Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 26 июля, печатный экземпляр отправим 30 июля
Опубликовать статью

Молодой учёный

Функциональная схема устройства для проверки кабелей

Научный руководитель
Технические науки
22.06.2025
5
Поделиться
Библиографическое описание
Кондратьев, О. С. Функциональная схема устройства для проверки кабелей / О. С. Кондратьев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2025. — № 25 (576). — С. 36-38. — URL: https://moluch.ru/archive/576/127023/.


Электрические кабели являются неотъемлемой частью жизни и используются практически во всех сферах жизни, от бытовой электроники до промышленного оборудования. Правильность и исправность кабельных соединений влияет на стабильную передачу данных, безопасность эксплуатации устройств и корректную работу оборудования [1].

Основными дефектами кабелей являются:

– короткое замыкание, которое возникает при контакте между двумя или более жилами, что может привести к выходу из строя подключённого оборудования или возгоранию;

– перепутанные жилы, являющиеся частой ошибкой при ручной распайке разъёмов, особенно в симметричных кабелях, где визуально жилы не различаются;

– обрыв жилы, который приводит к невозможности передачи сигнала или питания, что нарушает работоспособность всей системы.

Кабели требуют регулярной проверки, как при выпуске продукции, так и в процессе её эксплуатации. Существующие методы тестирования подразумевают либо использование узкоспециализированных приборов, либо трудоёмких ручных измерений с помощью мультиметров. Ручной подход не всегда эффективен, так как увеличивается затраченное время проверки и не исключается фактор человеческой ошибки, особенно это будет заметно в условиях массового производства.

Устройство для проверки кабелей — прибор, предназначенный для оперативной диагностики состояния кабелей. Такое устройство позволяет быстро и в автоматическом режиме проверять кабели на неисправность и уведомлять пользователя об этом при помощи дисплея.

Для реализации удобного и универсального инструмента диагностики кабелей была спроектирована функциональная схема устройства, учитывающая требования к автоматической проверке, простоте использования и визуальной индикации неисправностей. Основные компоненты и их взаимодействие показаны на рис. 1.

Функциональная схема устройства

Рис. 1. Функциональная схема устройства

Микроконтроллер (MCU) — это основной управляющий элемент, который отвечает за обработку данных и координацию работы компонентов схемы. При выборе микроконтроллера важно обратить внимание на наличие в нем шины SPI (Serial Peripheral Interface) и I2С, для подключения необходимой периферии [2].

Устройство для внешнего хранения данных, представленное в виде micro‑SD карты, подключается по аппаратному интерфейсу SPI и служит для хранения конфигурационных файлов.

Дисплей, подключаемый по аппаратной шине SPI, служит для удобного и наглядного представления информации пользователю. С его помощью отображается графическое меню (рис. 2), включающее такие пункты, как «Check Display», отвечающий за переход к экрану с тестированием кабеля, «Settings», отвечающий за применение конфигурационных файлов для последующей проверки кабеля, и «Shutdown», отвечающий за выключение устройства.

Звукоизлучатель используется для звукового оповещения пользователя, что делает устройство более информативным. Звуковые сигналы могут информировать, например, об окончании тестирования кабеля.

Графическое меню устройства

Рис. 2. Графическое меню устройства

Энкодер с кнопкой является основным элементом управления и предназначен для навигации по меню устройства. При помощи вращения энкодера осуществляется перемещение по меню, а при помощи нажатия кнопки подтверждение выбора.

Расширители портов, подключаемые по аппаратной шине I2C, используются для увеличения числа доступных портов вход/выход, без использования сложных микросхем.

Устройство может питаться либо от внешнего источника постоянного напряжения 5 В, либо от встроенного аккумулятора. Такая схема питания обеспечивает гибкость использования: при наличии стационарного питания устройство работает от сети, а при его отсутствии автоматически переключается на питание от аккумулятора, что позволяет сохранять автономность и мобильность прибора.

Модуль заряда необходим для безопасного и эффективного заряда аккумулятора, а также защиты устройства во время работы от внешнего питания.

DC/DC преобразователи используются для понижения выходного с аккумулятора напряжения до 3,3 В, которое необходимо для осуществления питания микроконтроллера и периферийных устройств.

В заключение, предложенная схема устройства для проверки кабелей является эффективным и универсальным решением для пользователей, которым важна диагностика различных типов кабельных соединений. Оно обеспечивает быструю и точную проверку целостности и правильности проводки, позволяя своевременно выявлять такие дефекты, как короткое замыкание, обрыв и перепутанные жилы. Интуитивно понятный интерфейс с графическим меню и удобным управлением через энкодер облегчает работу с прибором, а автономная система питания повышает мобильность и универсальность применения. Таким образом, данное устройство способствует повышению качества технического обслуживания и снижению времени простоев оборудования.

Литература:

  1. Ремонт и монтаж кабельных линий [Текст]: практ.пособие: В 2-х ч. Ч.1 / А. С. Филиппов, В. А. Филиппов. — Минск: [б. и.], 2005. — 375 c.
  2. Цифровые устройства и микропроцессоры: учеб. пособие / А. В. Микушин, А. М. Сажнев, В. И. Сединин. — СПб.: БХВ-Петербург, 2010. — 832 с.: ил. — (Учебная литература для вузов)
Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Молодой учёный №25 (576) июнь 2025 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 36-38):
Часть 1 (стр. 1-65)
Расположение в файле:
стр. 1стр. 36-38стр. 65

Молодой учёный