GLDPJ-2A Apparecchiature di addestramento per la misurazione e il controllo

Ⅰ、Caratteristiche dell'apparecchiatura

1. Adotta l'MCU ad alte prestazioni STM32F103ZET6 importato da STMicroelectronics (ST) basato sul core ARM CORTEX-M3

2. La scheda core e la scheda madre possono essere utilizzate separatamente, integrando funzioni di debugging, programmazione e download della simulazione, adatte per l'insegnamento, l'innovazione, le competizioni, ecc.

3. La porta I/O delle risorse della CPU è aperta agli utenti.

4. Contiene un circuito di protezione e il simulatore e il circuito utente adottano la tecnologia di isolamento (debugger di isolamento opzionale).

5. La funzione di rilevamento automatico delle risorse hardware della scheda madre è più comoda per la manutenzione e l'applicazione.

6. Questo modulo di addestramento per la misurazione e il controllo include: circuito di condizionamento della grandezza analogica (condizionamento PT100 e raccolta della temperatura, ADC esterno), circuito di condizionamento della grandezza di commutazione (isolamento optoaccoppiatore, comparatore intero, uscita buffer chip serie 74), relè, area sperimentale AD/DA con tubo digitale a sei segmenti a LED, trasmissione e ricezione a infrarossi, espansione della porta I/O (espansione IIC di ingresso e uscita o da seriale a parallelo, simile al modulo di espansione del riscaldamento), display della tastiera (visualizzazione tramite LED che indica lo stato), amplificatore vocale (con modulo amplificatore), sensore di temperatura, telemetro a ultrasuoni, motore CC/passo-passo (modulo integrato di azionamento motore CC e misurazione della velocità per il controllo PID della velocità), interruttore a chiave (scheda madre con supporto per tasto indipendente), modulo di espansione 485 (scheda madre con supporto), Bluetooth (controllo comandi AT), comunicazione wireless ZigBee (controllo comandi AT), messaggio di testo telefonico GPRS (controllo comandi AT), telecomando wireless (supporto per comunicazione 2.4G tramite modulo wireless), modulo di allarme con rilevamento a infrarossi, area di espansione sperimentale universale in grado di eseguire moduli sperimentali di sviluppo e innovazione secondari e molti altri esperimenti.

Ⅱ、Parametri funzionali

1. Processore: STM32F103ZET6.

2. Metodo di download del programma: JLINK o STLINK, interfaccia SWD a 20 pin.

3. Scheda madre funzionale

① Alimentazione: utilizzare un adattatore DC12V/2A.

② MCU: STM32F103ZET6, tutti gli I/O sono dotati di pin a doppia fila.

③ Interfaccia di comunicazione: dotata di 1 interfaccia RS485 (compatibile con l'interfaccia del cavo PPI Siemens, DB9 femmina), 1 interfaccia RS232 (DB9 femmina), 1 interfaccia CAN.

④ Pulsanti: 8 pulsanti indipendenti, 1 interfaccia per tastiera a matrice 4x4 (modulo tastiera a matrice corrispondente).

⑤ Display: 8 indicatori LED, 1 LED RGB a tre colori, 1 interfaccia LCD12864, 1 interfaccia LCD1602, 1 interfaccia display TFT480×320 (con touch resistivo).

⑥ Interfaccia di ingresso switch: ingresso digitale a 4 canali, ingresso con isolamento optoaccoppiatore, modellazione del comparatore, elaborazione 74HC14 e successiva lettura su MCU.

⑦Interfaccia di uscita switch: 2 relè con spie luminose.

⑧Altro: 1 buzzer passivo, 1 buzzer attivo, 1 LED driver di uscita DAC, 1 potenziometro da 2K (uscita segnale di tensione 0 ~ 3,3 V), circuito di generazione di impulsi singoli.

⑨Dotato di supporto per scheda SD, interfaccia SDIO predefinita, può realizzare la lettura e la scrittura di file SD e il funzionamento del file system FAT.

⑩Interfaccia di espansione: 1 interfaccia di espansione standard Arduino.

4. Modulo di controllo della temperatura: con sensore di temperatura NTC, sensore di temperatura a bus singolo 18B20 e termoresistenza PWM a 2 vie. Il sensore di temperatura è inserito tra la resistenza di riscaldamento e questo modulo può essere utilizzato come sistema di controllo della temperatura.

5. Modulo di rilevamento della temperatura RTD: dotato di sensore PT100, ingresso di condizionamento dell'amplificatore operazionale e ADC esterno per il monitoraggio della temperatura del sensore.

6. Modulo motore passo-passo: il motore passo-passo è controllato dalle uscite a quattro vie PWM1, PWM2, PWM3 e PWM4, che possono realizzare il controllo di un motore passo-passo bifase di tipo 42.

7. Modulo motore CC: utilizza un circuito integrato di pilotaggio per motore CC integrato ed è dotato di un sensore di velocità Hall, che può essere utilizzato per il controllo della velocità in anello chiuso.

8. Modulo radio FM: il modulo radio FM utilizza il metodo bus IIC (SCL, SDA) per realizzare la ricerca automatica dei canali o impostare una funzione di valore di frequenza fisso.

9. Modulo amplificatore audio: il canale di uscita è collegato all'ingresso dell'amplificatore per realizzare la funzione di riproduzione audio da diverse sorgenti sonore.

10. Modulo MP3: utilizza il chip di decodifica audio JQ8900 per decodificare i file in formato MP3. I canali di uscita R e L possono essere utilizzati come ingresso dell'amplificatore per realizzare la funzione di riproduzione musicale da scheda SD.

11. Modulo display LED: il 74HC595 espande il display dinamico digitale a tubo a 6 bit, dotato di 4 LED e 4 pulsanti.

12. Modulo display a matrice di punti LED 16x16: utilizza 4 driver 74HC595 e un display a scansione dinamica.

13. Modulo motore CC: il controllo del motore CC avviene tramite PWM1, PWM2, che può realizzare la regolazione della velocità o il controllo avanti e indietro;

14. Modulo di comunicazione a infrarossi: la MCU controlla il tubo a emissione di luce a infrarossi per emettere il segnale a infrarossi e riceve il segnale di decodifica dalla testina di ricezione per realizzare la comunicazione autotrasmittente.

15. Modulo di telemetria a ultrasuoni: la MCU controlla il circuito di generazione degli ultrasuoni per generare il segnale ultrasonico, mentre il circuito di demodulazione invia il segnale alla MCU per realizzare la telemetria. Ogni nodo di segnale è dotato di punti di test.

16. Modulo Bluetooth: utilizza la comunicazione con comando AT tramite porta seriale integrata.

17. Modulo ZigBee: utilizza la funzione di trasmissione trasparente tramite porta seriale per realizzare funzioni come la trasmissione e la ricezione dati wireless o il controllo remoto wireless.

18. Modulo SMS per telefono GPRS: può controllare l'invio e la ricezione di SMS tramite comando AT tramite porta seriale.

19. Modulo di comunicazione wireless 2.4G: modulo wireless Nrf24L01, interfaccia SPI.

20. Modulo sensore a infrarossi: rileva il segnale a infrarossi umano e può emettere un segnale di commutazione.

21. Circuito di condizionamento della grandezza di commutazione

(1) Condizionamento dell'ingresso: condizionamento dell'ingresso ad alta potenza (isolamento tramite accoppiatore ottico)

Condizionamento dell'ingresso a bassa potenza (de-jitter del condensatore)

(2) Condizionamento dell'uscita: circuito di pilotaggio del carico CC (transistor di potenza, transistor Darlington, ecc.)

Circuito di pilotaggio del carico a tiristore

Circuito di pilotaggio del relè

Ad esempio: esperimento di controllo della velocità di un motore CC, esperimento di controllo della rotazione avanti e indietro di un motore passo-passo

È necessario che ogni nodo del segnale abbia un punto di test.

22. Circuito di condizionamento della grandezza analogica

(1) Condizionamento dell'ingresso: amplificazione di piccoli segnali, filtraggio, amplificazione e shaping del segnale di frequenza, conversione AD

(2) Condizionamento dell'uscita: filtraggio, conversione corrente-tensione, amplificazione

È necessario che ogni nodo del segnale abbia un punto di test, focalizzato sul processo di condizionamento del segnale, e non è richiesto alcun obiettivo specifico.

23. Comunicazione a infrarossi

(1) Il controllo MCU realizza comunicazioni auto-trasmittenti e riceventi

(2) Esperimento di decodifica del telecomando a infrarossi

È necessario che ogni nodo di segnale abbia un punto di test.

24. Esperimento del sistema di controllo PID

(1) Esperimento di controllo a singolo anello chiuso, che richiede l'uso rispettivamente di un algoritmo di posizione e di un algoritmo di controllo incrementale. Attraverso l'esperimento, gli studenti possono comprendere i diversi effetti di controllo dei due algoritmi.

(2) Esperimento di controllo a doppio anello chiuso.

25. I fori per il cablaggio funzionale principale nell'esperimento sono riservati agli studenti che possono collegarsi autonomamente.

26. Il software è corredato di schemi circuitali, diagrammi schematici, diagrammi di flusso, schemi di collegamento sperimentali, diagrammi di interrogazione dei chip e istruzioni sperimentali per ciascun esperimento, e fornisce materiale didattico dettagliato.

III、Progetti sperimentali di questa apparecchiatura di addestramento per la misurazione e il controllo

1. Esperimento di lampeggiamento a LED

2. Esperimento di luce a LED a flusso continuo

3. Esperimento di tastiera a matrice

4. Esperimento di buzzer

5. Esperimento di comunicazione seriale

6. Esperimento di controllo relè

7. Esperimento di controllo luce RGB

8. Esperimento di display a tubo digitale

9. Esperimento di display LCD TFT

10. Esperimento di display LCD LCD1602

11. Esperimento di display a matrice di punti LED16x16

12. Esperimento di conversione ADC

13. Esperimento di DAC

14. Progettazione di una radio intelligente

15. Progettazione di un sistema di controllo della velocità di un motore CC PWM

16. Esperimento di acquisizione di segnali analogici (utilizzando sensori di temperatura NTC, ecc., per la raccolta e il caricamento su interfaccia RS485 o RS232)

17. Progettazione di un lettore musicale MP3

18. Esperimento di acquisizione di segnali digitali (utilizzando pulsanti indipendenti, acquisizione e caricamento su interfaccia RS485 o RS232)

19. Controllo della temperatura Progettazione di sistemi a circuito chiuso

20. Esperimento di misurazione e controllo della velocità di un motore a corrente continua;

21. Progettazione di un sistema di regolazione della velocità di un motore passo-passo

22. Esperimento di comunicazione a infrarossi (esperimento di decodifica del telecomando a infrarossi)

23. Esperimento di allarme a induzione infrarossa umana e di misurazione della distanza a infrarossi

24. Progettazione di applicazioni con sensori a ultrasuoni

25. Progettazione di applicazioni per temperatura, umidità e termistori

26. Progettazione di un sistema di controllo dell'illuminazione multi-posizione

27. Esperimento di telecomando wireless 2.4G NRF24L01

Versione sincrona per PC:

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