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一塊簡單的控制板調(diào)試過程

1、本帖所發(fā)為目前一款準備應(yīng)用于光伏跟蹤系統(tǒng)的PCB板調(diào)試過程,因涉及保密,不能面面俱到的都奉獻給大家,畢竟是公司的產(chǎn)品,但我盡我所能把能寫的都寫上,能發(fā)的照片都傳上;

2、本帖主要目的是以本產(chǎn)品為例給一些剛剛進入電源行業(yè)或者即將進入電源行業(yè)的各位同仁說說產(chǎn)品開發(fā)的相關(guān)流程和注意事項;

3、本帖為邊調(diào)試邊發(fā)帖,所以可能進程稍慢,不會一天更完,會在調(diào)試過程中與大家分享一些經(jīng)驗教訓——個人認為總結(jié)教訓才是水平增長的最快方式;

4、再此給電源網(wǎng)的工作人員尤其是娜娜說聲抱歉,本來說好參加活動測試一塊樣板,因現(xiàn)在這個公司電源產(chǎn)品做的比較少,實驗設(shè)備不齊全,沒法測試;

5、一樓廢話完成,二樓開始進入主題;

 

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2014-10-27 11:06

開始進入正式的內(nèi)容,首先是設(shè)計輸入:

1、總體思想是設(shè)計一款基本單片機的控制器,實現(xiàn)太陽能光伏支架的雙軸跟蹤系統(tǒng)(東西方向和南北方向各一臺電機,實現(xiàn)實時追日),目前太陽能光伏電站建設(shè)使用的是基于PLC的控制系統(tǒng),外圍各種輔助器件很多,尤其是輸入/輸出口限制太多,不夠靈活;更關(guān)鍵是PLC成本太高;

2、總體實現(xiàn)方案是在控制器中寫入天文歷算法,根據(jù)經(jīng)緯度算出當前太陽的角度,實現(xiàn)跟蹤支架對太陽光的實時追蹤,在系統(tǒng)中加入光傳感器實時檢測太陽光信號,將光傳感器信號作為反饋信號,對跟蹤角度進行微調(diào);

3、需要的輸入輸出參數(shù):24V電源輸入、光傳感器檢測單元輸入、限位保護單元輸入、計數(shù)器單元輸入(確定當前跟蹤器的實際位置)、手動校準和調(diào)試開關(guān)輸入、電機驅(qū)動輸入(本控制器不直接驅(qū)動電機,而是發(fā)信號控制固態(tài)繼電器,有固態(tài)繼電器驅(qū)動電機);

4、根據(jù)實際驅(qū)動的電機選擇合適的固態(tài)繼電器,根據(jù)計算量和存儲量大小選擇合適的單片機及其外圍電路,根據(jù)板子上各器件需要的供電電源設(shè)計合適的電源轉(zhuǎn)換電路;

5、其他輔助功能電路:如RS485通訊,外部時鐘等;

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2014-10-27 11:12
@zhang_min9861
開始進入正式的內(nèi)容,首先是設(shè)計輸入:1、總體思想是設(shè)計一款基本單片機的控制器,實現(xiàn)太陽能光伏支架的雙軸跟蹤系統(tǒng)(東西方向和南北方向各一臺電機,實現(xiàn)實時追日),目前太陽能光伏電站建設(shè)使用的是基于PLC的控制系統(tǒng),外圍各種輔助器件很多,尤其是輸入/輸出口限制太多,不夠靈活;更關(guān)鍵是PLC成本太高;2、總體實現(xiàn)方案是在控制器中寫入天文歷算法,根據(jù)經(jīng)緯度算出當前太陽的角度,實現(xiàn)跟蹤支架對太陽光的實時追蹤,在系統(tǒng)中加入光傳感器實時檢測太陽光信號,將光傳感器信號作為反饋信號,對跟蹤角度進行微調(diào);3、需要的輸入輸出參數(shù):24V電源輸入、光傳感器檢測單元輸入、限位保護單元輸入、計數(shù)器單元輸入(確定當前跟蹤器的實際位置)、手動校準和調(diào)試開關(guān)輸入、電機驅(qū)動輸入(本控制器不直接驅(qū)動電機,而是發(fā)信號控制固態(tài)繼電器,有固態(tài)繼電器驅(qū)動電機);4、根據(jù)實際驅(qū)動的電機選擇合適的固態(tài)繼電器,根據(jù)計算量和存儲量大小選擇合適的單片機及其外圍電路,根據(jù)板子上各器件需要的供電電源設(shè)計合適的電源轉(zhuǎn)換電路;5、其他輔助功能電路:如RS485通訊,外部時鐘等;
因為保密,沒有辦法上傳產(chǎn)品需求信息和功能信息表,所以2貼只好簡單的列出原理圖設(shè)計之前需要考慮的一些主要問題,可能寫的不全面,希望各位研發(fā)的工程師加以補充,讓大家共同學習,在設(shè)計之前就養(yǎng)成良好的設(shè)計習慣,只是設(shè)計輸入確定了,才可以避免方案在研發(fā)過程中避免因技術(shù)原因一再更改!在本樓我將上傳該控制器的原理圖,但是出于保密,我把各個期間的參數(shù)都隱藏了,希望大家見諒!Protel Schematic.pdf

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2014-10-27 11:15
@zhang_min9861
因為保密,沒有辦法上傳產(chǎn)品需求信息和功能信息表,所以2貼只好簡單的列出原理圖設(shè)計之前需要考慮的一些主要問題,可能寫的不全面,希望各位研發(fā)的工程師加以補充,讓大家共同學習,在設(shè)計之前就養(yǎng)成良好的設(shè)計習慣,只是設(shè)計輸入確定了,才可以避免方案在研發(fā)過程中避免因技術(shù)原因一再更改!在本樓我將上傳該控制器的原理圖,但是出于保密,我把各個期間的參數(shù)都隱藏了,希望大家見諒!ProtelSchematic.pdf[圖片]

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2014-10-27 11:17
@zhang_min9861
[圖片]
4帖為坐回來的PCB,剛剛焊接完單片機芯片,其實研發(fā)設(shè)計之初PCB上的焊接調(diào)試應(yīng)該從電源開始,只是這個單片機的管腳實在太小,我只好先找人幫我把單片機焊上了,其他我自己慢慢來,所以PCB上多了一個單片機芯片;
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2014-10-27 11:52
@zhang_min9861
4帖為坐回來的PCB,剛剛焊接完單片機芯片,其實研發(fā)設(shè)計之初PCB上的焊接調(diào)試應(yīng)該從電源開始,只是這個單片機的管腳實在太小,我只好先找人幫我把單片機焊上了,其他我自己慢慢來,所以PCB上多了一個單片機芯片;
我來了 先占上沙發(fā),再慢慢看帖,張工贊一個!~
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2014-10-27 11:53
總結(jié)教訓才是水平增長的最快方式;預感一個火帖即將誕生!~
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2014-10-27 13:21
@zhang_min9861
4帖為坐回來的PCB,剛剛焊接完單片機芯片,其實研發(fā)設(shè)計之初PCB上的焊接調(diào)試應(yīng)該從電源開始,只是這個單片機的管腳實在太小,我只好先找人幫我把單片機焊上了,其他我自己慢慢來,所以PCB上多了一個單片機芯片;

下午邊焊接邊調(diào)試,先從電源部分開始!因為板子上需要用到24V、12V、5V和3.3V四個電源,輸入電源為24V,需要用線性電源IC變換出12V、5V和3.3V三個電源,先調(diào)試24V到12V部分,使用的芯片為LM2576-12

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suh520
LV.4
9
2014-10-28 09:44
@zhang_min9861
4帖為坐回來的PCB,剛剛焊接完單片機芯片,其實研發(fā)設(shè)計之初PCB上的焊接調(diào)試應(yīng)該從電源開始,只是這個單片機的管腳實在太小,我只好先找人幫我把單片機焊上了,其他我自己慢慢來,所以PCB上多了一個單片機芯片;
焊接是最簡單了,作為工程師,焊接必須過關(guān)。。。
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2014-10-28 10:13
@suh520
焊接是最簡單了,作為工程師,焊接必須過關(guān)。。。

樓上說的是,還需要再進修!這個芯片確實比較小,暫時自己還焊接不好,需要繼續(xù)進步!

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yueyunno1
LV.9
11
2014-10-28 10:21
@電源網(wǎng)-娜娜姐
總結(jié)教訓才是水平增長的最快方式;[圖片]預感一個火帖即將誕生!~
很不錯的板子,期待后續(xù)更新。
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wddzzj
LV.2
12
2014-10-29 08:09
厲害厲害
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yueyunno1
LV.9
13
2014-10-29 08:41
@yueyunno1
很不錯的板子,期待后續(xù)更新。
對多引腳IC進行大面積鋪地最好把安全距離留大點,特別是IC引腳周邊,要不然板子在返修的時候很難拖錫。
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2014-10-29 09:23
@yueyunno1
對多引腳IC進行大面積鋪地最好把安全距離留大點,特別是IC引腳周邊,要不然板子在返修的時候很難拖錫。

樂工說的是,PCB板的鋪地間隙用的12mil,考慮到板子上除主控的單片機外,其他器件返修還可以,而且正版沒有高壓電源,所以覺得間隙差不多夠了

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2014-10-29 09:30
@zhang_min9861
下午邊焊接邊調(diào)試,先從電源部分開始!因為板子上需要用到24V、12V、5V和3.3V四個電源,輸入電源為24V,需要用線性電源IC變換出12V、5V和3.3V三個電源,先調(diào)試24V到12V部分,使用的芯片為LM2576-12
繼續(xù)開工吧,因為今天板子要進行高低溫循環(huán)老化測試,所以昨天沒有逐步調(diào)試上傳,而是先調(diào)完了一塊,先上個焊接調(diào)試完的圖片吧!邊上沒焊接的部分為預留的步進電機驅(qū)動芯片的驅(qū)動接口,現(xiàn)在的想法是先實現(xiàn)直流電機驅(qū)動(控制器發(fā)控制信號+外接固態(tài)繼電器驅(qū)動),調(diào)試完成后用專用的步進電機驅(qū)動芯片嘗試下,把驅(qū)動部分也全部做到PCB上!已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些問題,逐步調(diào)試時跟大家分享!

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2014-10-29 09:33
@zhang_min9861
繼續(xù)開工吧,因為今天板子要進行高低溫循環(huán)老化測試,所以昨天沒有逐步調(diào)試上傳,而是先調(diào)完了一塊,先上個焊接調(diào)試完的圖片吧!邊上沒焊接的部分為預留的步進電機驅(qū)動芯片的驅(qū)動接口,現(xiàn)在的想法是先實現(xiàn)直流電機驅(qū)動(控制器發(fā)控制信號+外接固態(tài)繼電器驅(qū)動),調(diào)試完成后用專用的步進電機驅(qū)動芯片嘗試下,把驅(qū)動部分也全部做到PCB上!已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些問題,逐步調(diào)試時跟大家分享![圖片]
前面分步調(diào)試時講到24V轉(zhuǎn)12V電源的調(diào)試,調(diào)試時先測試空載電壓和空載紋波(帶載的測試部分后續(xù)測試補充)
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2014-10-29 09:36
@zhang_min9861
前面分步調(diào)試時講到24V轉(zhuǎn)12V電源的調(diào)試,調(diào)試時先測試空載電壓和空載紋波(帶載的測試部分后續(xù)測試補充)

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2014-10-29 09:44
@zhang_min9861
[圖片][圖片][圖片][圖片]
上圖中,圖1為示波器打直流檔測試的24V電源正常,圖2為24V輸入電源紋波,示波器打交流檔測試(最大時+/-約400mv,用的是明緯的輸入電源,)圖3是經(jīng)2576轉(zhuǎn)成12V后的電源紋波(最大時+35mv/-10mv),考慮到圖片太多,就沒有上傳12V的直流波形,就一條直線,不看影響也不大!再此有個問題跟大家稍微探討下,每次調(diào)試電源時,示波器測試的有效值總比萬用表測試的值稍大,如這個12V fluke17B測試的電壓是12V,示波器測試的有效值是12.1V;剛剛畢業(yè)的時候師傅跟我說以示波器的為準,也沒告訴我為什么,到現(xiàn)在為止有效值一直以萬用表測試的值算,但是仍然不知道為什么,希望有答案的工程師能分享下!
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2014-10-29 10:02
@zhang_min9861
上圖中,圖1為示波器打直流檔測試的24V電源正常,圖2為24V輸入電源紋波,示波器打交流檔測試(最大時+/-約400mv,用的是明緯的輸入電源,)圖3是經(jīng)2576轉(zhuǎn)成12V后的電源紋波(最大時+35mv/-10mv),考慮到圖片太多,就沒有上傳12V的直流波形,就一條直線,不看影響也不大!再此有個問題跟大家稍微探討下,每次調(diào)試電源時,示波器測試的有效值總比萬用表測試的值稍大,如這個12Vfluke17B測試的電壓是12V,示波器測試的有效值是12.1V;剛剛畢業(yè)的時候師傅跟我說以示波器的為準,也沒告訴我為什么,到現(xiàn)在為止有效值一直以萬用表測試的值算,但是仍然不知道為什么,希望有答案的工程師能分享下!

12V電源調(diào)試完成后,接下來調(diào)試12V轉(zhuǎn)5V的電源部分,該部分使用的芯片是1538,一個很好用的芯片,輸出電壓可根據(jù)需要調(diào)整,輸出紋波很小,帶載能力也比較強,一直喜歡用這個芯片!下面上傳兩張圖片,一張是12V焊接完后的PCB,還有一張是12V的空載紋波(最大值+/-約16mv),這個對于我使用來說還是比較客觀的!

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2014-10-29 10:05
@zhang_min9861
12V電源調(diào)試完成后,接下來調(diào)試12V轉(zhuǎn)5V的電源部分,該部分使用的芯片是1538,一個很好用的芯片,輸出電壓可根據(jù)需要調(diào)整,輸出紋波很小,帶載能力也比較強,一直喜歡用這個芯片!下面上傳兩張圖片,一張是12V焊接完后的PCB,還有一張是12V的空載紋波(最大值+/-約16mv),這個對于我使用來說還是比較客觀的!

焊接完12V-5V元件的PCB

5V紋波紋波

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liu_yaer
LV.6
21
2014-10-29 11:17
@wddzzj
厲害厲害
敬禮,搬個板凳聽聽課
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wheelzhou
LV.9
22
2014-10-29 20:00
@liu_yaer
敬禮,搬個板凳聽聽課[圖片]
怎么看怎么跟我的C8051F020有些像
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zxqbbk
LV.4
23
2014-10-29 22:56
@wheelzhou
怎么看怎么跟我的C8051F020有些像
最感興趣的是想,實現(xiàn)的結(jié)果,但表述太少。僅就“實時”理解,有必要么,那豈不是電機時刻都要有電。
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2014-10-30 10:34
@zxqbbk
最感興趣的是想,實現(xiàn)的結(jié)果,但表述太少。僅就“實時”理解,有必要么,那豈不是電機時刻都要有電。

好吧,感謝兄臺的提問,電機不是實時有電的,把太陽軌跡想象成一條曲線,用東西和南北兩條曲線去擬合近似這個曲線!電機的啟動頻率跟要求的追蹤精度有關(guān)系,如系統(tǒng)要求是偏差時0.1度,那電機啟動大概是10秒一次;不知道這么解釋還有什么疑問,歡迎隨時交流!是否必要跟設(shè)計的輸入要求有 關(guān),因涉及保密,沒有把這個內(nèi)容放進來,因主要想講軟硬件測試,所以沒有細化這個輸入!

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yueyunno1
LV.9
25
2014-10-30 10:51
@zhang_min9861
好吧,感謝兄臺的提問,電機不是實時有電的,把太陽軌跡想象成一條曲線,用東西和南北兩條曲線去擬合近似這個曲線!電機的啟動頻率跟要求的追蹤精度有關(guān)系,如系統(tǒng)要求是偏差時0.1度,那電機啟動大概是10秒一次;不知道這么解釋還有什么疑問,歡迎隨時交流!是否必要跟設(shè)計的輸入要求有關(guān),因涉及保密,沒有把這個內(nèi)容放進來,因主要想講軟硬件測試,所以沒有細化這個輸入!
主要是為了保證太陽能電池板實時跟蹤太陽,讓光照和電池板在最佳夾角和方位上,確保有效利用太陽能。
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2014-10-30 13:32
@yueyunno1
主要是為了保證太陽能電池板實時跟蹤太陽,讓光照和電池板在最佳夾角和方位上,確保有效利用太陽能。

樂工說的是,還記得我之前發(fā)帖問大家晶硅電池板的角度與發(fā)電量的關(guān)系么?那時候就是為了確定具體跟蹤角度要到多少合適!因為不僅涉及到我這個跟蹤精度,更涉及到支架強度。

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2014-11-03 13:25
@zhang_min9861
[圖片]焊接完12V-5V元件的PCB[圖片]5V紋波紋波

上周末最后兩天全在開會,比較忙,沒更新,這周一又要測幾個新的傳感器,供應(yīng)商急等確認,看樣子這個得往后挪挪了!

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yueyunno1
LV.9
28
2014-11-03 16:22
@zhang_min9861
[圖片][圖片][圖片][圖片]
你這個波形怎么看著好像有振鈴呀
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2014-11-04 07:29
@yueyunno1
你這個波形怎么看著好像有振鈴呀

樂工,這不是振鈴,是示波器打交流測紋波的波形,是正常的哦!

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2014-11-04 10:05
@zhang_min9861
樂工說的是,還記得我之前發(fā)帖問大家晶硅電池板的角度與發(fā)電量的關(guān)系么?那時候就是為了確定具體跟蹤角度要到多少合適!因為不僅涉及到我這個跟蹤精度,更涉及到支架強度。
如果想用變壓器設(shè)計仿真軟件, 可以試一下用這個PowerEsim , 免費的
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wugrace
LV.1
31
2014-11-04 14:15
@betterbetter
如果想用變壓器設(shè)計仿真軟件,可以試一下用這個PowerEsim,免費的
謝謝分享!
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