一个公开技术的项目进行中 —— 悬臂信号机的驱动(续2）

杨永年

作为研发一个电子类的新产品，仅仅设计并画好了一张最初的电路图后就能凭电路图去直接制作成品硬件是不行的。最初设计的电路图仅仅是从理论和原理上对新产品的一种功能原理的描述。是否真的在实践中可行，那是不能说有百分之百的把握的。
比如这次需要驱动悬臂信号机的电子开关电路，它是一个比较标准的设计，尽管我以前用过这个电路进行过成功的应用，但针对国外制作的（4500系列悬臂信号机的电磁伺服器）是否也能正常驱动只有试了才能知道。又比如这次设计的光控系统电路，从原理上来说是完全没问题的，但真的做好后是否能像最初设计的那样完美目前也不能确定。还有这次用的电路核心中的芯片也是我以前从没用过的新型号芯片，对于它的代码编制和功能调试还要重新熟悉起来等等。
所以在正式制作硬件前一定先要制作一个实验电路，或称为验证电路。实验电路还是严格按照电路图来进行连接和制作，但功能会简化一些，主要是用它来实现一些重要功能及性能的验证，以证明原电路图的正确性和可行性。在验证过程中会发现一些原电路图上的问题或错误，这样就可以对原电路图进行修改。一些大的工程在验证阶段会将原设计的东西部分的或全部的推翻重来，这样的例子比比皆是。其实一个新产品在整个制作过程中，其验证阶段是最关键的，也是最烦人的，在这个阶段有时会暴露出未曾想象到的问题和困难，很多新产品新设计都是死在这个阶段的。
所以我现在就要进入这个难啃的制作验证机的阶段了，困难一定不少，不过信心还是有的。首先要根据电路图准备一些基本的制作物品，见下图。



只要自己捣鼓过一些电子制作的朋友们对上图中的部件都不会太陌生。在这个制作中，主要是验证电子开关功能的可行性。

杨永年

在制作实验电路前，还有一件非常重要的工作需要提前完成，那就是提供给电路的电源装置。
由于这次为朋友设计制作的系统中要提供给他专用的4500系列壁板信号机的驱动电源，这样倒不妨先把电源制作出来，既可以实验时用到，同样也可以作为系列专用产品提供给他。
制作电源并不困难，一个直流5伏的和一个直流18伏的电源内心都是买现成的，都是那种简易的脉宽调压型的。买回来后将其外壳去掉，自己将其整在一个更漂亮的铝制电源盒中，见下图。



新电源尽管输出接口共用了一个，但其内部两组电源是严格隔离的，哪怕它们的负极也不允许接在一起。这主要是为了防止电源间的相互干扰，因为其中的+5伏电源是提供给电脑芯片用的。而+18伏是用来驱动信号机的电磁伺服器的。电源面板上的开关是同时开启或关闭这两组电源的，+5伏用的是红色指示灯，+18伏用的是橙色指示灯。好了，有了电源，我就可以开始投入到制作验证机的过程中去了。

杨永年

经过一个休息日的工作，验证机终于按照图纸将零部件焊接完成，见下图，然后接上电源 ……
且慢！如果仅仅就这样接上电源打开开关，那电路是不会做任何事情的，因为主芯片目前还是空白的，而所有电路的运行都要靠主芯片中的编码程序来控制的。所以为驱动电路编制电脑程序同样是这个驱动系统的事情之一，而且还是系统能否正常运行的关键步骤。
其实，调试验证机分为两个方面，一方面要试验及调试硬件的参数，还有更重要的就是要调试芯片编码的软件。这两者是相互相乘的。有时一个问题的出现，起初很难确定到底是硬件的问题还是软件的问题。有时一个棘手的问题在一天，一星期，甚至一个月内都得不到解决的答案，使人陷入迷茫中。吃不香睡不好。而一个问题的最终解决又会让人兴奋不已。
在一个新产品的整个研发制作过程中，其验证阶段是整个工程的高潮期，各种问题都会在这个阶段集中的爆发出来，有些在设计阶段被完全忽略的问题会突然的变成无法解决和逾越的障碍，这是最考验人的时候，耐心，智慧和毅力在这个时候最能体现出来。往往许多新产品和工程在这个阶段胎死腹中。



下图就是接通电源后正在调试中的实验验证机。看到壁板信号机已经和试验机相连接了，其中电脑芯片中已注入了部分的程序代码。

杨永年

经过一番努力，成果还是出来了，希望大家和我共享快乐，成果见下面的视频。
这仅是电子开关的实验，后面还要进行光控的实验，这会过段时间再发布。




未完待续

蒸汽三叶虫

顶，技术贴

蔡裔

膜拜杨老师！！

杨永年

蔡裔 发表于 2014-6-4 13:15
膜拜杨老师！！

谢谢支持

onesword

我觉得单片机的功耗可以忽略不计。建议用78L05从18V电源上分出一路5V电源。如果实在关注功耗，还有LM2596之类的DC－DC降压方案。

杨永年

onesword 发表于 2014-6-13 08:53
我觉得单片机的功耗可以忽略不计。建议用78L05从18V电源上分出一路5V电源。如果实在关注功耗，还有LM2596之 ...

谢谢你的建议
不过在这里并不是功耗的问题，而是控制电源和驱动电源分离抗干扰的问题。路轨电源（18V）中的谐波非常的杂乱。