PRACA DYPLOMOWA-Opis poszczególnych bloków układu
















< < Strona główna
SPIS TREŚCIWitam w spisie treści mojej
strony i zapraszam do lektury. Odnajdziesz w niej opis techniczny, zasadę
działania poszczególnych bloków układu a także schematy ideowe.
Wstęp
Opis układu zegara
Opis
układu nadawczego i odbiorczego
Opis układu zasilającego
Opis układu wyświetlacza
Opis
cyfrowego kodu RC-5
Spis
elementów
Linki
do innych ciekawych stron o elektronice
Ankieta




WSTĘP   
           Zegar elektroniczny
który opisany jest w dalszej części opisu stanowi doskonałe wyposażenie każdej
pracowni. Układ oprócz zadań czysto informujących o bieżącej godzinie posiada
również funkcję alarmu która jest pomocna w sygnalizowaniu np. końca godziny
lekcyjnej bądź końca czasu pracy klasowej. Zegar wyposażony został w powiększony
wyświetlacz, dzięki czemu odczyt jest widoczny nawet z większej odległości.
Najważniejszą jednak zaletą opisanego urządzenia jest możliwość nastawy funkcji
zdalnie, przy wykorzystaniu pilota oraz układu odbiornika pasma podczerwonego.




OPIS UKŁADU
ZEGARA
Zasada
działania |Obsługa zegara
| Zasada działania układu
zegara              
  Zegar zbudowany jest w oparciu o mikrokomputer jednoukładowy 8048
pracujący z zewnętrzną pamięcią EPROM. Zegar umożliwia: wskazywanie godzin i
minut/minut i sekund czasu bieżącego, zaprogramowanie budzika i timera w
zakresie 24 godz., pracującego z rozdzielczością 1 minuty, oraz stopera z
rozdzielczością 1 sekundy.Źródłem częstotliwości wzorcowej jest kwarc 3MHz. Do
precyzyjnego dostrojenia jego częstotliwości służy trymer C4. Kondensor C7
zapewnia zerowanie mikroprocesora po włączeniu zasilania. Kondensatory C5, C6
wraz z kwarcem regulują poprawność pracy układu 8048(49), który jest główną
częścią zegara posługującego się komunikacją dwukierunkową (tzw. multipleksowa
magistrala adres/dane) z zewnętrzną pamięcią EPROM (2732) o pojemności 4kB.
Wyprowadzenia DB0-DB7 stanowią jednocześnie szynę danych i rozkazów. W
zależności od stanu sygnału na wyprowadzeniu ALE (Address Latch Enable) układ
74LS373 przyjmuje dane i poprzez ten układ wyjścia Q0-Q7 sterują wejściami
adresowymi układu 2732. Sygnał rozkazu i odczytu danych jest podawany na wejście
OE/VPP. Po pobraniu i przetworzeniu programu układ US1 (8048) steruje bazami
tranzystorów T1-T4 które służą jako klucz załączający anodę poszczególnych cyfr
wyświetlacza. Układ wykorzystuje wyświetlanie multipleksowe tzn. w danej chwili
świeci się tylko jedna cyfra. Sygnały z wyjść P10 i P11 sterują stanem sygnałów
na wyjściu zewnętrznego rejestru 74164, który poprzez rezystory ograniczające
R1-R8 sterują katodami poszczególnych segmentów wyświetlaczy. W zegarze
zastosowano zwiększony wyświetlacz, który opisany będzie w dalszej części opisu.
Wejścia P16, P17, P24, P25 otrzymują potencjał masy za pomocą przycisków S1-S4,
które korzystając z programu zapisanego w pamięci zewnętrznej EPROM sterują
funkcjami zegara. Rolę dubeltowych styków S1-S4 stanowi układ zdalnego
sterowania który również opisany będzie w dalszej części. Sygnał z wyjścia
P27 steruje pracą multiwibratora który wytwarza dźwięk o częstotliwości ok. 800
Hz. Układ ten jest zbudowany na popularnej kostce NE555 który za pomocą głośnika
o mocy 0,25 W wytwarza sygnał alarmu. Układ zegara zasilany jest napięciem
stałym w przedziale 9...12V/300mA. Wbudowany stabilizator 7805 służy do
dokładnego stabilizowania powyższego napięcia, oraz wytworzenia +5V niezbędnego
do zasilenia czułych układów scalonych zegara. Schemat ideowy zegara -
ZOBACZ Aby zegar poprawnie działał z
wyświetlaczem należy zanegować sygnał wyjściowy, jak? - ZOBACZ Obsługa zegara
                Obsługa zegara
realizowana jest za pomocą 4 przełączników monostabilnych typu microswitch, oraz
dodatkowego układu odbierającego tor podczerwieni służącego do zdalnego
sterowania. Ustawianie funkcji za pomocą zdalnego sterowania odbywa się na
identycznej zasadzie jak przez przyciski umieszczone na obudowie zegara.
Przycisk S1 służy do wyboru odpowiedniej funkcji, oraz zatwierdzenia końcowego
rezultatu nastawy. Przycisk S2 służy do zwiększania jednostek minut/godzin.
Przycisk S3 powoduje włączenie bądź wyłączenie sygnału alarmu, co sygnalizowane
jest świeceniem kropki w prawym dolnym rogu wyświetlacza (świecenie oznacza
uaktywnienie sygnału). Przycisk S4 powoduje przełączenie się z trybu
godziny/minuty na tryb minuty/sekundy.

USTAWIENIE TIMERA: Jednokrotnie nacisnąć przycisk S1(czerwony). Na lewym
skrajnym wyświetlaczu pojawi się litera "C-". Nacisnąć przycisk S2 (żółty).
Przy migającym wyświetlaczu wskazującym jednostki i dziesiątki godzin ustawić
żądana godzinę przyciskiem S2 (żółty). Jednokrotne naciśniecie tego przycisku
zwiększa wskazanie na wyświetlaczu o jedną jednostkę, dłuższe jego
przytrzymanie pozwala na szybsze zwiększenie wskazań. Ustawioną wartość
zatwierdzamy przez jednokrotne naciśnięcie przycisku S1(czerwony). Zacznie
migać wyświetlacz wskazujący jednostki i dziesiątki minut. Należy powtórzyć
wszystkie czynności tak jak przy ustawianiu godzin. Po zatwierdzeniu
ustawionych minut przyciskiem S1(czerwony) na wyświetlaczu pojawi się pełen
ustawiony czas zapalając się z częstotliwością ok. 0,5 Hz. Timer rozpoczyna
odliczanie wstecz. Koniec odliczania sygnalizowany jest sygnałem dźwiękowym.
USTAWIENIE ALARMU: Dwukrotnie nacisnąć przycisk S1(czerwony). Na lewym
skrajnym wyświetlaczu zapali się napis "AL". Należy ustawić czas alarmu tak
jak w przypadku timera posługując się przyciskami S1(czerwony) i S2(żółty).
Uaktywnienie budzika następuje po naciśnięciu przycisku S3(niebieski).
Sygnalizowane jest to zapaleniem się kropki z prawej strony wyświetlaczy.
Wyłączenie trwającego alarmu możliwe jest po naciśnięciu dowolnego przycisku.
Podgląd ustawionego alarmu - przyciskiem S2(żółty).
USTAWIENIE ZEGARA: Trzykrotnie nacisnąć przycisk S1(czerwony). Na lewym
skrajnym wyświetlaczu pojawi się napis "CL". Należy powtórzyć wszystkie
czynności tak jak w punkcie 1 (ustawienia timera). Naciśnięcie przycisku
S4(zielony) przy pracującym zegarze spowoduje wyświetlanie minut i sekund
czasu rzeczywistego. Ponowne naciśnięcie S4(zielony) -powrót do normalnego
trybu pracy.
STOPER: Nacisnąć czterokrotnie przycisk S1(czerwony). Na lewym
wyświetlaczu pojawi się litera "S". Nacisnąć przycisk S2(żółty). Wyświetlacz
wskaże [0.00]. Jednokrotne naciśnięcie przycisku S2(żółty) powoduje start
stopera, następne naciśnięcie- jego zatrzymanie.
Wróć do spisu treści



OPIS UKŁADU NADAWCZEGO I
ODBIORCZEGO
Zdalne
sterowanie |Zasada działnia
|Montaż
|Układ zdalnego
sterowania            
    Układ zdalnego sterowania oparty jest na wykorzystaniu
nowoczesnego systemu kodowania sygnału podczerwonego RC5. Układ charakteryzuje
się bardzo dobrą czułością odbierania sygnału podczerwonego oraz możliwością
sterowania wszystkimi funkcjami zegara. Odbiornik zawdzięcza swoje parametry
dzięki zastosowaniu scalonego odbiornika podczerwieni TFMS5360 oraz dekodera
SAA3049. Opis zasady
działania            
    Moduł nadawczy tzw. pilot zbudowany jest w oparciu o scalony koder
systemu RC5 SAA3010. Układ ten zawiera w zasadzie wszystkie niezbędne elementy w
swojej strukturze, jednak do główniejszych elementów należy zaliczyć kwarc
taktujący częstotliwością 455kHz. oraz diody nadawcze.      
          Do ważniejszej części układu zdalnego
sterowania należy odbiornik tychże promieni. Układ ten składa się z czterech
głównych bloków. Blok pierwszy stanowi scalony odbiornik podczerwieni TFMS5360
który po odebraniu pasma podczerwonego powoduje wytworzenie sygnału
prostokątnego na jednej z jego nóżek. W układzie tym znajduje się komplet
soczewek skupiających oraz wzmacniacz selektywny reagujący tylko na impulsy o
określonym zakresie częstotliwości nośnej, najczęściej w zakresie 36-38 kHz.
Drugi blok to dekoder kodu RC5, który wraz z elementami umożliwiającymi poprawną
pracę tego układu powoduje odpowiednie przetworzenie sygnału prostokątnego
otrzymanego z wyjścia TFMS5360, oraz podanie już zdekodowanego i zanegowanego do
dalszych bloków. Blok trzeci stanowi zespół demultiplekserów analogowych 4051,
których głównym zadaniem jest wykorzystanie zdekodowanego sygnału do sterowania
poszczególnymi wyjściami. Ostatni czwarty już blok składa się z tranzystorów NPN
które mają za zadanie zewrzeć do masy wejścia P16, P17, P24 i P25 układu
8048(49) zegara, sterując w ten sposób jego funkcjami. Na wyjściu układu
zdalnego sterowania pojawia się ciąg impulsów który nie jest w stanie
bezpośrednio sterować zegarem. Aby to umożliwić zastosowane zostały kondensatory
włączone między bazę a emiterem poszczególnych tranzystorów, przez co można było
otrzymać stały sygnał sterujący.            
    Poszczególne bloki układu zamontowane zostały na podwójnej płytce
drukowanej. Zasilany jest napięciem w zakresie 9...12V, które stabilizowane jest
dodatkowo scalonym stabilizatorem typu 7805 zapewniając dobre warunki zasilania
specyficznych układów scalonych odbiornika. Urządzenie pracuje ze stałym adresem
0, natomiast odpowiednie przyciski wykorzystują cztery różne kody sygnału w
systemie dwójkowym. Schemat ideowy nadajnika podczerwieni - ZOBACZ Schemat konfiguracji adresów i
rozkazów nadajnika - ZOBACZ Schemat ideowy odbiornika
podczerwieni - ZOBACZ Montaż układu
                Układ zdalnego
sterowania dysponuje czterema oddzielnymi wyjściami sterującymi. Sygnały te
podane są na wejścia układu 8048(49), mianowicie w punktach p1.7, p2.4, p1.6,
p2.5 obok przycisków S1-S4 przez co spełniają tę samą funkcję co powyższe.
Wróć do spisu treści



OPIS UKŁADU
ZASILAJĄCEGO
Układ zasilacza |Zasada działania |Montaż
|Układ głównego zasilacza
                Układ zasilacza
oparty jest na popularnym układzie LM317. Jest to scalony stabilizator napięcia.
Maksymalny prąd wyjściowy zawiera się w granicach 0,5-1 A. Służy do
zasilania napięciem +11V układu zegara, oraz układu odbiornika promieniowania
podczerwonego. Napięcie +7V służy natomiast do zasilenia układów wyświetlacza.
Opis zasady działania
                Napięcie
uzyskane z transformatora jest prostowane przez układ diod prostowniczych D1-D4
połączonych w mostek Greatz`a. Napięcie na wyjściu mostka jest wyprostowane
jednak nie ma wartości stałej. Kondensatory C3-C6 stanowią filtr pojemnościowy,
który wstępnie zmniejsza składową zmienną napięcia. Kondensatory C1,C2,C8
wpływają na poprawną pracę układów scalonych. Tranzystory T1,T2 przy małym
poborze prądu są zatkane, a ich włączenie następuje wówczas, gdy spadek napięcia
na rezystorach R1,R4 osiągnie wartość 0,7-0,8V. Tranzystory T1,T2 przejmują
wówczas nadwyżkę prądu obciążenia ponad wartość prądu dostarczonego przez układ
scalony. Zasilacz posiada dwa niezależne wyjścia +11V oraz +7V i jest
odporny na zwarcie wyjścia do masy. Układy scalone należało zamocować na
niewielkich radiatorach ze względy na wydzielaną moc. Schemat ideowy
zasilacza - ZOBACZ Montaż układu  
              Wyjście +11V zasilacza zostało
bezpośrednio podłączone do wejść "9...12V" i "GND" układu zegara, oraz do wejść
"P" i "O" układu odbiornika podczerwieni w celu ich wstępnego zasilenia. Wyjście
+7V podłączone zostało natomiast do wejść "+7V" i "GND" układu wyświetlacza.
Wróć do spisu treści



OPIS UKŁADU
WYŚWIETLACZA
Zasada działania
|Montaż układu
|Opis zasady działania
                Schemat
elektryczny wyświetlacza pokazany został na rysunku. Każdy segment składa się w
naszym układzie z ośmiu diod LED połączonych równolegle i za pośrednictwem
rezystora dołączonych do wyjścia drivera ULN 2003. Układ ULN 2003 zawiera w
swojej strukturze siedem, tranzystorów Darlingtona wraz z rezystorami
ograniczającymi prąd bazy i diodami zabezpieczającymi tranzystory przed skutkami
przepięć. Ze względu na połączenie równoległe diod, i w związku z tym znaczące
prądy konieczne stało się oddzielenie napięcia zasilającego wyświetlacza od
innych układów. Jak już wspomnieliśmy układ zegara ma sterowanie wyświetlania
multipleksowego tzn. w danej chwili może świecić się tylko jedna cyfra, więc do
poprawnej pracy niezbędne jest zastosowanie tranzystora większej mocy do
sterowania anodami cyfr. Katody poszczególnych segmentów wyświetlacza, z kolei
sterowane są przez wyżej wymieniony układ driver ULN 2003. Aktywny stan wysoki z
układu zegara powoduje spolaryzowanie właściwych baz tranzystorów zawartych w
strukturze ULN2003 i zapalanie odpowiednich segmentów utworzonych z diod LED.
Schemat ideowy wyświetlacza - ZOBACZ Montaż układu
                Kompletny
wyświetlacz w naszym układzie składa się z czterech pojedynczych cyfr.
Tranzystory większej mocy (BD136) poszczególnych cyfr zamontowane zostały w
miejsce tranzystorów T1-T4 układu zegara. Sygnały wyjściowe z układu 74164
poprzez rezystory ograniczające R1-R8 podane zostały na wejście bramek
negujących 7404, a następnie do poszczególnych wejść układu drivera ULN 2003
znajdującego się na wyświetlaczu, i sterującego katodami segmentów. Wyświetlacz
zasilany jest napięciem +7V, co umożliwia wystarczającą jasność świecenia diod
LED poszczególnych segmentów. Wróć do spisu treści



OPIS KODU RC-5
Opis kodu |Sposób transmisji
|Ogólny opis cyfrowego kodu
RC-5              
  Kod RC-5 umożliwia przekazanie 64 rozkazów do 32 różnych urządzeń - wtedy
każde urządzenie ma przypisany inny adres i reaguje tylko na przeznaczone dia
siebie rozkazy. Można też przesłać do jednego urządzenia wszystkie 2048
rozkazów. Ważna sprawa to odbiornik i dekoder kodu - urządzenia fabryczne
zawierają zazwyczaj specjalizowany mikroprocesor, który współpracuje z
pozostałymi blokami urządzenia. Na szczęście firma Philips produkuje również
scalony dekoder rozkazów kodu RC-5, oznaczeniu SAA3049, który dekoduje odebrany
rozkaz na, tzw. postać dwójkową. Właśnie ten dekoder otwiera drogę do bardzo
łatwego wykorzystania kodu RC-5 w najróżniejszych urządzeniach elektronicznych.
W każdym nadawanym rozkazie najpierw transmitowany jest adres urządzenia -
jest to liczba z zakresu 0...31, a potem właściwy rozkaz w postaci liczby z
zakresu 0...63. Kostka SAA 3010 może pracować w dwóch trybach ze zmiennym
adresem, albo ze stałym adresem. W rzadko używanym trybie ze zmiennym
adresem należałoby rozbudować klawiaturę nadajnika (pilota) i najpierw wybierać
klawiszem "adresowym" numer urządzenia, a potem klawiszem "rozkazowym" -
odpowiednie polecenie. Spotykane w praktyce piloty telewizyjne, pracują w trybie
ze stałym adresem. Jest to adres 0. Taki adres wynika z zaleceń przyjętych przez
twórców systemu. Poniżej znajdują się zalecane adresy poszczególnych urządzeń,
oraz zalecane rozkazy:




Zalecane adresy urządzeń:
Zalecane numery rozkazów:

0 TV1
0...9 cyfry 0...9

1 TV2
12 standby

2 Teletext
13 mute

3 rozszerzenie TV1 i TV2
14 normalizacja

4 Laser Vision
16 głośność +

5 magnetowid 1
17 głośność -

6 magnetowid 2
18 jaskrawość +

7 eksperymentalny
19 jaskrawość -

8 odbiornik i TV Sat
20 nasycenie +

9 rozszerzenie do poz 5 i 6
21 nasycenie -

10 odbiornik 2 TV Sat
22 niskie +

11 zarezerwowane
23 niskie -

12 CD-video
24 wysokie +

13 zarezerwowany
25 wysokie -

14 CD-Photo
26 balans (w prawo)

15 zarezerwowany
27 balans (w lewo)

16 przedwzmacniacz audio 1
48 pauza

17 radioodbiornik/tuner
50 szybkie przewijanie do tyłu

18 magnetofon analogowy (kasetowy)
52 szybkie przewijanie do przodu

19 przedwzmacniacz audio 2
53 odtwarzanie (play)

20 odtwarzacz kompaktowy (CD)
54 stop

21 Combi
55 zapis

22 radioodbiornik/tuner satelitarny
-

23 DCC
-

24-25 zarezerwowane
-

26 CD-R
-

27-31 zarezerwowane
-Sposób transmisji rozkazów w kodzie
RC-5 Przebieg transmisji sygnału podczerwonego w kodzie
RC-5 - ZOBACZ        
        Sekwencja kodowa jest nadawana po wykryciu
naciśnięcia przycisku klawiatury. Każda sekwencja kodowa po jednokrotnym
naciśnięciu klawisza jest dla zwiększenia pewności działania systemu powtarzana
dwukrotnie (rys. A) i składa się z czterech części (rys. B):    
    - 1,5 bitów startowych         - 1 bitu
kontrolnego         - 5 bitów adresowych  
      - 6 bitów rozkazu (informacyjnych). Stosuje się tu tzw.
transmisję bifazową, przy czym czas nadawania jednego bitu wynosi około 2ms.
Czas nadawania jednej sekwencji kodowej wynosi w przybliżeniu 25ms. Gdy klawisz
jest ciągle naciśnięty, sekwencja kodowa jest powtarzana co około 120ms. Przy
wykorzystania łącza promieniowania podczerwonego bity rozkazów są nadawane jako
paczki impulsów o częstotliwości około 36...38 kHz - rys. C. Wróć do spisu treści



SPIS ELEMENTÓW
Elementy zegara |Elementy pilota |Elementy odbiornika
|Elementy zasilacza
|Elementy
wyświetlacza |Spis elementów zegara





US1........8048(8049)
R1-R8.............................100-130

US2....................74LS373
R9-R12...........................2,7k

US3........................2732 EPROM
R13.1k

US4....74164
R14.8,2k

US5........................NE555
C1,C3.220uF/16V

US6........................7805
C2,C8.100nF

Q1..........................kwarc 3Mhz
C4.......................trymer 5...25pF

S1-S4.....................przyciski impulsowe typu microswitch
C5,C6.............................30pF

D1..........................1N4001
C7,C11...........................10uF/16V

D2..........................1N4148
C9...................................220nF

T1-T4.....zastąpione tranzystorami BD136 na wyświetlaczu
C19.................................2,2nFSpis elementów nadajnika





T1.....................BC558B (SD336)
R1....................6,8k

T2.....................BC548B
R2100

C1....................47uF/16V
R31k

D1,D2..............DEL1L1
R410k

Kwarc..455kHz
R5100

R647k
R7,R8...1Spis elementów odbiornika





R1....................... 68k
R2-R5.................22k

RP1......................R-Pack 8x10k
C1...470uF/16V

C2.......100uF\16V
C3.......................100nF ceramiczny

C4.......................2,2pF\16V
D1.D2.................1N4148

US1.....................SAA3049
US2-US6............4051

US7.....................SFH505A lub SFH50636 lub TFMS5360
US8.....................LM78L05

Kwarc..................4MHz
-Spis elementów zasilacza





R1,R4.................1
R2,R5................240

R3..1,2k
R6.....2,5k

C1,C2,C8..MKSE 470nF
C3-C6...470uF/16V

C7......................100uF/16V
D1-D4...............SY 320/07

T1,T2..................BD282
US1,US2...........B3170,LM317Spis elementów wyświetlacza





R1-R7.................47...500, w zależności od zastosowanych diod
R8......................560

C1......................100uF/25V
C2..................... 100nF

U1......................ULN2003
T1.......................BD136 lub odpowiednik

DL1...DL56........diody LED
-Wróć do spisu treści



LINKILinki do innych fajnych stron o
elektronice Elektroniczny internet http://einternet.net2000.pl/
Ciekawa stronka o elektronice
http://elektronika.cavern.com.pl/ Ciekawy katalog stron
poświęconych elektronice
http://katalog.onet.pl/nauka_i_edukacja/nauki_techniczne/elektronika/
Elektronika cyfrowa
http://www.elektro.prv.pl/ Wyszukiwarka dla elektronków
http://www.questlink.com/ Inna wyszukiwarka po polsku
http://www.micros.com.pl/chipdir/ "Elektronika praktyczna" http://www.ep.com.pl/
"Elektronika dla wszystkich" http://www.avt.com.pl/edw/
"Radioelektronik"
http://www.pol.pl/radioelektronik/


� Jacek Szymczyk
3 czerwca 2000