Conceito de projeto de balança multicabeças dinâmica automotiva baseada em SmaURTOS51

Autor: Smartweigh– Balança Multicabeças

1 Introdução A pesagem dinâmica de carrinhos consiste na passagem de um carrinho sobre uma mesa de pesagem com largura total definida, a uma determinada velocidade. O peso líquido de cada eixo do carrinho é medido a partir da mesa de pesagem, e o peso total do carrinho é então acumulado. Todo o processo de pesagem é realizado em tempo real, e o microcontrolador deve coletar imediatamente os dados de cada eixo do carrinho e medir rapidamente seu peso líquido. Se a velocidade do microcontrolador for muito lenta ou o projeto de programação for inadequado, isso poderá causar problemas de confiabilidade e credibilidade ao painel de instrumentos.

O software de muitos dispositivos multifuncionais para celulares atualmente adota o esquema de projeto de sistema frente/fundo. Toda a operação do programa é um sistema de loop infinito. O sistema de loop de operação em segundo plano permite que as respectivas instâncias executem operações reais relativas e encerra os serviços do sistema para resolver eventos adversos multithread. Esses conceitos tradicionais de projeto de programação apresentam deficiências significativas. Toda a operação do programa é como química orgânica. É difícil projetar e expandir a operação do programa em tempo real. É difícil alcançar uma solução conveniente e razoável para eventos adversos com restrições de tempo rígidas.

A implementação de um sistema operacional embarcado em um instrumento multifuncional pode solucionar os problemas mencionados, tornando o desenvolvimento de software mais padronizado e fácil de detectar, permitindo a programação modular e reduzindo o tempo de desenvolvimento. Naturalmente, um RTOS (Sistema Operacional de Tempo Real) consome uma certa quantidade de recursos. Com a evolução da tecnologia de semicondutores, as características dos componentes continuam a aumentar e o custo a diminuir, tornando o custo do RTOS menos crítico. A balança multicabeçais dinâmica automotiva utiliza um sistema operacional embarcado, o que melhora a confiabilidade e a credibilidade do software do sistema nessa aplicação específica.

2. Esquema geral do sistema. A balança multicabeças dinâmica automotiva é composta principalmente por um módulo de controle de coleta de dados, um módulo de controle de processamento de dados, um módulo de controle de exibição de informações, um módulo de controle de comunicação de dados, um chip de memória externa e um watchdog externo 1, conforme mostrado na Figura 1. O módulo de controle de coleta de dados amplifica e filtra o sinal de peso líquido detectado pelo sensor de pesagem, converte-o em um sinal analógico e o transmite para a CPU. A CPU se comunica com cada dispositivo externo, analisa e processa o sinal de peso líquido, e o sinal de peso líquido processado é enviado para o módulo de controle de exibição de informações e para o módulo de controle de comunicação. O módulo de controle de exibição de informações é responsável pela exibição do sinal de peso líquido; o módulo de controle de comunicação é responsável por enviar o sinal de peso líquido para o software do computador host. O chip de memória externa armazena os principais parâmetros do painel de instrumentos. As teclas de função são usadas para configurar e alterar os principais parâmetros do painel de instrumentos. O watchdog externo 1 melhora a imunidade a interferências e aumenta a confiabilidade do painel de instrumentos. 3 Princípios do Circuito de Configuração de Hardware 3.1 Módulo de Controle de Coleta de Dados Como a mesa de pesagem multicabeças deve ser de alta precisão, um conversor A/D externo é selecionado e o CS5532 é usado.

Este componente é um conversor analógico/digital multicanal com ruído extremamente baixo, fabricado pela britânica CirrusLogic. Ele utiliza tecnologia de balanceamento de carga e um controlador de ganho chopper de baixíssimo ruído, além de um amplificador de medição estável e preciso. A integração interna das funções de ampliação e filtragem permite alcançar resultados de saída de 24 bits por pixel. As vantagens incluem alta faixa dinâmica e opções flexíveis de alimentação chaveada, tornando este componente especialmente adequado para pesagem dinâmica. Sua tensão de operação padrão é fornecida pelo componente profissional AD780. O circuito de alimentação é mostrado na Figura 2.

3.2 Microcontroladores e chips de memória externa Os microcontroladores são essenciais para o software do sistema, e os prós e contras de suas características determinam imediatamente a precisão do equipamento de pesagem.

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