Nové laboratórne stanovište pre predmet Signálové procesory

Dávid Krivánek

Master's thesis

New Laboratory Station for the Subject Signal Processors

Abstract:

Táto práca sa zaoberá návrhom a nasledovným vytvorením dosky plošných spojov, ktorá bude pracovať ako univerzálny menič. Súčasťou práce bude tiež návrh analógovej časti, ktorá nám dovolí uskutočňovať prevod a spracovanie analógových a digitálnych signálov. V prvej časti práci je predstavená vývojová doska C2000 LaunchXL-F28379 Launchpad ktorá bude v práci používaná ako riadiaci člen. Nasleduje teoretický rozbor pre objasnenie a priblíženie riešenej problematiky funkcie zvyšujúceho meniča, znižujúceho meniča a striedača, ktoré bude náš univerzálny menič spájať dokopy. V časti návrhu univerzálneho meniča prichádza k detailným výpočtom všetkých potrebných častí obvodu ako napr. príklad výpočtu parametrov štvor spínačového zvyšujúceho a znižujúceho meniča, návrh budiča, návrh merania napätia a prúdu a viac. Návrh pokračuje s vysvetlením zapojenia analógovej časti a nasledovným vytvorením dosky plošných spojov ktorá spája všetky časti práce dokopy. Na záver sú uskutočnené výpočty, simulácie a merania univerzálneho meniča ktorých výsledky sú porovnané a vyhodnotené. Tiež je v práci uvedený súhrn troch vypracovaných protokolov pre testovanie a meranie s našou hotovou doskou

Abstract:

This thesis deals with the design and subsequent creation of a printed circuit board that will function as a universal converter. Part of the work will also be the design of the analog part, which will allow us to carry out the conversion and processing of analog and digital signals. In the first part of the work we introduce the development board C2000 LaunchXL-F28379, which will be used as the control unit. Following that, is a theoretical analysis that wil clarify and explain the issue of the functions of the boost converter , buck converter and inverter, which our universal converter will combine together. The design part of the universal converter consists of detailed calculations of all the necessary parts of the circuit, such as an example of calculating the parameters of a four-switch buck and boost converter, driver design, voltage and current measurement design, and more. The design continues with an explanation of the analog part and the subsequent design and creation of a printed circuit board that connects all parts of the work together. At the end, calculations, simulations and measurements of the universal converter are carried out, the results of which are compared and evaluated. The work also contains a summary of three completed protocols for testing and measurement with our finished board.

Keywords

Mikrokontrolér, C2000 mikrokontrolér, Zvyšujúci menič, Znižujúci menič, Striedač, Štvor-spínačový zvyšujúci/znižujúci menič, AD prevod, DA prevod, Programovanie mikrokontrolérov, Simulácie obvodu, KICAD 7.0, OrCAD Capture, Code Composer Studio

Keywords

Microcontroller, C2000 microcontroller, Boost converter, Buck converter, Inverter, Four-switch buck and boost converter, AD conversion, DA conversion, Microcontroller programming, Circuit simulations, KICAD 7.0, OrCAD Capture, Code Composer Studio

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 29. 5. 2023
• Supervisor: Martin Sobek
• Reader: Petr Palacký

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Master programme:
Aplikovaná elektronika