2.2 Блок центрального процессора бцп.

2.2.1 Назначение

Блок центрального процессора БЦП 04Б.04.00.00 (ПЮЯИ.468332.026) (в дальнейшем – БЦП) предназначен для работы в составе локомотивной аппаратуры САУТ-ЦМ/485к - кассетное исполнение.

БЦП выполняет следующие функции:

• организует обмен данными между блоками локомотивной аппаратуры САУТ-ЦМ/485к по последовательному каналу в стандарте RS485;

• формирует управляющие команды на основании информации о скорости

движения, о состоянии цепей управления локомотива, базы данных путевых параметров и параметров локомотива;

• регистрирует в энергонезависимой памяти сигналы, возникающие в процессе работы системы САУТ-ЦМ/485к.

Габаритные размеры, мм, не более - 150х125х60.

Масса, кг, не более - 1,0.

2.2.2 Конструкция БЦП

Внешний вид блока БЦП представлен на рис. 2.2.1

Рис. 2.2.1 Внешний вид блока БЦП.

БЦП состоит из двух частей: кассетоприемника поз.1 и кассеты поз.2.

На корпусе кассетоприёмника расположены кнопка выхода кассеты поз.3, разъёмный соединитель поз.4, клемма заземления поз.5 и индикатор включенного состояния БЦП поз.6. Рабочее положение кассетоприёмника - кассетой вниз.

Конструктивное устройство кассетоприёмника представлено на рис.2.2.2 .

Рис. 2.2.2 Кассетоприемник. Конструктивное устройство.

Кассета размещается в окне кассетоприемника и защелкивается фиксатором поз.1 за боковое углубление в кассете, фиксатор исключает самопроизвольное выпадение кассеты из кассетоприемника.

Направляющие в виде пружинных пластин поз.2 с двух сторон прижимают кассету к плате кассетоприемника для обеспечения надежной связи обмотки трансформатора поз.3, и катушек связи поз.4.

Для извлечения кассеты из кассетоприемника необходимо нажать кнопку поз.5 на корпусе кассетоприемника. При этом происходит выход кассеты из кассетоприёмника на 3…11 мм пружиной поз.6. Извлечение кассеты производится вручную.

Кассетоприемник состоит из основания поз.7, кожуха поз.8 и корпуса поз.9. Сбоку в корпусе расположены соединитель поз.10 для подсоединения к кабельной сети, клемма заземления поз.11 и кнопка выхода кассеты поз.5.

Кожух кассетоприемника крепится к основанию четырьмя винтами.

Внутри кассетоприемника расположена плата поз.12, которая крепится четырьмя винтами к основанию поз.13, пружина поз.6, фиксатор поз.1, фототранзистор поз.14.

Конструктивное устройство кассеты представлено на рис.2.2.3.

Рис. 2.2.3 Кассета. Конструктивное устройство.

Кассета состоит из корпуса поз.1 с крышкой поз.2. Крышка защелкнута в корпус и удерживается в пазу корпуса пружиной поз.3.

Для снятия крышки кассеты необходимо открутить шильдик поз.4, открутить винт поз.5 и надавить на пружину поз.3 через отверстие под винт поз.5 каким-либо стержнем  до 2,5 мм и, приподняв край крышки, извлечь ее из углубления корпуса.

В кассете расположена плата поз.6. На плате установлены: трансформатор поз7, катушки связи поз.8 и другие электронные компоненты.

Герметичность кассеты обеспечивается заливкой компаундом по периметру стыка крышки и корпуса.

Для снятия платы из основания кассеты необходимо открутить четыре винта по углам платы.

2.1.3 Устройство и принцип действия

Блок БЦП состоит из кассетоприемника с регистратором параметров РПС2 04Б.04.10.00 (ПЮЯИ.467444.076) и кассеты 04Б.04.20.00 (ПЮЯИ.467444.077) с регистратором параметров РПС1.

Кассетоприёмник.

Структурная схема кассетоприемника представлена на рис. 2.2.4.

Схема электрическая принципиальная см. комплект чертежей альбом № 8.

Микросхема Атmega32L (DD3) является процессором кассетоприёмника. Питание БЦП осуществляется от источника напряжения 50В через соединитель Х2. Для формирования напряжения питания для микросхем кассетоприемника и кассеты используется двухтактный преобразователь напряжения на элементах DA3, DA5, VT1, VT2, T1, AV1, DA4.

Включение и выключение двухтактного контроллера DA5 (микросхема КР1211ЕУ1) осуществляется по входу 2. Вставленная в кассетоприёмник кассета перекрывает световой поток светодиода VD4. Фототранзистор VT3 закрывается, в результате на выводе 2 DA5 будет присутствовать потенциал низкого уровня - контроллер DA5 включен и питающие напряжения поступают на микросхемы. При отсутствии кассеты световым потоком VD4 открывается фототранзистор VT3, вследствие чего появляется напряжение на входе 2 микросхемы DA5, она закрывается, и питающие напряжения снимаются.

Фототранзистор VT3 питается напряжением 5 V1 с выхода первого линейного стабилизатора DA3.

Двухтактный контроллер DA5, поочерёдно открывая полевые ключи VT1, VT2, коммутирует разнонаправленное протекание тока по первичным полуобмоткам трансформатора Т1 1-2, 2-3. На вторичных обмотках Т1 4-5 и обмотке Т1, расположенной в кассете, индуцируются переменные напряжения, которые после выпрямления и стабилизации используются для питания элементов кассетоприёмника и кассеты.

С вторичной обмотки трансформатора через диодный мост AV1 типа B8S формируется постоянное напряжение, которое подается на линейный стабили затор напряжения МС7805BDT (DA4). На его выходе формируется напряжение (5,00,1) В для питания микросхем DD1, DD2, DD3, DD5.

Для визуальной индикации формируемого напряжения 5 V используется светодиод VD5 зеленого цвета, выведенный на переднюю панель кассетоприемника.

Питание FLASH-памяти осуществляется от напряжения 3,3 V, получаемого с линейного стабилизатора LP2985AIM5 (DA6).

Одна из вторичных обмоток трансформатора расположена в кассете для формирования напряжения питания микросхем кассеты.

Рис. 2.2.4 Структурная схема кассетоприемника.

Цифровая часть кассетоприемника включает в себя три катушки связи по сигналам RXD, TXD и ETX (приема, передачи и управления приемом соответственно) с микросхемами нормирования этих сигналов для обеспечения работы интерфейса связи RS485 (DA1).

Регистратор параметров включает в себя AVR микроконтроллер AТmega32L (DD3), микросхему FLASH-памяти АТ45DB081B (DD4), микросхему таймера DS1307SN (DD5).

Микросхема DD3 работает по программе регистратора Kass.rps.fla. Программируется через соединитель Х1 по шине SPI программатором ПБ-САУТ-ЦМ или программатором AVReal по STK300. Частота работы задается кварцевым генератором BQ2 с частотой 7,3728 МГц.

Таймер представляет собой микросхему реального времени с литиевым элементом питания GB1 и кварцевым резонатором BQ3 с частотой 32768 Гц.

Обмен с микроконтроллером производится по двухпроводной шине по ин-терфейсу I2C. При отключенном питании ход таймера поддерживается от GB1.

Питание FLASH-памяти осуществляется от напряжения 3,3 В, получаемого с линейного стабилизатора LP2985AIM5 (DA6).

Питание микроконтроллера и таймера осуществляется от напряжения +5 V, получаемого либо с линейного стабилизатора DA4, либо от внешнего соединителя Х1 при программировании микроконтроллера. Преобразование уровней на шинах SPI между микроконтроллером и FLASH-памятью осуществляют согласующие цепи VD6, R26, R27, R28, C27.

Обмен внешних устройств с микроконтроллером осуществляется по интерфейсу RS485 на скорости 115200 б/с. Выход микросхемы DA1 подключен к входу RXD через инвертор на микросхеме DD2.2 (2U-HE), выход TXD микроконтроллера ко входу DA1 также подключен через инвертор DD1.1, вход разрешения передачи напрямую - к выходу микроконтроллера.

Связь сигналов приема, передачи и разрешения передачи с кассетой осуществляется через катушки связи L1, L2, L3.

Регистратор параметров РПС предназначен для контроля работы аппаратуры.