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阀板硬件

这个文件夹下是48路阀板的原理图和PCB用于烟梗分选机。整个机器用了六块48路阀板驱动256路喷嘴阀的型号是合肥旭伟电子气动有限公司的XW-F16这个阀一个可以连接并控制16个喷嘴。每个阀的电阻是14欧姆高压启动时峰值电流约1.5A低压保持电流约0.8A。

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概述

48个电磁阀连接在顶部的12个接口上当接口上有电压时电流流过电磁阀电磁阀打开。由于电磁阀工作需要大电流大电压且为感性器件容易影响发出控制信号的CPLD芯片因此需要独立且隔离的电源这个电源标为LOW,参考为PGND。为加快电磁阀开启,在开启瞬间会输出一个高电压,这是另一个独立的电源,标为HIGH,参考也为PGND。这个高电压会在电磁阀开启后被断开,随后施加标号为LOW的保持电压,用来保持电磁阀的打开状态。需要电磁阀关闭则切断保持电压。

上面的过程由光耦隔离驱动端MOS和控制芯片CPLD提供给光耦输出端的电压标号为+12V,参考为PGND

上述提及的LOWHIGHPGND+12V仅为板子的丝印上的称呼,都在右上角电源接口输入。

CPLD为控制芯片接收外部信号并将控制信号输出到板上的光耦数字电路部分和光耦输入端的电源标号为DGND+12V仅为板子的丝印上的称呼都在右下角电源接口输入当然输入的12V会转换为3.3V提供给数字电路。

设计时是按照下表电压来做的

丝印 电压
LOW 12~24V
HIGH 24~100V
PGND 0V
+12V 12V
DGND 0V
+12V 12V

本次所用的阀板加速开启用的高电压为直流100V、保持用的低电压为直流12V

调试

版号

INFO丝印标志的区域有S1S2S3S4标注的0欧电阻焊接位01标注焊接即可注意0和1不能都焊。这个设置是为阀板级联做的冗余。

烧录

CPLD烧录口为简牛口用USB Blaster烧录的开发软件为Quartus。旁边的按键是复位信号按键说白了就是复位按键。用TTL接口可以方便单端信号的调试

观察开关量

在正面那排光耦前有LED打开的阀门那一路对应的LED亮。选用LED和串联限流电阻时查看issue#2

电源

数字电源输入为12V在板子上转换为3.3V,网络标号+3.3V为防止电磁阀上电瞬间直接误动作因此给光耦电源加入RC延时电路输出标号为+3.3VGG按设计延时约500ms这个时间远大于CPLD初始化开始工作的时间因此电磁阀上电瞬间不会误动作。此外还添加了防反接保护查看issue#3

生产制造

所需器件BOM里都有板子开窗部分要加锡钢网上已经体现了。测试板子是嘉立创做的SMT也是嘉立创直插元件和芯片需手焊

Changelog

v1.0

绿色的阀板,测试版本,继承于远古的原理图和布局

v1.1

蓝色的阀板过奕任选型和画原理图丁坤layout具有ISO、LVDS、TTL接口b01-h1.1-p1.1-f1.1

v1.2

黄色的阀板过奕任画原理图和layoutb02-h1.2-p1.1-f1.2

  • 采用带屏蔽的超六类RJ45端口代替原来的牛角座增强了通信的稳定性
  • 删除了ISO隔离端口
  • 删除了LVDS的BYPASS端口
  • 删除了TTL端口
  • 修改电磁喷阀的接口为更容易买到的器件,器件详情
  • 增加了光隔数字部分电源的延迟上电电路,避免启动瞬间喷阀动作
  • 修改了1N4148的封装为SOD-123方便SMT
  • 略微优化了板子尺寸,调整了安装孔位置和个数

v1.3

绿色的阀板过奕任画原理图和layoutb02-h1.3-p1.1-f1.3

  • 重画了原理图和PCBPCB尺寸减小
  • 增大阻容器件封装解决100V耐压风险issue#1
  • LED改为黄绿色issue#2
  • 添加了数字电源防反接,issue#3
  • 取消了所有保险丝
  • 增加了每一路的标识丝印,南林的徽标
  • 重新排列了阀的连接器,方便插拔
  • 有需要的线路上增加了开窗,提高载流能力

作者

过奕任和丁坤一起设计了电路,画了板子。欢迎提issuebug随缘解决。

丁坤2019年入学时就被师兄叫去焊接汪学良的阀板后来和过奕任接替师兄做了这个仓库里的阀板。丁坤已经毕业但也很乐意解答关于板子的所有问题。丁坤QQ1091546069、丁坤电话17761700156。

过奕任2020年入学目前正打算找其他人接管这个库毕业了就不要找他但永远可以找丁坤。