Subsistema de control de actuadores

Autor

Ing. Alejandro Javier Sánchez

Director del trabajo

Ing. Pedro Martos (FIUBA)

Plan del Proyecto del Trabajo Final de Carrera

de Especialización de Sistemas Embebidos

22 de Junio del 2018

Introducción

• En lo largo de un vehículo lanzador, existen diferentes sistemas mecánicos cuyo control se realiza a través de diferentes actuadores.

• Los sistemas mecánicos están ubicados en diferentes lugares del vehículo y pueden ser entre otros el propulsor, el piping, el sistema de separación, de apertura de cofia, inyección de carga util etc.

• Estos actuadores pueden ser electroválvulas on-off, bujías, unidades de disparo pirotécnicas etc. De diferentes características , como consumos, picos de consumo, tiempos de apertura etc.

Introducción • El proyecto consiste en el desarrollo de un prototipo de subsistema de control

de actuadores para el lanzador Tronador III.

• Este subsistema tendrá varias salidas de actuación, lo que obliga que cada salida de actuación sea programable de acuerdo a las características del actuador.

• Por otro lado también se tiene la necesidad de que las salidas de actuación trabajen en conjunto para lograr una función determinada como por ejemplo el encendido del propulsor y/o la apertura de una línea de piping.

• Tendrá características de personalizar cada salida de actuación y de contar con tablas de secuenciado requiere un subsistema de actuación programable y que pueda adaptarse a diferentes funcionalidades.

Aplicaciones y caso de usos uc [package] Electronica Auxiliar [Sistema de Alimentacion]

Control Electrónico de Sistemas Auxiliares

Alimentacion Electrica

(from Actuacion de SSAUX)

Recibir comandos de operación

(from Actuacion de SSAUX)

Funciones de Programación y

Debug

(from Actuacion de SSAUX)

Transmitir datos

(from Modelo Funcional)

Aislar, Filtrar

Sensado de Sistemas Auxiliares

«Master»CM

(from Actuacion

de SSAUX)

Control de Actuación del

Sistema Auxiliares

ImageAsset«Image»

Act neumaticaActuadores

Piro

Sensado de Separacion

Cofia«Image»

Sensores

Actuadores Piro

GSE

(from Actuacion

de SSAUX)

TLMY

(from Actuacion

de SSAUX)

Casos de uso uc [package] Actuacion de SSAUX [Control de Actuacion SA]

Subsitema de Control de Actuación

Entregar Perfil Configurable

Inhibir salidas Actuaciones

Secuenciar Actuaciones

Controlar Actuaciones

Leer Salida de Tensión

Leer Consumo de Corriente

Recibir comandos de operación

Leer Sensores ON-OFF

Funciones de Programación y

Debug

«Master»CM

Controlar Actuadores

Actuadores

Sesores On/Off

Salud

Transmitir datos

TLMY

GSE

Inhibicion

Conexiones externas Salidas_ICU SensoresOnOff_ICU

Arm_SepUUD Inh_SepActDispInh_SepActNeu

Arm_ACAct

SalidasPiro_AC

SalidasPiros_Sep

TLMY_ICUAct

Salidas_SepActNeumTLMY_SepActDisp TLMY_SepActNeu

TLMY_ACActArm

GSE&ST_EI

GSE&ST_ES

CMR_ES

CMR_EICM_EI

CM_ES

Inh_ACAtcDisp

ibd [block] Electronica de Sistemas Auxiliares [SAUX_IBD]

Salidas_ICU SensoresOnOff_ICU

Arm_SepUUD Inh_SepActDispInh_SepActNeu

Arm_ACAct

SalidasPiro_AC

SalidasPiros_Sep

TLMY_ICUAct

Salidas_SepActNeumTLMY_SepActDisp TLMY_SepActNeu

TLMY_ACActArm

GSE&ST_EI

GSE&ST_ES

CMR_ES

CMR_EICM_EI

CM_ES

Inh_ACAtcDisp

Separación

Arm

Disp

Vcc

Sa

lid

as

Check

Arm

Disp

Vcc

Sa

lid

as

Check

TLM

Y

Inh

N S-ON-OF

CM

CM

_R

GSE

Vcc

N PWM

TLM

Y

Inh

N S-ON-OF

CM

CM

_R

GSE

Vcc

N PWM

Vcc

TLM

Y

N S

-ON

-OF

N P

WM

Inh

GSE

CM

_R

CM

Vcc

TLM

Y

N S

-ON

-OF

N P

WM

Inh

GSE

CM

_R

CM

ICU

CM

CM

_R

GSE

Inh

N P

WM

N S

-ON

-OF

TLM

YV

cc

Act ICU

CM

CM

_R

GSE

Inh

N P

WM

N S

-ON

-OF

TLM

YV

cc

Ap Cofia

ArmCheck

Disp

Salidas

Vcc

ArmCheck

Disp

Salidas

Vcc

CM

CM

_R

GSE

Inh

N PWM

N S-ON-OF

TLM

YV

cc

CM

CM

_R

GSE

Inh

N PWM

N S-ON-OF

TLM

YV

cc

Arquitectura

Arquitectura

Especificación de Funcionalidades

Algunos requerimientos B Deberá ejecutar funciones sobre actuadores

Estas funciones sobre actuadores serán de actuador en on, off y ejecución de tablas de actuadores.

B1 Deberá poseer la función de actuador en ON

Será una función que permite activar el actuador, dicha función permitirá indicar e individualizar a los actuadores a los que se desea activar.

B2 Deberá poseer la función de actuador en OFF

Será una función que permite desactivar el actuador, dicha función permitirá indicar e individualizar a los actuadores a los que se desea activar.

B3 Deberá poseer la Función ejecutar Tablas

Estas tablas serán de secuenciado y permiten secuenciar la activación o desactivación de todas las salidas en función del tiempo. Esto deberá permitir cargar un eje temporal con 10 puntos temporales (como máximo) e indicar para cada punto temporal la posición de cada actuador.

B4 Deberá poseer la función Abortar

Deberá poner todas las salidas de actuación en OFF

B5 Deberá leer los consumos de corriente de cada salida a actuación (max 6 Amp)

Estos consumos de corriente se deberá cargar en una tabla, la cual deberá poder accederse por comandos

B6 Deberá leer los sensores On y Off de cada actuador.

Estos datos los deberá cargar en una tabla, la cual se deberá poder acceder por comandos.

Diagrama de Actividades 1 Captura de

requisitos del

Usuario 78hs

2- Análisis y

especificación de

requerimientos

80hs

INICIO

04/05/18

FIN

03/12/2018

4- Descripción

de Diseño

Detallado

70hs

5.a-

Diseño

Electrico

30hs

5.b- Ensayos

selección de

Componentes

15hs

5.c-

Diseño de

PCB 20hs

5.d- Compras

de

Componentes

5.e-

Compras

de PCB

5.f-

Compras de

Poblado

5.g-

Codificación

en c 40hs

5.h- Diseño

de Drivers

30hs

5.i- Diseño

de

bibliotecas

30hs

3- Descripción

de diseño de

Arquitectura

70hs

6- Pruebas de

módulos(integr

ación) 70hs

7- Pruebas de

integración

35hs

8- Pruebas

de

sistemas

35hs

9- Pruebas

de

aceptación

35hs

Requerimientos

Diseño

Verificación

Validación

Aceptación

Implementación

Diagrama de gantt

Análisis de Riesgos

Riesgo Descripción Severidad Ocurrencia RPN S* O* RPN*

1

No disponer del dinero

para realizar la compra

del PCB y el poblado. 9 7 63 9 3 27

2

No disponer de tiempo

suficiente para llevar a

cabo el proyecto. 8 5 40 8 2 16

3

La planificación del

proyecto no es

adecuada. 8 4 32 0

4

El microcontrolador no

es suficiente 7 4 28 7 1 7

5 Deficiencias en el PCB 9 3 27 0

Mitigación de Riesgos Riesgo 1: No disponer del dinero para realizar la compra del PCB y el poblado.

Mitigación: Se realizará con una placa Kits de desarrollo y/o la reutilización de

placas de potencia.

Severidad (S): 9(nueve) La severidad es alta ya que no se podrán realizar las

pruebas básicas y de funcionamiento.

Probabilidad de ocurrencia(O): 3(tres) La probabilidad es relativamente alta ya que

al ser una empresa que depende del estado, el momento coyuntural no es el mejor

en cuanto a inversión estatal.

- Riesgo 2 : No disponer de tiempo suficiente para llevar a cabo el proyecto.

Mitigación: Se hablará con la gerencia para pactar estas horas como mínimo.

- Severidad (S): 8 - Implica que el proyecto no es terminado antes de la fecha de

entrega.

- Probabilidad de ocurrencia (O): 2 (cinco) - El responsable del proyecto utilizara 5

horas diarias en la jornada laboral para la realización del proyecto.

Gestión de la calidad Requerimientos Verificación Validación

E Deberá poseer 6-8 salidas de

potencia a actuadores

Se calcularán la cantidad total de

actuadores en el vehículo y se

determinará la cantidad de

subsistemas de control de

actuadores necesarios.

Se conectarán actuadores y se

verificará su funcionamientos con

tablas de función. Estas salidas serán pwm

E1: Deberá ser segura ante activaciones

no nominales

Se analizaran las hojas de datos de

diferentes drivers y se simularán

circuitos seguros para su inhibición.

Se realizarán tests de inhibición.

El sistema deberá poder ser inhibida a

los fines de anular toda salida de

potencia

E2 deberá poseer inhibición de potencia

por hardware

idem E1 idem E1

Deberá inhibir directamente los

transistores de potencia

E3 Cada salida de potencia deberá

ser configurable

Se estudiarán los actuadores y se

analizarán los perfiles de potencia

necesarios para cada actuador.

Se conectarán diferentes

actuadores y se verificará el perfil

de potencia a a salida del

subsistema Se tendrá un perfil de voltaje por

cada salida.

E4 Cada salida de potencia deberá

medir la corriente.

Se leerán hojas de datos de

diferentes sensores de corrientes.

Se medirá con un instrumento

calibrado el consumo de

corriente y se contrastará con la

medición obtenida en el

subsistema.

Deberá tener un sensor de corriente

por flujo

¿Preguntas?

Muchas Gracias