obbistów i profesjonalistów
12/97 � grudzień � 5 zł 90 gr

PROGRAMO
modem
ELIGEWTŃY RE
R AjjÓR YJ NY
'NOWE POD! MASZ SZANSĘ KATALOG FlR
>
ANAILOG DEVICES
PROJEKTY CZYTELNIKÓW: EMULATOR PAMIĘCI EPROM
35vb7v ' ISSN
91771 ^30 35
Germany: 4.5DM, France: 16FF
Przekaźniki elektromechaniczne
PODZESPOŁY
Czy Samuel Morse, który w 1837 roku swoim telegrafem sprowokował narodziny przekaźnika, mógł przypuszczać, ze około 160 lat później będzie się produkować rocznie ponad 2 miliardy przekaźników? Z pewnością nie. Chociaż z roku na rok ogłasza się, ze przekaźnik jest elementem wymierającym, to przeczy temu stale rosnąca wielkość produkcji. W porównaniu z przełącznikami półprzewodnikowymi, przekaźniki elektromechaniczne nadal stanowią bardzo niezawodne podzespoły, które dzięki clą głym modernizacjom spełniają kryteria coraz bardziej wymagającego rynku.
Fot 1
Dzięki ewolucji nastąpiła nie tylko mimatuiyzacja przekaźników, wzrosła także ich niezawodność, zwiększyła się odporność na pola zakłócające i szkodliwe wpływy
otoczenia, zwiększył się poziom krótkotrwałej przeciązalności i zwiększyła się trwałość, co pozwala na optymalne i tanie rozwiązania wielu problemów układowych, na jakie napotykają kon-stmktorzy Różnorodność aplikacji stawia producentom przekaźników bardzo wysokie wymagania Paleta produkcji musi pokryć wiele, często skrajnie różnych wymagań aplikacyjnych Na przykładzie oferty produkcyjnej firmy Matsushita przedstawimy możliwe zastosowania najnowocześniejszych przekaźników w różnych gałęziach gospodarki
Telekomunikacja: przekaźnik serii TQ (fot.1)
Fot 3
Przy wymiarach 14 x9x5mm jest to jeden z najmniejszych przekaźników elektromechanicznych Umożliwia osiągnięcie du-zej gęstości upakowania W wersji bistabilnej do minimum zredukowano pobór mocy Oprócz przekaźników TO istnieje ca*a rodzina T, jak przekaźniki o piono- wej konstrukcji, modele SMD i ta- kie, które spełniają wymagania izolacji według normy EN 41003 Coraz chęt-
niej są stosowane przez przemysł wersje przekaźnika TO2SA do montażu powieizchmowego
Programowalne układy sterowania: przekaźnik PA (fot. 2)
Przekaźnik PA stanowi idealny przekaźnik sprzęgający Wersja Single-lnhne o szerokości zaledwie 5 mm umożliwia bezproblemowe, gęste upakowanie w zespołach programujących lub sterowniczych Możliwe jest zasilanie napięciem o poziomie TTL (5V) lub SPS (24V) Przekaźnik PA ma tor wyładowania pełzającego między cewką a zestykiem 3,2mm i tym samym spełnia zalecenia normy VDE0160/EN50178
Łączniki sieciowe: przekaźnik DE (fot. 3)
Przekaźnik DE został skonstruowany głównie do zastosowania w systemach magistralowych Oprócz niewielkich wymiarów (25x12,5x12rnrn), istotną zletą jest długość toru wyładowania w powietrzu i wyładowania pełzającego 8mm Wytrzymałość napięciowa między cewką a zestykiem wynosi 5000V, dopuszczalny prąd zestyku 16A i możliwość bistabilnego sterowania Przekaźnik DE spełnia ponadto wszystkie postanowienia VDE dotyczące zastosowania w urządzeniach gospodarstwa domowego,
Fot 2
regulatorach temperatury, maszynach biurowych, elektronicznych urządzeniach fonotechmcznych i w przemyśle
Technika wielkiej częstotliwości: przekaźnik RK
Przekaźnik RK przełącza sygnały
0 częstotliwości do 1,3GHz Znajduje zastosowanie głównie w odbiorczych urządzeniach satelitarnych i w technice pomiarowej do przełączania sygnałów wielkiej częstotliwości Oprócz przekaźnika RK jest do dyspozycji przekaźnik HF (RM), za pomocą którego można przełączać sygnały nawet o częstotliwości do 4 GHz
Technika bezpieczeństwa pracy: przekaźniki SF2 (fot. 4) i SF4
Przy ochronie ludzi i maszyn przekaźniki bezpieczeństwa są dziś nieodzowne Są to przekaźniki z przełączanymi zestykami zapewniające maksymalne bezpieczeństwo pracy Przy użyciu biegunowych przekaźników SF2
1 SF4, przełączanych zgodnie zZH1/457, owysokości konstrukcyjnej zaledwie 16,6mm, można budować najnowocześniejsze
konstrukcje modułowe Seria SF określiła nowe standardy w technice bezpieczeństwa pracy
Fot 4
Elektronika Praktyczna 12/97
13
Fot 6
Zastosowania motoryzacyjne: przekaźniki JJM (fot. G) i CF (fot. 7)
W wyniku ciągłego zwiększania komfortu obsługi, bądź stałego ulepszania urządzeń bezpieczeństwa jazdy, zapotrzebowanie na przekaźniki przez przemysł motoryzacyjny gwałtownie wzrosło Przekaźnik JJM jest miniaturowym przekaźnikiem mocy o wymiarach zaledwie 15,5x12x13,9mm Typ CP - najnowszy motoryzacyjny produkt firmy Matsushita - zapewnia jeszcze większą oszczędność miejsca, oferując przy Tym duży prąd przełączania (35A) oraz odporność na wysoką temperaturę (125�C) Nowy CP jest, w swojej klasie, jednym z najmniejszych przekaźników na świecie (na pewno jest najniższy h=9,5rnrn)
Przekaźnik CF jest przekaźnikiem o dwóch niezależnych cewkach w jednej obudowie, dzięki czemu
idealnie nadaje się do wszelkich napędów, gdzie jest konieczna zmiana kierunku obrotów
Półprzewodnikowe dzieło sztuki: przekaźniki PhotoMOS
Jednym z najnowocześniejszych osiągnięć w dziedzinie przekaźników jest produkowana przez Matsushita szeroka gama optop-rzekaźników półprzewodnikowych Element ten wykorzystuje diodę LED po stronie wejścia i fototranzystor Typu MOSFET po stronie wyjścia Do najważniejszych zalet PhotoMOS należą
- małe wymiary,
- bezgłośna praca,
- duża szybkość przełączania (standardowo 0,1 ms), 10 20 razy szybciej mz mechaniczne,
-możliwość przełączania sygnałów rzędu 10[iV,
-możliwość przełączania prądów rzędu 4A (wybrane Typy, np AOZ),
-wysoka niezawodność, - stalą w czasie rezystancja wyjściowa
Na podstawie Tych przykładów widać, ze różnorodność zasto-sowah przekaźników jesT duża Oprócz jakości którą musi się odznaczać produkt, producent powinien uwzględnić także
możliwości finansowe użytkownika Z reguły osiąga się to przez przenoszenie produkcji do krajów
0 względnie niskich kosztach robocizny Firma Matsushita coraz bardziej zmierza jednak w nieco mną stronę - niemal cała produkcja jest lokowana w Niemczech W dużym zakładzie Pfaffenhofen produkuje się dziś około 2mln przekaźników miesięcznie, przy czym istnieje wyraźna tendencja wzrostowa Okazało się, ze dzięki najnowocześniejszej technologu
1 produkcji sygnowanej "Madę m Germany" firma jest wstanie sprostać silnej międzynarodowej konkurencji
Co będzie dalej? Jest to niezbyt trudne pytanie, gdyż producenci przekaźników są przygotowani na nowe wyzwania Prawdopodobnie, gdyby Samuel Morse mógł po następnych 160 latach rozejrzeć się po świecie, by zobaczyć co tez się stało z jego wynalazkiem, zdziwiłby się dokładnie tak samo jak dzisiaj Horst Kreile
Artykuł opracowano na podstawie materiałów dostarczonych przez firmę So-yter.
Fot 7
14
Elektronika Praktyczna 12/97
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^m RAPORT EP
Duża popularność kitów Vellemana zachęciła nas do publikowania cyklu artykułów "Raport EP", w których szczegółowo opisujemy konstrukcje wybranych zestawów (na podstawie oryginalnych instrukcji). Przedstawiamy Czytelnikom uwagi dotyczące montażu i uruchomienia każdego opisywanego kitu.
Wszystkie przedstawiane w "Raporcie EP" urządzenia były zmontowane i uruchomione w laboratorium EP przez doświadczonych konstruktorów.
Inteligentny ściemniacz lampy halogenowej
kit YELLEMAN K-5002
Urządzenie to jest kolejną
atrakcyjną i zarazem użyteczną
propozycją belgijskiego wytwórcy
kitów elektronicznych - firmę
Velleman.
Tym razem producent
proponuje zastosować,
w miejsce typowego wyłącznika
oświetlenia halogenowego,
pomysłowy półprzewodnikowy
wyłącznik, z możliwością
płynnego regulowania natężenia
światła.
Sterowanie wyłączaniem
i ściemnianiem lampy odbywa się za pomocą jednego przycisku. Elementem sterującym jest specjalizowany układ scalony, dzięki któremu nie grozi uszkodzenie żarówki halogenowej, np. podczas włączania, kiedy to rezystancja jej włókna jest najmniejsza. Jako element wykonawczy pracuje triak.
Ściemniacz ma trzy podstawowe funkcje sterowania oświetleniem:
1. Ściemnianie w "jedną stronę": /krótkotrwałe naciśnięcie klawisza
- włączenie/wyłączenie; /przytrzymanie klawisza - ściemnianie;
powtórne przytrzymanie klawisza - ściemnianie źródła. 2. Pamiętanie nastawy: x krótkie podwójne naciśnięcie - przywrócenie poprzedniej nastawy;
/ przytrzymanie klawisza - ściemnianie; / powtórne przytrzymanie - rozjaśnianie źródła światła. 3. Funkcja identyczna jak w pierwszym punkcie, lecz z rozjaśnianiem przy powtórnym przytrzymaniu klawisza.
Wybór konkretnego sposobu działania odbywa się na etapie
ZD1
C2
I I
10Gn
C3
100n
1U2W 1DDn
1400
SOuH AA
IC1 SLB0587
TR1 TO60SMJ
C1 BnS
lOOn M00
Rys. 1.
montażu układu, poprzez zamontowanie odpowiedniej zwory na płytce drukowanej.
Opis układu
Schemat elektryczny ściemnia-cza przedstawiono na rys.l. Głównym elementem sterującym jest specjalizowany układ scalony ICl - SLB0587. Urządzenie jest zasilane bezpośrednio z sieci energetycznej, toteż może znajdować się na jej potencjale.
Rezystor R6, kondensator C6 i dioda Zenera ZDl stanowią obwód redukujący napięcie sieci do wartości ok. 5,6V, dzięki czemu możliwe jest prawidłowe zasilanie ICl. Kondensatory C2 i C4 filtrują napięcie zasilające układ. Wszystkie funkcje omówione wcześniej są realizowane za pomocą włącznika SW, który w momencie naciśnięcia przez użytkownika zwiera do plusa zasilania końcówkę 6 układu ICl.
Obwód złożony z elementów R4 i C3 stanowi zewnętrzny obwód os-cylatora układu ICl. Elementem wykonawczym, sterowanym z końcówki 8 ICl za pośrednictwem diody Dl jest triak TRI, który steruje przepływem prądu przez żarówkę, a więc umożliwia regulację natężenie światła. Dławik Li wraz z kondensatorem C5 w znacznym stopniu obniżają poziom zakłóceń wytwarzanych podczas przełączania.
Montaż i uruchomienie
Ze względu na to, że całe urządzenie może znajdować się na potencjale sieci, montaż należy przeprowadzić szczególnie starannie, pamiętając o zachowaniu podstawowych środków ostrożności podczas uruchamiania.
Niektóre ze ścieżek na powierzchni płytki drukowanej nie zostały
Elektronika Praktyczna 12/97
17
RAPORT E P
sw.
Rys. 2.
pokryte maską (lakierem), specjalnie po to, aby pogrubić je za pomocą odcinków srebrzanki.
Przed wlutowaniem triaka należy go najpierw przykręcić do ra-diatora za pomocą dołączonych w zestawie elementów. Następnie całość przykręcamy do płytki drukowanej w odpowiednich miejscach i przylutowujemy końcówki triaka do pól na płytce drukowanej.
Na końcu należy wybrać tryb pracy układu ICl. Konfigurację dobieramy zgodnie z opisem działania przedstawionym wcześniej, poprzez odpowiednie wlutowanie zwory: w pozycji AB, BC lub pozostawienie końcówki 2 układu ICl
SIEĆ
SW.i SW,
nie dołączonej. Uwaga! Nie należy zwierać ze sobą punktów A i C, ponieważ jest to jednoznaczne ze zwarciem zasilania układu ICl.
Całe urządzenie jest niewielkie i bez trudności powinno zmieścić się w typowej, plastykowej puszce pod-tynkowej. Na zewnątrz należy wyprowadzić jedynie włącznik SWl.
Na rys. 2 przedstawiono dwa warianty podłączenia układu do instalacji oświetleniowej. W pierwszym obwód żarówki dołączony jest standardowo - bezpośrednio do układu ściemniacza, a w drugim poprzez transformator bezpieczeństwa.
Na koniec ważna uwaga: pamiętajmy, że układ raz dołączony do
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
Rl: 33Q
R2: 120kQ
R3: 470kQ
R4: 330kQ
R5: 1,5MQ
R6: lkO/2W
Kondensatory
Cl: 6,8nF
C2, C3: lOOnF
C4: 100^F/25V
05,06: 100nF/400V
Półprzewodniki
ICl: SLB0587
TRI: TOÓ09MJ lub podobny
DL D2: 1N4148
ZD1: C5V6
Różne
LI: 50|iH/ÓA
Jl: ARK3 + ARK2
SW: włącznik chwilowy
podstawka DIL-8
sieci energetycznej gromadzi energię w elementach pojemnościowych (C5), dlatego wszelkie operacje uruchomieniowe lub serwisowe należy przeprowadzać tylko przy odłączonym zasilaniu i rozładowanych kondensatorach C5 i C6. SS
18
Elektronika Praktyczna 12/97
SPRZĘT
Sieci o inteligencji rozproszonej -LonWorks, część 1
W artykule przedstawiamy
jedną z najnowocześniejszych
koncepcji sieci cyfrowych, które
być może już niedługo pozwolą
zelektronizować nie tylko zakłady
przemysłowe, ale także
i nasze domy.
Mainframe
Wprowadzenie
Określenie "sieć o inteligencji rozproszonej" raczej nie kojarzy się najlepiej - mówimy czasem zgryźliwie ,,jesteś rozgarnię-ty(a) jak kupa liści", co nie świadczy najlepiej o inteligencji osoby, do której te słowa kierujemy. W przypadku sieci kontrolno-pomiarowej ,,rozgarnięcie", czy też raczej rozproszenie, jest największą pochwalą!
Rewolucja? Tak, najwyższy czas pozbyć się systemów hierarchiczych, zamkniętych, ominąć ograniczenie liczby węzłów sieci, zrezygnować z kosztownej rekonfiguracji.
Ale co zastąpi mało elastyczną, dotychczasową technologię? Wydaje się, że będzie to architektura peer-to-peer, umożliwiająca start z dowolnymi dwoma urządzeniami, z możliwością rozbudowy do dziesiątków tysięcy. "System otwarty", pozwalający na mieszanie różnych urządzeń i dopasowanie ich do konkretnych potrzeb użytkownika. Technologia ta pozwala na tanią rozbudowę istniejących instalacji.
Przykład z innej dziedziny - wiadomo, że komputery typu mainframe stanowią tylko 20% światowego rynku komputerowego. Pamiętajmy, że kiedyś stanowiły 100%. Komputerowe sieci rozproszone okazały się tańsze, łatwiejsze do zaprojektowania, pewniejsze i mniej awaryjne. Klienci nie lubią być ,,przywiązani" do jednego dostawcy. Nowe spółki, rozumiejące potrzeby rynku, dały odbiorcom to, czego oni chcieli. Rynek był stymulowany przez takich potentatów, jak Sun, Apple, Dell, Novell i Microsoft. Kto za nimi nie nadążył, pozostał w tyle i został zapomniany.
Sterowanie przemysłowe jest dokładnie na tym etapie, na jakim rynek komputerowy był dziesięć lat temu. Żaden z producentów nie może przegapić rozwiązania peer-to-peer w dziedzinie architektury sieci kontrolno-sterującej o inteligencji rozproszonej.
Mini
Na rys.l i rys.2 przedstawiono ewolucję architektury standardowych sieci komputerowych i sieci przemysłowych.
Czym są sieci kontrolno-sterujące i jak działają?
Przede wszystkim są to sieci wielozadaniowe. W ich obrębie każdy inteligentny węzeł sieci może nadzorować zdarzenia mające miejsce w budynku czy też całym sterowanym kompleksie. Inteligencję można zastosować do takich zadań jak pomiar temperatury czy włączanie światła. Sieciowa ,,inteligencja" może być wykorzystana w procesie wytwarzania aluminium czy energii elektrycznej.
Inteligentne węzły sieci mogą wymieniać między sobą informacje zarówno na drodze transmisji przewodowych jak i bezprzewodowych. Taka sieć umożliwia również realizowanie dozoru z większej odległości. Zmiany w funkcjonowaniu sieci mogą być dokonywane poprzez wysłanie instrukcji za pomocą modemu z linią telefoniczną.
Rodzina sprzętu i oprogramowania sieci o inteligencji rozproszonej zapewnia wszystkie niezbędne elementy do zaprojektowania, uruchomienia i nadzorowania sieci kontrolno-sterującej. Sama tylko firma Eche-lon oferuje ponad 70 produktów wchodzących w skład sieci o inteligencji rozproszonej, a system jest przecież otwarty.
Ewolucja sieci kontrolno-sterujących
Echelon stworzył taką otwartą architekturę dla producentów, który chcą wbudować inteligentne elementy łączności do swoich produktów. Otwarty system automatyki daje zakładom możliwość kupna systemu uruchomieniowego i oprogramowania, pozwalając jednocześnie uniknąć konieczności inwestowania w drogie programy rozwojowe, mające na celu wdrożenie nowego projektu.
Client/Serwer
??? ??????
Rys, 1, Rozwój architektury standardowych sieci komputerowych,
Elektronika Praktyczna 12/97
19
SPRZĘT
Master/Slave
PLC
Peer-to-Peer
Rys, 2, Rozwój architektury sterowania przemysłowego,
Wprowadzenie otwartej architektury Lon-Works pozwoliło na współpracę elementów wykonywanych przez różnych producentów. Zawór wykonany przez jednego producenta, czujnik temperatury wykonany przez innego i silnik od jeszcze innego dostawcy mogą współdziałać, jeśli tylko wszystkie zostały wykonane w technologii LonWorks.
Ta otwartość systemu odgrywa kolosalną rolę w perspektywicznym myśleniu o rozwoju produkcji. Przypomnijmy sobie, jaki przewrót spowodowały pierwsze mikroprocesory w przemyśle komputerowym. Dawniej istniało wiele specjalizowanych, unikalnych procesorów, spełniających wymagania konkretnego systemu, dzisiaj mamy zunifikowane podzespoły i procesory, które każdy może wykorzystać do wyprodukowania komputera. Teraz producenci komputerów mogą cały wysiłek rozwijania technologii mikroprocesorowej przerzucić na Intela czy Motorolę, koncentrując się na zwiększaniu możliwości swoich produktów. Taka współpraca pozwala na wprowadzanie na rynek nowych produktów w krótszym czasie i po niższych cenach, ze względu na możliwość uruchamiania w produkcji wielkonakładowej.
Zakładając, że na rynku istnieje ograniczona liczba platform sprzętowych, producenci programów mogą skoncentrować się na opracowywaniu nowych rozwiązań, a nie przystosowywaniu swoich produktów do niekończącej się liczby niejednolitych komputerów. Otwarta architektura rozszerza rynki dla każdego, zapewniając przy tym większe możliwości ekspansji i niższe ceny dla końcowego odbiorcy towaru. Otwarta architektura LonWorks nie tylko rozszerza obecny zakres działalności producenta, tworzy jednocześnie szereg nowych rynków. LonWorks to jedyna technologia zarówno dla zastosowań jednostkowych, jak i złożonej automatyki. Koszt wystarczająco niski dla stworzenia prostego czujnika, architektura wystarczająco elastyczna by tworzyć złożone systemy.
Setki tysięcy węzłów sieci już dzisiaj działa. Dlaczego? Jest to najsilniejsza i najbardziej elastyczna technologia dostępna w tej chwili. System zaprojektowano do pracy z każdym czujnikiem czy instrumentem. Umożliwia łączność z prędkością do l,25Mbps (trwają
prace nad zwiększeniem prędkości transmisji do 2,5Mbps). Łatwiej niż w starych, konwencjonalnych systemach, można określić czas reakcji systemu. Technologia zapewnia dostęp do gotowych elementów i narzędzi. Oferuje system uruchomieniowy umożliwiający szybkie projektowanie i wdrażanie sieci, a cała strona komunikacyjna została wbudowana do podzespołów.
Nie ma dwóch identycznych fabryk, czy linii produkcyjnych. Elastyczność rozwiązania sieci o rozproszonej inteligencji pozwala dostosować się do szczegółowych potrzeb odbiorcy. Można zaprojektować uniwersalne urządzenie analogowo-cyfrowe, a następnie dodawać konkretne funkcje później. Można również zaprojektować kompletne urządzenie z setkami czy tysiącami czujników, kontrolek i punktów komunikacyjnych. Tanie czujniki, małe specjalizowane urządzenia, oferowane przez wielu dostawców mogą zostać zintegrowane w kompleksową, rozległą sieć.
Zaraz pojawia się pytanie: skoro jest to nowy system, wprowadzony przez konkretną firmę (Echelon), to tak naprawdę czym
PIERWSZA GENERACJA
Komputer
sterujący
procesorem
Czujnik I Aktywator DEC PDP11, HP, SIEMENS R10/R30
TRZECIA GENERACJA
rh ^ A -rh (S A
różni się od rozwiązań, proponowanych przez innych producentów? Różnice są. Nie wystarczy już, by jedna firma, choćby nie wiadomo jak duża, po prostu obiecała, że wszystkie urządzenia wyprodukowane w oparciu o ich technologię będą współpracować ze sobą bez zarzutu. Potrzebna jest do tego niezależna organizacja, która będzie mogła wydać certyfikat zgodności ze standardem. I właśnie tym zajmuje się LonMark Interoperability Association.
Stowarzyszenie LonMark, powołane do życia w maju 1994r., zostało stworzone w celu prowadzenia badań nad możliwościami i ograniczeniami technologii, a także wprowadzania na rynek nowych produktów zgodnych z przyjętym standardem. Zrzesza obecnie 150 członków, dając dostęp wszystkim zainteresowanym firmom do opracowań i współpracy.
LonMark wprowadza modele obiektów dla zaimplementowania czujników, małych urządzeń, mierników, aktywatorów. Taki zestaw obiektów pozwala tworzyć bloki, a także pozwala konstruktorowi zaprojektować interfejs do dowolnego produktu, począwszy od
DRUGA GENERACJA
PLC
PLC
Czujnik
Aktywator
SIEMENS, TM, AEG, OMRON
CZWARTA GENERACJA
LonWorks
SIEMENS, TM, AEG, OMRON
Rys, 3, Ewolucja sieci przemysłowych,
Uproszczono okablowanie,
Inteligencja rozproszona,
elastyczna topologia
brak PLC
Elektronika Praktyczna 12/97
SPRZĘT
prostego czujnika, a skończywszy na rozbudowanych, skomplikowanych węzłach. Po wydaniu certyfikatu potwierdzającego zgodność z przyjętym modelem producent może umieścić logo LonMark na swoim wyrobie, a to z kolei pozwala rozwinąć współpracę z innymi producentami, czy użytkownikami. Na rys.3 przedstawiono w uproszczony sposób ewolucję sieci stosowanych w przemyśle.
Możliwości łączenia węzłów
Prezentowana technologia zapewnia łączność pomiędzy poszczególnymi węzłami przy użyciu praktycznie dowolnego medium: skrętka, linia energetyczna 220 V, fale radiowe, podczerwień, kabel koncentryczny, światłowód itp.
Hasłem promowanym przez Echelon jest np. ,,wszystkie budynki są już okablowane pod nasz system!" - jeżeli koszt położenia nowej instalacji z myślą o zbudowaniu sieci jest zbyt wysoki istnieje możliwość wykorzystania istniejącej sieci energetycznej 220V. Wszelkie niedogodności związane z transmisją informacji po sieci energetycznej zostały zbadane, a transceivery zostały odpowiednio zaprojektowane i przystosowane do zapewnienia bezbłędnej transmisji. Co do ,,fizycznej" strony architektury sieci, to także tutaj mamy też dużą dowolność w projektowaniu: od sieci typu magistralowego, poprzez konfigurację gwiazdy, aż do zupełnej mieszanki, tj. sieci o topologii dowolnej.
Nadzór sieci i jej uruchamianie
Pomimo że sieć po zainstalowaniu może nie wymagać już żadnego ,,doglądania" istnieje możliwość łatwego zintegrowania jej np. z komputerowym systemem powiązanym z interfejsem CAD-owskim. Rozmaite narzędzia programowe do tworzenia i zarządzania sieci kontrolno-sterując ej są udostępniane w celu zapewnienia bezproblemowego projektowania rozmaitych architektur sieciowych. Umożliwiona jest współpraca z takimi środowiskami programowymi jak Microsoft Windows 95, Windows NT. Takie udogodnienia powinny pomóc zakładom produkcyjnym skrócić okres wdrażania projektu, przyspieszyć wejście na rynek, zapewnić efektywną metodę instalowania, zarządzania i nadzoru sieci, zapewniając przy tym współpracę dowolnych urządzeń wyprodukowanych przez dowolnych producentów.
Serce węzła sieci
Inteligencję poszczególnych węzłów zapewnia Neuron - scalony układ wieloproceso-rowy, opracowany przez Echelon we współpracy z Motorola i Toshiba. Użytkownik ma do wyboru dwie wersje procesora: 3120 - dla potrzeb małych i tanich aplikacji, lub 3150 oferujący większe możliwości. Procesory te można łączyć ze sobą, poczynając od sieci składających się z dwóch procesorów, a kończąc na potężnych realizacjach z wykorzystaniem przeszło 32000 takich układów.
Aby usatysfakcjonować każdego odbiorcę technologia LonWorks zapewnia wszystkie 7 poziomów komunikacji sieciowej, ustalonych na forum międzynarodowym (standard ISO).
Elektronika Praktyczna 12/97 21
SPRZĘT
Emulator EB-51 firmy CEIBO dla procesorów MCS-51
Krnulator EB-51 firmy Ceibo jest prostym w obsłudze, lecz bardzo użytecznym narzędziem każdego programisty mi kro kont role rów serii MCS-51. Dzięki niemu możliwa jest analiza kodu programu oraz reakcji procesora (debug-ging] w szerokim zakresie częstotliwości pracy. Pokryto praktycznie wszystkie oferowane na rynku wersje częstotliwościowe produkowanych rnikrokontrolerów.
Dzięki wbudowanemu na płytce układowi oscylatora 24MHz oraz dzielnikowi :2 i :4, użytkownik ma możliwość wyboru czterech częstotliwości pracy emulatora. Opcjonalnie można dołączyć zewnętrzny sygnał zegarowy o częstotliwości podanej w parametrach technicznych.
Emulacja jest prowadzona po załadowaniu do systemu programu użytkownika wraz z programem monitora emulatora. Dzięki temu ostatniemu możliwa jest współpraca sprzętowej części emulatora z oprogramowaniem poprzez port szeregowy i typowy de-bugging. Program monitora jest ładowany za każdym razem podczas uruchamiania programu użytkownika i zajmuje pierwszy 1 kB w przestrzeni pamięci programu procesora. Dlatego maksymalna długość ernu-lowanego programu źródłowego użytkownika może wynosić 63kB.
Urządzenie wraz z oprogramowaniem zapewnia 3 podstawowe tryby pracy:
1. Tryb rzeczywisty (ang. real time modę), w ktćrym program użytkownika jest wykonywany w czasie rzeczywistym, beż żadnych ingerencji w ustaloną przez użytkownika szybkość pracy procesora. W tym trybie możliwe jest zakładanie pułapek programowych, dzięki ktćrym możliwa jest kontrola stanu pracy w dowolnym momencie.
2. Tryb symulacji procesora (ang. sirnu-lation modę], jest używany kiedy zachodzi potrzeba programowej symulacji programu użytkownika bez korzystania z jakiegokolwiek sprzętu (części sprzętowej emulatora]. W tym trybie płytka emulatora może być odłączona od komputera.
3. Tryb emulacji sprzętowej (ang. in-circuit simulation modę), w ktćrym program użytkownika wykonywany jest przez dodatkowy mikroprocesor umieszczony na płytce emulatora. Dzięki temu możliwe jest przetestowanie programu w gotowym układzie użytkownika wraz z możliwością pracy krokowej, debuggin-
Podstawowe parametry techiiczie emilatora:
emulacja większości układów rodziny 8051,
64kB pamięci programu i 64kB pamięci danych,
wbudowana pamięć śladu,
rn aksyrn aln a czę stot hwość pracy4 OMHz,
oprogramowanie dl a DOS i MS-Windows,
wbudowany debugger kodu źródłowego dla C,
PLMi asemblera,
wbudowane narzędzie do badania wydajności
uruchamianego systemu (perforrnance analyzer),
komunikacja z komputerem PC poprzez port
szeregowy (115 kbodów),
możliwość ernulowama układów przy napięciu
standardowych 5V oraz obniżonym 3,3V
gu, podglądu i edycji wszystkich rejestrów oraz zawartości pamięci, tak danych, jak i programu. Użytkownik ma do dyspozycji bardzo użyteczne narzędzie jakim jest software owa pamięć śladu oraz tzw. performance analyzer, czyli narzędzie do określania wydajności pracy procesora przy zadanym przez użytkownika algorytmie pracy.
W przypadku procesora Philips S7C51FB na płytce emulatora możliwa jest praca z układami S7C51 FA/FB/FC w wersji 5V, jak i niskonapięciowej 3,3V. Po nabyciu dodatkowej sondy użytkownik ma możliwość pracy z innymi wersjami procesorów rodziny MCS-51, takimi jak S0C552. W tym przypadku możliwa jest emulacja układów: S0C5 52, S3C552, S7C552 oraz S0C562, S3C562 oraz S7C562. Producent zestawu zapewnia, że lista emulowanych procesorów jest ciągle rozszerzana.
Ogólne wrażenia z testów emulatora EB-51 są bardzo pozytywne. Producent, przy zachowaniu dość atrakcyjnej ceny, postarał się o wyposażenie emulatora we wszystkie niezbędne podczas testowania i uruchamiania programów funkcje, dzięki którym każdy, nawet wymagający programista będzie mógł dokonać gruntownej analizy napisanego przez siebie programu, a także sprawdzić efekt końcowy bez konieczności programowania procesora docelowego.
Całość zapakowana jest w estetyczne, a co najważniejsze praktyczne, etui w postaci zapinanej na dwa zatrzaski teczki z tworzywa sztucznego. Dzięki temu możliwy jest bezpieczny transport urządzenia bez obawy uszkodzenia któregoś z jego elementów.
Przejrzyście napisana instrukcja oraz wrażenie prostoty i intuicyjności obsługi oprogramowania skłania do oceny prezentowanego narzędzia, które z czystym sumieniem polecam każdemu entuzjaście techniki mikroprocesorowej. Sławomir Surowiński, AVT
Urządzenie udostępniła redakcji firma RK-System.
Nabywając zestaw EB-51 otrzymijemy:
- kompletną płytkę emulatora sprzęt owe go (wymiary 10x1 Dcm),
- kabel połączę mowy z komputerem PC,
- zasilacz5W1.5AtUwe] 100 250VAC),
- oprograrnowamepodDOSi MS-Windows,
- sondę emulacyjną dlaobudówDIP-40,
- obszernądokumentacjęw postaci przystępnie napisanej książki,
- dodatkowy kabel połączeniowy (8-zyłowy) do dołączenia znajdujących się na płytce emulatora ośmiu monitorujących diod LED lub zespołu
8 mikroprzełącznikówtypuSW-DIP
Elektronika Praktyczna 12/97
23
SPRZĘT
Multimetr laboratoryjny HP34401A
Wielu naszych Czytelników dało listowny wyraz swojemu zainteresowaniu multimet-rami laboratoryjnymi zapewniającymi dużą dokładność pomiaru. Szczególnie dużo listów z pytaniami otrzymaliśmy po opublikowaniu serii testów przyrządów uniwersalnych. Tak więc - spełniając Wasze życzenie - przedstawiamy krótki opis nowoczesnego miernika laboratoryjnego HP3 4401A, którego producentem jest Hewlett Packard.
Największym atrybutem przyrządu jest duża rozdzielczość pomiaru - może ona osiągnąć maksymalnie aż 6V2 cyfry. Ponieważ nie wszystkie pomiary prowadzone w laboratorium wymagają tak dużej rozdzielczości, konstruktorzy przewidzieli możliwość określania przez użytkownika pożądanej rozdzielczości w zakresie 4V2, 5V2 lub 6V2 cyfry. Dzięki rozbudowanemu, lecz przejrzyście ułożonemu systemowi menu, którego poszczególne pozycje są wyświetlane na 12-znakowym wyświetlaczu alfanumerycznym, możliwe jest elastyczne skonfigurowanie przyrządu w zależności od wymagań użytkownika Konfiguracja ta obejmuje zarówno tryby pracy wbudowanych interfejsów (HPIB i RS232], parametry filtrów zakłóceń AC, jak i zaawansowaną kalibracje, przyrządu. Co ciekawe, możliwe jest zabezpieczenie dostępu do procedury kalibracji przy pomocy hasła, co zapobiega możliwości nieuprawnionej modyfikacji skalibrowa-nych nastaw. Po systemie menu prowadzą czytelnie opisane klawisze. Zmiana każdej z nastaw zapisywana jest w nieulotnej pamięci EEPROM.
Podstawowe parametry i właściwości przyrzadi HP34401A:
/ rozdzielczość 4V2 6V2 cytry (możliwość wyboru
rozdzielczości), / szybkość pomiarów dlazakresów DC (dla
rozdzielczości 6V. cytry) 0,6 lub 6 porniarów/sek, / szybkość pomiarów dlazakresów DC (dla
rozdzielczości 5V.cyfry) 60 lub 300 porniarów/sek, / szybkość pomiarów dlazakresów DC (dla
rozdzielczości 4V. cytry) 1 000 porniarów/sek, / szybkość pomiarów dla zakresów AC (dla
rozdzielczości 6V2 cyfry) 1 50 porniarów/sek, / pomiar napięcia stałego 100rnV 1000V, / pomiar napięcia zmiennego (True RMS)
100rnV 750V (wzakresie częstotliwości 3Hz
300kHz),
/ pomiar prądu stałego 10rnA 3A, / pomiar prądu zmiennego (True RMS) 1A/3A
(wzakresieczęstotliwości3Hz 5kHz), / pomiar rezystancji 100Q 100MQ, / po miar częstotliwości (okresu) do 300kHz, / pomiar spadku napięcia na złączu diody, / automatyczna lub ręczna zmian a zakresu, / wbudowanyfiltrACo kształtowanej charakterystyce, / zasilanie 100V/120V/220V/240V, przy
częstotliwości 45 66Hzlub360 440Hz, / wbudowane interfejsy HPIB oraz RS232C, / wbudowany moduł matematyczny, umożliwiający
obróbkę wyników pomiaru, / możliwość pomiaru rezystancji w układzie dwu lub
4-przewodowym, / wbudowany 12-znakowy wyświetlacz
alfanumeryczny, / rniermkzarnkmętyjestw uniwersalnej obudowie,
którą można montować w szafach pomiarowych
jako panel lub wykorzystać jako samodzielny
moduł stacjonarny
Miernik HP34401A umożliwia realizacje, wszystkich pomiarów, które są charakterystyczne dla typowych przyrządów uniwersalnych. Ogromną zaletą wbudowanego w przyrząd omomierza jest możliwość dokonywania pomiarów 2- lub 4-przewodowych. W specyficznych aplikacjach pomiarowych może okazać się niezbędna możliwość wyzwalania przyrządu po spełnieniu pewnych warunków zewnętrznych i zgromadzeniu ściśle określonej ilości próbek odpowiadających sygnałowi mierzonemu. Bogate możliwości obróbki matematycznej mierzonego sygnału (w tym m.in. pomiar skalowany w dBm, przy wybranej impedancji obciążenia] wydatnie powiększają możliwości pomiarowe przyrządu.
W ramce znajduje się skrócony opis funkcji i możliwości oferowanych przez multimetr HP34401A.
Konstrukcja mechaniczna przyrządu została opracowana w taki sposób, aby było możliwe montowanie miernika w szafach pomiarowych. Z tego powodu na tylnym panelu umieszczono dodatkowe gniazda pomiarowe, które mogą być wykorzystane jako alternatywne wobec znajdujących się na panelu przednim.
Niezależnie od sposobu montażu przyrządu i wykorzystanych do prowadzenia pomiarów gniazd, konfiguracja przyrządu, wybór funkcji pomiarowej, wybór zakresów itp. odbywa się przy pomocy 14-przycis-kowej klawiatury lub jednego z interfejsów (w przypadku, gdy przyrząd pracuje w większym systemie pomiarowym].
Podsumowując tą krótką prezentację należy stwierdzić, że wysoka jakość wykonania, doskonałe parametry użytkowe i duże możliwości stanowią, że multimetr HP34401A jest doskonałą propozycją zarówno dla małych firm konstrukcyjnych i laboratoriów, które dużą wagę przywiązują do jakości prowadzonych pomiarów. Propozycja jest tym bardziej atrakcyjna, że cena przyrządu nie jest aż tak wysoka, jak mogłoby się wydawać! Tomasz Wójcik
Przyrząd udostępniła redakcji prma Mal-kom-Dirsci.
24
Elektronika Praktyczna 12/97
PRÓG RlA
Foundation Series - nowe narzędzia projektowe firmy Xilinx
W październikowym wydaniu
EP przybliżyliśmy Czytelnikom
najprostsze (i w związku z tym
najtańsze) narzędzie projektowe
dla układów programowalnych
firmy Xilinx. Już po dwóch
miesiącach wracamy do tego
tematu. Dlaczego? Powodem jest
niezwykle interesująca promocja
narzędzi przygotowana przez
Xilinxa. Można zaryzykować
stwierdzenie, że w rodzinie
narzędzi oferowanych przez
Xilinxa nastąpił prawdziwy
przełom cenowy i jakościowy.
Szczegóły w artykule.
Rys. 1.
Rys. 2.
Rys. 3.
Narzędzia projektowe oferowane dotychczas przez Xilinxa cechowała przede wszystkim stosunkowo wysoka cena i spore wymagania stawiane użytkownikom. Prezentowany przed dwoma miesiącami system z kompilatorem języka XABEL stanowi! pewien wyłom w dotychczasowych praktykach producenta, który dostarczy! proste w obsłudze narzędzie dla najbardziej interesujących, z punktu widzenia małych i średnich aplikacji, rodzin układów XC7300 i XC9500. Jak się okazało, był to tylko pierwszy krok...
Najnowszą i naprawdę "gorącą" propozycją Xilinxa jest seria oprogramowania, nosząca wspólną nazwę Foundation Series (rys.lj. Jest to doskonale dobrany zestaw narzędzi, umożliwiających tworzenie projektów nie tylko dla układów CPLD (XC7300/9500j, lecz także dla bardzo popularnych na świecie struktur FPGA (XC4000E/L/EX). Bardziej wymagający użytkownicy mogą w ramach Foundation Series kupió moduł VHDL, dzięki czemu możliwa stanie się wymiana informacji z innymi platformami sprzętowymi (SUN O/S, UnixJ i programami narzędziowymi innych producentów.
Po projekcie prowadzi konstruktora przejrzysty shell (rys.2}. W lewej części okna programu znajduje się lista modułów wykorzystywanych w przygotowywanej strukturze, a także moduły biblioteczne przypisane układowi docelowemu. Dolna częśó okna spełnia rolę informacyjną - wyświetlane są w niej komunikaty na temat akcji podejmowanych przez shell po wybraniu opcji przez użytkownika. W środkowej części głównego okna shel-la znajdują się przyciski umożliwiające wybranie jednego z edytorów dostępnych w pakiecie, narzędzi implementacyjnych, symulatora czasowego lub programu pomocy.
Najbardziej atrakcyjnym sposobem definiowania projektu, zwłaszcza dla początkujących użytkowników, jest narysowanie schematu jego struktury wewnętrznej. Umożliwia to prosty w obsłudze edytor schematów (rys.3j. Inną, nieco trudniejszą metodą tworzenia projektu, jest
napisanie odpowiedniego programu w języku ABEL lub VHDL- zadanie to ułatwia wbudowany w pakiet projektowy edytor tekstowy (rys.4j.
Bardzo często w projektach realizowanych na układach PLD wykorzystuje się różnego typu automaty synchroniczne. Prezentowane oprogramowanie ma wbudowany doskonały edytor graficzny, opracowany specjalnie pod kątem tworzenia algorytmów przejśó automatów synchronicznych (rys.5j. Proponowany przez Xilinxa sposób definiowania automatów jest zgodny z tradycyjnymi przyzwyczajeniami konstruktorów, co pozwala na szybkie opanowanie tego narzędzia.
Po zdefiniowaniu projektu możemy przy-stąpió do jego implementacji w wybranej strukturze programowalnej. Narzędziem wykorzystywanym do tego celu jest pakiet oprogramowania ukryty przez Xilinxa pod kryptonimem Ml. Po uruchomieniu programu De-sign Manager (rys.6}, który spełnia rolę shella modułu implementacji, projektant uzyskuje dostęp do kompilatora (wraz z interfejsami importowo-eksportowymij i fittera. Odpowiednie zestawy programów są dobierane automatycznie przez Design Managera, w zależności od wybranej rodziny i typu układu (rys.7j.
Po zakończeniu procesu implementacji możliwa jest analiza czasowa i logiczna zaprojektowanej struktury. Jak widaó na rys.3 w module analizatora funkcjonalnego zastosowano bardzo rozbudowany edytor, który umożliwia wykonywanie wielu operacji na sygnałach wejściowych, wyjściowych, a także zagrzebanych (co oznacza, że nie są one dostępne bezpośrednio na którymś z fizycznych wyprowadzeń układuj.
Uzupełnieniem systemu Foudation Series jest bardzo przydatny edytor symboli, pozwalający samodzielnie tworzyó elementy biblioteczne (np. specyficzne liczniki, bloki multiplekserów, dekodery, itp.J, ściśle dopasowane do wymagań projektu. Widok okna działającego edytora przedstawiono na rys.9.
Dokumentacja "książkowa", która wchodzi w skład zestawu dostarczanego przez producenta, jest dośó skromna. Wynika to z faktu, że jedna z trzech płyt CD-ROM dostarczonych w zestawie, zawiera komplet materiałów, dostępnych dotychczas w postaci wielu tomów książek. Pewną ciekawostką jest fakt zastosowania niestandardowego formatu zapisu tej dokumentacji, co wiąże się z koniecznością stosowania specjalizowanej przeglądarki {Dyna Text Browser). Stanowi ona integralną częśó pakietu.
Przy rozwiązywaniu doraźnych problemów pomocne będą standardowe programy podpowiedzi, wbudowane w każdy modułów programowych. Nie wszystkie pomoce działają kontekstowo, lecz nie stanowi to w praktyce żadnej trudności.
Ponieważ możliwości pakietu Foundation Series są bardzo duże, wymaga on do pracy bardzo silnego komputera, który jest w stanie zapewnió odpowiednią szybkośó pracy. Mini-
|TT~
Rys. 4.
Rys. 5.
Rys. 6.
Rys. 7.
Elektronika Praktyczna 12/97
25
PROGRAMY
mum zalecane przez producenta to komputer PC z procesorem Pentium 120MHz, 32MB RAM (dla większych układów nawet 12SMB RAM}, wyposażony w dysk twardy o pojemności 2GB. Oprogramowanie po instalacji zajmuje od 60 do ponad 250MB, w zależności od wybranej konfiguracji. Większość bibliotek wykorzystywanych przezFoudation Seriesjeśt 32-bitowa, w związku z czym, do prawidłowej pracy pakietu niezbędny jest system operacyjny Windows 95 lub NT4.0.
Nowe oprogramowanie Xilinxa przedstawiliśmy z konieczności w dużym skrócie. Podczas pisania artykułu dysponowaliśmy przed-sprzedażną wersją pakietu, który nie był wyposażony w programator układów ISP. Według informacji zawartych w dokumentacji pakietu programator (identyczny z tym, który wchodzi w skład pakietu XACT Step - EP10/ 97} powinien wchodzić w skład zestawu.
Rys. 7.
Na koniec ważna informacja - do końca grudnia 1997 r. krajowy dystrybutor firmy Xilinx prowadzi promocyjną sprzedaż komercyjnych wersji pakietów Foundation Ssriss. Cena zestawu opisanego w artykule (bez VHDL} wynosi ok. 130USD netto, co sprawia, że jest on w chwili obecnej bezkonkurencyjny na rynku. Jeżeli weźmiemy dodatkowo pod
Rys. 9.
uwagę, że obniżono także ceny układów programowanych w systemie (seria XC9500}, okazuje się, że jest to oferta podwójnie korzystna... Piotr Zbysiński, AVT
Prezentowane oprogramowanie udostępniła redakcji firma Fibatex-Poi.
26
Elektronika Praktyczna 12/97
PROJEKTY
Modułowy komputer edukacyjny
kit AVT-399
Przedstawione w artykule
urządzenie to nie lada
"gratka" dla fanów techniki
mikroprocesorowej, zarówno
tych początkujących jak
i zaawansowanych.
Sterowników edukacyjnych na
łamach EP przedstawiliśmy
już kilka, żaden z nich nie
przedstawiał jednak tak
kompleksowego rozwiązania
wszystkich zagadnień
związanych z poznawaniem
i wykorzystywaniem
nowoczesnych
mikrokon trolerów
jednouMadowych.
Wieloletnie doświadczenie
autora w dziedzinie
programowania i uruchamiania
układów opańych na
popularnej rodzinie MCS-51
zaowocowało powstaniem
wielofunkcyjnego systemu do
nauki i poznawania tajników
mi kro pro ce soró w.
Poza wieloma walorami
użytkowymi, przedstawiony
układ potwierdza chyba
powiedzenie, że "nowoczesna
mikroelektronika nie musi być
tylko skomplikowana, może
być także piękna..."
Każdy elektronik wcześniej czy później styka się z tematami związanymi z techniką mikroprocesorową, nie każdy jednak przyjmuje ją bez trudu, często gubiąc się w plątaninie zer i jedynek.
Wychodząc na przeciw ogromnemu zainteresowaniu techniką mikroprocesorową, od kilku miesięcy na łamach naszego bratniego pisma EdW prezentujemy cykl artykułów tzw. szkoły mikroprocesorowej, których celem jest nauka podstaw obsługi i programo-w ania s terów nikó w j e dnoukł a do -wych. Praktyczne lekcje każdy początkujący może wykonać samodzielnie korzystając z prostego komputerka edukacyjnego, którego opis także znalazł się we wspomnianym cyklu artykułów. Zainteresowanie tym tematem przeszło nasze najśmielsze oczekiwania. W ciągu jednego miesiąca temat stał się "oczkiem w głowie" kilkuset naszych Czytelników.
Postanowiliśmy więc zaprezentować bardziej rozbudowany i zaawansowany układ, który nie tylko będzie doskonałym narzędziem do nauki i poznawania układów z rodziny MCS-51, lecz pozwoli także na stopniowe poznawanie nowych elementów architektury i peryferiów tych, jakże popularnych, układów. Zamiarem autora jest także wypełnienie "luk" w znajomości wielu interesujących układów scalonych, których praca
wiąże się nieodzownie z tematem mikiokontrolerów, a które zastosowano w przedstawionym rozwiązaniu zaawansowanego komputera edukacyjnego.
Budując z modułów nasze urządzenie, każdy będzie miał okazję zapoznać się z takimi tematami jak: przetworniki A/C i C/A, komunikacja SPI, I2C, RS232C, Centronics, obsługa pamięci nieulot-nych, układy PLD i EPLD, obsługa inteligentnych wyświetlaczy LCD i wiele innych. Dzięki zamieszczanym, w następnych numerach EP, przykładowym kodom źródłowym w asemblerze, pokażemy jak uporać się z wieloma problemami dotyczącymi np. obsługi interfejsów szeregowych, lub pseudo-wielowątkowego przetwarzania danych.
Przy tej okazji autor apeluje do zainteresowanych Czytelników o założenie w Intemecie "kącika dyskusyjnego", gdzie byłyby zbierane uwagi, omawiane problemy, a także prezentowane najciekawsze aplikacje dedykowane opisanemu systemowi mikroprocesorowemu.
Autor oczekuje na opinie o tym pomyśle, które można nadesłać listownie lub za pośrednictwem redakcyjnej skrzynki e-mai-lowej ([e-mail]). Wszystkie ciekawe pomysły i aplikacje stworzone przez Was, drodzy Czytelnicy, będą prezentowane na
30
Elektronika Praktyczna 12/97
Modułowy komputer edukacyjny
PŁYTKA BAZOWA
PERYFERIA I2C 5W KOMPUTER
+9V +. 4.
J. Ą Ą
I2C SPI
ILJ Ś!_!
KOMPUTER *5V, +12V, DRUKARKA -5V, -12V
RS232C
PŁYTKA EXT.
GNIAZDA SYSTEMOWE
PŁYTKA KIW
???????? ????????
oo ooooo oo ooooo oo ooooo oo ooooo
7-SEGM. LED 2x8ZNAKÓW
KLAWIATURA 28KLAW.
Rys. I. Schemat blokowy komputera.
łamach naszego pisma, jako kolejne rozszerzenia naszego komputera. Dlatego redakcja i autor gorąco zapraszają do współpracy. Przyjrzyjmy się zatem bliżej naszemu urządzeniu.
Opis systemu
Jak widać na zdjęciu, konstrukcja całego komputera jest modułowa. Dzięki temu każdy zainteresowany urządzeniem będzie mógł kolejno uruchamiać jego części składowe, stopniowo pogłębiając swoją wiedzę o poszczególnych segmentach sterownika. Dzięki odpowiedniej konstrukcji mechanicznej i zastosowaniu nowoczesnych elementów pomocniczych (tzw. galanterii elektronicznej), m.in. łączników i prowadnic, w prezentowanym rozwiązaniu obudowa stała się praktycznie zbędna. Brak konieczności stosowania, tak często spotykanych w konstrukcjach tego typu, drogich złącz i gniazd typu Eltra pozwolił na zmniejszenie kosztu wykonania kompletnego urządzenia. Jednocześnie znacznie łatwiejsze są ewentualne modyfikacje w konfiguracji systemu.
W przypadku kilku modułów serii AVT-399, w skład jednego
nnWIllilimimimiiiiiiil
KARTY ROZSZERZAJĄCE
wchodzi często kilka mniejszych bloków, które można kompletować stopniowo, korzystając jedynie z tej części, która jest akurat niezbędna. Sytuacja taka ma miejsce w przypadku płytki bazowej komputera oraz płytki klawiatury i wyświetlacza.
W kolejnych numerach naszego pisma będą przedstawione następujące układy rozszerzające naszego komputera:
- płytka wyświetlacza LED (2x8 pozycji) i klawiatury (28 klawiszy);
- płytka rozszerzająca, dzięki której będzie możliwe umieszczanie kart peryferyjnych naszego komputera; przedstawimy 2 rodzaje płytek rozszerzających, różniących się liczbą gniazd rozszerzeń (slotów).
W ramach prezentacji kart urządzeń peryferyjnych przedstawimy opisy:
- karty "multi IO" z dwukierunkowym portem Centronics;
- karty pułapek sprzętowych;
- karty nieulotnej pamięci wymiennej 256kB (spełniającą rolę dyskietki systemowej);
- karty szybkiego (lOOkHz), 8-kanał owego przetwornika A/C oraz C/A o rozdzielczości 8-bitów;
- karty częstościomierza z wbudowaną automatyką preskalera (wstępnego podziału);
- karty multimetru 3,5 cyfry z wykorzystaniem układu ICL7109 firmy Intersil (zastosowanie w systemach zbierania, przetwarzania i analizy danych);
- karty wejść izolowanych z możliwością tradycyjnego adresowania lub za pośrednictwem interfejsu I2C;
- karty z wyjściami przekaźnikowymi;
- karty z wyjściami typu otwarty kolektor;
- karty z modułem zegara czasu rzeczywistego opartej na popularnym układzie PCF8583;
- karty "krzemowego dysku" opartej na nowoczesnych pamięciach typu Flash - pozwalającej na zgromadzenie i przechowanie przez dowolnie długi okres max. 1MB informacji;
- karty z laboratoryjnym programatorem najpopularniejszych pamięci E/EPROM oraz testerem pamięci SRAM;
- karty emulatora 8-bitowych pamięci EPROM, od najmniejszych 2kB (2716) po 64kB (27512).
Dodatkowo dostępne będą uniwersalne karty rozszerzające (2 rodzaje), dzięki którym można będzie łatwo i szybko zmontować dodatkowy układ, po czym umieścić go w systemie bez tradycyjnej plątaniny kabli.
W ramach opisu wykorzystania wbudowanych w płytkę główną gniazd komunikacji poprzez interfejsy I2C oraz SPI, zaprezentujemy miniaturowe i tanie programatory nieulotnych pamięci, współpracujące z tymi interfejsami. Będą to:
- miniprogramator pamięci z interfejsem I2C, seria 24Cxx;
- miniprogramator pamięci z interfejsem Microwire, seria 93Cxx;
- układ komunikacji i obsługi pamięci z interfejsem SPI (układy: 25010..25640).
W efekcie każdy zainteresowany otrzyma urządzenie będące nie tylko doskonałym stanowiskiem laboratoryjnym do prowadzenia przeróżnych doświadczeń, ale przede wszystkim będącym kompendium wiedzy z zakresu konstrukcji i wykorzystania nowoczesnych układów cyfrowych i cyfrowo/analogowych.
Elektronika Praktyczna 12/97
31
Modułowy komputer edukacyjny
Wszystkie prezentowane moduły będą dostępne oddzielnie, jako płytki drukowane lub zestawy do samodzielnego montażu. Przy okazji prezentacji każdej z kart pokażemy przykładowe rozwiązania programowe, dzięki któ-
rym uruchomienie i obsługa znajdujących się na nich układów będzie bezproblemowa.
Na rys.l przedstawiono schemat blokowy całego urządzenia. Najistotniejszym elementem jest płytka bazowa komputera. Na niej
znajduje się mikroprocesor wraz z dekoderem adresowym oraz kilka opcjonalnych bloków: zewnętrzna pamięć programu i danych, układ generacji sygnału Reset, układ konwersji poziomów TTL na standard RS232c, "podręczny"
Rys. 2. Schemat elektryczny układu.
32
Elektronika Praktyczna 12/97
Modułowy komputer edukacyjny
stabilizator +5V/500mA oraz konwerter +5V/-5V. Z tej płytki wyprowadzone są wszystkie sygnały procesora w postaci systemowej szyny. Dodatkowo, na płytce tej znajduje się gniazdo do dołączenia zewnętrznego, tekstowego wyświetlacza LCD.
W roli mikrokontrolera sterującego pracą zestawu może pracować dowolny układ z serii MCS-51 w obudowie DIP40. Możliwe jest także, po niewielkich przeróbkach, stosowanie nowej rodziny procesorów opartych na architekturze AVR typu RISC, lansowanej przez firmę Atmel - czołowego producenta wielu ciekawych odmian kontrolerów tej rodziny.
Na płytce bazowej znajdują się także gniazda z wyprowadzonymi sygnałami interfejsów: I2C, SPI oraz gniazdo RS232c, poprzez które mogą być ładowane programy do pamięci zewnętrznej sterownika. Z pewnością interesujący dla niektórych Czytelników będzie fakt, że dzięki kanałowi SPI możliwe jest także ładowanie ("downloading") programu do pamięci wewnętrznej niektórych odmian procesorów MCS-51, co zwalnia z konieczności wyjmowania procesora z podstawki systemu w celu jego zaprogramowania.
Drugim, często niezbędnym elementem w komunikacji między użytkownikiem a systemem jest płytka klawiatury i wyświetlacza (w skrócie KiW). Układ umożliwia wlutowanie aż 28 klawiszy, z czego 24 są odczytywane w konfiguracji matrycy, zaś odczyt czterech pozostałych jest możliwy bezpośrednio. Dodatkowo, w zależności od potrzeb, użytkownik może zainstalować do 16 siedmio-segmentowych wyświetlaczy LED ustawionych w dwóch liniach po 8 znaków. W razie potrzeby użytkownik ma możliwość zrezygnowania z prądożernych wyświetlaczy LED i zastosowania dowolnego wyświetlacza tekstowego LCD. Ważne jest, aby był on zgodny na poziomie sterowania z popularnym układem HD44780. Fizycznie płytka KiW jest dołączana od frontu do płytki bazowej, co w konsekwencji korzystnie wpływa na komfort pracy z całym urządzeniem.
Jeżeli chcemy rozszerzyć możliwości sterownika i w sposób wy-
OFFFh 1OOOh
7FFFh
godny dołączyć dodatkowe peryferia, z pewnością przyda się płytka rozsze- OOOOh rzająca (w skrócie Ext).
Dzięki umieszczonym w odpowiedniej odległości gniazdom z wyprowadzoną szyną systemu, możliwe 200011 jest proste dołączenie dodatkowych kart. Te ostatnie są wkładane pionowo (podobnie jak w kompute- 3FFFh rze PC), a prawidłowe ich umocowanie zapewniają z dwóch stron prowadnice, bardzo wygodny element zestawu. Gniazda posiadają wyprowadzone 4 dodatkowe szyny zasilające, do których może być doprowadzone z zewnątrz wymagane w danej aplikacji napięcie. Płytka rozszerza- Rys. 3. jąca zawiera także wluto-wane gniazdo typu DB25F, dzięki czemu za pomocą opcjonalnej karty multi I/O jest możliwe drukowanie danych (współpraca z drukarką) lub odbieranie ich z komputera PC lub innego systemu (emulacja drukarki). Konstrukcyjnie karta rozszerzeń może być łatwo umieszczona ponad płytką bazową z wykorzystaniem odpowiednich dystansów. Dzięki temu, w fazie uruchamiania jakiejś karty rozszerzającej, użytkownik ma łatwy dostęp do testowanego układu.
Wszystkie karty rozszerzające są wykonane w ustalonym przez autora standardzie. O ile ich wysokość może być dowolna, to szerokość jest stała i wynika z rozstawu zastosowanych prowadnic. Dzięki temu, że w płytce Ext znajdują się gniazda żeńskie, konstrukcja karty rozszerzającej jest prostsza. Karty są wykonywane w wersji dwustronnej, a na krawędzi złącza lutowane jest z obu stron dwurzędowe złącze typu goldpin (2x25 pin). W ten sposób wkładanie i wyjmowanie całej karty trwa kilka sekund i nie nastręcza żadnych trudności.
Na koniec wstępnego opisu całego systemu nie sposób zapomnieć o oprogramowaniu. Prezentowany system jest bardzo elastycznie konfigurowany i użytkownik może pracować praktycznie z dowolnym procesorem serii MCS-51, tak z zewnętrzną, jak
CPU ROM
4kB
4kB
8kB
16kB
EXT. MEMORY (PSEN&RD)
m-in
OOOOh
eoooh
8kB
32kB
/
E3CT. MEMORY
& eo
DFFh
8kB
7FFFM______.
9FFFh AOOOh
BFFFh COOOh
CFFFh
DOOOh
DFFFh EOOOh
EFFFh FOOOh
FFFFh
r
8kB 6264 t{ UJ W J

LCD SW1-4
1/03 SW1-3
1/02 SW1-2
I/O1
Mapa pamięci komputera.
i wewnętrzną pamięcią programu. Dzięki pomysłowemu dekoderowi adresowemu, np. za pomocą tylko jednej zwory jest możliwa także praca z obiema pamięciami jednocześnie. W związku z tym byłoby nierozsądne proponować zainteresowanym Czytelnikom np. zaprogramowany i zabezpieczony przed odczytem mikroprocesor, szczególnie, że w zależności od potrzeb jego rodzaj także nie jest z góry określony. Wychodząc naprzeciw temu postulatowi, postanowiliśmy zamieszczać krótkie listingi najważniejszych procedur, które będą publikowane przy okazji prezentowania kolejnych klocków naszego komputera. W ten sposób każdy będzie mógł wykorzystać i wprowadzić kod danej procedury do pamięci EPROM lub do używanego mikrokontrolera, jeżeli zajdzie taka potrzeba. W ten sposób powiększając bibliotekę programową możliwe będzie skompletowanie niejako całego systemu operacyjnego, który będzie w stanie obsłużyć wszystkie opisane elementy urządzenia. Dodatkową korzyścią wynikającą z krótkiej analizy listingów będzie możliwość zapoznania się z samym kodem źródłowym danej procedury - a jest to często bardzo cenną informacją dla początkujących lub średni ozaawansowanych programistów.
Zapisane w postaci źródłowej procedury można będzie prze-
Elektronika Praktyczna 12/97
33
Modułowy komputer edukacyjny
kształcić do postaci wykonywalnej za pomocą dowolnego kompilatora na procesory rodziny MCS-51. Jeżeli niektórzy z was nie posiadają takiego programu, a przynajmniej nie chcą nabywać dość drogich licencjonowanych wersji, proponujemy nabycie i zapoznanie się z prostym, lecz bardzo wygodnym kompilatorem autora. Krótki opis oraz zasady nabycia dyskietki z tym programem można znaleźć w naszym bratnim piśmie EdW 11, 12/97. Dla tych z Czytelników, którzy nie chcą oprogramowywać systemu od początku, autor przewidział krótką wersję programu monitor, którą można będzie nabyć w postaci zaprogramowanej pamięci EPROM 27C64. W zapisanym w niej programie monitora zawarte będą wszystkie niezbędne procedury: obsługi wyświetlacza i klawiatury, portów transmisji szeregowej oraz pozwalające np. na załadowanie nowo utworzonego programu wprost z komputera
PC do systemu i uruchomienie go. Monitor zawierać będzie także podstawowe procedury arytmetyczne działające na liczbach 3 2-bitowych. Dzięki temu pisanie uciążliwych procedur obliczeniowych zostanie wyeliminowane, a programista będzie mógł skupić się na właściwej części programu. Dodatkowo, w kodzie monitora zawarta będzie większość procedur obsługi prezentowanych urządzeń peryferyjnych: kart rozszerzeń czy wyświetlacza LCD. Konstrukcja programu monitora umożliwi wyprowadzenie wektorów wszystkich przerwań w obszar bezpośrednio dostępny dla użytkownika (do zewnętrznej pamięci programu), dzięki czemu możliwa będzie ingerencja w cały system przerwań używanego mikrokontrolera.
Płytka bazowa kit AVT-399/l
Prezentację poszczególnych bloków komputera rozpoczynamy od płytki bazowej. W zasadzie
�POWER* "SPT
O O
�
000000000000006
oooo
o
SYSTEM BUS l_Pl_P
1
Rys. 4. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.
można ją traktować jako autonomiczny sterownik wykorzystujący praktycznie dowolny mikrokontro-ler serii MCS-51. Jak wspomniano we wstępie, znajdują się tu wszystkie tradycyjne elementy zewnętrznej architektury 8051, które w wybranej konfiguracji można będzie wykorzystywać lub nie.
Schemat elektryczny płytki bazowej przedstawiono na rys.2. Elementem centralnym jest oczywiście mikroprocesor Ul. Chociaż na schemacie pokazano wersję kontrolera 80C52, która jest rozbudowana o port SPI oraz pamięć EEPROM, to w roli Ul mogą pracować także inne mutacje '51, np.: 80C51 (także wersje FA, FB, FC), 80C52, 87C51, 87C52, 89C51, 89C52, 89LV51, 89LV52, 89C55, 89S8253, 87C54, 87C58, 87C504, 87C508, 87C524, 87C528, 80C652 i 80C654. Procesor Ul ma do dyspozycji układ zatrzasku młodszej części 16-bitowej szyny adresowej - U6. Jego zastosowanie jest niezbędne, jeżeli procesor ma współpracować z zewnętrznie adresowanymi peryferiami, w tym zewnętrzną pamięcią danych czy programu. Dzięki zworze JPl możliwy jest wybór jednego z tych trybów pracy kontrolera Ul. Zwarcie do masy wyprowadzenia 31 Ul powoduje odłączenie wewnętrznej pamięci programu procesora (jeżeli taka istnieje), zwarcie z zasilaniem uaktywnia jednoukłado-wy tryb pracy procesora.
Na płytce bazowej przewidziano dwie podstawki na zewnętrzne pamięci ROM oraz RAM. Na schemacie elektrycznym elementy te widoczne są jako U7 - pamięć programu oraz U8 - pamięć danych. Zastosowanie jednej z nich lub obu jest oczywiście opcjonalne. Dzięki zestawowi zworników: JP5, 6 i 7 użytkownik może także wybrać typ zastosowanej pamięci, tak U7, jak i U8. Możliwe jest użycie pamięci w wersji EPROM 27C64, 27C128, 27C256, EEPROM 28C256, SRAM 6264, 62256, lub typowych NVRAM, np. firmy Dal-las, tak w konfiguracji pamięci danych jak i zewnętrznej pamięci programu.
W wersji podstawowej systemu, w wypadku użycia kontrolera np. 80C652 (bez ROM, wbudowany I2C), jako U7 można użyć pamięci 27C64 z zapisanym w niej
34
Elektronika Praktyczna 12/97
Modułowy komputer edukacyjny
programem ładującym ("loader"), natomiast jako U8 pamięci SRAM 62256, pracującej w konfiguracji zewnętrznej pamięci danych i programu (iloczyn sygnałów RD & PSEN). Generalnie układ w podstawce U7 będzie obsługiwany w zakresie adresów 0000h..7FFFh, natomiast układ U8 w zakresie adresów z drugiej połowy 64kB przestrzeni adresowej: 8000h..FFFFh.
Rolę dekodera adresowego pełni programowalny układ PLD typu G20V8 - U5. Zapisany w nim układ kombinacyjny pozwala na dość szerokie możliwości konfiguracji całego systemu w zależności od potrzeb użytkownika. Do ustalenia interesujących nas obszarów adresowych służy zespół 4 przełączników konfigurujących w postaci dip-switcha SWl, umieszczonego na płytce bazowej tuż obok układu GAL.
Aby wyjaśnić zasadę podziału całego 64-kB obszaru adresowego procesora Ul przyjrzyjmy się rys.3. Przedstawiono na nim mapę pamięci naszego komputera. Dzięki logicznemu podziałowi oraz możliwości konfiguracji dekodera możliwych jest kilka trybów pracy systemu, oto one:
X Przypadek kiedy procesor Ul pracuje w trybie z wewnętrzną pamięcią programu, możliwe adresy to przeważnie: OOOOh..OFFFh (dla kości z 4kB ROM - np. 87C51, 89C51 i podobne), OOOOh..lFFFh (z 8kB - np. 87C52, 89C52, 89S8252), OOOOh..3FFFh (z 16kB
- np. 87C51FB, 87C504, 87C524) oraz 0000h..7FFFh (z 32kB - np. 87C51FC, 87C528). W takim przypadku pin EA Ul jest zwarty do +5V, o czym wie także dekoder U5 - pin 23. Pamięć znajdująca się w podstawce U7 pracuje jako zewnętrzna pamięć danych. W wypadku zastosowania kostki SRAM z 8kB (6264), możliwe jest relo-kowanie jej w obszarze górnym -adresy OOOOh..lFFFh, lub dolnym
- 6000h..7FFFh. Możliwe jest to za pomocą przełącznika SWl-1, jak pokazano na rys.3.
Jeżeli chodzi o pamięć umieszczoną w podstawce U8, to pracuje ona jako zewnętrzna pamięć programu lub danych procesora, aktywowana iloczynem sygnałów / RD & /PSEN w obszarze adresowym: 8000h..BFFFh. W obszarze C000h..FFFFh pamięć jest aktywo-
wana jedynie syg- Listing 1. nałem /PSEN, czyli pracuje jak zewnętrzna pamięć programu procesora Ul.
X Drugi przypadek, kiedy procesor Ul pracuje tylko z zewnętrzną pamięcią programu, wtedy końcówka 31 - Ul oraz 23 - U5 (dekodera) zostają zwarte do masy. W takim trybie układ U7 widziany jest jako zewnętrzna pamięć programu lub danych. Można więc wtedy umieścić np. program ładujący w pamięci EPROM i umieścić go w podstawce pod U7, co pozwoli na prawidłowy start systemu. Obsługa górnego bloku pamięci (U8) pozostaje bez zmian - jest to przedłużenie pamięci U7. Również bez zmian pozostaje sprawa kon-figurowania obszarów 101, 2 i 3. '---------
X Przypadek
pracy z obydoma pamięciami: wewnętrzną i zewnętrzną jest oczywiście realizowany w sytuacji, kiedy pamięć U8 stanowi logiczne przedłużenie wewnętrznej pamięci programu mikrokontrolera.
Pierwsze 256 adresów górnego bloku 32kB pamięci - adresy: 8000h..80FFh - jest przeznaczone na umieszczenie zewnętrznej tabeli wektorów przerwań. Dzięki temu programista, korzystający z gotowego monitora umieszczonego np. w pamięci EPROM, może korzystać z przerwań zajętych np. obsługą wyświetlacza i klawiatury, znajdujących się na płytce KiW. W takim przypadku program powinien być kompilowany od obszaru 8000h, ze skokiem typu "LJMP Start" na początku, czyli pod adresem 8000h. Każdy wektor w tablicy zajmuje 4 bajty
Name Dekoder płyty glc >Wne] SYS8252;
Part no U5;
Revi sio Q 2;
Desi gne r Sławomir Surowins iki;
Comp any dla AVT;
Devi ce g20v8;
Form at
/** We jscia dekodera adresom (ego ��/
Pin 11 1= PSEN; /� wejść ie sygnału PSEN "f
Pin 21 1= A15; /* linia adresowa A15 H f
Pin 31 1= A14; /� linia adresowa A14 */
Pin 41 1= WR; /� sygna ł /WR procesora *�/
Pin 51 1= RD; /� sygna ł /RD procesora ")
Pin 61 1= A13; /* linia adresowa A13 ii
Pin 71 1= SWl; /� wejść ie li zwomika SWl i/
Pin 81 1= SW2; /* Wejście 2 1 zwomika SWl *'J
Pin 91 1= SW3; /� wejść ie 3 1 zwomika SWl '"7
Pin 10 = SW4; /� wejść ie 4 1 zwomika SWl *./
Pin 11 = AO; /* linia adresowa AO * I
Pin 14 = A12; /* linia adresowa A12 " i
Pin 23 = EA; /� wejsc ie poziomu na pinie 31-U1 */
/** Wyjścia dekodera adresom (ego ��/
Pin 22 = OEROM; /� sygna ł /OE układu U7 �/
Pin 21 = CEROM; /� sygna ł /CE układu U7 �/
Pin 16 = CERAM; /� sygna ł /CE układu U8 �/
Pin 20 = OERAM; /� sygna ł /OE układu U8 �/
Pin 19 = LCD; /� sygna ł Elwyświetlacza LCD �/
Pin 17 = 101; /� dekod owanie adresów; FOOOh-FFFFh * /
Pin 15 = 102; /� dekod owanie adresów; EOOOh-EFFFh * /
Pin 18 = 103; /� dekod owanie adresów; DOOOh-DFFFh �/
/** Row nania "/
101 = !A15 # !A14 # !A13 # !A12;
102 = !SW2 # !(A15 & A14 L = A13 & !A12);
103 = !SW3 # !(A15 & A14 L = !A13 & A12);
104 = !SW4 # !(A15 & A14 L = !A13 & !A12);
LCD = !(RD # 104) # ! (AO tt WR # 104);
pD = (. A14 # !A13 # ! A12) L, ( !A14 # !A13 # A12) ;
pE = A15 # SWl;
pA = !SW1 # pD # A15;
OEROM = (EA # PSEN) & ED;
CEROM = pA & pE;
OERAM = (A15 L, A14 # RD) L, PSEN;
CERAM = !(A15 & !A14
A15 & A14 & ! A13 & !A12 & !SW4 #
A15 & A14 & ! A13 & A12 & !SW3 #
A15 & A14 & A13 & !A12 & !SW2);
Chip Di agram
1 Dekoder --------1
PSEN X- 11 24 l-x Vcc
A15 x- 12 23 l-x EA
A14 x- 13 22 l-x OEROM
WR X- 14 21I-X CEROM
RD X- 15 20 l-x OERAM
A13 X- 16 19 l-x LCD
SWl X- 17 18 l-x 103
SW2 X- 18 17 l-x 101
SW3 X- 19 16l-x CERAM
SW4 X- 110 15l-x 102
AO X- 111 14 l-x A12
GND X- 112 13 l-x
począwszy od adresu 8003h, tak jak to ma miejsce w pierwotnej tablicy każdego procesora z rodziny MCS-51. Dokładny opis monitora zostanie przedstawiony przy okazji prezentacji oprogramowania standardowego systemu.
Obszar pomiędzy adresami COOOh..CFFF jest zarezerwowany dla wyświetlacza LCD. Aktywacja obsługi wyświetlacza, a przy tym wyłączenie tej części pamięci, która znajduje się w podstawce U8, odbywa się za pomocą przełącznika SWl-4 (pozycja "ON"). Sygnały RW i RS tego wyświetlacza są sterowane za pomocą linii adresowych AO i Al. Upraszcza to maksymalnie obsługę i zapis do odpowiednich rejestrów sterujących i danych wyświetlacza. Znaczenie poszczególnych adresów jest następujące:
Elektronika Praktyczna 12/97
35
Modułowy komputer edukacyjny
- COOOh - zapis instrukcji (RW=0, RS=0);
- COOlh - odczyt flagi zajętości oraz bieżącego adresu w DDRAM (RW=1, RS=0);
- C002h: zapis danej (RW=0, RS=1),
- C003h - odczyt danej spod bieżącego adresu w DDRAM (RW=1, RS=1).
Jeżeli nie używamy w systemie wyświetlacza LCD, SWl-4 powinien być w pozycji "OFF".
Przestrzeń adresowa procesora jest dodatkowo podzielona (przez U5) na trzy obszary po 4kB o adresach D000h..DFFFh (103), EOOOh..EFFFh (102) oraz FOOOh..FFFFh (101). Dwa pierwsze mogą być, podobnie jak LCD, aktywowane lub dezaktywowane za pomocą przełączników 2 i 3 dip-switcha SWl. W przypadku włączenia (pozycja "ON") któregoś z nich, uaktywniony zostaje odpowiadający mu sygnał IOx, jak p okazano na rys. 3. Sygnały te (I Ol..103) są przeznaczone do dowolnego wykorzystania jako częściowo zdekodowane obszary pamięci po 4kB w przestrzeni adresowej zewnętrznej pamięci danych procesora. Mogą z nich korzystać dekodery adresowe umieszczone np. na kartach rozszerzających. Należy zauważyć, że wraz z uaktywnieniem jednego z trzech sygnałów IOx zostaje "zasłonięty" (wyłączony) odpowiadający mu obszar pamięci SRAM umieszczonej w podstawce U8. Dzięki temu, podczas obsługi urządzeń peryferyjnych umieszczonych w obszarach IOx nie wystąpi konflikt danych na szynie danych procesora w wypadku żądania przezeń odczytu. Obszar o adre-
+5V|oo||
IM) POI
"* JP7
*sv[
ue
SW1-1 PROG.MEH SW1-2 \IO2 ENA. SW1-3 I/O3 ENA. SW1-4 LCD ENA.
EXT. CLOCK
gfi] JP2
ŚBUS-RESET
Rys. 5. Rozmieszczenie przełączników konfiguracyjnych.
sach FOOOh..FFFF jest na stałe przypisany sygnałowi 101 i nie jest możliwe przeznaczenie go na obsługę pamięci U8.
Wykorzystanie dedykowanego dekodera U5 jest oczywiście opcjonalne, użytkownik może sam zdefiniować, w zależności od potrzeb, swój podział przestrzeni adresowej procesora, po czym zaprogramować własny układ typu PLD. Dla ułatwienia analizy i modyfikacji dekodera, na list. 1 przedstawiony jest opis struktury układu U5 w języku CUPL.
Na płytce bazowej umieszczono także małą przetwornicę napięcia +5V na -5V, której zastosowanie może być niezbędne w przypadku użycia wyświetlacza LCD w wersji z ujemnym napięciem polaryzującym. Rolę tę pełni układ U9, który z wykorzystaniem tylko jednego kondensatora elektrolitycznego C17 zmienia polaryzację napięcia podanego na wejście V+ (pin 8). Zwora JP8 pozwala na przełączenie końcówki regulacji kontrastu wyświetlacza LCD pomiędzy napięciem +5V a -5V. Potencjometr montażowy Pl służy do regulacji kontrastu wyświetlanych znaków.
Elementy Xl, Cl i C2 stanowią zewnętrzny obwód oscylatora procesora Ul. Zamiast niego można także za pomocą zwory JP2 dołączyć drugi generator zbudowany za pomocą zlinearyzowanych bramek NAND - U3b i c oraz C4 i rezonatora X2. Dzięki temu, że generowany w ten sposób sygnał ECLK jest wyprowadzony na złącze systemowe Zl, może być także wykorzystany do synchronizacji pracy kart rozszerzających umieszczonych w płytce EXT (patrz rys.l).
Końcówka RESET procesora Ul jest sterowana za pośrednictwem bramki U3a z dwóch źródeł sygnału zerowania. Pierwszy to ręczny reset realizowany za pomocą włącznika chwilowego Kl. Elementy C3 i Rl ustalają stałą czasową wysokiego poziomu na wyjściu U3a, który realizuje poprawnie wyzerowanie procesora Ul. Dodatkowo, system może być re-startowany przez podanie poziomu niskiego na linię dołączoną do końcówki 3 gniazda G3. Ten ostatni sposób wykorzystywany jest m.in. przy okazji tzw. "dow-
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
Rl: 8,2kQ
R2, R3: 470O
R4, R5: 300O..360O
R6, R7: 3kQ
R8: 7,5kQ..l lkO
Pl: lOkO potencjometr
montażowy
RP1: 4,7kQ..22ka R-pack SIP8
Kondensatory
CL C2: 3O..33pF
C3, C5..C9, 016,017: 10jiF/16V
C4: lnF
C10..C12, C15, C19..C25, C27,
C28: lOOnF
C13, C26: 47^F/10V
Cl4: 220|iF/ó,3V
C18: 470|iF/16V
Półprzewodniki
Ul: patrz tekst (80C5L 80C52)*
U2: 74LS125, 74ALS125
U3: 74LS00, 74ALS00
U4: MAX232, ICL232
U5: G20V8 (zaprogramowany
AVT399/1)*
Uó: 74HCT573, 74LS573, 74ALS573
U7: patrz tekst (27C64
zaprogramowana MON399)*
U8: patrz tekst (62256)"
U9: ICL76Ó0
VR1: 7805
Dl: 1N4148 lub podobna
D2: LED (np. zielona)"
D3: LED (np. czerwona)"
D4: 1N4001, BYP401-50 lub
podobna
Różne
Xl: patrz tekst (1L0592 MHz)"
X2: patrz tekst
Kl: miniprzełącznik monostabilny
LI: 220^H..330jiH
SWl: dip-switch 4-pozycyjny
Gl: DB9/M kątowe do druku
G2, G3: gniazdo mini DIN-6
G4: złącze ARK2
ZL 12, JPÓ, JP7: odcinki 2-
rzędowej listwy "goldpin"
JP1, JP2, JP3, JP4, JP5, JP8, JP9:
jw. lecz listwy 1-rzędowe
jumpery: 9 szt.
płytka drukowana AVT-399/l
podstawki pod układy scalone,
w tym precyzyjne pod Ul, U7 i U8
Uwaga: w zestawie AVT-399/l w wersji "6" znajdują się elementy wymienione w nawiasach. Rezonator X2 nie wchodzi wskiad tego zestawu.
36
Elektronika Praktyczna 12/97
Modułowy komputer edukacyjny
nlo a dingu" czyli pr o gram o w ania procesora (np. 89S8252) poprzez interfejs szeregowy SPL Algorytm programowania przewiduje w tym przypadku konieczność utrzymania końcówki RESET Ul w stanie wysokim, co realizuje zresztą taki właśnie układ z bramką U3a.
Zadaniem bramek trój stanowych U2a, bid jest buforowanie zewnętrznych, dołączonych do G3 sygnałów SPI, co zabezpiecza procesor przez bezpośrednim uszkodzeniem w przypadku przepięć na liniach interfejsu. Warto zauważyć źe bramki te są aktywne tylko w trybie "downloading", czyli kiedy sygnał MRST przyjmuje poziom niski. Czwarta bramka U2c została wykorzystana na sterowanie diodą LED D2, której zadaniem jest wizualizacja procesu programowania procesora Ul. Wejście tej bramki jest dołączone do linii zegarowej interfejsu SPI (SCK).
Linie P16 i P17 procesora Ul zostały dodatkowo wyprowadzone do gniazda G2 - I2C. W przypadku użycia procesora z zaimplemento-wanym takim interfejsem (80C652, 80C654), gniazdo G2 może służyć do dołączania urządzeń peryferyjnych w tym s tandar dzie. Doda tko -wo, na oba gniazda G2 i G3 wyprowadzono +5V oraz masę, co pozwala na zasilanie niewielkich układów peryferyjnych lub doprowadzenie napięcia zasilającego płytę bazową, kiedy nie korzystamy ze stabilizatora VRl.
Jako ten ostatni zastosowano monolityczny stabilizator 78 05. Wraz z kondensatorami od strony pierwotnej Cl8 i Cl2 oraz wtórnej Cl4 i Cl5 układ ten jest podręcznym zasilaczem przeznaczonym głównie na potrzeby zasilania płytki bazowej (w maksymalnej konfiguracji) oraz płytki klawiatury i wyświetlacza (KiW). Dioda D4 zabezpiecza układ przed przypadkowym odwróceniem polaryzacji napięcia zasilającego. Do gniazda G4 można doprowadzać napięcie wyprostowane w zakresie 9..14YDC lub oczywiście sta-
bilizowane z zewnętrznego zasilacza. Dioda D3 sygnalizuje świeceniem włączenie zasilania całego systemu.
Ostatnim elementem płytki bazowej jest konwerter poziomów sygnałów a synchronicznej transmisji szeregowej - układ U4. Jego rolę spełnia popularny układ MAX232, dzięki któremu, oraz kilku kondensatorom elektrolitycznym, sygnały o poziomach TTL są konwertowane na sygnały zgodne ze specyfikacją złącza RS232c. Dzięki temu układ można bezpośrednio wykorzystać do podłączenia komputera nadrzędnego, np. PC. W tym celu na płytce umieszczono także męskie złącze typu DB9 - Gl. Ponieważ zastosowanie
układu konwersji jest opcjonalne, sygnały TXD oraz RXD procesora można w razie potrzeby odłączyć od U4 za pomocą zworników JP3 i JP4.
Montaż układu
Cały układ elektryczny modułu bazowego umieszczono na dwustronnej płytce drukowanej z metalizacją otworów. Rozmieszczenie el em entó w pr z eds ta wi a ry s. 4.
W zależności od potrzeb, można zamontować komplet elementów lub tylko wybrane części modułu. Pod pamięci U7, U8 oraz procesor Ul warto zastosować dobrej jakości podstawki precyzyjne. W układzie modelowym także rezonatory kwarcowe Xl i X2 wyposażono w podstawki wykonane
z odcinków złączy precyzyjnych o standardowym rozstawie 100 mils (2,54mm). Nie mając takich złączy, można wykorzystać przycięte do 3 końcówek, kawałki z podstawki precyzyjnej np. DIP-8. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwa jest wygodna i szybka wymiana dowolnego rezonatora, w zależności od potrzeb danej aplikacji i wersji zastosowanego procesora Ul. Rezonatory przed włożeniem powinny mieć zgięte pod kątem prostym końcówki, co umożliwi umieszczenie ich w pozycji poziomej. Stabilizator VRl także umieszczono w pozycji horyzontalnej, dodatkowo przykręcając go śrubą M3 do płytki drukowanej .
Jako złącze pod wyświetlacz LCD Z2 należy wykorzystać odcinek podwójnej listwy dwurzędowej typu "goldpin" 2x7. Podobnie jest wykonane złącze Zl, służące do dołączenia płytki rozszerzającej, tym razem należy zastosować "goldpin" 2x25 pinów. Tuż poniżej Zl _| znajduje się lus-r trzane odbicie złącza systemowego Zl, przeznaczone do bezpośredniego dołączenia płytki KiW, którą omówimy w następnym numerze EP. W miejsce to należy wlutować poziome gniazdo 2x25 pod typowe złącze "goldpin".
Jako drabinkę RPl można użyć SIP-8, a w przypadku większej liczby rezystorów w matrycy, SIP-9 lub SIP-10, zbędne końcówki należy po prostu odciąć, zwracając uwagę, aby przypadkowo nie wykonać tego z niewłaściwej strony drabinki i nie odcinać wspólnej elektrody wszystkich rezystorów. Na płytce drukowanej, tuż pod układem scalonym dekodera U5, znajdują się nie pokazane na schemacie otwory, przeznaczone pod opcjonalne zwory, dzięki którym możliwe jest doprowadzenie linii adresowych A8..A11 do wejść
Elektronika Praktyczna 12/97
37
Modułowy komputer edukacyjny
dekodera U5 (odpowiednio końcówki: 7, 8, 9 i 10) zamiast dip-switcha SWl. Linia A12 jest standardowo zwarta z wejściem 14 dekodera, jak pokazano na schemacie elektrycznym. Dzięki temu, w przypadku chęci wykonania odmiennego dekodera adresowego niż proponowany w artykule, możliwe jest wykorzystanie tych dodatkowych linii adresowych procesora Ul, bez wykonywania kłopotliwych połączeń ky-narem na spodniej stronie płytki drukowanej. Jeżeli chcemy wykorzystać zaprezentowany dekoder U.5, dodatkowe punkty należy pozostawić niedołączone.
Podczas obsadzania płytki bazowej pomocny będzie rys. 5, opisujący znaczenie poszczególnych zworników na płytce drukowanej. W przypadku nabycia EPROM-u z programem monitora
MON3 99, do prawidłowego uruchomienia płytki bazowej niezbędna będzie płytka KiW, której opis zamieścimy w następnym numerze EP.
Niecierpliwym autor proponuje wykorzystanie dowolnego wyświetlacza LCD zgodnego programowo ze sterownikiem HD44780, posiadającego co najmniej 2 linie po 16 znaków. Wyświetlacz taki należy dołączyć do złącza Z2, zwracając uwagę na wyprowadzenia. Następnie, w zależności od wersji, należy za pomocą zworni-ka JP8 doprowadzić odpowiednie napięcie polaryzujące wyświetlacz do wejścia regulacji kontrastu Vo. Do testu jako Ul można zastosować dowolny procesor zgodny z 80C51, pamiętając aby zewrzeć pin 31 Ul do masy (zwornik JPl). Wystarczy jeszcze w podstawce pod Xl umieścić rezonator o war-
tości najlepiej z przedziału 10..12MHz (np. ll,0 5 92MHz), a pamięć EPROM z monitorem w podstawce pod U7, konfiguru-jąc następujące zworniki: JP10 -rozwarta, JP6 oraz JP7 w pozycji do +5V. Przełączniki SWl należy ustawić w pozycji: 1, 4 - ON, a 2, 3 - OFF. Teraz można układ zasilić, podając napięcie do gniazda G4. Na wyświetlaczu powinien pojawić się komunikat powitalny: "* MONITOR AVT399 *". W wypadku jego braku należy najpierw sprawdzić kontrast wyświetlacza LCD, regulując napięcie Vo potencjometrem Pl tak, aby napis był wyraźny.
Dalsze uruchomienie pozostałych elementów układu będzie możliwe po zastosowaniu płytki KiW, której opis przedstawimy w kolejnym artykule. Sławomir Surowiński, AVT
Elektronika Praktyczna 12/97
PROJEKTY
Modem radiowy
kit AVT-355
Wszystko wskazuje na to,
że w końcu XX wieku
nastąpi również zmierzch
tradycyjnej techniki
analogowej w łączności
radiowej.
Łączność foniczna jest
bardziej podatna na
zakłócenia w porównaniu
z transmisją cyfrową.
MINI MODEM
TTWNSCEWER
ol_jo
^ RX



Rys. 1. Sposób podłqczenia modemu.
Duża dostępność komputerów osobistych spowodowała, źe krótkofalowcy bardzo chętnie wykorzystują je do łączności cyfrowych, takich jak: CW, RTTY, SSTV, FAX, PACKET RADIO. Nawiązywanie wymienionych łączności wymaga posiadania - obok urządzenia nadawczo-odbiorczego (tiansceivera) i komputera z oprogramowaniem - także modemu (dwukierunkowego sprzęgu pomiędzy tymi urządzeniami). Modemy do emisji cyfrowych łącznie ze specjalizowanym (licencjonowanym) oprogramowaniem są sprzedawane przez liczne zachodnie i krajowe firmy (wystarczy poczytać ogłoszenia w prasie specjalistycznej). Oprócz tych dość skomplikowanych modemów - sprzętowych kontrolerów transmisji krótkofalowcy często wykorzystują również uproszczone modemy wraz z powszechnie dostępnymi pr o gr am ami share w ar e.
Na łamach naszego pisma był już zamieszczany opis jednego z takich modemów (EP 6/94), dostępnego w sprzedaży jako kit AVT-177. Był to modem bardzo uproszczony, a więc o ograniczonych zastosowaniach. Spełniał on swą rolę w warunkach prawie idealnie czystego sygnału odbieranego, czyli głównie na pasmach UKF. W praktyce jednak odbiór sygnałów
KF odbywa się z zakłóceniami, których głównych źródłem jest duża liczebność użytkowników pasm radiowych. Poniżej zamieszczamy opis wykonania modemu o zbliżonej konstrukcji i zasadzie działania do popularnego AYT-177, ale wyposażonego w dodatkowe filtry, które znacznie poprawiają jakość i pewność łączności.
Opis układu
Na rys. 1 przedstawiono sposób podłączenia niezbędnych ele-m entów sy s temu ti ansmi syj ne g o, zaś na rys. 2 kompletny schemat elektryczny modemu radiowego. Jest on zasilany bezpośrednio ze złącza V.24 i nie wymaga dodatkowego napięcia zasilania dla poczwórnego wzmacniacza operacyjnego USl TL064. Układ jest zasilany z wyjść RTS (ang. Reąuest To Send) i DTR (ang. Data Terminal Ready) złącza RS232 komputera PC. Zakres napięć w sam raz pasuje do wzmacniacza operacyjnego i wynosi w szczytach: -15..+15Y. Aby uniezależnić się od polaryzacji napięcia na RTS i DTR zastosowano mostek Graetza zestawiony z czterech diod D1..D4.
S y gn ały sinus oi d aln e małej częstotliwości z gniazda głośnikowego (słuchawkowego) odbiornika są podawane na pierwszy wzmacniacz operacyjny, a następnie podlegają filtracji w filtrze aktywnym, zrealizowanym z zastosowaniem drugiego wzmacniacza operacyjnego. Sygnał wyjściowy z trzeciego wzmacniacza operacyjnego (komparatora) uformowany do postaci cyfrowej jest doprowadzony
Elektronika Praktyczna 12/97
41
Modem radiowy
PTT
TRX
C11
C4 47(1
Rys. 2. Schemat elektryczny modemu.
do styku DSR (ang. Data Set Ready).
Podczas nadawania sygnał prostokątny TXD (ang. Transmit-ted Data) po przejściu przez filtr
nadajnika. W przypadku sterowa-
stosować gniazdo DIN, można od razu wyprowadzić przewody ekranowane zakończone odpowiednimi wtykami do transceivera (radiotelefonu). Sposób podłączenia modemu poprzez wtyk DB-2 5 p okazano w tab. 1.
Modem można oczywiście podłączyć do RS232 poprzez złącze przejściowe, takie jak stosuje się do "myszki", ale należy najpierw sprawdzić omomierzem czy są połączone ze sobą wszystkie potrzebne styki.
Płytkę modemu można zmontować we wnętrzu plastykowej obudowy po wy piłowaniu najpierw niezbędnych otworów na gniazda.
Układ odbiorczy zmontowany
RS232
RTS (RequestToSend) DTR (Data Terminal Ready) DSR (Data Set Ready) TXD (Transmitted Data) GND (Ground)
DB-9 DB-25
4
20 6 2 7
Montaż
i uruchomienie
aktywny, zrealizowany na czwartym wzmacniaczu operacyjnym jest skierowany (już jako sinusoidalny) na wejście mikrofonowe nadajnika powodując jego modulację. Potencjometr Pl umożliwia ustawienie odpowiedniej amplitudy uzależnionej od czułości wejścia mikrofonowego nadajnika.
Równocześnie podczas nadawania do transceivera musi dochodzić sygnał PTT do załączenia przekaźnika odbiór-nadawanie. Niski stan logiczny zostaje uformowany również z sygnału TXD. Sygnał ten, po wyprostowaniu w układzie podwajacza napięcia na diodach D5, D6, powoduje przejście w stan nasycenia tranzystora Tl (dowolny tranzystor npn) i w konsekwencji załączenie
nia nadajnika z "+" na masie ze sprawnych elementów jest go-(stare typy radiotelefonów FM) to wy do pracy. Poziom sygnału należy wymienić tranzystor na wejściowego powinien wynosić pnp (BC557..) i zmienić kierunek nie mniej niż 100 mV (taki włączenia diod D5, występuje jest na każdym wyjściu D6. głośnikowym). W przypadku częś-
ci nadawczej (dla licencjonowanych krótkofalowców) jedyną dodatkową czynnością jest ustawie-Układ może być nie poziomu sygnału modulujące-zmontowany na go.
oferowanej płytce Ze zdobyciem odpowiedniego
drukowanej, opra- oprogramowania nie powinno być cowanej w naszym trudności, ponieważ do opisanego laboratorium, której widok przed- modemu można zastosować łatwo stawiono na rysunku wewnątrz dostępne programy shareware, op-numeru. Na rys. 3 pokazano racowane m.in. przez ON5KN rozmieszczenie elementów na i DK8JV, które są wymieniane płytce. Gdyby ktoś chciał przepro- wśród krótkofalowców również jektować płytkę drukowaną i za- w Polsce. Na zakończenie dla Czy-stosować elementy SMD, to można cały modem zmieścić wewnątrz osłony złącza przejściowego DB-25/DB-9. Dołączenie modemu modelowego do komputera (złącza RS232) zrealizowano za pośrednictwem gniazda DB-9, zaś do transcei-
vera poprzez gmaz- pyS 3 Rozmieszczenie elementów na płytce do DIN-5. Zamiast drukowanej.
42
Elektronika Praktyczna 12/97
Modem radiowy
telników nie znających emisji cyfrowych FAX i SSTV - parę słów wyjaśniających różnice między nimi. W nawiasach podano nazwy programów do obsługi opisywanych emisji.
SSTV (JVFAX, SSTVFAX4) -telewizja z powolnym analizowaniem. Czas trwania obrazu tej emisji wynosi 8 sekund, a liczba linii w ramce 120. Każdy obraz i każda linia są poprzedzone impulsem synchronizującym o częstotliwości 1200Hz. W stosunku do tradycyjnej telewizji inny jest też stosunek długości boków obrazu (1:1). Obraz jest przetwarzany na sygnał akustyczny w taki sposób, aby można go było przetwarzać poprzez transceiver SSB. Białemu punktowi odpowiada częstotliwość
144,0
Rys. 4. Band-plan pasm przeznaczonych do pracy amatoskiej.
1500Hz a czarnemu - 2300Hz. Całkowite widmo sygnału jest więc zawarte w zakresie 1200-2300Hz. FA X (PCFAX, J VFA X, SSTVFAX4, EASYFAX) - emisja zbliżona do SSTV, również służy do przekazywania obrazu (faksy-mile). Jakość obrazu jest lepsza niż w powolnej telewizji i standardowo już służy do przekazywania map pogody. W emisji FAX nie występują impulsy synchroni-zujące (tak jak w SSTV) po zakończeniu każdej linii obrazu, a czas przesyłania faksu trwa aż 8,5 minuty. W celu uniknięcia zniekształceń obrazu i przesunięcia marginesu stosuje się fazowanie, które zapewnia właściwą współzależność między procesami analizy i syntezy. Również w tej emisji białemu punktowi odpowiada częstotliwość 1500Hz, zaś czarnemu - 2300Hz. Pomiędzy tymi częstotliwościami można otrzymać 64 kolory lub 2 54 -stopniową skalę szarości.
Warto również przypomnieć, że dla zwolenników emisji PAC-KET RADIO (transmisja w kodzie ASCII z wykorzystaniem protokołu AX.25) był opisany (EP 9,10/95) bardziej zaawansowany modem BayCom, który jest nadal sprzedawany w sieci handlowej AVT jako kit AVT-226.
Na rys. 4 zamieszczono uproszczony band-plan
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
Rl, R2, RIO, Rll, R12: 10kO
R3, R4: l,5kQ
R5: lkO
R6: 560kQ
R7, R8, R9, R13: 100O
Pl: lkO (potencjometr
montażowy)
Kondensatory
Cl, C5, C9, CIO: lOOnF
C2, C3: 22nF
C4, C8: 47^F/16V
Có, C7, Cli: 4,7nF
Półprzewodniki
DL D2, D3, D4, D5, Dó: 1N4148
Tl: BC547
US1: TL0Ó4
Różne
Gl: DB-9
G2: DIN-5
pasm amatorskich w celu zorientowania Czytelników nie będących krótkofalowcami, a chcących spróbować odbioru, gdzie należy szukać sygnałów FAX i SSTV.
Nie należy zapominać o bardzo dokładnym dostrajaniu się (np. na słuch) do odbieranego sygnału cyfrowego. Andrzej Janeczek, AVT
Układ modelowy był testowany przez Tadeusza Kamińskiego SP5NHK w Legionowie z transcei-verem KENWOOD TS130.
Elektronika Praktyczna 12/97
43
PROJEKTY
Półprzewodnikowy przekaźnik trójfazowy
kit AVT-372
We współczesnej elektronice
coraz wyraźniej jest widoczna
tendencja do zastępowania,
wydawałoby się
nieśmieńelnych, rozwiązań
mechanicznych ich
elektron i czn ymi
odpo wi edn i karni -
Prezentowana w ańykule
konstrukcja wspiera ten trend,
dzięki niej możliwe jest
bowiem zastąpienie
mechanicznych przełączników
dużej mocy stosunkowo
prostym układem
elektronicznym, o znacznie
większej trwałości i lepszych
parametrach połączeniowych.
O tym, źe liczba urządzeń, znajdujących się w naszych domach, zasilanych z sieci energetycznej, nieustannie rośnie nie trzeba chyba nikogo przekonywać. Do tej pory mieliśmy do czynienia prawie wyłącznie z urządzeniami zasilanymi z sieci jednofazowej napięciem 220VAC. Jedynie posiadacze domków jednorodzinnych stykali się z silnikami zasilanymi z sieci trójfazowej, najczęściej silnikami stosowanymi w pompach hydroforów. Pozostałe odbiorniki prądu trójfazowego były stosowane prawie wyłącznie w zakładach przemysłowych i rzemieślniczych oraz w gospodarstwach wiejskich. Należy jednak sądzić, źe sytuacja ta będzie się zmieniać, a to źe nie zmienia się dostatecznie szybko spowodowane jest przede wszystkim przestarzałą instalacją elektryczną w blokach mieszkalnych, utrudniającą doprowadzenie do mieszkań sieci trójfazowej, czyli tzw. "siły".
Można wymienić przynajmniej dwa rodzaje urządzeń zasilanych z zasady prądem trójfazowym, które powinny jak najprędzej znaleźć się w naszych mieszkaniach: nowoczesne kuchenki elektryczne, które dawno juź powinny zastąpić nieekonomiczne i niebezpieczne kuchnie gazowe oraz gazowe pie-
cyki kąpielowe, możliwe do zastąpienia całkowicie bezpiecznymi w użyciu i ekonomicznymi grzejnikami przepływowymi. Wszystkie te urządzenia wymagają zasilania prądem trójfazowym i dlatego, jak na razie, są dostępne w zasadzie tylko dla właścicieli własnych domków, do których z zasady taka instalacja jest doprowadzana. Tak czy inaczej, z urządzeniami zasilanymi "siłą" będziemy spotykać się coraz częściej i już teraz warto pomyśleć, w jaki sposób wszechobecna elektronika może ułatwić ich używanie.
Podobnie jak wszystkie inne urządzenia elektryczne trójfazowe odbiorniki energii z zasady wymagają stosowania odpowiedniego włącznika. O ile jednak w przypadku instalacji jednofazowej sprawa jest dość prosta, to budowa wyłącznika do urządzeń trójfazowych nieco się komplikuje. Przede wszystkim musimy symul-tanicznie włączać i wyłączać aż trzy obwody elektryczne, z zasady pobierające dość dużo prądu. Narzuca to rozbudowaną konstrukcję włącznika oraz konieczność wyposażenia go w styki o dużej ob-cią ż alno ś ci prą do w ej.
A przecież stosowanie styków mechanicznych do przełączania obwodów prądowych jest w koń-
Elektronika Praktyczna 12/97
45
Półprzewodnikowy przekaźnik trójfazowy
cu 1997 roku zupełnym anachronizmem! Jeszcze gorzej wygląda sprawa zasilania silników elektrycznych prądu trójfazowego. O ile "wypadnięcie" jednej fazy zasilającej piecyk kąpielowy czy kuchenkę nie grozi żadnymi przykrymi konsekwencjami, to zasilenie silnika trójfazowego dwoma lub jedną tylko fazą najczęściej kończy się jego poważnym uszkodzeniem.
Do włączania urządzeń zasilanych z sieci trójfazowej najczęściej służą specjalne trój sekcyjne przełączniki oraz tzw. styczniki, czyli przekaźniki o trzech stykach o dużej obciążalności prądowej. Szczególnie te ostatnie sprawiają masę kłopotów: styki dość szybko się wypalają, a zanieczyszczony stycznik staje się przyczyną przykrego i trudnego do usunięcia hałasu. Ponadto, zastosowanie samego tylko stycznika nie chroni odbiornika energii przed skutkami zaniku jednej z faz. Potrzebne są do tego wyspecjalizowane urządzenia elektromechaniczne lub elektroniczne, podobnie jak same styczniki dość kosztowne.
Proponowany układ ma za zadanie rozwiązanie wielu problemów związanych zarówno z jednoczesnym przełączaniem trzech obwodów elektrycznych, jak i z zabezpieczeniem silników trójfazowych przed uszkodzeniem w przypadku zaniku jednej z faz. Jest to jednak tylko podstawowe zastosowanie naszego układu, który, jak za chwilę się przekonamy, ma znacznie szersze możliwości.
A więc wymienimy po kolei, do czego możemy zastosować nasz przekaźnik trójfazowy:
1. Włączanie i wyłączanie odbiorników prądu trójfazowego z zabezpieczeniem ich przed skutkami zaniku jednej lub dwóch faz. Przekaźnik może być sterowany dwoma sposobami:
- przez zwarcie styku całkowicie odizolowanego od sieci energetycznej;
- przez doprowadzenie napięcia 220VAC do wejścia układu.
Ten drugi sposób zapewnia całkowitą kompatybilność naszego układu z powszechnie dotąd stosowanymi stycznikami.
C1
:ioohf
2. Włączanie i wyłączanie odbiorników prądu trójfazowego bez zabezpieczenia ich przed skutkami zaniku jednej lub dwóch faz. Ten tryb pracy można zastosować w przypadku zasilania np. grzałek czy piecyków. Przekaźnik może być sterowany dwoma sposobami:
- przez zwarcie styku całkowicie odizolowanego od sieci energetycznej;
- przez doprowadzenie napięcia 220VAC do wejścia układu.
3. Włączanie trzech zupełnie niezależnych od siebie urządzeń. Do przekaźnika może być doprowadzony prąd trójfazowy, lub tylko jedna lub dwie fazy. Sterowanie odbiornikami energii odbywa się za pomocą zwierania do masy odpowiednich, całkowicie odizolowanych od sieci wejść układu.
Jak więc widać, możliwości proponowanego układu są dość duże, a w każdym razie ich stosunek do kosztów wykonania urządzenia jest wyjątkowo korzystny. Układ został zaprojektowany z wykorzystaniem tanich i ogólnie dostępnych elementów. O wartoś-
A 0
F G
Rys. 1. Schemat elektryczny układu.
46
Elektronika Praktyczna 12/97
Półprzewodnikowy przekaźnik trójfazowy
UWAuAI
STREFA NIEBEZPIECZNA!! 380VACIII ___
ci dopuszczalnego prądu, który przekaźnik może przełączać, decyduje jedynie typ zastosowanych triaków. W układzie modelowym zastosowano najtańsze triaki o prądzie przewodzenia 6A, co pozwoliło na sterownie odbiornikiem energii o maksymalnej mocy do 3,5kW (z zastosowaniem sporego radia-tora). Nic jednak nie stoi na przeszkodzie, aby w wykonanym układzie zas to s ow ać tri aki o znacznie większym dopuszczalnym prądzie.
Kolejną, bardzo ważną sprawą "załatwianą" przez nasz układ jest
całkowita eliminacja za- Rys 2. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej, kłóceń radioelektrycz-
obwodach będących pod napię już nie 220, ale 380V!

A1 w?
F n N
C
D1 N
nych, tak dokuczliwych przy stosowaniu tradycyjnych włączników. Triaki sterowane są w taki sposób, że ich włączenie może nastąpić jedynie przy napięciu sieci bliskiemu zeru, co radykalnie wyklucza powstawanie jakichkolwiek zakłóceń.
A teraz może najważniejsza zaleta proponowanego urządzenia -zapewnia ono użytkownikowi prawie całkowite bezpieczeństwo obsługi! Obwody znajdujące się pod napięciem sieci zostały odizolowane od części sterującej za pomocą optotriaków i transoptorów o wytrzymałości na przebicie rzędu wielu kilowoltów. Niemniej nie zalecamy budowy układu zupełnie początkującym elektronikom i osobom nie obeznanym z zasadami bezpiecznej pracy przy
ciem
Część płytki obwodu drukowanego znajduje się pod bardzo niebezpiecznym dla życia napięciem 220V,
a pomiędzy przewodami fazowymi
występuje napięcie 380V! Jeżeli więc
nie jesteście całkowicie pewni swoich
umiejętności, to lepiej poprosić
o pomoc bardziej doświadczonego elektronika. Niedopuszczalne są jakiekolwiek prowizorki, a przed
dołączeniem napięcia zasilającego układ musi zostać umieszczony
w odpowiednio mocnej obudowie.
Pamiętajcie też o zasadzie "pracy
jedną ręką" przy urządzeniach
dołączonych do sieci energetycznej!
Opis działania układu
Schemat elektryczny układu przekaźnika trójfazowego przedstawiony został na rys. 1. Analizę działania układu rozpoczniemy od momentu, w którym na wejścia A, B i C zostało doprowadzone napięcie z sieci trójfazowej. Konsekwencją faktu podania na wejście C napięcia fazowego 220V jest zasilenie poprzez transformator sieciowy TRI prostownika i stabilizatora napięcia z układem ICl, a tym samym włączenie zasilania całego układu.
Napięcie z pozostałych faz jest podawane na wejścia dwóch identycznych prostowników zasilających diody nadawcze transoptorów IC3 i IC4. Prąd płynący przez te diody jest ograniczony za pośrednictwem układu z rezystorami R14 i R15 i kondensatorami C8 i C9. Diody Dl i D2 zabezpieczają diody nadawcze transoptorów przed uszkodzeniem podczas ujemnej półfali napięcia.
Konsekwencją włączenia diod nadawczych zawartych w strukturach transoptorów jest przewodzenie związanych z nimi tranzystorów i wymuszenie na wejściach bramki NOR - IC2B stanów niskich. Stan wysoki z wyjścia tej bramki, po zanegowaniu przez IC2A zostaje podany na jedno z wejść bramki IC2C.
Zasilanie dołączonego do wyjść A', B' i C odbiornika możemy włączyć dwoma sposobami. Po pierwsze przez zwarcie ze sobą wejść F i G układu. Spowoduje to wymuszenie stanu niskiego na drugim wejściu bramki IC2C i w konsekwencji powstanie stanu wysokiego na jej wyjściu. Baza tranzystora Tl zostanie wtedy spolaryzowana i tranzystor ten, za pośrednictwem diod D4, D5 i D6, zewrze do masy katody diod nadawczych, umieszczonych w strukturach optotriaków Ql, Q2 i Q6. Włączenie tych diod spowoduje wyzwolenie triaków Q3. ,Q5 i dołączenie zasilania do sterowanego przez nasz przekaźnik odbiornika.
W drugim sposobie sterowania przekaźnikiem należy podać na wejścia D i E napięcie sieciowe 220V. Fragment układu z transop-torem IC5 działa identycznie, jak opisane wyżej układy z transopto-rami IC3 i IC4. Konsekwencją włączenia diody w strukturze trans-optora IC5 jest także zwarcie do masy wejścia 9 bramki IC2C i przewodzenie tranzystora Tl. Sterowanie układu napięciem 220V pozwala na proste zastąpienie dowolnego stycznika naszym przekaźnikiem trójfazowym.
Rozpatrzmy teraz, co się stanie w momencie zaniku jednej z faz. Jeżeli będzie to faza dołączona do wejścia C przekaźnika, to zasilanie układu zostanie odłączone, co
Elektronika Praktyczna 12/97
47
Półprzewodnikowy przekaźnik trójfazowy
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
Rl, R2, R3, R4, R5, R6: 200O
R7, R8, R9: lOOka
RIO: 10kO
Rl 1, R12, R13: 560O
R14, R15, R16: 3,3kQ/2W
R17, R18, R19: 22kQ
Kondensatory
Cl, C3: lOOnF
C2: 220^F/25V
C4: 470^F/25V
C6, C5: 22jiF/16V
C7, Cli, C12, C13: 2,2jiF/50V
C8, C9, CIO: 220nF/400V
Półprzewodniki
DL D2, D3: 1N4005 lub
odpowiednik
D4, D5, D6: 1N4148 lub
odpowiednik
IC3, IC4, IC5: CNY17
IC1: 7809
IC2: 4001
BR1: mostek prostowniczy 1A/5OV
Ql, Q2, Gó: MOC3040
Q3, Q4, G5: BT136/500 lub
odpowiednik
Tl: BC548 lub odpowiednik
Różne
JP1, JP2: dwa goldpiny + jumper
TRI: TS2/15
Zl, Z2, Z3, Z4, Z8: ARK2/500
Z5, Z6, 11: ARK2/350
3 podkładki mikowe + tulejki
izolacyjne
Uwaga: Radiafor nie wchodzi
w skład kitu.
spowoduje wyłączenie diod opto-triaków i natychmiastowe odcięcie dopływu prądu do sterowanego przez nasz przekaźnik urządzenia. Zanik napięcia na wejściach A i/lub B spowoduje wyłączenie diod nadawczych trans op torów IC3 i IC4. Konsekwencją tego faktu będzie powstanie stanu wysokiego na jednym lub obu wejściach bramki IC2B i wymuszenie stanu wysokiego na wejściu 8 bramki IC2C. Tranzystor Tl przestanie przewodzić i diody w strukturach optotriaków zostaną wyłączone.
Omówiony wyżej układ zabezpieczania odbiornika energii przed skutkami zaniku jednej z faz nie zawsze jest potrzebny. Należy go wykorzystywać głównie przy sterowaniu trójfazowymi silnikami prądu przemiennego, np. silnikami od pomp hydroforów. Jeżeli
jednak wykorzystamy nasz przekaźnik np. do sterowania zasilanego z sieci trójfazowej urządzenie grzewczego, to ochrona przed zanikiem fazy nie będzie konieczna. Możemy więc z niej zrezygnować zwierając jumpery JPl i JP2, co spowoduje trwałe wymuszenie stanów niskich na wejściach bramki IC2B.
Rozpatrzmy teraz dodatkowe możliwości sterownia układami wykonawczymi, jakie daje nam nasz przekaźnik. Poza dwoma wyżej omówionymi metodami włączania odbiornika prądu, istnieje jeszcze trzecia: przez zwarcie do masy wejścia H układu. Spowoduje to włączenie diod nadawczych we wszystkich trzech tria-kach, a w konsekwencji dołączenie sterowanego urządzenia do zasilania. Ale uwaga: przy takim trybie sterowania przekaźnikiem nie działa zabezpieczenie przed zanikiem fazy! Kolejną możliwością jest sterowanie trzema niezależnymi odbiornikami prądu 220V. Realizowana jest przez zwieranie do masy wejść I, J i K przekaźnika, co powoduje uaktywnienie jedynie wybranych triaków. Przy zasilaniu z sieci trójfazowej np. pieca, tą metoda można w prosty sposób regulować jego moc.
Nic nie stoi na przeszkodzie, aby przekaźnik trójfazowy wykorzystywać także w obwodach prądu jednofazowego. Należy wtedy zewrzeć ze sobą wejścia A, B i C, zasilane układy dołączać do wyjść A', B' i C.
Montaż i uruchomienie
Na rys. 2 przedstawiono rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej, której mozaika znajduje się na wkładce wewnątrz numeru. Montaż układu wykonujemy w typowy, wielokrotnie omawiany sposób, rozpoczynając od elementów o najmniejszych gabarytach, a kończąc na wlutowaniu w płytkę transformatora sieciowego. Problemy wystąpią jedynie przy montażu triaków. Elementy te możemy zamontować na trzy sposoby:
1. Wlutować je w płytkę bez stosowania radiatora, tak jak w układzie modelowym. Jest to rozwiązanie najprostsze, ale znacznie ograniczające przenoszone przez triaki prądy. W zasadzie
można je zastosować jedynie do sprawdzenia poprawności pracy układu, tak jak to zrobiono w układzie prototypowym.
2. Zastosować mały radiator umieszczony na płytce. W takim przypadku zwory oznaczone na stronie opisowej płytki przez Z musimy wlutować od strony lutowania. Odcinki grubej srebrzan-ki lub miedzianego drutu należy wygiąć w kształt litery "U", tak aby zwora odstawała o ok. 5mm od powierzchni płytki. Po wykonaniu w radiatorze otworów na śrubki mocujące triaki, przykręcamy je do radiatora stosując podkładki z miki i tulejki izolacyjne. Nie muszę chyba dodawać, jakie konsekwencje pociągnęłoby za sobą niezastosowanie elementów izolacyjnych! Dopiero po przykręceniu triaków do radiatora należy je przylutować do płytki, a radiator przykleić do jej powierzchni za pomocą kleju silikonowego.
3. Trzecią możliwością jest zamocowanie triaków na osobnym radiatorze i połączenie ich z płytką odpowiednio długimi przewodami. To rozwiązanie umożliwia najbardziej efektywne chłodzenie triaków, a tym samym przenoszenie przez przekaźnik dużych obciążeń. W tym rozwiązaniu możemy zastosować jeden radiator i podkładki izolacyjne, a także trzy, odizolowane od siebie, ra-diatory.
Czytelnicy, którzy będą oglądać płytkę obwodu drukowanego przekaźnika, zauważą z pewnością dziwaczne wykonanie ścieżek, przez które będzie płynął prąd obciążenia. Ścieżki te celowo nie zostały pokryte maską i w procesie technologicznym zostały po-cynowane, podobnie jak punkty lutownicze. Umożliwia to przylu-towanie do tych ścieżek odcinków grubej srebrzanki lub drutu miedzianego, co pozwoli na wykorzystywanie układu przy dużych prądach obciążenia.
Układ zmontowany ze sprawdzonych elementów nie wymaga jakiegokolwiek uruchamiania ani regulacji i natychmiast działa poprawnie. Aby sprawdzić jego działanie nie jest nawet potrzebna instalacja trójfazowa - możemy wejścia A, B i C układu dołączyć do jednej fazy. Zbigniew Raabe, AVT
48
Elektronika Praktyczna 12/97
PROJEKTY
Automatyczny przełącznik kamer video
kit AVT-368
Wszelkiego typu układy
służące zabezpieczaniu
n aszego mienia za wsze
cieszyły się wielkim
zain tereso waniem Czytelnika w
Elektroniki Praktycznej. Nic
więc dziwnego, że na łamach
naszego miesięcznika
opublikowano wiele opisów
central alarmowych, zamków
szyfrowych i innych układów
podnoszących bezpieczeństwo
naszego domu czy
mieszkania.
Nikt jednak nie zaprzeczy,
że czujne oko człowieka
będzie nieraz lepszym
zabezpieczeniem niż nawet
najbardziej wymyślny system
elektroniczny, jak grzyby po
deszczu mnożą się firmy
oferujące nie tylko coraz
bardziej doskonałe systemy
alarmowe, ale i usługi
świadczone przez
profes jon alnych strażnikó w
i ochroniarzy. Jednak
ustawiczne patrolowanie
strzeżonego obszaru jest dość
męczące i czasochłonne. Jeżeli
np. mamy do czynienia
z dużym, wielopiętrowym
budynkiem, w którym
mieszczą się pomieszczenia
czy magazyny strzeżonej
firmy, to jego obejście przez
strażnika wymaga wiele
czasu, a taki sposób
zabezpieczenia staje się
dyskusyjny. Najlepiej by było,
aby strażnik przebywał we
wszystkich pomieszczeniach
jednocześnie, co fizycznie nie
jest zbyt łatwe do realizacji.
A może jednak?
Podczas opracowywania układu przyjęto następujące założenia:
1. Układ musi umożliwiać współpracę z ośmioma kamerami przemysłowymi, przekazując nadsyłane przez nie obrazy kolejno na ekran monitora. Przełączanie kamer musi odbywać się automatycznie, z częstotliwością ustalaną przez operatora.
2. Układ musi zapewniać możliwość natychmiastowego zatrzymania procesu zmian obrazu w przypadku zauważenia przez operatora czegoś podejrzanego na strzeżonym obszarze.
3. Niezależnie od automatycznego przełączania kamer, urządzenie ma posiadać możliwość ręcznego wybrania obrazu z każdej z kamer.
4. W jednym z najbliższych numerów Elektroniki Praktycznej opublikowany zostanie opis kolejnego układu wykrywającego zmiany w obrazie telewizyjnym. Już teraz musimy więc dostosować nasze urządzenie do współpracy z tym układem. Po wykryciu na dozorowanym terenie jakiegokolwiek ruchu, układ będzie sygnalizował ten fakt za pomocą sygnału akustycznego. Jednocześnie wy-
świetlany będzie numer kamery, która zarejestrowała podejrzany ruch na swoim terytorium.
5. Ponieważ kamery są często wyposażone we wbudowany mikrofon z przedwzmacnia-czem (przedstawimy wkrótce opis takiej kamery), układ powinien zapewniać także przełączanie torów audio i doprowadzanie sygnału akustycznego do monitora. Jest to bardzo ważny warunek, ponieważ niejednokrotnie potencjalny intruz może czasowo znaleźć się poza polem widzenia kamery i o jego obecności mogą świadczyć jedynie wydawane odgłosy.
Układ spełniający powyższe założenia został przeze mnie zbudowany, przetestowany w Pracowni Konstrukcyjnej AVT i obecnie pozwalam sobie przekazać jego opis Czytelnikom. Urządzenie okazało się mało skomplikowane i niezbyt kosztowne, a w każdym razie części potrzebne do jego budowy kosztują "nieco" mniej niż siedem dodatkowych monitorów, które układ może zastąpić.
Jak do tej pory mówiliśmy o zastosowaniu proponowanego układu w systemach dozoru, za-
Elektronika Praktyczna 12/97
Automatyczny przełącznik kamer video
Wejścia audio - video
Wyjście
CON1 CONZ CON3 CON4 CONB CONB CON7 CONB
VCC
0
Rys. 1. Schemat elektryczny przełącznika video.
bezpieczających znaczny obszar, podzielony na oddzielne sektory, przed złodziejami. Może on jednak służyć do innych celów, takich jak nadzór nad dziećmi,
systemy ochrony przeciwpożarowej i wszędzie tam, gdzie musimy kontrolować wizualnie zdarzenia zachodzące w różnych pomieszczeniach.
Opis działania układu
Schemat elektryczny proponowanego układu pokazany został na rys. 1 i 2. Skupimy się najpierw na nieco bardziej skompli-
50
Elektronika Praktyczna 12/97
Automatyczny przełącznik kamer video
kowanej jego części, przedstawionej na rys. 1.
Sygnały video i audio, pochodzące z ośmiu kamer, są doprowadzane do złącz CON1..CON8, a z nich na wejścia dwóch multiplekserów analogowych IC2 i IC7. Obydwa te układy są jednocześnie adresowane przez licznik binarny IClA, z którego wykorzystujemy jedynie trzy najmłodsze bity. Przełączniki pracują zgodnie z tabelą prawdy pokazaną na rys. 3. Do wyjść X IC2 i IC7 jest dołączone wyjście CON9, do którego możemy podłączyć monitor video, lub zwykły telewizor. Tak więc, przy zmianie stanu licznika ICl, do wyjścia CON9 są dołączane za pośrednictwem przełączników IC2 i IC7 sygnały z kolejnych wejść audio - video układu. Omówienia wymaga teraz sposób sterowania licznikiem ICl typu 4520. Ciąg impulsów zegarowych wytwarzany jest przez generator astabilny zbudowany na dobrze wszystkim znanym układzie NE555 - IC10. Częstotliwość pracy tego generatora, czyli szybkość przełączania obrazu z poszczególnych kamer, możemy zmieniać w dość szerokim zakresie za pomocą potencjometru Pl. Popatrzmy teraz na rys. 2, przedstawiający drugą część schematu. Podczas normalnej pracy, kiedy kamery są przełączane automatycznie, przełącznik Sl musi być ustawiony w pozycji takiej, jak na schemacie.
Nóżka 6 NE555 jest połączona wtedy z nóżką 2, co umożliwia pracę układu w typowej dla niego aplikacji generatora astabilne-go. W tym trybie pracy naciśnięcie przycisku S2 powoduje przerwania pracy generatora i zatrzymanie przełączania kamer, co pozwala na dokładne przyjrzenie się obrazowi nadawanemu przez jedną z nich. Przestawmy teraz przełącznik Sl w pozycję przeciwną do pokazanej na schemacie. Łatwo zauważyć, że tym razem zwarte zostaną nóżki 7 i 6 IC10, natomiast wejście TR tego układu zostanie odłączone od nóżki 6. Zmiany te spowodują włączenie układu NE555 do pracy w konfiguracji generatora mo-nostabilnego, wyzwalanego przez zwieranie do masy wejścia TR za
A B CD
pomocą przycisku S2. Ten tryb pracy pozwala na ręczną zmianę kamery aktualnie dołączonej do monitora. Wart zauważyć, że jeżeli wybraliśmy ten sposób działania układu, to potencjometr Pl powinien być ustawiony na minimalną oporność, ponieważ w innym wypadku impuls generowany przez IC10 trwałby zbyt długo i zmiana kamer odbywałaby się bardzo powoli.
Rozwiązaniem alternatywnym do opisanego jest zastosowanie podwójnego przełącznika Sl. Jedna jego sekcja pracowałaby tak, jak przełącznik Sl na schemacie, natomiast druga zwierałaby potencjometr Pl w momencie przechodzenia na ręczne przełączanie kamer.
Do wyjść licznika IClA dołączone zostały, za pośrednictwem złącza CON20 - CON19 wejścia dekodera BCD na kod wyświetlacza siedmio segmentowego IC3. Wyświetlacz ten pozwala operatorowi systemu natychmiast zorientować się, która kamera jest aktualnie dołączona do monitora.
Zajmijmy się teraz drugą częścią układu, bardzo podobną do pierwszej, ale spełniającą odmienne funkcje. Przeznaczenie opisanego wyżej fragmentu prezentowanego urządzenia było jednoznacznie określone: współpraca z kamerami video i sekwencyjne przełączanie otrzymywanego z nich obrazu na monitor. Natomiast druga część układu jest bardziej uniwersalna, ponieważ może współpracować z bardzo różnymi czujnikami. W układzie prototypowym czujnikami tymi były zamontowane przy każdej z kamer detektory wykrywające szybkie zmiany obrazu rejestrowanego przez kamerę, a tym samym ruch w nadzorowanym pomieszczeniu. Nic jednak nie stoi na przeszkodzie, aby zastosować czujniki alarmowe innego typu. Mogą to być także detektory ruchu, ale niezależne od kamer video, pracujące w pasywnej podczerwieni. Można także zastoso-
Ci
I I
f g
o
I I
f g
A B CD E F G
PBL H I D
IC3 4543
A B C D E F G
A B C D
PBL
H I D
IC5 4543
VCC
O
119 7 5 3 1
3 1
1 1 1
4 2 0 8 6 4 2
CON19
Ol S2
Rys. 2. Schemat elektryczny modułu wyświetlaczy.
wać innego typu czujniki prze-ciwwłamaniowe, a nawet czujniki przeciwpożarowe. W każdym jednak wypadku układ sprawdza stan ośmiu wejść CON10..CON17 i alarmuje sygnałem akustycznym
0 powstaniu na jednym lub wielu z nich kryterium alarmu, jakim jest stan niski. Wszystkie wejścia dodatkowe (środkowe zaciski złącz CON10..CON17) są dołączone do wejść demultipleksera IC4. Zastosowano taki sam typ elektronicznego przełącznika, jaki został użyty we fragmencie układu przełączającym obraz z kamer video. Wejścia przełącznika są adresowane przez drugą "połówkę" układu 4520 - IClB. Na wejście zegarowe tego licznika podawany jest sygnał prostokątny tworzony przez prosty generator astabilny zbudowany na bramce IC9C. Częstotliwość pracy tego generatora określona pojemnością C3
1 rezystancją Rl jest o rząd wielkości większa niż największa częstotliwość generowana przez IC10.
Do wyjść licznika IClB są dołączone także za pośrednie t-
Elektronika Praktyczna 12/97
51
Automatyczny przełącznik kamer video
Adres Wejścia
A B c
0 0 0 xo X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
1 0 0 xo X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
0 1 0 xo X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
1 1 0 xo X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
0 0 1 xo X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
1 0 1 xo X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
0 1 1 xo X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
1 1 1 xo X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
Wejście dołączane do wyjścia
8MD
Rys. 3. Tabela przełączania multipleksera.
wem złącza C0N19 - CON20, wejścia drugiego dekodera BCD na kod wyświetlacza siedmioseg-mentowego - IC5. Wydawałoby się więc, że na wyświetlaczu powin-
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
Pl: 470kQ
Rl: 220kQ
R3, R2: 22kO
R4: lMn
R5..R12: 10kO
Kondensatory
Cl: lOnF
C2: 4,7..22p.F/16V
C3: 470nF
C4: 1000jiF/25V
C5, C7: lOOnF
C6: 220jiF/16V
Półprzewodniki
Dl, D2, D3, D4, D5: 1N4001 lub
odpowiednik
D6..D21: 1N4148 lub odpowiednik
DPI, DP2: wyświetlacze 7-segm.
wspólna anoda
IC1: 4520
IC2, IC4, IC7: 4051
IC3, IC5: 4543
IC6, IC8, IC9: 4093
IC10: NE555
ICH: 7812
BR1: mostek prostowniczy 1A/5OV
Różne
CON 19, CON20: 2x7 goldpin
Sl: przełącznik dźwigienkowy
2-pozycyjny
S2: przycisk typu RESET lutowany
w płytkę
CON 1..CON9: gniazdo typu
CINCH lutowane w płytkę
CON1..CON17: ARK3
CON 18: ARK2
Ql: piezo z generatorem
Odcinek przewodu taśmowego 14
żył + 2 wtyki ZFC14
ny kolejno ukazywać się cyfry od zera do 7. Tak jednak nie jest ponieważ wejście wygaszania wyświetlacza BI znajduje się w stanie wysokim, wymuszonym przez bramkę IC9D. Jeżeli teraz na jednym z wejść, powiedzmy na CONll, obsługujących dodatkowe czujniki pojawi się stan niski, to po zanegowaniu przez bramkę NAND IC6C zostanie przekazany jako stan wysoki na wejście X6 multipleksera IC4.
Jeżeli teraz na wejściach adresowych IC4, a tym samym na wejściach dekodera IC5, pojawi się stan 110(BIN), to stan wysoki z wejścia Xo zostanie przeniesiony na wyjście X multipleksera i po zanegowaniu przez bramkę IC9D przekazany zostanie na wejście wygaszania wskaźnika siedmiosegmentowe-
Podsumujmy teraz, jak wygląda działanie naszego układu po wykryciu kryterium alarmu na jednym z jego wejść:
- na wyjściu bramki IC9A cyklicznie pojawia się stan wysoki i generowany jest przerywany alarmowy sygnał akustyczny. Sygnał ten jest wytwarzany przez generator piezo dołączony do wyjścia bramki IC9A;
- na wyświetlaczu cyklicznie ukazuje się cyfra 6, wskazując, że kryterium alarmu powstało na obszarze umownie oznaczonym jako "6".
Uważni Czytelnicy proszeni są o samodzielne przeanalizowanie, co się stanie w przypadku powstania kryterium alarmu na kilku wejściach jednocześnie.
Na przewodach doprowadzających sygnały, nieraz z dość odległych miejsc, mogą wystąpić zakłócenia i przepięcia, któ- _. . _. . . ., r , , f , \, ., . Rys. 4. Rozmieszczenie elementów na re mogłyby uszkodzić wejścia ply+ce ukladu prze,qcznika. bramek LMUS, uchronię przed
przepięciami służą diody D6..D21. Jeżeli na wejściach układu wystąpi napięcie większe o 0,6V od napięcia zasilania, to zostanie ono zwarte do plusa zasilania za pośrednictwem jednej z diod D6..D13. Podobnie stanie się w wypadku napięcia ujemnego względem masy układu: zostanie ono zwarte przez jedną z diod
D14..D21.
Pozostała część układu to typowy zasilacz zbudowany w oparciu o scalony stabilizator napięcia typu 7812 - ICH. Napięcie zasilające nie zostało wybrane przypadkowo. Zasilacz układu może służyć także do zaopatrywania w prąd ośmiu przemysłowych kamer video, wymagają-
52
Elektronika Praktyczna 12/97
Automatyczny przełącznik kamer video
Rys. 5. Rozmieszczenie elementów na płytce wyświetlacza.
cych właśnie takiego napięcia zasilającego. Napięcie zasilania kamer jest doprowadzone do złącz CON10..CON17. Dopuszczalna obciążalność zastosowanego stabilizatora jest zupełnie wystarczająca do zasilania tej liczby przemysłowych kamer video. Powinna także wystarczyć do zasilania systemu automatycznego panoramowania kamery, którego
\ DPI dpe /T*
B B 7 GFC AB GFOAB S2 ^^
1 ED cfe ED C&
icd oooo
\
9OO0009
OC 1IZ
J cnms y?
opis opublikujemy w jednym z najbliższych numerów EP. Jeżeli jednak w naszym systemie alarmowym chcielibyśmy zastosować oświetlacze noktowizyjne, to moc zasilacza okaże się absolutnie niewystarczająca.
Montaż
i uruchomienie
Na rys. 4 i rys. 5 przedstawiono rozmieszczenie elementów na płytach drukowanych. Z uwagi na duży stopień komplikacji połączeń, większa płytka została wykonana na laminacie dwustronnym z metalizacją. Mniejsza płytka została zaprojektowana na laminacie jednostronnym, co spowodowało konieczność zastosowania na niej dwóch zworek.
Montaż układu wykonujemy w typowy sposób, rozpoczynając od elementów o najmniejszych gabarytach, a kończąc na wlutowa-
niu złącz CON1..CON9 i kondensatorów elektrolitycznych. Uwaga, część rezystorów (R5..R12) na płytce bazowej należy wlutować w pozycji pionowej! Obie płytki łączymy ze sobą za pomocą przewodu taśmowego, zakończonego dwoma wtykami, o długości odpowiedniej dla przewidywanej obudowy.
Zmontowany ze sprawdzonych elementów układ działa poprawnie. Jedyną czynnością regulacyjną może ewentualnie być dobranie kondensatora C2 tak, aby częstotliwość zmian obrazu dostosowana była do indywidualnych predyspozycji operatora systemu.
Płytki drukowane nie zostały zwymiarowane pod żadną konkretną obudowę, ale należy sądzić, że w ofercie AVT znajdzie się przynajmniej kilka obudów odpowiednich do zamontowania w nich naszego układu. Zbigniew Raabe, AVT
Elektronika Praktyczna 12/97
53
Ą Programowany zasilacz laboratoryjny
Takiego zasilacza jeszcze nie było! Napięcie wyjściowe jest programowane w sposób cyfrowy, dzięki czemu możliwe jest bardzo precyzyjne ustalenie jego wartości. Zastosowany w zasilaczu programator z nastawnikiem obrotowym można wykorzystać także w wielu innych aplikacjach - str. 57.
Raport EP
Kolejnym przedstawianym przez nas opracowaniem firmy Velle-man jest regulator oświetlenia halogenowego-str. 17.
Inteligentny regulator oświetlenia
Dzięki zastosowaniu w prezentowanym urzqdzeniu nowoczesnego układu firmy Holtek, możliwe stało się osiqg-nięcie miniaturowych rozmiarów konstrukcji i bardzo dobrych parametrów regulacji, str. 71.
Projekty Czytelników
Przedstawiamy ostatni projekt z serii nagrodzonych w konkursie. Tym razem jest to mikroprocesorowy emulator pamięci EPROM, str. ż5.
Automatyczny przełqcznik kamer video ^
To urzqdzenie opracowaliśmy z myślq o rozbudowanych systemach alarmowych, w których bardzo często stosowane sq telewizyjne systemy nadzoru. Str. 49.
Modem radiowy
Opis konstrukcji udoskonalonego modemu radiowego, przystosowanego do transmisji pakietowych, str. 41.
Przełqcznik trójfazowy a
Zalety tego urzqdzenia doceniq wszyscy użytkownicy silników trójfazowych, spełnia ono bowiem funkcję nie tylko włqcznika, lecz także zabezpieczenia przed zanikiem fazy, str. 45.
Multimetr > laboratoryjny HP34401A
Ze względu na bardzo dużq rozdzielczość (aż 6,5 cyfry!) prezentowany miernik dedykowany jest zastosowaniom laboratoryjnym, lecz dzięki zastosowaniu nowoczesnych rozwiqzah układowych, jego cena jest raczej "domowa". Str. 24.
Sterownik oświetlenia choinkowego A
Miniprojekt, który opracowaliśmy z myślq o nad-chodzqcych świętach. Przy pomocy tej prostej konstrukcji można sterować czterosekcyjnym wężem świetlnym. Dzięki szerokiej gamie wbudowanych programów osiqgnięty efekt zadowoli także bardzo wymagajqcych użytkowników, str. 72.
Elektronika Praktyczna 12/97
IKA
Nr 60
grudzień '97
Emulator mikroprocesorów MCS-51 A
Prezentacja nowoczesnego emulatora sprzętowego dla mikrokontrolerów rodziny MCS-51, str. 23.
DGE1B
-02 59^
I
Komponenty Delphi
Kontynuujemy prezentację rozwiq-zań programowych dedykowanych elektronikom. Tym razem stawiamy pierwsze kroki w stronę Windows -str. 61.
Nowe oprogramowanie A narzędziowe firmy Xilinx
Testowaliśmy najnowsze oprogramowanie Xilinxa - zaszła prawdziwa rewolucja! Czytelników zainteresowanych magicznym światem układów programowalnych zapraszamy na str. 25.
Swiat hobby!
Projekty zagraniczne
Odbiornik FM na pasmo 2m, część 2 Program}
Foundation Series - nowe narzędzia firmy XILINX, oj 9 k ty ^^^^^^^^^^^^^^^
Modułowy komputer edukacyjny..........................
Modem radiowy.......................................................
Półprzewodnikowy przekaźnik trójfazowy.............
Automatyczny przełqcznik kamer video...............
Programowany zasilacz laboratoryjny..................
Mikroprocesorowy system edukacyjny, część 3 ,,
Miniprojekty I
Inteligentny regulator oświetlenia ,,,, Sterownik oświetlenia choinkowego
Przekaźniki elektromechaniczne Nowe podzespoły........................
25
Ś
30 41 45 49 57 03
13 77
Komponent Delphi do tworzenia paneli cyfrowych
Sieci o inteligencji rozproszonej........................................... 19
Emulator sprzętowy dla rodziny MCS-51 ............................23
Multimetr laboratoryjny HP34401A......................................24
I Raport ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
Inteligentny ściemniacz lampy halogenowej................... 17
I Projokty CzytGlnikó^^^^^^^^^^^^^^^^
Emulator pamięci EPROM....................................................85
ELEKTRONIKA 89
PHZBYTrSŁ I RYNEK.......................................................oy
Nowości firmy Murata...........................................90
Info Świat..................................................................91
Info Kraj.....................................................................92
I Listy............................................................................94
Kramik+Rynok.........................................................9
I Wykaz roklamodawców.....................................lOófl
Eksprosowy Informator Eloktroniczny.............107
EleknuniKa Praktyczna 12/97
PROJEKTY
Programowany laboratoryjny,
kit AVT-366
Prezentowany w artykule
zasilacz ma nieco odmienną
konstrukcję niż wszystkie
dotychczas przez nas
prezentowane. Najważniejszą
innowacją jest sposób
regulacji napięcia wyjściowego,
która odbywa się na drodze
niemal całkowicie cyfrowej.
Pierwszą część artykułu
poświęcimy omówieniu
konstrukcji zasilacza, ze
szczególnym u względnieniem
sposobu programowania
stabilizatora.
Niplfcb worom lMdblllJ
Schemat blokowy zasilacza.
Kolejny zasilacz, opracowany w laboratorium AVT, jest konstrukcją interesującą przede wszystkim z powodu zastosowania bardzo nietypowego sposobu r e gulo w ania napi ę cia wyj ś cio w e-go. W standardowych konstrukcjach są stosowane zazwyczaj wieloobrotowe potencjometry, których ogromną wadą jest fakt, źe ich parametry zmieniają się wraz z upływem czasu i warunków klimatycznych. Znacznie bardziej odporne na warunki zewnętrzne są konstrukcje wykorzystujące potencjometry cyfrowe - przykład takiej konstrukcji przedstawiliśmy wEP8/97 (kit AVT-349).
Chcąc zlikwidować problemy wynikające z niedoskonałości potencjometrów tradycyjnych i cyfrowych (stosunkowo duża ziarnistość) opracowaliśmy zasilacz, w którym napięcie wyjściowe ustalane jest przy pomocy 8-bitowego przetwornika C/A. Rolę elementu regulacyjnego spełnia nastawnik impulsowy fiimy Bouins - element rzadko spotykany (całkiem niesłusznie!) w konstrukcjach opracowywanych w naszym kraju.
Rozpoczniemy od omówienia poszczególnych bloków zasilacza.

Opis układu
Schemat blokowy proponowanego rozwiązania przedstawiono na rys.l. Jest on nieco uproszczony, ale jego zadaniem jest wyjaśnić budowę zasilacza i wskazać na najważniejsze szczegóły zastosowanych w nim rozwiązań.
Sygnały wyjściowe z impul-satora są dekodowane przez prosty mikiokontioler, który na swoim wyjściu posiada 8-bitowy rejestr spełniający rolę licznika. Po wykryciu przez ten układ odpowiedniej kombinacji sygnałów przychodzących z impulsa-tora, stan licznika jest zwiększany lub zmniejszany (w zależności od kierunku obracania osi impulsatora), a każda zmiana jest potwierdzana impulsem zegarowym CLK. W takt impulsów zegarowych jest zapisywany rejestr wejściowy przetwornika C/ A, a na jego wyjściu pojawia się napięcie o wartości zależnej od liczby wpisanej do rejestru. Napięcie to stanowi wzorzec dla wzmacniacza operacyjnego, który odpowiada za stabilizację napięcia.
Na schemacie z rys.l pominięto ogranicznik prądowy, który zapobiega możliwości uszkodzenia stopnia wyjściowego zasilacza, przy zbyt małej rezystancji obciążenia dołączonego do zasila-
cza.
Elektronika Praktyczna 12/97
57
Programowany zasilacz laboratoryjny
Ruch zgodnie ze wskazówkami
zegara------------------------------------->Ś Kanat A
Styki zwarte Styki rozwarte Styki zwarte Styki rozwarte
DDDDDDDDDDDDDD D - oznacza położenie Kanał B
"zatrzasku" regulującego ruch osi impulsatora
Rys. 2. Przebiegi obrazujące pracę impulsatora.
Teraz omówimy szczegółowo zastosowane w zasilaczu układy. Rozpoczniemy od impulsatora i mikrokontrolera, które go obsługują.
Impulsator i dekoder
Impulsator spełniający (ale tylko z punktu widzenia użytkownika) rolę potencjometru jest bardzo ciekawym i mało znanym elementem. Jego działanie polega na generowaniu dwóch przebiegów prostokątnych o fazach zależnych od kierunku obrotu osi i częstotliwości zależnej od szybkości obracania. W przeciwieństwie do standardowych potencjometrów, prezentowany impulsator nie jest wyposażony w ograniczniki wyznaczające jego skrajne położenia. Z punktu widzenia elektrycznego impulsator jest tylko podwójnym przełącznikiem, w związku z czym nie wymaga zasilania.
Na rys.2 znajduje się wykres czasowy, który dokładnie wyjaśnia zależności pomiędzy stanami wyjściowymi impulsatora. Zaznaczone na tym rysunku zwarcie styków oznacza zwarcie styku wybranego kanału z wyprowadzeniem wspólnym dla obydwu kanałów. Jak wynika z rys.2, informacja o kierunku obrotów jest zakodowana w dwubitowym kodzie Graya, dość trudnym do bezpośredniego wykorzystania. Z tego też powodu autor opracował prosty program dla mikrokontrolera 68HC705J1A firmy Motorola (znany naszym Czytelnikom m.in. z projektu odbiornika DTMF z EP6/97). Program przedstawiono na list.l.
Podczas pisania tego bardzo prostego programu okazało się, że jego minimalne wydłużenie pozwala stworzyć niezwykle elastyczny i uniwersalny dekoder impulsatora, o niemal nieograniczonych możliwościach. Schemat elek-
tryczny sterownika w podstawowej aplikacji przedstawiono na rys.3. Układ w tej aplikacji może pracować w dwóch trybach zliczania. Pierwszy z nich, nazwany umownie "bez ograniczników", pozwala na to, żeby stany na wyjściach zmieniały się w pętli w zakresie 0..255 lub odwrotnie, w zależności od kierunku zliczania. Każda zmiana stanu na wyjściach DO..7 potwierdzana jest jednym ujemnym impulsem zegarowym na wyjściu CLK. W zależności od kierunku obrotów osi impulsatora stan logiczny na wyjściu DIR zmienia się (jeżeli jest równy "H" oznacza to, że zliczane są impulsy w górę, dla "L" w dół). Tryb drugi, nazwany przez autora "z ogranicznikami", umożliwia symulację przy pomocy impulsatora pracy standardowego potencjometru. Stany wyjściowe DO..7 zmieniają się w zakresie 0..255, a po uzyskaniu wartości skrajnej kolejne obroty osi impulsatora są ignorowane, aż do momentu zmiany ich kierunku.
Listing 1.
Progra
oslugi licznika z impulsowym Eourn
PE4 decyduje o generacji lub nie impulsu CLK
po włączeniu zasilania
PE5 decyduje o trybie pracy: 0..255
lub "w kolko"
org $300
ulra sta is
; blokuje przerwania
Konfiguracja portów A i E
sta porta ; zeruje porta
sta portb ; zeruje potrb
lda #$ff ; ustawia porta na wyjście sta ddra ; zapisuje do DDRA lda #$c ; ustawia PE2, PE3 - wyjsc
sta ddrb
bset 2,portb ; wyjście CLK jest zane brset 4,portb,noclk nop
bclr 2,portb nop
bset 2,portb clk
brclr 5, portb, abrak
* Początek procedury odczytu styków *
* nastawnika w trybie zliczania "na okrągło"*
brak brclr 0,portb,braki brak2 brset 0,portb,brak2
jmp czeki
braki brclr 1,portb,brak brak3 brset 1, portb, brak3
jmp czek2
czeki brset 1, portb, czeki dec porta
bclr 3,portb ; "0" oznacza "w dol"
bclr 2,portb jsr del2 bset 2,portb j mp brak
Wyboru pomiędzy wymienionymi trybami pracy można dokonać poprzez zmianę stanu logicznego na wejściu portu PB5. Dla stanu wejściowego o poziomie "L" układ zlicza w trybie "bez ograniczników", a po podaniu na wejście PB5 stanu logicznego "H" układ zlicza w trybie "z ogranicznikami".
Wejście portu PB4 mikrokontrolera spełnia rolę selektora określającego zachowanie się wyjścia CLK po wy zerowaniu procesora. Ma to duże znaczenie, jeżeli w aplikacji użytkownika nie są wykorzystane wyjścia DO.. 7, wykorzystano natomiast wyjścia CLK oraz DIR (które można wykorzystać do sterowania np. 16-bitowego licznika zewnętrznego). Jeżeli na wejściu PB4 jest stan logiczny "L", to po każdym wy zerowaniu procesora na wyjściu CLK generowany jest pojedynczy impuls zegarowy, który umożliwia wpisanie stanu początkowego (domyślnie jest to OOh) do rejestru urządzenia programowanego. W przypadku, gdy
czek2 brset 0 ,portb, czek2 inc porta
bset 3,portb ; "1" oznacza "w gore"
bclr 2,portb jsr del2 bset 2,portb j mp brak
Początek procedury odczytu styków nastawnika w trybie zliczania z ograniczaniem
brak brclr 0,portb,abrakl brak2 brset 0,portb,abrak2
jmp aczekl
braki brclr 1,portb,abrak brak3 brset 1,portb,abrak3
jmp aczek2
czeki brset 1,portb,aczekl lda porta " "
ports
ładuje do A zawartość
sprawdza, czy porta=0? jeżeli jest 0 - zignoruj
"0" oznacza "w dol"
mp #$00 beq abrak
dec porta bclr 3,portb bclr 2,portb jsr del2 bset 2,portb jmp abrak
czek2 brset 0,portb,aczek2
lda porta ; ładuje do A zawartość ports mp #$ff ; sprawdza, czy jest gomy pi
beq abrak inc porta bset 3,portb bclr 2,portb jsr del2 bset 2,portb jmp abrak
del2 ldx #$9f ; ile
del2 2 deex
org $7fe dw start
"W gore"
pętli
58
Elektronika Praktyczna 12/97
Programowany zasilacz laboratoryjny
Z7pF
27pF
3,5/BMhSI
MHC703J1A
fl-bltawy port wyjściowy
+SV
O
M__ia.
9
10uF
m
__10
O5C1
OSC2
IRQ
VDD
VS5
+6V
JP1 -pozwala ustalić tryb zliczania JP2 - określa, czy po włączaniu zasilania oeneroweny jest impuls zegarowy CLK azczagótowy kamormz w tokścte
Rys. 3. Podstawowa aplikacja mikrokontrolera z programem obsługi impulsatora.
na wejście PB4 zostanie podany stan logiczny "H", impuls zegarowy pojawi się na wyjściu CLK dopiero po wykonaniu pierwszego fragmentu obrotu osi impulsatora.
Tak więc, mikiokontioler zaprogramowany zgodnie z list.l można wykorzystać zarówno do sterowania układów 8-bitowych (wykorzystując wbudowany 8-bi-towy licznik dwukierunkowy), jak i o większej długości słowa (wykorzystując zewnętrzne liczniki o dowolnej długości, sterowane sygnałami CLK i DIR).
Płytka sterownika
Schemat elektryczny sterownika (programatora) zasilacza przedstawiono na rys.4. Jego najważniejszym elementem jest mikio-kontioler US4. Zastosowanie układu 68HC705J1A firmy Motorola było spowodowane jego niską ceną i idealnym wręcz dopasowaniem architektury do wymagań aplikacji.
Sygnały wyjściowe D0..7 oraz impuls zegarowy CLK są podawane na złącze Zll, poprzez które sterowany jest rejestr przetwornika C/A (znajdujący się na płytce zasilacza).
Do wejść PBO iPBl dołączone są dwa kondensatory (C9, ClO), które minimalizują wpływ zakłóceń powstających podczas obracania osi impulsatora (mogą one trwać nawet do ok. 5..7ms).
Oprócz mikrokontrolera na płytce sterownika znajdują się także trzy układy CMOS. Są one wykorzystane do sterowania pracą układu przełączającego rezystory ogranicznika prądowego. Układ USlA pracuje jako przerzutnik a synchroniczny RS, likwidując zakłócenia generowane przez styki przełącznika Swl. Sygnał z wyjścia Q tego układu jest zliczany w 2-bitowym liczniku wykonanym na układzie US2. Układ US3 jest dekoderem zasilającym diody LED, wskazujące aktualny zakres ogranicznika prądowego. Sygnały z wyjść Q przerzutników US2A i US2B są wyprowadzone za złącze Zll.
Na płytce sterownika przewidziano miejsce na jumpery JPl i JP2, lecz ich stosowanie nie jest konieczne, jeżeli nie będzie on wykorzystywany do innych celów. W prezentowanym zasilaczu jest zalecane ustawienie na wejściach PB4 i PB5 poziomów "L" (praca w trybie 0..255, generowany pojedynczy impuls zegarowy po włączeniu zasilania).
Rys. 4. Schemat elektryczny sterownika.
Elektronika Praktyczna 12/97
59
Programowany zasilacz laboratoryjny
Rys. 5. Schemat elektryczny płytki zasilacza.
60
Elektronika Praktyczna 12/97
Programowany zasilacz laboratoryjny
WYKAZ ELEMENTÓW
Płytka zasilacza Rezystory
Pl: lOkO - potencjometr
montażowy wieloobrotowy
P2, P3: lkn - potencjometry
montażowe wieloobrotowe
R5: 470O
R6, R7: 4,7kn
R8: 4,5kQ
R9: 500O
RIO: 6,2fl/0,25W
Rll: l,5Q/0/5W
R12: 0,630/1 W
R13, R14: 4,7kn
Kondensatory
Cli, C12: 4700^F/35V
C13: 220^F/35V
C14: 100^F/25V
C15, C16, C19, C21, C22, C23,
C24, C25, C27: lOOnF
C17, C18, C26: 47^F/25V
C20: 120pF
Półprzewodniki
D6, D7: 1N4148
Ml: B40C2500
Tl, T2: BC547..9
T3: BD285 lub odpowiednik
US5: DAC0832
US6, US7, US8: LMC6041
US9: ^A723
US10: 7815
US11: 7805
Różne
Bl: bezpiecznik 2AT
Przl, Prz2: RM96P-5V
ZI2: złącze ZWS-20
oprawka bezpiecznika
Uwaga! Kondensatory C28, C29,
C30 - lOOnF oraz C31 - 47^iF/25V
nie muszą być montowane na
płytce zasilacza. Nie wchodzą
one w skiad kitu.
Płytka programatora Rezystory
Rl, R2, R3: 10kO
R4: 680O
C9, CIO: 3,9nF
Kondensatory
Cl, C2, C3: 10p.F/16V
C4: 2,2jiF/16V
C5, Có: lOOnF
C7, C8: 27pF
Półprzewodniki
DL D2, D3, D4: LED
D5: 1N4148
US1, US2: 4013
US3: 4028
US4: 68HC05J1A -
za próg ra mowa ny
Różne
Impl: ECW1J-B24-BC0024 (Bourns)
Swl: mikroprzełącznik
Xl: 3,579MHz
Zll: złącze ZWS-20
Płytka zasilacza
Schemat elektryczny części stabilizacyjnej przedstawiono na rys.5. Sygnały sterujące pracą przetwornika C/A US5 są podawane na złącze Zl2. Układ ten pracuje w nieco nietypowym układzie aplikacyjnym, ponieważ wyjścia prądowe Ioutl/2 konwertera spełniają rolę wejść napięcia odniesienia, a wejście napięcie odniesienia Vref spełnia rolę wyjścia. Takie połączenie miało na celu umożliwienie swobodnego dobrania szerokości zakresu i poziomów napięć na wyjściu przetwornika. Rolę regulatorów górnego i dolnego napięcia odniesienia spełniają potencjometry Pl i P2, które są odseparowane od układu US5 przy pomocy dwóch wtórników LMC6041 (US6 i US7).
Rolę źródła napięcia odniesienia spełnia wewnętrzny stabilizator referencyjny układu US9 [\iA723). Jest to bardzo stabilne i dokładne źródło napięciowe, nie było więc potrzeby stosowania dodatkowego układu specjalizowanego.
Napięcie z wyjścia przetwornika US5 jest podawane na wejście wtórnika US8, a z jego wyjścia na wejście nieodwracające wzmacniacza operacyjnego, wchodzącego w skład układu US9. Wzmacniacz pracuje w układzie z ustalonym wzmocnieniem (przy pomocy rezystorów R8, R9 i potencjometru P3), przy czym możliwa jest pewna modyfikacja tego wzmocnienia. Ma ona na celu wyrównanie drobnych błędów przetwarzania, które są trudne do uniknięcia przy szeregowym przetwarzaniu sygnału. Kondensator C20 zapewnia kompensację wzmacniacza, ograniczając moż-
liwość powstania wzbudzeń.
Rolę wzmacniacza mocy, dostarczającego do obciążenia prądu
0 odpowiedniej wartości, pełni tranzystor T3 (konfiguracja wtórnika emiterowego - typowe rozwiązanie stabilizatorów szeregowych), sterowany z wyjścia Vo US9. W emiterze tego tranzystora włączono na stałe rezystor RIO
1 równolegle do niego dwa kolejne rezystory Rll, R12, dołączane przez przekaźniki Przl i Prz2. Wartości rezystorów RIO..12 dobrano tak, aby poprzez kolejne dołączanie rezystorów uzyskać cztery zakresy ograniczania prądu.
Cewki przekaźników sterowane są przez tranzystory Tl i T2, których bazy są zasilane bezpośrednio z wyjść przerzutników US2A i US2B (rys.4). Diody D6 i D7 zabezpieczają tranzystory przed uszkodzeniem wywołanym przepięciami powstającymi w cewkach po odłączeniu od nich zasilania.
Mostek prostowniczy Ml oraz kondensatory o dużej pojemności Cli, C12 zapewniają odpowiednią polaryzację i filtrację napięcia podawanego z transformatora zasilającego. Wzmacniacze operacyjne i przetwornik C/A są zasilane napięciem +15V, o którego jakość dba stabilizator US10. Rezystor R5 (włączony szeregowo z wejściem stabilizatora) ogranicza moc wydzielaną w stabilizatorze US10. Kondensator C13 poprawia jakość filtracji napięcia zasilającego część cyfrową zasilacza.
Stabilizator USll zapewnia dobre warunki zasilania układowi sterownika (rys.4) oraz zasila cewki przekaźników Przl, Prz2. Piotr Zbysiński, AVT
Elektronika Praktyczna 12/97
61
PROJEKTY
Mikroprocesorowy system edukacyjny, część 3
kit AVT-353
jest to przedostatnia część
ańykuiu poświęconego opisowi
konstrukcji mikroprocesorowego
system u ed ukacyjnego.
Prezentujemy w niej
oprogramowanie i procedury
opracowane przez autora.
Możliwości
i wykorzystanie systemu
operacyjnego
Na dostarczonej wraz z zestawem dyskietce znajdują się dwa pliki tekstowe - sysop.def oraz sysop.ref. Pierwszy z nich zawiera definicje adresów procedur systemu i powinien być dołączony do treści źródłowej programu użytkownika. Drugi plik - sysop.ref jest ściągawką zawierającą krótki opis tych procedur i dalej traktowany będzie jako przewodnik podczas opisu. Przedstawienie każdej procedury składa się z nagłówka (słowo kluczowe DZIAŁANIE), prezentującego w zwięzły sposób wykonywaną przez nią operację, następnie określone zostają ewentualne parametry wejściowe oraz wyjściowe (słowa kluczowe - IN, OUT), po czym (po słowie UŻYWA) wyszczególniono angażowane rejestry procesora wraz z opcjonalnym określeniem zajmowanego banku rejestrów. Zaznaczyć należy, że system operacyjny generalnie używa zerowego banku rejestrów (bity RSO, i RSl w słowie PSW równe zero), jakkolwiek możliwe jest użycie dowolnego spośród czterech dostępnych, ale tylko dla procedur oznaczonych inskrypcją "BANK aktualny". Procedury systemu operacyjnego używają także wskaźników operacyjnych w słowie stanu programu (CY,AC,OV iP), co nie jest zaznaczone w ich skróconym opisie.
Kolejną częścią opisu procedury w pliku sysop.ref jest podanie liczby zajmowanych bajtów na stosie systemowym (po słowie kluczowym STOS). Jest to niezbędna rezerwa wymagana przez daną procedurę, jednak w kalkulacji rozmiaru stosu uwzględnić należy jego obciążenie wnoszone dodatkowo przez procedury obsługi przerwań za-implementowane w programie uży tko w nika. O s ta tnim el em en-tem opisu każdej procedury jest jej nazwa zastrzeżona wraz z definicją adresu wywołania. Nadmienić należy, że jakakolwiek zmiana adresu podanego w definicji uniemożliwi działanie tak zmodyfikowanych procedur systemu, prowadząc najczęściej do zawieszenia się programu użytkownika.
Tak więc plik sysop.ref można zamiennie, z plikiem sysop.def, dołączać do treści programu użytkownika - z punktu widzenia programu użytkownika oba spełniają identyczną rolę. Różnica polega jedynie na przekazywanej treści dla samego użytkownika. System operacyjny zajmuje także jedną komórkę wewnętrznej pamięci RAM mik-rokontrolera o adresie 20h. Program użytkownika nie powinien modyfikować jej zawartości w jakikolwiek sposób, poza dopuszczonym przez te procedury systemu, które wykorzystują ją do własnych celów.
Elektronika Praktyczna 12/97
63
Mikroprocesorowy system edukacyjny
Generalnie ogólna struktura programów użytkownika powinna wyglądać następująco:
ORG 8000h ;adres bazowy pamięci RAM U2
SJMP START
;skok do początku programu
ORG 8003h
;podprogram obsługi przerwania IWTO
;treść podprogramu EBTI
ORG 800Bh
RETI
START: X
obsługi przerwania CTO ;treść podprogramu
;początek programu głównego
LCALL RESETLcd
;odwołanie do procedur systemu
M0V A,#2 8h
;inicjacja wyświetlacza dwuliniowego
LCALL WRITEord
M0V A,#0Ch
;zapis rozkazu do kontrolera LCD
LCALL WRITEord
;odpowiada sekwencji !@0C@01
LCALL CLEARdisp ;w programie Icd4.exe
$include(sysop.def)
;dołączenie definicji adresów systemu
EWD ;koniec programu
Czytelnicy zauważą zapewne, że odwołania do procedur systemu operacyjnego są realizowane jako dalekie wywołania podpro-gramów. Specyfika ta spowodowana jest faktem umieszczenia programów użytkownika w górnym segmencie pamięci programu, natomiast system operacyjny rezyduje w segmencie dolnym. Jedynym rozkazem mikrokontrolera zdolnym do obsługi takiego wywołania podprogramu jest LCALL. Dodatkową koniecznością staje się wprowadzenie stałego przesunięcia do adresów wektorów zerowania i przerwań. Tak więc jest konieczna zamiana według poniżej opisanego klucza:
l-> 8000h l-> 8003h
13h -> 8013h
zerowanie systemu przerwanie IWTO przerwanie CTO przerwanie
INT1 lBh -> 801Bh
przerwanie
CT1 23h -> 8023h
przerwanie UART
Po treści programu użytkownika dyrektywą makroasemblera
dołączony zostaje plik definicji adresów systemu operacyjnego. Oczywiście, można tę operację wykonać poprzez zwykłe "sklejenie" dwóch plików testowych, przy pomocy opcji zastosowanego edytora - do pliku programu dołączyć należy plik definicji.
Opis procedur systemu operacyjnego przeprowadzony zostanie w kolejności ich występowania w pliku sysop.ref. Jako pierwszy znajduje się tam blok operacji arytmetycznych:
DIVIDE - procedura dzieląca czterobajtową dzielną przez dwu-bajtowy dzielnik, w wyniku czego otrzymywany jest dwubajtowy wynik oraz, jeżeli wynik dzielenia nie jest przepełnieniem, dwu-bajtową resztę modulo. Przepełnienie uzyskiwane jest jeżeli wynik dzieienia będzie większy od szesnastobitowej liczby binarnej (czyli 65535) i sygnalizowane jest wynikiem składającym się z samych jedynek (czyli FFFFh).
DIVI - procedura dzieląca czterobajtową dzielną przez jednobaj-towy dzielnik, w wyniku czego otrzymywany jest czterobajtowy wynik, oraz jednobajtowa reszta modulo. Procedura nie sygnalizuje wystąpienia przepełnienia.
MULUPLE - procedura mnożenia dwubajtowej mnożnej i mnożnika, w wyniku czego otrzymywany jest czterobajtowy wynik.
MULTT - procedura mnożenia czterobajtowej mnożnej i jednobajto-wego mnożnika, w wyniku czego otrzymywany jest czterobajtowy wynik, wraz z ewentualnym je-dnobajtowym przeniesieniem do R6.
Nadmienić należy, że wszystkie procedury arytmetyczne systemu posługują się liczbami naturalnymi (nieujemnymi) w zapisie dwójkowym lub opcjonalnie szes-nastkowym (heksadecymalnym).
Para rejestrów R3, R2, stanowi akumulator szesnastobitowy, przechowujący liczbę według schematu: R3 - starszy bajt, R2 - młodszy. Przyjęty sposób zapisu, w którym rejestry o coraz większych numerach identyfikacyjnych przechowują coraz bardziej znaczące cyfry lub bajty, jest zgodny z naturalnym sposobem zapisu liczb dziesiętnych (zawsze zaczynamy od najbardziej znaczącej pozycji). Dysponując tym zestawem, zrealizo-
wać można obliczenie według wzoru, np.
3275x25
----= ?
1087
co w asemblerze zastosowanego mikrokontrolera zapisać można:
PRZYKŁAD_1:
M0V R2,#0CBh
; załadowanie mnożnej (3275) M0V R3,#0Ch M0V R4,#0 M0V R5,#0
M0V R6,#25 ; załadowanie mnożnika (25) LCALL MULTI
; wywołanie procedury systemu, ; wynik wlR5,R4,R3,R2 (R6 - ignorowany) M0V R6,#3Fh
;załadowanie dzielnika (1087) M0V R7, #4
LCALL DIVIDE ;R3,R2 - wynik, czyli 75 ;(część ułamkowa jest tracona)
czy też np.
1278x0.52 = ?
co zapisać można:
PRZYKŁAD_2:
M0V R2,#0FEh ;załadowanie mnożnej (1278)
M0V R3,#4
M0V R6,#52 ;załadowanie mnożnika (52)
M0V R7,#0
LCALL MULTIPLE ;wynik wlR5,R4,R3, R2
M0V R6,#100
LCALL DIVI ;po podzieleniu przez 100
;otrzymujemy w R5,R4,R3,R2 właściwy wynik
Zauważyć należy, że w tym przypadku zastosowano przeska-lowanie ułamków, czyli mnożenie ma postać 1278x52=66456. Więc, aby uzyskać właściwy wynik, należy dodatkowo wykonać dzielenie przez współczynnik przeska-lowywujący ułamek (w tym wypadku jest to 100), aby otrzymać wymagane 664.
Kolejne procedury arytmetyczne powodują zwiększenie i zmniejszenie zawartości zespołu rejestrów, tworzących licznik binarny:
INCR - zwiększenie zawartości licznika o jeden (inkrementacja);
DECR - zmniejszenie zawartości licznika o jeden (dekremen-tacja).
Zwiększenie lub zmniejszenie zawartości licznika zapisać można następująco:
PRZYKŁAD_3:
M0V Rl,#LICZNIK_0
;adres (nie wartość) najmłodszego bajtu
M0V R2,#3 ;trzy bajty
LCALL INCR (lub DECR)
LICZWIK_0 EQU 30h
;trzy bajty pamięci definiujące
64
Elektronika Praktyczna 12/97
Mikroprocesorowy system edukacyjny
LICZWIK_1 EQU 31h ;licznik binarny LICZWIK_2 EQU 32h
Dodatkowo, w przypadku procedury dekrementacji, jest sygnalizowana przez stan wskaźnika CY zmiana znaku liczby przechowywanej w liczniku, występująca przy przejściu z zera na -1. Odpowiada to, w kodzie uzupełnień do dwóch (U2), zapisaniu do wszystkich bajtów tworzących licznik samych jedynek. Dzięki temu istnieje prosta możliwość odliczania zadanej liczby zdarzeń - na początku należy załadować do licznika wartość pomniejszoną o jeden, po czym kolejno dekrementować licznik, aż do chwili, gdy wskaźnik CY będzie równy 1.
Kolejnym blokiem procedur są podprogramy konwersji dziesięt-no-binarnej oraz heksadecymalno-binarnej:
BIN2BCD - procedura zamienia liczbę binarną umieszczoną w rejestrach R3 ,R2 na liczbę dziesiętną, składowaną w postaci rozpakowanej w rejestrach R7,R6, R5,R4, zawierających kolejno cyfry tysięcy, setek, dziesiątek, oraz jednostki w postaci: 00 do 09 (zapis skrótowy - 0x). Dodatkowo, jeżeli wyjście z procedury odbywa się z ustawionym wskaź-nikm CY, to konwertowana liczba jest większa od 9999, czemu towarzyszy umieszczenie w R2 cyfry dziesiątek tysięcy (postać 0x), a jeżeli wskaźnik CY pozostaje wy zerowany, to zawartość R2 będzie przypadkowa.
BCD2BIN - zamienia liczbę dziesiętną, umieszczoną w rejestrach R7, R6, R5, R4 (według powyżej opisanej konwencji), na liczbę binarną, zwracaną w R3, R2.
HEX2B - dokonuje zamiany znaku ASCII, reprezentującego cyfrę heksadecymalną umieszczonego w rejestrze A, na odpowiednik binarny, zwracany w A w postaci od OOh do OFh (zapis skrótowy - 0xh). Litery małe i duże traktowane są równorzędnie. Podanie znaku nie będącego cyfrą heksadecymalną da w odpowiedzi nieokreśloną wartość.
B2HEX - zamiana czterech najmłodszych bitów liczby binarnej umieszczonej w rejestrze A na znak ASCII reprezentujący cyfrę heksadecymalną. Cztery najstarsze bity A pozostają nieistotne
dla wyniku (zapis skrótowy -Nxh).
W zestawie procedur sterujących alfanumerycznym wyświetlaczem LCD znajdują się:
RESETlcd - bezparametrowa procedura inicjacji kontrolera wyświetlacza dokonuje przełączenia w tryb komunikacji cztrobitowej, ustawia obsługę jednej linii o długości 80 znaków, odpowiada z programu Icd4.exe.
CRSRleft - bezparametrowa procedura realizująca przesunięcie kursora o znak w lewo, odpowiada <@10>.
CRSRright - bezparametrowa procedura realizująca przesunięcie kursora o znak w prawo, odpowiada <@14>.
CRSRhome - bezparametrowa procedura realizująca ustawienie kursora i okna wyświetlacza od pozycji początkowej linii, odpowiada <@02>.
CLEARdisp - bezparametrowa procedura realizująca kasowanie wyświetlacza oraz ustawienie kursora i okna wyświetlacza od pozycji początkowej linii, odpowiada <@01>.
WRITEspc - bezparametrowa procedura zapisująca znak spacji na aktualnie wskazywane kurso-rem pole wyświetlacza.
WRITEdata - zapis kodu ASCII umieszczonego w rejestrze A na wskazywane kursorem pole wyświetlacza. Podanie kodu z zakresu 0 do 7 spowoduje wyprowadzenie na wyświetlacz określonego znaku definiowanego przez użytkownika.
WRITEord - zapis rozkazu umieszczonego w rejestrze A do kontrolera wyświetlacza, odpowiada ogólnej sekwencji <@hh>.
CHARdef - procedura definiująca znaki użytkownika. Definicja rozpoczyna się zawsze od znaku zerowego. Po wywołaniu procedury należy podać liczbę definiowanych znaków, po czym kolejno ośmiobajtowe definicje kolejnych znaków. Ostatni bajt definicji znaku musi zawsze być równy zero, procedurę należy wywoływać zawsze po pełnej sekwencji inicjacji kontrolera wyświetlacza.
Użycie według przykładu:
PRZYKŁAD_4:
LCALL CHARdef ;wywołanie procedury DB 3 ;definicja trzech znaków DB 0Eh,l,0Fh,llh,0Fh,2,l,0
;definicja znaku numer 0 DB ,,,,,, 0 ;definicja znaku numer 1 DB ,,,,,,0 ;definicja znaku numer 2 . . . I; ciąg dalszy programu
Uważny Czytelnik zauważy z pewnością, że opisywane powyżej procedury realizują rozkazy zaliczone podczas opisu programowania kontrolera wyświetlacza do grupy drugiej i trzeciej.
Przykładowa inicjacja sterownika wyświetlacza po restarcie systemu uwidoczniona została wcześniej pod hasłem "ogólnej struktury programów użytkownika". Sekwencja ta jest analogiczna do stosowanej podczas inicjacji wyświetlacza, wymaganej na początku pracy z programem Icd4.exe. Instrukcje asemblera:
M0V A,#2 8h LCALL WRITEord
są wymagane jedynie przy wyświetlaczu o organizacji dwuli-niowej. Dla jednoliniowego spowodują znaczne obniżenie kontrastu wyświetlanych znaków. Krzysztof Kury łowicz
Elektronika Praktyczna 12/97
65
MINIPROJEKTY
Wspólną cechą układów opisywanych w dziale "Mlnlprojekty" jest łatwość Ich praktycznej realizacji. Na zmontowanie i uruchomienie układu wystarcza zwykle kwadrans. Mogą to być układy stosunkowo skomplikowane funkcjonalnie, niemniej proste w montażu i uruchamianiu, gdyż Ich złożoność i Inteligencja jest zawarta w układach scalonych. Wszystkie projekty opisywane w tej rubryce są wykonywane i badane w laboratorium AVT. Większość z nich wchodzi do oferty kitów AVT jako wyodrębniona seria "Mlnlprojekty" o numeracji zaczynającej się od 1000.
Inteligentny regulator oświetlenia
Opisany w artykule
regulator oświetlenia
doskonale spełnia
wymagania stawiane
"rasowym"
miniprojektom - potrafi
bardzo dużo, jest
prosty w montażu
i uruchomieniu,
niewiele kosztuje i jest
bardzo przydatny
zarówno w domu, jak
i w warsztacie.
Konstrukcja prezentowanego urządzenia jest oparta na specjalizowanym układzie scalonym, który nosi oznaczenie HT7 700A. Jest to układ produkowany przez tajwańską firmę Hol-tek, dotychczas praktycznie nie znaną w naszym kraju.
Schemat blokowy wnętrza układu przedstawiono na rys.l. Jest on dość złożony, co jest efektem mi.in:
- możliwości pracy z częstotliwościami sieci zasilającej 50 lub 60Hz;
- możliwości wykorzystania jako sensora umożliwiającego sterowanie natężeniem oświetlenia standardowego przełącznika lub płytki dotykowej.
Ponieważ układ HT7700 jest montowany w obudowie DIP8, liczba dostępnych wyprowadzeń jest zbyt mała, aby umożliwić wyprowadzenie wszystkich sygnałów konfigurujących strukturę na zewnątrz. Wynikiem tego ograniczenia jest wprowadzenie przez Holtek do produkcji czterech typów układów HT7700. Są to wersje oznaczone prefiksami A..D.
Układ HT7700A jest przystosowany do pracy z siecią energetyczną 50Hz i przełącznikiem mechanicznym. Wersja oznaczo-
HT7700A
Rys. 1.
na HT7700B jest odpowiednikiem wersji "A" dla sieci
0 częstotliwości 60Hz. Kolejne układy - HT7700C
1 HT7700D współpracują z czujnikiem dotykowym i siecią energetyczną o częstotliwości odpowiednio 50Hz i 60Hz. W jednym z kolejnych numerów EP przedstawimy projekt regulatora nie wymagającego stosowania przełącznika, którego konstrukcja będzie oparta na układzie HT7700C.
W tytule artykułu znalazło się słowo "inteligentny" - co to oznacza w praktyce? Otóż regulator wykonany na układzie HT7700 spełnia rolę 96-stopniowe-go regulatora jasności i wyłącznika jednocześnie. "Inteligencja" wbudowana w strukturę układu przez jego konstruktorów pozwala na proste sterowanie obydwoma funkcjami przy pomocy jednego przycisku. Na rys.2 przedstawiono algorytm pracy układu. Jak widać bardzo istotnym kryterium decyzyjnym dla układu jest czas wciśnięcia przycisku, lecz konstrukcja algorytmu jest niezwykle intuicyjna, dzięki czemu posługiwanie się regulatorem jest naprawdę proste.
Schemat proponowanego przez nas rozwiązania znajduje się na rys.3. Układ US1 jest "mózgiem" regulatora. Rezystor R3 ustala częstotliwość pracy wewnętrznego oscyla-tora układu. Dioda _ .
Dl prostuje napięcie zasilające układ USl. Rezystor R2 ogranicza prąd płynący przez diodę Zenera D2 i USl. Ze względu na duże napięcie, jakie się na nim odkłada, musi to być rezystor o mocy min. 2W. Kondensator Cl filtruje napięcie zasilające. Rezystor Rl ogranicza prąd wpływający do
Elektronika Praktyczna 12/97
71
MINIPROJEKTY
Żarówka
C1
Rys. 3.
wejścia detektora zera, który odpowiada za wyznaczanie odpowiednich chwil załączania triaka Trl. Układ różniczkujący C2, R4 kształtuje impuls wyzwalający triak - szpilka napięciowa powstająca na rezystorze R4 po pojawieniu się impulsu wyzwalającego na wyjściu TRIG USl powoduje zasilenie bramki triaka prądem o wartości wystarczającej do jego wyzwolenia.
Regulator zalecamy zmontować na płytce drukowanej wykonanej według wzoru znajdującego się na wkładce. Rozmieszczenie
C2 0,047/i
elementów przedstawiono na rys.4.
Montaż układu jest nieco odmienny od większości kitów z oferty AVT. Największa różnica polega na pionowym montowaniu rezystorów (z wyjątkiem R2), dzięki czemu wymiary płytki drukowanej są bardzo małe. Ponieważ regulator pracuje na potencjale sieci, zalecamy zachowanie dużej ostrożności, zarówno podczas uruchamiania, jak i codziennej eksploatacji. Bardzo bezpiecznym rozwiązaniem jest zastosowanie jako przełącznika Swl
Rys. 4.
standardowego włącznika oświetlenia, łatwo dostępnego w sklepach z artykułami elektrycznymi.
W przypadku użycia ra-diatora, triak należy wlutować od strony ścieżek i w razie potrzeby zgiąć jego wyprowadzenia pod kątem prostym. Należy przy tym pamiętać o zachowaniu kolejności wyprowadzeń -przy montażu Trl od strony druku, metalowy kołnierz triaka będzie od strony krawędzi płytki (inaczej niż na rys. 4).
Procedura uruchomienia ogranicza się do sprawdzenia napięcia pomiędzy wyprowadzeniami Vss i Vdd układu USl (powinno ono wynosić ok. 9V) i następnie weryfikacji działania układu.
Obciążenie dołączone do zacisków wyjściowych powinno mieć charakter re-
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
Rl: 2MQ/0,5W
R2: 47kQ/2W
R3: 62kQ
R4: l0kQ
Kondensatory
Cl: 1OO^F/16V
C2: 47nF
Półprzewodniki
USl: HT77OOA
Trl: BTAOÓ-ÓOO, TLC336 lub
podobne
Dl: 1N4005 lub podobna
Różne
ARK2: 2szt. (3,5 mm)
Kompletny układ i płytki drukowane są dostępne w AVT pod oznaczeniem AVT-11.3.3.
zystancyjny (lampy z włóknem żarowym), a ich moc należy dostosować do możliwości zastosowanego triaka. W egzemplarzu modelowym zastosowano triak firmy SGS-Thomson
BTA06/600, który umożliwia sterowanie zespołami żarówek o mocy do 500W (lub większymi, po zastosowaniu radiatora). Popularne triaki TLC336 mogą sterować żarówkami o mocy maksymalnej ok. 400W. Piotr Zbysiński, AVT
Elektronika Praktyczna 12/97
MINIPROJEKTY
Sterownik oświetlenia choinkowego
Zbliżające się święta
są doskonałą okazją
dla wszystkich
"domowych"
elektroników, aby mogli
się wykazać.
Najprostszym, a przy
tym niezwykle
efektownym sposobem
na to, jest zbudowanie
sterownika światełek
choinkowych, który
pozwoli nieco
urozmaicić świąteczne
wieczory.
O tym, jak
niewielkim nakładem
sił i środków wykonać
sp e ej ali styczny
sterownik dowiecie się
z tego artykułu.
Prezentowany w artykule sterownik jest przykładem nieprawdopodobnej wręcz ekspansji układów specjalizowanych. Przyzwyczailiśmy się już do myśli, że większość urządzeń produkowanych seryjnie jest wykonanych w oparciu
0 układy specjalizowane, co ogromnie ułatwia zarówno ich montaż, jak
1 serwisowanie. Ale czy któryś z naszych Czytel- �'� ników sądził, że opłacalne jest wyprodukowanie specjalizowanego sterownika światełek choinkowych? Okazuje się, że tak!
Na rys.l przedstawiono schemat blokowy układu HT2040A (układ jest produkowany przez tajwańską firmę Holtek),
który jest specjalizowanym, czterokanałowym sterownikiem oświetlenia, integrującym w swojej strukturze wszystkie elementy niezbędne do wykonania kompletnego urządzenia. Ponieważ stopień zintegrowania układu HT2040A jest bardzo wysoki, schemat elek-
tryczny sterownika może być tak prosty, jak widać na rys.2.
Elementy Dl..5, Rl, R2, Cl spełniają rolę zasilacza sterownika. Ponieważ zasilacz nie zawiera transformatora, sterownik podczas pracy jest cały czas na po-
72
Elektronika Praktyczna 12/97
MINIPROJEKTY
TEST VDD
J I
SYNC < t> PLL Sekwencer ROM Wzmacniacz wyjściowy LI 1?
-------kM
C 4 -----> ----->H L3 L4
1 f i
DK1 < SK2) K3< t> t> t* *> ** t~* t> Układ dekodowania wejść sterujących 1 generator adresowy Jednostka wyboru wzorów Tabela wzorów

K4< KS< KB) MODEt i U P

1L_
vss
Rys. 1.
tencjale sieci energetycznej - podczas jego uruchamiania i eksploatacji należy zachować daleko idącą ostrożność!
Tabela 1.
Układ HT2040A jest wyposażony w wewnętrzną pamięć ROM. Zawiera ona szereg programów sterowania żarówkami, które przy-
Wejście Wejście MODĘ
Nie podłączone lub VSS VDD
DK1 poziom "H" na stałe GRUPA 5
chwilowo DEMO
SK2 aktywny wysoki GRUPA 6
chwilowo PREZEMTACJA
K3 (aktywny wysoki) GRUPA 1 GRUPA 7
K3 (aktywny wysoki) GRUPA 2 GRUPA 8
K3 (aktywny wysoki) GRUPA 3 GRUPA 9
K3 (aktywny wysoki) GRUPA4 GRUPA 10
gotował producent układu. Na rys.3 przedstawiono listę grup programów, wraz z ich krótkim opisem. Symbole pod rysunkami oznaczają:
- czas trwania (podane czasy mogą się różnić od rzeczywistych o ok. 20%);
- numer wyświetlanego programu (programy przedstawiono na rys.4 i rys.5);
- prędkość wyświetlania;
- liczba powtórzeń wybranego programu.
Selekcji wyświetlanych programów dokonuje się przy pomocy jumperów JP1..7 (patrz rys.2). Podczas ustalania programu bardzo istotne znaczenie ma poziom logiczny wejścia MODĘ (ustalany przy pomocy JP7).
Opis zależności pomiędzy stanami logicznymi na wejściach układu i realizowanymi programami przedstawiono w tab.l.
Na schemacie elektrycznym z rys.2 narysowane zostały dwa przełączniki chwilowe, dołączone do wejść DKl i SK2. Mogą one zostać wyprowadzone na zewnątrz obudowy urządzenia, co w wielu sytuacjach ułatwi korzystanie ze sterownika. Przełącznik Wl umożliwia włączenie demonstracyjnego trybu pracy układu HT2040A (pod
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
Rl: 91kQ/lW
R2: 33kQ/0,25W
R3: 10MQ
Kondensatory
Cl: 47^F/25V
C2: lOOnF
Półprzewodniki
US1: HT2040A (Holtek)
D1..D4: 1N4005 lub
podobne (dobrać
w zależności od mocy
obcigżenia)
D5: dioda Zenera 5,1V/
250mW
Trl, Tr2, Tr3, Tr4: TLS10Ó-Ó,
TYS406-6, TYN604 lub
podobne 1..4A/600V
Różne
JP1..7: gold pin 1x3 plus
jumper (7 kompletów)
Wl, W2: włgczniki chwilowe
ARK2 4szt.
Kompletny układ i płytki drukowane są dostępne w AVT pod oznaczeniem AVT-11.32.
warunkiem, że na wejściu MODĘ jest poziom niski -zgodnie z tab.l). Włączenie trybu demonstracyjnego powoduje wyświetlenie po kolei wszystkich grup programów, zgodnie
z rys.3. Przy pomocy przełącznika W2 możliwe jest sekwencyjne przełączanie wyświetlanych grup (pod warunkiem, że na wejściu
22WAC
Rys. 2.
Elektronika Praktyczna 12/97
73
MINIPROJEKTY
-Sekcja
17.07*
P4
Sp:2i
Ra:8x
�53j
PG Sp: 1x Ra:2>
853a 853s S53s
P6 PG P6
Satx Sp:4i Spita
Rs:4x Re: Bx Rs: 1flx
17.071 P6 Sp:2x Rs:8x
Grupa 3
Grupa 4
Giupas
Grupa 8
Grupa?
Grupa B
Sp:4x
Sp:Bx
Ra;.4i
4.271 P12
Sp:Zx Ra:8x
4.27S
P12
Sp:4x
R1S
4.271 4,27s 4,279 4,271 4,271 4,271
P12 P12 P1Z P11 P11 P11
Sp:1x Sp:2* Sp:4x Sp:4x Sp:2x Sp:1x
Rk4x HkBk Rs:18x Ra:16x RkBx Rs:4x
PB
8p:1x
Re:1x
4.271 4.27* 4.27* 4.271 4.27B 4.271
PB P7 P7 P12 P11 P12
5p:4x Sp:2x Sp:4x Sp:2x Sp:2x Sp:2x
Rs:Sx Rs:Bx Rs:1Gx Re:�x Fto:8x Rs:8x
Grupa 9
WszystkJs lampy świecą
8p:Bx
Sp: 1x - oznacza pojedynczą prsdtołć
Sp: 2x - oznacza podwozia prędkość
Rs: 1i-oznacza wyźwistlaria wzoru jaden raz
Ra: Ot- oznacza wytwistlana wzoru dwa razy
P1 ..P12: nurnsrywv*wlstanych proanunow (opla na rya.4)
Rys. 3.
MODĘ jest stan niski). Funkcje pozostałych wejść są zgodne z opisem zawar-tym w tab.l.
Rolę końcówek mocy prezentowanego sterownika spełniają cztery tyrystory, oznaczone na rys.2 jako
Rys. 6.
Rys. 4.
Trl..4. W zależności od planowanego obciążenia sterownika, należy dobrać odpowiednio maksymalny prąd przewodzenia tych tyrystorów.
Ponieważ standardowe żarówki choinkowe są przystosowane do zasilania napięciem z zakresu 14..20V, niezbędne będzie połączenie ich w szereg tak, aby sumaryczne napięcie wszystkich żarówek było bliskie 22OV. Takie rozwiązanie pozwoli uzyskać cztery bardzo efektowne węże świetlne, każdy złożony z kilkunastu żarówek.
Jak wspomniano wcześniej, zasilanie układu (także "^I___[UUUUL
żarówek) nie jest odseparowane od sieci energetycznej. Należy zadbać więc o to, aby połączone ze sobą żarówki zaizolować w taki sposób, aby
nie wystąpiło nie-
y qp Rys. 5.
bezpieczeństwo porażenia użytkownika prądem.
Sterownik proponujemy zmontować na jednostronnej płytce drukowanej, której widok znajduje się wewnątrz numeru. Rozmieszczenie elementów przedstawiono na rys.6. PZ
L-fUUUU JUL__JUlf
Elektronika Praktyczna 12/97
NOWE PODZESPOŁY
Driver z wpisem szeregowym
Firma Micrel ma w swojej ofercie bardzo interesujący układ drivera dużej mocy z wpisem szeregowym, który nosi oznaczenie MIC5891. Układ ten integruje w jednej strukturze 8-bitowy rejestr przesuwny z wpisem szeregowym, rejestr typu "latch", bramki logiczne AND wykonane w technoogii CMOS, a także bipolarne, wysokonapięciowe drive-ry mocy (tranzystory w układzie Darlingto-na). Schemat blokowy struktury przedstawiono na rys. 1.
Drivery wyjSciowe pracują w układzie wtórników napięciowych z otwartymi emiterami. Mogą one sterować obciążeniami do 500mA, przy zasilaniu napięciem 35V. Napięcie zasilające obciążenie jest wyprowadzone niezależnie od zasilania układu, dzięki czemu może się ono zmieniać w bardzo szerokich granicach. Obwody wyjSciowe są zabezpieczone diodami impulsowymi, które zapewniają bezpieczne sterowanie obciążeniami o charakterze indukcyjnym. Obwody
SERIAL DATA IN
wyjSciowe można łączyć ze sobą równolegle, dzięki czemu ich sumaryczna wydajnoSć prądowa może być większa niż 500mA.
Konstruktorzy tego układu zastosowali dodatkowy rejestr zatrzaskowy, który zapobiega możliwoSci błędnego wysterowania dołączonych do wyjSć układu obciążeń, podczas szeregowego wpisywania informacji do układu.
Interfejs szeregowy ma dwie linie (dane i zegar), trzecia linia służy do przepisania zawartoSci rejestru przesuwającego do zatrzasku sterującego buforami. Przy pomocy wejScia Output Enable można blokować (wyłączać) wszystkie bufory jednoczeSnie. Wyj-Scie Serial Data Out umożliwia łączenie ze sobą wielu układów MIC5891 szeregowo w łańcuchy o logicznej długoSci będącej całkowitą krotnoScią 8.
Układy MIC5891 mogą pracować (standardowo) w zakresie temperatur -4O..+85�C. Dostępne są dwie wersje obudów: SOIC16 (przeznaczona do montażu SMD) oraz DIP16.
8-BIT SERIAL PARALLEL SHIFT REGISTER
UTTTTT1
SERIAL DATA OUT
Rys. 1.
ffffffff
OUT1 OUT2 OUTa OJT4 OUT5 OJT6 OUT7 OUT8
Niskonapięciowy czujnik temperatury zintegrowany z komparatorem
Układ ADT11 jest zbliżony konstrukcyjnie do ADT10. Główna różnica pomiędzy tymi układami polega na usunięciu z wnętrza ADT11 generatora histerezy i wyprowadzę- 2,04flVo niu obydwu wejSć kom- REFEnENCE paratora na zewnątrz obudowy, dzięki czemu układ można wykorzystać jako termostat lub jako czujnik temperatury i układ nadzoru napięcia zasilającego
Schemat blokowy wnętrza układu ADT11 przedstawiono na rys.2.
Zarówno parametry
ne, dokładnoSć i zakresy pomiarowe są identyczne, jak dla układu ADT10 (także opisanego niżej).
ADT11
elektryczne, mechanicz-
Rys. 2.
Elektronika Praktyczna 12/97
77
NOWE PODZESPOŁY
Układy zabezpieczeń przepięciowych firmy
ANALOG DEYICES
Firma Analog Devices opracowała interesujące uldady zabezpieczające systemy, któ-Tych wejścia są czule na przepięcia. Zasada działania układów ADG466 (trzykanałowy] i ADG467 (ośmiokanałowy] jest zbliżona do zasady działania warystorów, lecz jest to
konstrukcja wykonana Napięcie na wejściu układu
w technice CMOS. Naj-
baz ogranicznika V
Rys. 3.
ADG4G7
ważniejsza roznlca w działaniu układów ADG466/7 w stosunku do warystorów polega na możliwości regulowaniu napięcia zadziałania zabezpieczenia przy pomocy napięcia zasilania układu. Na rys. 3 przedstawiono
blokowo budowę układów zabezpieczających, a na rys.4 charakterystykę ich działania. Struktura układów została opracowana w taki sposób, że nie występuje niebez-V pieczeństwo wystąpienia zjawiska ,,latch-up", które grozi zniszczeniem układu. Maksymalne napięcie zasilania wyno-
Ą
Napiade na wejściu układu po zastosowaniu ogranicznika
Pitig zBdztatanla ogiwiksnlcB
si 44V, rezystancja szeregowa włączonego kanału nie przekracza 50D. (przy prądzie upływu poniżej lnA], maksymalna moc tracona w układzie nie przekracza 0,8|xW. Jeżeli zasilanie zostanie odłączone od układu, to rezystancja kanału jest bardzo duża -można ją traktować jako rozwarcie.
Nowe mikrokontrolery firmy SIEMENS
W końcu września firma Siemens wprowadziła do produkcji nowe mikrokontrolery jedno układowe, zintegrowane z interesującymi interfejsami. Procesory serii C540/541 są odpowiednikami znanych mikrokontrolerów 80C52 z wbudowanym interfejsem USB (ang. Universal Serial Bus]. Interfejsy te są przy-
stosowane do pracy z szybkością l,5Mbd (w trybie oszczędnym] lub l2Mbd (przy pełnej szybkości]. Różnica pomiędzy wersjami C540 i C541 polega tylko na innej pojemności zintegrowanej pamięci OTP (4/BkB).
Zupełnie inną kon- strukcję ma procesor Cl64CI. Jest to siódmy w ofercie Siemensa mik- rokontroler zintegrowany z kontrolerem CAN-Bus. Oprócz tego interfejsu we wnętrzu procesora znajduje się moduł PWM, rozbudowany timer, 2kB RAM dla danych oraz 64kB pamięci OTP-ROM, z 32-bitowym dostępem. Procesor C164CI został opracowany jako mocniejsza wersja znanego także na naszym rynku układu Cl66. Wy-
dajność jednostki centralnej wynosi lOMIPS (dla zegara 20MHz], a czas reakcji na zgłoszenie przerwania nie przekracza 250ns. Jednostka centralna jest przystosowana do pracy w trybach oszczędzania energii, dzięki czemu pobór prądu można ograniczyć do lmA.
Sterownik tranzystorów MOSFET firmy
V -Z4V
V -MV
Rmt
KIRF541
Rys. 5.
Układ MIC5013 jest scalonym sterownikiem tranzystorów MOSFET z kanałem n. W swojej strukturze zawiera układ logiczny sterujący bramką tranzystora, przetwornicę pojemnościową generującą napięcie niezbędne do zasilenia bramki, źródło napięcia odniesienia, wzmacniacz-komparator spełniający rolę zabezpieczenia nadprądowego oraz przerzutnik sygnalizujący nieprawidłową pracę tranzystora.
Przy pomocy układu MIC5013 można w prosty sposób sterować tranzystorami MOSFET, które pracują jako klucze sterujące obciążeniami od kilku mA do dziesiątek amperów. Na rys.5 przedstawiony został schemat prostego włącznika z zabezpieczeniem nadprądowym, w kto-
rym rolę klucza spełnia tranzystor IRF541.
Napięcie zasilania układu mieści się w przedziale 7..32V. Pobór prądu w trybie uśpienia nie przekracza 1|jA.
Obecnie są dostępne trzy wersje temperaturowe układu MIC5013:
- nosząca oznaczenie MIC5013BN --40.,+85�C (obudowa DIP8],
- nosząca oznaczenie MIC5013BM --40..+85�C (obudowa SOIC8],
- nosząca oznaczenie MIC5013AJB --55..+l25�C (obudowa DIP8].
78
Elektronika Praktyczna 12/97
NOWE PODZESPOŁY
Nowe wzmacniacze audio
National Semiconductor
Firma National Semiconductor jest znanym i lubianym producentem szerokiej gamy wzmacniaczy mocy dla aplikacji audio. Jednym z najnowszych opracowań tej firmy jest układ LM4832 (seria Boomer], który integruje w swojej strukturze wszystkie elementy niezbędne do zbudowania wysokiej jakości wzmacniacza multimedialnego (rys.6]. Układ został wyposażony w regulatory barwy dźwięku, dwuwejściowy
LnpOri
LfttCMpjt
National Semiconductor
Rys. ó.
przedwzmacniacz mikrofonowy, multiplekser analogowy do przełączania wejść, regulator głośności, prosty układ poprawiający przestrzenność odtwarzanego dźwięku [National 3D Sound) oraz stopień mocy przystosowany do sterowania głośnika lub słuchawek. Układ jest programowany poprzez interfejs cyfrowy zgodny ze standardem I2C.
Moc wyjściowa układu LM48 32 wynosi lOOmW (dla RL=32Q] lub 350mW (dla RL=8Q]. Prąd zasilania bez obciążenia nie przekracza l3mA. Możliwe jest przełączenie układu w stan siar/dby, co pozwala ograniczyć pobór prądu do 4|lA.
Dostępne są wersje obudów SIP28 i SOIC28.
Kolejną nowością jest znacznie prostszy wzmacniacz (także wchodzący w skład rodziny Boomer], oznaczony LM4864. Schemat blokowy wyjaśniający jego budowę wewnętrzną przedstawiono na rys.7. Niezwykłość jego konstrukcji wyznacza zintegrowanie w jednej strukturze dwóch wzmacniaczy, wewnętrznie skonfigurowanych do pracy mostkowej. Dzięki zastosowaniu takiego rozwiązania możliwe jest osiągnięcie mocy ok. 300mW (hUkład LM4864 jest dostępny w wielu typach obudów (MSOP8, SOIC8, DIP8], dzięki czemu łatwo jest wybrać wersję odpowiednią do specyficznych wymagań aplikacji. Ze względu na bardzo mały pobór mocy w trybie uśpienia i niskie napięcie zasilania, nadaje się on doskonale do stosowania w sprzęcie przenośnym.
Szybkie wersje układów FLEX1OK firmy ^
Seria układów programowalnych o bardzo dużej skali integracji firmy Altera (rodzina FLEXlOK] powiększyła się o grupę nowych struktur, znacznie szybszych od dotychczas dostępnych. Układy oznaczono symbolicznym sufiksem "-2" (np. EPF10K130-2], który nie określa jednoznacznie parametrów czasowych wszystkich układów tej rodziny.
Szybkość nowych wersji układów jest zależna od typu i jest lepsza od poprzednich wersji od 40% (układy EPFl0K30A/50V] do ok. 22% (dla układu EPF10K70].
Wprowadzenie prezentowanych układów do produkcji przywróciło Alterze pozycję leadera na rynku struktur programowalnych bardzo dużej skali integracji. Maksymalna szybkość pracy nowych układów jest porównywalna z najszybszymi strukturami Gais Ar-ray, co dotychczas było nieprzebytą barierą.
Elektronika Praktyczna 12/97
NOWE PODZESPOŁY
Miniaturowy regulator temperatury firmy Qdevices
Uważni Czytelnicy EP znają z pewnoScią układy scalonych regulatorów temperatury serii TMP, które są produkowane przez Analog Devices. Obecnie firma wprowadza na rynek nową rodzinę regulatorów i czujników temperatury, która jest oznaczona prefiksem ADT. Jako pierwszy przedstawiamy układ ADTIO, którego schemat blokowy znajduje się na rys.8.
Zawiera on czujnik temperatury wyskalo-wany w stopniach Celsjusza (współczynnik przetwarzania wynosi 10mV/�C), ma wbudowany komparator, programowany generator histerezy (można ją dobierać skokowo w zakresie 1..4�C) i stopień wyjSciowy małej mocy. DokładnoSć pomiaru temperatury wynosi
2,04BV__ REFERENCE
ą3�C w całym zakresie temperatur (ą2�C w zakresie -4O..+125�C). Dopuszczalny zakres temperatur pracy wynosi -4O..+125�C, przy czym układ pracuje poprawnie aż do 150�C.
Pobór prądu przez układ ADTIO nie przekracza 100[iA, a w trybie uSpienia spada poniżej 1 [iA. Dzięki szerokiemu zakresowi dopuszczalnego napięcia zasilającego (2,7..5,5V) układ może pracować w nowoczesnych systemach cyfrowych, zasilanych napięciem 3 lub 3,3V.
Dla układu ADTIO planowane są trzy wersje obudów - standardowa DIP8 oraz dwie wersje przeznaczone do montażu SMD: SOS oraz TSSOP8.
------------------------------O HYSTERESIS
Rys. 8.
GNDO-
80
Elektronika Praktyczna 12/97
ŚWIAT HOBBY
ELECTRONICS NOW 9/97
1. Morę about microwave ovensT 3 str.
Autor artykułu omawia w bardzo przystępny sposób budowę i zasadę działania kuchenki mikrofalowej. Rozpoczyna od omówienia metod "mikrofalowego" gotowania, następnie przybliża zasadę działania magnetro-nu (lampy generującej mikrofale), a cały wykład kończy omówieniem schematu elektrycznego prostej kuchni. Artykuł ten jest wstępem do cyklu poświęconego omówieniu metod serwisowania typowych kuchenek mikrofalowych .
2. Noise cancelling head-phones, 5 str.
W artykule przedstawiona została niezwykła konstrukcja - wzmacniacz słuchawkowy, który (podobno) lik-
widuje hałas otoczenia! Jego zasada działania jest prosta - odpowiednio skonfigurowane wzmacniacze operacyjne wzmacniają sygnał przychodzący
z otoczenia i odwracają jegofazę. Do uszu człowieka docierają w ten sposób dwa sygnały - hałas otoczenia i ten sam sygnał odwrócony w fazie (pochodzi on ze słuchawek sterowanych opisywanym w artykule wzmacniaczem). W wyniku takiej operacji słyszymy ciszę! Miłośnicy muzyki będą mogli skorzystać z dodatkowego wejścia, do którego można dołączyć walkmana lub odtwarzacz CD.
Jak widać idea działania układu jest bardzo prosta, a osiągnięty efekt podobno dość dobry. Czytelników, któ rzy sp róbu ją samod zi el n i e wykonać to urządzenie prosimyo listy zopiniami!
3. Build a video switcher, 5 str.
Opis konstrukcji 4-wejścio-wego multipleksera służącego do przełączania sygnałów z kamervideo. Dzięki zastosowaniu tego prostego urządzenia możliwe jest zdalne nadzorowanie kilku miejsc jednocześnie, co może się przydać np. w systemach alarmowych, zdalnym nadzorze pomieszczeń lub dystrybutorów (np. na stacjach benzynowych).
Rolę multipleksera sygnału video spełnia układ MAX454, który jest sterowany z wyjść licznika 4017, taktowanego ti merem 555.
Dzięki zastosowaniu nowoczesnych u kładów scalonych (dotyczyło zwłaszcza klucza firmy Maxim) parametry toru video są bardzo dobre, a złożoność urządzenia niewielka.
ELECTRONICS NOW 10/97
flertromcs
^ ^ NUwV
./.
4. Trubleshooting and repa i ring a microwave ovenT 4 str.
Artykuł poświęcony podstawowym problemom na jakie napotykają serwisanci kuchni mikrofalowych. Jest to druga część artykułu na temat serwisowania kuchni mikrofalowych. Tym razem autor dużo miejsca poświęcił na wskazanie szczególnie niebezpiecznych miejsc we wnętrzu tych skomplikowanych urządzeń, co
znacznie ułatwi Czytelnikom prowadzenie samodzielnych prób ich serwisowania.
5. Marinę life acoustic sensor, 4 str.
W artykule opisano wzmacniacz akustyczny umożliwiający prowadzenie podsłuchu podwodnych dźwięków. Konstrukcja elektryczna tego urządzenia jest niezwykle prosta, składa się ono bowiem z jednego wzmacniacza LM386, potencjometru, jednego rezystora, czterech kondensatorów i mikrofonu piezoel ektrycznego. Jak zapewnia autor artykułu prostota konstrukcji nie zmniejsza w żaden sposób jej walorów użytkowych.
6. Guick-test component tester, 3 str.
Opis niezwykle prostej przystawki do oscyloskopu, która umożliwi badanie szeregu elementów biernych i półprzewodnikowych. Całe urządzenie składa się z transformatora, dwóch rezystorów, dwóch przełączników i czterech zacisków laboratoryjnych. Proste, lecz skuteczne...
7. Solar charge-controller, 9 str.
Prezentowane w artykule urządzenie jest przykładem proekologicznego podejścia do konstrukcji elektronicznych. Jest to bowiem prosta ładowarka aku mu latorów
Świat Hobby to przegląd najnowszych numerów popularnych na świecie pism dla elektroników hobbistów. Podajemy krótkie streszczenia najciekawszych artykułów
zamieszczanych w tych pismach. W pojedynczych przypadkach, Czytelnikom zainteresowanym poszczególnymi artykułami przesyłamy po kosztach własnych odbitki
kserograficzne (bez tłumaczenia).
Koszt odbitki wynosi 2,- zł za pierwszą stronę, 20 gr za każdą następną.
Zamówienia na odbitki kserograficzne przyjmujemy tylko na przedpłaty, które należy składać
na blankiecie przelewu (str. 99). W pustym prostokącie, przeznaczonym na przedpłatę,
należy wpisać: SH poz. (nr) EP (nr) - kwota zł
Elektronika Praktyczna 12/97
ŚWIAT HOBBY
12V, zasilana przy pomocy ogniw słonecznych. Wbudowana w nią prosta elektronika (LM339, 2N2222, 78L05 i kilka elementów biernych) odpowiada za zapewnienie odpowiednich warunków ładowania akumulatora.
ELV JOURNAL 5/97
ELU
mu
joumal
8. Blei-gel ladegerat, 7 str.
W artykule przedstawiono opis konstrukcji ładowarki do akumulatorów żelowych. Jest to doić proste opracowanie, wykonane całkowicie w oparciu o układy analogowe (LM324, LM3 58). Urządzenie zostało doskonale za-bezpieczone przed przekroczeniem bezpiecznej temperatury transformatora zasilającego i tranzystora pracującego w stopniu wyjściowym.
9. SAT-ZF generator, 3 str.
Opis konstrukcji generatora obrazu testowego, który generuje sygnał w paśmie satelitarnym. Konstrukcja generatora jest dość prosta dzięki zastosowaniu scalonego generatora obrazów firmy Rohm-BA7004.W układzie generatora w.cz. strojonego napięciem pracuje tranzystor BFR93A i diody pojemnościowe BB833.
10. Netz entstorfilter, 3 str.
Opis konstrukcji sieciowego filtru prz ec i w zakłóć en io we -go. Układy tego typu sączęs-to wręcz niezbędne, aby
mogły poprawnie pracować zasilacze impulsowe stosowane we współczesnych komputerach i innymsprzę-cie gospodarstwa domowego użytku.
11. Alarmanlagen leiterplat-te mit 2 meldenlinen, 4 str.
Jest to konstrukcja, która zainteresuje wszystkich Czytelników pragnących zadbać
0 bezpieczeństwo swojego mieszkania. Prosta centrala alarmowa, wyposażona w dwa moduły wejściowe dla para met ryzowanych (czyli czułych na poziom napięcia) linii alarmowych, wy-konanaw oparciuo bardzo popularne elementy (m.in. CD4538, LM339), jest bardzo atrakcyjną alternatywą rozwiązań fabrycznych, których ceny są często porażające...
12. Laufend den weg ge-zeit, 2 str.
Co też pożytecznego można wykonać z dwóch układów CMOS(CD4060i CD4094)
1 14diod LED? Konstruktorzy ELV zbudowali bardzo praktyczny świecący wskaźnik kierunku, który można wykorzystać jako element sygnalizacyjny w miejscach publicznych. Dzięki zastosowaniu czerwonych diod LED kierunek ucieczki z palącego się pomieszczenia będzie znacznie lepiej widoczny, niż jest to możliwe przy rozwiązaniach standardowych.
13. Video uberspiel vers-taker, 3 str.
Kolejny w tegorocznych numerach ELV moduł ułatwiający kopiowanie kaset video oraz odtwarzanie sygnału z jednego odtwarzacza na dwóch monitorach. Tym razem jest to prosty wzmacniacz dla sygnałów audio i video, z wbudowanym rozdzielaczem sygnałów, zintegrowany z zasilaczem.
POPULAR ELECTRONICS 9/97
ELRAD 10/97
Popular Electronlfó
14. Build the time-off, 5 str.
Układ pisanyw artykulepo-zwala (jak zapewnia autor) znacznie ograniczyć wydatki związane z niepotrzebnym zużyciem energii. Prosty wyłącznik czasowy powoduje odłączenie najbardziej ener-gożernych urządzeń od zasilania po zadanym czasie. C i eka wost ką t ego o prac owa-niajest fakt wykorzystania jako czasomierz standardowego timera, który można kupić w każdym (amerykańskim) sklepie.
15. The PC parallel-port relay, 6 str.
Urządzenie to ucieszy miłośników "domowej" automatyzacji . Przy ego pomocy możliwe jest bowiem sterowanie ośmioma przekaźnikami przy pomocy komputera PC. Współpraca pomiędzy komputerem i kartą odbywa się przy pomocy portu równoległego Centronics, dzięki czemu do sterowania karty można wykorzystać praktycznie dowolny komputer.
16. The e lec tronie garage door opener, 6 str.
Opisany w artykule zamek szyfrowy można wykorzystać, wbrew tytułowi artykułu, nietylko do sterowania pracą automatycznych drzwi garażu. Można go wykorzystać także jako uniwersalny zamek szyfrowy do dowolnego systemu alarmowego.
Der HvttiD� twd iftiłcftlflwi
17. Ohne alternative, 3 str.
W artykule przedstawiono test karty uruchomieniowej dla procesorów DSP 56007 f irmy Motorola. Autor twierdzi, że dla nowych procesorów Motoroli nie ma alternatywy...
18. Basic dialekt, 4 str.
Opis kompilatora języka BA-SIC dla mi kro kontrolerów rodziny AT89CX051 firmy At-mel. Autor artykułu skupił się na bardzo skrótowej prezentacji języka, a jako uzupełnienie przedstawił kilka prostych programów przykładowych.
19. Eins, zwei, drei, 3 str.
W artykuł przedstawiono konstrukcję miernika częstotliwości, który współpracuje jako przystawka z komputerem PC. Dotransmisji danych pomiędzy PC i przystawką wykorzystano złącze szeregowe RS232, które pracuje tutaj w mocno nietypowy sposób, ponieważ dostarcza także zasilaniedo przystawki pomiarowej.
20. Einfach loslegen, 2 str.
Krótka prezentacja emu lat o-ra sp rzęto wego d I a m i kroko n -trolerów serii Z8 firmy Zilog. Autor artykułu przedstawia to urządzenie jako przykład doskonałości technicznej, dostępnej za naprawdę niewielkie pieniądze.
8
Elektronika Praktyczna 12/97
KURS
Komponent Delphi do tworzenia paneli cyfrowych
Wielu konstruktorów miewa
klop o ty z napis an i em
efektownego oprogramowania
współpracującego
z opracowanym urządzeniem.
Ze względu na
rozpowszechnienie się systemu
operacyjnego Windows, skala
trudności podczas pisania
programów nieustannie rośnie
i to pomimo powstawania
coraz doskonalszych narzędzi
programistycznych.
Aby nieco ułatwić
konstruktorom rozwiązywanie
najczęściej spotykanych
problemów, przedstawiamy
pierwszy z serii artykułów,
prezentujących gotowe, typowo
"elektroniczne" komponenty,
które można wykorzystać we
własnych programach.
Dylemat - czy używać Windows, czy też nie - został już dawno rozstrzygnięty. Nowe opracowania oprogramowania dla elektroniki pracują tylko w środowisku Windows. Idąc zatem śladem tego trendu proponujemy opracowania, które nam - elektronikom, lecz nie najlepszym programistom - mogą ułatwić budowanie własnych aplikacji okienkowych, służących do sterowania z komputera naszych urządzeń.
Autor wybrał środowisko Delphi, jako dosyć wygodne do tworzenia aplikacji okienkowych, zwalniające z konieczności wgłębiania się w wiele programistycznych szczegółów i pozwalające na skupienie się na rozwiązywaniu tylko zasadniczych problemów.
W Delphi okno konstruowanej aplikacji wypełnia się komponentami, które posiadają własności, czyli cechy charakterystyczne kształtowane zależnie od potrzeb. Ponadto, z komponentami są związane metody, czyli procedury wykonujące określone czynności na zasobach komponentu oraz obsługę zdarzeń, czyli możliwość reakcji komponentu na zachowanie się jego otoczenia.
Komponent TSevenSegment
Komponent TSevenSegment umożliwia konstruowanie w oknie aplikacji paneli cyfrowych, składających się z wyświetlaczy sied-miosegmentowych. Każdy wskaźnik jest wyposażony w kropkę dziesiętną. Trzy tryby pracy wyświetlacza pozwalają na zobrazowanie cyfr dowolnego systemu liczbowego, od dwójkowego po szesnastkowy, wyświetlenie zamiast cyfr znaku dwukropka, tudzież dowolnego układu segmentów. Dodatkowe własności umożliwiają wirtualne połączenie wielu komponentów TSevenSegment w panele cyfrowe i wprowadzanie wielocyfrowej liczby na wejście
najmłodszej cyfry, inkrementację bądź dekrementację wyświetlanej wartości o dowolną liczbę.
Własności komponentu TSevenSegment
Własność BlankWhenZero
Własność BlankWhenZero określa sposób wyświetlania cyfry 0. Przyjmuje ona wartości True albo False. Kiedy BlankWhenZe-ro=True, wszystkie segmenty cyfry są wygaszone, zaś gdy Blank-WhenZero=False, zero jest wyświetlane normalnie. Własność ta może być zmieniana, kiedy własność D i splayMode= dmDigit i domyślnie przyjmuje wartość False.
Własność Cursor
Własność Cursor jest dziedziczona z poprzednich, standardowych obiektów i przyjmuje wartość crDefault.
Własność DisplayMode
Własność DisplayMode określa tryb pracy komponentu i przyjmuje następujące wartości: / dmBin - w trybie dmBin komponent jest traktowany jako zbiór ośmiu segmentów, przy czym numeracja segmentów odpowiada typowej numeracji spotykanej w katalogach wyświetlaczy siedmiosegmentowych. Stan segmentu jest zależny od wartości najmłodszego bitu własności Value, a segmentowi h odpowiada wartość najstarszego bitu najmłodszego bajtu Value. Zero na danym bicie wygasza segment, a jedynka go zapala. / dm Colon - w trybie dm Colon jest wyświetlany dwukropek, którego stan zapalenia jest zależny od własności Dot. / DmDigit - w trybie dmDigit komponent interpretuje wszystkie cyfry szesnastkowe. W zależności od własności MaxValue, zakres interpretowanych cyfr może być skrócony.
Elektronika Praktyczna 12/97
81
Biblioteki procedur standardowych


\UUh
Rys. 1. Panel cyfrowy jako timer.
Własność Dot
Własność Dot określa stan kropki dziesiętnej albo dwukropka i przyjmuje wartości True albo False. W zależności od stanu własności DisplayMode, komponent różnie reaguje na własność Dot.
Di sp layMo de=dm Bi n
W trybie dmBin własność Dot jest ignorowana, wtedy kropka dziesiętna jest wyświetlana zależnie od stanu siódmego bitu własności Yalue. DisplayMode=dmGolon
W trybie dmGolon własność Dot odpowiada za stan wyświet-1 ane g o d wukr opka . D w uki op ek jest wyświetlany, jeśli Dot=Do-tOn, a jest wygaszany, kiedy Dot=DotOff. Di sp layMo d e=dmDigit
W trybie dmDigit własność Dot odpowiada za stan wyświetlanej kropki dziesiętnej . Kropka jest wyświetlana, jeśli Dot=Do-tOn, a jest wygaszana, kiedy Dot=DotOff.
Własność ForwardConnect
Własność ForwardConnect pozwala łączyć komponenty TSe-venSegment w panele cyfrowe. Jeśli w danym komponencie zostanie wybrany inny komponent typu TSeven Segment, to względem danego komponentu stanowi on starszą pozycję znakową tworzonego panelu.
Dla przykładu, w oknie aplikacji możemy mieć trzy komponenty: SevenSegmentl, Seven-Segment2 i SevenSegment3. We własności ForwardConnect kom-
Rys. 2. Panel cyfrowy jako licznik.
ponentu SevenSegment3 zapiszemy SevenSegment2, a we własności ForwardConnect komponentu SevenSegment2 zapiszemy SevenSegmentl. Jeśli własność ParallelLoad jest we wszystkich komponentach ustawiona jako True, to zapis liczby 567 do własności Yalue komponentu SevenSegment3, przy domyślnych ustawieniach własności MaxVaIue spowoduje, że Yalue komponentu SevenSegmentl wyniesie 5, Yalue komponentu Se-venSegment2 wyniesie 6, a Va-lue komponentu SevenSegment3 wyniesie 7. Ponadto, własność ForwardConnect pozwala na poprawne działanie metod Decre-ment i Increment. Domyślną wartością ForwardConnect jest nil.
Własność Height
Własność Height określa wysokość komponentu wyrażoną w pik-selach. Domyślną wartością Height jest 131.
Własność Hint
Własność Hint jest dziedziczona i domyślnie jest pustym łańcuchem znakowym.
Własność Left
Własność Left jest dziedziczona i określa ona składową X położenia lewego górnego narożnika komponentu w oknie aplikacji.
Własność MaxVaIue
Własność MaxVaIue określa zakres dostępnych cyfr. MaxVa-lue przybiera wartości z zakresu 1. .15. Jest ona dostępna tylko w trybie DisplayMode=dmDigit.
Domyślną wartością tej własności jest 9.
Własność Name
Własność Name występuje dla każdego komponentu i jest oryginalną nazwą komponentu w aplikacji-właścicielu.
Własność OffColor
Własność OffColor określa kolor wygaszonego segmentu. Domyślną wartością tej własności jest clBtnFace.
Wł a sno ść On Co lor
Własność OffColor określa kolor wygaszonego segmentu. Domyślną wartością tej własności jest cIRed.
Własność ParallelLoad
Własność ParallelLoad przyjmuje wartości True albo False. Jeśli jest ona równa True, działa właściwość komponentu do przenoszenia nadmiaru na wyższe pozycje znakowe, w oparciu
0 własność ForwardConnect, przy zapisie do Yalue liczby większej niż zapisana w MaxVaIue. Własność ParallelLoad jest ignorowana w metodach Decrement i Increment.
Własność Proportional
Własność Proprońonal przyjmuje wartości True albo False. Jeśli jest ona równa True, stosunek wysokości (własność Height) do szerokości (własność Width) komponentu jest stały
1 wynosi 26/16. Z pary obu własności - Height i Width - Height jest niezależna, czyli jej zmiana
82
Elektronika Praktyczna 12/97
Biblioteki procedur standardowych
spowoduje zmianę wymiarów komponentu.
Jeśli własność Proportional jest równa False, stosunek wysokości do szerokości może być dowolny.
Własność Tag
Własność Tag jest dziedziczona.
Własność Top
Własność Top jest dziedziczona i określa ona składową Y położenia lewego górnego narożnika komponentu w oknie aplikacji.
Własność Visible
Własność Visible jest dziedziczona i określa, czy dany komponent będzie widoczny, czy nie.
Własność Width
Własność Width określa wysokość komponentu wyrażoną w pik-selach. Domyślną wartością Width jest 81.
Zdarzenia wykrywane przez komponent
Poniżej są przedstawione zdarzenia wykrywane przez komponent TSevenSegment. Odpowiedzią na dane zdarzenie jest wywoływana metoda, wcześniej zdefiniowana w inspektorze obiektów i ręcznie wypełniona treścią. Wszystkie zdarzenia są dziedziczone.
Zdarzenie OnClick
Zdarzenie OnClick jest rejestrowane, jeśli kursor myszki jest nad komponentem i zostanie klik-nięty jeden z przycisków.
Zdarzenie OnDblClick
Zdarzenie OnDblClick jest rejestrowane, jeśli kursor myszki jest nad komponentem i zostanie dwukrotnie kliknięty lewy przycisk.
Zdarzenie OnMouseDown
Zdarzenie OnMouseDown jest rejestrowane, jeśli kursor myszki jest nad komponentem i jeden z klawiszy myszki jest wciśnięty.
Zdarzenie OnMouseMoye
Zdarzenie OnMouseMove jest rejestrowane, jeśli kursor myszki jest przesuwany nad komponentem.
Zdarzenie OnMouseUp
Zdarzenie OnMouseUp jest
rejestrowane, jeśli kursor myszki jest nad komponentem i został puszczony naciśnięty klawisz myszki.
Metody komponentu
Metoda Clear
Metoda Clear zeruje wartość Value. Żeby za pomocą tej metody wyzerować cały panel należy we wszystkich komponentach ustawić wartość ParallelLoad równą True i wypełnić odpowiednio własność ForwardConnect.
Metoda Decrement
Metoda Decrement(Dec) pozwala zmniejszyć wartość Value o zadaną liczbę Dec. Przy odpowiednio ustawionej własności ForwardConnect odejmowanie odbywa się na liczbie wiel opozycyjnej. Metoda Decrement nie korzysta z własności ParallelLoad.
Metoda Increment
Metoda Increment(Inc) pozwala zwiększyć wartość Value o zadaną liczbę Inc. Przy odpowiednio ustawionej własności ForwardConnect dodawanie odbywa się na liczbie wielopozycyjnej. Metoda Increment nie korzysta z własności ParallelLoad.
Dostępność oprogramowania
Komponent jest rozpowszechniany w wersji shareware. Na stronie AVT, w pliku SEVENSE.DCU znajduje się wersja nie zarejestrowana, która jest wersją freeware. Do tego jest dołączony plik SE-VENSE.DCR z ikoną, którą można umieścić w palecie komponentów. Warunki rejestracji i opis komponentu znajdują się w pliku SE-VENSE.DOC. Dodatkowo proponujemy prostą aplikację (plik TSEVEN.EXE), której efekty działania przedstawione zostały na rys.l i rys.2. Mirosław Lach, AVT
Oprogramowanie jest dostępne w Internecie pod adresem http://www.atm.com.pl/--avt/ep/clownload.htm
Elektronika Praktyczna 12/97
83
PROJEKTY CZYTELNIKÓW
DzioS "Projekty Czytelników" zawiera opisy projektów nadesłanych do redakcji EP przez Czytelników. Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za poprawność tych projektów, gdyż nie testujemy ich laboratoryjnie.
Prosimy o nadsyłanie własnych projektów z modelami (do zwrotu). Do artykułu należy dołączyć podpisane oświadczenie, że artykuł jest własnym opracowaniem autora i nie był dotychczas nigdzie publikowany. Honorarium za publikację w tym dziale wynosi 200,- zł (brutto) za 1 stronę w EP. Przysyłanych tekstów nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie prawo do dokonywania skrótów.
Emu lator pamięci EPROM
Obecnie na rynku znajduje się dużo różnych emulaiorów pomięci EPROM. Najczęściej są to skomplikowane urządzenia mogące emulować wiele rodzajów pamięci, posiadające bogate oprogramowanie oraz wiele u dogo dn ień. Dla wielu (szczególnie młodych) projektantów urządzeń wykorzystujących pamięci EPROM, urządzenia takie są za eie.
iii
Proponowane przeze mnie rozwiążą nie jest wynikiem doświadczeń z budową urządzeń wykorzystujących mikroprocesory. Jego największą zaletą jest brak konieczności stosowania specjalnego oprogramowania oraz prostota budowy, co znacznie zmniejsza koszt wykonania. Do obsługi wystarczą systemowe programy dostarczane wraz z systemem DOS tj.: MODĘ oraz COPY i port szeregowy. Gwarantuje to dużą niezawodność przesyłania danych oraz nie obciąża, często jedynego, portu równoległego, a wykorzystuje najczęściej wolny port szeregowy. Ograniczenie pojemności pamięci do 32kB wynika z wieloletnich doświadczeń, zebranych podczas konstruowania układów mikroprocesorowych. Ponadto przyczyniło się do znacznego uproszczenia układu, a szczególnie płytki drukowanej.
Założenia ogólne
"Sercem" emulatora jest mikrokomputer jednoukła-dowy firmy ATM EL 89C2051. Pełni on rolę jednostki pośredniczącej w transmisji danych z komputera oraz sterownika wszystkich procesów zachodzących w emulatorze. Dane do emulatora są przesyłane poprzez złącze szeregowe RS232 w ramce informacyjnej, zgodnej ze standardem IntelHex, który jest
standardem zbiorów wyjściowych większości crosassem-blerów. Zastosowanie takiej postaci danych zapewnia prostą obsługę emulatora oraz dużą poprawność wpisanych danych. Podstawową prędkością przesyłania danych jest prędkość 1200 bit/ s, lecz można ją programowo zmieniać. Do przesyłania jest wymagany pełny (S-ży-łowy) przewód modemu zerowego lub przewód trójżyło-wy z wykonaną specjalną z wora na wtyczce.
Budowa i działanie układu
Schemat układu jest przedstawiony na rys.l. Dane z komputera docierają do sterownika AT39C2 051 (US7) za pośrednictwem popularnego układu MAX232 (US9), z którego doprowadzone są tylko sygnały danych: TxD i RxD. Do pamiętania danych zastosowano układ pamięci statycznej SRAM - 62256 (USl) o pojemności 32KB. Dane wyjściowe zostały wyprowadzone z układu mikroprocesora przez siedem bitów portu Pl oraz jeden bit portu P3 i zostały połączone w odwrotnej kolejności niż wynika to z numeracji wejść układu pamięci. Zostało to podyktowane chęcią uproszczenia połączeń elementów na płytce drukowanej, a tylko nieznacznie skomplikowało program sterujący. Adres
Projekt
038
wykorzystywany podczas zapisu i odczytu danych z pamięci jest wytwarzany w dwóch ośmiobito-wych rejestrach
74HC574 (US2 i US3). Zapis do nich odbywa się poprzez przepisywanie bardziej znaczącego bajtu adresu z wyjścia procesora do pierwszego rejestru po wystąpieniu pierwszego ujemnego impulsu na wyjściu P3.4 (US7), a następnie przepisanie tej części adresu do drugiego rejestru z wyjść pierwszego i zapamiętanie mniej znaczącego bajtu adresu w pierwszym rejestrze po podaniu drugiego ujemnego impulsu na P3.4 (US7). Dopiero wtedy na wyjściu procesora pojawiają się dane do zapisu i zostanie wysłany impuls na wyjście P3.2 (US7), który jest sygnałem zapisu do pamięci RAM.
Wyjście Pl.7 (US7) steruje trybem pracy emulatora. W stanie niskim (tryb transmisji) zostają odcięte bufory separujące (układy US4, US5, US6), a wyjścia rejestrów adresowych (US2 i US3) zostają otwarte. Dodatkowo sygnał ten steruje wyjściem AUTORESET emulatora, które na czas transmisji przyjmuje stan aktywny, a po zanegowaniu na tranzystorze Tl, blokuje (USSC - 74LS27) sygnały odczytu z pamięci RAM docierające z zewnątrz emulatora.
Tryb emulacji (stan wysoki na wyjściu US7 - Pl.7) polega na odcięciu wyjść rejestrów adresowych, wprowadzeniu wyjść procesora w stan wysoki, oraz odblokowaniu bramki USSC. Na odblokowaną bramkę dochodzą sygnały
Elektronika Praktyczna 12/97
85
PROJEKTY CZYTELNIKÓW
zualizacji stanu emulato-ra. Gdy dioda świeci się ciągle to emulator jest w stanie emulacji, gdy migocze, to odbywa się transmisja.
Obwód zasilania zewnętrznego jest obwodem dodatkowym, którego istnienie w systemie nie jest niezbędne i w prototypie tego obwodu nie wykonano. Przyczyną zastosowania stabilizatora napięcia ujemnego jest budowa wtyku JACK z odłącznikiem. Wyjście układu stabilizu-
Rys. 1.
OE i CE sterujące do- * stępem do pamięci EPROM. Jeżeli na obu wejściach wystąpi zero, to zostają odblokowane bufory separujące (bramki US8C i US8B). W tym trybie na wejściu OE pamięci RAM jest cały czas stan aktywny, co zmniejsza czas dostępu do zawartości emulatora, który jest określony czasem dostępu do pamięci RAM i czasem propagacji buforów separujących na wyjściu. Dioda LED, podłączona do wyjścia P3.5 (US7), jest elementem wi-
jącego jest na stałe zwarte z masą. Jeśli nie ma wciśniętego wtyku zasilania zewnętrznego, to zasilanie ze złącza emulacyjnego jest podawane na linie zasilania emulatora. Gdy zostaje wciśnięta wtyczka, to zostaje odłączone napięcie ze złącza emulacyjnego i poprzez stabilizator napięcie 5V zostaje podane do układu.
W układzie zostało umieszczone programowe zabezpieczenie przed nieoczekiwanymi sytuacjami. Jego działanie zostanie omówione razem z programem.
86
Elektronika Praktyczna 12/97
PROJEKTY CZYTELNIKÓW
Listing 1.
program reset_ejnulatora;
rt;
Va
i,j!byte; port:word;\ S1string; begin
lf paramcountsO the begln
ss=paramstr(1);
s[2]+s[3]='COM') the s[4] of Ś2' iporti=$2fSi
ndi
mov dx,port
add dx,3
ln al,dx
or al,40h
out dx,al
end;
delay(5500);
mov dx,port
add dx,3
ln al,dx
and al,Obfh
out dx,al
Działanie i opis programu sterownika
Dane do programu muszą być zapisane w formacie IntelHex. Format ten można schematycznie przedstawić w postaci:
: [liczba danych][adresH][ad-resL][polecenie][dana 1 ]...[dana ostatnia][CRC]
Ramka informacji musi być poprzedzona dwukropkiem. Każde pole ramki zbudowane jest z dwóch znaków ASCII z przedziału (0..9, A..F) określających liczbę w postaci heksadecy-malnej, np.: 0= 0 i 0, 10h= 1 i 0, AOh =A i 0.
[Liczba danych] określa ile bajtów zostanie przesłanych w części [dane ]. Maksymalna liczba danych wynosi 64 bajty, a wynika to z ograniczonej pojemności pamięci wewnętrznej procesora. [AdresH] i [adresL] są to bajty odpowiadające starszej i młodszej części adresu, pod który zostaną wpisane (lub odczytane) dane.
Pole [polecenie] zostało omówione w tab.l. Pole [CRC] jest sumą kontrolną. Jego wartość musi równać się dopełnieniu sumy wszystkich bajtów do liczby będącej wielokrotnością 256 (lOOh). Emulator posiada kilka poleceń, które są wykorzystywane do prowadzenia transmisji danych (tabela 1).
Po ustawieniu rejestrów roboczych program czeka na transmisję z komputera. Jeżeli pojawi się znak i jest nim dwukropek, to układ przechodzi do trybu transmisji. Odbiera po dwa znaki i przetwarza je z postaci znaków ASCII na liczbę, której te znaki odpowiadają, po czym zapamiętuje je w obszarze wewnętrznej pamięci. Po odebraniu i sprawdzeniu poprawności składniowej otrzymanych danych w liczbie określonej polem [liczba danych] sprawdzona zostaje suma kontrolna. W przypadku jakiegokolwiek błędu zostaje nadany komunikat o błędzie i układ oczekuje na nową transmisję. Jeżeli wszystko jest w porządku, to następuje zinterpretowanie polecenia.
Zapis do pamięci RAM odbywa się w kilku etapach. Najpierw inicjalizuje się Pl.7, który przestawia emulator w tryb transmisji. Na linie Pl.O-Pl.6 i P3.7 zostaje wysłana starsza część adresu, jest generowany impuls ujemny na linii P3.4, na szynie danych pojawia się młodsza część adresu i jeszcze raz generowany jest impuls na linii P3.4. Dopiero po takiej sekwencji na szynie danych pojawia się właściwa dana do zapisu i generowany jest impuls na linii P3.2 - zapis do pamięci RAM.
Tabela 1.
Nazwa polecenia Numer Charakterystyka polecenia
Zapis bez potwierdzenia OOh Zapis do pamięci bez potwierdzania gotowości odbioru następnej partii danych
Zakończenie pracy 01h Zakończenie pracy emulatora- przejście do trybu emulacji, ustawienie emulatora w stan jak po włączeniu zasilania.
Zapisz potwierdzeniem 02h Zapis do pamięci z potwierdzeniem gotowości odbioru oraz poprawności zapisu do pamięci RAM, potwierdzenie następuje przez wystanie odpowiedzi z poleceniem 01 h
Odczyt z pamięci RAM 04h Odczyt z pamięci RAM I odesłanie danych
Zerowanie 08h Wystanie na wyjście AUTORESET sygnału zerującego
Ustawianie parametrów transmisji 10h Ustawienie prędkości transmisji
Rys. 2.
Zapisane dane są weryfikowane. Odczyt wygląda podobnie jak zapis lecz w ostatniej fazie nie wyprowadza się danych ale pobiera się je po podaniu stanu wysokiego na wyjście P3.3. Maksymalną liczbę prób zapisu jednego bajtu określono na 100, lecz gdy pamięć RAM jest sprawna to najczęściej wystarczy jeden wpis, choć zdarzają się przypadkowe przekłamania i stąd tak duża liczba możliwych powtórek.
Podczas zapisu bez kontroli dane są weryfikowane tak samo jak dla wpisu z kontrolą, ale nie jest generowana odpowiedź do komputera. Przy odczycie danych z emulatora, aby odczytać jakąś liczbę danych, to należy wpisać taką samą liczbę danych, jaka ma być odczytana, lub wpisać w pole [liczba danych] zero, to sterownik odeśle 64 bajty danych spod adresu określonego w polach [adresH] i [adresL]. Wbudowane w program zabezpieczenie wykorzystuje przerwanie od Timera TO. Zabezpieczenie to ma dwa poziomy:
1. Zabezpieczenie czasu trwania transmisji - ogranicza czas, w którym emulator odczytuje ramkę informacji po odczytaniu dwukropka do 2 sekund. Po tym czasie program automatycznie przechodzi w stan oczekiwania na następną ramkę informacyjną.
2. Zabezpieczenie niekontrolowanego zachowania - jeżeli przez 5 sekund na
Rezystory
Rl:
R2: lkLl
R3:
R4:
R5:
Ró:
R7:
R8..16:
R17: lkLl
R19..26: 8*10kn
R18: 510H
Kondensatory
Cl, C3, C4, C14, C5: lu.F/
16V
C2, C5, Có, C7, C8: lOOnF
CIO: 100u.F/10V
Cli, C12: 33pF
C13: 10u.F
Półprzewodniki
LED: dowolna dioda
Tl: BSXP63
T2: BC107
T3: BC178
US1: M62256
US2: 74HC574
US3: 74HC574
US4: 74HC245
US5: 74HC245
USó: 74HC245
US7: AT89C2051 -
zaprogramowany
US8: 74LS27
US9: ICL232
(US10): UL79L05
Różne
Ql: Kwarc 11,0952 MHz
Zll: zlqcze IDC34 kgtowe do
druku
ZI2: gniazdo DB9 męskie do
druku
(ZI3): mono jack
z przelqcznikiem
Wtyk emulacyjny 28 pin
Krokodylek w izolacji
Przewód w taśmie 28 żyl -
25 cm
Przelqcznik dwupozycyjny
Wtyk IDC 34 zaciskany na
przewodach
Podstawka 28 pin pod
pamięć
Podstawka 20 pin pod
procesor i układy scalone
Elektronika Praktyczna 12/97
87
PROJEKTY CZYTELNIKÓW
Tabela 2.
Prędkość Ramka wpisywana do emulatora
2400 :02000010F400FA
4800 :02000010FA00F4
9600 02000010FD00F1
19200 :O2OOOO1OFD8O71
wejściu RxD emulatora będzie występował niski stan logiczny, to program wyzeruje sterownik. Prędkość transmisji i stan wyjść będą takie, jak po włączeniu zasilania.
Najczęściej wykorzystywane polecenia emulatora to polecenie OOh i Olh. Pozostałe polecenia są wykorzystywane podczas serwisu emulatora lub w specjalnych programach. Polecenia 00 i lOh mogą być nadane tylko osobno. Resztę poleceń można łączyć przez sumowanie i tak np. polecenie 02 i 04 daje w efekcie zapis i jednoczesną weryfikację zapisanych danych przez ich odczyt. Polecenie lOh jest przeznaczone do przyspieszenia transmisji danych. Prędkość 1200 bit/s jest prędkością podstawową. Przy większych prędkościach mogą występować przekłamania. Zależy to od jakości wykonania przewo-
dów łączących, długości doprowadzeń oraz obciążalności wyjść RS232.
W tabeli 2 widać, że pierwsza wartość dla prędkości 2400 wynosi F4h, a druga 00. Pierwsza jest wartością wpisywaną do rejestru THl licznika 1 procesora, a druga wartością wpisywaną do rejestru PC ON. Liczba F4h odpowiada podzielnikowi dla częstotliwości 11,0952 MHz.
Użytkowanie układu
Przy wyłączonym zasilaniu układ należy podłączyć do podstawki, w której normalnie pracuje EPROM oraz do złącza portu szeregowego. Końcówkę zaopatrzoną w krokodylek można (lecz nie jest to konieczne) dołączyć do nóżki kondensatora lub bezpośrednio do nóżki RST procesora. Wyjście AUTORESET jest typu otwarty kolektor zarówno dla dodatniego jak i ujemnego impulsu zerującego. W pliku AUTOEXEC.BAT należy umieścić lub wpisać w trybie bezpośrednim komendę MODĘ COMn 1200 n 8 1, która ustawi port szeregowy w określony tryb pracy. Wysłać do portu szeregowego
B
0O- ^
^^
^�
^^
0O-
------------------\ v----------------------------------------------- ^^
^^
00-
0Q- ^^
00- A ^^
&Q- --------------------------------- ^^
-------------------------------- ^^
^^
0O-
------------ ^^
^^
00- ------------ --------------------
-----------//-------------------- ^^
00
\
\
Rys. 3.
zbiór w formacie IntelHex poprzez standardowe DOS-owe komendy np.: COPY xx.hex COMn /b, przy czym XX.hex jest nazwą zbioru, a Ji jest numerem portu szeregowego, do którego wysyłamy dane. Opcja fh powoduje, że dane nie są przetwarzane przez komendę COPY i są bez zmiany wysyłane na wyjście portu bajt po bajcie. Aby wykorzystać w trybie bezpośrednim inne prędkości transmisji należy (przykład dla prędkości 2400 bit/s i portu COM2) utworzyć plik tekstowy o nazwie 2400.hex: :02000010F400FA
:00000001FF
oraz plik wsadowy: 2400.bat modę com2 1200 n I 8 I 1 copy 2400.hex com2 /b modę com2 2400 ni 8 I 1 copy %1 com2 /b Po wykonaniu pliku wsadowego 24OO.bat z nazwą naszego zbioru do wpisania jako parametrem, do emulatora są wpisywane dane z prędkością 2400 bit/s. Aby wyzerować emulator po jakimś błędzie wpisu do emulatora lub innym zdarzeniu, po którym straciliśmy łączność z emulatorem, należy uruchomić program w Pascalu z list.l. Wojciech Werwiński
88
Elektronika Praktyczna 12/97
PROJEKTY ZAGRANICZNE
Odbiornik FM
na pasmo 2m, część 2
W drugiej części artykułu omówiono sposób montażu i uruchomienia odbiornika
FM.
Ponieważ samodzielne
zestrojenie obwodów
rezonansowych i wykonanie
anteny na pasmo 2m nie jest
zadaniem zbyt prostym,
zach ęcamy wszystkich
Czytelników zainteresowanych
prezentowaną konstrukcją, do
dokładnego przeczytania porad
autora zamieszczonych
w artykule.
Wykonanie
Odbiornik FM na pasmo 2m jest montowany na pojedynczej, jednostronnej płytce drukowanej, której mozaikę ścieżek druku i schemat rozmieszczenia elementów przedstawia rys.7.
Montaż można w zasadzie prowadzić według indywidualnych upodobań, jednak zaleca się rozpoczęcie go od elementów najmniejszych. Trzy potencjometry, jako zajmujące najwięcej miejsca i utrudniające montaż innych podzespołów, powinny zostać zamontowane w ostatniej kolejności. Dla uproszczenia całej konstrukcji zdecydowano się na montaż tych potencjometrów bezpośrednio na płytce. Można oczywiście zamontować je na płycie czołowej obudowy i przy pomocy przewodów wykonać połączenia z odpowiednimi punktami płytki.
Jeśli przewiduje się wyłącznie akumulatorowe zasilanie urządzenia, można nie montować elementów widocznych na schemacie z rys.6. Zaleca się stosowanie podstawek pod układy scalone. Należy zwracać uwagę na sposób montażu kondensatorów elektrolitycznych i elementów półprzewodnikowych. Po zakończeniu lutowania należy dokładnie sprawdzić jakość połączeń i poprawność wlutowania elementów.
Montaż końcowy
Odbiornik najlepiej jest umieścić w metalowej obudowie, która stanowić będzie ekran. Należy wywiercić otwory pod gniazdo kabla antenowego SKl, gniazdo podłączenia zewnętrznego zasilania SK2, wałki potencjometrów, włącznik zasilania Sl, gniazdo bezpiecznikowe Fl i głośnik LSI, który można przykręcić bądź przykleić do obudowy. Przed zamontowaniem głośnika wywiercić otwory umożliwiające wydostawanie się dźwięku (patrz zdjęcia). Niezbędne są także otwory do zamocowania transformatora sieciowego oraz kołków dystansowych, do których przykręcona zostanie płytka.
Po wykonaniu otworów płytę czołową można pokryć lakierem samochodowym (w spray'u). Opis gniazd i regulacji można wykonać używając samoprzylepnych liter lub letrasetu, po czym należy pokryć je lakierem ochronnym.
Po wykonaniu obudowy należy wstawić do niej płytkę drukowaną i okablować zgodnie z rys.8.
Próby
Przed włączeniem zasilania odbiornika należy zmierzyć obciążenie zasilacza, które powinno przekraczać 6k.Q,. Jeśli wynik pomiaru odbiega znacznie od tej wartości, należy sprawdzić prawidłowość wlutowania elementów oraz ewentualnie usunąć krople cyny mogące powodować zwarcia.
Doprowadzić zasilanie sieciowe przy wyłączonym odbiorniku i zmierzyć napięcie na płytce w punkcie oznaczonym DC - powinno ono wynosić około 13,8V. Następnie odłączyć zasilanie sieciowe, doprowadzić napięcie z akumulatora i ponownie sprawdzić wartość napięcia w punkcie DC. Jeśli oba testy wypadły pomyślnie, można przystąpić do uruchomienia odbiornika.
Ustawić potencjometry regulacji eliminatora szumów oraz poziomu w najniższych położeniach, natomiast potencjometr strojenia w położeniu środkowym. Włączyć odbiornik i obracać potencjometr regulacji poziomu w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Jeśli układ działa prawidłowo, w głośniku słychać będzie szum FM. Jeśli tak nie jest, należy sprawdzić prawidłowość wlutowania wszystkich elementów półprzewodnikowych oraz napięcia na nich występujące. Jeśli napięcia są prawidłowe i słychać szum FM, można przystąpić do strojenia odbiornika.
Strojenie
Wkręcić rdzenie ferrytowe cewek Li, L2 i L3 tak, by znajdowały się na poziomie karkasów.
Elektronika Praktyczna 12/97
PROJEKTY
ZAGRANICZNE
ANTENNA -* GBOUND Ś
Rys. 7. Mozaika ścieżek druku płytki odbiornika.
Uwaga: rdzenie te są bardzo delikatne i przestrajania dokonywać można używając wyłącznie narzędzia z tworzywa lub brązu -nie wolno używać stalowego śrubokręta. Wyregulować cewkę L4 na maksimum poziomu szumów w głośniku. Dostrojenie pierwszego generatora lokalnego najłatwiej jest przeprowadzić używając częs-tościomierza lub analizatora widma; przy odrobinie cierpliwości można jednak obyć się bez takiego sprzętu.
Utrzymując potencjometr strojenia w środkowym położeniu wkręcić rdzenie cewek L3 i L4
oraz schemat rozmieszczenia elementów
0 jedną czwartą obrotu, co powinno odpowiadać częstotliwości 134,3MHz (częstotliwość sygnału odbieranego wynosi wtedy 145MHz). Dysponując częstościo-mierzem lub analizatorem widma można bardzo dokładnie ustawić rdzenie.
Po zakończeniu tego strojenia
1 podłączeniu odpowiedniej anteny przy przestrajaniu powinno być słychać kolejne stacje operujące w paśmie 2m. Jeśli odbiera się stację przekaźnikową o znanej częstotliwości, można jej sygnał wykorzystać do wykalibrowania częstotliwości generatora lokalne-
go. Po dostrojeniu do takiej stacji, rdzeń cewki L4 należy ustawić tak, by uzyskać najlepszy sygnał akustyczny. Czynność tę najlepiej przeprowadzać po wylutowaniu jednej z końcówek rezystora R12.
Strojenie
wzmacniacza
wejściowego
Kolejny etap strojenia dotyczy charakterystyki wzmacniacza wejściowego. Po dostrojeniu odbiornika do częstotliwości słabej stacji strojąc cewką L2 uzyskać maksimum sygnału. Najwygodniej jest to przeprowadzić używając oscyloskopu - i uzyskać maksimum amplitudy sygnału drugiej pośredniej 455kHz na wyprowadzeniu 5 układu IC2. Następny krok stanowi dostrojenie cewki Li na minimum poziomu szumów.
Jeśli układ elimina-tora działa poprawnie, powinien się on wyłączać po odpowiednim ustawieniu potencjometru VR3. Jeśli tak nie jest, należy zmierzyć napięcie stałe na suwaku tego potencjometru oraz na wyprowadzeniu 14 układu IC2. Podczas normalnej eksploatacji potencjometr VR3 powinien być ustawiony tuż powyżej położenia, przy którym przestaje być słyszany szum FM.
Anteny
W handlu jest dostępnych wiele typów anten do wykorzystania w paśmie 2m, można jednak uzyskać dobre rezultaty nie ponosząc poważnych wydatków. W najprostszym przypadku anteną może być zwykły odcinek drutu podłączony do gniazda antenowego, jednak najlepsze wyniki osiągnie się uży-
10
Elektronika Praktyczna 12/97
PROJEKTY
ZAGRANICZNE
Sieć zasilająca
SK1
Uwaga! Włącznik zasilania nie został pokazany na rysunku.
Rys. 8. Sposób okablowania płytki i zewnętrznych elementów. Dwubiegunowy dwupozycyjny włącznik sieciowy S2, widoczny na schemacie ideowym zasilacza, nie został użyty w prototypie. Należy go umieścić w kablu doprowadzającym napięcie sieciowe, przed transformatorem i bezpiecznikiem.
wając selektywnej anteny zewnętrznej.
Jedną z najprostszych anten jest dipol półfalowy przedstawiony na rys.9 (podane rozmiary dotyczą pasma 2m). Można go wykonać ze sztywnego drutu bądź z rurek miedzianych o małej średnicy (np. takich jak używane w samochodowym układzie hamulcowym).
Przyciąć elementy na podaną długość i przylutować z jednej strony duże końcówki lutownicze. Wyciąć kawałek plexi lub podobnego materiału izolacyjnego (5cmxl0cm) i wywiercić we wskazanych miejscach otwory pod wkręty do drewna oraz dwie śruby M4, które posłużą do zamocowania elementów anteny. Końcówki kabla koncentrycznego przylutować do końcówek lutowniczych. Płytkę z plexi przymocować do drewnianego kija, który następnie należy zamocować na zewnątrz, wykorzystując np. elementy stosowane do montażu anteny TV.
Jeśli odbiornik ma być zainstalowany w samochodzie, można
używać standardowej anteny samochodowej. Jeśli jest to antena teleskopowa, powinna być wysunięta na długość 49cm. Odpowiada to połowie długości fali o częstotliwości 145MHz i jest wynikiem podzielenia 71,25 przez wartość częstotliwości wyrażonej w MHz.
Eksploatacja
Choć rozwiązania zastosowane w odbiorniku są raczej proste, to jednak wzmacniacz wejściowy z tetrodą MOS zapewnia czułość nie gorszą od oferowanej przez sprzęt komercyjny, a użycie odpowiedniej anteny pozwoli uzyskać dobre rezultaty w całym paśmie 2m. Prototyp eksploatowany był przez dłuższy czas i w różnych warunkach z dobrym skutkiem. Bezpo-
średnio po włączeniu odbiornik wykazuje pewien dryft, który po kilku minutach pracy znika.
Choć urządzenie zaprojektowano do pracy w paśmie 2m, można łatwo przestroić je przy pomocy cewki L3. Zmiana indukcyjności da zupełnie inne pasmo. Filtry odbiornika są dostrojone do częstotliwości 145MHz i będą tłumić sygnały spoza pasma 2m, jednak odbiór np. lokalnych radio-taxi powinien być możliwy.
2MHz szerokość pasma ustalają rezystory R8 i R9, a zmiana ich rezystancji daje zmianę szerokości pasma. Zmniejszenie rezystancji R9 do 390L2 i usunięcie R8 pozwoli poszerzyć pasmo do 6MHz. Duncan Boyd
Artykuł publikujemy na podstawie umowy z redakcją miesięcznika "Everyday Practical Electronics".
Rys. 9. Rozwiązanie półfalowej anteny dipolowej.
Elektronika Praktyczna 12/97
11