監(jiān)測(cè)漏電單片機(jī)設(shè)計(jì)PPT課件

1、2021/7/241鎧甲計(jì)劃鎧甲計(jì)劃Prepared by : BGM TE -漏電壓監(jiān)控系統(tǒng)漏電壓監(jiān)控系統(tǒng) Date: 2014/06/262021/7/242背景背景 當(dāng)前當(dāng)前FA 關(guān)于關(guān)于MB 不良不良的的Top 1仍舊是仍舊是壞件壞件問題，除廠商問題，除廠商來料不良外。是否會(huì)有來料不良外。是否會(huì)有部分零件部分零件是在生產(chǎn)是在生產(chǎn)&組立過程組立過程被靜電被靜電&漏電壓打死漏電壓打死的呢？的呢？ NB6 正在正在推廣推廣關(guān)于關(guān)于人員人員ESD防護(hù)不良的防護(hù)不良的報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)。那么。那么我們的我們的生產(chǎn)生產(chǎn)&測(cè)試設(shè)備呢測(cè)試設(shè)備呢？是否也可以有一套類似的裝置來？是否

2、也可以有一套類似的裝置來解決設(shè)備的接地不良？解決設(shè)備的接地不良？ 所以，本專案的目標(biāo)是：所以，本專案的目標(biāo)是：設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一套可以實(shí)時(shí)一套可以實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)線接監(jiān)控產(chǎn)線接地狀況的報(bào)警系統(tǒng)地狀況的報(bào)警系統(tǒng)，及早及早的發(fā)現(xiàn)漏電狀況并的發(fā)現(xiàn)漏電狀況并加以解決加以解決。2021/7/243二，輔助系統(tǒng)二，輔助系統(tǒng)-數(shù)據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)藍(lán)圖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)藍(lán)圖ReflowPrinterSPIMountAOIICT裁板機(jī)RFFCT監(jiān)控界面監(jiān)控界面數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)一，主系統(tǒng)一，主系統(tǒng)-漏電壓偵測(cè)模塊漏電壓偵測(cè)模塊該主系統(tǒng)分為該主系統(tǒng)分為2個(gè)部分個(gè)部分2021/7/244 實(shí)壓漏電實(shí)壓漏電由于供電設(shè)備電路中導(dǎo)線的

3、某處絕緣損壞或老化，導(dǎo)線與機(jī)殼直接接觸，如機(jī)殼沒有接地，機(jī)殼將會(huì)帶電，人接觸機(jī)殼將會(huì)發(fā)生觸電。絕緣受潮絕緣受潮:因絕緣受潮或進(jìn)水，造成絕緣不良；絕緣破壞：絕緣破壞：電纜在運(yùn)行中受外力的擠壓、砍砸、過度彎曲等而產(chǎn)生裂口或縫隙；或者是線纜發(fā)熱過度使絕緣損壞造成漏電；接頭松脫：接頭松脫：電纜連接不牢、封堵不嚴(yán)、接線嘴壓板不緊，在運(yùn)行或移動(dòng)時(shí)造成接頭脫落，使線纜與金屬外殼直接搭接造成漏電；異物短路：異物短路：維修電氣設(shè)備時(shí)，由于工作不慎將工具、材料等導(dǎo)電物遺留在內(nèi)部，造成漏電；孤光放電：孤光放電：操作電氣設(shè)備時(shí)，由于弧光放電造成一相接地，而發(fā)生漏電； 絕緣老化：絕緣老化：電氣設(shè)備或電纜長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行，

4、造成絕緣老化而損壞，使線纜與地之間的絕緣電阻下降而漏電。名詞名詞解釋解釋產(chǎn)生產(chǎn)生原因原因防護(hù)措施安裝漏電開關(guān)與接地安裝漏電開關(guān)與接地一、關(guān)于漏電一、關(guān)于漏電-實(shí)壓和虛壓實(shí)壓和虛壓2021/7/245 虛壓漏電虛壓漏電感應(yīng)電：放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。虛電壓：泄漏電流在絕緣電阻及分布電容上形成的壓降。變化的電流變化的電流變化的磁場(chǎng)變化的磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的恒定電流運(yùn)動(dòng)的恒定電流運(yùn)動(dòng)的磁鐵運(yùn)動(dòng)的磁鐵在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體絕緣電阻變小絕緣電阻變小名詞名詞解釋解釋產(chǎn)生產(chǎn)生原因原因防護(hù)措施一般通過接地來解決一般通過接地來解決一、關(guān)于漏電一、關(guān)于漏電-實(shí)壓和虛壓實(shí)壓和虛壓測(cè)量系統(tǒng)要求：

5、測(cè)量系統(tǒng)要求： 測(cè)量對(duì)象：測(cè)量對(duì)象： 電壓測(cè)試模塊主要是針對(duì)虛壓漏電來設(shè)計(jì)，同時(shí)兼容實(shí)壓漏電的量測(cè)。電壓測(cè)試模塊主要是針對(duì)虛壓漏電來設(shè)計(jì)，同時(shí)兼容實(shí)壓漏電的量測(cè)。量測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：量測(cè)標(biāo)準(zhǔn)： 漏電壓漏電壓1V, 誤差誤差5%2021/7/246RMS 真有真有效值線路效值線路ADC轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換電路換電路顯示顯示電路電路分壓分壓電路電路 該偵測(cè)模塊應(yīng)該包含哪幾個(gè)部分？該偵測(cè)模塊應(yīng)該包含哪幾個(gè)部分？二，主系統(tǒng)二，主系統(tǒng)-漏電壓偵測(cè)模塊漏電壓偵測(cè)模塊漏電壓漏電壓&虛壓為交流性質(zhì)。所以必須進(jìn)行時(shí)間平均（積分）后虛壓為交流性質(zhì)。所以必須進(jìn)行時(shí)間平均（積分）后才能得到正確的結(jié)果，絕不能用直流電那樣用瞬時(shí)值代替有

6、效值。才能得到正確的結(jié)果，絕不能用直流電那樣用瞬時(shí)值代替有效值。針對(duì)虛壓需要先對(duì)電壓進(jìn)行放大后得到穩(wěn)定電壓，再進(jìn)行真有針對(duì)虛壓需要先對(duì)電壓進(jìn)行放大后得到穩(wěn)定電壓，再進(jìn)行真有效值的計(jì)算。效值的計(jì)算。聲光聲光警示警示2021/7/247二，主系統(tǒng)二，主系統(tǒng)-漏電壓偵測(cè)模塊（漏電壓偵測(cè)模塊（ 規(guī)格書）規(guī)格書）治具名稱： 漏電壓監(jiān)控系統(tǒng)治具型號(hào)： LVD-V1治具適用性： 適用于01000V AC/DC 電壓偵測(cè)； 包含實(shí)壓與虛壓主要功能模塊： 1，自動(dòng)量程切換；2，RMS 真有效值線路；3，ADC轉(zhuǎn)換電路；4，顯示電路； 5，聲光警示；6，數(shù)據(jù)上傳模塊控制模式： 待測(cè)電壓輸入分壓線路，經(jīng)MCU判定、

7、反饋后自行切換到對(duì)應(yīng)量程；再經(jīng)由真有效值 線路處理后，輸入MCU與參考電壓比較。MCU經(jīng)過既定程式的計(jì)算，將結(jié)果輸出至數(shù) 碼管顯示；同時(shí)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的聲、光系統(tǒng)以提示狀態(tài)。MCU 程式語言： C語言測(cè)試流程： 模組接地，通電接入待測(cè)物或電壓數(shù)碼顯示測(cè)試結(jié)果上傳系統(tǒng)（預(yù)留） LED ,蜂鳴器提示狀態(tài)治具尺寸： （L）260MM*(W)200MM*(H)65MM尺寸公差： 0200MM:0.05MM;200500MM:0.1MM；500MM:0.2MM電源規(guī)格： 輸入電壓：AC 220V；頻率：50HZ；功率：36W 偵測(cè)速度： 5秒/次保固期： 一年環(huán)境條件： 溫度：40度；濕度：2080%RH配套

8、資料： 線路圖，Gerber，BOM驗(yàn)收要求： 漏電壓偵測(cè)誤差低于5%2021/7/248品名品名數(shù)量數(shù)量描述描述開關(guān)開關(guān)10撥動(dòng)開關(guān)，兩段，雙擲，撥動(dòng)開關(guān)，兩段，雙擲，S970626PIN,SOPicl71062dip,40pin數(shù)碼管數(shù)碼管2紅色紅色LED顯示顯示icl71072dip,40pin，萬用表芯萬用表芯片片ca31402dip,8pin，運(yùn)放運(yùn)放ad7362dip,8pin，ad轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換lm780551A以上輸出電流以上輸出電流lm790551A以上輸出電流以上輸出電流1M電阻電阻1001/4w,色環(huán)色環(huán)900歐歐1001/4w,色環(huán)色環(huán)2.2M電阻電阻1001/4w,色環(huán)色環(huán)

9、470k1001/4w,色環(huán)色環(huán)47k1001/4w,色環(huán)色環(huán)4.7k1001/4w,色環(huán)色環(huán)4.3k1001/4w,色環(huán)色環(huán) BOM品名品名數(shù)量數(shù)量描述描述22k1001/4w,色環(huán)色環(huán)in914二極管二極管10dip,3.3v穩(wěn)壓二極穩(wěn)壓二極管管10dip1.2v穩(wěn)壓二極穩(wěn)壓二極管管10dip6.8v穩(wěn)壓穩(wěn)壓10dip1uf10050v,電解電容，電解電容，dip10uf10050v,電解電容，電解電容，dip0.47uf10050v,電解電容，電解電容，dip0.22uf10050v電解電容，電解電容，dip10000pf100瓷片電容瓷片電容1000pf100瓷片電容瓷片電容100pf

10、100瓷片電容瓷片電容5uf10050v,電解電容，電解電容，dip4.7uf10050v,電解電容，電解電容，dip33uf10050v,電解電容，電解電容，dip二，主系統(tǒng)二，主系統(tǒng)-漏電壓偵測(cè)模塊漏電壓偵測(cè)模塊2021/7/249 為實(shí)驗(yàn)方案是否可行，先使用現(xiàn)有材料進(jìn)行初版測(cè)試線路的搭建為實(shí)驗(yàn)方案是否可行，先使用現(xiàn)有材料進(jìn)行初版測(cè)試線路的搭建真有效值 AC to DC電路 ADC轉(zhuǎn)換電路顯示電路分壓電路部分大功率電阻大功率電阻未購置到位，先用小功率電阻串接替代。自動(dòng)量程線路自動(dòng)量程線路使用撥碼開關(guān)手動(dòng)切換。平均值電容平均值電容實(shí)際需使用規(guī)格為33uf ，暫使用其他電容組合而成，容值約為3

11、2uf.基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓暫直接使用DC 電源+電池來提供正、負(fù)電壓，實(shí)際須使用IC Max874提供 .試驗(yàn)電路板試驗(yàn)電路板二，主系統(tǒng)二，主系統(tǒng)-漏電壓偵測(cè)模塊漏電壓偵測(cè)模塊2021/7/2410 試驗(yàn)試驗(yàn):測(cè)量開關(guān)電源不接地時(shí)的感應(yīng)電壓測(cè)量開關(guān)電源不接地時(shí)的感應(yīng)電壓萬用表量測(cè)值萬用表量測(cè)值試驗(yàn)電路板量測(cè)值試驗(yàn)電路板量測(cè)值換算公式：換算公式：4.84V/1024*43*100=20.32V目前參考目前參考電壓電壓10位單片機(jī)可分位單片機(jī)可分成的最小刻度成的最小刻度量程量程初步結(jié)論：初步結(jié)論：1，整體誤差為整體誤差為1.06V，基本，基本確認(rèn)該方案可行。只是精確度確認(rèn)該方案可行。只是精確度仍需提

12、升。仍需提升。2，將，將計(jì)算邏輯寫到單片機(jī)計(jì)算邏輯寫到單片機(jī)里，里，讓使用者可以直觀讀取漏電壓讓使用者可以直觀讀取漏電壓狀況狀況43實(shí)測(cè)值實(shí)測(cè)值二，主系統(tǒng)二，主系統(tǒng)-漏電壓偵測(cè)模塊漏電壓偵測(cè)模塊2021/7/2411 誤差產(chǎn)生原因分析誤差產(chǎn)生原因分析首樣測(cè)試結(jié)果：首樣測(cè)試結(jié)果： 萬用表：萬用表：21.38V, 偵測(cè)模組：偵測(cè)模組：20.32 V -誤差誤差5.2%影響精度的幾個(gè)方面：影響精度的幾個(gè)方面： 1，材料材料-當(dāng)前模組使用部分材料不完全匹配當(dāng)前模組使用部分材料不完全匹配 如：平均值電容，精密電阻等。如：平均值電容，精密電阻等。 2，參考電壓參考電壓-之前直接使用之前直接使用5V電壓來生

13、成參電壓來生成參 考電壓考電壓.而而5V除以除以1024是不能除盡的，這些是不能除盡的，這些 細(xì)小的誤差被還原成成千上萬份之后，則整細(xì)小的誤差被還原成成千上萬份之后，則整 體誤差就會(huì)顯現(xiàn)出來。體誤差就會(huì)顯現(xiàn)出來。 3，功率不足功率不足-當(dāng)前測(cè)試模塊所使用的當(dāng)前測(cè)試模塊所使用的-5V電電 壓是使用芯片壓是使用芯片2822轉(zhuǎn)換而來，實(shí)際使用中發(fā)轉(zhuǎn)換而來，實(shí)際使用中發(fā) 現(xiàn)該現(xiàn)該IC 功率不足，當(dāng)接上負(fù)載（功率不足，當(dāng)接上負(fù)載（LED顯示屏）顯示屏） 時(shí)，測(cè)試電壓會(huì)有偏差。時(shí)，測(cè)試電壓會(huì)有偏差。超出設(shè)計(jì)規(guī)格：超出設(shè)計(jì)規(guī)格：5%二，主系統(tǒng)二，主系統(tǒng)-漏電壓偵測(cè)模塊漏電壓偵測(cè)模塊2021/7/2412 測(cè)

14、試精度改善測(cè)試精度改善基準(zhǔn)電壓由基準(zhǔn)電壓由5v改為改為1.024v（通過電位器（通過電位器調(diào)節(jié)，輸入電壓變化會(huì)導(dǎo)致輸出電壓變化）調(diào)節(jié)，輸入電壓變化會(huì)導(dǎo)致輸出電壓變化）平均值電容由原來的平均值電容由原來的32uf改為改為33uf改善效果確認(rèn)（漏電量測(cè)）改善效果確認(rèn)（漏電量測(cè)） 萬用表：萬用表：24.17V, 偵測(cè)模組：偵測(cè)模組：24.10V -誤差由誤差由5.2%下降為下降為0.29%量程切換由撥碼開關(guān)改為繼電器自量程切換由撥碼開關(guān)改為繼電器自動(dòng)切換動(dòng)切換使用精密電阻改善分壓電路使用精密電阻改善分壓電路符合設(shè)計(jì)規(guī)格：符合設(shè)計(jì)規(guī)格：5%二，主系統(tǒng)二，主系統(tǒng)-漏電壓偵測(cè)模塊漏電壓偵測(cè)模塊2021/7/2413PCB 電路圖電路圖PCB layout二，主系統(tǒng)二，主系統(tǒng)-漏電壓偵測(cè)模塊漏電壓偵測(cè)模塊2021/7/2414