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Mess- und Regeltechnik-Trainingsgeräte

Mess- und Regeltechnik-Trainingsgeräte【GLDPJ-2A】

Das Mess- und Steuerungstrainingsgerät GLDPJ-2A ist ein Schlüsselgerät für die Ingenieurslehre, die Verifizierung wissenschaftlicher Forschung und industrielle Tests und deckt mehrere Bereiche ab, wie etwa Instrumentierung und Wissenschaft und Technologie, Sensortechnologie, elektronische Informationstechnologie, Prozesssteuerungssysteme, hydraulische Übertragungstechnologie und Materialmechanik.

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Beschreibung

GLDPJ-2A Mess- und Regeltechnik-Trainingsgeräte

Ⅰ.Ausstattungsmerkmale

1. Verwendet den leistungsstarken MCU-STM32F103ZET6 von STMicroelectronics (ST) basierend auf dem ARM CORTEX-M3-Kern.

2. Kernplatine und Hauptplatine können separat verwendet werden und integrieren Simulations-, Debugging-, Programmier- und Downloadfunktionen. Ideal für Lehre, Innovation, Wettbewerbe usw.

3. Der CPU-Ressourcen-IO-Port ist für Benutzer zugänglich.

4. Enthält eine Schutzschaltung. Simulator- und Benutzerschaltung nutzen Isolationstechnologie (optionaler Isolations-Debugger).

5. Die automatische Erkennung von Hardwareressourcen auf der Hauptplatine erleichtert Wartung und Anwendung.

6. Dieses Trainingsmodul für Mess- und Regeltechnik umfasst: analoge Mengenaufbereitungsschaltung (PT100-Aufbereitung und Temperaturerfassung, externer ADC), Schaltmengenaufbereitungsschaltung (Optokoppler-Isolation, Komparator-Integer, 74er-Chip-Pufferausgang), Relais, LED-Sechssegment-Digitalröhrenbereich, AD/DA-Experimentierbereich, Infrarotübertragung und -empfang, E/A-Port-Erweiterung (Eingangs- und Ausgangs-IIC-Erweiterung oder seriell zu parallel parallel zu seriell ähnlich dem Heizungserweiterungsmodul), Tastaturanzeige (Statusanzeige durch LED-Leuchte), Sprachverstärker (mit Verstärkermodul), Temperatursensor, Ultraschall-Entfernungsmessung, Gleichstrom-/Schrittmotor (integriertes Modul für Gleichstrommotorantrieb und Drehzahlmessung zur PID-Drehzahlregelung), Schlüsselschalter (Mainboard unterstützt unabhängige Taste), 485-Erweiterungsmodul (Mainboard unterstützt), Bluetooth (AT-Befehlssteuerung), ZigBee-Funkkommunikation (AT-Befehlssteuerung), GPRS-Telefon-SMS (AT-Befehlssteuerung), Funkfernbedienung (unterstützt Funkmodul-2,4G-Kommunikation), Alarmmodul zur menschlichen Infraroterkennung, universeller experimenteller Erweiterungsbereich zur Durchführung von Sekundärentwicklungs- und Innovationsexperimentiermodulen und vielen weiteren Experimenten.

Ⅱ.Funktionsparameter

1. Prozessor: STM32F103ZET6.

2. Programm-Download: JLINK oder STLINK, 20-polige SWD-Schnittstelle.

3. Funktions-Motherboard

① Stromversorgung: Verwenden Sie ein DC12V/2A-Netzteil zur Stromversorgung.

② MCU: STM32F103ZET6, alle IOs sind mit zweireihigen Pins herausgeführt.

③ Kommunikationsschnittstelle: Ausgestattet mit 1 RS485-Schnittstelle (kompatibel mit Siemens PPI-Kabelschnittstelle, DB9-Buchse), 1 RS232-Schnittstelle (DB9-Buchse), 1 CAN-Schnittstelle.

④ Tasten: 8 unabhängige Tasten, 1 4×4-Matrixtastaturschnittstelle (passend zum Matrixtastaturmodul).

⑤ Anzeige: 8 LED-Anzeigen, 1 dreifarbige RGB-LED, 1 LCD12864-Schnittstelle, 1 LCD1602-Schnittstelle, 1 TFT480×320-Display (mit resistivem Touch).

⑥ Schalteingangsschnittstelle: 4-Kanal-Digitaleingang, Optokoppler-Isolationseingang, Komparator-Formgebung, 74HC14-Verarbeitung und anschließendes Lesen an MCU.

⑦ Schaltausgangsschnittstelle: 2 Relais mit Anzeigeleuchten.

⑧ Sonstiges: 1 passiver Summer, 1 aktiver Summer, 1 DAC-Ausgangstreiber-LED, 1 2K-Potentiometer (0–3,3 V Spannungssignalausgang), Einzelimpulsgeneratorschaltung.

⑨ Ausgestattet mit SD-Kartenhalter und Standard-SDIO-Schnittstelle zum Lesen und Schreiben von SD-Dateien und zur Bedienung des FAT-Dateisystems.

⑩ Erweiterungsschnittstelle: 1 Arduino-Standard-Erweiterungsschnittstelle.

4. Temperaturregelmodul: Mit NTC-Temperatursensor, 18B20-Einzelbus-Temperatursensor und 2-Wege-PWM-Thermowiderstand. Der Temperatursensor ist zwischen dem Heizwiderstand angeordnet, sodass das Modul als Temperaturregelsystem eingesetzt werden kann.

5. RTD-Temperaturerfassungsmodul: Ausgestattet mit PT100-Sensor, Operationsverstärker-Konditionierungseingang und externem ADC zur Sensortemperaturüberwachung.

6. Schrittmotormodul: Der Schrittmotor wird über die 4-Wege-Ausgänge PWM1, PWM2, PWM3 und PWM4 gesteuert, wodurch ein 42-Phasen-Schrittmotor gesteuert werden kann.

7. Gleichstrommotormodul: Es verfügt über einen integrierten Gleichstrommotor-Treiber-IC und einen Hall-Drehzahlsensor zur Drehzahlregelung.

8. FM-Radiomodul: Das FM-Radiomodul nutzt die IIC-Bus-Methode (SCL, SDA) zur automatischen Kanalsuche oder zur Einstellung eines festen Frequenzwerts.

9. Audioverstärkermodul: Der Ausgangskanal ist mit dem Verstärkereingang verbunden, um die Wiedergabe verschiedener Tonquellen zu ermöglichen.

10. MP3-Modul: Es nutzt den JQ8900 Audio-Dekodierchip zur Dekodierung von MP3-Dateien. Die Ausgangskanäle R und L können als Eingang des Verstärkers verwendet werden, um die Musikwiedergabe von SD-Karten zu ermöglichen.

11. LED-Anzeigemodul: 74HC595 erweitert die dynamische 6-Bit-Digitalröhrenanzeige mit 4 LEDs und 4 Tasten.

12. LED-Anzeigemodul (16×16 Punktmatrix): Es nutzt 4 74HC595-Treiber und eine dynamische Scananzeige.

13. Gleichstrommotormodul: Die Steuerung des Gleichstrommotors erfolgt über PWM1 und PWM2, wodurch eine Drehzahlregelung sowie eine Vorwärts- und Rückwärtssteuerung möglich ist.

14. Infrarot-Kommunikationsmodul: Die MCU steuert die Infrarot-Leuchtröhre zur Aussendung eines Infrarotsignals und empfängt das dekodierte Empfangskopfsignal zur selbstübertragenden Kommunikation.

15. Ultraschall-Entfernungsmessungsmodul: Die MCU steuert die Ultraschallerzeugungsschaltung zur Erzeugung des Ultraschallsignals, und die Demodulationsschaltung gibt das Signal an die MCU aus, um die Entfernungsmessung durchzuführen. Jeder Signalknoten verfügt über Testpunkte.

16. Bluetooth-Modul: Verwendet integrierte serielle Schnittstelle für AT-Befehlskommunikation.

17. ZigBee-Modul: Verwendet die transparente Übertragungsfunktion der seriellen Schnittstelle für Funktionen wie drahtlose Datenübertragung und -empfang oder drahtlose Fernbedienung.

18. GPRS-Telefon-SMS-Modul: Steuert das Senden und Empfangen von SMS über die serielle Schnittstelle für AT-Befehle.

19. 2,4G-Funkkommunikationsmodul: Nrf24L01-Funkmodul, SPI-Schnittstelle.

20. Infrarot-Sensormodul für Menschen: Erkennt Infrarotsignale von Menschen und kann ein Schaltsignal ausgeben.

21. Schaltung zur Schaltquantifizierung

(1) Eingangskonditionierung: Hochleistungs-Eingangskonditionierung (Optokoppler-Isolation)

Niedrigleistungs-Eingangskonditionierung (Kondensator-Entstörung)

(2) Ausgangskonditionierung: Gleichstrom-Lasttreiberschaltung (Leistungstransistor, Darlington-Transistor usw.)

Thyristor-Lasttreiberschaltung

Relaistreiberschaltung

Beispiel: Experiment zur Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors oder zur Vorwärts- und Rückwärtssteuerung eines Schrittmotors

Jeder Signalknoten muss einen Testpunkt haben.

22. Schaltung zur analogen Mengenkonditionierung

(1) Eingangskonditionierung: Kleinsignalverstärkung, Filterung, Frequenzsignalverstärkung und -formung, AD-Wandlung

(2) Ausgangskonditionierung: Filterung, Strom-Spannungs-Wandlung, Verstärkung

Jeder Signalknoten muss einen Testpunkt haben, der sich auf den Signalkonditionierungsprozess konzentriert. Es ist kein spezifisches Objekt erforderlich.

23. Infrarotkommunikation

(1) MCU-Steuerung ermöglicht selbsttätiges Senden und Empfangen von Kommunikation.

(2) Experiment zur Dekodierung einer Infrarot-Fernbedienung

Jeder Signalknoten muss über einen Testpunkt verfügen.

24. Experiment zur PID-Regelung

(1) Experiment zur Regelung mit einem einzelnen Regelkreis, bei dem ein Positions- bzw. ein Inkremental-Regelalgorithmus verwendet wird. Durch das Experiment können die Studierenden die unterschiedlichen Regelungseffekte der beiden Algorithmen verstehen.

(2) Experiment zur Regelung mit zwei Regelkreisen.

25. Die Anschlüsse für die wichtigsten Funktionsverdrahtungen im Experiment sind für die Studierenden reserviert und können von ihnen selbst angeschlossen werden.

26. Die Software enthält Schaltpläne, schematische Diagramme, Flussdiagramme, experimentelle Anschlussdiagramme, Chip-Abfragediagramme und Versuchsanleitungen für jedes Experiment und bietet detailliertes Lehrmaterial für experimentelle Übungen.

III. Experimentelle Projekte dieses Mess- und Regelgerätes

1. LED-Blink-Experiment

2. LED-Flutlicht-Experiment

3. Matrixtastatur-Experiment

4. Summer-Experiment

5. Serielle Kommunikation

6. Relaissteuerung-Experiment

7. RGB-Lichtsteuerung-Experiment

8. Digitale Röhrenanzeige

9. TFT-LCD-Display-Experiment

10. LCD1602-LCD-Display-Experiment

11. LED16×16-Punktmatrix-Display-Experiment