PRESS-POLSKANowy Elektronik, ul. Junaków 2, 82-300 Elbl¹g, tel./fax
055 236-22-63, e-mail: press-polska@pro.onet.pl
128-kana³owy system
steruj¹cy z PC
Nowy Elektronik 198-K
Lwia czeæ sterowników do PC wykorzystuje port LPT, który w prosty sposób umo¿liwia sterowanie omioma
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 przekanika. System
mo¿e mieæ zastosowanie w domku jednorodzinnym do zdalnego sterowania za³¹cza-
niem owietlenia 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 d³ugoci 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 przekaników 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 wyjciach na modu³ daje w sumie mo¿liwoæ sterowania 128 ró¿nymi wyj-
ciami.
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. Prêdkoæ transmisji jest ograniczona do 300 bitów na sekundê, dziêki czemu mo¿-
liwa jest ³atwa transmisja na odleg³oci 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 jeli ustawiony adres modu³u jest identyczny z przesy³anym adresem po
magistrali danych, nastêpuje w³¹czenie odpowiednich przekaników. Dane przesy³ane
po magistrali danych s¹ doprowadzone za porednictwem rezystora R5 ograniczaj¹ce-
go pr¹d do transoptora U1. Zadaniem transoptora U1 jest galwaniczna separacja bloku
wykonawczego od magistrali danych. Wyjcie transoptora jest pod³¹czone do wejcia
RXD procesora.
Procesor wystawia na wyjcie TXD potwierdzenie odebranego rozkazu i za porednic-
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 wejæ 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 przekani-
kami K1 - K8. Dany przekanik jest za³¹czony wtedy, gdy dana koñcówka portu jest w
stanie logicznym niskim. Za³¹czenie przekanika sygnalizowane jest wieceniem diody
LED. Diody pod³¹czone równolegle do cewek przekaników zabezpieczaj¹ tranzystory
przed udarem napiêciowym powstaj¹cym podczas wy³¹czania tranzystorów. Identycz-
n¹ rolê spe³niaj¹ kondensatory pod³¹czone do baz tranzystorów. Ograniczaj¹ one prêd-
koæ zmian pr¹du w cewce przekanika.
Uk³ad jest zasilany napiêciem 5V. Pobór pr¹du zale¿y od iloci w³¹czonych przekaników
i waha siê od 20mA do 800mA. Generator mikroprocesora pracuje na czêstotliwoci
11,592MHz stabilizowanej rezonatorem kwarcowym.
silany napiêciem sta³ym lub przemiennym 12V z zewnêtrznego zasilacza. Pobór pr¹du
zale¿y od iloci pod³¹czonych modu³ów wykonawczych i dla jednego modu³u wynosi
rednio 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 porednictwem mo¿emy stero-
waæ poszczególnymi przekanikami. 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 przekaników.
Uruchomienie aplikacji rozpoczynamy od za³o¿enia nowego folderu i skopiowania do
niego tych dwóch plików. Po skopiowaniu klikamy mysz¹ na plik centrum.exe.
Powinnimy zobaczyæ co takiego:
Co tu jest i do czego ?
Widzimy tu 16 sekcji (czytaj modu³ów wykonawczych). W ka¿dej sekcji jest 8 wyjæ
(czytaj przekaników). Zaznaczenie pola w obrêbie sekcji skutkuje w³¹czeniem danego
przekanika. Na górze danej sekcji jest przekanik nr 1, a na dole przekanik nr 8. W
dolnej czêci 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
wyjcie RS komputera PC do po-
ziomu umo¿liwiaj¹cego sterowanie
transoptorami. Wyjcie 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:
press-polska@pro.onet.pl
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£ PRZEKANIKÓW 3
MODU£ PRZEKANIKÓW 2
MODU£ PRZEKANIKÓW 1 MODU£ PRZEKANIKÓW 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 055 236-22-63, e-mail: press-polska@pro.onet.pl
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. Jednoczenie powinny byæ wywietlane numery aktualnie obs³ugiwanych prze-
kaników.
Czas jaki up³ywa od momentu klikniêcia do momentu fizycznego za³¹czenia przekanika
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 powinnimy zobaczyæ taki oto obrazek:
Widzimy tu dwa rodzaje s³ów. S³owo Sekcja jest odpowiednikiem numeru sekcji w
naszej aplikacji. S³owo String okrela nr podpisu w danej sekcji i odpowiada numerowi
przekanika. 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 055 236-22-63, e-mail: press-polska@pro.onet.pl
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
Przekaniki:
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)