Система дистанционного управления направлением луча прожектора

Разработана и отлажена электронная начинка изделия, программная часть управления энкодерами AS5045. На фотографии первый макетный вариант.

Нужно было реализовать управление поворотом прожектора дистанционно по RS485. Причём внесение каких либо изменений в механическую конструкцию недопустимо. Управляются: вкл/выкл, направление луча по азимуту, по возвышению, фокус.

Для обратной связи по углу положения были использованы 12ти битные программируемые магнитные абсолютные энкодеры AS5045 в связке с ATTiny2313.

Электронная начинка располагается внутри корпуса основания прожектора. Учитывается промышленный температурный режим работы. На фотографии слева сам прожектор, справа силовой блок коммутации 220В 6каналов с контроллером поворота, две платы с энкодерами, блок питания с гальванически развязанными интерфейсными цепями и оснастка для крепления одной из плат энкодера над валом двигателя.

Силовой блок коммутации 220В выполнен на MOSFET транзисторах с драйверами на рассыпухе, включает также контроллер управления силовыми ключами с функцией вывода луча прожектора в заданную точку, реализована аппаратная защита недопустимых состояний силовых ключей.

На платах энкодеров расположены AS5045, управление которым происходит через ATTiny2313 по программному ISP. На валах двух двигателей в центрах расположены диаметрально намагниченные магниты. Над этими магнитами располагаются AS5045. Оснастка крепления плат энкодеров позволяет производить точное центрирование AS5045 над магнитами. Платы энкодеров содержат систему подогрева, которая включается при достижении температуры +5С. Это нужно для предотвращения возможного примерзания магнита к корпусу AS5045. Расстояние между ними составляет около миллиметра и менее. Алгоритм обработки данных поступающих от AS5045 к ATTiny2313 расширяет функциональное применение абсолютного энкодера. Дело в том, что на один оборот по азимуту приходится три оборота вала азимутального двигателя и 12 оборотов вала двигателя контролирующего возвышение. Это увеличивает точность позиционирования по углам в 3 и 12 раз соответственно, но при этом показания углов становятся не абсолютными. Для того, чтобы углы стали снова абсолютными произведено расширение разрядности угла до 16 бит, соответственно старшие 4бита содержат количество оборотов вала и реализована система недолговременного резервного питания схем энкодеров. При пропадании питающих 220В блок питания сообщает об этом платам энкодеров и питает их в течении нескольких секунд, платы энкодеров получив такой сигнал сохраняют текущее значение угла во FLASH, а при восстановлении питающего напряжения угол из FLASH считывается контроллером.

Блок питания помимо своих основных функций содержит 2 оптически и гальванически развязанных RS интерфейса, аналоговый датчик температуры, схему резервного питания плат энкодеров.