Ohjauskortin suunnittelu ja toteutus

Abstract

Opinnäytetyön lähtökohtana oli suunnitella ja toteuttaa Mikro-Väylä Oy:n uusiutuvaan lainausautomaattijärjestelmään nykyistä ohjauspiirikorttia paremmin sopiva ohjauspiirikortti. Piirikortin suunnittelussa tärkeysjärjestyksessä korkeimmalla oli palautusautomaatin ohjaus, mutta myös lainausautomaatin ohjaukseen haluttiin parannuksia, kuten entistä integroidumpi tiedonkulku kortilta tietokoneelle ja oheislaitteiden ohjaus.

Päätavoitteet ja suurimmat muutokset vanhaan ohjauspiirikorttiin olivat kompaktimpi ulkomuoto ja kotelointi, selkeästi erotellut input- ja output-väylät sensoreiden tulkintaan ja moottoreiden ohjaukseen. PC:n ja mahdollisesti toisen ulkopuolisen laitteen kanssa kommunikointi RS232-väylän kautta yhtäaikaisesti ja piirikorttien mahdollisuus keskustella toistensa kanssa samassa väylässä.

Toimeksianto oli tarkkaan määritelty, mutta piirikorttien väliseen kommunikointiin soveltuvien väyläratkaisuvaihtoehtojen seulominen ja parhaan vaihtoehdon valitseminen jäivät opinnäytetyössä ratkottavaksi. Lisäksi opinnäytetyöhön kuului piirilevysuunnittelu, komponenttien valinta, sekä piirilevyn osa-alueiden testaaminen.

Opinnäytetyön asetetut asiakastoivomukset saavutettiin ja suoritettu testausosio osoitti, että ohjauskortti toimi suunnitellulla tavalla vaikkakin ohjauskortista jouduttiin tekemään toinen prototyyppi testausosion loppuun viemiseksi.

The subject of this Bachelor’s Thesis was to design and produce a new I/O-card to control Mikro-Väylä Ltd.’s new self-designed automatic book-returning system for the library environments. The new I/O-card will replace the old I/O-card which is incompetent to control bigger assemblies. In designing the new I/O-card the book-returning system was the highest priority but the new I/O-card should also handle the book-lending automatic better than the old I/O-card. Compared to the old I/O-card in book-lending environments the improvements needed were more integrated data transmission and more diverse control of peripheral devices.

Most noticeable changes compared to the old I/O-card were more compact physical size, possibility to communicate with several I/O-cards at the same bus and better electromagnetic compatibility. Distinctly separated inputs and outputs instead of using shift registers and possibility to communicate simultaneously with PC and other peripheral device via RS232 bus.

The customer requirements were specified but finding all feasible bus-solutions between I/O-cards, comparing those bus-solutions with each other and choosing the best bus-solution was decided by the researcher in this Bachelor’s thesis. The other goals of the Bachelor’s thesis was to design and produce the circuit board, choose the electronic components needed and test the circuit board to work as intended.

All the customer requirements set to this Bachelor’s thesis by Mikro-väylä Ltd. were achieved and numerous tests showed that the new I/O-card worked as planned even though it required a little re-designing and a 2nd prototype.