Железо и алгоритмы Microtec v0.3.0 - aksay-dev/Delta-PRO GitHub Wiki

Железо и алгоритмы Microtec v0.3.0

Hardware

  1. Основная плата (Main Board)

    1. Источник питания в отличие от конкурентов, которые ставят самодельные источники питания - готовое решение от проверенного временем производителя - Mean Well.

    2. Применена двухконтроллерная архитектура. Один контроллер выполняет задачи АЦП, цифровой фильтрации (фильтры Калмана, бегущее среднее, медианный), алгоритма Брезенхема, алгоритма Adaptive Zero Cross Detector, Adaptive Phase Switch Control, управление сенсорным дисплеем (HMI), обработка показаний всех датчиков, и другие функции. Другой контроллер обеспечивает связь с внешним миром, прием и отправку информации.

    3. Первый контроллер - STM32G473RCT6

      1. Технические параметры микроконтроллера:

      1. Второй контроллер ESP32-C6 Характеристики:
        Процессор: 32-разрядное ядро RISC-V, до 160 МГц.
        Память: 384 КБ ROM, 400 КБ SRAM, 8 КБ SRAM в RTC, 4 МБ Flash (в зависимости от модуля/платы).
        Беспроводная связь:
        Wi-Fi 6 (802.11ax) 2,4 ГГц, полоса пропускания 20 МГц, режимы станции, SoftAP, Station + SoftAP.
        Bluetooth 5 (LE) с поддержкой работы на больших расстояниях и высокой пропускной способности 2 Мбит/с.
        IEEE 802.15.4: поддержка Zigbee 3.0 и Thread, совместимость с Matter.
        Интерфейсы: GPIO, UART, SPI, I2C, I2S, ADC, PWM, USB.
        Безопасность: Безопасная загрузка, шифрование флэш-памяти, 4096-битный OTP, AES-128/256, SHA, RSA, генератор случайных чисел.
        Управление питанием: Несколько режимов питания для оптимизации энергопотребления.
        Дополнительные особенности:
        Поддержка внешней памяти:
        Интерфейсы SPI, Dual SPI, Quad SPI и QPI для подключения внешней флэш-памяти и PSRAM.
        Периферийные устройства:
        22 программируемых порта GPIO, 2x 12-битных АЦП, 3x SPI, 2x UART, 1x I2C, 1x I2S, датчик температуры.
        USB: Порт USB Type-C для питания и программирования.
        Размеры: Разные размеры в зависимости от модуля/платы (например, 21 x 17,5 мм для XIAO ESP32-C6).
        Диапазон рабочих температур: От -40°C до 85°C.

      2. Датчики:

        1. Три наружных датчика температуры - цифровые 1Wire DS18B20 в режиме 9 бит (время преобразования 94 мс):
        2. Два наружных датчика температуры - NTC 10k:
          1. Датчик температуры трансформатора
          2. Датчик температуры радиаторов ключей
          3. Датчик температуры воздуха после вентилятора
        3. Один датчик температуры, встроенный в микроконтроллер для измерения температуры на основной плате (Main Board)
        4. Трансформатор тока, включенный в режиме трансформатора напряжения для измерения входного напряжения
        5. Трансформатор тока, включенный в режиме трансформатора напряжения для измерения выходного напряжения
        6. Датчик входного тока (трансформатор тока линейный 5000:1)
        7. Датчик входного тока (трансформатор тока линейный 5000:1)
        8. Акселерометр для измерения угла наклона корпуса (для автоматической ориентации изображения дисплея)

    4. Драйверы:

      1. Драйверы тиристорных/симисторных ключей - симисторные оптроны
      2. Драйвер управления оборотами вентиляторов
      3. Драйвер управления электромагнитным аварийным расцепителем
      4. Драйвер связи для трехфазного включения
      5. Драйверы управления внешним байпасом
      6. Драйверы управления внешним генератором
  2. Энкодер управления меню
  3. Сенсорный дисплей LCD IPS 7"
  4. Трансформатор силовой из чистой электротехнической меди, не как у конкурентов - из омедненного алюминиевого провода
  5. Ключи коммутации обмоток (пары встречно-параллельно соединенных тиристоров или симисторы)
  6. Снабберные цепи и резисторы управления ключами
  7. Входной пассивный CLC фильтр
  8. Автомат двухполюсный с характеристикой отключения C:
    1. Для 15000VA - на 63 Ампера
    2. Для 22000VA - на 100 Ампер
  9. УЗИП - опционально
  10. Грозозащита - опционально
  11. Электромагнитный расцепитель
  12. Вентиляторы охлаждения 2 шт.
  13. Датчик потока воздуха - опционально
  14. Панель управления в стиле Ростов 105 - опционально

Firmware

  1. Расширенная стартовая самодиагностика в холостом режиме (Standalone)
Функция Сделано в пред. версиях
Контроль работоспособности контроллеров (контрольные суммы прошивки, простейшие тесты на работоспособность узлов микроконтроллера. –
Контроль работоспособности связи с внешним миром –
Контроль напряжений питания, прецизионного опорного напряжения. +
Контроль связи с другими блоками при трехфазном подключении –
Контроль входного напряжения +
Контроль выходного напряжения +
Контроль входного тока +
Контроль выходного тока +
Контроль работоспособности EEPROM +
Контроль работоспособности термодатчиков +
Контроль работоспособности вентиляторов –
Контроль температур +
Контроль HMI панели –
Контроль исправности энкодера –
  1. Самодиагностика времени исполнения (Runtime)
Функция Сделано в пред. версиях
Контроль работоспособности контроллеров (контрольные суммы прошивки, простейшие тесты на работоспособность узлов микроконтроллера. –
Контроль работоспособности связи с внешним миром –
Контроль напряжений питания, прецизионного опорного напряжения. –
Контроль связи с другими блоками при трехфазном подключении –
Контроль входного напряжения –
Контроль выходного напряжения –
Контроль входного тока –
Контроль выходного тока –
Контроль работоспособности EEPROM –
Контроль работоспособности термодатчиков –
Контроль работоспособности вентиляторов –
Контроль температур –
Контроль HMI панели –
Контроль исправности энкодера –
  1. Ошибки времени выполнения (Runtime Errors)
Наименование ошибки Описание ошибки Сделано
ERR_NONE нет ошибок +
ERR_IN_CURRENT_MOMENTAL_OVERLOAD моментальная (100мкс) перегрузка по входному току +
ERR_OUT_CURRENT_MOMENTAL_OVERLOAD моментальная (100мкс) перегрузка по выходному току +
ERR_IN_CURRENT_OVERLOAD усредненная за полупериод перегрузка по входному току +
ERR_OUT_CURRENT_OVERLOAD усредненная за полупериод перегрузка по выходному току +
ERR_RAD_OVERHEAT индикация ошибки перегрева радиатора, индикация температуры радиатора +
ERR_TOR_OVERHEAT индикация ошибки перегрева трансформатора, индикация температуры трансформатора +
ERR_ENV_OVERHEAT индикация ошибки превышения температуры окружающей среды, индикация температуры окружающей среды +
ERR_TRIAC_1 пробит 1-й симистор … ERR_TRIAC_1 пробит 8-й симистор пробой n-го симистора +
ERR_TRIAC_MULTI множественный пробой симисторов/короткое замыкание обмоток трансформатора +
ERR_TOR_SHORT короткое замыкание обмоток трансформатора +
ERR_ENV_OVERCOOLING индикация ошибки низкой температуры окружающей среды, индикация температуры окружающей среды +
ERR_HAL_ERROR индикация ошибки HAL контроллера +
ERR_OW_USART_INIT ошибка инициализации USART +
ERR_OW_ECHO_READ ошибка чтения эхо OneWire +
ERR_OW_SEARCH ошибка поиска устройства OneWire +
ERR_OW_GET_ROM_ID ошибка получения идентификатора ROM устройства OneWire +
ERR_VREF ошибка опорного напряжения 1,65 Вольт +
ERR_EEPROM ошибка EEPROM, по указанному адресу нет устройства +
ERR_EEPROM_READ ошибка чтения EEPROM +
ERR_EEPROM_WRITE ошибка записи EEPROM +
ERR_EEPROM_CRC_READ ошибка CRC при чтении EEPROM +
ERR_EEPROM_CRC_WRITE ошибка CRC при записи EEPROM +
ERR_SOFT_START_OVERLOAD индикация ошибки перегрузки в режиме плавного старта +
ERR_OUT_CURRENT_IDLE_OVERLOAD индикация ошибки перегрузки по выходному току в холостом режиме +
  1. Адаптивный алгоритм перехода через ноль (Adaptive Zero Cross Detect) +
  2. Адаптивный алгоритм управления ключами (Adaptive Phase Switch Control) +1/2
  3. Программа связи с другими контроллерам по протоколу CAN –
  4. Драйвер сенсорного дисплея –
  5. Драйвер энкодера +
  6. Алгоритм ПИД управления вентиляторами +
  7. Предиктивный алгоритм управления вентиляторами +
  8. Алгоритм плавного переключения ступеней +
  9. Алгоритм плавного пуска по Брезенхему –
  10. Алгоритм плавного пуска фазовое управление –
  11. Алгоритм гистерезиса +
  12. Алгоритм задержки включения крайних ступеней +
  13. Фильтр Калмана –
  14. Фильтр “Бегущее среднее” +
  15. Медианный фильтр +
  16. Алгоритм Брезенхема для управления ключами во втором режиме Soft Start –
  17. Драйвер шины 1Wire +
  18. Драйвер DS18B20 +
  19. Драйвер встроенного термодатчика +