלות הספק גבוה מביאה לעוצמת דופק של 40W ברמת זרם של 2.4A. עיצוב ההתייחסות תומך בזמני פולסים ארוכים יותר (עד פעולת LED רציפה), זרמי LED נמוכים יותר וגם קצבי פריימים נמוכים יותר. זמני עלייה ונפילה קצרים של זרם ה-LED והשהיית טריגר קצרה וקבועה של 10µs מתאפשרים הן על ידי ערכת בקרה מיוחדת והן על ידי 48V המשמש להפעלתTPS92515HVממיר LED באק.
ארבעTMP116חיישני טמפרטורה מפקחים על טמפרטורות הלוח; חיישנים אלה מסוגלים לכבות את נוריות הלד ורכיבים אחרים כדי להגן על המערכת. כל אחד מחיישני הטמפרטורה מספק 64 סיביות של זיכרון חשמלי הניתן לתכנות לקריאה בלבד (EEPROM) הניתן לתכנות על ידי המשתמש לזיהוי מודולים או אחסון נתוני כיול.
לוח כיסוי LED ייעודי ממזער את הסיכון לפציעת עיניים.
האם אתה מבולבל מהספק של 40W של LED מכניסת מערכת של 15W, או שואל את עצמך מה עשינו עם הערוץ הנותר של ה-DAC הכפול? תן לי להסביר על ידי דיון עלקדם בוסטבלוק, עוד מעגל מסובך. הדחיפה המוקדמת מספקת את 48V (בשימוש על ידי ה-LED באק)ממתח הכניסה של המערכת 8V ל-36V. הפלט של תת-מעגל זה מוחזק על ידי בנק של קבלים כדי לתמוך בפולסים של 40W. הדחיפה המוקדמת פועלת עם מגבלת זרם כניסה ממוצע אדפטיבי (נשלטת על ידי הערוץ השני של ה-DAC הכפול) וצורכת 10W קבוע כאשר מופעל.
כשמסתכלים על סכימת התכנון של בקרת תאורת LED, אתה עשוי לתהות מדוע השתמשנו בבקר דחיפה חד-שלבי הניתן לעמעום שלב כמו ה-TPS92561. התשובה היא בגלל בקרת זרם הכניסה הפשוטה שלו.
בהשוואה לכל השינויים שעשינו עבור בלוקים אלה שתיארתי עד כה, שני בלוקי המעגל הנותרים עושים את מה שמרמזים שמם. המיקרו-בקר (MCU)בלוק מכיל אMSP430F5172MCU עם טיימר ברזולוציה גבוהה ומספק שליטה ראשית על עיצוב ההתייחסות המלא, כולל פיקוח, ניטור, תזמון ותקשורת עם תוכנית מסוף במחשב האישי של המשתמש.
הממשק חשמל ונתונים מבודדבלוק כוללISOW7842מבודד דיגיטלי עם ממיר מתח משולב ושובר לולאות הארקה לא רצויות ונותן פתרון להפעלה ותקשורת חיצונית ללא תקלות.
איור 2 מתאר באופן גרפי את כל מה שהסברתי עד כה.
כפי שניתן לראות, רק לשניים מתוך ששת הבלוקים יש קשר חזק לתאורת LED.לכן אני מקווה שההסבר שלי יעורר בך השראה לעשות שימוש חוזר במעגלי המשנה האלה בעיצובים אחרים ויישומים אחרים. לפרטים נוספים, אל תהסס לעיין מפורט במסמכים המסופקים עם זהעיצוב ייחוס בקרת תאורת LED.
