主题:【第六届原创】给仪器的心脏做移植或搭桥手术

浏览 |回复20 电梯直达
大陆
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众所周知,目前所有非虚拟的智能仪器最核心的部分就是其中央控制器CPU或MCU--也就是仪器的心脏,一般使用都是要在心脏完好的前提下才能进行其他工作,心脏如果出了问题,那就是大麻烦了,但是不是就完全没辙了呢?当然不是,本文就一个简单的例子来探讨一下对仪器的心脏进行移植或搭桥修复的基本步骤。主要是让大家看看仪器的维修或研制的另一番天地:远比拧螺钉、换保险丝、焊电容等基本操作复杂但有意思得多的侧面。

首先,做一下背景介绍,因项目需要,我们团队要制作一套完全替代电磁铁的可变矢量磁场的双魔环磁体(直径8厘米长10厘米的圆柱空间内8000高斯--比地磁场高一万多倍),跟电磁铁相比,双魔环磁体的能耗可以忽略不计,而且无需循环水,不过其复杂之处在于其自动变场的机电设计,要像电磁铁一样变场,需要内外魔环以相同的角速度同步旋转。市面上未能找到双轴运动的完全同步的电机控制仪器,但原理上双轴可以通过仪器自身的时钟做到高度同步,这就需要对现有的仪器功能进行重新定义,通俗的说,必须换一个心脏。

准备换心手术的手术台和手术刀如图1、图2-3所示,主要有运动控制器、示波器、电脑、编程器。


图1 仪器换心“手术台”


图2 仪器换心“手术刀”


图3 仪器换心备用“手术刀”

讨论手术方案和手术目的,就是将原有的仪器面板和功能进行同时同步正反转的扩充,原始仪器面板和待改进后的面板功能如图4-5所示。


图4 原始仪器面板


图5 拟实现仪器功能面板定义

随后根据仪器功能需要定制一套全新的心脏,重新定义控制键盘响应、面板显示、串口通讯功能,使用专门的仪器心脏制作软件Keil-C。


图6 定制心脏

将新鲜出炉的心脏如图2放在手术台上,准备手术,其程序及过程如图7-10所示,即经过选片、擦除、写程等过程。


图7 心脏手术程序


图8 换心手术过程1


图9 换心手术过程2


图10 换心手术过程3

当发现心脏局部存在毛病时,要针对毛病进行搭桥,如图11所示。


图11 需要搭桥的“心脏”

最后将心脏复位,完成手术,如图12所示。


图12 将仪器的"心脏"复位

最后验证手术成功与否,可用通过图5所示的键盘和自己编写的一个简单串口通讯的控制子程序,界面如图13所示,结果符合预期设计,可从楼下视频1(同时顺转)、2(同时反转)、3(同时顺反转)与4(同时反顺转)看看效果。


图13 对手术后的仪器专门设计的仪器操控子程序界面
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Last edit by handsomeland 举报
大陆
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最后有几个效果视频供鉴赏:


视频4(同时反顺转)
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2013/8/29 14:13:22 Last edit by madprodigy
qq250083771
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zhw19811005
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大陆
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原文由 ldgfive(ldgfive) 发表:

楼主是搞产品设计的吧,这么牛


实验物理学领域,仪器研制方向。
xzyme
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