Virtarajojen mittauslaitteisto

Abstract

Työn tarkoituksena oli suunnitella, valmistaa ja ohjelmoida Fimet Oy:lle laitteisto, joka mittaa F1-hammashoitoyksikössä X2L-pääkortin ohjaamia moottorien virtarajoja. Valmiin mittauslaitteiston alkuperäisenä toimintamallina oli tarkastella neljää AD-kanavaa, jotka kattoivat kaksi moottoria ja molemmissa kaksi suuntaa. Laite tunnistaisi automaattisesti käytetyn kanavan ja ottaisi kyseisestä kanavasta tarvittavat tiedot talteen.

Läpi kulkeva virta laskettaisiin mittaamalla shuntin yli oleva vahvistettu jännite. Mittauksia tulisi voida seurata OLED-näytöltä numeroarvoina sekä kuvaajasta, joka näyttää arvot ennen ja jälkeen virtarajaan osumisen. Ensisijaisen tärkeänä mittauksista haluttiin tietää maksimivirran vaihtelu, eikä tarkkaa ampeeriarvoa.

Mittauksia tultaisiin tekemään vähintään 50 piirikortille. Tehtävänannon taustalla oli tuotannosta tullut palaute, jonka mukaan pääkortit liikuttavat hammashoitoyksikön nosto- ja kallistusmoottoreita vaihtelevilla nopeuksilla ja voimilla.

Lopputuloksena on laite, joka lukee koko pääkortin käyttämää virtaa yhdestä AD-kanavasta. Laite ohjeistaa käyttäjää valitsemaan oikean moottorin ja suunnan tiettyyn mittaukseen. Käyttäjä voi halutessaan tehdä mittauksia useita kertoja ennen tulosten tallentamista.

The assignment for this thesis was to design, make and program a system for Fimet Oy that measures the current limits of a motor, which are controlled by the X2L-mainboard of the F1 dental chair. The original idea for the measurement system was to measure four different channels of ADC. The measurement would automatically identify the motor and the direction that was driven and save the wanted information in the memory.

The current would be measured with the use of a shunt resistor. The voltage over the shunt would be amplified and then measured. The measurement result could be read from an OLED display as a numeric value. The user could also see a graph of the current before and after the max current.

Measurements would be made to at least 50 mainboards, because of the feedback that was received from the production. According to the feedback, mainboards used a different speed and power to drive a lift motor and a backrest motor. The most important information from the measurement was difference of the max current between mainboards, not the absolute current value.

As a result of the thesis, a system that reads the current of the whole mainboard from one channel of ADC was created. The system guides the user to drive a correct motor in a correct direction. The user can make multiple measurements before saving the results.