Главная » Промышленная электроника
Призовой фонд
на май 2018 г.
1. Осциллограф DSO138
Паяльник
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Разборка электропривода Danfoss AME 120 NL

Электропривод AME 120 NL предназначен для работы с комбинированным регулирующим клапаном AB-QM, управляющим подачей тепло- и холодоносителя в фэнкойлы или небольшие вентиляционные установки. Он представляет из себя конструкцию, состоящую из механической и электронной частей. В свою очередь механическая часть состоит из двигателя переменного тока и механизма с зубчатыми и червячными передачами. На электронной плате же находятся узлы питания и управления с датчиками и индикаторами состояния. Питается электропривод переменным напряжением 24 В частотой 50/60 Гц и потребляет мощность 2 ВА развивая при этом усилие 130 Н и перемещая шток со скоростью на один миллиметр за 12 секунд. Имеется два варианта управления - по току или по напряжению. В качестве управляющего используется аналоговый сигнал напряжением 0-10 В или током 0-20 мА:

Danfoss AME 120 NL Danfoss AME 120 NL

 

Сразу предупрежу, что ремонтировать здесь мы ничего не будем, кроме как замены устройства целиком, а старое, сгоревшее, будет подвержено разборке с рассмотрением составляющих компонентов и радиоэлементов. Будет представлена обвязка микроконтроллера и схема включения двигателя. Так же удалось прочитать FUSE-биты, программную память и EEPROM микроконтроллера, и эти файлы Вы сможете скачать в формате .HEX. Данная статья будет интересна тем, кто любит разбирать промышленные устройства и использовать детали от них. В отдельных статьях будет показано как использовать микроконтроллер и как запустить установленный здесь двигатель постоянным напряжением.

Данный электропривод (Actuator) был установлен на воздухообрабатывающей установке - AHU (Air Handling Unit). После выхода из строя он был разобран и оказалось, что ремонту не подлежит, так как в месте подключения кабеля выгорела часть платы и её восстановление было нецелесообразным:

Сгоревшая плата Сгоревшая плата

 

Незначительно расплавился и деформировался механизм:

механизм механизм

 

Из за угара были плохо видны надписи на радиоэлементах и совсем не различалась маркировка микроконтроллера:

угар на плате

 

Для его опознавания он был почищен растворителем для оценки адекватности дальнейших исследований:

почищенный микроконтроллер

 

Микроконтроллер оказался из семейства AVR от производителя Atmel, а именно Mega88. Так как это широко распространённый образец, то было принято решение проверить его на работоспособность. Далее обгоревшая часть платы была зачищена шкуркой, а уцелевшие токопроводящие дорожки залужены:

зачищенная и залуженная плата зачищенная и залуженная плата

зачищенная и залуженная плата зачищенная и залуженная плата

Ещё раз микроконтроллер и, теперь уже, вся плата с обеих сторон тщательно были вымыты растворителем от угара и остатков канифоли:

почищенная и вымытая плата

почищенная и вымытая плата почищенная и вымытая плата

 

В углу, возле микроконтроллера, находилось 6 отверстий с контактными площадками и, проследив за печатными проводниками от них, выяснилось что это интерфейс ISP внутрисхемного программирования. В это место я впаял разъём-гребёнку с шестью контактами соответственно:

Разъём ISP Разъём ISP

 

К этим контактам я подключил выводы простейшего самодельного COM-ISP программатора:

подключение программатора

 

Для чтения прошивки с микроконтроллера и для его программирования я использовал бесплатную, но довольно хорошую и широко распространённую программу Uniprof. После запуска программа Uniprof сразу выдала модель микроконтроллера и удалось считать его флешь-память и EEPROM :

флешь-память и EEPROM микроконтроллера

 

А затем настроечные байты с FUSE- и LOCK-битами:

настроечные байты с FUSE- и LOCK-битами

FUSE-биты микроконтроллера

 

Поняв что сам микроконтроллер в рабочем состоянии, было решено проверить порты ввода-вывода, и я стал отпаивать всё лишнее, не относящееся к работе микроконтроллера, заодно походу зарисовывая схему устройства. Я начал с крупных элементов, таких как фазосдвигающий конденсатор для питания двигателя, DIP-выключатели и микропереключатели с обратной стороны платы:

Отпаивание крупных радиоэлементов с печатной платы Отпаивание крупных радиоэлементов с печатной платы

 

Затем последовали симисторы и остальные мелкие детали, не имеющие прямого отношения к проверке портов ввода-вывода и не нужные для дальнейшего использования микроконтроллера для других целей:

Отпаивание мелких радиоэлементов с печатной платы Отпаивание мелких радиоэлементов с печатной платы

 

По окончании и после двукратной тщательной проверки была зарисована и переведена в цифровой формат следующая принципиальная схема :

Принципиальная схема электропривода Danfoss AME 120 NL

На выгоревшей части платы был установлен разъём для подключения питания и входным контактом, а так же несколько мелких резисторов и конденсаторов со стабилитроном и двумя переключающими диодами. Эта часть платы впоследствии была зарисована с нового электропривода.

Синим цветом отмечена общая шина и минус, а красным - плюс питания микроконтроллера, которое составляет 5 В. Это напряжение стабилизируется микросхемой линейного стабилизатора 78L05A в восьмивыводном корпусе, которое в свою очередь выпрямляется из переменного напряжения 24 В, проходя через диод и цепочку резисторов, ограничиваясь стабилитроном и сглаживаясь конденсаторами. 

Выключатели S1-S8 объеденены в DIP-выключатель и предназначены для управления режимами работы электропривода соответственно технической документации. Выключатель S1 используется для изменения типа управляющего входного сигнала - по напряжению, или же по току, и в включённом состоянии подключает два нагрузочных резистора параллельно входу. Остальные выключатели имеют фильтрующие конденсаторы и подтягивающие резисторы к шине питания, и соединены с выводами микроконтроллера. Красная кнопка "Сброс" в углу подключена параллельно выключателю S8 и предназначена для активации режима автоматической настройки хода штока. Она никак не связана со сбросом микроконтроллера и не имеет к нему никакого отношения. 

В электроприводе используется двигатель переменного тока фирмы SAIA с маркировкой UAT1. Он имеет две обмотки и способен работать от напряжения 12-48 В с частотой 50/60 Гц. Одни концы обмоток соединены вместе и подключены к шине переменного напряжения 24 В. Другие же концы обмоток связаны между собой через последовательно соединённые фазосдвигающий конденсатор и резистор, и проходя через микропереключатели конца хода штока через управляющие симисторы поочерёдно подключаются к общей шине в зависимости от направления вращения. 

Зелёный и красный индикаторные светодиоды состояния через ограничительные резисторы анодами соединены с шиной питания +5 В., а катодами с выводами микроконтроллера.

В устройстве не установлен кварцевый резонатор и микроконтроллер работает от своего внутреннего генератора.

Жёлтым цветом на схеме отмечены удалённые с платы радиоэлементы:

Принципиальная схема электропривода Danfoss AME 120 NL

Как видно из схемы, была оставлена обвязка микроконтроллера в виде делителей, подтягивающих резисторов и фильтрующих конденсаторов. Так же сохранилась микросхема стабилизатора питания с элементами фильтрации и ограничения. Были оставлены индикаторные светодиоды для визуального контроля работоспособности микроконтроллера. 

На плате возле контактных площадок цифрами были отмечены соединённые с этими местами соответствующие выводы микроконтроллера:

Плата электропривода Danfoss AME 120 NL с отмеченными выводами микроконтроллера

 

Принципиальная схема того, что осталось на плате, выглядит следующим образом:

Переделанная схема электропривода Danfoss AME 120 NL

Этого достаточно для последующей проверки портов ввода-вывода микроконтроллера. Через COM-программатор с помощью программы Uniprof в программную флэш-память микроконтроллера был загружен тестовый HEX-файл и были выставлены необходимые FUSE-биты:

Тестовая прошивка

необходимые FUSE-биты

Тестовая программа

 

Данная тестовая программа с определённым периодом устанавливает выходной уровень на портах микроконтроллера с низкого на высокий, и наоборот. Это наглядно видно по установленным на плате индикаторным светодиодам:

Тестовая проверка портов ввода-вывода микроконтроллера

Тестовая проверка портов ввода-вывода микроконтроллера

Питание микроконтроллера осуществлялось от программатора с отключённым выводом "Reset" для нормального его запуска в рабочем режиме. Светодиоды подключены между портами и шиной питания +5 В, и поэтому они светятся при низком выходном уровне и гаснут при высоком. Стрелочным вольтметром были проверены остальные порты микроконтроллера и все они оказались работоспособны:

Тестовая проверка портов ввода-вывода микроконтроллера

В другой статье Я расскажу как можно использовать данную плату с микроконтроллером и как очень просто написать и скомпилировать для неё программу в среде Arduino IDE. Сейчас же вернёмся к электроприводу и коротко рассмотрим механическую часть.

Механизм электропривода состоит из пяти шестерёнок, установленных на металлических осях и передающих движение от самой маленькой, которая закреплена на оси двигателя, к самой большой, на которой имеется червячная передача, поднимающая и опускающая пластину, управляющую клапаном:

Механизм электропривода Механизм электропривода

Механизм электропривода Механизм электропривода

В качестве источника энергии используется электродвигатель переменного тока UAT1:

электродвигатель переменного тока UAT1 электродвигатель переменного тока UAT1

Неисправный электропривод был заменён на новый такого же типа:

электропривод Danfoss AME 120 NL

На новом электроприводе видно, что на месте выгорания установлен разъём питания и сигнала, а возле него запаяны стабилитрон и переключающие диоды:

электропривод Danfoss AME 120 NL электропривод Danfoss AME 120 NL

электропривод Danfoss AME 120 NL электропривод Danfoss AME 120 NL

Причиной возгорания мог быть плохой контакт в разъёме, превышение питающего напряжения, или же заклинивание двигателя. Кстати это оказалось самой частой причиной выхода из строя данных электроприводов. Таким образом за три года эксплуатации было заменено до пяти электроприводов, и у всех была выгоревшая указанная часть печатной платы возле разъёма.

Всем спасибо за внимание, задавайте вопросы, оставляйте отзывы и пожелания. Подписывайтесь на статью, так как в дальнейшем Я расскажу и покажу как писать и компилировать программу для данной платы с микроконтроллером ATmega88 в среде Arduino IDE и что нужно сделать для того, чтобы запустить двигатель SAIA UAT1 от постоянного напряжения и управлять направлением и скоростью его вращения. После выхода новых статей здесь будут добавлены ссылки на них.

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 2
Я собрал 0 1
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 1 чел.

Комментарии (9) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
0
mr_smit #
Что то я сомневаюсь насчёт считанного hex файла. Попробуйте залить его в новый привод и сильно удивитесь. Чтобы буржуи да не залочили flash...
Отредактирован 24.02.2018 23:33
Ответить
+1

[Автор]
andro #
Я тоже удивился, но по ЛОК-битам видно что ничего не залочено.
Ответить
+2
Yanshun #
Спасибо, надеюсь подобных статей будет побольше на сайте.
Ответить
0

[Автор]
andro #
Благодарю за отзыв!
Ответить
0
BARS_ #
Из за угара были плохо видны надписи
Вы в следующий раз не разбирайте устройства под угаром. А на плате у вас НАГАР.

В качестве источника энергии
Эм, тогда уже механической энергии. Да и вообще формулировка некорретна.
Ответить
+1

[Автор]
andro #
Да, заметил сразу после публикации, потом исправлю.
Ну а на счёт механической, так оно и есть, и зря не придирайтесь.
Ответить
+1
technotorg #
Славная и познавательная статья! Работа проделана большая! Спасибо!
Ответить
0

[Автор]
andro #
Очень приятно, что нашёлся человек, который осмыслил и оценил проделанную работу, после таких слов понимаешь что не зря старался и труд не остался незамеченным, ваш отзыв даёт стимул, благодарю!
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Солнечная панель 10Вт 12В поликристаллическая
Солнечная панель 10Вт 12В поликристаллическая
AVR-программатор USB ASP Мультиметр Mastech MS8239C
вверх