کنترلر رله‌ای موتور وکیوم و پمپ تخلیه، قابلیت تنظیم زمان تخلیه و قطع وکیوم هنگام پر بودن مخزن، با ورودی 220 ولت و مبدل سوئیچینگ آن برد.

برد مدیریت وکیوم و تخلیه یونیت دندانپزشکی

مقدمه و چالش مهندسی

سیستم وکیوم و تخلیه در یونیت دندانپزشکی وظیفه جمع‌آوری و تخلیه مایعات آلوده را بر عهده دارد. چالش اصلی در طراحی این برد، کنترل مطمئن دو بار سلفی مستقل (موتور وکیوم و پمپ تخلیه) با رله، در کنار پیاده‌سازی یک منطق کنترلی هوشمند بود تا از تداخل عملکرد این دو بخش جلوگیری شود. همچنین، تأمین تغذیه پایدار و ایزوله برای میکروکنترلر از ولتاژ ۲۲۰ ولت شهری و مصون ماندن از نویزهای شدید الکترومغناطیسی ناشی از موتورهای موجود در یونیت، از الزامات اصلی این پروژه بود.

راهکارهای فنی و ملاحظات طراحی

• کنترل رله‌ای و ایزولاسیون: هر دو خروجی قدرت، یعنی موتور وکیوم و پمپ تخلیه، به صورت مجزا توسط رله‌های الکترومکانیکی کنترل می‌شوند. برای جلوگیری از نفوذ نویز برگشتی و اسپایک های ولتاژ از بوبین رله‌ها و موتورها به بخش پردازشی، تحریک رله‌ها با استفاده از ترانزیستور و تعبیه دیود هرزگرد انجام شده است. این روش، مشابه ساختار به‌کار رفته در برد کنترلر صندلی یونیت، یک سد نسبتاً ایزوله بین بخش فرمان و قدرت ایجاد می‌کند که متناسب با شرایط نسب و الزامات محصول است.

• منبع تغذیه داخلی: برق ۲۲۰ ولت شهری پس از ورود به برد، توسط یک منبع تغذیه سوئیچینگ ۲۲۰ به ۱۲ ولت که روی همان PCB تعبیه شده، به ولتاژ ایمن و پایدار برای تغذیه میکروکنترلر و مدارات کنترلی تبدیل می‌شود. طراحی این بخش با رعایت فاصله خزشی استاندارد و فیلتر های EMI صورت گرفته است تا ایمنی و پایداری سیستم در استفاده طولانی مدت تضمین شود. همچنین اصول استاندارد های مربوط به EMS نیز بدرستی رعایت گردیده است تا اثرات مخرب ناشی از تداخل های الکترومغناطیسی سایر تجهیزات الکترونیکی به حداقل ممکن برسد.

• منطق کنترلی هوشمند با زمان‌بندی قابل تنظیم: این برد دارای یک قابلیت کلیدی است: تنظیم زمان کارکرد پمپ تخلیه. هنگامی که سنسور نصب شده در مخزن، سیگنال «پر بودن» را ارسال کند، میکروکنترلر ابتدا فرمان قطع موتور وکیوم را صادر می‌کند تا از مکش هم‌زمان مایع جلوگیری شود. سپس پمپ تخلیه برای مدت زمان از پیش تعیین شده (که از طریق تنظیمات روی برد یا نرم‌افزار قابل تغییر است) روشن شده و مخزن را تخلیه می‌کند. این اولویت‌بندی هوشمند، از ترکیب مایعات و آسیب به پمپ وکیوم جلوگیری می‌کند.

خلاصه اجرایی

این برد کنترلی دو کاناله، مدیریت هوشمند و ایمن سیستم وکیوم و تخلیه یونیت دندانپزشکی را با استفاده از رله‌های ایزوله، منبع تغذیه یکپارچه و منطق زمان‌بندی قابل تنظیم بر عهده دارد. طراحی فشرده و سازگار با سایر ماژول های یونیت، آن را به یک راهکار قابل اعتماد در خانواده محصولات نکسونیکس تبدیل کرده است.