Tüm Örnek Projelere DönARM-ETH-STM32Endüstriyel Elektronik Kart & Gömülü Sistem

ARM-ETH-STM32 Endüstriyel Ethernet & Modbus I/O Kontrol Kartı

STM32 ARM Cortex-M mimarisi üzerine kurgulanan; optokuplör izoleli dijital girişler, yüksek akımlı röle çıkışları, Ethernet (TCP/IP) ve RS-485 Modbus RTU haberleşmeli ağır saha kontrol kartı.

Proje Kodu
ARM-ETH-STM32
Uygulama Sektörü
Endüstriyel Otomasyon & PLC / SCADA Saha Kontrolü
Proje Kapsamı
Şematik Çizim + Çok Katmanlı PCB + Gömülü Yazılım + SMD/THT Üretim + FCT Test

Fabrika otomasyonu ve endüstriyel makine kontrol panolarında PLC ve SCADA sistemleriyle yüksek hızda, kesintisiz haberleşecek yerli bir saha I/O kontrol ünitesi ihtiyacı doğrultusunda sıfırdan geliştirilmiştir.

Tasarım sürecine LTspice ve Altium Designer üzerinde güç/izolasyon simülasyonları ile başlanmış; tüm saha giriş-çıkışları yüksek gerilim darbelerine (Transient/ESD) ve endüktif yük anahtarlama gürültülerine karşı galvanik olarak izole edilmiştir.

Kartın seri üretimi ~30.000 CPH tam otomatik SMD dizgi hattımızda, AOI optik kontrol ve THT dalga lehimleme hattımızda karta özel üretilen kompozit pota paletleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

Mühendislik İhtiyacı & Problem Tanımı

Yüksek güçlü motor sürücülerin ve kontaktörlerin bulunduğu gürültülü (EMI/EMC) sanayi panolarında paket kaybı yaşamadan 7/24 Ethernet ve RS-485 haberleşmesini sürdürebilen, hem SMD mikro işlemci katmanını hem de yüksek akımlı THT röle/klemens yapısını tek kartta birleştiren kompakt bir mimari oluşturmak.

ARM Mekatronik Çözümü & Mimari Yaklaşım

Analog/Dijital/Güç topraklamaları (Ground Planes) ayrıştırılmış 4 katmanlı PCB layout tasarlandı. Girişlerde çift yönlü optokuplör izolasyonu, haberleşme hatlarında TVS diyot dizileri ve çıkışlarda ark söndürücü RC snubber destekli endüstriyel röle kademeleri uygulandı. Karta özel pogo-pin FCT test fikstürü ile her kartın tüm röle ve TCP/IP fonksiyonları otomatik doğrulandı.

  • STM32 ARM Cortex-M Mikrodenetleyici & Donanımsal Watchdog
  • 10/100 Mbps Endüstriyel Ethernet (Modbus TCP / HTTP / MQTT) & İzole RS-485
  • Optokuplör İzoleli 24V Endüstriyel Dijital Girişler & Yüksek Akımlı Röle Çıkışları
  • ~30.000 CPH SMD + AOI + Özel Pota Paleti ile THT Dalga Lehimleme
ARM-ETH-STM32 Endüstriyel Ethernet & Modbus I/O Kontrol Kartı
Teknik Özellikler ve Donanım / Mekatronik Parametreleri
İşlemci MimarisiSTM32 32-Bit ARM Cortex-M
Haberleşme Arayüzleri10/100 Ethernet (Modbus TCP), İzole RS-485 (Modbus RTU), CAN
Giriş / Çıkış YapısıOpto-İzole Dijital Girişler + 10A/250VAC Güç Röle Çıkışları
Güç Beslemesi & Koruma24V DC Endüstriyel SMPS, Ters Polarite, EFT ve TVS ESD Koruma
Üretim & Test YöntemiTam Otomatik SMD + AOI + THT Pota Paleti + %100 FCT Test
ADIM ADIM MÜHENDİSLİK & ÜRETİM SÜRECİ

Çizimden Bitmiş Ürüne Mühendislik ve Üretim Aşamaları

Bu projenin kavramsal şematik/CAD çiziminden prototiplemeye, otomatik SMD/THT dizgiden ICT/FCT testlerine ve saha teslimatına kadar izlenen adımlar.

Devre Şeması Çizimi, İzolasyon Hesapları ve Malzeme (BOM) Seçimi
AŞAMA 01
ŞEMATİK, SİMÜLASYON & BOM MÜHENDİSLİĞİ

Devre Şeması Çizimi, İzolasyon Hesapları ve Malzeme (BOM) Seçimi

Projenin ilk adımında endüstriyel I/O gereksinimleri analiz edilerek Altium Designer'da şematik çizim tamamlandı. 30 yıllık malzeme bilgimizle uzun ömürlü (Long-Life) endüstriyel sıcaklık sınıfı (-40°C/+85°C) komponentler ve alternatifli BOM listesi oluşturuldu.

Onaylı Endüstriyel Devre Şeması & LTspice Filtre SimülasyonuAlternatifli Endüstriyel BOM (Malzeme Listesi) MühendisliğiEMI/EMC ve ESD Koruma Katmanı Tasarımı
Sinyal Bütünlüğü Odaklı PCB Çizimi ve 3B Mekanik Uyumluluk
AŞAMA 02
PCB LAYOUT & 3B CAD MODELLEME

Sinyal Bütünlüğü Odaklı PCB Çizimi ve 3B Mekanik Uyumluluk

Ethernet diferansiyel hatları (100 Ohm empedans kontrollü) ve yüksek akımlı röle yolları IPC-2221 standartlarına göre çizildi. Kartın 3B STEP modeli oluşturularak pano içi DIN-Ray kutu ve klemens yerleşimi doğrulandı.

Gerber, ODB++ ve Pick & Place (Centroid) Üretim Dosyaları3B STEP Mekanik Kart ve Kutu Montaj ModeliTermal Yol ve Yüksek Akım İz Genişliği Doğrulaması
Otomatik SMD Dizgi, AOI Optik Kontrol ve Pota Lehimleme
AŞAMA 03
~30.000 CPH SMD, AOI & THT DİZGİ

Otomatik SMD Dizgi, AOI Optik Kontrol ve Pota Lehimleme

Çıplak PCB'ler üretildikten sonra ~30.000 CPH kapasiteli SMD hattımızda mikrodenetleyici, Ethernet PHY ve pasif komponentler dizildi, AOI ile kontrol edildi. Ardından THT dizgi hattımızda röle ve klemensler dizilerek dalga lehimlemeden geçirildi.

Paslanmaz Çelik Lazer Stencil & Otomatik Krem Lehim Baskısı~30.000 CPH SMD Dizgi ve AOI Optik DoğrulamaKarta Özel Kompozit Pota Paleti ile THT Dalga Lehimleme
Firmware Yükleme, Otomatik FCT Testi ve Saha Teslimatı
AŞAMA 04
GÖMÜLÜ YAZILIM, FCT TEST & BİTMİŞ ÜRÜN

Firmware Yükleme, Otomatik FCT Testi ve Saha Teslimatı

Geliştirilen C/C++ gömülü yazılım (Modbus TCP/RTU yığını) pogo-pin FCT test fikstürümüz üzerinden kartlara yüklendi; tüm dijital girişler ve röle kontakları otomatik yük altında test edilerek sıfır hata ile teslim edildi.

Endüstriyel Modbus TCP/RTU Gömülü Yazılım (Firmware)Özel Tasarım Pogo-Pin FCT Test Fikstürü ile %100 DoğrulamaSeri Üretim Kalite Kontrol Raporu & Bitmiş Ürün

Proje Görselleri: Tasarım, PCB, Üretim ve Bitmiş Ürün

Projenin farklı mühendislik ve imalat safhalarına ait teknik görseller.

SMD ve THT dizgisi tamamlanmış, FCT testinden geçmiş ARM-ETH-STM32 kontrol kartı.Bitmiş Ürün (PCBA)

SMD ve THT dizgisi tamamlanmış, FCT testinden geçmiş ARM-ETH-STM32 kontrol kartı.

Çok katmanlı endüstriyel PCB yerleşimi ve izolasyon kanalları.PCB & Şematik Tasarım

Çok katmanlı endüstriyel PCB yerleşimi ve izolasyon kanalları.

~30.000 CPH tam otomatik SMD dizgi hattımızda hassas komponent yerleşimi.SMD Üretim & AOI

~30.000 CPH tam otomatik SMD dizgi hattımızda hassas komponent yerleşimi.