RC-2014, Z80 BACKPLANE, BMS

 Staj süresince genel olarak KiCad ile pcb devre çizimi üzerine çalışıldı.Staj süresince 3 çalışma gerçekleştirildi. Bunlar:

-RC-2014 modüler bilgisayar,

-Z80 Backplane

-BMS(Battery Management System)

   PCB çiziminde başlıca bilinmesi gerekenler:

-Yol kalınlıklarının taşıyabileceği max akım miktarları farklıdır.Aşağıda bu kalınlıklar hakkında detaylı bilgi mevcuttur.

-Yollar kırılırken 45 derece gibi belirli açılarla kırılmalı, dik olarak kırılmamalıdır yoksa akım sıçramalarına neden olabilir.

-Yollar pinlere çok yakın olmamalıdır yoksa kısa devreye neden olabilir.

 

Şekil-1

RC-2014:

RC-2014; CPU, ROM, RAM, Clock, Serial I/O ve Raspberry pi terminallerini tek bir PCB’de birleştiren tek kartlı modüler bir bilgisayardır.

Genel sistematik blok diyagramı:

FTDI konektörü ile RC-2014’ü bir masaüstü veya dizüstü bilgisayar terminal emülatör yazılımıyla çalıştırılmasını sağlar.(komutlar vb).

 

Şekil-2
RC-2014 Şematik Çizimi

RC-2014 genel bileşenleri-Z80 :

•Bilgisayar modülünün en önemli parçası, 8 bitlik mikroişlemcisidir.

•Mikroişlemci:

   -Program kontrollü bir yarı iletken entegre

   -Komutların hafızadan okuyan, yürüten, giriş-çıkış birimlerini kontrol 

   eden birim.

   -Bellekten komut alıp getirir,

   -Komut kodu çözer,

   -Sistemdeki tüm eleman ve birimlere zamanlama ve kontrol sinyali sağlar.   

RC-2014 genel bileşenleri-RAM :

•62256 32k*8 bit RAM kullanılmıştır.

•RAM:

   -Geçici depolama ünitesidir.

   -Anlık veri tutulur.

   -Yazma ve okuma işlemleri yapar.

Genel Bileşenleri-ROM :

•27C512 EPROM BASIC 512Kbit ROM kullanılmıştır.

•ROM:

   -Sadece okunabilen verilerin taşındığı hafıza çipi,

   -Yeni veri girişi olmaz.

   -Üretim aşamasında bu veriler sonsuza kadar saklanır.

Genel Bileşenleri :

•MC68B50: Asenkron haberleşme arayüz adaptörü. RC-2014’e dış dünyayla bir seri port üzerinden konuşma imkanı verir.

•Clock: Bilgisayar bileşenlerinin hızını belirler. Bu o cihazın her bir saat vuruşunda yapabildiği işlem ile ölçülür.(Kristal aracılığı ile) Bu bilgisayar modülünün hızı 7.3728 MHz’dir.

RC-2014 PCB Çizimi
RC-2014 3D Front
RC-2014 3D Back

Z80 BACKPLANE :

  • Birbirine paralel bir grup elektrik konektörüdür.
  • Böylece her konektörün her bir pini bir bilgisayar veri yolu oluşturan diğer tüm konektörlerin aynı eşdeğer pinine bağlanır.
  • Tamamen bir bilgisayar sistemi oluşturmak için birkaç pcbyi birbirine bağlamak için omurga olarak kullanılır.
  • 8 slottan, bir güç kaynağı konektörü ve reset devresinden oluşur.
Z80 Backplane Şematik Çizimi
Z80 Backplane PCB Çizimi
Z80 Backplane Front
Z80 Backplane Back

BMS (Battery Management System) :

  • Batarya yönetim sistemi
  • Batarya hücrelerinin şarj ve deşarj sırasında hücreler arasındaki dengesizliği yöneterek bataryaları koruyan yapılardır.
  • Kullanılacak batarya türü lipo pillerdir.(4.2v-3.7v)(2500mAh)
  • Tasarlanan pil düzeni 4S2P şeklinde oluşturulur.Bu da 16.8-14.8 arası bir voltaj değerine, 40A ve 72W gibi bir güce sahip olmamızı sağlar.
  • 4 adet karttan oluşacak ve her kart paralel 2 pil hücresini kontrol edecektir. Ve en son ESP ile arayüze aktarılır.
  • Programlanması Arduino ve ESP8266 ile yapılır.
  • Bir voltaj bölücü ile batarya hücrelerinin voltajını alıp ATtiny85 ile izlenir ve kontrol edilir ayrıca termistör yardımıyla batarya hücrelerinin sıcaklığını da izler.
  • Hücreler arasındaki voltaj farkı nedeniyle voltajın düşürülmesi gerektiğinde bunu mosfet ve direnç ile yapar.
  • ESP ile alınan verilerin web tarayıcısı ile görüntülenmesini sağlanır.

Genel Bileşenleri:

  • ATTINY85-10SU:8bitlik mikrodenetleyici. Batarya dan alınan verileri denetler.
  • ADUM1250: Çalışırken değiştirilebilir izolatör çeşididir.
  • REG710NA-3.3V: 1.8 V -5.5 V aralığında bir input voltajı alır ve 3.3 volt output voltajına çevirir.
  • ESP8266:WiFi modülü. Bu modül hem kablosuz ağlara bağlanabiliyor hem de kablosuz ağ erişim noktası kurabiliyor.
  • SI2312BDS:N channel 20V mosfet.
BMS Şematik Çİzimi
BMS PCB Çizimi
BMS 3D Front
BMS 3D Back

Sabahat Sümeyye Güçlü

KTO Karatay Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Öğrencisi

Kaynaklar:

https://rc2014.co.uk/modules/rc2014-mini/

https://rc2014.co.uk/blockdiagram/

http://www.robotiksistem.com/baski_devre_yapimi.html

https://github.com/chickey/diyBMS

https://maker.robotistan.com/esp8266-ile-iot-dersleri-1-esp8266-modulunu-guncelleme/

https://rc2014.co.uk/modules/backplane-8/