README.md
Projecte Eines De Disseny

Sistema de Neteja-Parabrises D'Un Automobil

David Miravent, Biel Hornas, Aidar Iglesias

Objectiu

Aquest projecte te com a objectiu dissenyar el l'entorn electronic que conforma el sistema de neteja-parabrises d'un automobil.

El projecte estara dividit en 7 parts:


Diagrama de blocs i components
Esquematic i simulacions
Placement i routing (layout v1)
Pre-entega (layout v2)
Entrega final (layout v3)
Muntatge i soldadura
Test PCB


Caracteristiques i epecificacions

El sistema de neteja-parabrises te com a caracteristica principal, com ja diu el seu nom, netejar la lluna del parabrises. Com que aquest sistema sera part d'un conjunt de ECUs (Electronic Control Unit) d'un automobil, hi ha un serie d'elements que tots ells tindran en comu:


Una etapa de regulacio de tensio (es fara servir <![CDATA[]]>L78S05CV<![CDATA[]]>)
Un microcontrolador (es fara servir un <![CDATA[]]>PIC18F2580<![CDATA[]]> de 28 pins) encarregat del control del nostre modul i de la comunicacio amb els altres
Un bus de programacio i debug del microcontrolador
Un bus <![CDATA[]]>CAN<![CDATA[]]> que permet la comunicacio sincrona amb els altres moduls
Un bus <![CDATA[]]>I2C<![CDATA[]]> (o be <![CDATA[]]>SPI<![CDATA[]]>) per a la comunicacio sincrona interna del nostre modul
Un bus de comunicacio <![CDATA[]]>USART<![CDATA[]]> que permet monitoritzar el sistema des d'un ordinador extern
Una botonera per permetre la interaccio entre l'usuari i el modul


El sistema ha de complir les seguents especificacions:


Dos motors amb el seu final de carrera
Dues bombes de liquid neteja-parabrises
Sensor digital de pluja
Calefactor del vidre


Funcionament

El sistema al complet estara controlat per el microcontrolador. Per al moviment dels neteja parabrises, es faran servir dos motors, un per davant i un per darrere. Aquests motors estaran controlats per uns drivers, els quals subministren el corrent necessari per activar uns reles que faran girar els motors en un sentit o en l'altre. Quan l'usuari desitgi o quan el sensor de pluja detecti pluja, el microcontrolador enviara el senyal d'activacio dels motors. Tambe s'incloura un sistema de final de carrera, que indicara quan s'ha acabat el trajecte de la escombreta del neteja-parabrises i la fara canviar de sentit.

El sistema tambe implementa dues bombes de liquid neteja-parabrises, cadascuna d'elles controlada per un driver i un rele. Aquestes s'activaran quan el conductor ho desitgi i funcionaran de la mateixa manera que el neteja-parabrises: mitjançant un motor.

Hi haura un mode de neteja automatic, accionat per un sensor digital de pluja. Quan es detecti pluja. Aleshores, el neteja-parabrises es posara en funcionament.

Hi ha quatre opcions a escollir:
* Activar motor neteja-parabrises davanter
* Activar motor neteja-parabrises darrere
* Automatic (El sensor de pluja activa els neteja-parabrises)

Mes enlla d'aquests 3 modes de funcionament, si aixi ho desitja, l'usuari pot activar les bombes de liquid manualment. Addicionalment, pot fer que les escombretes fagin una sola passada, tambe amb activacio manual.

Diagrama de Blocs


Figura 3. Versio 4 del diagrama de blocs - 13.04.2023.

Taula de funcionament dels reles




  
EnableM1
  
DriverM1
  
MOTOR 1




  
0
  
0
  
0


  
0
  
1
  
0


  
1
  
0
  
0


  
1
  
1
  
1




Taula 1. Taula del funcionament dels reles del motor neteja-parabrises davanter.




  
EnableM2
  
DriverM2
  
MOTOR 2




  
0
  
0
  
0


  
0
  
1
  
0


  
1
  
0
  
0


  
1
  
1
  
1




Taula 2. Taula del funcionament dels reles del motor neteja-parabrises del darrere.

Components




  
Ref.
  
Descripcio
  
Datasheet




  
PIC18F2580
  
28-Pin High Performance, Enhanced FLASH Microcontroller with CAN. S'encarrega del control integral del sistema.
  
<![CDATA[]]>PIC18F2580<![CDATA[]]>


  
TCAN1042
  
TCAN1042 Fault Protected CAN Transceiver with CAN FD. L'utilitzarem per a la comunicacio entre moduls independents.
  
<![CDATA[]]>TCAN1042<![CDATA[]]>


  
LM1117-5.0
  
2A positive voltage regulator IC. Regulador LDO lineal de tres terminals, corrent nominal 2A i sortida a 5V.
  
<![CDATA[]]>L78S05CV<![CDATA[]]>


  
ABLS2-8.000MHZ-D4Y-T
  
Low Profile Surface Mount Microprocessor Crystal. L'usarem com a font de senyal sincron de referencia per al microcontrolador. Es de 8MHz.
  
ABLS2-8MHZ


  
V23076A1001C133
  
Automotive, PCB Single Power Relay K (Sealed) with wide voltage range and limiting continuous current 45A. Utilitzarem aquest rele per a les aplicacions de potencia, com ara la commutacio dels motors, de les bombes i del calefactor.
  
V23076A1001C133


  
BC817-25
  
NPN general purpose transistor used for switching and amplification. Features high current (max. 500 mA) and low voltage (max. 45 V). Transistor bipolar NPN que farem servir per a amplificar el corrent de commutacio dels reles.
  
BC817-25


  
YL-83
  
Rain and snow are quickly and accurately detected with the YL-83 Rain Detector. L'implementarem de manera que quan detecti pluja, els neteja-parabrises s'accionin automaticament.
  
YL-83


  
LM393
  
Comparator with lower offset voltage, higher supply voltage capability, lower supply current, lower input bias current, lower propagation delay, and improved 2 kV ESD performance and input ruggedness through dedicated ESD clamps. Comparador que farem servir a l'hora de detectar si plou o no.
  
<![CDATA[]]>LM393<![CDATA[]]>


  
3362-¼” Square Trimpot
  
Trimming Potentiometer. Withstands harsh environments and immersion cleaning processes. Potenciometre que usarem per adjustar el llindar del sensor de pluja.
  
3362-¼” Square Trimpot


  
Flexible Heaters 78000 Series
  
Truly transparent, no wires in clear view area, optical grade, thin-film polyester, low power consumption for use with battery or line power. Tires conductores que tenen com a objectiu escalfar la lluna del darrere de l'automobil.
  
Flexible Heaters 78000 Series


  
WLD4383
  
Motor reductor sinfin 12VDC, corrent nominal de 2A, velocitat nominal de 44rmp i una potencia de 12.5W.
  
WLD4383


  
EHDB9MF
  
Connector DB-9 de entrada-sortida de la comunicacio CAN.
  
EHDB9MF




Historial de canvis




  
Data
  
Autor
  
Descripcio




  
23.03.2023
  
David Miravent
  
Tramesa de la tasca per a la primera versio de la presentacio.


  
27.03.2023
  
Biel Hornas, David Miravent, Aidar Iglesias
  
Diagrama de blocs: Eliminat el sensor de temperatura. Eliminats els busos i transceivers CAN que estaven connectats entre els sensors + els que connectaven el PIC amb els motors. Modificada la botonera. Afegit el nou bus CAN. Modificat el connector de programacio i debug. Modificats els drivers i els components de potencia. Modificat l'oscil·lador. Afegit el driver del sensor de pluja. Afegits els consums individuals de cada component. Inclosos els pins de les connexions PIC-periferics.


  
28.03.2023
  
Biel Hornas, David Miravent, Aidar Iglesias
  
Presentacio: Actualitzada la llista de components (diap. 5, 6). Inclosos els parametres d'interes per a cada component (diap. 8 - 18). Actualitzat el diagrama de blocs (diap. 19).


  
30.03.2023
  
Biel Hornas, David Miravent
  
Realitzacio simulacions regulador de tensio + sensor de pluja, modificat el esquematic (sch) del projecte : s'han afegit totes les etapes del sistema en estructura de fulles jerarquiques.


  
31.03.2023
  
Aidar Iglesias
  
README: actualitzada la imatge del diagrama de blocs. Corregit el valor de consum del PIC. Modificat el connector de la botonera


  
04.04.2023
  
Biel Hornas
  
Actualitzada la jerarquia de fulls de l'esquematic: Alimentacio, Digital, Analog i Potencia. Sensor de pluja ficat tot en una mateixa capsa. Modificada la botonera: s'han eliminat els interruptors, ja que son externs a la placa. Corregits els noms de les nets a l'esquematic dels drivers de motors, que causaven curt-circuits. Canviat el model dels reles a V23086C1001A403, ja que te millor simbol i footprint. Modificat el connector d'alimentacio a l'esquematic del regulador.


  
05.04.2023
  
David Miravent, Aidar Iglesias
  
Esquematic: Afegit titol al sheet root: Sistema de Neteja-parabrises. Modificada la ubicacio del LED d'alimentacio: del PIC al regulador. Reset Manual i Oscil·lador connectats directament al PIC. Corregides les connexions del connector DB-9 del bus CAN. Afegit connector DB-9 per al modul de comunicacio USART. Moduls de comunicacio CAN i USART connectats directament al PIC.


  
07.05.2023
  
Aidar Iglesias
  
Esquematic: Canviat el regulador de tensio: LM1117-5 a L78S05CV (corrent de sortida major). Canviats els valors de les capacitats d'entrada i sortida del regulador. Corregides les connexions dels drivers de l'apartat de potencia (feien curt-circuit de la bateria a terra). Diagrama de blocs: actualitzat el regulador de tensio de LM1117 a L78S05CV. Corregits els valors de consum (PIC, LM393, TCAN1042) Presentacio: Actualitzat el diagrama de blocs.


  
10.04.2023
  
David Miravent, Biel Hornas, Aidar Iglesias
  
Esquematic: Afegides les ferrites per separar el GND de potencia i el GND general. Layout: dissenyada la primera versio del Layout.


  
17.04.2023
  
David Miravent, Biel Hornas, Aidar Iglesias
  
Esquematic: Canviat el node de VBAT al node despres del diode 1n4002 (protegit de canvis de polaritats). Corregida la separacio de GNDPWR i GND al regulador. Canviat el tipus de connector dels motors de pin-header a screwdriver. Canviat el divisor de tensio del sensor de pluja.


  
24.04.2023
  
Biel Hornas, Aidar Iglesias, David Miravent
  
Esquematic: afegit el sistema de final de carrera. Assignades les xarxes dels BJTs a la classe ANG. Layout: Canviats totes les capacitats i totes les resistencies a SMD. Dissenyats els copper pours de manera que quedin regulars i uniformes per tota la PCB. Disminuit el tamany de les pistes de potencia. Recolocats alguns components. Re-routing general de la part de potencia. Afegides les llagrimes a les connexions pista-via i pista-pad.


  
26.04.2023
  
David Miravent, Biel Hornas, Aidar Iglesias
  
Generacio dels fitxers BOM i calcul del pressupost de la placa en tirada curta i llarga. Presentacio: Actualitzades les diapositives de l'esquematic i del layout.