هل يمكن لواجهة الحافلة من تشفير العمود الكهروضوئي المطلق

1 مقدمة إن تشفير زاوية العمود الكهروضوئي المطلق هو جهاز قياس الزاوية الرقمية يقيس الموضع الزاوي والسرعة الزاوية للعمود الدوار في الوقت الحقيقي. إنه يحول معلومات زاوية العمود إلى رموز رقمية في شكل درجات ، دقائق وثواني ، ويمكن أن يدرك اتصال الحافلة القياس في الوقت الفعلي. لديها مزايا الموثوقية العالية في العمل ، وقدرة قوية لمكافحة التداخل ، ودقة عالية ، وذاكرة الطاقة وما إلى ذلك. يتم استخدامه على نطاق واسع في أنظمة تتبع وتحديد المواقع الرقمية مثل معدات المدى الرماية والثيودوليت الرقمي والرادار وبعض المعدات العسكرية الكبيرة.
في أنظمة التحكم العملية في التطبيقات هذه ، نظرًا للهياكل المختلفة للبيانات للمستشعرات والكشف عن كل نظام فرعي ، سيستخدم تشفير العمود الكهروضوئي المطلق طرقًا مختلفة للاتصال بالبيانات الداخلية ، بما في ذلك RS232 ، RS485 / 488 المنافذ التسلسلية ، المنافذ المتوازية ، إلخ. . ومع ذلك ، في تطبيقات هندسية محددة ، غالبًا ما تكون طرق الاتصال المذكورة أعلاه محدودة حسب مسافة الإرسال ومعدل الاتصال. في السنوات الأخيرة ، تطورت التواصل التسلسلي بسرعة ، وقد ظهرت مجموعة متنوعة من أشكال الحافلات الميدانية لنظام التحكم. حافلة CAN هي واحدة من أكثر الحافلة استخدامًا على نطاق واسع. إنه اختصار حافلة شبكة التحكم في المنطقة المحلية وهو دعم فعال للتحكم الموزع والتحكم في الوقت الفعلي. شبكة الاتصالات التسلسلية. نظرًا للأداء العالي والموثوقية العالية والتصميم الفريد للحافلة Can ، فقد أصبح الحافلة الميدانية الأكثر شعبية وفي الوقت الفعلي في الداخل والخارج. يوفر تطوير وتغيرات طرق الاتصال الداخلية في نظام التحكم المشفر المستخدم لقياس الإزاحة الزاوية والسرعة الزاوية واجهة حافلة علبة لتلبية متطلبات تصميم FieldBus لنظام التحكم بأكمله.
2 تشفير مبدأ العمل ونقل البيانات
2.1 مبدأ العمل يتكون التشفير من جزأين: جهاز الحصول على البيانات وجهاز معالجة البيانات. يظهر مخطط الكتلة الهيكلية في 1. الحواسيب الدقيقة الشريحة المفردة هي الجزء الأساسي من نظام دائرة التشفير. بعد جمع إشارات التشفير (الرمز الخشن ، الرمز الدقيق المتوسط ​​، الرمز الدقيق) ، يتم تقسيمها بالرمز الدقيق ، وتصحيح قناة الكود ، والإضافة الرقمية ، وتعديل الصفر الكهربائي ، ومعالجة البرمجيات مثل الدرجة ، والتحول الدقيق والثاني ، وأخيراً عرضها وأخيراً عرضها وأخيراً أدرك الواجهة مع نظام التحكم.
2.2 نقل البيانات يمكن استخدام ناقل البيانات بين المشفر ونظام التحكم في كل من الوضعين المتوازيين والسلسلة. نقل النقل الموازي ينقل البيانات من خلال المنفذ المتوازي. كل بيانات تتطلب جوهر واحد من كابل البيانات. على سبيل المثال ، مطلوب كبل 24 نورًا لمشفر 24 بت. لذلك ، فإن مساحة الاستخدام محدودة ، وهي مناسبة فقط لنقل المسافات قصيرة ومتطلبات خاصة. مناسبات. في الإرسال التسلسلي ، يتم نقل معلومات البيانات بشكل تسلسلي من خلال زوج ملتوية ، ويتم إضافة أجزاء إضافية وفقًا لبروتوكولات الاتصالات المختلفة لتنفيذ وظائف مثل تصحيح الخطأ. يمكن تمديد هذه الوظيفة إلى أنظمة ناقل البيانات. يحتوي الإرسال التسلسلي على عدد أقل من الأسلاك ، وأجهزة أقل ، وتكلفة منخفضة ، ومسافة طويلة للإرسال ، وبيانات آمنة وموثوقة.

2.3 يمكن للتشفير المقترح واجهة ناقل في المقارنة الشاملة لمختلف الحافلات الميدانية ، فإن نظام الاتصالات القائم على CAN BUS له العديد من الخصائص الممتازة: يتم إرسال إشارة البيانات عن طريق الجهد التفاضلي ؛ يمكن أن يستخدم وسط نقل الحافلة الزوج الملتوي والكابل المحوري والألياف الضوئية ؛ يمكن أن تعمل في وضع متعدد المراحل ، وضع اتصال مرن ؛ يمكن أن تنقل واستلام البيانات في وضع البث العالمي من نقطة إلى نقطة ، من نقطة إلى أخرى. يمكن تقسيم معلومات العقدة على الشبكة إلى أولويات مختلفة لتلبية متطلبات الوقت الفعلي المختلفة ؛ تقنية تحكيم الحافلات غير المدمرة ؛ تتبنى البيانات بنية الإطار القصيرة ، كل إطار هو 8byte ، ومعدل خطأ البيانات منخفض ؛ الطبقة الفرعية MAC لطبقة ارتباط البيانات في بروتوكول الاتصالات لديها قدرات صارمة للكشف عن الأخطاء ؛ لديها معايير دولية وانفتاح جيد. لذلك ، في تحويل وضع الاتصال الداخلي لنظام التتبع الكهروضوئي ، يتم استخدام ناقل CAN كهيكل ناقل اتصال البيانات ، ثم يتم اقتراح واجهة الحافلة المشفر.

3 تطبيق Encoder Can Interface في نظام تتبع كهروضوئية
3.1 يتم استخدام المشفر للكشف عن الموضع لنظام التتبع الكهروضوئي. يشفر المحور الكهروضوئي المطلق هو مستشعر لقياس السمت وزاوية الملعب لنظام التتبع الكهروضوئي في نظام التتبع الكهروضوئي. يتم تحويل بنية الحافلة الداخلية لنظام التتبع الكهروضوئي إلى طريقة اتصال CAN Bus. تحتوي واجهة CAN Bus على خصائص واجهة مرنة وحفظ الخط. في الوقت نفسه ، يحتوي على معالجة دقيقة ويمكن استخدامها كعقدة ذكية في النظام لإرسال إطارات عن بعد مباشرة إلى الأجهزة الأخرى لتحقيق تحكم ذكي. الشكل 2 هو مخطط هيكل الاتصالات لنظام التتبع الكهروضوئي القائم على ناقل العلبة. يستخدم نظام التتبع الكهروضوئية بنية ناقل تسلسلي واحد في CAN Bus بدلاً من الهيكل الموازي لطرق الاتصال المتعددة. يتم إرسال زوايا السمت والملعب المقاسة بواسطة اثنين من التشفير الكهروضوئي إلى آلة التحكم الرئيسية عبر الناقل ، ويقوم جهاز التحكم الرئيسي بمعالجة البيانات وفقًا لذلك. من خلال نظام التحكم المؤازر في الحافلة ، يمكن توصيل جميع الأنظمة الفرعية معًا بواسطة زوج من الأزواج الملتوية ، مما يبسط أسلاك النظام ، ويحسن استخدام ناقل النظام العام ، ونقل البيانات في الوقت الفعلي وقابلية توسيع النظام ، وخطأ بت. معدل تقليل إلى حد كبير.

3.2 تشفير عقدة يمكن لتكوين أجهزة واجهة الحافلة
تتكون واجهة CAN Bus بشكل أساسي من الحواسيب الدقيقة للرقائق المفردة ، CAN Can Controller ، CAN CAN DARVER و ALTELECTRICALATION ALTERMARE. يظهر الشكل 3 الدائرة المحددة لواجهة اتصال ناقل CAN في الشكل 3.

يختار الكمبيوتر أحادي الرقاقة Intel80C196KC ، وهو متحكم مضمن 16 بت ، وهو أكثر ملاءمة لمناسبات التحكم في الوقت الفعلي المعقدة. وهي مسؤولة أيضًا عن معالجة البيانات للمشفر وتهيئة عقدة CAN BUS. تقوم CAN Controller بتحديد SJA1000 من Philips Semiconductor لإدراك واجهة اتصال البيانات بين الحافلة والكمبيوتر المضيف (الكمبيوتر التحكم) ، ويدعم بروتوكولات Can2.0a و Can2.0b ، ولديه ممتد 64 بايت متخلف ، ويدعم أولاً في أولا في أولا -يمكن أن يعمل مبدأ (FIFO) ، ودعم رموز تحديد 11 بت و 29 بت ، ومعدل بتات البت الذي يصل إلى 1 ميغابت في الثانية ، في وضع الأساس والوضع البجع. يختار برنامج CAN Bus Driver Philips TJA1050 ، وهو سائق حافلة عالي السرعة ، والذي يوفر الواجهة بين وحدة تحكم CAN والحافلة المادية ، ويدرك وظائف الإرسال والاستقبال التفاضلية في CAN Bus ، ولديها نطاق وضع مشترك واسع النطاق تحت إمكانية استلام التداخل الكهرومغناطيسي القوي ، يكون مستوى الإدخال متوافقًا مع أجهزة 3.3V ، ولن تتداخل العقد غير المستمدة مع الحافلة. الانضمام إلى TJA1050 يمكن أن يضمن اتصال البيانات عالي السرعة. من أجل السلامة وتحسين القدرة المضادة للسقوط ، استخدام خصائص الأداء المتماثل TJA1050 ، استخدم محطات منفصلة. يتم توصيل اثنين من المكثفات الصغيرة من 30pf بالتوازي بين canh و canl والأرض ، والتي يمكن أن ترشح تداخل التردد العالي على الحافلة وقدرة معينة على منع الإشعاع الكهرومغناطيسي. من أجل زيادة تحسين قدرة مكافحة التدخل للنظام ، يتم استخدام Optocoupler عالية السرعة 6N137 بين وحدة التحكم CAN SJA1000 و CAN DRIVER TJA1050 لتشكيل دائرة عزل لتحقيق العزلة الجلفانية. تم عزل مزود الطاقة VCC و VDD على جانبي 6N137 تمامًا ، مما قد يمنع الدائرة في نفس الوقت ، وينبغي توصيل مقاومات مطابقة مقاومة الحافلة 120Ω في كلا طرفي الحافلة.

3.3 تصميم برنامج العقدة يتم إرسال معلومات الزاوية (الدرجات والدقائق والثواني) من تشفير المحور الكهروضوئي المطلق من وحدة تحكم CAN إلى ناقل CAN أو من ناقل CAN إلى CAN RESIVE تلقائيًا بواسطة وحدة التحكم في حافلة SJA1000. يتكون برنامج اتصال واجهة BUS CAN من البرنامج الفرعي للتهيئة ، وإرسال البرنامج الفرعي وتلقي البرنامج الفرعي. حدد أولاً وضع عمل ناقل CAN وفقًا لاحتياجات النظام الفعلية. هنا ، حدد وضع Pelican ، مذبذب كريستال 12 ميجا هرتز ، يتم تعيين معدل نقل بيانات النقل على 500 كيلو بايت / ثانية ، يجب أن تضع كل عقدة ناقل نفس معدل نقل البيانات لضمان الاتصال الطبيعي. حدد أن العلاقة المادية بين SJA1000 و MCU موثوق بها ، ثم تهيئة وحدة تحكم SJA1000. في وضع إعادة تعيين SJA1000 ، قم بتعيين الحالة الأولية لكل سجل. يظهر الشكل 4. يتم إنجاز الرسم البياني لتدفق التهيئة من خلال الروتين الفرعي المرسل والروتين الفرعي المستلم. يحدد معرف الرسالة تدفق بيانات العقدة. عند إرسال البيانات ، يكون مبدأ الإعداد لقطاع لضع علامة استقبال معرف الرسائل هو: المعرف المقابل للعقدة التي يجب استلامها ، يكون البت هو 0 و Bits المتبقية هي 1. عند تلقي البيانات ، يكون عكس ذلك. يتم الحكم عليه بواسطة ID ما إذا كانت المعلومات التي يتم إرسالها إلى نفسها. تم استلامه ، وليس ترشيحه.
4. الخلاصة
كحافلة اتصال على مستوى الميدان ، يمكن للحافلة موثوقية عالية وأداء التكلفة. إن تشفير العمود الكهروضوئي المطلق مع واجهة CAN Bus يجعلها أكثر مرونة للاستخدام في أنظمة التحكم.
هذه المقالة مبتكرة: واجهة CAN Bus للمشفر وتطبيقها في نظام تتبع كهروضوئية