VITACON VitaScan PD Benutzer- Und Servicehandbuch Seite 28

Netzteil:
Das Netzteil im IVBM-VUFE-Modul bezieht
seine Eingangsspannung über die USB-
Verbindung. Der Computer liefert die
gesamte vom IVBM-VUFE-Modul benötigte
Leistung, einschließlich Motoren und
Wandler, die von diesem Modul angetrieben
werden. Der Stromverbrauch muss niedriger
sein als die maximale Nennleistung des
USB-Anschlusses des Computers.
Das Netzteil liefert 4 verschiedene
Spannungen:
1,2 V: FPGA
3,3 V: Mikrocontroller,
5,0 V: Analogempfänger, Motortreiberlogik
Motor: HW-programmierbare Spannung für
die zu verwendenden Motoren
USB:
Der USB-Controller ist ein integraler
Bestandteil des Mikrocontrollers.
Der IVBM-VUFE USB wird der SLAVE sein,
und der Computer wird MASTER sein. Die
Implementierung der USB-Firmware folgt
dem USB 2.0-Standard.
Kraftfahrer:
Der Motortreiber ist für den Betrieb von
Schrittmotoren ausgelegt und besteht aus
drei Teilen:
• Ein HW-Teil, der logische Steuersignale
in Ströme umwandelt, die die Motoren
antreiben.
• Ein SW-Teil im Mikrocontroller, der
die Position jedes Motors verfolgt und
logische Steuersignale erzeugt, um die
Motoren abhängig von der Betriebsart in
die richtigen Positionen zu bringen.
• Ein HW HAL-Sensor und ein Magnet
dienen als Referenz für die Kalibrierung
der Position des Kehrmotors.
• Der Motortreiber unterstützt die Modi
Vollschritt, Halbschritt und Mikroschritt.
Für maximales Motordrehmoment wird
jedoch der Vollschrittmodus verwendet.
Die Motorversorgungsspannung ist
HW-programmierbar, um verschiedene
Schrittmotoren zu unterstützen.
Analoger Empfänger und Sender:
Der Sender ist ein bipolarer
Rechteckimpulssender. Der
Spannungspegel kann durch Software-
/ Konfigurationsdatensteuerung
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Benutzer- und Servicehandbuch
auf Baumpegel eingestellt werden.
Die Wellenform wird von einem
Sequenzgenerator im FPGA gesteuert.
Das Eingangssignal vom Wandler wird
während der Impulsübertragungsperiode
durch einen t/r-Schalter gedämpft. Der
t/r-Schalter wird von einem Sequenzer im
FPGA gesteuert. Das Empfangssignal wird
durch eine TGC-Verstärkerkette verstärkt.
Das Verstärkungssteuersignal wird durch
ein analoges Rampensignal eingestellt, das
vom FPGA gesteuert wird. Das verstärkte
analoge Empfangssignal wird von einem
passiven L-C-Filter tiefpassgefiltert, bevor
es dem A/D-Wandler zugeführt wird. Der
A/D-Wandler wird vom FPGA getaktet.
Die Auflösung beträgt 12 Bit und die
Abtastgeschwindigkeit 12,5 MHz. Die
parallelen Ausgangsdaten werden dem
FPGA zur weiteren digitalen Verarbeitung
zugeführt.
Sicherheitsmechanismen:
Die folgenden Sicherheitsmechanismen sind
im IVBM VUFE-Modul implementiert:
TX-Spannungs- und Eingangsspannungs-
überwachung
Software Watchdog:
Der Mikrocontroller überwacht die
Spannungen in der „Hauptschleife" für
maximale Sicherheit, und ein Watchdog
überwacht die Programmausführung des
Mikrocontrollers.
Im Falle eines SW / HW-Fehlers, der eine
abnormale Programmausführung verursacht,
tritt ein HW-Reset-Zustand auf und die
Hochspannung wird deaktiviert. Das HW
verfügt über eine Messschaltung, mit der der
Mikrocontroller die Hochspannung und die
Eingangsspannung messen kann.
Der Mikrocontroller deaktiviert die TX-
Spannung, wenn die Spannung außerhalb
des vordefinierten Bereichs liegt (+ -10%
des eingestellten Werts), und ein Fehler wird
an den Computer gesendet.
Wenn die Eingangsspannung den
Mindestwert (4,2 V) erreicht, wird eine
Fehlermeldung an den Computer gesendet.
Wenn die Eingangsspannung zu niedrig
ist, um den IVBM VUFE anzusteuern,
tritt ein HW-Reset-Zustand auf und die
Hochspannung wird deaktiviert.
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