هدف پروژه

• استخراج کامل شماتیک و طراحی برد مدار چاپی.
• دستیابی به دانش فنی طراحی بردهای کنترلی پیشرفته با معماری چندلایه.
• ارتقای دانش داخلی در زمینه پردازش سیگنال و طراحی بردهای صنعتی با کارایی بالا.
• کاهش وابستگی به واردات و افزایش توانمندی تولید داخلی.

مراحل اجرای پروژه

1. بررسی ساختار و لایه‌ها:

   • برد شامل 4 لایه بود که لایه‌های سیگنال، زمین، تغذیه، و کنترل را شامل می‌شد.
   • این ساختار بهینه برای مدیریت نویز و افزایش پایداری سیگنال در محیط‌های صنعتی طراحی شده است.

2. استخراج شماتیک مدار:

   • تحلیل مدار شامل شناسایی پردازنده مرکزی، ماژول‌های ارتباطی (مانند CAN، RS485)، و قطعات جانبی انجام شد.
   • مدارهای تغذیه، ورودی/خروجی‌ها (I/O)، و مدارهای حفاظتی نیز مستند شدند.

3. طراحی مجدد PCB:

   • مسیرهای سیگنال و تغذیه با استفاده از نرم‌افزارهایی نظیر Altium و OrCAD بازطراحی شدند.
   • در طراحی مجدد، بهبودهایی در مسیرها برای کاهش تداخلات الکترومغناطیسی (EMI) و بهینه‌سازی عملکرد اعمال شد.

4. تحلیل عملکرد و شبیه‌سازی:

   • شبیه‌سازی‌های دیجیتال و آنالوگ برای اطمینان از عملکرد صحیح مدار انجام شد.
   • تحلیل حرارتی برای بررسی پایداری برد در دماهای مختلف محیطی صورت گرفت.

5. ساخت نمونه اولیه:

   • برد بازطراحی‌شده ساخته و تست‌های عملی روی آن انجام شد تا مطمئن شویم عملکرد و قابلیت اطمینان مطابق با استانداردهای صنعتی است.

نتایج و دستاوردها

• طراحی کامل برد 4 لایه:
  شماتیک و PCB به‌طور کامل بازطراحی شد و قابلیت تولید انبوه آن در داخل فراهم گردید.

• افزایش قابلیت اطمینان:
  با بهینه‌سازی مسیرها و ساختار برد، پایداری و کارایی سیستم در شرایط سخت محیطی افزایش یافت.

• کاهش هزینه و وابستگی:
  این پروژه هزینه‌های تأمین برد کنترلی را کاهش داد و نیاز به واردات تجهیزات مشابه را برطرف کرد.

• انتقال دانش فنی:
  این پروژه تجربه ارزشمندی در طراحی و تولید بردهای کنترلی چندلایه در اختیار تیم مهندسی قرار داد.

اهمیت پروژه

بردهای کنترلی پردازشی در صنایع ریلی برای مدیریت دقیق فرآیندها و تضمین ایمنی سیستم‌ها استفاده می‌شوند. این پروژه علاوه بر توسعه فناوری داخلی، قدم مهمی در راستای خودکفایی در طراحی و تولید تجهیزات حیاتی برداشت.

کاربردها

این برد کنترلی پردازشی در موارد زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:

• کنترل و مدیریت سیگنال‌ها در سیستم‌های ریلی.
• پایش و کنترل عملکرد تجهیزات مکانیکی و الکتریکی.
• پردازش داده‌های حسگرها برای نظارت بر سلامت سیستم‌های ریلی.

ویژگی‌های فنی

• معماری چندلایه: ساختار 4 لایه برای کاهش تداخل سیگنال و افزایش کیفیت طراحی.
• پردازنده مرکزی: مجهز به میکروکنترلر یا پردازنده صنعتی با قابلیت پردازش سریع داده‌ها.
• رابط‌های ارتباطی: شامل پروتکل‌های صنعتی مانند CAN و RS485.
• مدارهای حفاظتی: طراحی ویژه برای حفاظت از سیستم در برابر ولتاژ و جریان‌های غیرمجاز.

چشم‌انداز آینده

این پروژه با ایجاد پایه‌ای محکم برای طراحی بردهای پیشرفته، مسیر را برای تولید تجهیزات کنترلی پیچیده‌تر و با قابلیت‌های بیشتر در صنعت ریلی هموار کرد.