Автор: MaFrance351
Больше детальных фотографий и обсуждений доступно в первоисточнике
Здравствуйте, уважаемые читатели!
В продолжение темы восстановления авиационного оборудования, ранее я демонстрировал процесс запуска электронного тахометра из кабины лайнера Boeing 737-300. Эта работа вдохновила меня на новый проект — подключение и оживление других приборов из кабины пилотов.
В рамках данной статьи мы разберемся с двумя электронными блоками индикации от того же самолета. Мы заглянем внутрь этих устройств, чтобы оценить, насколько сложной может быть конструкция, скрывающаяся за простой панелью с несколькими кнопками. Обещаю, будет познавательно и технически интересно.
❯ Суть проекта
Если тахометр был указательным прибором, то сейчас речь пойдет именно об индикаторах. С одной стороны, задача может показаться проще, так как часто достаточно просто подать питание на лампы подсветки. Однако в других случаях приходится иметь дело со специализированными авиационными интерфейсами и продумывать логику их управления. Давайте же посмотрим, что именно нам предстоит запустить.
❯ Обзор оборудования
Первым на очереди стоит индикатор предупреждения о режиме тяги (Thrust).
Это компактный металлический корпус с разъемом. Наклейки пестрят различными цифрами и предупреждениями о чувствительности к статическому электричеству. Производитель модуля — компания Smiths Aerospace, та же, что изготовила и тахометр из предыдущего обзора.
На лицевой панели расположен дисплей. Он явно старый и имеет признаки износа. Подобная деградация может произойти и с современными экранами, если в питании сегментов присутствует постоянная составляющая, вызывающая электролиз и разрушающая тонкие электроды.
Вид сзади. Здесь расположен разъем для подключения и табличка с серийным номером.
Следующий блок — индикатор состояния трех ключевых систем: бортового компьютера (FMC), автопилота (A/P) и автомата тяги (A/T). Этот корпус меньше, но массивнее. По ширине блоки идентичны.
Здесь же виден механизм крепления. Блок вставляется в специальную рамку с монтажными ушками, которая, в свою очередь, крепится к приборной панели.
На передней панели расположены три кнопки-индикатора и переключатель тестирования (TEST). Переключатель имеет три нефиксируемых положения.
Сзади находятся два разъема. Для, казалось бы, простого устройства контактов удивительно много.
Маркировка.
А на этой фотографии можно увидеть, как эти приборы расположены в реальной кабине экипажа.
❯ Заглядываем внутрь «черного ящика»
Пришло время выяснить, почему у такого простого блока так много контактов.
Разбираем устройство. После откручивания множества винтов и снятия крышки перед нами предстают три кнопки-индикатора, две печатные платы и аккуратно уложенные жгуты проводов. Разноцветная маркировка проводов значительно облегчает трассировку.
На плате видны неопознанные микросборки и несколько дискретных компонентов.
Снимаем верхнюю плату. Под ней находится вторая, плотно усеянная диодами.
Вид на обратную сторону верхней платы.
❯ Устройство кнопок-индикаторов
Конструкция кнопок-индикаторов заслуживает отдельного рассмотрения.
Крепятся они к корпусу следующим образом: каждая кнопка вставляется в свой индивидуальный корпус, который плотно сидит в пазу основного блока. Для фиксации от смещения кнопки оснащены поворотным рычажком-стопором.
Сама кнопка имеет два светофильтра — красный и оранжевый. Соответственно, она может светиться двумя цветами благодаря четырем лампам накаливания (по две на каждый цвет). Кнопка легко разбирается: с помощью отвертки, вставленной в специальные пазы, снимается подвижная часть.
После этого получаем доступ к лампам. Чтобы ключ не потерялся, он соединен со стационарной частью пластиковым стержнем.
Внутреннее устройство кнопки. Видны подпружиненные контакты для ламп и отверстие для стержня. Также виден микровыключатель, срабатывающий при нажатии.
Отдельная лампа накаливания.
Обратите внимание: Оживляем тахометр из кабины «Боинга».
Все цепи индикации рассчитаны на напряжение 28 вольт.
Кнопки слегка наклонены относительно корпуса. Это не кулисный механизм, а эргономичное решение для удобства нажатия пилотом.
❯ Подключение и распиновка кнопок
Пришло время разобраться с назначением проводов и плат. Как выяснилось, плата с диодами служит для коммутации цепей подсветки. О верхней плате поговорим позже. В результате прозвонки была составлена следующая распиновка разъема J2:
Общий провод (земля)
Не подключен
Контакт «1» на верхней плате
Не подключен
Контакт «2» на верхней плате
Плюс питания красной подсветки автопилота
Плюс питания оранжевой подсветки автопилота
Контакт «3» на верхней плате
Контакт «4» на верхней плате
Контакт «5» на верхней плате
Контакт «6» на верхней плате
Контакт «7» на верхней плате
Контакт «8» на верхней плате
Контакт «9» на верхней плате
Контакт «10» на верхней плате
Разъем J1 оказался более интересным:
Не подключен
Не подключен
Неизвестное назначение
Сигнал кнопки автопилота
Минус оранжевой подсветки автопилота
Минус оранжевой подсветки автопилота (дублирующий)
Минус красной подсветки автопилота
Минус красной подсветки автопилота (дублирующий)
Минус оранжевой подсветки автомата тяги
Минус красной подсветки автомата тяги
Сигнал кнопки автомата тяги
Сигнал переключателя автомата тяги
Сигнал переключателя автомата тяги (дублирующий)
Плюс питания оранжевой подсветки автомата тяги
Плюс питания красной подсветки автомата тяги
Как видно, цепи индикации для автопилота и автомата тяги, как критически важных систем, дублированы: лампы подключены не параллельно, а выведены на отдельные контакты разъема. Остальные кнопки такой особенности не имеют.
Пробуем подать питание. Устройство оживает! Загадочная для непосвященных надпись «P/RST» — это авиационный термин, означающий «Нажми для сброса» (Press to Reset). Такая кнопка-индикатор загорается при возникновении предупреждения, и для его сброса пилот должен нажать на нее.
❯ Назначение верхней платы
Несложно догадаться, что верхняя плата связана с кнопками TEST и FMC. Пришло время прозвонить и их цепи.
На плате 16 контактов, их назначение:
Контакт 3 разъема J2
Контакт 5 разъема J2
Контакт 8 разъема J2
Контакт 9 разъема J2
Контакт 10 разъема J2
Контакт 11 разъема J2
Контакт 12 разъема J2
Контакт 13 разъема J2
Контакт 14 разъема J2
Контакт 15 разъема J2
Сигнал TEST-2
Сигнал TEST-1
Общий сигнал TEST
Минус оранжевой подсветки FMC
Общий сигнал FMC
Сигнал кнопки FMC
Ситуация усложняется тем, что часть проводов подключена напрямую к разъему:
TEST-2 подключен к контакту 10 (что соответствует контакту 15 на J2)
TEST-1 подключен к контакту 6 (контакт 11 на J2)
Кнопка FMC подключена к контакту 10 (контакт 5 на J2)
С этими цепями все сложнее: микросборки не идентифицируются в поиске, а хаотичная подача сигналов рискованна. Поэтому кнопки TEST и FMC пока остаются неактивными.
❯ Индикатор автомата тяги (A/T)
Теперь перейдем к дисплейному модулю.
Он разбирается очень просто: нужно открутить четыре винта вокруг разъема. После этого крышка легко снимается.
Внутри нас ждет одиночная печатная плата. На ней установлен микроконтроллер неизвестной модели (поиск не дает результатов, вероятно, заказная микросхема), несколько драйверов ЖК-индикатора (CD4054BE), триггер Шмитта (74C914N) и пара операционных усилителей.
Задняя сторона дисплейного модуля. Подсветка, как и везде, реализована на лампах накаливания. В оборудовании Boeing цепи подсветки обычно питаются от 5 вольт и подводятся к первым двум контактам разъема.
Состояние дисплея. За годы эксплуатации оно значительно ухудшилось; некоторые сегменты видны даже в выключенном состоянии. Как и во многих авиационных индикаторах, здесь используется инвертированное изображение в режиме пропускания света.
❯ Попытка запуска дисплея
Подаем питание. На дисплее кратковременно вспыхивают и гаснут три строки, больше ничего не происходит. Впоследствии удалось найти контакт, отвечающий за тестовый режим. Замыкание его на землю включает все сегменты экрана.
Еще один контакт позволяет отобразить надпись «A/T LIM».
❯ Неудача и ее причины
К сожалению, отобразить что-либо, кроме «A/T LIM», не получилось. Это устройство полностью цифровое и управляется через специализированный авиационный интерфейс ARINC-429. Он чем-то похож на CAN-шину, но использует три уровня напряжения вместо двух.
Я уже подумывал собрать схему приемопередатчика для этого интерфейса, но произошел досадный инцидент. Когда я недавно вновь достал этот блок, то обнаружил, что индикатор по неизвестной причине треснул (хотя монтаж, казалось, был выполнен аккуратно, без перетяжек). Теперь запуск невозможен не только из-за деградации, но и из-за физического повреждения ЖК-панели. Единственный вариант — заменить разбитый экран на совместимый индикатор и адаптировать схему управления.
Распиновка оригинального блока оказалась следующей:
Плюс подсветки
Минус подсветки
Не используется
Не используется
Общий провод (земля)
Питание +5В или +28В (в зависимости от цепи)
Земля
Сигнал тестирования
Сигнал включения автомата тяги (A/T ENGAGE)
Не используется
Линия данных ARINC-429 (A)
Линия данных ARINC-429 (B)
❯ Исправление ошибки с тахометром
В статье про тахометр я упоминал, что не смог зажечь сигнальную лампу. Однако читатель Atxmega предположил, что она, вероятно, работала штатно, и для ее включения нужно было не только питание, но и создание определенных условий. Проверим эту гипотезу. Подаем питание на тахометр и активируем режим самотестирования.
Лампа загорается! Гипотеза подтвердилась.
❯ Итоги и выводы
Как и в предыдущем случае, устройства, кажущиеся на первый взгляд простыми, оказались внутри чрезвычайно интересными с инженерной точки зрения. Они демонстрируют продуманность конструкций, надежность и множество технических решений, характерных для авиационной промышленности. Именно это привлекает в подобных проектах — всегда есть возможность изучить что-то новое и нетривиальное.
На этом пока все.
Больше интересных статей здесь: Гаджеты.
Источник статьи: Оживляем блоки индикации из кабины «Боинга».