Описание проекта

Разработана компактная материнская плата для вычислительного модуля Raspberry Pi CM5, предназначенная для использования в встраиваемых системах и специализированных устройствах. Плата обеспечивает полный набор интерфейсов для подключения периферии и сетевого взаимодействия при сохранении компактных габаритов.

Основные интерфейсы
• HDMI для подключения дисплея
• 2 x MIPI для подключения матриц
• M.2 (PCI-Express) для высокоскоростных периферийных устройств
• USB 3.0
• 3 × USB 2.0
• Gigabit Ethernet
• I²C и сервисные интерфейсы
• питание через USB-C (PD)

Особенности конструкции

Ключевой задачей проекта было создание низкопрофильной платы, предназначенной для установки в ограниченном по высоте корпусе. Для этого была проведена тщательная оптимизация компоновки и подбор компонентов.

В частности:
• применён низкопрофильный разъём Ethernet,
• ферритовые элементы вынесены во внешнюю цепь согласования,
• высота компонентов и разъёмов была подобрана так, чтобы соответствовать заданному ограничению по высоте корпуса.

Также была выполнена плотная трассировка высокоскоростных интерфейсов (HDMI, USB 3.0, PCIe, MIPI), обеспечивающая корректную работу интерфейсов на требуемых скоростях.

Результат

В результате была создана компактная и функциональная carrier-плата, позволяющая использовать вычислительный модуль Raspberry Pi CM5 в составе специализированных устройств, где важны компактность, набор интерфейсов и надёжная работа высокоскоростных шин.

Описание проекта

Разработан компактный промышленный модуль для мониторинга состояния металлических тросов и канатов, применяемых в горнодобывающем и промышленном оборудовании. Устройство предназначено для контроля целостности встроенных контрольных проводников или сигнальных жил, позволяя выявлять повреждения, износ или обрыв троса на ранней стадии.

Модуль периодически выполняет прецизионное измерение сопротивления подключённых линий, что позволяет обнаруживать деградацию проводников и изменение их состояния даже при незначительных отклонениях параметров.

Основные характеристики
• 12 каналов контроля тросов и контрольных проводников
• прецизионное измерение сопротивления
• точность измерения менее 1%
• измерение всех каналов менее чем за 400 мс
• автономная работа от батареи в течение нескольких лет
• компактные размеры 66 × 35 мм

Особенности разработки

Одной из ключевых задач проекта было создание энергоэффективного измерительного устройства, способного работать в автономном режиме в течение нескольких лет. Для этого реализован режим периодической работы: устройство большую часть времени находится в режиме глубокого сна и просыпается раз в 30 минут, выполняя цикл измерений всех каналов менее чем за 400 миллисекунд.

В устройстве реализована схема прецизионного измерения сопротивления, обеспечивающая высокую точность и стабильность измерений. Аналоговый тракт спроектирован таким образом, чтобы сохранять точность менее 1% даже при изменениях температуры и параметров линий.

Для эксплуатации в промышленной среде была реализована устойчивость к электрическим помехам, включая фильтрацию входных цепей и оптимизацию схемы измерений для работы в условиях индустриальных электромагнитных наводок.

Также предусмотрена защита входных каналов, позволяющая безопасно работать при возможных перегрузках, статических разрядах и ошибках подключения.

Дополнительно реализована система самодиагностики, которая контролирует корректность работы измерительных цепей и позволяет выявлять внутренние неисправности устройства.

Результат

В результате был создан компактный промышленный модуль мониторинга, обеспечивающий надежный контроль состояния тросов и контрольных проводников. Устройство сочетает высокую точность измерений, устойчивость к промышленным помехам и длительную автономную работу, что делает его пригодным для применения в системах диагностики и предиктивного обслуживания оборудования.

Промышленная система управления интеллектуальными ячейками хранения с интегрированной USB-C PD зарядкой и распределённой embedded-архитектурой.

Платформа сочетает:

- зарядные модули USB-C PD 65W;
- управление исполнительными механизмами;
- LED-индикацию;
- промышленную коммуникацию Modbus RS-485;
- централизованное управление через хаб.

Каждый locker-модуль представляет собой автономный embedded-controller с собственной силовой подсистемой и коммуникационным интерфейсом, что обеспечивает:

- простое масштабирование;
- отказоустойчивость;
- удалённое обновление и диагностику;
- независимую работу узлов.

Система разработана для непрерывной эксплуатации в высокодоступной инфраструктуре.