PRESS-POLSKANowy Elektronik, ul. Junaków 2, 82-300 Elbl¹g, tel./fax

055 236-22-63, e-mail: [e-mail]

128-kana³owy system

steruj¹cy z PC

Nowy Elektronik 198-K

Lwia czeœæ sterowników do PC wykorzystuje port LPT, który w prosty sposób umo¿liwia sterowanie oœmioma

kana³ami. Prezentowany uk³ad umo¿liwia sterowanie do 128 ró¿nych urz¹dzeñ poprzez port szeregowy COM.

Prezentowany w opisie system sterowania jest przeznaczony do zarz¹dzania prac¹

urz¹dzeñ, które mo¿na w³¹czyæ lub wy³¹czyæ przy u¿yciu zwyk³ego przekaŸnika. System
mo¿e mieæ zastosowanie w domku jednorodzinnym do zdalnego sterowania za³¹cza-
niem oœwietlenia posesji, sterowania nawadnianiem, ogrzewaniem, wentylacj¹ itd.
System sk³ada siê z trzech bloków. Pierwszym z nich jest program steruj¹cy pracuj¹cy
pod systemem operacyjnym Windows 95 lub 98. Drugi blok to konwerter sygna³u RS232C
na pêtlê pr¹dow¹, a trzeci blok to uk³ad wykonawczy steruj¹cy wybranym urz¹dzeniem
elektrycznym. Uk³ad wykonawczy jest pod³¹czony do konwertera lini¹ dwuprzewodow¹
o d³ugoœci do 300 metrów.
System zosta³ zaprojektowany w taki sposób, aby mo¿liwe by³o niezale¿ne sterowanie
128 urz¹dzeniami koñcowymi. W bloku wykonawczym znajduje siê 8 przekaŸników du-
¿ej mocy. Do konwertera sygna³u mo¿na pod³¹czyæ do 16 bloków wykonawczych. Ka¿-
dy blok wykonawczy jest wyposa¿ony w prze³¹cznik, przy pomocy którego wybiera siê
adres modu³u.
Prze³¹cznik posiada cztery krzywki, które umo¿liwiaj¹ ustawienie 16 ró¿nych adresów,
co przy 8 wyjœciach na modu³ daje w sumie mo¿liwoœæ sterowania 128 ró¿nymi wyj-
œciami.
Trzeba nadmienieæ, ¿e dwa ró¿ne modu³y mog¹ mieæ ustawiony ten sam adres, co
bêdzie skutkowa³o identycznym dzia³aniem. Modu³y wykonawcze s¹ pod³¹czane do linii
transmisyjnej w sposób równoleg³y, a nie szeregowo jak sugeruje nazwa pêtli pr¹do-
wej. Prêdkoœæ transmisji jest ograniczona do 300 bitów na sekundê, dziêki czemu mo¿-
liwa jest ³atwa transmisja na odleg³oœci rzêdu 200 - 300 metrów przy zastosowaniu
zwyk³ych kabli. Uk³ady modu³ów wykonawczych s¹ izolowane galwanicznie, co zwiêk-
sza bezpieczeñstwo systemu.

Opis dzia³ania poszczególnych bloków

Blok wykonawczy

Blok wykonawczy zbudowany jest na mikroprocesorze 8 bitowym 89C2051 fir-

my Atmel. Jego g³ównym zadaniem jest odbieranie danych przysy³anych przez kompu-
ter steruj¹cy i jeœli ustawiony adres modu³u jest identyczny z przesy³anym adresem po
magistrali danych, nastêpuje w³¹czenie odpowiednich przekaŸników. Dane przesy³ane
po magistrali danych s¹ doprowadzone za poœrednictwem rezystora R5 ograniczaj¹ce-
go pr¹d do transoptora U1. Zadaniem transoptora U1 jest galwaniczna separacja bloku
wykonawczego od magistrali danych. Wyjœcie transoptora jest pod³¹czone do wejœcia
RXD procesora.
Procesor wystawia na wyjœcie TXD potwierdzenie odebranego rozkazu i za poœrednic-
twem transoptora U2 potwierdzenie jest transmitowane w sieæ. Ze wzglêdów ekono-
micznych, aby nie „ci¹gn¹æ” dodatkowo dwóch przewodów, zrezygnowano z wykorzy-
stania potwierdzeñ. Tak wiêc ostatecznie nie trzeba montowaæ elementów R6, R8 i
uk³adu U2. Brak potwierdzeñ transmisji jest rozwi¹zaniem nieeleganckim, ale poniewa¿
uk³ad ma byæ u¿ytkowany w domu, mo¿na sobie na to pozwoliæ.
Do wejœæ P3.3, P3.4, P3.5, i P3.7 jest pod³¹czony prze³¹cznik wyboru adresu. Mo¿liwe
jest ustawienie 16 ró¿nych adresów.
Do portu P1 pod³¹czonych jest 8 wzmacniaczy tranzystorowych steruj¹cych przekaŸni-
kami K1 - K8. Dany przekaŸnik jest za³¹czony wtedy, gdy dana koñcówka portu jest w
stanie logicznym niskim. Za³¹czenie przekaŸnika sygnalizowane jest œwieceniem diody
LED. Diody pod³¹czone równolegle do cewek przekaŸników zabezpieczaj¹ tranzystory
przed udarem napiêciowym powstaj¹cym podczas wy³¹czania tranzystorów. Identycz-
n¹ rolê spe³niaj¹ kondensatory pod³¹czone do baz tranzystorów. Ograniczaj¹ one prêd-
koœæ zmian pr¹du w cewce przekaŸnika.
Uk³ad jest zasilany napiêciem 5V. Pobór pr¹du zale¿y od iloœci w³¹czonych przekaŸników
i waha siê od 20mA do 800mA. Generator mikroprocesora pracuje na czêstotliwoœci
11,592MHz stabilizowanej rezonatorem kwarcowym.

silany napiêciem sta³ym lub przemiennym 12V z zewnêtrznego zasilacza. Pobór pr¹du
zale¿y od iloœci pod³¹czonych modu³ów wykonawczych i dla jednego modu³u wynosi
œrednio 30mA. Poniewa¿ modu³y wykonawcze nie generuj¹ potwierdzeñ, to mo¿na zre-
zygnowaæ z monta¿u rezystora R1, diody D2 i transoptora U2. Dioda D3 zapala siê w
momencie przesy³u danych.

Program steruj¹cy

Zadaniem programu steruj¹cego jest zarz¹dzanie prac¹ modulów wykonawczych.

Jest to swojego rodzaju centrum dowodzenia. Za jego poœrednictwem mo¿emy stero-
waæ poszczególnymi przekaŸnikami. Pakiet oprogramowania sk³ada siê z dwóch plików.
Pierwszy ma nazwê centrum.exe i jest plikiem wykonywalnym, drugi nosi nazwê na-
me.ini i s³u¿y do konfiguracji opisów przekaŸników.
Uruchomienie aplikacji rozpoczynamy od za³o¿enia nowego folderu i skopiowania do
niego tych dwóch plików. Po skopiowaniu klikamy mysz¹ na plik centrum.exe.
Powinniœmy zobaczyæ coœ takiego:

Co tu jest i do czego ?
Widzimy tu 16 sekcji (czytaj modu³ów wykonawczych). W ka¿dej sekcji jest 8 wyjœæ
(czytaj przekaŸników). Zaznaczenie pola w obrêbie sekcji skutkuje w³¹czeniem danego
przekaŸnika. Na górze danej sekcji jest przekaŸnik nr 1, a na dole przekaŸnik nr 8. W
dolnej czêœci aplikacji jest ramka zatytu³owana „Pamiêæ”. Znajduje siê w niej 12 przyci-
sków. Dolny rz¹d s³u¿y do zapisu aktualnych ustawieñ do pamiêci, a górny rz¹d s³u¿y do

Tabela 1

NR sekcji

SW1

SW2

SW3

SW4

1 OFF OFF OFF OFF

2 ON OFF OFF OFF

3 OFF ON OFF OFF

4

ON

ON

OFF

OFF

5 OFF OFF ON OFF

6

ON

OFF

ON

OFF

7 OFF ON ON OFF

8

ON

ON

ON

OFF

9 OFF OFF OFF ON

10 ON OFF OFF ON

11 OFF ON OFF ON

12 ON ON OFF ON

13 OFF OFF ON ON

14 ON OFF ON ON

15

OFF

ON

ON

ON

16 ON ON ON ON

Blok konwertera RS232C

na pêtlê pr¹dow¹

Wyra¿enie pêtla pr¹dowa

nie jest zbyt trafne w tym przypad-
ku, poniewa¿ modu³y wykonawcze
s¹ pod³¹czane równolegle, a nie
szeregowo. Konwerter sk³ada siê z
uk³adu MAX232 dopasowuj¹cego
wyjœcie RS komputera PC do po-
ziomu umo¿liwiaj¹cego sterowanie
transoptorami. Wyjœcie transopto-
ra U3 steruje bramk¹ tranzystora
VMOS z kana³em P. Uk³ad MAX232
jest zasilany napiêciem 5V dostêp-
nym na z³¹czu klawiatury kompute-
ra.
Uk³ad wzmacniacza mocy jest za-

PRESS-POLSKANowy Elektronik, ul.

Junaków 2,

82-300 Elbl¹g, tel./fax

055

236-22-63,

e-mail:

[e-mail]

K2

RELAY-JQX-115F

K3

RELAY-JQX-115F

K4

RELAY-JQX-115F

K5

RELAY-JQX-115F

K6

RELAY-JQX-115F

K7

RELAY-JQX-115F

K8

RELAY-JQX-115F

K1

RELAY-JQX-115F

GND

GND

GND

GND

GND

GND

GND

GND

D9

1N4007

D10

1N4007

D11

1N4007

D12

1N4007

D13

1N4007

D14

1N4007

D15

1N4007

D16

1N4007

Q1

BC557

Q2

BC557

Q3

BC557

Q4

BC557

Q5

BC557

Q6

BC557

Q7

BC557

Q8

BC557

VCC

VCC

VCC

VCC

VCC

VCC

VCC

VCC

R3
1K

R4
1K

R12
1K

R13
1K

R16
1K

R17
1K

R18
1K

R21
1K

R2
1K

R9
1K

R10
1K

R11
1K

R14
1K

R15
1K

R19
1K

R20
1K

D8

LED

D7

LED

D6

LED

D5

LED

D4

LED

D3

LED

D2

LED

D1

LED

RST

1

P3.0 RXD

2

P3.1 TXD

3

X2

4

X1

5

P3.2 INT0

6

P3.3 INT1

7

P3.4 T0

8

P3.5 T1

9

GND

10

P3.7

11

P1.0 AIN0

12

P1.1 AIN1

13

P1.2

14

P1.3

15

P1.4

16

P1.5

17

P1.6

18

P1.7

19

VCC

20

U3

89C2051

GND

VCC

GND

C3

4µ7

C4

220µF

GND

C5

100µF

C6

100µF

C7

100µF

C8

100µF

C9

100µF

C10

100µF

C11

100µF

C1

100µF

1

2

5

4

6

U2

CNY17

1

2

5

4

6

U1

CNY17

X1

11.059MHz

C13

33pF

C12

33pF

GND

GND

R8

470

R1

1K

VCC

GND

R7

470R

R5

1K

R6

100

C2

220µF

VCC

GND

VCC

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Z2

1

2

3

4

5

6

Z1

1 2 3 4

1 2 3 4

5

6

7

8

SW1

SW-4

C1+

1

V+

2

C1-

3

C2+

4

C2-

5

V-

6

T2OUT

7

R2IN

8

VCC

16

GND

15

R1IN

13

T1OUT

14

R1OUT

12

T1IN

11

T2IN

10

R2OUT

9

TTL RS232

U1

MAX232

S

D

G

p

Q1

IRF9530

1

2

5

4

6

U2

CNY17

1

2

5

4

6

U3

CNY17

C2

1µF

C3

1µF

C4

1µF

C5

1µF

C6

220µF/16V

R2

1k

R3

4k7

VCC

GND

VCC

R6

470R

R4

4k7

MASA

+12V

+12V

R5

22/2W

R1

1k

+12V

GND

GND

VCC

GND

2

1

3

4

D1

KBL04

MASA

+12V

1

2

3

4

5

Z1

MASA

C1

470µF/25V

MASA

1

2

3

4

Z2

ARK4

VCC

GND

D2

LED

D3

LED

R7

1k

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

9

4

8

3

7

2

6

1

5V

0V 0V

5V

0V

5V

0V

5V

12V AC

12V AC

+5

V

0V

Z£¥CZE RS232 KOMPUTERA PC

SEPARATOR RS232

MODU£ PRZEKANIKÓW 3

MODU£ PRZEKANIKÓW 2

MODU£ PRZEKANIKÓW 1 MODU£ PRZEKANIKÓW 16

Rys. 3 Schemat pod³¹-

czenia 128-kana³ów do

interfejsu

Rys. 2 Schemat

interfejsu do PC

Rys.1 Schemat osmiokana³owego modu³u wykonawczego

PRESS-POLSKANowy Elektronik, ul. Junaków 2, 82-300 Elbl¹g, tel./fax [phone], e-mail: [e-mail]

wywo³ywania ustawieñ zapisanych w pamiêci. Nad ramk¹ „Pamiêæ” umieszczone s¹
dwa przyciski „Transmisja” i „Ustawienia”.
Klikamy na „Ustawienia”, zobaczymy takie oto okno:

Klikamy na port i wybieramy ten, do którego mamy pod³¹czony konwerter. Potem klika-
my OK. Teraz mo¿emy klikn¹æ przycisk „Transmisja”.
W okienku status powinien siê zmieniæ napis z „transmisja wstrzymana” na „transmisja
w toku”. Jednoczeœnie powinny byæ wyœwietlane numery aktualnie obs³ugiwanych prze-
kaŸników.

Czas jaki up³ywa od momentu klikniêcia do momentu fizycznego za³¹czenia przekaŸnika
jest zmienny i zale¿y od momentu klikniêcia kwadracika w stosunku do numeru transmi-
towanego pakietu. W najlepszym przypadku jest to pó³ sekundy, a w najgorszym kilka
sekund.
Ka¿dy kwadracik mo¿e mieæ w³asny podpis wykonany przez u¿ytkownika. Konfiguracja
podpisów jest przechowywana w pliku name.ini. Do edycji najlepiej u¿yæ programu no-
tatnik.Po otwarciu powinniœmy zobaczyæ taki oto obrazek:
Widzimy tu dwa rodzaje s³ów. S³owo Sekcja jest odpowiednikiem numeru sekcji w
naszej aplikacji. S³owo String okreœla nr podpisu w danej sekcji i odpowiada numerowi
przekaŸnika. Przyk³adowe przypisanie nazwy jest uwidocznione dla sekcji1. Identycznie
postêpujemy z pozosta³ymi podpisami. Na zakoñczenie trzeba zapisaæ zmiany w zak³ad-
ce Plik.
Nie kasujemy niewykorzystanych „Stringów” !

PRESS-POLSKANowy Elektronik, ul. Junaków 2, 82-300 Elbl¹g, tel./fax [phone], e-mail: [e-mail]

Spis elementów

Blok wykonawczy:
Rezystory:
R1 - 1k
R2 - 1k
R3 - 1k
R4 - 1k
R5 - 1k
R7 - 470
R9 - 1k
R10 - 1k
R11 - 1k
R12 - 1k
R13 - 1k
R14 - 1k
R15 - 1k
R16 - 1k
R17 - 1k
R18 - 1k
R19 - 1k
R20 - 1k
R21 - 1k
Kondensatory:
C1 - 100µF/16V
C2 - 220µF/16V
C3 - 4,7µF/25V
C4 - 220µF/16V
C5 - 100µF/16V
C6 - 100µF/16V
C7 - 100µF/16V
C8 - 100µF/16V
C9 - 100µF/16V

C10 - 100µF/16V
C11 - 100µF/16V
C12 - 33pF
C13 - 33pF
Pó³przewodniki:
Q1 - BC557B
Q2 - BC557B
Q3 - BC557B
Q4 - BC557B
Q5 - BC557B
Q6 - BC557B
Q7 - BC557B
Q8 - BC557B
D1 - LED R
D2 - LED R
D3 - LED R
D4 - LED R
D5 - LED R
D6 - LED R
D7 - LED R
D8 - LED R
D9 - 1N4007
D10 - 1N4007
D11 - 1N4007
D12 - 1N4007
D13 - 1N4007
D14 - 1N4007
D15 - 1N4007
D16 - 1N4007
Uk³ady scalone:
U1 - CNY17
U3 - 89C2051
PrzekaŸniki:

K1 - QX-115F
K2 - QX-115F
K3 - QX-115F
K4 - QX-115F
K5 - QX-115F
K6 - QX-115F
K7 - QX-115F
K8 - QX-115F
Inne:
X1 - 11.059MHz
SW1 - dip sw4
Z1 - DB9

Blok konwertera:
Rezystory:
R2 - 1k
R4 - 4,7k
R5 - 22R/2W
R6 - 470R
R7 - 1k
Kondensatory:
C1 - 470uF/25V
C2 - C5 - 1uF/25V
C6 - 220uF/25V
Pó³przewodniki:
Q1 - VMOS IRF9530
D1 - KBL04 mostek prost.
D3 - LED R
Uk³ady scalone:
U1 - MAX232
U2 - CNY17
U3 - CNY17

Rys. 4,5 Rozmieszczenie

elementów na p³ytce druko-

wanej (skala 1:1)