elektronika praktyczna 05 1997


5/97 maj 5 zł 30 gr
MIERNIK REZYSTYWNOSCI GRUNTU ODBIORNIK Ęli/3' NA PASMA VHF/UHF
- ,. .! .,-r .1 ODBIORNIK Ęli/3' NA PASMA VHF/UHF
' - - ,fc.-w- I .-Ck "" TERMOSTAT p7F#CWY
STEROWNIK WSPÓłi-P.RĄGUi^CY* Z INTERFEJSEM, Ąi^NTRONICS
V Ś" KBRffMKA SZUMU
PODZESPOŁY
LJ iLi\DV DCJ
RĘCZNEGO
Ś
^ r \
&
Q5>
'^fc
V
<^-&
JfW.

-i. Ś
PROJEKTY ZAGRANICZNE
Elektroniczne "fale Pacyfiku",
2
Drugą część artykułu
o elektronicznych "falach
Pacyfiku" poświęcamy
szczegółowej prezentacji
sposobu montażu
i uruchomienia układu.
Konstruktorzy, którzy
zdecydują się na samodzielne
wykonanie tego układu,
powinni uwzględnić uwagi
autora, ponieważ dostosowanie
się do nich pozwoli znacznie
skrócić czas niezbędny na
zgłębienie tajników
urządzenia.
Montaż
Montaż układu jest stosunkowo łatwy, chociaż ze względu na liczbę elementów zajmie wiele godzin. Wszystkie części, za wyjątkiem regulatorów, transformatora sieciowego, oprawki bezpiecznika, gniazdka wyjściowego i LED, mieszczą się na płytce drukowanej, jak widać na rysunku rozmieszczenia elementów (rys. 6). Zależnie od wybranej obudowy może okazać się konieczne dopasowanie płytki. Dlatego najpierw powinno się przeczytać wszystkie zamieszczone tutaj uwagi.
Montaż należy dla wygody zacząć od elementów biernych w kolejności ich rozmiarów. Czyli najpierw zwor-ki, potem małe diody D1..D10, rezystory, diody Dli, D12 i kondensatory w żywicy i ceramiczne. Następnie montuje się podstawki pod układy scalone (ale same układy scalone dopiero w czasie testowania układu). Na koniec montuje się kondensator poliestrowy Cl, małe kondensatory elektrolityczne (do IOOuF) i wreszcie trzy 470uF. Trzeba oczywiście zwracać uwagę na polaryzację, zwłaszcza C9 i CIO, które skierowane są odwrotnie niż wszystkie pozostałe. Po zakończeniu montażu płytka jest gotowa do testowania.
Testowanie płytki
Należy najpierw wlutować stabilizator IC10. Teraz można włączyć zasilanie, najlepiej używając zasilacza laboratoryjnego z ograniczeniem prądu, pozwalającego mierzyć pobór prądu. Łączy się go z płytką układu następująco: ujemną końcówkę ze środkowym wyprowadzeniem uzwojenia transformatora, a dodatnią z jedną z diod Dli lub D12. Warto w tych miejscach na czas testowania przy-lutować tymczasowe przewody.
Do sprawdzenia stabilizatora potrzebne będzie napięcie około 15V, a pobór prądu powinien wynieść około 8mA. Napięcie wyjściowe stabilizatora, mierzone na R73, powinno być bliskie 9V. Po stwierdzeniu poprawnego działania stabilizatora, sprawdza się krok po kroku resztę
układu. Szereg układów scalonych jest typu CMOS, trzeba więc stosować środki zapobiegawcze przed ich przebiciem, stosując m.in. uziemione opaski na nadgarstkach. W czasie wkładania układów scalonych zasilanie powinno być oczywiście wyłączone.
Zaczynając od układu sterującego wkładamy ICl. Wyjście 4 tego układu powinno zmieniać stan co 6 sekund. Wyjścia 10 i 11 powinny normalnie być w stanie wysokim i na krótko przechodzić w stan niski za każdym razem, gdy 4 przechodzi w stan wysoki. Da się to obserwować woltomierzem, najlepiej analogowym.
Jeśli ICl działa poprawnie, można włożyć IC2. Jego wyjścia 3 i 4 powinny być w stanie niskim i przechodzić na krótko w stan wysoki wraz z każdym impulsem z ICl. Wyjścia 10 i 11 powinny normalnie być w stanie niskim i na kilka sekund przechodzić w stan wysoki, gdy 3 i 4 przechodzą w stan niski. Po włożeniu IC3 jego wyjścia 1 i 7 powinny zmieniać stan co 10 sekund.
Czasy te są podane w przybliżeniu, służą tylko do oceny, czy układ działa poprawnie. Pobór prądu powinien wynosić około 9,.10mA.
Należy teraz sprawdzić napięcia na kondensatorach C21 i C25, oraz C22 i C26. Powinny one co 12 sekund gwałtownie wzrastać, a następnie stopniowo opadać.
Punkty pomiarowe tych napięć są następujące: C21 - zworka powyżej, C25 - dolna końcówka R44, C22 -dolna końcówka R36 i C26 - dolna końcówka R42. Napięcia te będą zależały od obciążenia impedancją miernika, ale jeśli będą wzrastały i opadały jak opisano, będzie to dowodem, że badana część układu działa poprawnie.
Test szumu
Teraz można sprawdzić część układu generującą szumy. Należy włożyć w podstawki IC4, IC5 i IC6. Trzeba pamiętać, że IC4 jest trzeci od lewej, a nie pierwszy! Autor popełnił ten błąd przy testowaniu
Elektronika Praktyczna 5/97
17
PROJEKTY
ZAGRANICZNE
Rys. 6. Rozkład ścieżek płytki drukowanej układu fal Pacyfiku i rozmieszczenie na niej elementów.
prądu przez układ powinien teraz wynosić około 15mA.
prototypu, w rezultacie czego pobór prądu skoczył do 50mA, świadczy to o użyteczności testu monitorowania prądu w trakcie uruchamiania, przez szybką sygnalizację błędów.
Jeżeli jest dostępny oscyloskop lub częstości o mierz, na wyjściu 10 IC4 można sprawdzić częstotliwość zegarową, która powinna wynosić około lMHz. Jeżeli nie ma takiej możliwości, trzeba zmierzyć na tym wyjściu napięcie stałe. Jeżeli wynosi ono około 4,5 V, prawdopodobnie oscylator działa prawidłowo.
Podobnie można sprawdzić wyjście 8 IC5, wyjście 9 IC6 i wyjście
4IC4. Używając oscyloskopu nie będzie się dało zsynchronizować go z sygnałem z powodu losowych właściwości generowanych bitów. Można go będzie użyć do sprawdzenia sygnałów odfiltrowanego białego szumu na górnej końcówce rezystora R33 i dolnej R34. Do tego celu można też użyć wzmacniacza akustycznego i usłyszeć je w postaci syczących dźwięków.
Wzmacniacz może też być użyty do słuchania sterowanych sygnałów wyjściowych, które występują na wejściach 3 i 5 podstawki dla IC7. Ich poziom jest jednak niski, pomiędzy lmVsk a 5mVsk. Całkowity pobór
Regulacja barwy tonu
Teraz można sprawdzić stopnie regulacji barwy tonu i wzmocnienia. Należy włożyć IC7 i sprawdzić sygnały z wyjść 1 i 7 za pomocą wzmacniacza lub oscyloskopu. Napięcia zmienne powinny zawierać się w granicach od 10mV, do 50 mVsk. Napięcie stałe na tych wyjściach powinno wynosić około 4,5V, a pobór prądu wzrosnąć do około 18mA.
Teraz trzeba przyłączyć regulatory niskich (VRl) i wysokich (VR2)
18
Elektronika Praktyczna 5/97
PROJEKTY ZAGRANICZNE
Rys. 7. Połqczenia zewnętrznych podzespołów z płytkq drukowanq układu fal Pacyfiku. Prawa górna cześć płytki wymaga odcięcia w celu pozostawienia miejsca na podzespoły zasilacza.
tonów, w razie potrzeby tymczasowo, i włożyć IC8. Sygnały z jego wyjść 1 i 7 sprawdzić przy pomocy wzmacniacza i sprawdzić działanie regulatorów.
Regulator niskich tonów VRl działa odwrotnie, z maksymalnym uwydatnieniem w skrajnej pozycji obrotu w kierunku odwrotnym do ruchu wskazówek zegara. Napięcie stałe na wyjściach 1 i 7 IC8 powinno wynieść około 4,5V, a pobór prądu około 20mA.
Na koniec należy przyłączyć regulator głośności VR3, włożyć IC9 i sprawdzić jego działanie. Sygnały z wyjść 1 i 7 IC9 powinny wynosić od 100mVik do maksimum 500mV,, w zależności od sygnału sterującego i pozycji VR3. Napięcie stałe na tych wyjściach powinno wynosić około 4,5 V, a całkowity pobór prądu około 30mA, nie uwzględniając prądu LED Dl3. Płytka jest teraz gotowa do instalacji w obudowie.
Montaż końcowy
Prototyp został umieszczony w niskiej, składanej z dwóch części, obudowie z ABS o wymiarach 180mm x 120mm x 40mm, z aluminiowymi płytami przednią i tylną. Jej wysokość zaledwie pozwala zmieścić transformator, został on więc przykręcony bezpośrednio do dolnej płyty. Trzeba było użyć wkrętów z łbami stożkowymi.
Niewielkie słupki wewnątrz, przeznaczone do montażu płytek lub
Elektronika Praktyczna 5/97
PROJEKTY
ZAGRANICZNE
chassis, zostały wycięte ostrym nożem w celu stworzenia dostatecznego miejsca dla układu. Nie wykorzystane miejsce na płytce drukowanej powyżej IC9 zostało odcięte, w celu stworzenia przestrzeni dla małego transformatorka sieciowego.
Wyłącznik sieciowy należy połączyć tak, jak pokazano, aby jego nie wykorzystane styki nie były pod napięciem po wyłączeniu układu. W prototypie połączenia wyłącznika zabezpieczono koszulką termokurczliwą, całkowicie eliminując możliwość porażenia, nawet gdy układ jest włączony. Przy wyłączniku powinno się zastosować bezpiecznik 2A lub 3A.
Rozmieszczenie regulatorów i innych podzespołów widać na fotografiach. Ten rodzaj obudowy i rozmieszczenie nie są konieczne, ale są godne polecenia ze względu na zwartość i atrakcyjny wygląd.
Ekranowanie przed zakłóceniami wielkiej częstotliwości jest warte polecenia. Wszystkie te diody, spolaryzowane na progu przewodzenia,
będą przy niskim poziomie sygnałów z łatwością demodulowały przypadkowe silne sygnały w.cz.
Podatność na zakłócenia można zminimalizować przez użycie metalowej obudowy, ale w przypadku plastykowej można zasugerować kilka innych środków zaradczych. Przede wszystkim układ należy uziemić. Sposób uziemienia transformatora i masy płytki drukowanej jest pokazany na rys. 7.
W prototypie kawałek płytki foliowanej miedzią, z wycięciem na transformator, został przyklejony do dna obudowy, a warstwa miedzi połączona z transformatorem. Tylna płyta została uziemiona przez gniazdko SKl, ponieważ wspólny przewód łączy się z masą. W razie użycia izolowanego gniazdka, tylną płytę należy uziemić osobnym przewodem.
Metalowe osłony trzech potencjometrów regulacyjnych należy połączyć razem przylutowanym przewodem i połączyć z jedną ze śrub
mocujących przełącznik Sl oraz z punktem uziemiającym transformatora.
Do dziś w prototypie nie zdarzyło się przedostanie w.cz., ale jeśli się zdarzy, trzeba będzie jeszcze ekranować uziemioną folią układ od góry.
Zasilanie bateryjne
W razie rzeczywistej potrzeby przenośności, układ może być zasilany z baterii 9V. Stabilizator IC10 wraz z rezystorami R73..R75 trzeba wtedy ominąć, a dodatnią końcówkę kondensatora C55 połączyć z C52 dla zwiększenia odsprzężenia.
LED także można pominąć dla oszczędności zasilania. Układ działa pewnie do 7V, więc alkaliczna bateria PP3 lub pakiet ogniw AA będzie właściwym źródłem zasilania. Andy Flint, EwPE
Artykuł publikujemy na podstawie umowy z redakcją miesięcznika "Everyday with Practical Electronics".
Elektronika Praktyczna 5/97
PODZESPOŁY
Korekcja współczynnika mocy, część 1
Stary problem, nowe rozwiązanie
Konieczność oszczędzania
energii elektrycznej stała się dla
nas oczywista od chwili
uwolnienia jej ceny.
Autor artykułu pokaże, jak
zwiększa się sprawność
energetyczną nowoczesnych
układów zasilających.
Artykuł powstał we współpracy
z firmą Motorola Polska, która
udostępni Czytelnikom EP
bezpłatnie próbki prezentowanych
w artykule scalonych układów
korekcji cos$. Kupon
z zamówieniem opublikujemy
w następnym numerze EP.
Z pojęciem współczynnika mocy (cos ij>] elektrycy i elektronicy spotykają się już przy poznawaniu podstaw elektrotechniki. Ta bezwymiarowa wielkość bierze swoją nazwę z geometrycznego przedstawienia w tzw. "trójkącie mocy" wzajemnych zależności między mocą bierną i czynną oraz kątem przesunięcia fazowego ij> (rys.l].
W trójkącie mocy stosunek mocy czynnej wyrażanej w watach (W] do mocy pozornej (VA] to właśnie cosiji. W przypadku żarówki lub grzałki cała pobierana moc ma charakter czynny, stąd cosij>=l. Dla obciążenia z przewagą charakteru biernego (np. indukcyjnego: transformator lub silnik], moc pozorna będzie przewyższała moc czynną i cosiji < 1. W rezultacie z sieci zasilającej do odbiornika będzie dopływał prąd o większym natężeniu, lecz tylko jego część wykona pracę w odbiorniku. Pozostała część prądu pójdzie na wytworzenie mocy biernej.
Również w przypadku pobierania z sieci
prądu o przebiegu odkształconym (o dużej zawartości harmonicznych], moc pozorna będzie wyższa od mocy czynnej.
Prostownik
r
tnargaiyczna
Moc bierna (Var)
Moc czynna (W)
Rys. 1.
Najczęściej współczynnikiem mocy są zainteresowani elektrycy i energetycy, ponieważ właśnie oni muszą zapewnić wytworzenie i dostarczenie energii do coraz to nowych odbiorników energii. Jeśli cosiji obniża swoją wartość oznacza to konieczność instalowania większych generatorów lub innych dodatkowych urządzeń. Z tego powodu w większości krajów wprowadzono przepisy określające dopuszczalne wartości cosiji i zawartości harmonicznych.
Dla szanującego się elektronika te problemy są zwykle zbyt mało ważne, aby się nimi zajmować, więc nie zwraca on większej uwagi na skutki obciążania sieci urządzeniami elektronicznymi.
Rzeczywiście, w przypadku zasilania z sieci pojedynczych urządzeń elektronicznych
0 małej mocy wartość cosiji nie ma większego znaczenia. Problem zaczyna być widoczny dopiero w przypadku większej liczby odbiorników energii włączonych na stałe lub przez dłuższy czas.
Najlepszym przykładem są tu coraz bardziej rozpowszechnione nowoczesne systemy oświetleniowe, wykorzystujące elektroniczne zasilacze do żarówek halogenowych i świetlówek. W wielu pomieszczeniach, np. biurowych, oświetlenie ogólne jest włączone przez cały czas pracy, więc dla zaoszczędzenia energii stosuje się tam nowoczesne, wydajne źródła światła. Najczęściej są to świetlówki kompaktowe z tzw. statecznikiem elektronicznym, montowanym zamiast ciężkiego, tradycyjnego dławika. W najprostszym przypadku taki statecznik to przetwornica impulsowa zasilana z sieci napięciem wyprostowanym i wygładzonym za pomocą dużego kondensatora (rys.2].
Z punktu widzenia sieci energetycznej ten klasyczny układ zasilania przetwornicy jest bardzo niekorzystny. Zasilana świetlówka pobiera wprawdzie niewielką moc, ale pojawiają się inne niedogodności. Na rys.3 pokazano przebieg prądu pobieranego z sieci przez taki układ prostowniczy.
Przebieg prądu pobieranego z sieci ma kształt impulsów o znacznej amplitudzie
1 daleko odbiega od sinusoidy. Wynika to
Przetwornica
Obciążania
I___________________I
1__________________________I
Rys. 2.
Elektronika Praktyczna 5/97
21
PODZESPOŁY
Rys. 3.
z zasady pracy prostownika: diody przewodzą tylko wtedy, gdy potencjał anody przewyższa potencjał katody, czyli gdy wartoSć chwilowa napięcia sieciowego jest wyższa od napięcia na kondensatorze filtrującym. Dzieje się to w pobliżu maksimum napięcia
r
Prostownik
pozorna (wyrażona w VA) pobierana z sieci jest wyraźnie większa od mocy czynnej (W). Zwykle cos<|> wynosi w takich przypadkach od 0,5 do 0,7.
W przypadku, kiedy wiele równolegle włączonych zasilaczy impulsowo obciąża sieć, dochodzi również do silnego odkształcenia przebiegu napięcia. Taki stan, kiedy prostowniki "zaSmieca-ją" sieć harmonicznymi jest niepożądany, ponieważ niekorzystnie wpływa na pracę samej sieci, jak i innych urządzeń z niej zasilanych. Wzrasta również poziom zakłóceń emitowanych przez sieć.
Dla ochrony sieci przed niskim współczynnikiem mocy oraz nadmierną iloScią
PFC prekonwerter
Linia |
zasilająca
Efekt korekcji (poprawy) cos<|> można uzyskać przy pomocy układów biernych (LC) lub aktywnych włączanych na wejSciu zasilania.
Układy bierne są rodzajem filtru łagodzącego impulsy prądu i zawierają zwykle duże kondensatory i dławiki pracujące na częstot-liwoSci sieciowej. Układy aktywne stanowią rodzaj impulsowego zasilacza, najczęSciej podwyższającego napięcie (rys.4). Aktywny układ korektora pracujący na częstotliwoS-ciach znacznie wyższych od częstotliwości sieciowej jest mniejszy, lżejszy i ma wyższą sprawnoSć niż dający podobne efekty układ bierny.
Przy zachowaniu właSciwego sterowania takiej "wstępnej" przetwornicy, prawie wszystkie przypadki obciążenia ze składową bierną mogą być sprowadzone do czysto rezystancyjnego obciążenia sieci. W ten sposób znacząco redukuje się zawartoSć harmonicznych w przebiegu pobieranego prądu. W niektórych rozwiązaniach korektorów aktywnych, poprzez dodatkowe wymuszenie poboru prądu w okolicach przejScia napięcia przez zero, osiąga się zmniejszoną emisję zakłóceń do sieci. Ważną cechą aktywnego korektora cos<|> jest stabilizacja napięcia na jego wyjSciu.
Przetwornica
Obciążenie
Rys. 4.
sieciowego i powoduje doładowywanie kondensatora impulsami prądu o dużej wartoS-ci. W rezultacie impulsowego poboru, układ pracuje z niskim cos<|>, co oznacza, że moc
MOTOROLA
Multiplier
Rys. 5.
Compensation Ó 2
MOTOROLA
harmonicznych (szczególnie niekorzystna jest trzecia) Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (IEC) opublikowała zalecenie IEC 1000-3-2 określające maksymalny poziom zawartoSci harmonicznych wprowadzanych do sieci przez odbiorniki. Do tego zalecenia dostosowano normy obowiązujące m.in. w krajach Unii Europejskiej. Obecnie wszystkie urządzenia elektroniczne pobierające z sieci moc większą niż 30W muszą mieć cos<|> równy co najmniej 0,94 i najwyżej 25% zawartoSci trzeciej harmonicznej w prądzie pobieranym z sieci.
Z powodu szybko rosnącej liczby małych, sieciowych urządzeń elektronicznych, jest przewidziane w najbliższych latach rozszerzenie wymagań również na mniejsze odbiorniki.
_________________I
Układy zasilane z korektora już nie muszą być projektowane z zapasem na najgorszy przypadek, ale mogą być zoptymalizowane i uproszczone.
Układy sterujące MC33262, MC34262 i MC33368 są przeznaczone do pracy w aktywnych korektorach cos<|>.
Układ MC33368 jest nieco bardziej rozbudowany: zawiera dodatkowo wysokonapięciowy tranzystor MOS pracujący jako scalony reduktor napięcia zasilającego oraz układ "znieczulający" na zakłócenia komutacyjne.
Technika scalania na jednej strukturze wysokonapięciowych elementów wykonawczych i niskonapięciowych sterujących została przez producenta (Motorola) opatrzona firmową nazwą SMARTMOS i znalazła zastosowanie w nowoczesnych i oszczędnych układach GreenLine. W omawianym przypadku można zaoszczędzić 0,7W w porównaniu z zasilaniem poprzez rezystor redukcyjny. Układ MC33368 umożliwia również regulację poziomu emisji zakłóceń w pobliżu przejScia przez zero.
Układy są dostępne w miniaturowych obudowach SOIC do montażu powierzchniowego (SMD), a MC33262 i MC34262 również w tradycyjnej obudowie DIL-8. Układy MC33262 i MC33368 mogą pracować od -4O.. + 1O5C, a układ MC34363 od O..+85C. Włodzimierz Dubasiewicz
Elektronika Praktyczna 5/97
Internet dla elektroników
INTERNET
Oto kolejna porcja
interesujących stron WWW
dla elektroników. Na
początek opisaliśmy stronę
firmy Micro Sim, której
oprogramowanie zostało
przybliżone Czytelnikom
w EP2/97. Drugą
prezentowaną stroną WWW
jest strona firmy LinFinity,
produkującej profesjonalne
układy scalone na
zamówienie. Kolejne dwie
strony, firm Motorola, Inc.
i Iridium, Inc., są
związane ze sobą, to
właśnie w laboratoriach
Motoioli opracowano
system IRIDIUM.
MicroSim
Firma MicroSim jest jedną z największych firm soft war owych na świecie produkujących oprogramowanie wspomagające projektowanie dla elektroników (EDA). Załóż o na w 1984 roku, weszła przebojem na rynek oferując, powszechnie stosowany do dzisiaj, symulator układów analogowych PSpice dla komputerów PC. Przez 12 lat działalności firma wzb ogaciła swoją ofertę. Aktualnie MicroSim jest producentem kompletnego inżynierskiego systemu projektowania układów elektronicznych (od oprogramowania do edycji sche-
matów elektrycznych i syntezy układów logicznych, poprzez symulację układów analogowych i cyfrowych, aż do projektowania płytek drukowanych, a wszystko na najwyższym światowym poziomie).
Firmowa strona WWW MicroSim jest wykonana równie profesjonalnie, jak oferowane oprogramowanie. Przeglądając ją można znaleźć informacje o firmie, oferowanym oprogramowaniu, notatki prasowe, odpowiedzi na najczęściej stawiane przez użytkowników pytania (FAQ), adresy dystrybutorów (wspomniany jest również polski dystrybutor: firma RK-System, e-mail: ro-bertk@univcomp.waw.pl),
dokumentacje techniczne, instrukcje użytkowania programów i in. Dodatkową atrakcją tej strony są downloady. Można ściągnąć wersje ewaluacyjne oprogramowania (ze względu na mnogość megabajtów, tańszym rozwiązaniem jest chyba uzyskanie tego oprogramowania od dystrybutora) i co zawsze jest najciekawsze, przykładowe projekty i dokumentacje techniczne.
Poruszanie się po stronie MicroSimu, mimo jej obszerności, jest dosyć proste. Najwięcej miejsca poświęcono oczywiście oprogramowaniu w dziale MicroSim Products. Oto spis prezentowanych tam produktów:
/ SPECCTRA autorouters, / MicroSim Filter Designer.
Pod względem merytorycznym strona WWW firmy MicroSim może stanowić wzór dla innych producentów oprogramowania. Dużą atrakcją dla użytkowników Internetu jest możliwość zamówienia darmowego CD-ROM-u z ograniczoną wersją oprogramowania DesignLab firmy MicroSim - wystarczy tylko wypełnić ankietę, h ttp :/Avww. mi crosi m. com
LinFinity
LinFinity Microelectronics to mało znana w Polsce firma zajmująca się produkcją specjalizowanych
s i g n -
LabTM, /F P G A
Support
in Mic-
roSim
Design-
Lab,
/ MicroSim Schematics, / MicroSim PSpice A/D
with Schematics, / MicroSim PSpice with
Schematics, / MicroSim PSpice Basics
and MicroSim PSpice
A/D Basics+ with Schematics, / MicroSim PSpice Opti-
mizer, / MicroSim PLSyn and
Partitioning Option, / MicroSim PCBoards
with Cooper & Chyan
Autorouters,
układów scalonych. Działalność firmy skupia się na trzech działach: układy scalone i moduły zasilające (konwertery DC/DC, regulatory i in.), wzmacniacze operacyjne i komparatory, układy scalone dla telekomunikacji.
Zawartość merytoryczna strony pozostawia wiele do życzenia - informacji jest bardzo mało (w zasadzie ogranicza się to do notatek prasowych), brak jakichkolwiek danych
Elektronika Praktyczna 5/97
23
INTERNET
o produktach (wynika to zapewne z faktu, że układy są produkowane na specjalne życzenie klienta). Bardzo atrakcyjnie natomiast przedstawia się opracowanie graficzne. http:tfwww.linfinity.com
Motorola, Inc.
Koncernu Motorola nikomu nie trzeba przedstawiać. Jak przystało na jedną z największych na świecie
1. a a. i_ i
5
p Ś
korporacji w dzie-i dzinie elektroniki
1
JB strona WWW Mo-toroli jest imponująca i to zarówno pod względem zawartości merytorycznej, jak i oprawy graficznej.
Strona jest bardzo obfita w informacje, można tu znaleźć dane na temat historii koncernu, aktualnego zarządu, wyniki finansowe działalności koncernu oraz, co najbardziej wartościowe - dane katalogowe produktów Motoroli. Ponieważ zakres działalności firmy jest bardzo szeroki (począwszy od produkcji półprzewodników, poprzez urządzenia telefonii komórkowej, pagery modemy komputerowe, analogowe i cyfrowe radia dwukierunkowe, urządzenia nawigacyjne, energetyczne, płyty komputerowe, aż do zaawansowanych technologicznie badań i produkcji dla potrzeb rządu i przemysłu USA) przejrzenie, stale aktualizowanych danych, jest niemal niemożliwe.
Dla elektroników niewątpliwie najcenniejsze jest odwiedzenie strony poświęconej półprzewodnikom. Zawarte są tu aktualne dane katalogowe i noty aplikacyjne produkowanych przez Motorolę elementów półprzewodnikowych. Godnym polecenia są zawarte na stronie najciekawsze artykuły prasowe na temat wykorzystania produktów Motoroli. Na stronie znaleźć można rów-
: nież notki prasowe, a w nich I oczywiście za- powiedzi nowości. Poruszanie się po tak wielkiej ilości informacji wydawać by się mogło trudne, lecz dzięki
czytelnie za-projektowane-f mu menu dotarcie do interesujących nas informacji nie sprawia kłopotu.
Godne podziwu, przy tak dużej ilości informacji, jest zaprojektowanie spójnego graficznie systemu. Strona może służyć za wzór dla innych, h ttp ://www. motor ol a .com
Iridium, Inc.
Ostatnio hasło IRIDIUM bardzo często gości na łamach prasy. Chodzi przecież o ogólnoświatowy sys-
gu trzech lat opracowano wszelkie szczegóły techniczne. Do realizacji tego projektu powołano w 1991 roku nowe konsorcjum o nazwie Iridium, Inc., którego działalność finansowana jest przez największe firmy telekomunikacyjne świata. Przewidywany termin uruchomienia systemu to 1998 rok. W bieżącym roku wystrzelony będzie pierwszy satelita.
Na stronie WWW znajdują się informacje techniczne na temat satelitów i, co istotniejsze, na temat telefonów. Możemy bliżej za-______________ poznać się
tem telefonii bezprzewodowej, zbudowany na bazie 66 małych satelitów (66 to liczba atomowa irydu) ulokowanych na niskiej orbicie okołoziemskiej (780 km). Koncepcja IRIDIUM została przedstawiona
przez inżynierów Motoroli w 1987 roku, a w cią-
p
z usługami, które będą dostępne w n owy m sy st em i e , pr z e d stawione są krótkie in-f o r ma c j e o źródłach finansowania i krótkiej historii firmy. Najbardziej interesujące
wydają się jednak informacje dla prasy, opisujące realizowanie kolejnych etapów projektu.
Oprawa graficzna strony jest atrakcyjna, jednak mogłoby znajdować się tu więcej informacji na tak "gorący" temat. http://www. i ridium.com
24
Elektronika Praktyczna 5/97
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ TEST
W ramach działu "TEST" przedstawiamy Czytelnikom narzędzia, programy i oprzyrządowanie pomocnicze, które sq wykorzystywane w pracowniach konstrukcyjnych i laboratoriach elektronicznych. Opisy, które prezentujemy, sq wynikiem badań prowadzonych w laboratorium AVT. Zadaniem "TESTu" jest dostarczanie pełnej i kompetentnej informacji o aktualnej ofercie krajowego rynku.
Multimetry uniwersalne
Bariera cenowa: 150..450zł
Tym razem skupiliśmy
się na muliimeirach
należących do średniej klasy
cenowej (ceny netto
w pizedziale 150..450zf).
Jest to dość licznie
reprezentowana grupa
mierników, co dowodzi, że
wymagania użytkowników
tych przyrządów w naszym
kraju nieustannie rosną.
Czego się można
spodziewać po miernikach
z tego zakresu cenowego?
Wszystkiego dowiecie się
z "Testu".
Podobnie jak w marcowym numerze EP, kiedy to zajęliśmy się miernikami kosztującymi poniżej 150 zł, także teraz zrezygnowaliśmy z oceniania prezentowanych mierników. Uznaliśmy bowiem, że najbardziej obiektywną formą prezentacji przyrządów będzie przedstawienie istotnych z punktu widzenia użytkownika ich właściwości. Ze względu na mocno ograniczony czas testowania mierników, ich oceny nie mogłyby byó w pełni obiektywne. W związku z tym przedstawimy Czytelnikom tylko najważniejsze spostrzeżenia związane z prezentowanymi przyrządami.
Bardzo interesująca nowością są mierniki wyposażone w podwójne źródła zasilania, wchodzące w skład linii "GREEN". Kondensator o dużej pojemności podładowywany przez wbudowane w miernik ogniwo słoneczne,
zewnętrzny zasilacz lub bezpośrednio z sieci energetycznej zapobiega konieczności dbania o stan ogniw zasilających.
Wiele nowych możliwości oferują przyrządy z wbudowanym interfejsem szeregowym RS23 2, który umożliwia współpracę miernika z komputerem klasy PC. Ich szczegółową prezentacją zajmiemy się w jednym z kolejnych numerów EP.
Możliwośó pomiarowe prezentowanych przyrządów są nieco większe niż mierników należących do niższej grupy cenowej. Większe możliwości oznaczają m.in. zwiększenie ilości wyświetlanych cyfr (nawet do 4.5 cyfry], rozszerzenie zakresów pomiarowych, zwiększenie ilości możliwych do zmierzenia parametrów (indukcyjnośó, kolejnośó faz], zastosowanie w jednym mierniku kilku wyświetlaczy, na których
wyświetlane są jednocześnie różne parametry mierzonego przebiegu, możliwośó dokonywania pomiarów względnych (przy czym wartośó odniesienia można zadaó z klawiatury lub zapamiętaó wybraną wartośó przebiegu]. Coraz częściej spotykane są w miernikach przetworniki True RMS, automaty samoczynnie ustalające zakresy pomiarowe, interfejsy umożliwiające współpracę z komputerem i wiele innych udogodnień, które upraszczają obsługę tych przyrządów. Należy jednak pamiętaó o tym, że żaden z mierników nie jest wyposażony we wszystkie wymienione funkcje, tak więc przed zakupem warto zadaó sobie nieco trudu, aby precyzyjnie określió wymagania stawiane podczas pomiarów.
Tymczasem zachęcamy do lektury!
ftniiar napĘć statyk ftniiar napĘć zmennych
EDM42B
400mW4W40V/400Vfl000V 400mW4WW400W750V
iniA/iOA WA
EDM-S3BS
4OCrriV/4V/4OV/i0V/i000V
400mW4W40V/0V/750V
400 n.
HC-31
OmWM4O D/O66OD
200niV/2V/20V/200VflOOOV 200rrift
rcmiar rezysianc|i
ftniiar fidukcyiności
ftniiar cestotl Mości
ftniiar wzmocnień a lianzystora
ftniiar nap??:& przewodzeń a dody
ftniiar lanpaatury
łiF//0nF/4nF/40|iF
4MHzK200mV
4nF//400nF/4nF/40|iF
40mH/400mH/4H/40H 4MHz (20CrnVrnEj/20MHz (TTIJ
5nF/50nF/500nF/5|iF 50nF/500nF/5mF/50mF
do lOMHi [200m
łiF/40nF/0nF/4nF/40|iF do 1 MHz (3COniV 5Vi
2nF/3)n F/2Ctin F/2 n F/20 n F/200 |i F
do I MHz (M3*0[& do 20 MHz (MSfóOD)
F&niiar wspólczynniia wypełiiema Iptyąny wskaźnik zwarć
i|i wskaźnik zwarć "^H
+ (w
ŚAchodzi czujiJi l]pu KJ
uchodzi czujiii lipi KJ
noli?hTiiahe wiązane)
czna zniana zakresów toniafhtzna zmiana zakresów
Data Hołd (max/md/standard) lowany generator
ikcja po polsku
ier Bui tozkladana nóżka - wspornik
ilko dla pomflru
(ty Iso dla poniQru
Czufiii do pom afiilenipeTatijy"
lem opcionalnym przyrządu automat
Możliwość dokonywana pomiarów wzg^Jrfhich. skabw^ne wdEm im True RMS autoniafhtzny
Możliwość d
h. z zadaną totoancią.
możliwość dynam cnego zapisu
pomiarowi z wyświetlaniem skali
czasu, skalowanie wdEm
z przetwórń ii iem True RMS
Wbudowany autonafhczny
M1W/MII1L1STANDARD
<Ś (tylio dfi pomiaru częstotliwości
i poprinoścfl M1W/MII1L1STAMDARD
MozlUośc dokonywania poni&rów
wzg^tiych. mozluośc zapisana
wynfcu pomiaru wpamgci
Wskfid wyposażeń fl wrodzą
zaciski pomiarowe 'lirokodyl"
dokonywana pomiarów wzg^tiych MozlUośc współpracy zkomputerem Ft poprzez zlscze RS-S2 (oprogramowane
ispeciahy kabel wtfiodzą wskfid
wyposażenia mierniia) Dostępne są dw zakresy na patowe skalowane wdEm
Wbudowany przfłwormk True RMS
1 rok
Elektronika Praktyczna 5/97
25
TEST
;c|a po polsku Holster Bui
^zkładana r Uwagi
Zasilanie
G^rancia
Świadectwu zatwierdzena typu.GUU,
'" 'tt
i zakresów podczas pomiaru prądów wymaga zmiany ozenfc przełącznika Mermk ma dwQ przyciski zatrzymujące pomiar DATA-HOŁD
AulomafhCny wyłącznik zasilania
na wbudowany przełwormk
True RMS Akusl>czna
sygnalizacji b^dówobsligi
Zgrubne wybierane zakresów
[oni&rowych odbywa sc ręczne.
automatyka dz&ti tyIso wch obrębie
irok
owarfhi generator Ubezpieczeni hstriiicja po połciu
^zkładana nóżka - wzornik Uwagi
Fofe żlódfi zasilającego mermh ąsfifl kondenator oduzei
pofłiinoici doładowywany przez baterg słoneczną oraz zaccJii
pomflrowe (rapę:*"! 9 l?VDC
budowarfhi automatyczny wyłącznik
zasilania Ruchomy wyświetlacz.
utitw&jący posługiwanie sg
przyrządem na stole
Sygnalizator
akusfhczny ostrzega przed przekroczeniem zakresu
W skład Whposazema wW/6F22 irok
Mermk ma wbudowany Iczmk czasu włączenia, temperatura jsJ
wskazyw^ra wwybranei skali (t^Fj.
mozlue jest dokonywane pomiarów
wzg^JrfhCh (także wzg^tm wartości zadanej zklaw^tury) Czujnik do ponifiru temperatury wchodzi wskfid wyposażenia
irok
26
Elektronika Praktyczna 5/97
TEST
Dysłybutor
o latwiadzaia typu GUM
pomiaiu kiaunku i seci
|eJ n^oaiony wdodałiowe abie) Fyło i wodoszczelna obudowa Automatyczny wylsczmk zasilania
iwodoszczeha obudowa Automatyczny wyłącznik zasilania Memk może dokonywać pomiarów wzg^nych Obsligę przyrz^jj ułatwia Q-pizyciskow] klaw^tuia
irok
r napĘt stałhCh
a zmflna zakresów
Datai Holdpaiiftiiftjstandaid)
tolster
Bui
^zkładana nóżka -
nancp
?UQdeclwo zatwierdzeni typu &UM Dysłybutor
326nF/32B|iF do 20*Hz
a
om
3 5W60H*
Automatyczny wyłącznik zasilania
Przyrzą] wyposażony jest
wakuniuator zniozlMością
dotidowywama. bez koneczności
rozbierana obudowy
GREEN irok
Automatyczny U^Ktinik zasilinfa
Mierni; nosi oznaczenie 'treen
Multinieter". lecz jego cechy
użytków? ne kwallfiiują go do
grupy przyrządów energooszceJnych
ffię źródła zasilij*aio
miernik spełin kondensator
o dużej pojemrości dotidowywarfhi
przez baterg słoneczre oraz
zaccJii pomflrowe (napĘtifm
9 12VDC lit 20VAC) AutomafhCzny wytcznii zasilana. GREEN |
irok
tffl
Elektronika Praktyczna 5/97
27
TEST
omiar napĘć stałhtfi
Pani ar współczyrniia w>pełniena Dpticzny wskażnii zwarć
iy wsłtalmk zwarć ^H
JogtaiegO
lośćcyl Ś 'niaks>niarie nekazane)
Śra imana zakresów Ajjtoniafhtzna zmiana zakresów
Dala Hołd (mat/ni ii/standard) Al*a żnii rozładowania batem Abudowany generator
fobezpeczena
hsłukcja po polsku
Holster
Bui
^zkładana nóżka - wspornik
Uwigi
2n F/20nF/200nF/2 |i F/20 n F/200 n F do 20MHz
t (lylio dla ponifiili
M3S5OD
400mW4V/40V/*)OVflOOOV
n 0|1A/łiify4CriiA/iti(riiA/1W20A
4nF/n F/4C0n F/4|i F/40|i F/400 |i F do 40MH:
+ (oifiik lipu 'K" wcliodu wsJilad Whpffiaania mianiia)
oaiony wpodwó|ny
ikompulafni PC (oprogramowane
i kabel wchodzą wsJilad Whpffiazenia). pS w>p)aiony wpam^t pomiarów MoiIiweć
dokoni^nfl pomiarów w
iaiony wpodwójiy i podave(tany wjiśweHacz. wsótraoie i konipiJaeni PC (oprogramowanie ikabel wtfodzą
w^ilad Whpoaiema). jest
wypoaiony wpaniĘt pomiarów
MoiIUok dokonywima pomflrów
wzgĘdnitfi ifahresy ACV mogą byc
skatowane wdEm
1 rok
4nF/n F/4O0n F/4|i F/40 n F/400 n F flniH/iflOniH do 4MHi
+ (czujnik typu T" wtfiodu w skład w>posazenia mierniia)
T 139991
2nF/ainF/20|.F 2*Hz/ai0kHz
M465OCR
2V/20V/ai0V/l000V
20kKz/2(OkHz
skokowo z zakresu iHz 5kHz)
Przuząd jest w>posazony wpodwijny
i podświetlany wyśw^ficz. wspótnaoije z komputerem PC (oprogramowane ikabel wtfiodzą
w skład Whposazema). jest w>p)sazony wpamgó pomflrów c dokoni^ma pomflrów i
  • N0W
    Mermk jest w>posazony wieczny
    kompensator dla poni&rów
    pojemności
    Przyrząd może dokomMQÓ
    pomiarów wzg^dnych WbudcwĘny
    interfejs FSI52 umozhwfl współprac
    z komputerem PC (kabel
    i oprogramowane wchodzą
    w skład w>posazen& przyrządu)
    Muitimetryz grupy cenowej powyżej 450zł przedstawimy we wrześniowym numerze EP.
    Adresy dystrybutorów multimetrów ^^^^j||ezenitowanych w przeglqdzf
    Atel
    ul. Lektykarska 25/16, 01 -867 Warszawa (0-22) 33-15-64
    Biali
    ul. Grunwaldzka 216, 80-266 Gdańsk (0-58) 45-27-86
    Labimed
    ul. Sobieskiego 22, 02-930 Warszawa (0-22) 642-16-23
    Malkom-Direct
    ul. Ciołka 8, 01-402 Warszawa (0-22) 36-00-72
    NDN
    ul. Janowskiego 15, 02-784 Warszawa (0-22) 641-61-96
    SBH
    ul. Ratuszowa 11, 03-450 Warszawa (0-22) 618-22-41 wew. 157
    Unitor
    ul. Rydygiera 30/32 87-100 Toruń (0-56) 45-76-96
    SPRZĘT
    Zestaw uruchomieniowy dla procesorów ST6240
    Przedstawiamy kolejny zestaw
    uruchomieniowy dla 8-bitowych
    mikro kont role rów firmy SGS-
    Thomson. Jest on dedykowany
    rozbudowanym procesorom
    ST6240, które wyróżniają się na
    tle rodziny STB wbudowanym,
    specjalizowanym interfejsem dla
    wyświetlacza LCD.
    Firma SGS-Thomson cały czas rozszerza gamę dostępnych procesorów wchodzących w skład rodziny ST6. Zestawy uruchomieniowe, dla znanych już Czytelnikom EP procesorów ST6210..25 oraz ST6260/65, opisaliśmy w EPll/96. Teraz prezentujemy najnowsze "dziecko" SGS - Starter Kit - dla procesorów ST6240 i pochodnych ST62E40/T40.
    Są to procesory z rdzeniem typowym dla całej rodziny ST6. Pamięć programu (ROM lub EPROM) ma pojemność prawie 8kB, a pamięć danych RAM ma pojemność 192B. Procesor jest także wyposażony w 128B pamięci EEPROM.
    Dość standardowe (jak na rodzinę ST6) jest dodatkowe wyposażenie tego procesora: w jego wnętrzu zintegrowano dwa timery uniwersalne oraz jeden timer-watchdog, port szeregowy SPI, 8-bitowy przetwornik A/C, układ obsługi przerwań, supervisor zasilania i dwa konfigurowalne porty I/O.
    Zupełnym novum są natomiast: dodatkowy generator przystosowany do współpracy z kwarcem 32kHz i 49-pino-wy port sterowania wskaźnikiem LCD.
    Dodatkowy generator jest wykorzystywany do zapewnienia poprawnej pracy driverów wyświetlacza LCD po przejściu jednostki centralnej mikro-kontrolera do trybu oszczędzania energii. Dzięki takiemu rozwiązaniu
    jest możliwe stosowanie procesora w urządzeniach przenośnych, zasilanych bateryjnie. Dodatkowym atutem tych procesorów jest szeroki zakres napięć zasilania (3..6V) oraz szeroki zakres temperatur pracy (-4O..+85C). Procesory ST6240 dostępne są w obudowach QFP80, przystosowanej do montażu SMD.
    Przejdziemy teraz do omówienia zestawu uruchomieniowego.
    W skład zestawu oznaczonego ST6240-KIT wchodzą: /dokumentacja w postaci podręcznika, katalogu procesorów ST624X/ 8X i instrukcji posługiwania się oprogramowaniem włączonym w skład zestawu;
    /oprogramowanie, w tym assembler, linker oraz symulator programowy; /pliki przykładowe z gotowymi procedurami, które pozwalają szybko poznać sposoby wykorzystania specyficznych możliwości procesorów ST6240;
    /płytkę demonstracyjną, która spełnia jednocześnie rolę programatora procesorów;
    / mikrokontroler ST62E40 (wersja EPROM z okienkiem) z wpisanym programem przykładowym, który prezentuje możliwości sterowania wyświetlaczem LCD przy pomocy wbudowanego interfejsu; /zasilacz sieciowy.
    Jest to więc typowy (jak na SGS-Thomson) zestaw uruchomieniowy. Zawiera wszystkie elementy niezbędne do poznania możliwości procesorów dla których został przygotowany i, co najważniejsze, pozwala niemal z marszu rozpocząć prace konstrukcyjne. Oprogramowanie wchodzące w skład zestawu jest niezbyt nowoczesne, lecz działa stabilnie i jest dość przyjazne dla użytkownika. Dobrze opracowana dokumentacja znacznie ułatwia poznanie techniki programowania, a łatwy w przyswojeniu assembler pozwala na szybkie opanowanie jego tajników.
    Dość bogato wyposażona została płytka demonstracyjna - specjalnie pod procesory ST6240 zastosowano samozaciskającą podstawkę z prostym pozycjonowaniem układu (nie jest go łatwo ułożyć w podstawce!). Wymianę informacji z użytkownikiem zapewnia szesnastkowa klawiatura, a informacje są wyświetlane na 8-pozycyjnym, alfanumerycznym wskaźniku LCD.
    Jak wspomniano wcześniej, w pamięci programu procesora wchodzącego w skład zestawu znajdują się programy demonstracyjne: jeden z nich pozwala mierzyć napięcie zadane potencjometrem, drugi spełnia rolę monitora klawiatury. Możliwe jest także wykorzystanie płytki programatora jako końcówki symulatora programowego, który wykorzystywany jest do realizacji ćwiczeń przygotowanych przez inżynierów SGS-Thomson. Dzięki temu jest możliwa obserwacja wyników symulacji bezpośrednio na wyświetlaczu LCD.
    Podsumowując należy stwierdzić, że prezentowany w artykule zestaw jest bardzo dobrym narzędziem dla projektantów pragnących korzystać w swoich opracowaniach z możliwości procesorów ST6240.
    Jeżeli dodatkowo weźmiemy pod uwagę jego cenę i możliwości, okazuje się, że na krajowym (i zresztą nie tylko) rynku nie ma liczącego się konkurenta. Piotr Zbysiński, AVT
    Przedstawiony w artykule zestaw udostępniła redakcji firma Eliron.
    Elektronika Praktyczna 5/97
    PROJEKTY
    Inteligentny wyświetlacz alfanumeryczny, część 1
    kit AVT-324
    Sie dm io segm en to we
    wyświetlacze LED umożliwiają
    od dawna najtańsze
    przedstawianie informacji
    w urządzeniach
    elektronicznych. Niestety, ze
    względu na ograniczone
    możliwości wyświetlania
    innych, poza cyframi, znaków
    alfabetu, nie nadają się do
    wielu zastosowań. Tam gdzie
    jest wymagane np.
    wyświetlenie tekstu coraz
    częściej stosuje się
    alfanumeryczne moduły LCD.
    Co jednak zrobić, gdy
    informacja powinna być
    dobrze widoczna z większej
    odległości niż Im? Problem
    ten rozwiązuje urządzenie
    opisane w ańykule.
    Dane techniczne modułu AVT-324
    / pole odczytowe 8 znaków (matryce LED 5x7 punktów o wys 18
    mm),
    / interfejs sterujący kompatybilny z HD44780, / sygnały sterujące E.RS.RW.DO D7 (Tryby pracy interfejs 4-
    bitowy lub 8-bitowy),
    / monitorowanie zajętości dzięki Hadze BUSYFLAG, / pamięć wyświetlacza maksymalnie 80 pozycji (10 modułów
    w Trybie 2-liniowym),
    / pamięć generatora znaków 112 znaków ASCII, w Tym wszystkie polskie znaki narodowe (duże i małe), / możliwość programowania 8 znaków uzyTkownika, / wbudowanaobsługakursora.aTrybutuznakui przesuwaniatek-
    sTU,
    / aT ryb u Ty znaku normalny i migający, / atrybuty kursora normalny (2-wierszowy), pełny (całamatry-
    ca), / dodatkowe instrukcje czyszczenie pola, przesuwanie kursora,
    adresowanie pamięci wyświetlania (DD RAM) oraz generatora
    znaków (CG ROM i RAM),
    / rozszerzenie 2 linie po 5 modułów każda (80 znaków), / napięcie zasilania 5V, / pobór prądu Typ 280rnA(sTandardowy tekst), rnaks 500mA
    (zapalone wszystkie 280 pól), / wymiary 122,8 x29,5 mm (4,83" x 1,16"), głębokość ok 30
    mm w zależności od sposobu montażu, / konstrukcja urnozhwiającałączenie modułów w linie bez efektu
    zmiany rozstawu kolejnych pozycji wyświetlacza____________
    Zamierzeniem autora było skonstruowanie inteligentnego, zgodnego z dotychczasowymi standardami, a przy tym uniwersalnego modułu wyświetlacza, który przy niewielkich rozmiarach i jednocześnie jak największym polu odczytowym można wykorzystać praktycznie wszędzie.
    Najistotniejszymi zaletami przedstawionego rozwiązania są: możliwość kaskadowego łączenia maksymalnie 10 takich modułów, co zwiększa pojemność do 80 znaków oraz pełna kompatybilność ze światowym s tan da r de m inte rf e j su wyświetlaczy, wylanso-wanym przed kilkoma laty przez japoński koncern Hitachi.
    Tak więc wszyscy użytkownicy znakowych wyświetlaczy LCD, opartych o standardowy sterownik typu HD44780, będą mogli w razie potrzeby zastosować nasze urządzenie, praktycznie bez przeróbek hardware'u i oprogramowania sterującego modułem.
    Czytelnikom, którzy do tej pory nie zetknęli się z inteligentnymi wy-
    świetlaczami LCD, należy się wyjaśnienie, iż nasze urządzenie może spełniać rolę uniwersalnego wyświetlacza znakowego, sterowanego za pomocą dowolnego sterownika mikroprocesorowego, bądź opartego np. na pamięci EPROM. Dzięki temu, oraz dzięki możliwości kaskadowego łączenia wielu modułów jednocześnie, w prosty sposób będzie można budować np. tablice informacyjne, reklamowe, moduły wyświetlania w przyrządach pomiarowych, u-rządzeniach powszechnego użytku oraz wiele innych. W kolejnych numerach EP zaproponujemy wykonanie prostej przystawki opartej o pamięć EPROM/EEPROM, dzięki której nie wtajemniczony w technikę mikroprocesorową Czytelnik będzie miał możliwość sterowania przedstawionym urządzeniem.
    Opis układu
    Schemat blokowy pojedynczego modułu przedstawia rys.l. Wiersze ośmiu matryc LED (5x7) są sterowane poprzez rejestry wierszy (RW), kolumny zaś za pośrednictwem wzmacniaczy 5 kolumn (DK). Sygnały dla RW i DK są generowane przez mikroprocesor - sterownik (MPU), który posiada wbudowany generator 112 znaków ASCII (CG ROM - ang.
    30
    Elektronika Praktyczna 5/97
    Inteligentny wyświetlacz alfanumeryczny
    MATRYCE LED
    _ E
    R/W
    RS

    DO IFC
    ) =
    ( Z *

    A
    i
    L GND i
    CG ROM CG RAM
    DD RAM
    DK
    KIUII
    mmi
    IIKIM
    mm:
    innn
    tlili!!
    IIHIH
    KIKII
    RW RW RW RW RW RW RW "RW .RW
    1 1 J 1 J 1 j J

    ISG
    Uwaga: dla uproszczenia rysunku, matryce LED narysowane są w pozycji "lezącej", w rzeczywistości Ich pozycja Jest pionowa Jak pokazano obok------------1
    Rys. 1. Schemat blokowy prezentowanego modułu.
    Character Generator ROM), pamięć znaków użytkownika (CG RAM) oraz pamięć przechowująca wyświetlany tekst (DD RAM -ang. Display Data RAM). Aby zapewnić kompatybilność sygnałów sterujących z pierwowzorem mikrosterownika LCD HD44780, niezbędne okazało się zastosowanie dodatkowego hardware'owego sprzęgu z interfejsem użytkownika (IFC). Dzięki temu, przyśpieszono komunikację z modułem poprzez realizację obsługi flagi zajętości BUSY FLAG, implementowanej w sterownikach standardu Hitachi.
    Do komunikacji ze światem zewnętrznym moduł wykorzystuje 11 sygnałów: 3 sterujące (E - enab-le signal, R/W - data read/write, RS - instruction/data select) oraz 8-bitową, dwukierunkową szynę danych (D0..D7). Dzięki nim użytkownik może wpisać znak lub rozkaz do modułu, lub odczytać jego stan. Znaczenie poszczególnych sygnałów oraz sterowanie modułem opiszemy w dalszej części artykułu.
    Przy kaskadowym połączeniu wielu modułów sterowanych poprzez jedną szynę, niezbędne okazało się zastosowanie dodatkowego sygnału (ISG). Linia ta nie jest absolutnie związana z interfejsem użytkownika, a stanowi jedynie wewnętrzny sygnał do komunikowania się między poszczególnymi modułami rozbudowanego wyświetlacza.
    Wszystkie sygnały sterujące oraz zasilanie wyprowadzono na dwurzędowe, standardowe złącze typu AFC-16. Rozkład wyprowadzeń przedstawia rys.2. Dodatkowy sygnał ISG jest na 16. wyprowadzeniu tego złącza. Dzięki takiemu rozwiązaniu, w prosty sposób, za pomocą jednej 16-żyłowej taśmy można "spinać" wiele mo-
    dułów na raz, co czyni konstrukcję bardzo zwartą oraz ogranicza liczbę połączeń do minimum.
    Schemat elektryczny części mikroprocesorowej modułu pokazany jest na rys.3.
    Sercem układu jest układ Ul. Zastosowano tani 8-bitowy mikrokomputer jednoukładowy, kompatybilny z procesorem 8051. Układ zawiera w swojej strukturze 128 bajtów wewnętrznej pamięci RAM, 2kB reprogram owalnej pamięci EEPROM typu "Flash" oraz szereg dodatkowych bloków funkcjonalnych, dzięki którym realizacja projektu została uproszczona do minimum. Mikroprocesor posiada dwa uniwersalne porty wejścia/ wyjścia, dzięki którym wysyła wszystkie niezbędne sygnały potrzebne do sterowania matrycami LED i odbioru informacji wejściowej z interfejsu użytkownika. Znaczenie poszczególnych sygnałów na liniach portów jest następujące:
    DATA - linia transmisji synchronicznej danych do 64-bitowego rejestru sterującego wiersze matryc LED (8 układów 74LS164), CLK - sygnał taktujący (zegarowy) dla transmisji danych do rejestrów wierszy;
    D0/D1..D6/D7 - multipleksowane (z pomocą układu U4) linie wejściowe odebranego z interfejsu wejściowego 8-bitowego znaku lub rozkazu użytkownika; RS - linia wejściowa odczytująca stan wejścia RS interfejsu ze złącza Zl;
    A/B - sygnał wyboru bardziej lub mniej znaczącej "połówki" baj-tu z linii D0..D7 złącza Zl; ACK - sygnał wyjściowy zerujący flagę zajętości (BUSY FLAG), co informuje o zakończeniu wykonywania wewnętrznej operacji przez Ul;
    A,B,C - linie wyboru aktywnej (zapalonej) kolumny w matrycach LED;
    INT - sygnał informujący mikroprocesor Ul, że w interfejsie wejściowym znajduje się gotowa do odbioru dana lub rozkaz; ADR - wejście odczytu stanu przełączników adresowych SWl; BUSY - sygnał zajętości modułu podczas wykonywanej operacji przez Ul, wykorzystywany tylko do porozumiewania się pomiędzy połączonymi kilkoma modułami jednocześnie. Sygnał ten nazywany dalej "ISG" nie wymaga sterowania przez użytkownika.
    Układ U3, wraz z programowaną matrycą logiczną typu GAL -U2, tworzą interfejs do komunikacji z systemem sterującym wyświetlaczem. Ze względu na niewystarczającą liczbę linii mikroprocesora Ul użyto dodatkowego układu 4-krotnego multipleksera 2-wejściowego U4. Jego zadaniem jest selekcja "połówek" bajtu z rejestru U3 i transmisja ich do mikroprocesora Ul. W ten sposób za pomocą 5 linii (4 danych + 1 sterująca A/B) można przekazać 8-bitową liczbę do Ul.
    Układ U3 pełni rolę zatrzasku danych pojawiających się na liniach D0..D7. Generacją sygnału strobowania tego układu zajmuje się układ U2. Oprócz tego, układ GAL pełni kilka dodatkowych funkcji, a mianowicie:
    W-GND
    NC R/W DO D2 D4 D6 NC
    1 15 4 4 1 4 4 1 4 4 4 1 4 2 16
    +5V RS
    E
    Dl
    D3
    D5
    D7
    IFC
    NC - nie wykorzystane
    Rys. 2. Opis złącza wyświetlacza.
    Elektronika Praktyczna 5/97
    31
    Inteligentny wyświetlacz alfanumeryczny
    B5885
    .88.
    ŁE.E.E.E.KE.Ł
    J ^ ^ ^ ^ 7" J 7" D
    o------1
    5S8388&8
    5S83S8BS
    5SS.388&8
    zzlzz
    zzzzzz
    Rys. 3. Schemat elektryczny modułu sterującego.
    X pełni role dodatkowego 1-bitowego rejestru do przechowania stanu wejścia RS (Zl); X generuje sygnał przerwania INT dla procesora Ul informujący o nadejściu danej lub rozkazu;
    X "sprzętowo" ustawia flagę zajętości BUSY FLAG, implementowaną w sterownikach HD44780, natychmiast po nadejściu danych na linie D0..D7 oraz zeruje ją po potwierdzeniu sygnałem ACK z mikroprocesora Ul.
    Rys.4 przedstawia wewnętrzny układ kombinacyjny "zaszyty" w strukturze GAL-a U2. Dzięki takiemu rozwiązaniu uniknięto użycia kilku dodatkowych, standardowych układów serii TTL LS lub HCT, co przyczyniło się do zmniejszenia gabarytów modułu wyświetlacza.
    Liniami przerywanymi na rysunku zaznaczono zewnętrzne sprzężenia, niezbędne do prawidłowego funkcjonowania układu U2.
    D o sterowania tranzystorami załączającymi kolumny w matrycach LED (anody diod) służy układ U5 - dekoder kodu BCD na 1 z 10, z wyjściami typu OC. Mikroprocesor Ul podając odpowiednią kombinację sygnałów A,B,C na wejścia 15,14,13 dekodera U5, powoduje pojawienie się stanu "0" na jednym z jego wyjść i w konsekwencji załączenie jednego z pięciu tranzystorów Tl. ,T5.
    Do wyjść dekodera dołączono także, poprzez diody D2..D5, przełącznik 4-sekcyjny SWl. Pojawiające się logiczne "0" na jednej z katod diod powoduje zwarcie do masy wejścia ADR mikroprocesora Ul, jeżeli zwarta jest odpowiednia sekcja SWl. W ten prosty sposób, za pomocą tylko jednej linii ADR, procesor odczytuje stan całego przełącznika. Rezystory R2 i R3 podciągają
    II I
    II I
    \
    32
    Elektronika Praktyczna 5/97
    Inteligentny wyświetlacz alfanumeryczny
    Uwaga: linią pizarywaną zaznaczono połączenia na zewnątrz uldadj GAL (na pet)
    Rys. 4. Schemat przedstawiający wnętrze GALa.
    linie DATA i CLK procesora Ul do plusa zasilania. Jest to konieczne ze względu na to, że końcówki Pl.O i Pl.l kontrolera Ul, w trybie pracy jako wyjścia, są typu otwarty dren. Dodatkowy rezystor R4 spełnia podobną rolę dla linii BUSY procesora Ul. Sposób montażu tego elementu oraz znaczenie zwory Jl przedstawimy w dalszej części artykułu podczas opisu uruchamiania modułu.
    Elementy Xl, Cl i C2 stanowią zewnętrzny obwód generatora zegarowego procesora Ul. Zastosowanie kwarcu o częstotliwości podstawowej 20MHz przyśpieszyło pracę całego urządzenia oraz jego reakcje na sterowanie z zewnątrz.
    Rezystor Rl, dioda D3 i kondensator C3 umożliwiają prawidłowy start procesora Ul po włączeniu napięcia zasilającego.
    Dodatkowe kondensatory C4, C7..C9 blokują linie zasilające w pobliżu układów scalonych na płytce sterownika, a C5 i C6 dodatkowo filtrują napięcie zasilające.
    Na rys.5 jest przedstawiona część układu związana ze sterowaniem wierszy poszczególnych matryc. Jak widać, dzięki zastosowaniu 8-bitowych rejestrów 74LS164 liczbę linii sterujących ograniczono do niezbędnego minimum -7 linii.
    Rejestry U6..U13 pełnią także rolę wzmacniaczy mocy, bowiem bezpośrednio sterują one katodami wszystkich 8 matryc LED. Rezystory R11..R66 ograniczają prąd wpływający do wyjść rejestrów do wartości bezpiecznej. Zbyt uproszczone, wydawać by się mogło,
    sterowanie matrycami LED w praktyce okazało się wystarczające. Przy zastosowaniu markowych matryc , np. Kingbright typ TA07-11, jasność wyświetlanej informacji jest wysoka, a układy U13..U20 nie nagrzewają się powyżej 40C podczas wielogodzinnej pracy całego modułu. Rejestry wierszy połączone są szeregowo, a ostanie wyjście bajtu danych QH połączone jest z wejściem następnego rejestru. Wszystkie kostki U6..U13 taktowane są oczywiście wspólnym sygnałem zegarowym. Wejścia zerujące CLR zostały niepod-łączone, bowiem czyszczenie wyświetlacza - rejestrów 74LS164, odbywa się poprzez wpisanie samych jedynek przez mikroprocesor Ul za pośrednictwem linii DATA.
    Ostatnie, najstarsze wyjście QH układu U13 steruje dodatkową diodą LED, która fizycznie umieszczona jest na tylnej ściance modułu. Zadaniem tego elementu jest wizualne informowanie operatora (np. serwisanta) o poprawnej pracy urządzenia. Dioda D6 świeci, gdy moduł jest w trakcie odbierania i przetwarzania informacji wprowadzanej na złącze Zl. Gaśnie, gdy moduł jest wolny i oczekuje na przyjęcie następnego polecenia. Oczywiście, w praktyce nie musimy montować tej diody, lecz jej użycie jest pomocne, szczególnie gdy budujemy wyświetlacz złożony z większej liczby modułów AVT-324.
    Kondensatory C10..C17 blokują linie zasilające układy rejestrów 74LS164.
    Na schemacie z rys. 5 przedstawiono dodatkowo wygląd zastosowanej matrycy LED oraz jej strukturę wewnętrzną. Z układu połączeń 35 diod LED w matrycy łat-
    wo jest wywnioskować sposób jej sterowania w przedstawionym układzie wyświetlacza.
    Zasada działania
    Po zapoznaniu się ze wszystkimi blokami funkcjonalnymi urządzenia możemy przeanalizować sposób jego działania. Na początku wyjaśnijmy znaczenie poszczególnych sygnałów sterujących modułem (tabela l).
    W tabeli nie ujęto dodatkowego sygnału ISG, który nie jest związany z interfejsem użytkownika, a służy jedynie do komunikowania się pomiędzy pojedynczymi wyświetlaczami AVT-3 24 w wypadku pracy wielomodułowej.
    Przeanalizujmy sytuację, kiedy zewnętrzny układ sterujący pracą modułu zapisuje kolejny znak do wyświetlenia. Rys.6a przedstawia pojedynczy cykl zapisu do interfejsu wejściowego Zl. Po odpowiednim ustawieniu sygnałów sterujących: R/W=0 bo zapis, RS=1 bo dana do zapisu, a następnie podaniu na szynę danych D0..D7 bajtu do zapisu, odblokowujemy wyświetlacz podając dodatni impuls na wejście E (en-enable). Patrząc na rys.4 zauważmy, że wraz z nadejściem narastającego zbocza sygnału E ustawione zostaną prze-rzutniki /RS w układzie GAL. Poczynając od góry (rys.4): na wyjściu przerzutnika RSOUT ustawi się stan logiczny jaki jest na pinie
    Tabela 1.
    Pin na Z1 Symbo Poziom Znaczenie
    1 GND - masa zasilania
    2 Vcc - zasilanie +5V
    3 NC nie dołączone
    4 RS H/L "data/instruetion select" -
    - rodzaj informacji na wejściu
    D0..D7
    "H" gdy instrukcja
    "L" gdy dana (znak do wyświet-
    lenia)
    5 R/W H/L "read/write" -
    - sygnał odczytu lub zapisu do
    modułu
    "H" gdy odczyt
    "L" gdy zapis
    6 EfEN) L^H^L "enable signal" - uaktywnienie
    wyświetlacza
    7 DO H/L
    8 D1 H/L
    9 D2 H/L linie danych
    10 D3 H/L D0..D7
    11 D4 H/L
    12 D5 H/L
    13 D6 H/L
    14 D7 H/L
    Elektronika Praktyczna 5/97
    33
    Inteligentny wyświetlacz alfanumeryczny
    UWAGA I:
    Dioda D6 oraz R10 umieszczone są na płytce sterownika.
    vcc o
    C10-C17 100nF
    1 1 L
    I I I
    1 I 1 I I I
    D6
    ŚBUSY-
    R1D 300R
    R1 R2 R3 R4 RS R6 R7
    ttttt
    C1 C2 C3C4C5 kolumny
    **
    **
    **
    R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7
    C1C2C3C4C5 anody
    DM1-DM8: TA07-11 R11 - R66: 6BR
    Rys. 5. Schemat elektryczny płytki wyświetlaczy.
    wejściowym RS, wyjście drugiego przerzutnika INT przejdzie w stan niski generując sygnał przerwania na wejściu procesora Ul (INT1 - patrz Rys.3). Dzięki zewnętrznemu połączeniu wyjścia GAL oznaczonego jako OUT z wejściem IN uzyskamy możliwość monitorowania (odczytu) wyjścia BF, które zostaje odblokowane sygnałem zezwolenia bramki 3-stanowej. Dokładnie sytuację tę przedstawia Rys.6b. Zastosowanie trój stanowej bramki w strukturze GAL pozwala na włączenie modułu (lub wielu modułów) w dowolny system mikroprocesorowy, bez potrzeby stosowania dodatkowych buforów pośredniczących.
    Ze względu na aktywowanie interfejsu IFC sygnałem E, a właściwie jego narastającym zboczem, parametry czasowe przebiegów z rys.6a i b nie są krytyczne, a wartości minimalne opóźnień zawierają się w granicach propagacji dwóch połączonych szeregowo bramek typu HCT, a więc kilkunastu nanosekund.
    Także czas trwania sygnału E może wynosić poniżej 100 ns, z tego względu, że steruje on przerzut-nikiem typu /RS (patrz rys.3). Istotne jest aby przed nadejściem tego sygnału ustawić linie R/W, RS oraz dane na szynie dm7 D0..D7. Resztą zajmuje się układ IFC i mikroprocesor.
    Wyjaśnienia wymaga jeszcze sposób komunikacji pomiędzy wieloma modułami. Otóż, aby zapewnić możliwość łączenia kil-dm8 ku modułów w jeden większy wyświetlacz, za pomocą tej samej magistrali sterującej (E.R/W, RS, D0..D7), należało uporządkować informację, która napływa do każdego modułu w tej samej chwili. Najlepszym rozwiązaniem tego problemu okazało się "a-
    DM6
    34
    Elektronika Praktyczna 5/97
    Inteligentny wyświetlacz alfanumeryczny
    r/w
    RS
    D0...D7
    ) Dany riaiMdtnB
    czat na zgłoszenie pizennniaw U1
    oparacja iMwnatnna
    tan pfitnołzony ntw#ci* bramki. Mtanmnj dłj d krióki Dd Z fE Ffl
    INT
    OLTT (IN)
    ACK
    a) zapis znaku do pamięci wyświetlania (DD RAM}
    R/W
    RS
    D7
    b) odczyt flagi zajętoici (BUSY FLAG)
    Rys. 6. Przebiegi charakteryzujące interfejs wyświetlacza.
    dresowanie" pola odczytowego każdego modułu.
    Sytuację tę dokładnie wyjaśnia rys.7. Każdy moduł fizycznie jest takim samym urządzeniem, zawiera 40-pozycyjną pamięć do przechowywania wyświetlanych znaków (a dlaczego nie 80-znakową - wyjaśnimy za chwilę), taki sam generator 112 znaków ASCII oraz taką samą pamięć generatora znaków użytkownika. Różnica jedynie polega na określeniu offsetu, czyli przesunięcia tzw. okna wyświetlania dla każdego modułu oddzielnie. Zauważmy wszakże, że moduł posiada jedynie 8 pozycji do wyświetlenia znaku, a wewnętrzna pamięć przechowuje ich aż 40. Dzięki takiemu rozwiązaniu sterowanie kilkoma modułami "spiętymi" w jeden większy wyświetlacz jest takie same jak pojedynczym modułem.
    Należy jedynie, po fizycznym zamocowaniu poszczególnych modułów w urządzeniu docelowym, ustawić odpowiedni adres wspomnianego "okna". W praktyce adres ustawiany jest za pomocą umieszczonych na płytce każdego modułu trzech mikroprzełączni-ków, o których wspomnieliśmy wcześniej (SWl).
    Te same uwagi odnoszą się do sterowania kursorem, który jest
    dostęp ny w naszym module. Przy pracy wie-lomodułowej kursor znajduje się zawsze tylko w jednym miejscu na określonej pozycji wyświetlacza. Przesuwanie kursora np. z ostatniej matrycy modułu nr 1 na pierwszą pozycję modułu nr 2 następuje automatycznie, tak jak w przypadku obsługi wyświetlanego tekstu. Istotne jest, że kursor zawsze wskazuje na aktualny adres w pamięci DD RAM, niezależnie od tego czy jest zapalo-
    ny, czy zgaszony.
    Ze względu na ograniczony rozmiar pamięci RAM w mikroprocesorze sterującym modułem Ul, obszar adresowy podzielono na dwie linie po 40 pozycji każda. Fizycznie numer linii jest dodatkowym adresem każdego modułu a wyboru jej dokonuje się za pomocą czwartego mikroprzełącz-nika. Różnica między opisanym wcześniej offsetem okna polega jednak na tym, że każda linia wyświetlacza (złożona maksymalnie z 5 modułów) zawiera odrębną pamięć wyświetlanych znaków.
    Pierwsza linia wyświetlacza mieści pamięć wyświetlania (DD RAM) o adresach 00h..27h (40 pozycji), druga zaś to adresy: 40h..67h (także 40 pozycji), co w sumie pozwala na pokazanie, wspomnianych w danych technicznych, 80 znaków.
    W przypadku, gdy użytkownik wysyła znak pod adres np. 55h, moduły z ustawioną linią 2 zaakceptują go i umieszczą w swojej pamięci DD RAM. W efekcie ten z modułów w linii 2, którego offset jest równy 16 (10 hex), wyświetli na 6-tej (5-tej numerując od 0) matrycy LED żądany znak. Obliczmy: 40h + lOh + 5 = 55h = adres, 40h - bo 2 linia, lOh
    offset drugiego modułu, 5 -numer matrycy LED. Oczywiście, moduły z linii 1 zignorują ten odebrany znak.
    Użytkownicy wyświetlaczy tekstowych LCD zauważą w tym miejscu logiczną konsekwencję takiej organizacji pamięci wyświetlania znaków (DD RAM), która przy niedostatecznej ilości pamięci RAM pozwala na zachowanie kompatybilności programowej z punktu widzenia użytkownika. Rys.8 ilustruje organizację pamięci przy wyborze sterowania wyświetlaczem 1 i 2-liniowym. Jak widać, w porównaniu z pierwowzorem (sterownikiem LCD HD44780) nasze rozwiązanie posiada ograniczenie maksymalnej liczby wyświetlanych znaków w trybie 1-liniowym tj. do 40 pozycji.
    Jednak przy pracy 2 linie po 40 znaków wyświetlacz zachowuje się jak przewiduje wspomniany standard sterowników LCD.
    ipozyqa1
    i pozycja 8
    ipozycjaie ip
    pozycja 40
    s t c h o r y
    MODUŁ 1 (offset =0)
    MODUŁ 2 (offset'8)
    Rys. 7. Sposób wyświetlania informacji na kilku połączonych modułach.
    Elektronika Praktyczna 5/97
    35
    Inteligentny wyświetlacz alfanumeryczny
    1 2 3 4 b b / 39 40
    1 llnta 00 01 02 03 04 05 06 26 27
    TRYB PRACY 1 UNIA (max. 5 modułów) 1 2 3 4 5 e 7 39 40
    1 linii 00 01 02 03 04 05 06 26 27
    2 linii 40 41 42 43 44 45 46 66 67
    TRYB PRACY 2 UNIE (mtx. 10 modułów)
    Rys. 8. Adresowanie poszczególnych pozycji wyświetalcza.
    Dodatkowy sygnał ISG (rys.l), służący do komunikowania się modułów w obrębie jednego wyświetlacza, spełnia właściwie rolę wspólnej linii do analizy zajętości każdego z modułów.
    Otóż zgodnie z przebiegiem z rys.6a po zapisie danej (RS=1) lub rozkazu (RS=O) do modułu, mikroprocesor potrzebuje określonego czasu na wykonanie wewnętrznych operacji, polegających na odebraniu danej z interfejsu IFC oraz umieszczeniu jej na wyświetlaczu. Czas ten z reguły nie przekracza kilkudziesięciu mikro sekund, a najlepszą wspomnianą już me4odą jest odczytywanie flagi zajętości (BUSY FLAG).
    Tak więc, w momencie zgłoszenia przerwania (INT) przez układ GAL - U 2, mikroprocesor Ul najpierw ustawia stan niski na dodatkowej linii ISG (patrz rys.2). Następnie odczytuje daną z rejestru U3, itd. Kiedy wszystkie operacje zostaną zakończone, układ Ul zaczyna badać stan linii ISG, do której przecież są dołączone pozostałe moduły. Mikroprocesor każdego modułu czeka na moment, kiedy na linii wystąpi ponownie stan wysoki. Ponieważ podczas odczytu przez mikroprocesor stanu końcówki P3.7, pin portu znajduje się w stanie wysokiej impedancji, niezbędne stało się zastosowanie dodatkowego rezystora podciągającego R4. Rezystor taki może być wlutowany tylko w jednym ze wszystkich połączonych modułów. Aczkolwiek wyposażenie w niego każdego modułu AVT-324 nie wpłynie ujemnie na pracę całego układu.
    Zauważmy teraz, że jeżeli mikroprocesor w każdym module zakończy operację wewnętrzną, to na linii ISG zgodnie z zasadą iloczynu montażowego powstanie stan wysoki. Procesor Ul wykrywając to, wyśle sygnał ACK do układu GAL - U2, który skasuje
    ustawioną wcześniej flagę zajętości BUSY FLAG. Na wyjściu BF układu U2 ustali się (przy odczycie) stan niski, co sygnalizuje fakt gotowości do przyjęcia kolejnego znaku lub rozkazu przez wyświetlacz. Ze względu na fakt wystąpienia takiego stanu w każdym z modułów zastosowano zworę Jl. Zworę tę należy montować tylko w jednym module całego wyświetlacza, pozostawiając w pozostałych sygnał z końcówki 17 U2 odcięty.
    Wnikliwy czytelnik zauważy, że taki sposób arbitrażu na linii ISG jest prosty, a jednocześnie poprawny. Pomimo że w każdym module moment zakończenia wykonywania wewnętrznych operacji może być nieco różny w czasie, to zawsze cały wyświetlacz jest gotowy do odebrania następnej informacji w jednej chwili (kiedy ostatni z modułów będzie gotów).
    Na koniec istotna uwaga dotycząca dodatkowej funkcji, jaką spełnia sygnał INT pochodzący z układu U2. Otóż, oprócz roli zgłoszenia przerwania dla procesora Ul, synchronizuje on także wewnętrzne zegary wszystkich modułów w przypadku pracy wie-lomodułowej. Wykorzystano tu fakt jednoczesnego nadejścia danej do interfejsu IFC każdego z modułów. Drobne różnice (rzędu mik-rosekund) w synchronizacji migania przy częstotliwości 2Hz nie mają wpływu na efekt wyświetlania migającego kursora lub znaków z ustawionym atrybutem.
    Synchronizacja taka okazała się niezbędna, bowiem przy dłuższej pracy kilku połączonych modułów lub przy nierównomiernym ich starcie po włączeniu zasilania, występował efekt "rozjeżdżania" się efektu migotania znaków i symboli. Sławomir Surowiński, AVT
    Opracowanie oprogramowania sterującego przedstawionym urządzeniem było wspomagane "Emulatorem procesora 87C51" który jest dostępny jako kit AVT-288.
    Układy Ul w wersji handlowej programowano "Programatorem procesorów MCS-51" - kit AVT-320.
    WYKAZ ELEMENTÓW
    Rezystory
    Rl: 8,2kQ R2..R4: 10kO R5..R9: 910 RIO: 300O R11..R66: Ó8Q Kondensatory CL C2: 27..3OpF C3: 10|iF/16V C4, C7..C17: lOOnF C5, Có: 220|iF/ó,3V Półprzewodniki
    Ul: 89C2051-24MHz zaprogramowany AVT-324
    U2: GAL16V8B zaprogramowany AVT-324 U3: 74HCT574 U4: 74HCT157 U5: 74LS145
    U6..U13: 74LS164 (nie stosować zamienników) T1..T5: BC327..9 Dl: 1N4148 lub odpowiednik D2..D5: BAT85 (BAT43, lub inna małej mocy Schottky'ego) D6: LED 3mm
    DM1..DM8 *>: TAO7-11 (EWA,GWA lub YWA) Kingbright lub odpowiednik Różne
    Xl: rezonator kwarcowy 20MHz SW1: SW-DIP 4 Jl: goldpin 1x2 + jumper Zl: gnizado AWP-16 proste wtyk AFC-ló, lszt. taśma ló-żył, 30 cm podstawki pod układy: U1..U5
    Uwaga: w skład kitu AVT-324B nie wchodzą matryce LED. Można je zamawiać oddzielnie w Dziale Handlowym.
    36
    Elektronika Praktyczna 5/97
    PROJEKTY
    Uniwersalny odbiornik FM na pasma YHF/UHF
    kit AVT-343
    Konstrukcja tego
    odbiornika jest niezwykle
    prosta, a to dzięki
    zastosowaniu nowoczesnych
    układów scalonych.
    Uniwersalna konstrukcja
    urządzenia pozwala w prosty
    sposób dostosować jego
    parametry do wymagań
    użytkownika.
    MOTOROLA
    2 woj. miesząca I
    Rys. 1. Schemat blokowy wewnętrzna układu MC3362.
    Nowoczesne układy scalone coraz łatwiej są dostępne w kraju i skłaniają do wykorzystywania ich również w torach wejściowych odbiorników VHF/UHF. Przy wyborze układu zastosowanego w prezentowanym projekcie starano się, aby mógł on pracować także w bardzo wysokich zakresach częstotliwości, przez co można go będzie stosować zarówno w odbiornikach na pasma CB, jak i 2m/70cm.
    Poniżej zamieszczamy opis wykonania odbiornika nasłuchowego z wykorzystaniem scalonego, wąskopasmowego odbiornika FM produkcji firmy Motorola, który nosi oznaczenie MC3362. Jest to układ podwójnej przemiany, zintegrowany z oscylatorami, mieszaczami i dy skry mina torem kwadra tur owym. Ma wbudowaną blokadę szumów, dwa bufory wyjść oscylatorów lokalnych oraz układ komparatora dla detekcji FSK. Układ charakteryzuje się niskim poborem prądu (rzędu 5m A), przy niskich napięciach zasilania (2..6V) oraz dobrą czułością (O,7fiV) i dużym tłumieniem częstotliwości lustrzanych w wąskopasmowych zastosowaniach akustycznych i przesyłania danych. Schemat blokowy wnętrza tego układu przedstawiono na rys.l.
    Układ modelowy był testowany z generatorem kwarcowym na zakresie ok. 342MHz, ale istnieje możliwość przystosowania układu do pracy nawet bez oscylatora kwarcowego do dowolnie wybranej częstotliwości 27..440MHz.
    Kompletny schemat elektryczny odbiornika przedstawiono na rys.2. Sygnał z anteny, po przejściu przez zespół filtrów wejścio-
    wych L1C1/L2C2 (obwód szeregowy/równoległy) zestrojonych na częstotliwość ok. 342MHz, jest następnie wzmacniany w układzie MAR6. Użycie gotowego wzmacniacza w.cz. typu MAR, a nie popularnego tranzystora MOSFET (przy tym dużo tańszego), wynikło z chęci uproszczenia układu do minimum. Układy MAR są bipolarnymi monolitycznymi układami scalonymi zawierającymi dwa tranzystory w układzie Darlingto-na. Są już wewnętrznie dopasowane do obciążenia 50Li (bardzo ważne), a przy tym nie potrzebują zewnętrznych rezystorów polaryzacji elektrod. Maksymalna częstotliwość pracy MAR6 jest około 2GHz, a jego wzmocnienie sięga około 19dB. Maksymalne napięcie zasilania dla MAR6 wynosi katalogowo 3,5V i z tego względu rezystor Rl, przy innych układach MAR oraz innych wartościach napięcia zasilania, należy dobrać. Wzmocniony sygnał w.cz. jest następnie podany na właściwy tor odbiornika Motoroli. Pierwszy układ przemiany częstotliwości tworzy oscylator lokalny (wypr. 21, 22) oraz mieszacz.
    Pierwszy mieszacz MC3 362 wzmacnia i dokonuje przemiany sygnału wejściowego na 10,7MHz (wypr. 19). Sygnał pośredniej częstotliwości jest filtrowany na zewnątrz i doprowadzony do drugiego mieszacza (wypr. 17), ponownie wzmocniony i przemie-
    Elektronika Praktyczna 5/97
    37
    Uniwersalny odbiornik FM na pasma YHF/UHF
    H
    C12
    "100n
    Rys. 2. Schemat elektryczny odbiornika.
    niony na sygnał drugiej pośred- wyjściu detektora nośnej (którego niej 455kHz (wypr. 5). W torze drugiej przemiany jest wykorzystany drugi o scylator kwarc owy (wypr. 3, 4). Po odfiltrowaniu
    stan aktywny jest niski).
    wspólnej bazy, typowo pracującym z częstotliwością 10,245MHz stabilizowaną kwarcem. Buforowany sygnał wyjściowy C29iop jest dostępny na wy-
    -| prowadzeniu 2. Wyprowadzenia 2 i 3 są _| wzajemnie zamienne. Dla zmniejszenia -I częstotliwości pasożytniczych mieszacze _| są podwójnie zrów-' no waż one. Typowe J wzmocnienie przemiany pierwszego i drugiego mieszacza wynosi odpowiednio 18dB i 22dB.
    Wzmocnienie mie--| szacza jest stabilne przy danym napięciu zasilania. W obydwu układach przemiany częstotliwości zaprojektowano impedan-cje mieszaczy i rozkład wyprowadzeń umożliwiające zastosowanie tanich, łatwo dostępnych filtrów ceramicznych.
    Od filtrowany sygnał 10,7MHz jest następnie doprowadzony do wypro-
    i wadzenia wejściowego sw , . '
    drugiego mieszacza za
    pośrednictwem ceramicznego filtru F2 (pasmowop-rzepustowego). Wyprowadzenia 18 i 6 są traktowane jako punkty wspólne sygnałów sterowanych.
    Sygnał pośredniej 455kHz jest również filtrowany przy pomocy typowego ceramicznego filtru pas-
    Wróćmy jeszcze do jednego mowoprzepustowego Fl i dopro-z ważniejszych bloków decydują- wadzony do wyprowadzenia wej-
    cych o wartości częstotliwości od- ściowego wzmacniacza ogranicza-przez zewnętrzny filtr pasmowo- bioru czyli do oscylatorów. Warto jącego. Czułość wzmacniacza dla
    przepustowy, niska częstotliwość wiedzieć, że pierwszy oscylator pośrednia jest doprowadzona do lokalny może działać tylko z zew-
    wzmacniacza ograniczającego (wypr. 7) i układów detektora. Sygnał fonii jest odtwarzany przez konwencjonalny detektor kwadra-turowy (wypr. 11, 12). Dwukrotne odfiltrowanie pośredniej dokonuje się we wnętrzu układu.
    ograniczania -3dB, jest równa 10|iV, a charakterystyka płaska do l.OMHz.
    Sygnał wyjściowy ogranicznika jest wewnętrznie połączony z detektorem kwadraturowym, zawie-
    Poziom sygnału wejściowego wnętrznego (100mVrms) może po-jest kontrolowany przez układ prawnie pracować nawet do
    450MHz.
    nętrznym rezonansowym obwodem LC, jako oscylator sterowany napięciem (VCO) w pętli fazowej syntezera częstotliwości i może pracować do 190MHz. Warto rów- rającym kondensator kwadraturo-nież pamiętać, że oscylator lokal- wy. Zewnętrzny układ rezonanso-ny sterowany z silnego źródła ze- wy LC jest włączony pomiędzy
    wyprowadzenia 12 i zasilanie.
    wysterowania miernika, wykrywający stopień ograniczania przez
    Buforowany sygnał wyjściowy
    Bocznikujący rezystor 68k określa separację szczytów detektora kwadraturowego (mniejsza war-
    wzmacniacz ograniczający. Napię- jest wyprowadzony na końcówce tość zwiększy odstępy i liniowość, cie na wyprowadzeniu wystero- 20. Drugi oscylator lokalny jest ale zmniejszy czułość odtwarzania wania miernika określa poziom na generatorem Colpittsa w układzie sygnału fonii).
    Elektronika Praktyczna 5/97
    Uniwersalny odbiornik FM na pasma YHF/UHF
    > MAR6
    Dodatkowe elementy
    na płytce dla
    warajl przBstra]anaga
    generatora np 2m.
    Rys. 3. Możliwości rozbudowy układu odbiornika,
    dziło gł ównie o uzyskanie dobrej stabilności częstotliwości (odbiór na konkretnie ustalonej częstotliwości bez konieczności dostrajania). Aby nie uszczęśliwiać przyszłych nabywców kitów jakąś ustaloną częstotliwością odbioru (która może okazać się akurat nieciekawa), w zestawie elementów proponowa-
    Obwód kształtowania danych cyfrowych może być dołączony do wyprowadzenia 13 wyjścia fonii. Jest nim komparator przeznaczony do wykrywania przejść przez zero modulacji FSK. Szybkość transmisji danych jest ograniczona do 1200 bodów dla zapewnienia poprawności danych i ograniczenia przesłuchów z sąsiednich kanałów. Możliwe jest wprowadzenie histe-rezy poprzez włączenie dużej rezystancji pomiędzy wyprowadzenia 14 i 15. Wartości mniejsze niż 120kQ nie są zalecane, ponieważ sygnał wejściowy nie mógłby przekroczyć progu histerezy.
    Obwód sterowania miernika określa poziom sygnału wejściowego na podstawie pomiaru stopnia wzmacniacza ograniczającego. Prąd sterowania miernika może być wykorzystany bezpośrednio do sterowania zewnętrznego wskaźnika lub do przełączania układu detektora poziomu nośnej (przy określonym poziomie wejściowym).
    Histerezę detektora wprowadzono poprzez włączenie pomiędzy wyprowadzenia 10 i 11 regulowanej rezystancji. Tranzystor Tl pracuje jako klucz w układzie blokady szumów. Przy braku nośnej na wyprowadzeniu 11 następuje wzrost napięcia, które z kolei poprzez dzielnik rezystorowy powoduje nasycenie złącza tranzystora i w konsekwencji dołączenie kondensatora Cl 3 do masy, który blokuje uciążliwy szum na wejściu wzmacniacza m.cz. Sygnał m.cz. z potencjometru siły głosu jest skierowany na konwencjonalny wzmacniacz z układem LM386.
    W rozwiązaniu modelowym zastosowano dość rozbudowany układ generatora. Autorowi cho-
    nego kitu nie znajdują się elementy generatora kwarcowego. Zestaw jest wersją uboższą, ograniczoną tylko do pasma 2m (lub niższego), gdzie wystarczy tylko cewka L6 strojona za pośrednictwem potencjometru R (warikap jest wewnątrz układu scalonego).
    Płytka drukowana odbiornika została zaprojektowana w taki sposób, że uwzględnia możliwość zastosowania cewki w obwodzie oscylatora (rys.3), jak i całego toru generatora z powielaczami (zgodnie ze schematem z rys.l).
    Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej pokazano na rys. 4. Jako obudowę urządzenia modelowego wykorzystano typową obudowę plastykową przystosowaną do zasilania z baterii 9V (6F22), choć wskazane byłoby zastosować, ze względów na właściwości ekranujące i przeciwwagę anteny, obudowę metalową. Czytelnicy oczywiście mogą zastosować obudowę dużo większą niż płytka drukowana i zamontować na jej przedniej ściance 3 pokrętła:
    - regulacja siły głosu: R12 (22k..47kQ/B);
    - regulacja blokady szumów: R3 (220kQ/A);
    - płynne strojenie częstotliwości: R (10k..l00kQ/A).
    W układzie modelowym (R3, R12 - potencjometry montażowe ustawione jednorazowo), zestrojonym na jedną częstotliwość ok. 342MHz cewki wejściowe miały następujące parametry konstrukcyjne: Li: 4 zwoje CuAg 0,5 na
    średnicy 3mm L2: 2 zwoje CuAg 1 na
    średnicy 5mm L3: 20 zwojów DNE 0,3 na
    średnicy 3mm W układzie generatora rezona-
    WYKAZ ELEMENTÓW
    Rezystory
    Rl: 180O
    R2: 82Q
    R3: 220kQ PR
    R4: 22kQ
    R5, R7: 10kO
    Ró, Rl 1: lkn
    R8, R13: 10n
    R9: 100O
    RIO: 68kQ
    R12: 22kQ PR
    R14*: 10kO
    R15*: 22kQ
    Rló*: 4,7kn
    R17", R18*: 220O
    R19*: lkn
    R20: lOOkO
    R21*: 220O
    Kondensatory
    Cl: lOpF (trymer)
    C2: 25pF (trymer)
    C3, C4: lnF
    C5, C15, C16, C30, C34: lOnF
    Có: 120pF
    C7: 47pF
    C8, C9, C10, Cli, C12, C14, C21 C33, C35: lOOnF C13, C17: 10^F/16V C18, C20: 100|iF/lóV C19: 47nF
    lOpF lOnF
    C29*: lOpF (trymer) 4,7pF
    C23' C28'
    C22'
    C24'
    C25'
    C26'
    C27*: 0,2pF
    C31: 6,8pF
    C32*: 220pF
    CX*: element dobierany
    Półprzewodniki
    Tl: BC550C
    T2*: BF194
    T3*, T4*: BFR90
    US1: MAR6
    US2: MC3362
    US3: LM368
    US4: 78L05
    Różne
    Fl: SFZ455
    F2: SFE10J
    F3: 121 (7x7)
    F4*: 513 (7x7)
    Xl: 10,24MHz
    X2*: 55,33MHz
    Gł: Głośnik dynamiczny 8Q/0,2W
    LI", L2", L3", L4*, L5", L6": patrz
    tekst
    Uwaga: gwiazdką oznaczono elementy nie występujące w kicie
    Elektronika Praktyczna 5/97
    39
    Uniwersalny odbiornik FM na pasma YHF/UHF
    tor kwarcowy X2 miał częstotliwość 55,333MHz. Filtr F4, typowy filtr 7X7 o symbolu 513, został również zestrojony na częstotliwość 53,3MHz. Kolejne obwody rezonansowe w torze powielaczy (3x2) miały następujące wartości: L4 (166MHz): 4 zwoje CuAg
    1 na średnicy 5mm L5 (342MHz): 2 zwoje CuAg
    1 na średnicy 5mm W przypadku pasma 2m należy zrezygnować z ostatniego powielacza z tranzystorem T4, a przy CB można pozostawić tylko sam generator na tranzystorze T2. Uruchomienie układu nie jest trudne i ogranicza się do zestrojenia obwodów wejściowych na najsilniej-
    szy sygnał w.cz. Oczywiście, wcześniej dobrze jest skontrolować częstotliwości sygnałów generatorów, od których zależy pasmo odbieranego sygnału wejściowego. Po zestrojeniu odbiornika, za pośrednictwem generatora FM, do jego wejścia należy podłączyć antenę L/4, np. odcinek drutu, i jeszcze raz skorygować zestrojenie obwodów wejściowych na najsilniejszy odbiór. Andrzej Janeczek, AVT SP5AHT
    Rys. 4. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.
    40
    Elektronika Praktyczna 5/97
    PROJEKTY
    Termostat cyfrowy
    kit AVT-340
    W numerach marcowym
    i kwietniowym Elektroniki
    Praktycznej opisaliśmy
    konstrukcję programatora do
    scalonych termostatów
    cyfrowych DS1620 firmy
    Dallas.
    Teraz przedstawiamy
    opracowanie, które umożliwi
    praktyczne wykorzystanie tych
    bardzo interesujących
    układów. Prezentowany
    termostat można zastosować
    np. do sterowania pracą
    grzałki (pieca) lub
    chłodziarki, wchodzących
    w skład systemu
    klim a tyz acyjn ego.
    Rys. 1. Charakterystyka dokładności pomiaru temperatury.
    Wykonanie w warunkach amatorskich dobrej jakości termostatu jest zadaniem dość skomplikowanym. Bardzo trudne jest poprawne skalibrowanie układu pomiarowego, zapewnienie jego długotrwałej stabilności oraz osiągnięcie wysokiej dokładności dokonywanych pomiarów. Jeżeli dodamy do tego konieczność nadania układowi wykonawczemu histerezy, której wielkość można modyfikować w dowolny sposób bez wpływu na pozostałe parametry termostatu, okazuje się, że samodzielne wykonanie regulatora analogowego przekracza możliwości przeciętnego amatora.
    Większość tych problemów rozwiązano w układach DS1620 op-racow any ch przez amerykańską firmę Dallas. Szczegółowe informacje o tych układach zamieściliśmy w artykułach pr e zentuj ą cy ch programator A V T - 3 3 7 w EP3 i 4/97. Teraz pokrótce
    przypomnimy podstawowe właściwości tych układów.
    DS1620 - powtórka
    We wnętrzu układu DS1620 zintegrowano kompletny termostat cyfrowy oraz komparatory wyjściowe sterujące zewnętrznymi układami regulującymi temperaturę. Zakres temperatury, mierzonej przez wbudowany w układ czujnik, mieści się w przedziale -55..+125C. Rozdzielczość pomiaru wynosi 0,5C, co jest wartością w pełni wystarczającą w większości aplikacji.
    Na rys.l przedstawiono wykres charakteryzujący wartość bezwzględnego błędu pomiaru temperatury w zależności od temperatury mierzonej. Grubszą linią zaznaczono na rysunku wartość typową tego błędu, zaś szare obszary powyżej i poniżej określają granice błędu dopuszczanego przez producenta. Przeprowadzone przez nas próby laboratoryjne wykazały, że praktycznie wszystkie testowane układy wykazywały błąd wyznaczony grubą linią na rys.l.
    Sygnał z czujnika temperatury jest przetwarzany do postaci cyfrowej przez wbudowany
    Elektronika Praktyczna 5/97
    41
    Termostat cyfrowy
    o*
    O o
    O8
    (JZD
    H
    Rys. 2. Schemat elektryczny termostatu.
    w DS1620 konwerter A/C o rozdzielczości 9 bitów. Dane o temperaturze są zapisane w postaci liczby binarnej, kodowanej w systemie U2 ze znakiem (uzupełnienia do dwóch). Rolę znacznika określającego znak przetworzonej temperatury spełnia najstarszy, dziewiąty bit.
    Przetworzona informacja porównywana jest z zawartością dwóch 9-bitowych rejestrów (znajdujących się także w DS1620), w których zapisano informację
    0 dwóch progach temperatury, które nazwano TH (ang. Temperaturę High) oraz TL (ang. Temperaturę Low). Wartości wpisane do tych rejestrów są wartościami odniesienia dla komparatorów cyfrowych, sterujących układami wyjściowymi. Zależności pomiędzy temperaturą zewnętrzną, wartościami wpisanymi do rejestrów TH i TL
    1 stanami wyjść układu DS1620 omówimy w dalszej części artykułu.
    Obydwa wymienione rejestry umożliwiają przechowywanie zapisanej w nich danej bez zasilania, ponieważ zostały one zaim-plementowane w komórkach pamięci EEPROM. Dzięki temu wpisane do rejestrów dane są przechowywane aż do momentu kolejnego przeprogramowania, do czego jest niezbędny dedykowany tym układom programator. Do końca marca 1997 żaden z liczących się producentów programatorów nie ogłosił informacji o możliwości programowania scalonych termostatów DS1620 przy pomocy standardowego programatora. Można natomiast zastosować do tego celu programator opracowany w laboratorium AVT z myślą o scalonych termostatach, który jest dostępny w ofercie handlowej firmy pod oznaczeniem AVT-337.
    Oprócz dwóch rejestrów określających progi temperaturowe w strukturze układu DS1620 dostępny jest jeszcze jeden rejestr w matrycy EEPROM (tym razem 8-bitowy), który spełnia rolę rejestru konfiguracji. Pozwala on m.in. ustalić tryb pracy termostatu, dzięki czemu użytkownik może określić sposób dokonywania pomiarów (jednokrotne wyzwalane przez mikrokomputer z zewnątrz, wielokrotne w trybie stand-alone, itp.).
    42
    Elektronika Praktyczna 5/97
    Termostat cyfrowy
    DS1620
    1 8
    2 7
    3 6
    4 5
    i i Thigh _j Histereza


    /
    Tlow
    5-
    t i 9 --------------------->
    VD
    Thigh
    Tlow~-
    Tcom
    TL TH
    Rys. 3. Charakterystyka obrazująca zmiany na wyjściach układu w zależności od temperatury.
    Nie będziemy szczegółowo opisywać struktury rejestrów i sposobu ich adresowania, ponieważ wiele szczegółowych informacji na ten temat opublikowaliśmy w EP3 i 4/97 (przy okazji opisu konstrukcji programatora).
    Opis układu
    Schemat elektryczny termostatu przedstawiono na rys.2. Jest to nieco bardziej rozbudowana wersja prostego termostatu, który przedstawiliśmy w EP3/97 (mini-projekt AVT-1129). Udoskonalenie wprowadzone do prezentowanego układu polega na umożliwieniu programowania układu D Sl 6 2 0, który jest zamontowany w układzie, bez konieczności wymonto-wywania go każdorazowo, jeżeli wystąpi konieczność zmiany nastaw.
    Rolę interfejsu współpracującego z programatorem (AVT-337) spełnia układ kluczy analogowych US2A..D oraz monowibrator US3D. Po włożeniu do złącza ZLl kabla łączącego termostat z programatorem stan logiczny na wyprowadzeniu 2 Zll zmienia się z "1" na "0". Dzieje się tak, ponieważ w programatorze AVT-337 wyprowadzenie drugiego złącza wyjściowego jest zwarte do masy. Po odłączeniu tego kabla na wyprowadzeniu 2 Zll pojawia się "1" logiczna, którą wymusza rezystor R2.
    Stanem logicznym z wyprowadzenia 2 Zll sterowane jest wejście załączające klucze analogowe US2A oraz US2D. Bramka US3A neguje stan logiczny z wyprowadzenia 2 Zll, przez co klucze US2B, US2C oraz US2A, US2D pracują parami na przemian. Dzięki zastosowaniu takiego rozwiązania włożenie wtyczki do gniazda
    Zll powoduje otwarcie kluczy US2B i US2C, otwierając tym samym drogę dla sygnałów podawanych na styki złącza Zll. Wyprowadzenia interfejsu szeregowego układu USl są dołączane do odpowiednich wyprowadzeń złącza Zll, umożliwiając programowanie USl oraz odczyt zawartości wewnętrznych rejestrów i aktualnej temperatury.
    Po wyjęciu wtyczki z gniazda Zll lub odłączeniu kabla od programatora klucze US2B i US2C są blokowane, a US2A i US2D są otwierane ustalając standardową konfigurację pracy układu DS1620 jako samodzielnego termostatu.
    Układ DS1620 wymaga po każdorazowym zaprogramowaniu krótkiej inicjalizacji, która odbywa się automatycznie po odłączeniu i ponownym włączeniu zasilania. Aby ułatwić restart układu po programowaniu, zastosowano dodatkowy monowibrator generujący poziom logicznego "Cna wejściu CLK/CONV USl z pewnym opóźnieniem w stosunku do pojawienia się napięcia zasilającego. Rolę mono wibratora spełnia bramka Schmitta US3D oraz układ całkujący Rl, C6. Dioda Dl przyspiesza rozładowanie się kondensatora po odłączeniu zasilania.
    Układ US4 jest stabilizatorem napięcia. Zastosowano układ o stosunkowo małej mocy, ale stało się to możliwe dzięki bardzo małemu poborowi prądu przez wszystkie układy zastosowane w termostacie. Aby ograniczyć moc wydzielaną w US4, co
    mogłoby powodować nagrzewanie się obudowy tego układu, a w konsekwencji błędną pracę termostatu, napięcie zasilające termostat powinno mieścić się w zakresie 7,,10V. Do zasilania termostatu najlepiej jest zastosować standardowy stabilizowany zasilacz wtyczkowy o mocy rzędu 1..3W.
    Obwód wyjściowy
    Układ DS1620 jest wyposażony w trzy wyjścia sygnalizujące wyniki porównania aktualnej temperatury otoczenia z zawartością rejestrów TH i TL. Wyjścia te są oznaczone na schemacie z rys.2 jako TH, TL i TC. Stan wysoki na tych wyjściach oznacza odpowiednio: temperatura otoczenia jest wyższa niż zadana w rejestrze TH (można je wykorzystać do włączania układu chłodzącego), temperatura otoczenia jest niższa niż zadana w rejestrze TL (można je wykorzystać do sterowania grzałki lub pieca), temperatura otoczenia mieści się w oknie histerezy wyznaczonej przez zawartość rejestrów TH i TL.
    Sposób działania tych wyjść przedstawiono na rys.3.
    Ponieważ w rzeczywistych aplikacjach stosuje się na ogół termostat do wykonywania z góry określonych zadań, to nie jest konieczne buforowanie wszystkich trzech wyjść. Wybór wyjścia wykorzystywanego w aplikacji jest dokonywany przy pomocy jumpe-ra JPl (rys.2). Tranzystor Tl spełnia rolę bufora-wzmacniacza sterującego diodą nadawczą transop-tora Tol. W chwili załączenia tej diody zapalana jest jednocześnie dioda LED D2, która sygnalizuje załączenie sterowanego urządzenia zewnętrznego (grzałki, chło-
    Rys. 4. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.
    Elektronika Praktyczna 5/97
    43
    Termostat cyfrowy
    Otwór ułatwiający pizepływ powietrza urokól obudowy DS1820
    Rys. 5. Miejsce zainstalowania radiatora na płytce drukowanej.
    dziarki). Rezystory R4 i R5 ograniczają prąd płynący przez diody LED.
    Zastosowanie tiansoptora zapewniło izolację galwaniczną termostatu od potencjału sterowanego urządzenia, co minimalizuje ryzyko porażenia. Niezbędne jest za to zastosowanie dodatkowych elementów wykonawczych. Możliwe jest także zastosowanie w miejsce transoptora 4N35 optotiiaka, np. MOC3010, który pozwala na bezpośrednie wysterowanie tiiaka mocy.
    Montaż i uruchomienie
    Płytka drukowana termostatu (dwustronna z metalizacją) przedstawiona została na wkładce wewnątrz numeru. Rozmieszczenie elementów przedstawiono na rys.4. Montaż układu nie powinien sprawić żadnego kłopotu naszym Czytelnikom, nieco pracy będzie natomiast wymagało wykonanie radiatora dla układu USl. Jest on niezbędny, ponieważ oporność termiczna obudowy układu DS1620 jest stosunkowo duża, co powoduje, że podczas szybkich zmian temperatury otoczenia termostat będzie reagował z pewnym opóźnieniem, co nie jest dopuszczalne w niektórych zastosowaniach. Przykład radiatora przedstawiono na zdjęciu prezentującym modelowy układ termostatu po wyjęciu z obudowy.
    Zalecany jest montaż termostatu w taki sposób, aby płytka była umieszczona pionowo w obudowie. Jeżeli taki montaż nie jest z jakichś przyczyn dopuszczalny, można płytkę montować w dowolnym
    innym położeniu. Aby ułatwić przepływ powietrza (które jest nośnikiem informacji o temperaturze) wokół obudowy układu USl, w płytce wykonano prostokątny otwór (rys.5). Kontakt termiczny struktury USl z otoczeniem poprawiają także duże pola miedzi, które ulokowano wokół niego.
    Układ USl należy wlutować bezpośrednio w płytkę drukowaną, bez korzystania z podstawki. Radiator mocowany wokół tego układu powinien stykać się z górną częścią jego obudowy, którą należy posmarować grubą warstwą pasty silikonowej, która w znacznym stopniu ogranicza rezystancję termiczną styku obudów a-radia tor. W egzemplarzach modelowych testowano radiatory aluminiowe wykonane z giętej blachy oraz walcowanych kształtek.
    Dokładny montaż i zastosowanie wysokiej jakości elementów gwarantuje uniknięcie wszelkich kłopotów podczas uruchamiania układu. W praktyce ogranicza się ono do sprawdzenia, czy stabilizator US4 pracuje poprawnie.
    Zaleca-
    ny układ połączeń zewnętrznych przedstawiono na rys.6. Jak widać na tym rysunku, zastosowany został zewnętrzny wyłącznik pozwalający na restart termostatu po zakońc z eniu pr o gr am o w ani a. Po zakońc z eniu pr o gr am o w ania pr o -gramatorem AYT-337 nastaw temperatur (zapis rejestrów TH i TL)
    WYKAZ ELEMENTÓW
    Rezystory
    Rl:
    R2:
    R3:
    R4: ÓSOft
    R5: 5ÓOft
    Kondensatory
    Cl, C2, C3: lOOnF
    C4, C5: 47^F/25V
    Có: 1O^F/25V
    Półprzewodniki
    Dl: 1N414S
    D2: dowolny LED
    Tl: BC547
    Tol; 4N35 lub podobny
    USl: DS1Ó20
    US2: 40ÓÓ
    US3: 4093
    US4: 7SL05
    Różne
    JPl: Jumper 3x2
    ZN: złqcze telefoniczne 8-stykowe
    ARK2-2szt.
    należy pamiętać o wpisaniu do rejestru statusu (konfiguracyjnego) jednego z dwóch trybów pracy: - Aln i Shot, lub - Aln i Rept
    W ten sposób układ DS1620 zostaje skonfigurowany do pracy samodzielnej (bez sterowania zewnętrznego poprzez szynę szeregową). Jeżeli taki wpis nie zostanie wykonany termostat może nie rozpocząć pracy po włączeniu zasilania.
    W zależności od typu aplikacji należy wybrać, przy pomocy JPl, rodzaj wykorzystywanego wyjścia termostatu DS1620 oraz typ op-toizolatora zastosowanego jako Tol. Piotr Zbysiński, AVT
    Rodbtor
    Z zasilacza 7.10W100mA
    Inicjał IzmJI uktadu DS1620 po zakańczaniu programowania
    AYT-340
    Do obciążania
    LED
    Z1 fctąoza programowania]
    Rys. ó. Schemat połqczeń zewnętrznych termostatu.
    44
    Elektronika Praktyczna 5/97
    PROJEKTY
    Bramka szumu, część 1
    kit AVT-231
    W artykule opisano układ
    bramki szumów. Zastosowanie
    układu scalonego kompandora
    NE572 firmy Philips
    umożliwiło osiągnięcie bardzo
    dobrych parametrów
    odsiuchowych, dzięki czemu
    urządzenie może znaleźć
    szereg zastosowań w sprzęcie
    audio.
    Nieco teorii
    Na łamach EP przedstawiliśmy juź wiele modułów AVT serii audio. Zanim zamkniemy ten cykl, zaprezentujemy jeszcze kilka pożytecznych modułów.
    Urządzeniem, które musi się znaleźć w prezentowanej serii, jest układ bramki szumu. Zanim przedstawimy opis układu, przypomnimy garść informacji na temat redukcji szumów. Jakiś czas temu zaprezentowaliśmy moduł AYT-241, czyli układ dynamicznej redukcji szumów DNR z kostką LM1894 produkcji National Semiconductor. Układ DNR pracuje na zasadzie filtru dolnoprze-pustowego, którego częstotliwość graniczna zmienia się w zależności od poziomu sygnału wejściowego. Jeśli w sygnale wejściowym występuje znaczna liczba składowych o częstotliwościach z górnego zakresu pasma akustycznego (powyżej 2..3kHz), wtedy filtr ma najszersze pasmo przepustowe. Gdy w sygnale jest mało takich wyższych składowych, wtedy pasmo przepustowe filtru jest ograniczone, nawet do około 1.. 1,5kHz. Ponieważ szumy mają największą energię właśnie w zakresie wyższych częstotliwości, obcięcie pasma od góry daje subiektywnie odczuwaną redukcję szumów mniej więcej o około lOdB, czyli trzykrotnie. Blokowy
    i f i
    schemat układu dynamicznej redukcji szumów jest pokazany na rys. 1.
    Prezentowany dziś moduł bramki szumu pracuje na podobnej zasadzie. Jego schemat blokowy jest pokazany na rys. 2. Różnica między obydwoma układami polega na tym, że w bramce szumu zamiast filtru stosuje się wzmacniacz o wzmocnieniu regulowanym napięciem stałym. Przy braku sygnału użytecznego, gdy na wejściu występują tylko szumy, wzmocniony i wyprostowany sygnał sterujący jest mały i bramka jest zamknięta, czyli sygnał na wyjściu jest całkowicie stłumiony. Pojawienie się sygnału użytecznego, większego niż ustalony poziom progowy, powoduje niejako
    FlUr dolnoprzepuotowy sterowany napięciem
    wejficie
    Wzmacniacz sumujący
    Ro-
    Detektor w
    wyjńcie
    Flftr dolnoprzepuBtowy sterowany napięciem
    Rys. 1. Schemat blokowy dynamicznego ogranicznika szumów.
    Elektronika Praktyczna 5/97
    47
    Bramka szumu
    Lo-
    wejście
    Wzmacniacz sumujący
    Ro-
    Detektor
    wyjście
    Rys. 2. Schemat blokowy układu AVT-231.
    otwarcie bramki, czyli przepuszczenie sygnału wejściowego na wyjście.
    W zasadzie nie ma tu żadnej prawdziwej redukcji szumów -jest tylko wyciszanie sygnału. W praktyce okazuje się jednak, że bramka szumu daje naprawdę dobry efekt.
    Każdy przyzna bowiem, że najbardziej dokuczliwy jest szum wydobywający się z głośnika w przerwach między utworami. Natomiast ten sam szum występujący jednocześnie z dużym sygnałem użytecznym jest niezauważalny. Daje tu o sobie znać pewna specyficzna właściwość naszego słuchu. Ponieważ wchodzi tu w grę fizjologia, nie można opierać się na pomiarach elektrycznych, należy natomiast przeprowadzić eksperymenty i ocenić wrażenia słuchowe u różnych słuchaczy. Eksperymenty takie przeprowadzano już wielokrotnie. Chyba nie warto ich powtarzać, należy tylko zapoznać się z końcowym wynikiem: najogólniej mówiąc, dźwięki silne mogą całkowicie zamaskować, czyli przesłonić dźwięki słabe. Wykorzystuje
    się to w układzie redukcji szumów DNR, dzięki temu również bramka szumu w dużym stopniu redukuje subiektywnie odczuwane szumy.
    Marzeniem wielu jest bowiem sytuacja, gdy w przerwach utworu następuje "krystaliczna" cisza, a potem dźwięk jakby wyłania się z tej ciszy. Oczywiście można to zrealizować, gdy do dyspozycji jest sprzęt wysokiej klasy i korzysta się z dobrze nagranych płyt kompaktowych. Niestety nie każdy sprzęt ma tak mały poziom szumów własnych, żeby zapewnić potrzebną "krystaliczną" ciszę. Poza tym często korzystamy z nagrań, które już "od urodzenia" mają znaczny poziom szumów.
    Wtedy rzeczywiście bramka szumu może zapewnić pożądany efekt. Po prostu całkowicie wytnie w przerwach utworu wszystkie śmieci, czyli szumy i ewentualny przydźwięk. Natomiast sygnały użyteczne przepuści bez zmian.
    Wydawałoby się więc, że bramka szumu to urządzenie bliskie ideału i powinno znajdować się w każdym zestawie elektroakustycznym.
    W rzeczywistości nie jest to takie proste, Po pierwsze sprawa wspomnianego poziomu progowego włączania i wyłączania bramki. Na pewno poziom progowy powinien być nieco wyższy niż spodziewany poziom szumów. Ale niestety, jeśli bramka będzie się włączać czy wyłączać natychmiast, w jednej chwili, to ucho nasze wyraźnie zarejestruje pulsowanie
    odpowiednik elektronicznie sterowanej
    R3
    Wejście C1
    Wyjście
    czas ataku
    prostownik
    Rys. 3. Schemat blokowy ekspandora.
    -50
    3 10 30 100 300 1000 Poziom sygnału wejściowego [mV]
    Rys. 4. Charakterystyka dynamiczna układu z rys. 3.
    szumu. Objawi się to jako tzw. pompowanie. Pozbędziemy się wprawdzie szumu w przerwach utworu, ale pojawi się nienaturalne pompowanie podczas włączania i wyłączania bramki. Wypływa stąd wniosek, że bramka powinna włączać się i wyłączać płynnie, wtedy szumy będą zanikać (i pojawiać się) stopniowo. W tym miejscu widać jasno, dlaczego nie można zrealizować wysokiej jakości bramki szumu przy użyciu popularnych kluczy analogowych, na przykład zawartych w kostce CMOS4066. Należy użyć elementu, który pozwoli płynnie wyciszyć tor.
    A więc w torze sterującym należy wprowadzić obwody, które będą włączać i wyłączać bramkę z odpowiednią szybkością, zazwyczaj inną przy włączaniu, a inną przy wyłączaniu. Tor sterujący pracą bramki musi zawierać prostownik sygnału i dynamiczne obwody czasowe ustalające optymalne czasy narastania i wyciszania dźwięku. Doszliśmy więc do wniosku, że pierwszym ważnym zadaniem jest dobranie takich czasów narastania i opadania, żeby efekt pompowania był jak najmniej zauważalny podczas odsłu-chu.
    Drugim ważnym problemem praktycznym jest wybór właściwych podzespołów realizujących płynne wyciszanie. Krótko mówiąc, potrzebny jest dobry układ elektronicznej regulacji wzmocnienia. W grę wchodzą tu tranzystory złączowe (FET), które w pewnych warunkach pracy można traktować jako zmienne rezystory. Niestety tranzystory takie mogą pracować z sygnałami o amplitu-
    48
    Elektronika Praktyczna 5/97
    Bramka szumu
    odpowiednik elektronicznie sterowane| rezystancji
    Wejście
    Wyjście
    Rys. 5. Układ ekspandora z
    prostownik
    wzmacniaczem-ogranicznikiem.
    dzie rzędu 50mV - przy większych amplitudach sygnały ulegają zniekształceniu. Tak mały dopuszczalny poziom nie zapewnia właściwego stosunku sygnał/szum.
    Dobrym i liniowym elementem regulacyjnym jest fotorezystor, ale skonstruowanie we własnym zakresie transoptora składającego się z diody LED i fotorezystora, a później wyregulowanie całego układu, jest dla wielu zbyt trudnym zadaniem.
    Obecnie wszelkie regulacje przeprowadza się elektronicznie, przy czym zwykle wykorzystuje się tu różne wersje wzmacniacza różnicowego. Można znaleźć wiele kostek mogących realizować elektroniczną regulację wzmocnienia, choćby popularne procesory dźwięku np. TDA1524. We wszystkich układach tego typu krytycznym parametrem są szumy własne oraz zmiany napięcia stałego na wyjściu, pod wpływem sygnału sterującego wzmocnieniem. Takie zmiany napięcia stałego na wyjściu są słyszalne jako stuk, w najlepszym przypadku jako zauważalne zniekształcenia. Niestety, w praktyce tranzystory wchodzące w skład danego regulatora nie są identyczne, co objawia się występowaniem wspomnianych zmian (skoków) napięcia. Należy więc stosować układy, w których opisane zjawisko jest niewielkie, lub też istnieje możliwość jego kompensacji. W prezentowanym dalej układzie zastosowano elementy umożliwiające taką właśnie kompensację.
    Cały ten fragment rozważań wskazuje, że zbudowanie dobrej bramki szumu nie jest sprawą prostą. Zgodnie z maksymą "nic
    za darmo", redukcja szumów w przerwach utworu jest okupiona pewnymi zauważalnymi i nienaturalnymi zjawiskami w momentach zadziałania bramki.
    Dlatego też dyskusyjny jest sens stosowania bramki szumu w domowym zestawie akustycznym wysokiej klasy. Natomiast dobra bramka szumu oddaje nieocenione usługi we wszelkich instalacjach nagłośnieniowych oraz przy obróbce i odtwarzaniu starszych, nieco zaszumionych audycji. W sumie ocenę działania bramki należy przeprowadzić na słuch. Opinię o jej zaletach i wadach są rozmaite i zależą w dużym stopniu od upodobań i oczekiwań słuchacza. W każdym razie, każdy elektroakustyk-amator powinien osobiście dotknąć tego tematu i wyrobić sobie własne zdanie na ten temat. Dobrą ku temu okazją jest wykonanie i przetestowanie opisanego dalej urządzenia.
    Opis układu
    "Sercem" modułu jest scalony kompan-dor NE572. Układ ten został wyczerpująco opi sany w EP5/94 i EP6/94. Nie będziemy przypominać szczegółów działania, należy po nie sięgnąć do wsp omnianych publikacji. Trzeba jednak przypomnieć, że według zapewnień producenta, przy pomocy układu NE5 72 można w pewnych warunkach osiągnąć stosunek syg-
    nał/szum sięgający HOdB (300000 razy). Oczywiście w praktyce będzie trochę gorzej, ale rzeczywiście kostka ma parametry predestynujące ją do sprzętu wysokiej klasy.
    W naszym module kostka pracuje w charakterze ekspandora, z tym, że klasyczny układ ekspandora (zobacz układ i zależność wzmocnienia od poziomu sygnału (rys. 3 i 4) został uzupełniony
    0 dodatkowy wzmacniacz-ogra-nicznik o wzmocnieniu regulowanym za pomocą potencjometru. Schemat blokowy modułu jest pokazany na rys. 5, a charakterystyki wzmocnienia w funkcji poziomu sygnału na rys. 6. Jak widać z rysunku 6, przy małych poziomach sygnału bramka jest zamknięta, a otwiera się po przekroczeniu pewnego progu. Żeby uzyskać takie działanie progowe, zastosowano diody Dl, D2. Dopiero, gdy sygnał na wyjściu wzmacniacza sterującego jest większy od napięcia progowego diod (ok. 0,55V), zaczynają one przewodzić
    1 wzmocnienie gwałtownie rośnie. Z kolei, żeby uniezależnić się od napięcia zasilającego, zastosowano diody (LED) D3, D4. Diody te pracują w charakterze diod Zene-ra i ograniczają amplitudę sygnału na wyjściu wzmacniacza sterującego do ą2,2V. Tak więc z uwagi na duże wzmocnienie obu stopni wzmacniacza sterującego oraz dzięki obecności diod D3, D4, przy większych sygnałach wejścio-
    próg zadziałania wynikający z wartości wamocnienia
    1mV 3mV 10mV 30mV 100mV300mV 1V Poziom sygnału wejściowego
    Rys. 6. Charakterystyka dynamiczna układu z rys. 5.
    Elektronika Praktyczna 5/97
    49
    Bramka szumu
    Rys. 7. Schemat elektryczny układu.
    wych na wyjściu wzmacniacza sterującego występuje przebieg praktycznie prostokątny. Rezystor R19 jest tak dobrany, żeby w tych warunkach wzmocnienie toru było równe 1.
    Próg zadziałania bramki dobiera się zmieniając wzmocnienie wzmacniacza sterującego przy pomocy potencjometru Pl.
    Szczegółowy schemat ideowy modułu pokazano na rys. 7.
    Jak widać, moduł jest zasilany pojedynczym napięciem 1O..2 5V.
    Rezystory Rl i R2 ustalają maksymalny poziom sygnału, jaki bez obawy powstania zniekształceń może być podany na wejścia A i B. Przy wartości 15kQ maksymalny sygnał nie powinien być większy niż 6V (co odpowiada 2,2Vsk, czyli +8,7dB). Jeśli sygnały wejściowe byłyby większe, należy stosownie zwiększyć Rl i R2 tak,
    aby prąd szczytowy płynący przez te rezystory (i wewnętrzną, szeregową rezystancję 6,8kQ) nie był większy niż 140mA.
    W układzie przewidziano po dwa kondensatory Cl i C2, co może być potrzebne, gdyby przetwarzane były małe sygnały i dla zachowania dobrego stosunku sygnał/szum rezystory Rl i R2 zostałyby zmniejszone poniżej 8kQ. Zamiast kondensatorów stałych, w roli Cl i C2 można oczywiście użyć kondensatorów elektrolitycznych o pojemności 2,2..47|iF, należy tylko pamiętać o ich biegunowości.
    W roli kondensatorów filtrujących napięcie odniesienia (Ć3, C4) użyto kondensatorów tantalo-wych z uwagi na ich mniejsze szumy. Dwójniki R5, C5 i R6, C6 poprawiają właściwości dynamiczne wzmacniacza operacyjnego U2. W roli wzmacniacza głównego za-
    stosowano niskoszumną kostkę NE5532.
    Rezystory R7 i R8 decydują o wartości napięcia stałego na wyjściu - powinno on być zbliżone do połowy napięcia zasilającego. Ich wartość nie jest krytyczna.
    Potencjometry PRl i PR2 pełnią bardzo ważną rolę, umożliwiają bowiem wyeliminowanie zmian napięcia stałego na nóżkach 5 i 11, wywołanych zmianami sygnału sterującego.
    Diodę Zenera D5 zastosowano tylko dla uzyskania stabilnego napięcia odniesienia dla wzmacniacza sterującego i potencjometrów montażowych PR1..PR4.
    Tor sterujący zawiera wzmacniacz sumujący sygnały z obydwu kanałów, zbudowany z układem U3B, oraz wzmacniacz-ogranicz-nik o wzmocnieniu regulowanym
    50
    Elektronika Praktyczna 5/97
    Bramka szumu
    potencjometrem Pl, zbudowany z układem U3A. Zamiast potencjometru umieszczonego na płytce, można zastosować zewnętrzny potencjometr (najlepiej tzw. logarytmiczny o charakterystyce B). Zewnętrzny potencjometr jest szczególnie przydatny, jeśli układ współpracowałby z różnymi źródłami o różnym poziomie szumów. Wtedy taki potencjometr umieszczony na płycie czołowej umożliwi precyzyjne dobranie progu działania bramki w zależności od występujących aktualnie szumów.
    Bardzo ważną rolę pełnią kondensatory C7 i C8 umieszczone w obwodzie prostownika kostki Ul. Należy przy tym zauważyć, iż przez połączenie nóżek 2, 14 oraz 4, 12 zastosowano wspólne sterowanie obu niezależnych kanałów. Kondensator C7 decyduje o czasie ataku, czyli o szybkości otwierania bramki, a C8 o czasie opadania, czyli wyłączania bramki. Elementy te można zmieniać w szerokim zakresie 10nF..100|iF posługując się metodą "na słuch". Podane na schemacie wartości (l|iF + l|iF) dobrano eksperymentalnie według upodobań autora.
    Układ umożliwia również wykonanie klasycznego ekspandora (patrz rysunek 3). Niepotrzebne są wówczas elementy U3, D1..D4, R15..R18, Pl iC9..Cll. Należy natomiast wykonać zwory oznaczone X-X oraz Y-Y, zamontować rezystory R19, R23 oraz dwa kondensatory elektrolityczne 2,2..10|iF: jeden jako C18, drugi zamiast diody Dl lub D2. Biegunowość tych kondensatorów należy ustalić we własnym zakresie, zależnie od poziomu napięcia stałego na wejściach A i B. Wartość tych jednakowych rezystorów R19 i R23 należy dobrać eksperymentalnie, zależnie od potrzeb. W każdym razie ich rezystancja musi być na tyle duża, żeby w szczytach sygnału maksymalna wartość prądu przez nie płynącego nie przekraczała 300mA.
    W układzie ekspandora warto też zamontować dodatkowo potencjometry montażowe PR3 i PR4 o wartości 22..100kQ, oraz rezystory R13 i R14 o wartości 910kQ..lMQ. Umożliwią one uzyskanie jednakowych parametrów (wzmocnienia) w obu kanałach przy najmniejszych poziomach sygnału. Piotr Górecki, AVT
    WYKAZ ELEMENTÓW
    Rezystory
    Rl, R2, R7, R8: 15kQ
    R4, R3: lkO
    R5, Ró, R20: 2,2kQ
    R9, RIO, R15, R16: 22kQ
    Rl 1, R12, R21, R22: lOOkO
    R17: 390kQ
    R18: 10kO
    R19: 7,5kQ
    PRL PL PR2: 100kQ helitrim
    Kondensatory
    Cl, C2, C7, C8: 1jiF/16V
    CIA, C2A: nie stosować
    C4, C3: 4,7..22jiF/10V tantalowy
    Có, C5: 27OpF
    C9: 220nF
    CIO, Cli: 470nF
    C12, C15,Cló: lOOnF ceramiczny
    C13, C14: 10|iF/25V
    Cl7: 47^F/25V
    Półprzewodniki
    D2, Dl: 1N4148
    D3, D4: LED 3mm zielona
    D5: dioda Zenera 5V1
    Ul: NE572
    U2: NE5532
    U3: TLO72
    R13, R14, R23, PR3, PR4, C18: tylko w układzie ekspandora, patrz tekst
    Elektronika Praktyczna 5/97
    51
    T Bramka szumu
    lnteresujqce opracowanie dla konstruktorów sprzętu nagłośnieniowego. Dzięki zastosowaniu nowoczesnego układu firmy Philips zarówno montaż, jak i uruchomienie urzq-dzenia jest bardzo proste, zaś jego parametry zadowolq także bardzo wymagajqcych użytkowników, str. 47.
    Moduł wykonawczy dużej mocy
    Dzięki zastosowaniu tego urzqdzenia sterowanie obciqżeniami o dużej mocy, przy pomocy dowolnego komputera ze złqczem drukarkowym Centronics przestało być problemem, str. 67.
    A Uniwersalny odbiornik FM
    'Sercem" tego urzqdzenia jest
    doskonały układ scalony firmy
    Motorola. Uniwersalna
    konstrukcja odbiornika
    pozwala dostosować jego
    parametry do wymagań
    konstruktora, str. 37.
    Termostat cyfrowy ^
    Jest to przykład praktycznego zastosowania układów scalonych termostatów DS1620 firmy Dallas. Ich dobre parametry użytkowe i łatwość stosowania powodujq, że układy te sq powszechnie stosowane w wielu krajach, także w prostych aplikacjach przemysłowych, str. 41
    Raport EP ^
    Przedstawiony w artykule zestaw jest przeznaczony dla szerokiego grona użytkowników samochodów pragnqcych samodzielnie wyposażyć jego wnętrze w bardzo przydatny dla kierowcy wskaźnik - obrotomierz, str. 83.
    A Test
    Tym razem obiektem naszej analizy stały się mierniki uniwersalne w cenie powyżej 150 zł., str. 25.
    Ciqgnik do skanera
    Jeżeli chcecie się dowiedzieć co to takiego, ten *ciqgnik do skanera", to gorqco polecamy artykuł na str. 69.
    Elektronika Praktyczna 5/97
    Zestaw uruchomieniowy dla procesorów ST6240
    Firma SGS-Thomson nieustannie
    rozwija rodzinę procesorów STó,
    wprowadzajqc jednocześnie szereg
    narzędzi ulatwiajqcych ich poznanie.
    W artykule na str. 29 przedstawiamy
    Starter Kit dla
    najnowszych
    procesorów
    tej rodziny
    - STÓ240.
    Nowe podzespoły... A
    ...poświęciliśmy przybliżeniu najnowszej rodziny doskonałych układów do przetwornic impulsowych TOPSwłtchll 71
    Świat hobby, Projekty zagraniczne
    Miernik rezystywności gruntu, część
    Elektroniczne "fale Pacyfiku", część 2.................................... 17
    Internet dla elektroniką^
    Test
    Multimetry uniwersalne............................................................ 25
    Zestaw uruchomieniowy dla procesorów ST6240................ 29
    BasicStamp -opis sprzętu i języka, część 3........................... 77
    Inteligentny wyświetlacz alfanumeryczny, część Uniwersalny odbiornik FM na pasma YHF/UHF
    Termostat cyfrowy....................................................................
    Bramka szumu, część 1............................................................
    Mówiqcy zegar z DCF77, część 3..........................................
    Elektroniczny klucz do PC, część 2........................................
    MiniDr^iekt^^^^^^^^^^^^^^^^
    Moduł wykonawczy dużej mocy współpracujqcy
    z interfejsem Centronics..........................................................
    Ciqgnik do skanera..................................................................
    Korekcja współczynnika mocy, część
    Nowe podzespoły....................................................................
    Notatnik Praktyka
    Chorus idealny, część 2
    30 37 41 47 53 59
    67 69
    21 71
    ^^
    73
    Realizacja projektów na 8051
    przy pomocy oprogramowania firmy IAR ............................ 81
    Raport EF^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^H
    Obrotomierz ze wskaźnikiem analogowym..........................-83
    ELEKTRONIKA 89
    Sterowniki przemysłowe.......................................90
    Info Świat..................................................................91
    Info Kraj.....................................................................92
    Forum.........................................................................85 M
    \ Kramik+Rynek.........................................................93
    r Listy............................................................................98
    Wykaz reklamodawców.....................................106
    , Ekspresowy Informator Elektroniczny.............107
    Elektronika Praktyczna 5/97
    PROJEKTY
    Mówiący zegar z DCF77, część 3
    kit AVT-322
    Kończymy opis konstrukcji
    mówiącego zegara szczegółową
    instrukcją jego obsługi, jak
    się przekonają uważni
    Czytelnicy tego ańykuiu,
    pomimo rozbudowanego menu,
    obsługa za gara jest
    stosunkowo prosta.
    Jak wspomniano wcześniej, mały głośnik można zamocować na płytce klawiatury. Do tego celu służy otwór o średnicy magnesu głośnika. Dodatkowe punkty lutownicze wokół niego umożliwiają przy lutowanie końcówek SPl. Głośnik można podłączyć dwojako: wykorzystując otwory oznaczone jako "SPl" lub położone po przeciwnej stronie otworu na magnes. Te ostatnie połączone są ze złączem klawiatury JP2, które doprowadza sygnał akustyczny do głośnika. Dzięki takiemu rozwiązaniu nie jest konieczne użycie przewodu do zamocowania głośnika. Głośnik, po zamontowaniu na płytce, warto usztywnić poprzez zalanie części magnesu klejem silikonowym na gorąco.
    P o zm onto w aniu w s zy s tki ch płytek można przystąpić do połączenia płytek: bazowej i wyświetlacza. Czytelnicy poprzednich moich projektów z pewnością będą wiedzieli jak najprościej to zrobić, pozostałym należy się kilka wskazówek.
    Do połączenia służą jednakowo rozmieszczone na obu płytkach pola lutownicze. Obie płytki należy ustawić prostopadle, tak aby miejsca połączenia pokrywały się, a następnie używając sporo lutowia (cyny) połączyć wszystkie pola płytki bazowej i wyświetlacza (rys.8). Aby zachować równą odległość, płytkę wyświetlacza należy oprzeć na przewleczonych przez dodatkowe otwory kawałkach srebrzanki.
    Na początku lutujemy tylko jedno pole np. środkowe, a po upewnieniu się, że płytki są ustawione prostopadle, wykonujemy dalsze połączenia.
    Wreszcie można przystąpić do wstępnego uruchomienia naszego zegara. W tym celu musimy zaopatrzyć się w zasilacz +12V (niekoniecznie stabilizowany) lub transformator o napięciu wtórnym 9VAC (przy I=250mA). Przed włożeniem układów scalonych w podstawki oraz zamocowaniu baterii BTl należy zmierzyć napięcia na końcówkach zasilania układów: Ul (pin 40), U2 (pin 28) oraz na wyjściu stabilizatorów: U3 i U5. Powinno ono wynosić 5V ą0,25V.
    Dodatkowo należy sprawdzić napięcie na wejściu U3 (katoda D2 lub D3) - powinno być większe od 9,8V (najlepiej 10...10,5V). Jeżeli tak nie jest, to znaczy, że nasz zasilacz lub zastosowany transformator ma za niskie napięcie. Wartość tego napięcia jest istotna ze względu na zastosowaną baterię do podtrzymania pracy zegara w przypadku zaniku napięcia na złączu GNl. Zbyt niskie napięcie zasilające spowoduje bowiem szybkie, częściowe rozładowanie batem.
    W celu upewnienia się o prawidłowym zasilaniu układu zegara, można dodatkowo zmierzyć prąd pobierany z baterii. Dlatego należy w jej obwód włączyć amperomierz na zakres 20/200mA i sprawdzić pobór prądu. Przy zasilaniu z zasilacza 12V pobór prądu z BTl wynosi 0, zaś po odłączeniu zasilania głównego wzrasta do około lOmA.
    Po skontrolowaniu układu zasilającego zegar należy odłączyć zasilanie, wyjąć baterię BTl oraz, co bardzo ważne (!!!), upewnić się, że zwarliśmy zworę JP3 (jum-per). Teraz trzeba umieścić ukła-
    Elektronika Praktyczna 5/97
    53
    Mówigcy zegar z DCF77
    wyBwMIacz
    płytka wyświetlacza
    płytka bazowa
    kołek ze
    aratuzanki Piwo
    Rys. S. Sposób połqczenia płytki bazowej z płytkq wyświetlaczy.
    dy scalone w podstawkach i ponownie włączyć tylko zasilanie główne. Po chwili powinny zacząć migotać wszystkie poziome segmenty, co świadczy o prawidłowej pracy układu procesora i wyświetlania. Wyłączamy zasilanie, dołączamy klawiaturę i ponownie włączamy zegar. Naciśnięcie dowolnego klawisza spowoduje ustawienie i wyświetlenie godz. "12:00", następnie rozpocznie się normalna praca zegara. Teraz, przy pracującym zegarze, należy zamontować baterię BTl, a następnie wyłączyć na chwilę zasilanie główne. Wyświetlacz powinien zgasnąć, a z buzzera BZl co około 10 sekund powinno wydobywać się potrójne piknięcie, co świadczy o pracy na zasilaniu rezerwowym. Ponowne włączenie zasilania powinno przywrócić poprzedni stan zegara, czyli np. godz. 12:01 (jeżeli odłączyliśmy zasilanie na minutę).
    Drobna uwaga dotycząca sposobu pracy dwukropka. Wzorując się na fabrycznym sprzęcie powszechnego użytku, autor postanowił, że dwukropek naszego zegara oprócz typowego migotania będzie wskazywał aktualną połówkę minuty. Tak więc, jeżeli zliczane sekundy zawierają się w przedziale 0...29, to miga dioda dolna (górna pozostaje zapalona), a w zakresie 30...59 jest odwrotnie.
    Ta operacja kończy procedurę uruchomienia zegara dla tych, którzy wybrali wersję bez układu mówiącego ISD (U2). Sposób ustawienia i użytkowania zegara jest
    przedstawiony w punkcie "Obsługa zegara".
    Miłośnikom mówiących zegarów udzielimy teraz kilku dodatkowych wskazówek dotyczących dalszej procedury uruchomieniowej, czyli nauki mówienia.
    Odłączamy baterię BTl oraz wyłączamy zasilanie zegara. Usuwamy zworę JP3 (ważne !!!). Następnie wciskamy jednocześnie klawisze: "T", "i" oraz "SET" i ponownie włączamy zasilanie. Kiedy wyświetlacz pokaże komunikat "rEC" ("record"- nagrywanie) - patrz rys.9 - puszczamy wszystkie klawisze. Zegar znajduje się teraz w trybie nagrywania słów. Niezbędne do nagrania słowa znajdują się w tabeli 3 (w pierwszej części artykułu). Zanim rozpoczniemy nagrywanie, warto usadowić się w miarę cichym pomieszczeniu, a mikrofon MIC umieścić niedaleko swoich ust, tak aby jednocześnie widzieć wyświetlacz oraz tabelę ze słowami. Palący się na 4 wyświetlaczu "minus" informuje, że układ czeka na nagr ani e koi ej neg o sł o w a. Aby nagrać słowo należy:
    a) wcisnąć i przytrzymać klawisz "T" (4-ty wyświetlacz pokaże "o");
    b) natychmiast po tym wyraźnie wypowiedzieć słowo z tabeli (pierwsze: "zero");
    c) następnie od razu po zakończeniu słowa puścić klawisz.
    CZR5
    dRTR
    RLRr
    d inn
    "REC" - (nacord) nagrywania komunlcattiw
    "PLAY1-odtwarzań* komunlcataw
    "CZAS" - opcja wprowadzania
    "DATA" - opcja wprowadzania daty
    "ALAR" - (alaim) ustawiania czasu alarmu
    TAJM" - (tajner) uttawUnle pozycjtimera
    "DIMM"-(dlmme) opcja pizycfemnlanlft wytwtołlrezy
    ŚBUZZ1 - (buzzer) obsługa buzzera- bzyczka
    "I NFO"-(Informacja] ustawiane "kukukr1
    Wyraz został zapisany.
    Tak samo należy postąpić przy wgrywaniu pozostałych słów, pamiętając o zachowaniu kolejności jak w tab. 3. Przy zwolnionym klawiszu "T" układ czeka, a więc co kilka wyrazów można zrobić sobie przerwę.
    Przed wgraniem 59 słowa -komunikatu budzenia - warto chwilę zastanowić się, po czym w grać najlepiej dowcipny komunikat w stylu: "Wake-up or Tli kill you!" (wersja dla poliglotów) lub "Yaa-baa-daa-baa-doooo !" (dla miłośników kreskówek). Wszystkim mniej dowcipnym czytelnikom autor proponuje zwyczajne: "Alarm, pobudka leniu...!".
    Po zakończeniu nagrywania wyświetlacz pokaże komunikat "PLAY" - odtwarzanie (iys.9), a następnie rozpocznie kolejne odtwarzanie wszystkich 59 nagranych słów. Można wtedy sprawdzić jakość nagrania oraz zgodność słów z tabelką. Pamiętajmy wszakże, że niezachowanie kolejności spowoduje błędny komunikat o godzinie lub dacie.
    Podczas odtwarzania może zdarzyć się, że dźwięk będzie zniekształcony. Powodem tego jest najczęściej prze sterowanie wzmacniacza U6. Należy wtedy potencjometrem PRl wyregulować odpowiednio poziom sygnału tak, aby zniekształcenia zniknęły.
    dCF
    ?n
    ?FF
    nnc
    IE
    :rr
    PrU-
    Pr3u
    "DCF* - opcja pozycjonowania dobbmlkaDCF77
    "ON" - włączanie opcp "OFP - wytaczanie opcji
    "CODZ1 - (codzień) opcja ustawiania tajmera
    "NOC" - opcja wprowadzania
    czasu (Mzydemnlenla wyświetlaczy
    "DZIE" - (dzłefl) opcja wprowadzania czasu rozjaśniania wyświetlaczy
    "ERR" - (error) błąd - przepełniona ptmlęć układu U2(ISD)
    "PRO-" - Program 0 timera nleuBtawkmy (wolny)
    ŚPR3u" - Program 3 tinwra, ustawiony (zajęty)
    Rys. 9. Komunikaty wyświetlane na wskaźniku zegara.
    Elektronika Praktyczna 5/97
    Mówiqcy zegar z DCF77
    RL1
    0UT1
    wtyczka 220V
    gniazdo sieciowe wspólna obudowa
    Rys. 10. Sposób podłączenia obciążenia sieciowego do zegara.
    Jak wynika z praktyki, może okazać się konieczne powtórzenie sesji nagraniowej, a to z powodu np. obcinania końcówek wyrazów (zbyt szybko puszczony klawisz "T").
    W tym przypadku w trakcie nagrywania, kiedy pamięć układu nagrywającego ISD (U2) zostanie przedwcześnie przepełniona, wyświetlacz wskaże komunikat: "Err" - błąd (rys. 9). Aby powtórzyć nagranie jeszcze raz, należy wyłączyć zasilanie zegara i wykonać wszystkie czynności od początku, jak opisano wcześniej.
    Cała tajemnica uczenia zegara polega na takim zsynchronizowaniu naciskania klawisza "T" z wypowiadaniem słów, aby po pierwsze: nie obcinać początku ani końca wyrazu, po drugie: wypowiadać słowa wyraźnie i czysto i wreszcie po trzecie: wymawiać wyrazy na tyle szybko, aby zmieścić się w 60 sekundach - bo tyle można maksymalnie zapisać w zastosowanym układzie ISD.
    Ostatni punkt jest łatwy do spełnienia, chociaż mamy "aż" 59 wyrazów i zdawać by się mogło, że średnio 1 sekunda na słowo to za mało. Bądźcie pewni drodzy Czytelnicy, że to aż za dużo, dlatego na ostatni komunikat budzenia, często zostaje kilka sekund, co pozwala na nagranie dłuższego tekstu.
    Jeżeli stwierdzimy podczas "PLAY" odtwarzania nagranych słów, że wszystko jest w porządku, procedurę uczenia można uznać za zakończoną.
    Na koniec należy umieścić zegar w obudowie. Najlepiej do tego celu nadaje się KM-50 z czerwonym filtrem zamiast przedniej ścianki. Nabywcy kitu AVT-322 (obie wersje) otrzymają taką obudowę.
    dowy.
    Zanim jednak to nastąpi, należy przy użyciu czterech śrub M3x35 oraz kilku nakrętek lub tulejek dystansowych połączyć płytkę klawiatury z resztą. W tym celu należy wykorzystać cztery otwory na płytce bazowej i klawiatury. Płytka ta powinna być umieszczona na wysokości górnej krawędzi płytki wyświetlacza.
    Kolejną czynnością jest wycięcie niezbędnych otworów na górnej ściance obu Niezbędny w tym miejscu będzie szablon, którego wzór zamieściliśmy na wkładce w EP4/97.
    Po wykonaniu otworów i dopasowaniu klawiszy, należy wstępnie bez przykręcania, umieścić płytki zegara w zamkniętej obudowie na takiej wysokości, aby klawisze wystawały na około 2mm ponad powierzchnię górnej ścianki. Następnie należy ostrożnie zdjąć pokrywę obudowy, tak aby nie przesunąć samego zegara. Teraz można zaznaczyć na dolnej ściance (podstawie) flamastrem miejsca przybliżonego wywiercenia czterech otworów mocujących, biorąc za wzorzec cztery otwory w narożnikach płytki bazowej zegara. Po wywierceniu otworów możemy przykręcić zegar do podstawy obudowy. Pozostaje jeszcze tylko wykonanie otworów wg uznania: na gniazdo odbiornika DCF (GN2), gniazdo zasilające, otwór na mikrofon (wtedy mikrofon trzeba przykleić do ścianki obudowy), oraz otwór na przewód z przekaźnika RLl.
    Do załączania urządzeń zewnętrznych należy użyć dostępnej w handlu obudowy lub kostki zawierającej jednocześnie gniazdo sieciowe i wtyczkę. Autor stanowczo odradza umieszczanie tych elementów w obudowie zegara, nie mówiąc o zasilaczu.
    Przykładowy sposób podłączenia przedstawia rys.10.
    Obsługa zegara
    Jak wspomniano w pierwszej części artykułu, podczas użytkowania zegara nie będzie potrzebna żadna instrukcja czy tabelka, bowiem komunikacja z urządzeniem odbywa się poprzez wyświetlanie odpowiedniego komunikatu lub
    skrótu na wyświetlaczu w odpowiedzi na naciskanie klawiszy K1...K4 (komunikaty przedstawiono na rys.9).
    Obsługa zegara w czasie normalnej pracy jest prosta. Naukę warto rozpocząć od poznania funkcji klawiszy K1...K4.
    W czasie normalnej pracy zegara, chwilowe naciśnięcie klawisza "SET" spowoduje przełączenie wyświetlania godzin i minut na wyświetlanie sekund (i odwrotnie po ponownym wciśnięciu tego klawisza).
    Wciśnięcie klawisza "T" powoduje wyświetlenie ustawionego czasu budzenia (alarmu) na około 6 sekund i powrót do wyświetlania czasu (lub sekund).
    Naciśnięcie zaś klawisza "ŚI" powoduje podanie aktualnej daty w kolejności: dzień.miesiąc, na około 6 sekund i powrót, jak poprzednio.
    Naciśnięcie klawisza "SAY" powoduje wypowiedzenie aktualnej godziny, jeżeli na wyświetlaczu wskazywana jest godzina (lub sekundy), a jeżeli wskazywany jest alarm, to zegar wypowie jego czas (jeżeli alarm jest aktywny), w przeciwnym przypadku wypowie tylko komunikat budzenia bez podania czasu. Jeżeli zaś wyświetlacz pokazuje datę, to zostanie ona wypowiedziana podobnie jak czas w formacie: miesiąc-dzień.
    Dłuższe przytrzymanie klawisza "T" (do piknięcia BZl) powoduje włączenie/wyłączenie alarmu, co jednocześnie potwierdzane jest zapaleniem lub zgaszeniem diody LED - alarm. Tak samo przytrzymanie klawisza "ŚI" powoduje załączenie przekaźnika RLl, bądź jego wyłączenie, wraz z potwierdzeniem tego faktu poprzez zapalenie lub zgaszenie diody LED timer.
    Dzięki tym dwóm funkcjom możliwe jest szybkie uaktywnienie budzika lub włączenie urządzenia sterowanego poprzez RLl, bez potrzeby wchodzenia w menu.
    Do ustawienia wszystkich funkcji zegara, a więc czasu, daty, czasu alarmu, nastaw tajmera, dimmera, brzęczka, włączenia kukułki, czy wreszcie pozycjonowania odbiornika DCF77 służy proste "menu" użytkownika. Jego strukturę najlepiej prześledzić na rys.11. Zanim przejdziemy do
    Elektronika Praktyczna 5/97
    55
    Mówiqcy zegar z DCF77
    omówienia opcji menu, zapoznajmy się z zasadami "klawiszologii", czyli poruszania się po menu za pomocą klawiszy.
    Znaczenie klawiszy w trybie menu z punktu widzenia logiki jest oczywiste, i następujące: "T" klawisz "góra"
    (lub do przodu); "X" klawisz "dół"
    (lub do tyłu); "SET" klawisz "ustaw"
    (zatwierdź, wybór); "SAY" w niektórych opcjach -
    powróć o poziom wyżej. Aby wejść do menu należy podczas wyświetlania czasu lub sekund, nacisnąć dłużej klawisz "SET".
    Ustawianie czasu
    Zegar pokaże pierwszą opcję menu - ustawianie czasu poprzez wyświetlenie napisu "CZAS". Teraz naciśnięcie klawisza "SET" powoduje wybranie tej opcji i przejście do ustawienia aktualnego czasu. Wyświetlacz pokaże godziny i minuty z migoczącą pozycją godzin. Należy, używając klawiszy "T", ustawić odpowiednią godzinę i potwierdzić to naciśnięciem klawisza "SET". Teraz zacznie migać pozycja minut, postępujemy podobnie jak w przypadku godzin i potwierdzamy ustawienie klawiszem "SET". W tym momencie automatycznie zostają wyzerowane sekundy, zegar rozpoczyna odliczanie czasu i przechodzi z powrotem do menu głównego wyświetlając napis "CZAS".
    Ustawianie daty
    Przechodzimy do następnej opcji z menu (patrz rys.11) - np.
    ustawianie daty - poprzez naciśnięcie klawisza "T". Wyświetlony zostaje komunikat "DATA"
    Przyciskamy "SET" i wchodzimy do ustawiania daty. Tutaj najpierw wybieramy miesiąc migająca pozycja miesięcy (drugi wyświetlacz). Podobnie jak poprzednio używamy klawisza "T" i zatwierdzamy naciskając "SET". Teraz zegar odpowiednio do wybranego miesiąca wyświetli na pozycji dni ostatni dzień, np. 31 dla stycznia. Ustawiamy dzień i akceptujemy klawiszem "SET".
    Tu uwaga dotycząca lat przestępnych. Otóż za każdym razem
    MENU
    Ustawianie sciemniacza
    H Ustawienie godziny włączenia
    Ustawienie godziny wyłączeni
    Obsługa buzzera
    Obsługa 'kukułki*
    Obsługa odbiornika DCF77
    ->j Pozycjonowanie
    Rys. 11. Struktura logiczna menu zegara.
    kiedy wchodzimy do opcji ustawienia daty, pozycja miesięcy wskazuje na miesiąc w roku kolejnym po przestępnym a więc np. 1997. Aby więc ustawić np. miesiąc "marzec" w roku 1999 należy dwukrotnie minąć (używając klawisza "T") grudzień. W tym przypadku klawisz ten trzeba nacisnąć 26 razy, aby dojść do końca bieżącego roku, minąć następny i dojść do roku 1999.
    Ustawianie alarmu
    Kolejną opcją z menu jest ustawianie alarmu - budzenia. Na wyświetlaczu pojawia się napis "ALAr"- alarm . Postępujemy podobnie jak przy ustawianiu czasu, czyli wybieramy godzinę alarmu, potem minuty, a potem, i tu niespodzianka: zegar po ustawieniu minut pyta nas o włączenie lub wyłączenie alarmu wyświetlając napis "OFF", gdy aktualnie alarm jest wyłączony lub "ON", gdy włączony. Klawiszem "T" można uaktywnić budzenie (napis "ON"), zaś klawiszem "-1" wyłączyć (napis "OFF"). W przypadku użytkowników zegara bez układu mówiącego, sygnał budzenia jest generowany przez buzzer BZl, w przeciwnym przypadku przez
    głośnik, co około 10 sekund, wypowiadany jest komunikat o aktualnej godzinie, a następnie "komunikat budzenia". Skasowanie sygnału budzenia następuje poprzez naciśnięcie dowolnego klawisza.
    Ustawianie timera
    Nieco ciekawsze jest wprowadzanie nastaw timera - opcja "TAJM" na wyświetlaczu. Jak wspomniano wcześniej, dzięki tej opcji możemy zaprogramować 10 niezależnych czasów (godzina, minuta, dzień, miesiąc lub codziennie) włączenia lub wyłączenia przekaźnika RLl. Daje to ogromne możliwości do sterowania wieloma domowymi urządzeniami powszechnego użytku.
    Wszystkie nastawy timera, zwane dalej pozycjami są numerowane od "0" do "9". Z punktu widzenia zegara, wszystkie pozycje są traktowane jednoznacznie, tzn. że każda może tylko załączać lub wyłączać sterowane urządzenie. Toteż, jeżeli przyjmiemy sytuację, że planujemy kolejne włączanie, a następnie wyłączanie urządzenia w ciągu np. miesiąca, to można to zrobić 5-krotnie (5-krotnie włączyć i 5-krotnie wyłączyć).
    56
    Elektronika Praktyczna 5/97
    Mówiqcy zegar z DCF77
    Jeżeli chodzi o priorytet kolejnych pozycji, to zegar realizuje nastawy poczynając od ostatniej: nr 9, aż do pozycji nr 0. Wynika stąd, że najbardziej uprzywilejowana jest pozycja o najmniejszym numerze.
    I tak, jeżeli ustawimy włączenie urządzenia na godz. 12:00 (codziennie) - pozycja 0, a wyłączenie także na godzinę 12:00 (codziennie) - pozycja 1, to w efekcie zegar po nadejściu godziny 12:00 zrealizuje pozycje 1: wyłączy przekaźnik RLl, a następnie go włączy - realizując pozycję 0. Gdyby nastawy zamienić miejscami, to przekaźnik pozostałby nie włączony. Sytuacja taka jest jednak sporadyczna, aczkolwiek powinniśmy o tym pamiętać.
    Tu uwaga dotycząca realizacji fizycznego załączania/wyłączania przekaźnika.
    W rzeczywistości zegar podczas każdej kontroli nastaw timera najpierw realizuje "na sucho" operacje "włącz"..."wyłącz" (jak w naszym przykładzie), a potem po sprawdzeniu ostatniej nastawy nr 0 podejmuje decyzje o fizycznym załączeniu bądź wyłączeniu przekaźnika.
    Przejdźmy teraz do sposobu ustawienia pozycji timera.
    Po wyborze z menu napisu "TAJM" naciskamy "SET" i na wyświetlaczu pokazuje się pierwsza (nr 0) pozycja - program timera. Jeżeli jest ona nieustawio-na wyświetlacz pokaże napis: "PrO-" (patrz rys.9). Dwa pierwsze znaki "Pr" to skrót słowa "program" , 3. wyświetlacz wskazuje na aktualną pozycję timera - tu "0", a czwarty znak "-" (minus) oznacza, że pozycja jest wolna. Aby zaprogramować pozycję na np. włączenie urządzenia o godzinie 15:43, dnia 12 marca należy:
    a) nacisnąć "SET" - wybieramy do ustawiania pozycję "0";
    b) wyświetlacz na chwilę pokaże napis "CZAS", a następnie wyświetli aktualny czas w godzinach i minutach z migającą pozycją godzin;
    c) postępujemy podobnie jak w przypadku ustawiania czasu i potwierdzamy klawiszem "SET";
    d) wyświetlacz pokaże napis "dATA";
    e) jeżeli chcemy wprowadzić konkretną datę (dzień i miesiąc), akceptujemy komunikat wciskając "SET", jeżeli zaś chcemy
    włączać urządzenie codziennie, wciskamy klawisz "J,", co spowoduje wyświetlenie napisu "CodZ" - codziennie (patrz rys.9); naciśnięcie klawisza "T" spowoduje wybranie trybu z konkretną datą (napis "dATA");
    f) wybieramy "dATA" i akceptujemy klawiszem "SET";
    g) wybieramy datę podobnie jak w przypadku ustawiania daty systemowej, z tą różnicą, że timer pracuje w trybie "365" dni, toteż ominięcie miesiąca grudnia nie zmienia roku na następny;
    h)po akceptacji daty musimy ustawić włączenie przekaźnika ("ON") lub wyłączenie ("OFF"), podobnie jak w przypadku alarmu; i) potwierdzamy ustawienie klawiszem "SET" i wyświetlacz przechodzi do napisu jak na początku ("PrO-") z tą różnicą, że na czwartej pozycji zamiast znaku "-" widnieje małe "u", co oznacza, że pozycja jest ustawiona (zajęta). Teraz możemy klawiszem "T" przejść do następnej wolnej pozycji, np. "Prl-", i ustawić czas wyłączenia.
    A co trzeba zrobić, gdy zapomnieliśmy o jakiejś nastawie i chcemy ją sprawdzić - odczytać? Nic prostszego, postępujemy podobnie jak w przypadku wejścia do opcji programowania, z tą różnicą, że teraz nie będzie możliwe wybranie czasu i daty, a jedynie wyświetlenie nastaw: czasu ("SET") daty ("SET") i faktu włącza ("ON") lub wyłącz ("OFF"), ponowne naciśnięcie "SET" powoduje wyjście z pozycji.
    W tym miejscu Czytelnik zapyta, jak można zmodyfikować ustawioną pozycję timera? Odpowiedź brzmi: nie można. Najprościej należy ją skasować i ustawić od nowa. Skasowania pozycji można dokonać w czasie, kiedy zegar wyświetla napis pozycji, tzn. np. "PrOu" (program 0 - ustawiony), przez naciśnięcie i przytrzymanie klawisza "SET". Po krótkim sygnale dźwiękowym literka "u" zamieni się na "-" (minus), co świadczy, że pozycja została skasowana. Prawda że proste?
    I jeszcze jedna uwaga dotycząca timera. Otóż realizacja każdej pozycji timera 0...9, w której usta-
    wiono tryb z podaniem daty, zostaje automatycznie wymazana z pamięci zegara, po jej wykonaniu. W przypadku zaś ustawienia jakiejś pozycji w trybie "codziennym" pracy, nie zostaje ona skasowana tak, aby mogła być powtórzona za 24 godziny.
    Ustawianie ściemniacza -dimmera
    Kolejną po tajmerze pozycją jest "dlMM" - dimmer. Nasz zegar posiada pożyteczną funkcję przyciemniania oraz rozjaśniania wyświetlaczy o zadanej godzinie w ciągu doby. Zastosowanie tej opcji jest trywialne i umożliwia np. przyciemnianie wyświetlacza w godzinach snu domowników, np. między 23:00 a 7:00 rano.
    Tak więc, po wybraniu opcji "dlMM", klawiszem "SET" wyświetlacz pokaże napis "NOC" (co oznacza ustawianie godziny przyciemnienia wyświetlaczy) i po chwili pokaże godzinę "0:00" z migającą pozycja godzin. Teraz można ustawić czas, ale tylko godzinę, minuty dla uproszczenia są zawsze równe "00". Po zatwierdzeniu godziny wyświetlacz pokaże napis "dZIE" - dzień, czyli przejście do ustawiania godziny rozjaśnienia. Podobnie można ustawić tylko godzinę, minuty pozostają wy zerowane.
    Ustawianie buzzera
    Kolejną pozycją menu jest możliwość włączenia lub wyłączenia sygnalizacji naciśnięcia każdego z czterech klawiszy. Możliwość wejścia do tej opcji sygnalizuje napis "bUZZ" - buzzer. Naciskamy klawisz "SET" i za pomocą klawiszy "TJ-" można brzęczyk uaktywnić ("ON") lub nie ("OFF"). W tym miejscu uwaga dla użytkowników wersji bez układu mówiącego ISD. Otóż nawet jeżeli wyłączyliśmy buzzer, to w przypadku stwierdzenia warunku alarmu (pobudki) brzęczyk będzie generował dźwięk, dzięki czemu zegar obudzi nas o wymaganej porze.
    Ustawianie kukułki
    W wersji z układem ISD zegar ma możliwość słownego informowania użytkownika co godzinę, podobnie jak miało to miejsce w starych, popularnych niegdyś zegarach z kukułką. Opcja sygna-
    Elektronika Praktyczna 5/97
    57
    Mówiqcy zegar z DCF77
    lizowana jest napisem "INFO" -informacja (kukułka)
    Podobnie jak w przypadku opcji "bUZZ" można ją uaktywnić klawiszem "T", lub zdeaktywować klawiszem "-1")
    Pozycjonowanie DCF
    I wreszcie przechodzimy do ostatniej opcji z menu, bardzo użytecznej funkcji pozycjonowania odbiornika sygnału wzorca czasu DCF77. Oczywiście, aby wykorzystać tę opcję, należy zakupić odbiornik sygnałów DCF77. Urządzenie takie można nabyć w dziale obsługi czytelników, a następnie dołączyć je poprzez załączone w kicie AVT-322 gniazdo GN2.
    Opcja pozycjonowania w menu jest sygnalizowana napisem "dCF" - DCF. Naciskamy klawisz "SET" i wchodzimy do niej. Jeżeli odbiornik DCF nie jest podłączony, wyświetlony zostaje zapis "OFF". Konstrukcja odbiornika DCF oraz oprogramowanie naszego zegara pozwalają na dołączenie lub odłączenie go w dowolnej chwili, bez konieczności wyłączania zasilania zegara. Sam odbiornik DCF jest zasilany także z naszego zegara. Jeżeli dołączymy odbiornik, a wykryta zostanie choć jedną poprawna transmisja, zegar zsynchronizuje automatycznie wskazania z wzorcem DCF77.
    Opisana poniżej opcja pozwala na obserwacje jakości odbioru sygnału, dzięki czemu możliwe jest szybkie, optymalne umieszczenie odbiornika w pokoju.
    Dołączenie odbiornika spowoduje jego aktywację i odbiór transmisji. Jeżeli sygnał dociera do odbiornika, nasz zegar będzie wydawał krótkie "piknięcia" w takt odbioru kolejnych bitów informacji czasowej. W tym czasie nasz wyświetlacz prawdopodobnie nie będzie zmieniał wskazań (cały czas napis "OFF"). Jeżeli nadejdzie znacznik końca transmisji (brak piknięcia), kolejny bit informacji w kolejnej sekundzie spowoduje ustawienie na czwartym wyświetlaczu symbolu "o" (co oznacza nadejście bitu "0"). W takt kolejnych bitów informacji na tej pozycji wyświetlacza pojawi się także symbol pionowej kreski "I" co sygnalizuje odbiór poprawnego bitu "1". Jeżeli w którymś momencie odbioru informacji pojawi się symbol "-" (minus)
    oznacza to jeden z przypadków:
    a) impuls DCF nie zawierał się w przedziale czasowym logicznej "1" ani "0";
    b) nadchodzący bit parzystości nie zgodził się z danymi przekazanymi wcześniej (patrz tab.l);
    c) nadchodzący bit był niezgodny z protokołem DCF77 np. bit nr 10 = "1";
    d) dwa kolejne bity informacji nadeszły w odstępie różnym od 1 sekundy (zakłócenie);
    e) w nieoczekiwanym momencie transmisja została przerwana (zakłócona).
    Jeżeli zaś całe 59 bitów informacji zostało odebrane poprawnie, napis "OFF" zostanie zastąpiony komunikatem "ON", co oznacza zsynchronizowanie wskazań czasu i daty ze wzorcem DCF77. Nie należy się przejmować sytuacją, gdy przez kilka minut, pomimo najlepszego ustawienia (najmniej zakłóceń) odbiornika, synchronizacja nie dochodzi do skutku. Sam odbiornik jest bardzo czuły na zakłócenia elektromagnetyczne, dlatego dzięki kilkumetrowemu przewodowi łączącemu, należy go umieścić z dala od urządzeń generujących takie zakłócenia.
    Jak wynika z praktyki, na jakość odbioru sygnału mają też wpływ warunki pogodowe, a nawet pora roku. Toteż może się zdarzyć (jak w przypadku autora), że przy tzw. "dołku propagacyjnym" w miesiącach zimowych, nasz zegar zsynchronizuje się kilka razy na dobę i to w nocy, kiedy wszystkie odbiorniki prądu takie jak TV, komputer, czy radio są wyłączone.
    Nie należy się martwić tym faktem, bowiem jak wspomniałem wcześniej, dokładność wskazań naszego zegara (bez synchronizacji DCF oraz zastosowania dodatkowego try-mera CT) jest lepsza niż 1..2 sekundy na dobę. Toteż zsynchronizowanie zegara z wzorcem dwa razy na dobę w zupełności wystarczy.
    W praktyce układ modelowy testowano w Warszawie, w mieszkaniu położonym na parterze 5-piętrowego bloku (ściany z cegły), umieszczając odbiornik w łazience, położonej w centralnej części mieszkania. Stwierdzono poprawną synchronizację zegara kilkadziesiąt (niekiedy kilkaset) razy w ciągu doby, a to dzięki specjalnej wersji programu zegara pokazującej auto-
    rowi projektu ilość poprawnych transmisji DCF w ciągu 24 godzin.
    Poprawne umieszczenie odbiornika z dala od urządzeń zakłóca-j ący ch gwarantuj e sync hronizac j ę wskazań co minutę, a więc na bieżąco.
    Na koniec uwaga dotycząca informacji pokazywanej na wyświetlaczu naszego zegara. W przypadku nieodebrania ważnej (poprawnej) transmisji DCF przez ponad 1 godzinę napis z "ON" przechodzi na "OFF", co świadczy o złych warunkach odbioru. Dzięki temu każdy użytkownik naszego zegara może zaspokoić ciekawość podglądając status DCF, wchodząc do tej opcji menu.
    Na koniec ważna uwaga dotycząca korzystania z menu zegara. Otóż każda operacja wyboru lub ustawienia czasu, daty, powinna być w odpowiednim momencie potwierdzona klawiszem "SET". Niewykonanie tego, np. pozostawienie migającej pozycji minut podczas ustawiania alarmu, powoduje po około 10 sekundach wyjście z opcji ustawiania i przejście do wyższego poziomu menu bez zapamiętania nowej nastawy. Ta sama uwaga dotyczy opuszczenia menu i przejścia do wyświetlania czasu. Można to zrobić klawiszem "SAY" lub po prostu zaczekać, a zegar sam powróci do wskazań bieżącej godziny. Sytuacja ta nie dotyczy jedynie menu pozycjonowania DCF. Tutaj status transmisji pozostaje wyświetlony do momentu naciśnięcia klawisza "SAY" . Dzięki temu mamy możliwość dowolnie długiej obserwacji stanu transmisji i doboru najlepszej pozycji dla naszego odbiornika.
    Jeżeli ktoś stwierdzi że nie zapamięta znaczenia klawiszy obsługujących nasz zegar może wykorzystać pokazany na wkładce w EP4/97 szablon, który można wyciąć, zafoliować, a następnie po wycięciu otworów nakleić na obudowie zegara. Sławomir Surowiński, AVT
    Opracowanie oprogramowania sterującego przedstawionym urządzeniem było wspomagane "emu-latorem procesora 87C51", który jest dostępny jako kit AVT-288.
    Układy Ul w wersji handlowej programowano Programatorem procesorów MCS-51 - kit AVT-320.
    58
    Elektronika Praktyczna 5/97
    PROJEKTY
    Elektroniczny klucz do PC, część 2
    kit AVT-330
    W poprzedniej części
    artykułu opisaliśmy
    konstrukcję karty.
    Dzięki zastosowaniu
    układów programowalnych
    jest ona maksymalnie
    uproszczona, pozostaje tylko
    jeden kłopot - układy te
    należy właściwie
    oprogram o wać.
    Ta część ańykułu
    poświęcona jest omówieniu
    sposobu rozbudowy
    standardowego systemu BIOS
    w komputerze PC.
    Najistotniejszym elementem, um o źli wi a j ący m pr a widl o w ą pra -cę elektronicznego klucza do PC, jest procesor ST62T60B (US3). Podstawowym zadaniem tego mik-rokontiolera jest zapewnienie prawidłowej współpracy karty z pastylkami DS1990 (odczyt kodu pastylki i sterowanie świeceniem diody w czytniku) oraz przechowywanie w pamięci EEPROM kodów umożliwiających zdjęcie blokady komputera. Oprogramowanie tego układu jest zbliżone do zastosowanego w kicie AYT-294, nie będzie więc tu szerzej omawiane. Sposób pracy automatu synchronicznego zbudowanego na układzie EPM7032 (USl) został przedstawiony w pierwszej części, w punkcie "Opis układu".
    Poniżej omówione zostanie oprogramowanie układu EPROM 27C256 (US2), będącego rozszerzeniem standardowego BIOS-u (B10 S Ex tension).
    BIOS i BIOS
    Extension
    w komputerze
    PC
    BIOS (Basic Input Output System) jest programem umieszczonym w pamięci typu ROM na płycie
    głównej komputera. System ten zawiera dziesiątki funkcji i procedur umożliwiających pracę komputera oraz zapewniających prawidłową współpracę pomiędzy elementami komputera pochodzącymi od różnych producentów. Większość z tych procedur jest udostępniona programiście poprzez złożony system przerwań, z części nie można jednak korzystać, gdyż może to zakłócić poprawną pracę komputera lub po prostu nie ma takiej potrzeby. Można zaryzykować stwierdzenie, że BIOS jest głównym i uniwersalnym (bo zawsze działa) elementem pośredniczącym pomię-
    Program użytkowy
    System operacyjny
    BIOS
    Sprzęt
    Rys. 4. Zalecany sposób wykorzystania procedur BIOS-u przez programy użytkownika.
    Elektronika Praktyczna 5/97
    59
    Elektroniczny klucz do PC
    Listing 1. Makro wypisujące tekst na ekranie z uwzględnieniem wybranego języka (polski/angielski).
    wnte Ś MACRO na pis OmlnAn g ;
    LOCAL , NastepnyZnakl, NastepnyZnak, lea si tekst
    Konie ŚcTekstu, Omiń Ani j, JezPL add si, ex
    ; D2 Wl31f = 11-> ' PL lod sb
    = 0 l-> ANG inc ex
    xo r cl,cl emp al,'#' ; znak oddzielający tekst
    mo V ch, cl ; wij ezyku . angielskim ii polski
    mo V ax,31fh jne OminAng
    mo V dx,ax
    in al,dx Je ZPL:
    an d al,4 ; zerowa nie wszystkich bitów pus h ex ; w 1 ds segrrii snt jest OK
    oprócz D2 Na step nyZnak:
    cm P al,4 si tekst
    je OminAng add lod si , ex sb
    ; pis .z po ang emp al ' $' - znacz nik końca tekstu
    pu sh ex je KoniecTekstu
    Wlds segm ent ~} es it OK mov ah.Oeh
    Waste ŚpnyZnakl: int 10 h
    le a si.teks t pop ex
    a dd s i,ex inc ex
    lo dsb pus h ex
    cm p al,'#' jmp NastepnyZnak
    je KoniecTe kstu Ko nieć Tekstu:
    V ah.Oeh pop ax
    in t lOh ENDM
    po p ex
    in c ex
    pu sh ex przykładowy napis
    im p Nastepn yZnakl tl db 'tu wstawiamy teks t w 1jezyku angielsl
    bielski tekst
    tu tekst w I jezyku polskim','$'
    dzy systemem operacyjnym a sprzętem (rys. 4). Korzystanie z niego nie jest jednak konieczne, można pominąć procedury BIOS-u przy dostępie do urządzeń -nie jest to jednak zalecane ze względu na kompatybilność (jest za to niewątpliwie szybsze).
    Konstruktorzy komputera PC przewidzieli możliwość rozbu-
    Rys. 5. Algorytm działania rozszerzenia BIOS-u.
    dowy BIOS-u, jest to oczywiste - nowo powstające karty mogą wymagać własnych procedur obsługi, przykładem może być obsługa trybów wysokiej rozdzielczości karty VGA. BIOS można rozbudować w dwojaki sposób: /wykorzystanie nie obsadzonych podstawek pamięci ROM na płycie głównej (rozwiązanie kłopotliwe w realizacji, gdyż uzależnione od konkretnej płyty głównej, nie
    ma w tym przypadku ogólnych reguł);
    /zainstalowanie pamięci ROM na dodatkowej karcie - w opisywanym projekcie wybrano tę metodę.
    Dodatkowa pamięć ROM, w której zapisany jest BIOS exten-sion, jest poszukiwana przez standardowy BIOS podczas testu ini-cjalizującego komputer (POST -Power On Self Test) w przestrzeni adresowej od C8000h do EOOOOh, z krokiem 2KB. Aby rozszerzenie BIOS-u było odnalezione, muszą być spełnione dwa warunki. 1. Nagłówek rozszerzenia BIOS-u musi mieć następującą postać: bajt 0 55h; bajt 1 AAh;
    bajt 2 długość programu rozszerzenia BIOS-u w 512-bajtowych blokach;
    bajt 3 pierwszy bajt kodu - do tego miejsca przekazywane jest sterowanie przez dalekie wywołanie (tzn., że powrót do procedur standardowego BIOS-u musi być zrealizowany przez daleki powrót: retf).
    2.Suma modulo lOOh wszystkich bajtów rozszerzenia BIOS-u musi być równa 0 - istotna jest, zadeklarowana w drugim bajcie nagłówka, długość programu, a nie fizyczna wielkość pamięci ROM.
    Nie spełnienie powyższych warunków spowoduje zignorowanie procedur zawartych w pamięci ROM.
    Na zakończenie tego teoretycznego wstępu jeszcze jedna praktyczna uwaga. Sterowanie do rozszerzenia BIOS-u jest przekazywane po zainicjowaniu standardowych wektorów przerwań, jednak nie można zagwarantować, że inne rozszerzenia BIOS-u (np. kart VGA) zostały zainicjowane. Należy więc unikać stosowania tego typu odwołań (np. nie powinno korzystać się z przerwań obsługujących tryby graficzne VGA).
    Algorytm
    Na rys. 5 przedstawiono algorytm programu zapisanego w pamięci EPROM karty. Pierwszym krokiem jest ustalenie stanu bitów BO i Bl odczytanych z portu 3lFh. Możliwe są tu następujące sytuacje:
    60
    Elektronika Praktyczna 5/97
    Elektroniczny klucz do PC
    B1B0 znaczenie
    0 0 karta nie jest zainicjowana (w pamięci EEPROM nie sązapisane żadne kody pastylek DS1990);
    0 1 karta jest zainicjowana, przeprowa-
    dzona będzie weryfikacja uprawnień;
    1 0 kombinacja błędna;
    1 1 karta jest nieaktywna (wyłączona z poziomu systemu operacyjnego) lub nie będzie przeprowadzana weryfikacja uprawnień (po zresetowa-niu komputera);
    UWAGA: Weryfikacja uprawnień przeprowadzana jest tylko jeden raz po włączeniu komputera (m ikrokon troler gen eruje wtedy na bitach Bl i BO odpowiednio stany O i 1). Nie zmusza to użytkownika do ciągłego przykładania klucza, jeżeli zresetowanie komputera było konieczne (mikrokontroler zwraca wtedy: Bl=l i BO=1). Na listingu 1 jest pokazane makro wypisujące tekst adresowany zmienną napis. Makro to jest wykorzystywane do wypisywania komunikatów w wybranym języku (ustawianym jumperem LANGU-AGE), przy czym ciąg znaków musi być zakończony znakiem '$', a elementem separującym tekst w języku angielskim od tekstu w języku polskim jest znak '#', znaki te wybrano ze względu na niezbyt częste stosowanie, można oczywiście zastosować inny znak. Do wypisywania znaków na monitorze jest wykorzystane przerwanie lOh (Video and Screen Ser-vices), procedura OEh (Write Cha-racter in Teletype Modę).
    Kompletny program, wykorzystujący makro z list. 1, jest pokazany na listingu 2. Program bezpośrednio implementuje algorytm z rys. 5. Omówienia wymagać może jedynie pętla oczekiwania na przyłożenie pastylki DS1990 do czytnika. Dzięki wykorzystaniu przerwania lAh (System Timer and Clock Services), procedury OOh (Read System-Timer Time Counter) jest możliwe uniezależnienie czasu oczekiwania na przyłożenie pastylki od szybkości komputera. Paweł Zbysiński
    W kolejnym numerze przybliżymy procedury obsługi karty z poziomu systemu operacyjnego.
    Listing 2. Kompletny program rozszerzenia BIOS-u.
    poc zate k: sub dx,cx ; DX < nowy odczyt - stary odczyt
    ; c opyright cmp dx,790 ; ok. 40 sek
    writ e Copyr jl Krok3_01
    mov dx,31fh pop dx ; wyrównanie stosu pętli 40 sek
    mov al,0
    out dx,al ; 31fh <- 0 mov ax,31fh
    in a l,dx mov dx, ax
    and al,3 ; ze rowanie bitów oprócz Dl i 1D2 mov al,2
    cmp al,3 out dx,al
    jne kkl
    jmp koniec ; Klucz OK ; syst em stop!!! = znak STOP
    kkl P al.l xor cl, cl
    jne kk2 xor ch.ch
    jmp Krok3 0 ; Dl=0 ilD0=l pus h ex
    kk2 p al,0 ; Wlds segment jest OK
    je Krok2_0 : Dl=0 ilD0=0 NastZn ak:
    jmp Bladl ; Dl=l ilD0=9 lea si.ZnakStop
    add si, ex
    Kro k2 0 lod sb
    Kro k2: cmp al,'$'
    writ e t2 ; sy stem nie zainicjowany je KonTekst
    mov dx,31fh mov ah.Oeh
    mov al.l int lOh
    out dx,al pop ex
    Kro k2_2 II klucz inc ex
    in a l,dx pus h ex
    and al,3 jmp NastZnak
    cmp al.l KonTek st :
    jne Krok2_2 pop ax
    write t6
    writ e t5 ; in icjalizacja
    mov dx,31fh ; beep Xl2
    Kro k2_22 : ; cz ekaj na 0 mov al,07h
    in a l,dx mov ah.Oeh
    and al,3 al 0 int lOh
    cmp jne Krók2_22 mov ex,5000 ; opóźnienie
    OPOZ2:
    writ e t3 p opoz2
    mov dx,31fh
    Kro k2_3 II klucz
    in a l,dx mov al,07h
    and al,3 mov ah.Oeh
    cmp al.l int lOh
    jne Krok2_3
    writ e t5 ; in icjalizacja zawieś 0:
    mov dx,31fh jmp zawiesO
    Kro k2_32 : ; cz ekaj na 0
    in a l,dx Bladl:
    and al,3 ; wystąpił stan Dl=l ilD0=0
    cmp al,0 write Bladl_t
    jne Krok2_32 zawieś : mov al,0 7h
    mov ah.Oeh
    writ e t4 int lOh
    jmp koniec jmp zawieś ; pętla nieskończona
    ; zawiesza komputer
    ; Dl=0 ilD0=0 koniec
    Kro k3_0 retf
    mov ax,31fh
    mov dx, ax
    mov al.l
    out dx,al ******** ***********************************************************
    mov ex, 160 00 ; 11 opóźnienie 0 CR EQU ODh
    del LF EQU OAh
    loop del
    xor al, al Copyr db CR,LF,'BIOS Extension v.l.0',
    out dx,al CR.LF, 'Security system for PC (O 1997
    btc',CR,LF,CR,LF
    ; b eep db '#',CR,LF,'Rozszerzenie BIOS
    mov al,07h V.l.0' ,CR,LF,'System zabezpieczenia komputera
    mov ah.Oeh (C) 1997 btc',CR,LF,CR,LF, '$'
    int 10 h Bladl t db 'Error at address 31Fh',CR,LF
    db '^Niedozwolony stan bitów
    writ e tl pr oszę przyłożyć klucz... Wl31Fh '.CR.LF,'$'
    writ e t7 ry suj pasek tl db 'Insert key....',CR,LF,CR,LF
    db ' łProsze przyłożyć klucz do
    ; P asek czytnika. . . . ', CR, LF ,CR, LF , ' $ '
    mov ah,0 pe tla 40 sek t2 db 'System not initialized',CR,LF
    int lah Re ad System Timer db - insert first key'
    push dx za chowaj początkową Wartość db 'ttSystem zabezpieczenia nie zosta!
    ti mera zainic jowany' ,CR,LF
    Kro k3_0 db - proszę przyłożyć pierwszy
    mov ah,0 pe tla 50 0 ms klucz' ,'$'
    int lah Re ad System Timer t3 db - insert second key'
    push dx za chowaj początkową Wartość db '# - proszę przyłożyć drugi
    ti mera klucz' ,'$'
    mov ah.Oeh t4 db CR.LF, 'Security system is
    mov al, ' ' activa ted',CR,LF
    int 10 h db '#',CR,LF,'System zabezpieczenia
    j est a ktywny',CR,LF,'$'
    ; od czyt kluc t5 db ' ..initialization',CR,LF
    Kro k3_l db '# . .inicjalizacja' ,CR,LF, '$'
    mov dx,31fh te db 'Computer in standby modę - press
    in a l,dx RESET' ,CR,LF
    and al,3 db 'Komputer został zablokowany
    cmp al,2 ; cz ekaj az (Dl=l ilD0=0) przez system zabezpieczenia - proszę wcisnąć
    jne Krok3 2 RESET' ,CR,LF, '$'
    pop dx t7 db
    pop dx ' ,CR
    jmp koniec ; klucz prawidłowy db ' #
    ',CR,' $'
    Kro k3_2
    mov ah,0 ZnakSt op db CR,LF,CR,LF,CR,LF
    int lah db ' TU ZNAJDUJE SIĘ ZNAK '.CR.LF
    pop CX ; do CX stara wartość timera db ' STOP ZBUDOWANY ZE ZNAKÓW '.CR.LF
    push ex db ' SEMIGRAFICZNYCH '.CR.LF
    sub dx, ex ; DX <- nowy odczyt - stary odczyt db ' NIESTETY NIEDRUKOWALNYCH',CR,LF
    cmp dx,10 db ' JEGO WYGLĄD '.CR.LF
    jł Krok3_l db ' JEST ZAPREZENTOWANY '.CR.LF
    pop dx ; wyrównanie stosu pętli 500 ms db ' NA STR. 59 ',CR,LF
    ko nieć pętli 500 ms db ' ',CR,LF,CR,LF, '$'
    mov ah,0 ends code
    int lah end st art
    pop CX ; do CX stara wartość timera
    jush ex
    Elektronika Praktyczna 5/97
    61
    MINIPROJEKTY
    Wspólną cechę układów opisywanych w działo "Mlnlprojekty" josf łatwość ich praktycznej realizacji. Na zmontowanie i uruchomienie układu w typowym przypadku wystarcza kwadrans. Mogą to być układy stosunkowo skomplikowane funkcjonalnie, niemniej proste w montażu i uruchomieniu, gdyż Ich złożoność i Inteligencja jest zwykle zawarta w układach scalonych. Wszystkie projekty opisywane w tej rubryce sq praktycznie wykonane w laboratorium AVT. Większość z nich wchodzi do oferty kitów AVT jako wyodrębniona seria "Mlnlprojekty" o numeracji zaczynającej się na 1000.
    Moduł wykonawczy dużej mocy współpracujący z interfejsem Centronics
    Do opracowania tego
    prostego urządzenia
    skłonił mnie fakt
    posiadania komputera. Nie
    tego jednak, na którym
    napisałem ten artykuł, ale
    "byłego" komputera,
    muzealnego zabytku
    z epoki AT. Jest to
    lapiop AT288 z 840kB
    U AM, dyskiem 20MB
    i "cegłą", czyli archaiczną
    już dzisiaj kartą CGA.
    Po tym krótkim opisie
    łatwo jest stwierdzić, że
    w AD 1997 maszyna ta
    nie nadaje się już ani do
    jakiejkolwiek pracy, ani
    nawet do najprostszej
    zabawy. Co więc z nią
    zrobić? Wyrzucić trochę
    szkoda, a dodatkowym
    argumentem
    przemawiającym za
    znalezieniem jej jakiegoś
    zastosowania są małe
    wymiary.
    Przypuszczam, że w szafach lub piwnicach wielu Czytelników pracujących obecnie na komputerach z PENTIUM, poniewierają się jeszcze podobne zabytki. Ponadto, przy obecnym tempie rozwoju elektroniki i coraz większych wymaganiach stawianych sprzętowi komputerowemu rośnie stale liczba moralnie przestarzałych, ale całkowicie sprawnych elementów wymontowanych z modernizowanych komputerów. Bardzo często z takich części, dodając jedynie obudowę, można zmontować sprawny komputer i przeznaczyć go do nietypowych zastosowań, czy ryzykownych (dla komputera, oczywiście) eksperymentów.
    Na łamach Elektroniki Praktycznej publikowane były już liczne opisy układów elektronicznych współpracujących z komputerami PC. Były to dodatkowe karty rozszerzeń, programatory epro-mów i procesorów, czy też aparatura pomiarowa do laboratorium elektronicznego. Tym razem chcemy zaproponować coś innego: trywial-
    nie prosty w konstrukcji i łatwy w programowaniu interfejs wyjściowy dużej mocy. Zadaniem układu jest sterowanie dowolnymi urządzeniami zasilanymi prądem elektrycznym. Ponieważ w urządzeniu zastosowano przekaźniki o obciążalności styków do 16A, zakres jego stosowania jest bardzo duży, do zastosowań przemysłowych włącznie. Urządzenie posiada osiem kanałów, czyli osiem niezależnie sterowanych przekaźników. Każdy przekaźnik ma dwa komplety styków przełączanych, a zatem możemy do układu dołączyć aż 32 różne odbiorniki energii elektrycznej.
    Układ modelowy wykorzystywany był jako niezwykle rozbudowany symulator obecności domowników w mieszkaniu. Prosty program umożliwiał zrealizowanie dla potencjalnych włamywaczy wspaniałego spektaklu z cyklu "Światło i dźwięk". Program umożliwiał włączanie i wyłączanie domowych urządzeń elektrycznych w cyklu dobowym z rastrem minutowym. Tylko od naszej wyobraźni zależy,
    jak wspaniałe widowisko urządzimy. Zapalanie i gaszenie świateł, włączanie telewizora lub radia, ^ okresowe urucha-
    mianie magnetofonu z nagranymi rozmowami, sterować możemy wszystkim, co zasilane jest prądem elektrycznym. Ponieważ możemy sterować dużymi mocami , możliwe jest nawet włączenie pralki czy też zainsceni-zowanie domowych porządków, przez włączenie na parę minut odkurzacza. Oczywiście, program ten można zastosować także do innych celów, np. do sterowania urządzeniami elektrycznymi w zakładzie pracy.
    W prezentowanym układzie nie zaleca się stosowania komputerów gorszych od AT. Powód tego jest prosty -komputer klasy XT nie posiada bateryjnego podtrzymania zegara czasu rzeczywistego. Restart programu został tak zorganizowany, że po ewentualnym zaniku
    napięcia zasilającego komputer wczytuje program z dysku lub dyskietki, sprawdza czas i kontynuuje pracę tak, jakby nic się nie stało.
    Schemat elektryczny układu przedstawiono na rys. 1. Układ jest tak prosty, że niewiele ciekawego można o nim powiedzieć. Do zasilania przekaźników wykorzystano popularny układ scalony ULN2803, zawierający w swojej strukturze osiem tranzystorów Darlingtona wraz z diodami zabezpieczającymi przed przepięciami i rezystorami ograniczającymi prąd bazy. Układ został wyposażony we własny stabilizowany zasilacz sieciowy. Zastosowano scalony
    Elektronika Praktyczna 5/97
    67
    MINIPROJEKTY
    Rys. 1.
    stabilizator typu 7812 o napięciu właściwym dla zastosowanych przekaźników.
    Złącza JPl i JP3 dodatkowo wyprowadzają wszystkie sygnały interfejsu Centronics.
    Montaż układu z pewnością nie sprawi nikomu najmniejszego kłopotu. Mozaika ścieżek płytki drukowanej została przedstawiona na wkładce wewnątrz numeru.
    Montaż wykonujemy w tradycyjny sposób, rozpo-
    czynając od jednej zworki i podstawki pod układ scalony, a kończąc na wlutowa-niu przekaźników i transformatora sieciowego.
    Nieco problemów może sprawić włożenie w płytkę złącza do kabla drukarkowego. Wlutowanie tego złącza jest kłopotliwe ze względu na dużą liczbę końcówek (36). Nie muszę chyba zaznaczać, że układ nie wymaga ani regulacji, ani uruchamiania. Warto natomiast po-
    wiedzieć parę słów o możliwości sprawdzenia pracy układu i możliwościach programowania. Układ podłączamy do komputera za pomocą zwykłego kabla drukarkowego, zawsze przy wyłączonym zasilaniu, zarówno komputera, jak i naszego modułu. Do sprawdzenia pracy układu potrzebny będzie jakikolwiek interpreter języka BASIC. Pierwszą czynnością musi być ustalenie adresu portu CENTRONICS naszego komputera. Do tego celu wykorzystamy jeden z popularnych programów diagnostycznych, np. MSD lub CHECKIT. Także popularny NORTON COMMANDER posiada możliwość sprawdzenia konfiguracji systemu za pomocą opcji System Information. Jeżeli w naszym komputerze posiadamy tylko jeden port LPTl, to jego adresem będzie najczęściej 378H. Następnie uruchamiamy posiadany przez nas interpreter BASIC-a i w trybie natychmiastowym wydajemy polecenie:
    OUT &H[adres portu],2 55 Natychmiast po wydaniu tego polecenia włączyć wszystkie przekaźniki. Dlaczego tak się stanie? Wysłanie do portu wyjściowego jakiejkolwiek liczby z przedziału 0..255 powoduje pojawienie się jej reprezentacji
    binarnej na ośmiu wyjściach danych portu. 255(DEC) to 1111111 l(niM1, a zatem na wszystkich wyjściach wymuszony został stan wysoki i w konsekwencji tego na wejściach naszego modułu też mamy wysokie poziomy logiczne. Stany wysokie włączyły tranzystory w układzie ULN28O3, dając opisany efekt.
    Działanie poszczególnych przekaźników możemy sprawdzić wysyłając na adres portu kolejno liczby 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 i 128.
    Zbigniew Raabe, AVT
    Kompletny układ i płytki drukowane są dostępne w ofercie AVT pod oznaczeniem AVT-1141.
    WYKAZ ELEMENTÓW
    Kondensatory
    Cl, C4: lOOnF
    C2: 220^F/25V
    C3: 100^F/16V
    Półprzewodniki
    Ul: ULN2803
    U2: 7812
    BR1: mostek 1A/5OV
    Różne
    PK1: RM82P/12
    Ś>PK2..PK8: RM82P/12
    Zl: złgcze Centronics 36
    Złgcza ARK3 16 szt.
    Złgcze ARK2 1 szt.
    ^Transformator TS6/40
    Uwaga: Elementy oznaczone
    '} nie wchodzę w skład kitu.

    so o
    Rys. 2.
    68
    Elektronika Praktyczna 5/97
    MINIPROJEKTY
    Ciągnik do skanera
    Tytuł tego artykułu
    może nasunąć niejednemu
    Czytelnikowi myśl, że
    z autorem coś jest nie za
    bardzo... Jaki ciągnik i do
    jakiego skanera? Po co
    ciągnąć skaner i za co?
    Proszę się uspokoić, ze
    zdrowiem psychicznym
    autora jest, jak na razie,
    chyba wszystko
    w porządku. Propozycja
    zbudowania ciągnika do
    skanera nie jest też żartem.
    Jest to sprawdzone
    w praktyce urządzenie
    ułatwiające posługiwanie
    się skanerem ręcznym,
    a składające się ze
    śmiesznie taniego
    i prostego w wykonaniu
    układu elektronicznego oraz
    silnika wymontowanego ze
    starej stacji dysków 380kB.
    Posiadanie skanera -urządzenia umożliwiającego digitalizację dowolnych obrazków jest z pewnością marzeniem wielu posiadaczy PC. Niestety, są to urządzenia bardzo drogie i nie każdy może sobie pozwolić na zakup skanera stacjonarnego dobrej firmy. Znacznie tańsze są skanery ręczne umożliwiające uzyskiwanie także dobrych wyników, ale za cenę dość kłopotliwej obsługi. Podczas skanowania musimy przesuwać skaner ręką, powoli i idealnie równomiernie. Jest to bardzo uciążliwe. Nadmierne przyspieszenie ruchu skanera psuje niejednokrotnie całą robotę, zniechęcając do opracowywania kolejnych zdjęć do rodzinnego albumu. Zamiast jednak narzekać, zastanówmy się czy w dobie powszechnie panującego lenistwa musimy jeszcze coś robić ręcznie? Skaner ręczny wyposażony jest w rolkę, po której może się toczyć. Tak więc z zawieszeniem nie będziemy mieli większego kłopotu i musimy jedynie opracować urządzenie, które będzie skaner popychać lub ciągnąć. Jaki jednak zastosować rodzaj silnika napędowego? Najodpowiedniejszym jest chyba napęd elektrycz-
    ny. Jednak zasto-jhi sowanie komutato-[j Tr rowego silnika li -^l elektrycznego prą-^^ du stałego wiąże się z wieloma problemami.
    Silnik taki rozwija użyteczny moment obrotowy jedynie przy dużych obrotach, a skaner musi posuwać się powoli. Powoduje konieczność zastosowania skomplikowanej przekładni mechanicznej. Także regulacja prędkości skanowania nastręczyłaby spore trudności. Na szczęście istnieje inny rodzaj silnika elektrycznego: silnik krokowy, wprost idealnie nadający się do naszych celów.
    Temat silników krokowych i sterowników do nich był już poruszany w młodszej siostrze EP: Elektronice dla Wszystkich. Silniki krokowe są urządzeniami powszechnie stosowanymi. Posiadacz jakiegokolwiek kom-
    Tabela 1.
    dysków. Należy przypuszczać, że większość Czytelników zna zasadę działania silnika krokowego, tak więc omówimy ją w największym skrócie. W odróżnieniu od silnika komutatorowego, silnik krokowy nie posiada żadnych szczotek ani innych ruchomych styków. Składa się on z czterech (silnik czterofazo-wy) lub dwóch (dwufazowy) cewek, przez które cyklicznie przepuszczany jest prąd elektryczny. Umieszczony pomiędzy cewkami magnes ustawia się zawsze zgodnie z kierunkiem pola magnetycznego tworzonego przez aktualnie zasilaną cewkę. Na rys. 1 widzimy uproszczony schemat budowy silnika krokowego i sposób włączenia cewek.
    Cewka A Cewka B Cewka C Cewka D
    Krok 1 włączona
    Krok 2 włączona włączona
    Krok 3 włączona
    Krok 4 włączona włączona
    Krok 5 włączona
    Krok 6 włączona włączona
    Krok 7 włączona
    Krok 8 włączona włączona
    putera jest jednocześnie właścicielem co najmniej kilku takich silników umieszczonych w stacjach
    | DO MASY
    CEWKA A
    | DO MASY
    CEWKA B
    | DO MASY
    CEWKA C
    | DO MASY
    ' CEWKA D
    Rys. 1.
    Już w tym momencie można zauważyć jedną z najważniejszych zalet tego typu silnika: może on obracać się dowolnie wolno, oczywiście "krokami". Liczba takich kroków potrzebna do wykonania obrotu o 360 jest zależna od typu silnika i wynosi od kilku do kilkuset. W najbardziej typowych zastosowaniach cewki włączane są kolejno, jedna po drugiej. Zastanówmy się jednak, co będzie, jeżeli przepuścimy prąd jednocześnie
    Elektronika Praktyczna 5/97
    MINIPROJEKTY
    | D1 | D2 | D3 |
    I 1N4148 I 1N4148 I 1N4148 I
    D4 1N4143
    T1 BC548
    I T2 I T3 |------Y\BC548 ,------V\BC54S ,------V\B
    Pl Pl Pl
    T4 BC548
    12VDC
    R1 10k
    Z2
    Z1
    Rys. 2.
    przez dwie cewki? To oczywiste: magnes ustawi się dokładnie pomiędzy tymi cewkami. A jeżeli cewki będziemy zasilać nie prądem stałym, ale przebiegiem prostokątnym o nierównym wypełnieniu? Wtedy magnes ustawi się także pomiędzy cewkami, ale w odległości proporcjonalnej do średniego prądu płynącego przez każdą z nich. Jak więc z tego wynika, liczba kroków potrzebnych do wykonania pełnego obrotu przez silnik możemy praktycznie dowolnie zwiększać, i to za pomocą względnie prostych sterowników. Tak też postąpimy w naszym układzie, w którym liczba kroków zostanie dwukrotnie zwiększona w celu zapewnienia większej płynności przesuwania skanera.
    Wykorzystany w układzie prototypowym silnik od stacji dysków 360kB potrzebuje 100 kroków do wykonania pełnego obrotu. Zwiększymy tę liczbę do 200, zasilając cewki w sposób podany w tabeli 1.
    Na rys. 2 przedstawiono schemat elektryczny sterownika silnika. Warto podkreślić, że układ ten jest w pełni uniwersalny i może posłużyć do sterowania czterofa-zowym silnikiem krokowym zastosowanym do dowolnego celu.
    Jak widać, układ jest bardzo prosty i zawiera jedynie dwa tanie i ogólnie dostępne układy scalone. Najważniejszym elementem układu jest licznik pierścieniowy (liczby w kodzie 1 z n) 4017, na którego wejście podawany jest ciąg impulsów prostokątnych generowanych przez multiwibrator zbudowany na popularnej kostce NE555. Częstotliwość tych impulsów możemy regulować w szerokich granicach za pomocą potencjometru Pl. Do wyjść licznika dołączony jest koder zbudowany z diod D5..D16. Bazy tranzystorów T1..T4 są zasilane poprzez diody w takiej kolejności, aby uzyskać kolejność włączania cewek jak w tabeli 1. Diody D1..D4 służą zabezpieczeniu tranzysto-
    rów przed przepięciami pojawiającymi się w cewkach silnika podczas wyłączania prądu.
    Licznik 4017 bez dodatkowych połączeń zlicza impulsy do 10 i następnie sam się zeruje. My potrzebujemy licznika modulo 8 i dlatego wyjście Q8 połączone zostało z wejściem zerującym licznika. Nadejście dziewiątego z kolei impulsu powoduje powstanie na tym wyjściu stanu wysokiego i natychmiastowe wyzerowanie licznika.
    Montaż i uruchomienie układu.
    Mozaika ścieżek dwustronnej płytki drukowanej i rozmieszczenie elementów pokazane zostały na rys. 3. Montaż wykonujemy w sposób typowy, rozpoczynając od elementów najmniejszych. Pod układy scalone warto zastosować podstawki. Gotowy układ nie wymaga
    uruchamiania ani regulacji, ale jedynie dołączenia zasilania + 12VDC.
    Silnik krokowy wymontowany ze stacji dysków posiada wtyk pasujący do zamontowanego na płytce złącza typu goldpin. Plus zasilania doprowadzany jest do silnika dwoma przewodami. Rozwiązanie to ma na celu umożliwienie łatwej zmiany kierunku obrotów silnika przez proste odwrócenie wtyku o 180.
    No a teraz najgorsze: mechanika! Szczegóły konstrukcji mechanicznej ciągnika (lub "holownika pcha-cza") do skanera widoczne są na zdjęciu. Potrzebne kółka możemy wymontować z popsutej zabawki lub zastosować koła stosowane w modelarstwie. W rozwiązaniu modelowym kółka napędzane były, za pomocą najprostszej przekładni ciernej, bezpośrednio wałem wirnika.
    WYKAZ ELEMENTÓW
    Rezystory
    R1..R4: 10kQ
    R5: 22kQ
    R6: lOOka
    Pl: 470kQ/A
    Kondensatory
    Cl, C2: 22nF
    C3: 470^F/25V
    C4: lOOnF
    Półprzewodniki
    Ul: 4017
    U2: 555
    T1..T4: BC548
    D1..D16: 1N4148
    Różne
    Złqcze ARK2 1 szt.
    Silnik krokowy 4-fazowy 12V
    (należy zamówić oddzielnie
    w dziale handlowym AVT)
    Kompletny układ i płytki drukowane są dostępne w ofercie AVT pod oznaczeniem AYT-1145.
    . 3.
    Zbigniew Raabe, AVT
    Elektronika Praktyczna 5/97
    SWIAT HOBBY
    EVERYDAY WITH PRACTICAL ELECTRONICS 4/97
    1. 418MHz remote control system, 6 str.
    Opis konstrukcji kodowanego toru radiowego, który można wykorzystać m.in. do zdalnego sterowania pracą alarmów. Czestotli-wolć nośna wykorzystana w tej konstrukcji wynosi 418MHz, a stosunkowo duża moc wyjściowa nadajnika umożliwia przesyłanie sygnału na odlegbść 100..200m.
    Jako elementy kodujące i dekodujące wykorzystano układy scalone HT-12E/F. Konstruktor wykorzystał gotowe elementy toru radiowego w postaci zintegrowanych modułów: nadawczego i odbiorczego, które opracowała amerykańska firma Radio-Tech.
    2. Midi matrix, 5 str.
    W artykule opisano moduł matrycy połączeniowej dla urządzeń współpracujących z interfejsem MIDI. Składa się ona z sześciu optoizo-lowanych portów wejściowo-wyjść i owych zgodnych z MIDI, podłączonych do matrycy przełączników obrotowych, która umożliwia swobodne łączenie wybranych wejść z wybranymi wejściami.
    Każdy moduł interfejsu składa się z prostego układu logicznego wykonanego na układach 74HCT14 oraz transoptorze 6N138.
    3. Frequency sythesiser using a PLL and divide-by-N counter, 2 str.
    Krótki artykuł przybliżający podstawowe metody konstruowania pętli fazowych w oparciu o typowe układy scalone. Autor nie omawia zbyt szczegółowo podstaw teoretycznych PLL, skupiając się prezentacji rozwiązań praktycznych.
    4. Digital TV and MPEG2, 5 str.
    Artykuł przybliżający podstawy kodowania sygnału wizyjnego w standardzie MPEG2 oraz przesyłania obrazu w postaci cyfrowej. Omówiono zarówno zagadnienia związane z kompresją obrazu, sposobami przetwarzania A/C i C/A, metodami doboru modulacji, przedstawiono także schemat blokowy typowego odbiornika satelitarnych transmisji cyfrowych.
    5. Puppy puddle probe, 4 str.
    Jest to artykuł napisany z myślą o miłośnikach... psów!
    Zaprezentowano w nim bowiem konstrukcję detektora psiego moczu na dywanie! Konstrukcja elektrycznie jest niezwykle prosta-w jej skład wchodzi bowiem jeden tranzystor, tyrystor małej mocy, miniaturowy brzęczyk i kilka elementów biernych. Nieco bardziej złożona jest konstrukcja mechaniczna tego wykrywacza, lecz jej dokładny opis ułatwi pracę naśladowcom.
    6. PIC-agoras wheelie metę r, parł 1, 8 str.
    Opis konstrukcji "komputera" pokładowego do roweru. "Sercem" urządzenia jest mikrokontroler PIC16C84, który wyniki swoich obliczeń wyświetla na alfanumerycznym wyświetlaczu LCD (2x16) z wbudowanym kontrolerem HD44780. Jako czujnik prędkości obrotowej koła wykorzystano czujnik pola magnetycznego
    FGM-3.
    ELRAD 3/97
    7. Service-multi, 2str.
    W artykule przedstawiony został miniaturowy oscyloskop cyfrowy firmy Fluke -Scope Meter Fluke 123. Obok prezentacji parametrów technicznych i możliwości przyrządu, autor artykułu skrótowo przedstawił własne wrażenia z posługi-
    WiAD
    wania się tym nowoczesnym miernikiem.
    8. Der goldene Schuss, 4 str.
    Artykuł poświęcono prezentacji najnowszej rodziny procesorów sygnałowych firmy Texas Instruments TMS320C6X.
    9. Bus Basics, 7 str.
    W artykule przedstawiono podstawowe informacje dotyczące szyny PCI, która stała się nowym standardem interfejsu w komputerach klasy PC, wypierając popularne niegdyś LocalBus i EISA.
    10. Der Luchs, teil 1, 6 str.
    Prezentacja modułu komputera zmontowanego na płytce zgodnej ze standardem Eurokarty, którego jednostka centralną jest procesor RISC SH7032 firmy Hitachi.
    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 5/97
    NOWE PODZESPOŁY
    Nowa rodzina układów TOP-SWITCH firmy
    We współczesnych czasach,
    kiedy to panuje niezwykle ostra
    konkurencja wśród producentów
    urządzeń elektronicznych, główny
    nacisk kładą oni na zmniejszenie
    kosztów produkcji, przy
    jednoczesnym rozszerzeniu
    możliwości technicznych wyrobów.
    Cykle projektowania urządzeń
    zostały obecnie skrócone do kilku
    miesięcy, a projektanci są
    w stanie zwiększyć możliwości
    układów scalonych o kilka
    procent miesięcznie. Nieco inaczej
    wyglądała do niedawna sytuacja
    w przypadku układów
    zasilających.
    Producenci zasilaczy o mocy wyjściowej ograniczonej do 25W stanęli przed dużym dylematem - które rozwiązanie wybrać - czy zastosować tradycyjne uldady liniowe, czy uldady impulsowe. Uldady impulsowe są mniejsze, lecz układy liniowe są tańsze. Układy impulsowe pracujące przy dużych częstotliwościach wymagają mniejszych transformatorów. Transformatory stanowią duży udział w całkowitej masie zasilaczy opartych na układach liniowych. Układy impulsowe zapewniają duże możliwości regulacji napięcia stałego przy szerokim zakresie napięcia wejściowego AC. Jednak po zredukowaniu elementów potrzebnych do budowy zasilacza impulsowego w oparciu o układy nowej generacji jego koszt całkowity uwzględniający również zmniejszenie wymiarów płytki drukowanej jest konkurencyjny do układów w technologii tradycyjnej.
    Dużym problemem było opracowanie tanich układów wysokiej skali integracji dla zasilaczy dużej mocy. Power Integrations rozwiązała to zadanie przy pomocy własnej technologii układów scalonych oraz dając gotowe przykłady rozwiązań problemów jakie mogą napotkać konstruktorzy. Rodzina układów PWM w wygodnych do zastosowania trój- + (?ż i nóżkowych obudowach TO- iii
    POWER
    integrations, inc.
    cych.
    Układy TOPSwitch zawierają teoretycznie najmniejszą liczbę wyprowadzeń potrzebnych dla przełączania (dwa] oraz kontroli (jedno] w zasilaczach impulsowych. Układy te są w pełni zintegrowanymi kontrolerami PWM zawierającymi wzmacniacz błędu z kompensacją, tranzystor mocy MOSFET na napięcie 350V lub 700V oraz inne układy do sterowania i zabezpieczeń, co w ogromnym stopniu redukuje liczbę elementów na płytce drukowanej. Zakłada się, że zastosowanie technologii TOPSwitch pozwala na zaoszczędzenie ok. 50 elementów dyskretnych oraz ogromnie ułatwia projektowanie układów zasilaczy. Na rys.l przedstawiono schemat elektryczny przetwornicy zbudowanej w tradycyjny sposób, a na rys.2 schemat elektryczny przetwornicy z układem TOPSwitch.
    Do chwili obecnej znane były i stosowane przez producentów zasilaczy układy PWR-TOP200, które mogły być zastosowane w zasilaczach o mniejszych mocach. W kwietniu 1997 roku firma Power Inegrations przedstawiła nową rodzinę TOPSwitch-II , która pozwala na rozszerzenie zastosowań układów
    220 stanowi duży skok na następne poziomy integracji układów zasilają-
    Rys. 1.
    71
    NOWE PODZESPOŁY
    I
    Rys. 2.
    w zasilaczach od 0.5W do 150W przy tych samych kosztach. Możliwość dostarczania mocy na poziomie 150W pozwala na rozszerzenie stosowania układów TOPSwitch w nowych aplikacjach, takich jak: zasilacze do PC, zasilacze do monitorów komputerowych, urządzeń audio. Pozwala to ograniczyć koszt produkcji tych urządzeń, których konstrukcja oparta była do tej pory na dużej liczbie elementów dyskretnych. Moc potrzebna w stanie ,,stand by" 0.5W i w stanie pracy 150W monitora komputerowego może być dostarczana przez jeden układ TOPSwitch. Monitory wymagają również innych napięć pomocniczych, które mogą być dostarczane także przy wykorzystaniu TOPSwitch. W przypadku innych urządzeń audio/video użycie układów TOPSwitch pozwala na wyeliminowanie ciężkich transformatorów sieciowych.
    Rodzina TOPSwitch-II jest nową, znacznie bardziej rozbudowaną wersją pierwszej generacji TOPSwitch. Jest to zintegrowany układ PWM z wbudowanym tranzystorem MOSFET o napięciu 700V oraz wieloma innymi elementami dyskretnymi. Jest on w pełni zgodny z układami pierwszej generacji, można je więc natychmiast zastosować w opracowanych już aplikacjach lub nowych, wymagających większej mocy i jednoczesnego ograniczenia kosztów produkcji. Głównym udoskonaleniem tych układów jest powiększenie mocy wyjściowej, lepsze wykonanie i zmniejszenie kosztów. Specjaliści z Power Integrations zakładają 30% oszczędność kosztów przy zastosowaniu nowej rodziny TOPSwitch-II.
    Rodzina TOPSwitch-II zawiera układy
    I
    przeznaczone do wielu zastosowań w zależności od żądanej mocy wyjściowej. Dla zastosowań takich jak ładowanie akumulatorów telefonów komórkowych poleca się TOP221P dostarczający do 6W przy zasilaniu 85-265V AC. Dla zasilaczy komputerów PC poleca się TOP227Y dostarczający 150W przy zasilaniu 230V AC lub 1OO/115V AC. Rodzina układów TOP2 21..227 jest dostępna w obudowach trójnóżkowych TOP-220. Rodzina TOP221..224 jest dostępna w obudowach DIP-8 i może dostarczać moc do 3lW. Przy odpowiednim zaprojektowaniu płytki drukowanej dla wykonania DIL możemy uzyskać radiator odprowadzający ciepło co pozwoli na wykorzystanie pełnej mocy układu (rys.3].
    Dla pełnego zrozumienia i standaryzacji metod projektowych, a co za tym idzie, również gotowych wyrobów firma Power Inter-grations dostarcza pełny zestaw narzędzi projektowych. Pozwala to producentom rozpoczynającym dopiero stosowanie układów serii TOPSwitch-II. Pierwszym z narzędzi projektowych jest zestaw RD4 przeznaczony dla producentów zasilaczy do 150W zawierający układ TOP227Y. Drugim zestawem jest RD5 pozwalający na projektowanie układów do 15W przy zasilaniu 85..256V AC zawierający TOP224P w obudowie DIL-8.
    Oba zestawy będą dostępne od maja 1997 roku u autoryzowanych dystrybutorów firmy Power Integrations.
    Waldemar Jaworski
    BlM/FWdbacfc Rrtum
    Input
    Rys. 3.
    BypMS Capach?
    CONTROL
    DRAIN
    Tabela 1.
    TYP OBU DOWA 10-220 p
    TOP221Y 7 12W
    TOP222Y 15 25W
    TOP223Y 30 50W
    TOP224Y 45 75W
    TOP225Y 60 100W
    TOP226Y 75 125W
    TOP227Y 90 150W
    TYP om JDOWA DIP8 p
    TOP[221P 6 9W
    TOP222P 10 15W
    TOP223P 15 24W
    TOP224P 19 31W
    72
    Elektronika Praktyczna 5/97
    NOTATNIK PRAKTYKA
    Chorus idealny, część 2
    Kończymy rozważania na
    temat wymagań stawianych
    idealnemu chorusowi.
    W tej części artykułu autor
    skupił się na przybliżeniu
    najczęściej spotykanych
    problemów związanych
    z konstrukcją elektryczną tych
    bardzo popularnych przystawek
    gitarowych.
    Vcc
    CLK
    CLK
    Rys. 2.
    CLK
    Generator zegarowy
    Problem odpowiedniego sterowania analogowych linii opóźniających przebiegiem zegarowym jest również istotny, bowiem aby poszczególne stopnie kluczowania funkcjonowały prawidłowo jest wymagany sygnał o odpowiednim poziomie i określonym kształcie. Dlatego też, formalne założenie sterowania wejść zegarowych linii opóźniających typu BBD (ang. Brigade Bucket Delay) identycznymi przebiegami w przeciwfa-zie nie zawsze jest spełnione w praktyce.
    Można rozwiązać ten problem na kilka sposobów. W dwóch przedstawionych wykorzystano niezastąpione elementy dyskretne. Pierwszy układ (rys.2), będący typowym przerzutni-kiem FLIP - FLOP, rozbudowano
    0 komplementarne stopnie wyjściowe zbudowane na tranzystorach Tl
    1 T2 (T3, T4). Stabilność napięcia wyjściowego, a w konsekwencji polepszona obciążalność tak zbudowanych stopni buforujących, pozwala na równoległe sterowanie nawet kilku linii opóźniających.
    Układ na rys. 3 przedstawia wersję generatora zegarowego zaprojektowanego całkowicie w oparciu o elementy dyskretne. W tym wypadku, poprzez dobór poszczególnych elementów można w pewnym stopniu wpływać na kształt generowanego przebiegu, jego symetrię i współczynnik wypełnienia. Można oczywiście wykorzystać gotowe układy MN3101 lub MN3102 zawierające wewnątrz wszystko, co jest potrzebne do wykonania tego zadania, ale pomijając fakt, że takie postępowanie byłoby banalne, możemy w przyszłości także napotkać trudności związane z pożądanym (subiektywnie płynnym) przestrajaniem tych układów za pomocą generatora wolnych przebiegów LFO.
    Rys. 3.
    *& Chorus idealny
    Problemy związane z jakością sygnału przetworzonego przez analogową linię opóźniającą, jakkolwiek są istotne, to i tak stanowią jedynie wymóg konieczny przy założeniu uzyskania profesjonalnej jakości efektu końcowego. Osiągnięcie rezul-
    LFOWawa
    tatów zbliżonych do naturalnych zjawisk akustycznych będzie w tym wypadku uzależnione od sposobu modulacji i stworzenia wirtualnego obrazu przestrzennego, w obrębie możliwości, jakie nam daje odbiór stereofoniczny. Niektóre studyjne urządzenia pogłosowe oferują osiągnięcie efektu chorusa modulowanego generatorem przebiegów przypadkowych. Niestety, tak dosłowne przeniesienie idei zjawisk towarzyszących wielogłosowym (w sensie liczby podmiotów wykonawczych) interpretacjom nie przynosi spodziewanego efektu, ponieważ w sposób nieprzyzwoity obnaża działanie "dziko" pracującego generatora LFO.
    Jest to dobry moment na sformułowanie założeń, jakie miałaby spełniać konstrukcja chorusa idealnego. Ponieważ są to zasady niepodważalne dla realizacji określonej idei, dobrze będzie wyszczególnić je w punktach:
    1. Górna granica częstotliwości sygnału użytecznego powinna znajdować się w przedziale od 10 do 12 kHz, zakładając równomierność lepszą niż ą1 dB. 2.Efekt odstrojenia musi być subiektywnie nieprzerwany i równomierny, bez martwych punktów i gwałtownych wahań intonacyjnych. 3.Częstotliwość generatora modulującego nie powinna być rozpoznawalna na podstawie odsłuchu przetwarzanego dźwięku kołyszącego się intonacyjnie.
    4. Sygnały przetwarzane i bezpośrednio mieszane w układach wyjściowych urządzenia powinny znajdować się w stanie równowagi dynamicznej. W tym wypadku oznacza to równomierne amplitudowo odtwarzanie złożonych sygnałów
    0 szerokim spektrum częstotliwościowym, pomimo wzajemnych cyklicznych zmian fazy pomiędzy sygnałami.
    5.Reprodukcja efektu powinna być w pełni stereofoniczna, z uwzględnieniem symulacji szerokiej bazy
    1 niedefiniowalnego kierunku pochodzenia źródła dźwięku.
    Realizacja tak sformułowanych założeń może wydać się trudna lub nawet niemożliwa, jednak w pewnym momencie przyjdzie nam z pomocą po prostu niedoskonałość i subiektywizm ludzkiego słuchu, będący często sprzymierzeńcem wielu współczesnych projektów elektroakustycznych, takich jak choćby za-
    Elektronika Praktyczna 5/97
    73
    NOTATNIK P RA KTYKA
    pis cyfrowy CD lub jeszcze lepiej DCC. Tak jak w przypadku prawdziwego efektu Double Track, do osiągnięcia pożądanego rezultatu musimy użyć dwóch torów, w naszym przypadku linii opóźniających sterowanych wspólnym generatorem LFO. Jednak głębokość modulacji i wstępna częstotliwość niezależnych generatorów taktujących powinna być różna. W praktyce może się okazać wskazane dodatkowe całkowanie jednego z wolnych przebiegów, ale będą to czynności końcowe. Na razie warto zatrzymać się przy samym generatorze modulującym, którego przebieg wyjściowy powinien posiadać odpowiedni kształt i amplitudę.
    Modulacja (LFO)
    Dla efektu symulującego brzmienie chóralne, zarówno częstotliwość, jak i kształt przebiegu będą dość jednoznacznie określone. Jednak gdyby nasze urządzenie miało spełniać inne zadania, wymagające wykorzystania o wiele większego zakresu częstotliwości modulacji, może powstać problem niedopasowania kształtu przebiegu. Jedno z najwyżej cenionych wśród muzyków urządzeń cyfrowych typu Digital Delay - Lexicon PCM42 posiada generator LFO wyposażony w możliwość regulacji kształtu przebiegu od prostokątnego do sinusoidalnego. Nie jest to zrealizowane bez powodu, ponieważ doświadczenia wykazują, że modulacja bardzo niską i umiarkowaną częstotliwością (od 0,05 Hz do 1 Hz) wymaga przebiegu trójkątnego, aby docelowe przestrajanie przebiegało płynnie. Przy częstotliwościach LFO powyżej 0,5 Hz najbardziej niepostrzeżenie następuje zmiana narastania w opadanie dla przebiegu trójkątnego, z lekko zaokrąglonymi wierzchołkami. Szybka modulacja wydaje się najbardziej interesująca dla przebiegów zbliżonych do sinu-soidy, ale w zależności od tego, co chcemy osiągnąć (efekt rotacji, wib-rato), możliwe są w tym przypadku inne warianty obwiedni. Zmiana częstotliwości generatora zegarowego nie zawsze musi przebiegać liniowo. Dlatego też ostateczny kształt obwiedni i prędkość zmian napięcia sterującego przestrajany generator będą wypadkową subiektywną w relacji do praktycznie uzyskiwanego efektu. Aby zostały spełnione wcześniej określone założenia, interesować nas będą tylko umiarkowane częstotliwości modulacji, podporządkowane rezultatowi finalnemu. Modulacja bardzo wolnymi przebiegami o obwiedni sinusoidalnej wykazuje
    martwy punkt w momencie przejścia z narastania do opadania, jednak w pewnych okolicznościach, związanych z relacją fazową poszczególnych reprodukowanych sygnałów, może się okazać wskazany właśnie taki kształt przebiegu. Idealnym rozwiązaniem byłoby zastosowanie generatora o programowalnym kształcie przebiegu, choćby tylko w zakresie stopniowego przejścia od trójkąta do sinusoidy.
    Doświadczenia praktyczne wykazują, że danej szybkości (częstotliwości) modulacji odpowiada dość ściśle określona intensywność, dla której efekt chorus brzmi najbardziej naturalnie i nienachalnie, a jednocześnie w dużym stopniu przestrzennie i polifonicznie. Oczywiście mówimy o układzie zbudowanym w oparciu o przynajmniej dwie linie opóźniające, realizujące opóźnienie sygnału w różnym zakresie, ale o wspólnym cyklu modulacji. Próby sterowania układu dwoma generatorami LFO przemiatającymi z różną częstotliwością wypadają momentami znakomicie, ale generalnie dają najlepszy rezultat, gdy generatory pracują z niemal identyczną prędkością. Zastosowanie jednego generatora LFO i dwóch układów CLOCK o różnych częstotliwościach pozwala na dostrojenie modulacji idealnej. Uzyskany efekt jest oczywiście uzależniony od sposobu, w jaki są mieszane poszczególne sygnały, natomiast szybkość zmian i opóźnienie są sobie wzajemnie podporządkowane. Bardzo wolne przebiegi LFO wymagają większej głębokości modulacji, która powoduje naturalnie duże cykliczne zmiany opóźnienia. Nie jest to korzystne, ponieważ zauważalne stają się zmiany ataku dźwięków. Powstaje przy okazji efekt nazywany SHORT DELAY, co nie wymaga chyba tłumaczenia. Podsumowując można powiedzieć, że maksymalne opóźnienie, powstające podczas modulacji, powinno dotykać tej granicy, natomiast ustawienia częstotliwości i głębokości modulacji powinny być dokonane w taki sposób, aby ostateczny efekt brzmieniowy był możliwie intensywny, ale nie powodował wyraźnego kołysania intonacją dźwięku. Dwie linie opóźniające stanowią w tym wypadku dwa odrębne źródła sygnału. Wystarczy niewielka różnica w zakresie głębokości ich przestrajania, aby w rezultacie powstało wypadkowe brzmienie posiadające bogate spektrum zmieniające się w czasie. Zakładając, że szybkość modulacji jest mała (czas pełnego przebiegu 2..4
    sek.) możemy założyć statyczne współistnienie 3 różnych sygnałów (dźwięków), dzięki czemu ostateczny efekt posiada skuteczność, jaką tradycyjny chorus osiąga dopiero po dokonaniu ustawień nie mieszczących się w granicach dobrego smaku.
    Wirtualne stereo
    Dysponując dwoma różnymi sygnałami przetworzonymi oraz sygnałem bezpośrednim, możemy w prosty sposób uzyskać efekt symulujący przetwarzanie stereo. Wystarczy sygnał bezpośredni skierować w równych proporcjach do obydwu kanałów, dodając do kanału lewego sygnał opóźniony i modulowany A, natomiast do kanału prawego sygnał B. Otrzymany rezultat już może być dobry, ale tego rodzaju rozwiązanie charakteryzuje jeszcze cecha znana z najprostszych chorusów w małych podłogowych pudełkach, polegająca na trudności ustawienia pożądanej intensywności efektu, który albo staje się nachalny - rozstrająjący, albo zbyt dyskretny. Znakomite przetwarzanie kreujące prawdziwy efekt stereo uzyskamy realizując przykładowy układ z rys.4.
    Poszczególne sygnały są mieszane w ten sam sposób, jak to zostało wcześniej określone, jednak dodatkowo sygnał z linii A podajemy w prze-ciwfazie do kanału prawego, a sygnał z linii B, w ten sam sposób, do kanału lewego. Proporcja amplitudy sygnałów odwróconych, w stosunku do sygnałów będących w fazie A i B, powinna oscylować w granicach 50%, natomiast pasmo sygnałów przeciwfazowych powinno być ograniczone w zakresie najniższych częstotliwości charakterystycznych dla danego źródła sygnału np. ludzkiego głosu, gitary elektrycznej itd. Można założyć, że granica ta powinna wynosić 100..150 Hz dla większości zastosowań. Nie jest to jednak parametr mający zasadnicze znaczenie dla funkcjonowania urządzenia, a jedynie rezultat konkretnych prób wykorzystujących gitarę elektryczną. Do osiągnięcia tego założenia wystarczające będzie obcinanie charakterystyki jedynie przez kondensator sprzęgający o odpowiedniej pojemności.
    Przedstawione rozwiązanie układu mieszającego ma sens tylko w sytuacji odtwarzania stereofonicznego. Zsumowanie sygnałów i odbiór mono jest możliwy, ale duża część poniesionego trudu pójdzie na marne. Trzeba będzie również odłączyć gałęzie sygnałów z odwróconą fazą, ponieważ częściowe znoszenie się
    Elektronika Praktyczna 5/97
    NOTATNIK PRAKTYKA
    A(left)
    LOut
    B (right)
    ROut
    Rys. 4.
    sygnałów zmieniłoby ich proporcje w relacji do sygnału bezpośredniego.
    Pomimo że przedstawiony układ mieszający jest prosty, interpretacja jego działania musiałaby uwzględniać cechy źródła sygnału. Zakładając, że wykorzystamy gitarę elektryczną grającą rozkładane akordy arpegio, efekt finalny będzie tak złożony, iż jedynie subiektywny od-słuch i takaż ocena dokonana przez osobę o dużym doświadczeniu muzycznym może być wiążąca. Praktyczna realizacja wyjściowych układów miksujących w dużym stopniu pozostawia konstruktorowi wolną rękę. Relacja proporcji pomiędzy sygnałem bezpośrednim, a sygnałami modulowanymi nie musi być regulowana. Osiągnięcie najlepszego efektu jest związane oczywiście z dostrojeniem poszczególnych parametrów, jednak tolerancja zakresu ewentualnej regulacji, pozostawionej do dyspozycji użytkownika musiałaby być naprawdę niewielka, aby efekt nie zatracił swojego charakteru. Urządzenie zbliżone konstrukcyjnie do omawianego układu było wytwarzane przez wspomnianą wcześniej firmę Roland pod nazwą Dimension D (jak Depth), jednak wysoka cena i brak możliwości jakiejkolwiek regulacji nie zapewniły mu większego powodzenia wśród szerokich rzesz amatorów muzykowania, dla których często ładna obudowa i czasem tylko pozorne duże możliwości bywają najważniejszym argumentem.
    Omawiane urządzenie, spełniające sformułowane założenia, może wytwarzać efekt typu chorus, jakiego wielu muzyków jeszcze nie słyszało. Zagrane akordy stają się przestrzenne i potężne. Efekt może być z po-
    wodzeniem wykorzystywany na brzmieniach przesterowanych. W tym wypadku brzmienie przypomina efekt powstający przy odsłuchu kilkukrotnie nagranej partii, lub współbrzmienie dwóch dublujących się gitarzystów. Szeroka baza symuluje zjawisko, z jakim mają do czynienia gitarzyści korzystający z rozbudowanych zestawów wielu kolumn i wzmacniaczy. Przy odpowiednim ustawieniu poszczególnych parametrów modulacji, w zasadniczy sposób zmienia się głównie wymiar dźwięku, natomiast jego stabilność intonacyjna i dynamiczna pozostaje niezachwiana. Skonstruowanie urządzenia cechującego się takimi walorami użytkowymi jest dość trudnym zadaniem, wymagającym od konstruktora przede wszystkim wiedzy na temat oczekiwań muzyków. Technika cyfrowego przetwarzania dźwięku wprawdzie zdominowała budowę większości procesorów muzycznych,
    jednak niektóre urządzenia wykorzystujące analogowe linie opóźniające są nadal wysoko cenione ze względu na prostotę konstrukcji i charakterystyczne brzmienie, będące wypadkową zastosowanych rozwiązań, a także konsekwencją ich działania. Krzysztof Jarkowski
    Elektronika Praktyczna 5/97
    75
    SPRZĘT
    Basic Stamp
    "Elektroniczny Znaczek", część 3
    Opis sprzętu i języka
    Kończymy prezentację listy
    instrukcji mikrokomputera BASIC
    Stamp. W kolejnych odcinkach
    przedstawimy kilka aplikacji,
    które przybliżą Czytelnikom
    możliwości tego interesującego
    mikrokomp u tera.
    LOW
    Składnia: LOW pin
    Instrukcja wystawiania logicznego zera na wybrany pin portu we/wy. Jeśli ów pin został wcześniej zaprogramowany jako wejście, następuje zmiana deklaracji i staje się on wyjściem. Wartość pin musi być liczbą lub zmienną reprezentującą liczbę z zakresu 0..7, która określa numer pinu.
    Jeśli określimy argument tej instrukcji jako zmienną, oznacza to wskazanie, gdzie tej wartości należy szukać. Zapis, który dla programistów może być oczywisty LOW pin4,
    wcale nie oznacza zerowania pinu 4 portu we/wy. Powyższy zapis oznacza zerowanie pinu 0, gdy pin 4 jest wyzerowany albo zerowanie pinu 1, kiedy pin 4 jest ustawiony. O tym należy pamiętać.
    NAP
    Składnia: NAP okres
    Instrukcja wprowadzenia procesora w stan uśpienia na krótki okres czasu. Pobór prądu zostaje zredukowany do poziomu 20uA, nie licząc ewentualnych obciążeń podłączonych do portu. Parametr okres jest zmienną albo stałą, definiującą czas trwania stanu uśpienia zgodnie z zależnością: (2okres )* 18ms. Okres przyjmuje wartość z zakresu 0..7. W tabeli poniżej podano czas uśpienia dla poszczególnych wartości parametru okres.
    Okres 2hres Czas trwania stanu uśpienia
    0 1 18ms
    1 2 36ms
    2 4 72ms
    3 8 144ms
    4 16 288ms
    5 32 576ms
    6 64 1152ms
    7 128 2304ms
    Instrukcja NAP działa podobnie jak dalej opisana instrukcja SLEEP. Różnice pomiędzy tymi instrukcjami są związane z dokładnością odmierzania czasu uśpienia. Obie instrukcje bazują na układzie watchdoga znajdującego się wewnątrz procesora PIC. W czasie wykonywania instrukcji SLEEP BASIC STAMP okresowo sprawdza czas odmierzony przez układ watchdoga i dokonuje ewentualnej korekcji. W ten sposób dokładność odmierzania czasu wynosi ą1%.
    Instrukcja NAP opiera się na działaniu układu watchdoga bez wspomnianej wyżej kompensacji. Watchdog w procesorach PIC jest zasilany generatorem RC. Na jego niestabilność ma wpływ temperatura, napięcie zasilania oraz otrzymane w procesie produkcyjnym wartości pojemności i rezystancji. Ten wpływ manifestuje się rozrzutem
    wartości okresu zegara: -50..+100%. Z tego wynika, że np. NAP 1 może odmierzać czas z przedziału 18..72 ms.
    OUTPUT
    Składnia: OUTPUT pin
    Instrukcja definiowania określonego pinu portu we/wy jako wyjścia. Argumentem tej instrukcji jest stała lub zmienna reprezentująca liczbę z zakresu 0..7.
    Instrukcje operujące na pinach wyjściowych (HIGH, LOW, PULSOUT, SEROUT i TOGGLE) dokonują automatycznej definicji pinu na pin wyjściowy. Zmiana ta zostaje zachowana po zakończeniu wykonywania wymienionych w nawiasie instrukcji.
    PAUSE
    Składnia: PAUSE czas
    Instrukcja zatrzymania wykonania programu na pewien czas, określony przez parametr czas. Parametr ten jest zmienną albo stałą reprezentującą liczbę z zakresu 0.. 65535 oznaczającą czas wyrażony w milisekundach.
    POT
    Składnia: POT pin, skala, zmienna
    Instrukcja odczytu względnej wartości rezystancji dołączonej do pinu STAMPA. Rezystancja ta powinna być włączona w sposób nieco odmienny od przyłączania rezystancji przy pomiarze za pomocą zwykłego czasomierza. Jedna końcówka mierzonej rezystancji jest dołączona do pinu portu, a druga końcówka do masy poprzez pojemność rzędu 0,luF. Pomiar rezystancji polega na pomiarze czasu rozładowania owej pojemności przez mierzoną rezystancję (rys. 1). Czas rozładowania jest liczbą 16-bitową, która na potrzeby PBASIC-a jest odpowiednio przenoszona jako wynik 8-bi-towy. Parametry instrukcji POT mają następujące znaczenie:
    - pin - zmienna bądź stała, która
    reprezentuje liczbę z zakresu 0..7 oznaczającą numer pinu portu we/wy;
    - skala - zmienna bądź stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..255; jest to współczynnik podziału 16-bitowego wyniku tak dobrany, aby wynik przeskalo-wania zmieścił się na ośmiu bitach: 16-bitowy wynik pomiaru jest mnożony przez skalę i dzielony przez 256;
    Z wyprowadzenia portu
    Rx
    o.iuf:
    Rys,
    Elektronika Praktyczna 5/97
    77
    SPRZĘT
    - zmienna - prze skalowany wynik pomiaru jest tutaj umieszczany.
    Dobór parametru skala jest eksperymentalny. Zakres mierzonych wartości rezystancji wynosi 5..50kD. Może to być rezystancja potencjometru, rezystora, termistora czy fo-torezystora.
    PULSIN
    Składnia: PULSIN pin, stan, zmienna
    Instrukcja pomiaru czasu trwania impulsu z dokładnością lOus. Parametry instrukcji PULSIN mają następujące znaczenie:
    - pin - zmienna bądź stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..7 oznaczającą numer pinu portu we/wy;
    - stan - zmienna albo stała, która reprezentuje liczbę 0 albo 1 oznaczającą początkowe zbocze mierzonego impulsu (0 -zbocze opadające, 1 - zbocze narastające);
    - zmienna - zmienna, w której jest zapamiętany wynik pomiaru: może to być 8-bitowe albo 16-bitowe słowo, a ponieważ pomiar jest wykonywany z kwantem lOus, to najdłuższy czas pomiaru wynosi 0,65535 sekundy.
    Niezależnie od długości parametru zmienna, pomiar jest pamiętany w liczniku o długości 16 bitów, a w przypadku zmiennej jako bajtu, wynik jest młodszym bajtem tego licznika. Np. zmierzony czas równy 2,56ms da wynik 256, jeśli zmienna jest słowem albo 0, kiedy zmienna jest bajtem.
    Należy zauważyć, że instrukcja PULSIN jest instrukcją trwale zmieniającą definicję pinu na pin wejściowy.
    PULSOUT
    Składnia: PULSOUT pin, czas
    Instrukcja generowania impulsu na jednym z wyjść o określonym czasie trwania. Generacja tego impulsu polega na zmianie logicznego stanu pinu na przeciwny (z 0 na 1 albo odwrotnie). Parametry instrukcji PULSOUT mają następujące znaczenie:
    - pin - zmienna bądź stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..7 oznaczającą numer pinu portu we/wy;
    - czas - zmienna albo stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..65535, która określa liczbę kwantów lOus czasu trwania impulsu.
    Instrukcja PULSOUT 1,10 oznacza zmianę stanu na pinie 1 portu we/wy na czas lOOus.
    Trzeba pamiętać, że instrukcja PULSOUT trwale zmienia definicję pinu na pin wyjściowy.
    PWM
    Składnia: PWM pin, wypełnienie, cykle
    Instrukcja generacji serii impulsów o zadanym wypełnieniu. Parametry tej instrukcji mają następujące znaczenie:
    - pin - zmienna bądź stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..7 oznaczającą numer pinu portu we/wy;
    - wypełnienie - zmienna albo stała, reprezentująca liczbę z zakresu 0..255 określającą współczynnik wypełnienia impulsu; współczynnik ten wynosi wypełnienie/255;
    - cykle - zmienna albo stała, reprezentująca liczbę z zakresu 0..255 określającą liczbę okresów tworzonego w ten sposób przebiegu prostokątnego.
    Jeśli wypełnienie jest równe 0, na pinie trwa ciągle stan niski, kiedy wypełnienie wynosi 255, na pinie mamy stały stan wysoki.
    Instrukcja PWM jest pomocna w wytwarzaniu napięcia analogowego o zadanej wartości. Wystarczy do danego pinu podłączyć prosty układ całkujący RC, znany z wyżej opisanej instrukcji POT (rys. 2).
    Z wyprowadzenia portu
    1Ok
    Wyjście analogowe
    1OuFl
    Rys, 2,
    Pojawiający się na wyjściu przebieg prostokątny ładuje pojemność przez rezystor, a wartość średnia napięcia jest proporcjonalna do współczynnika wypełnienia. Np. jeśli parametr wypełnienie wynosi 170, to współczynnik wypełnienia wynosi 170/ 255=0,67, czyli wartość średnia napięcia powinna w przybliżeniu wynosić 0,67*5=3,35V. Parametr cykle w instrukcji PWM zależy od obciążenia wyjścia analogowego, bowiem musi wystąpić pewna liczba okresów przebiegu prostokątnego, aby pojemność naładowała się do żądanej wartości napięcia.
    RANDOM
    Składnia: RANDOM słowo
    Instrukcja generatora liczb pseudoloso-wych. Parametr słowo oznacza tu zmienną 16-bitową, w której będzie zapisana liczba pseudolosowa.
    READ
    Składnia: READ położenie, zmienna
    Instrukcja odczytu danych z pamięci EEP-ROM. Parametry instrukcji READ mają następujące znaczenie:
    - położenie - zmienna albo stała reprezentująca liczbę z zakresu 0..255 określającą adres komórki do odczytania z pamięci EEPROM;
    - zmienna - zmienna, do której jest zapisywana dana odczytana z pamięci EEPROM.
    Pamięć EEPROM służy do przechowywania programu i danych. Program jest zapisywany od adresu 254 w stronę wartości malejących, a dane mogą być zapisane od adresu 0 w stronę wartości rosnących. W komórce o adresie 255 jest przechowywana wartość adresu ostatniej instrukcji programu. Np. liczba 170 zapisana w komórce o adresie 255 oznacza, że ostatnia komórka zajęta przez program ma adres 170 i komórki o adresach z zakresu 0-169 mogą przechowywać dane. W ten sposób istnieje możliwość przedłużenia pamięci danych na pamięć EERPOM.
    RETURN
    Składnia: RETURN
    Instrukcja powrotu z podprogramu wywołanego przez instrukcję GOSUB.
    REVERSE
    Składnia: REVERSE pin
    Instrukcja zamiany definicji pinu, z wejściowego na wyjściowy albo odwrotnie. Parametr pin jest zmienną albo stałą reprezentującą liczbę z zakresu 0..7, które określa numer pinu portu we/wy.
    SERIN
    Składnia:
    SERIN pin,prędkość, (znacznik, znacznik,...) SERIN pin,prędkość,{#},zmienna, {#(zmienna,...
    SERIN pin,prędkość,(znacznik,znacznik, ...), {#},zmienna,{#}zmienna, . . .
    Instrukcja odbioru danych z portu szeregowego. Parametry pin i prędkość tej instrukcji mają następujące znaczenie:
    - pin - zmienna bądź stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..7 oznaczającą numer pinu portu we/wy;
    - prędkość - zmienna bądź stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..7 symbolicznie oznaczającą prędkość transmisji określoną w tabeli poniżej
    Liczba Symbol Prędkość Polaryzacja transmisji
    0 T2400 2400 wprost
    1 T1200 1200 wprost
    2 T600 600 wprost
    3 T300 300 wprost
    4 N2400 2400 zanegowana
    5 N1200 1200 zanegowana
    6 N600 600 zanegowana
    7 N300 300 zanegowana Symbole zamieszczone w drugiej kolumnie powyższej tabeli są predefiniowanymi symbolami odpowiednich stałych z kolumny pierwszej, dzięki temu nie musimy pamiętać liczb, lecz łatwiej przyswajalne oznaczenia.
    Pozostałe parametry transmisji szeregowej są niezmienne i następujące: bez bitu parzystości, 8 bitów danych, jeden bit stopu. Często takie parametry transmisji są oznaczane jako 8Nl.
    Dalsze parametry instrukcji SERIN mają następujące znaczenie:
    - znacznik - zmienna bądź stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..255, oznaczająca liczbę, która musi być odebrana, zanim procedura ewentualnie odbierze właściwe dane;
    - zmienna - zmienna opcjonalna, do której jest zapisana odebrana dana; jeśli ta zmienna jest poprzedzona znakiem #, oznacza to, że zostaną odebrane znaki ASCII kodujące cyfry i automatycznie będzie przeprowadzona konwersja na liczbę binarną zapisaną do zmiennej. Podajmy kilka przykładów zapisu tej instrukcji:
    - SERIN O,T3OO,b2 - program jest zatrzymywany do chwili odbioru jednego bajtu pin
    T8
    Elektronika Praktyczna 5/97
    SPRZĘT
    0 portu we/wy z prędkością 300 bodów
    1 polaryzacji wprost. Kod odebranej danej będzie zapisany do zmiennej b2. Np. odbiór znaku "A" oznacza zapis liczby 65 do zmiennej b2.
    - SERIN 0,Tl200,#wl -program jest zatrzymywany do chwili odbioru łańcucha cyfr zapisanych w kodzie ASCII. Kody cyfr powinny być zakończone niecyfrowym znakiem ASCII, co dla interpretera PBA-SIC oznacza koniec transmisji całej liczby. Na przykład, gdy został nadany tekst następujący ,,XYZ:576%", to łańcuch ,,XYZ:" zostanie zignorowany, potem zostaną zapamiętane znaki ,,5", ,,7", ,,6". Odebranie znaku ,,%" spowoduje konwersję ciągu znaków ,,576" na odpowiadającą im liczbę binarna, która zostanie zapamiętana w zmiennej wl. Pominięcie znaku # w zapisie instrukcji SERIN spowoduje odebranie tylko znaku "X" i zapis jego kodu ASCII (liczba 88) do zmiennej wl. Sekwencja pozostałych znaków będzie zignorowana, ponieważ instrukcja SERIN będzie uznana za zakończoną.
    - SERIN 0,N2400,("A") - wykonanie programu jest zatrzymane do chwili odebrania na pinie 0 bajtu zawierającego kod ASCII litery "A". Można zatem wysyłać dowolnie długie ciągi znaków i jeśli nie trafi się wśród nich litera A, to wykonanie programu będzie ciągle wstrzymane.
    - SERIN 0,T2400,("AKUKU"),b2,#b4 - powyższy zapis pokazuje pełnię możliwości instrukcji SERIN. Wykonanie programu jest wstrzymane do wykrycia sekwencji znaków ASCII "AKUKU", potem następny odebrany bajt będzie zapisany do zmiennej b2, a dalsza sekwencja cyfr zakończona niecyfrowym znakiem ASCII po konwersji będzie zapisana do zmiennej b4. Np. łańcuch znaków "::;KAKUKU!! @@@30@" zostanie zinterpretowany przez tak zapisaną instrukcję SERIN w sposób następujący. Sekwencja ,,::;K" będzie zignorowana, potem zostanie odebrana sekwencja ,,AKUKU", dopuszczająca do dalszego wykonania instrukcji SERIN. Kod ASCII znaku wykrzyknika będzie zapisany do zmiennej b2. Znaki "@@@" będą pominięte, zostaną odebrane znaki ,,3" oraz ,,0". Odebranie znaku końcowego "@" spowoduje konwersję sekwekcji ,,30" na binarny zapis liczby 30, który będzie zapamiętany w zmiennej b4.
    SEROUT
    Składnia:
    SEROUT pin,prędkość,({#}dana,{#(dana , . . . )
    Instrukcja szeregowego nadawania danych. Parametry tej instrukcji mają następujące znaczenie:
    - pin - zmienna bądź stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..7 oznaczającą numer pinu portu we/wy;
    - prędkość - zmienna bądź stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..15 oznaczającą jedną z prędkości transmisji o parametrach zawartych w tabeli poniżej
    Liczba Symbol Prędkość polaryzacja i parametry wyjścia
    0 T2400 2400 sygnał nlezanegowany
    1 T1200 1200 sygnał n iezanegowany
    2 T600 600 sygnał niezanegowany
    3 T300 300 sygnał niezanegowany
    4 N2400 2400 sygnał zanegowany
    5 N1200 1200 sygnał zanegowany
    6 N600 600 sygnał zanegowany
    7 N300 300 sygnał zanegowany
    8 OT2400 2400 sygnał niezanegowany
    otwarty dren
    9 OT1200 1200 sygnał niezanegowany
    otwarty dren
    10 OT600 600 sygnał niezanegowany
    otwarty dren
    11 OT300 300 sygnał niezanegowany
    otwarty dren
    12 ON2400 2400 sygnałzanegowany otwarte
    źródło
    13 ON1200 1200 sygnałzanegowany otwarte
    źródło
    14 ON600 600 sygnałzanegowany otwarte
    źródło
    15 ON300 300 sygnałzanegowany otwarte
    źródło
    Pozostałe parametry transmisji są następujące: bez bitu parzystości, osiem bitów danych, jeden bit stopu.
    Kolejny parametr instrukcji SEROUT ma następujące znaczenie:
    - dana - zmienna bądź stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..255 oznaczającą daną do wysłania; jeśli dana jest poprzedzona znakiem #, to przed wysłaniem podlega konwersji na ciąg odpowiadających jej znaków ASCII. Bez tego znaku dana jest nadawana w postaci binarnej.
    Oto kilka przykładów zapisu parametrów instrukcji SEROUT:
    - SEROUT 0,N2400,(65) - na wyprowadzeniu O portu we/wy pojawi się zanegowany sygnał transmisji szeregowej o prędkości 2400 bodów i będzie nadana liczba 65, czyli kod ASCII znaku "A".
    - SEROUT 0,N2400,(#65) - w tym przykładzie zostaną nadane dwa bajty, które są kodami ASCII znaków ,,6" i ,,5".
    SLEEP
    Składnia: SLEEP czas
    Instrukcja wprowadzenia procesora w stan uśpienia. Parametrem tej instrukcji jest czas wyrażony w sekundach. Może to być zmienna albo stała reprezentująca liczbę z zakresu 1..65535, co odpowiada czasowi od 2,3s do około 18 godzin.
    Nasuwa się pytanie, jak to możliwe, aby dla parametru czas równego 1 czas uśpienia wynosił 2,3. Okazuje się, że rozdzielczość instrukcji wynosi 2,304s. Parametr czas jest zaokrąglany do najbliższej wielokrotności 2,304, i tak SLEEP 1 czas ten wyniesie 2,3s, a dla SLEEP 10 - 11,52 (5x2,304).
    Instrukcja SLEEP bazuje na układzie wat-chdoga procesora PIC. Dokładność odmierzania czasu w ten sposób nie jest zadowalająca (-50% do +100%). Jednak dokładność pomiaru czasu wynosi około 1%, ponieważ w czasie wykonywania instrukcji SLEEP, BASIC STAMP okresowo sprawdza czas odmierzony przez układ watchdoga i dokonuje ewentualnej korekcji.
    SOUND
    Składnia:
    SOUND pin,( wysokość, trwanie, wysokość, trwanie,...)
    Instrukcja generacji fali prostokątnej. Sygnał ten może poprzez pojemność zasilać głośnik niewielkiej mocy (rys. 3). Znaczenie parametrów instrukcji SOUND jest następujące:
    Z wyprowadzenia portu
    1OuF
    Rys, 3,
    - pin - zmienna bądź stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..7 oznaczającą numer pinu portu we/wy;
    - wysokość - zmienna bądź stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..255 oznaczającą wysokość dźwięku. Wysokość równe 0 oznacza brak dźwięku, liczby 1..127 dają tony o wysokości rosnącej, wartości 128..255 dają szum biały o barwie od buczenia (128) do syczenia (255);
    - trwanie - zmienna bądź stała, która reprezentuje liczbę z zakresu 0..255 oznaczającą czas trwania dźwięku o danej wysokości jako wielokrotność 12 milisekund.
    Zależność pomiędzy parametrem wysokość a faktyczną częstotliwością dźwięku określa równanie:
    STACK {#Wysokosc=127-{{l} OVER {częstotliwość[Hz]}-95 CDOT10 SUP {-6}} OVER {83 CDOT10 SUP {-6}}}
    TOGGLE
    Składnia: TOGGLE pin
    Instrukcja zmiany stanu pinu na przeciwny. Jeśli dany pin jest zdefiniowany jako wejście, nastąpi trwała zmiany definicji na pin wyjściowy.
    WRITE
    Składnia: WRITE położenie, dana
    Instrukcja zapisu danych z pamięci EEP-ROM. Parametry instrukcji WRITE mają następujące znaczenie:
    - położenie - zmienna albo stała reprezentująca liczbę z zakresu 0..255 określającą adres komórki do odczytania z pamięci EEPROM;
    - zmienna - zmienna, w której jest dana przeznaczona do zapisu w pamięci EEPROM.
    Pamięć EEPROM służy do przechowywania programu i danych. Program jest zapisywany od adresu 254 w stronę wartości malejących, a dane mogą być zapisane od adresu 0 w stronę wartości rosnących. W komórce o adresie 255 jest przechowywana wartość adresu ostatniej instrukcji programu. Np. liczba 170 zapisana w komórce o adresie 255 oznacza, że ostatnia komórka zajęta przez program ma adres 170 i komórki o adresach z zakresu 0..169 mogą przechowywać dane. W ten sposób istnieje możliwość przedłużenia pamięci danych na pamięć EEPROM. Mirosław Lach, AVT
    Elektronika Praktyczna 5/97
    79
    KURS
    Realizacja projektów na 8051 przy pomocy oprogramowania firmy
    W tym odcinku "Kursu"
    omówiono zagadnienia
    związane z obsługą
    wewnętrznej pamięci
    mikrokontrolerów serii '51,
    przy pomocy procedur
    dostępnych w pakiecie firmy
    I AR.
    Obszar adresowanym portów we|ściaAvy]ścia
    Obszar "zewnętrznego" stosu programu
    Obszar stosu tzw "recurswe stack" używany przez ImKer
    Mie|sce na deklaraqe obszaru typu NV-RAM, nieinit.-)Ś>.,ŚŚ!Ś::Ś i Ś; irf-ecie systemu
    Mody w prz
    Imcjo-
    wart ił , .Ś.ŚŚ._-,Ś!Ś ^vvu
    po resecie systemu
    "stnng" Kompilatora
    Nieimc|owane zmienne zadeklarowane
    w segmencie X_DATA Zerowane po resecie
    Obszar zmiennych lokalnych, parametrów przekazywanych przez funkcje oraz obszar sterty programu
    Także miejsce adresów powrotu przekazywanych przez funkcje wprzypadku
    użycia opcji kompilat^-. Ś '_____________
    Imcjo -anewsegmencie
    P_DA Ś zepisywane są
    zseg - - ŚŚ'-Ś ;vs!emu
    Niez:
    menae F DATA Zerowane p.
    :;wseg-
    Schemat pamięci XDATAwzewn pamięci programu
    Rys. 3.
    IDATA memory
    Symbolem tym oznaczana jest wewnętrzna pamięć RAM procesora 8051 o adresach od OOh do OFFh. Ponieważ pewna część procesorów tej rodziny posiada jedynie 12 8 bajtów pamięci użytkownika (OO...7Fh), toteż kompilator umożliwia dostęp tylko do tej części pamięci, reszta jest zajęta przez SFR's, czyli rejestry specjalne procesora.
    Wszystkie zmienne programowe zadeklarowane w obrębie tego segmentu pamięci są dostępne dla kompilatora poprzez adresowanie pośrednie (z wykorzystaniem wskaźników @R0 i @Rl). Tak więc np. zapisanie stałej w obszarze tego segmentu zamiast w postaci:
    M0V 45, #AA
    kompilator wykona jako sekwencję 2 instrukcji:
    M0V R0, #45
    M0V 9R0, #AA
    Warto o tym pamiętać, szczególnie w sytuacjach kiedy czas wykonania rozkazu jest parametrem krytycznym,
    DATA memory
    Mianem tym kompilator określa wewnętrzną pamięć RAM procesora o adresach z zakresu 00h...7Fh, do której odwołania mogą być wykonane drogą adresowania pośredniego jak i bezpośredniego. W odróżnieniu od typu IDATA, wszystkie dane umieszczone w tym segmencie pamięci są dostępne poprzez drugi tryb adresowania.
    Z punktu widzenia programisty, segment ten ma szczególne znaczenie przy definiowaniu zmiennych (danych), do których dostęp powinien być możliwie najkrótszy. Pisząc program, tego typu daną deklaruje się słowem kluczowym data.
    W obrębie tego segmentu są dostępne także zmienne bitowe. Słowo kluczowe bit pozwala zadeklarować taką daną. Ten sposób deklarowania zapewnia najszybszy dostęp do zmiennych tego typu.
    Kompilator C pozwala na definiowanie pól (rekordów) bitowych ("bit-fields") za pomocą standardowego słowa struct. Należy jednak pamiętać, że w tym przypadku kompilator nie umieszcza takich struktur w obszarze adresowania bitowego procesora 8051. Toteż, kiedy jest istotna szybkość wykonania instrukcji, należy wybierać metodę organizacji pojedynczych zmiennych bitowych, a nie struktur typu ,,bit-fields".
    BDATA memory
    Obszar deklarowany jako BDATA to część wewnętrznej pamięci RAM procesora adresowanej bitowo - adresy 20...2Fh; Tu warto deklarować wszystkie zmienne tego typu, szczególnie jeżeli zależy nam na szybkim dostępie do nich.
    PDATA memory
    Pamięć tego typu jest dostępna poprzez adresowanie bezpośrednie zdefiniowanej strony zewnętrznej pamięci danych (typowe przy trybie dostępu do tej pamięci poprzez instrukcje MOVX wraz z adresowaniem poprzez wskaźniki @R0 i @R1).
    Obszar SFR
    Znaczenie tego obszaru wewnętrznej pamięci RAM procesorów 8051 jest oczywiste dla programistów. Opisywany kompilator C zawiera zbiory nagłówkowe definiujące rejestry specjalne w zależności od zastosowanego rodzaju mikroprocesora. Zbiory te maja nazwy IO*.H, gdzie znak * określa ostatnie cyfry charakterystyczne wybranej kostki, np. IO552.H zawiera definicje rejestrów specjalnych dla procesora 80552. Dzięki temu są możliwe także (podobnie jak w przypadku kompilatorów niskiego poziomu) odwołania do poszczególnych bitów niektórych rejestrów specjalnych np.:
    Pl.7 = 0
    co w efekcie wyzeruje najstarszy bit portu Pl.
    XDATA memory
    Definicja ta deklaruje segment danych umieszczony w zewnętrznej pamięci RAM o adresach 0000h...0FFFFh. W obszarze tym może być definiowana (i stosowana) także pamięć typu NV-RAM oraz obszary wejścia-wyjścia. Rys.3 przedstawia strukturę pamięci segmentu XDATA.
    Wspomniany wcześniej typ pamięci NV-RAM jest ważny dla użytkownika, który w ten sposób może zabezpieczyć wybraną część danych po jego wyze-rowaniu lub wyłączeniu procesoras.
    BANKED memory model
    Rys. 4 przedstawia mapę pamięci programu (CODE) przy korzystaniu z modelu typu banked. Górna sekcja przestrzeni adresowej, rozpoczynająca się od tzw. adresu bazowego banku,
    Elektronika Praktyczna 5/97
    81
    KURS
    FFFFh
    Adres bazowy
    banku ------>
    BankO
    Bank główny 'root bank"
    Banki
    Bank 2 IM.
    OOOOh
    Rys. 4.
    może zawierać wiele banków przełączanych przez mikroprocesor podczas wykonywania programu (Bank 0, 1, 2 itd.). Aby umożliwić pracę w tym trybie, kompilator i linker generują dodatkowy adres - tzw. adres banku. Adres ten składa się z 16-bitowego adresu oraz dodatkowo numeru banku. Fizycznie pierwsza część adresu wystawiana jest typowo na szynę adresowa mikroprocesora 8051, numer banku natomiast, przekazywany jest za pośrednictwem portu Pl kontrolera lub innego, wybranego przez użytkownika, w przypadku innej wersji procesora (80552, 80451, itp).
    Dolna sekcja przestrzenie adresowej nazywana ,,root bank" (bank główny), a adresowana od OOOOh do adresu początkowego banku nie jest przełączal-na.
    W ,,root banku" kompilator umieszcza wszystkie obiekty programu, z wyjątkiem funkcji usługowych. Mogą być one umieszczone w przełączalnej części adresu, ale z równym powodzeniem mogą znajdować się w banku podstawowym. Pod pojęciem obiektów kryją się:
    - funkcje usługowe bibliotek standardowych C;
    - wszystkie typy stałych;
    - wszystkie typy inicjujące zmienne;
    - procedury obsługi przerwań;
    - kod STARTUP.
    Przy odwołaniach do tych elementów, kompilator zawsze używa adresu z obszaru dolnego - nie przełączalnego banków (ang. non bankable area). Rozmiar banku jest ograniczony adresem końcowym banku podstawowego -"root" a maksymalnym 16-bitowym adresem, jakim posługuje się procesor 8051 czyli FFFFh. Typowy rozmiar banku podstawowego zawiera się w granicach 16kB..48kB.
    Kompilator przy odwołaniach do banków przełącz alnych generuje 3-bajtowy wskaźnik, w którym pierwszy bajt określa numer banku, pozostałe dwa bajty zawierają 16-bitowy adres odwołania w wybranym banku pamięci programu. Rys. 5 ilustruje strukturę wskaźnika przy adresowaniu pamięci programu w trybie przełączania banków.
    Sposób pisania programu przez użytkownika dla tego modelu pamięci programu nie różni się zbytnio od modelu "large" . Istnieje jednak kilka różnic, o których warto pamiętać analizując kod źródłowy. O nich napiszemy w dalszej części artykułu.
    Rozmiar banku a rozmiar segmentu kodu
    Każdy skompilowany moduł zawiera segment zwany CODE. Obszar ten zawiera instrukcje odnoszące się do danego segmentu. Kompilator nie ma możliwości dzielenia, np. na 2 części, tej części segmentu i umieszczenia ich w różnych bankach pamięci programu. Dlatego pisząc programy należy pamiętać o tym, że rozmiar pojedynczego segmentu kodu musi być mniejszy od zdefiniowanego rozmiaru banku. W praktyce sytuacja taka występuje prawie
    Wywołania funkcji typu "banked" i "non-banked"
    W każdym modelu pamięci, oprócz ,,banked model", adres powrotny, jak i nowy adres wywołania następnych funkcji, jest zawsze 16-bitowy (2 bajty). Taki sposób adresowania odnosi się także do odwołań funkcji tzw. ,,lokalnych". Aby dokonywać odwołań do funkcji tego typu, kompilator musi wiedzieć, że miejsce odwołania do tej funkcji oraz adres odwołania znajdują się w obszarze tego samego banku. Wywołania funkcji umieszczonych w innych bankach pamięci wymagają zachowania ,,trzeciego" bajtu adresu powrotu. Z tego też powodu oraz z faktu programowego zachowywania rozszerzonego (3-bajtowego) adresu powrotu, wywołania do funkcji lokalnych odbywają się szybciej. Fakt ten nabiera szczególnego znaczenia, jeżeli czas wykonania określonej funkcji jest parametrem krytycznym.
    W trybie programowania pamięci typu ,,banked", użytkownik może zmusić kompilator do wygenerowania kodu funkcji typu "non banked". Kompilator umieszcza wtedy taki kod w banku głównym - root. Do zadeklarowania takiego segmentu służy słowo kluczowe "RCODE" ("-RRCODE").
    Dla przykładu rozpatrzmy dwie funkcje Fl() i F2(), gdzie druga zostaje wywołana w ciele pierwszej funkcji. Pomimo, że obie zostały zdefiniowane w różnych modułach kodu źródłowego, to podczas konsolidacji linker umieści je w tym samym banku pamięci programu. W takim przypadku deklaracja funkcji F2 powinna wyglądać następująco:
    non_banked void F2(void)
    /* tu kod funkcji */
    void Fl(void)
    {
    F2 ( ) ;
    Oczywiście moduł, który zawiera funkcję wywołującą Fl(), powinien być skompilowany z deklaracją segmentu typu -RRCODE.
    Wywołania funkcji obsługi przerwań w modelu "banked"
    Wywołania te są zawsze typu "non-banked". Dlatego przy korzystaniu z modelu "banked" wszystkie odwołania do funkcji obsługi przerwań powinny znajdować się w banku głównym - "root". IAR zaleca umieszczanie ich w oddzielnych modułach i kompilowanie z opcją -R, która automatycznie deklaruje segment z takimi odwołaniami jako RCODE.
    Dla przykładu poniższe wywołanie kompilatora w postaci:
    ICC8051 -mb -RRCODE isr
    kompiluje moduł ISR.C zawierający funkcje obsługi przerwań (od ang. Interrupt Service Routines). Oczywiście korzystając z wersji kompilatora dla Windows - "Embedded Workbench" - opcje te wybiera się w menu kompilatora.
    Modyfikacja portu obsługi pamięci w trybie "banked"
    Domyślnym portem, poprzez który następuje przełączanie banków pamięci programu, jest Pl. Użytkownik może zdefiniować inny port. W tym celu należy zmodyfikować znajdujący się w pakiecie plik źródłowy L18.S03. Zawiera on definicje i funkcje używane przez kompilator w trybie "bank modę". Dla ułatwienia zbiór zawiera dokładne linie komentarza, toteż modyfikacja nie jest kłopotliwa, szczególnie jeżeli pracujemy w środowisku shell a Workbench.
    Po każdej zmianie tego programu należy moduł skompilować, a następnie powstały zbiór obiektowy skopiować jako CL8051B.R03.
    Sławomir Surowiński, AVT
    System udostępniła redakcji firma RK- System.
    natomiast prototyp funkcji F2() w module Fl() wywołującym ją będzie następujący:
    extern non_banked void F2(void);
    a samo wywołanie:
    Bajt 2
    Bajt 1-0
    Numar banku omat (16-błtowy adna)
    Do portu P1 (zswnetmzny dskodsr banków)
    Rys. 5.
    do portu P2:P0 (szyna adresowa 8051)
    82
    Elektronika Praktyczna 5/97
    RAPORT E P
    W kolejnych numerach EP poświęcimy nieco więcej miejsca zestawom oferowanym przez polskich producentów. Jest to zgodne z otwartą formułę "Raportu EP".
    Obrotomierz samochodowy z odczytem liniowym
    kit NE-103
    Tym razem przedstawiamy
    Czytelnikom zestaw opracowany
    przez firmę Nord Elektronik ze
    Słupska, jest to bardzo
    użyteczne urządzenie, które
    może znaleźć zastosowanie
    w każdym współczesnym
    samochodzie z silnikiem
    benzynowym.
    jak wynika z praktyki, poza
    prędkością samochodu,
    temperaturą oraz poziomem
    oleju, aktualne obroty silnika
    są jedną z najważniejszych
    parametrów, który kierowca
    dbający o swoje auto powinien
    kontrolować.
    Dzięki zachowaniu
    optymalnych obrotów
    oszczędzamy nie tylko paliwo,
    lecz także elementy
    mechaniczne układu
    napędowego silnika.
    Opis układu
    Zakres wskazań mieści się w granicach 500..7000 obr/min z rozdzielczością 500 obr/min, co pokrywa użyteczny zakres prędkości obrotowej większości silników benzynowych. Dodatkowa funkcja automatycznego przyciemniania wyświetlaczy po zapadnięciu zmroku zwiększa komfort użytkowania wskaźnika. Schemat elektryczny przedstawia rys.l.
    hnpulsy wejściowe z cewki zapłonowej formowane są w układzie z tranzystorem Tl. Dioda Dl ogranicza ich amplitudę do wartości bezpiecznej. Tak uformowany przebieg jest doprowadzony do obwodu różniczkującego z kondensatorem C3. Każde ujemne zbocze sygnału na kolektorze Tl, wywołuje krótki impuls prądu bazy tranzystora T2. Wtedy to następuje rozładowanie kondensatora C4, a co za tym idzie, rozpoczyna się generowanie impulsu na wyjściu komparatora U5a, który wraz z elementami R5, Pl, R7, R6 oraz C4 stanowi swego rodzaju analogowy uniwibrator mo-nostabilny. Po dodatnim zboczu na kolektorze Tl, kondensator C3 przeładowuje się dzięki diodzie D2 i cykl powtarza się po kolejnym zboczu opadającym sygnału.
    Stan wysoki na wyjściu komparatora U5a trwa do momentu, aż napięcie na jego wejściu odwracającym nie spadnie do połowy napięcia ładującego kondensator C4.
    Czas ten można określić ^ w przybliżeniu ze wzoru: 0,69*C4*(R5+Pl). Dalej sygnał z uniwibratora dostaje się na stopień z tranzystorem T3, którego zadaniem jest konwersja poziomów logicznych komparatora US5a do napięć +3,3V (dla stanu niskiego) i +9V (dla wysokiego). Dolny próg napięcia wyznacza dioda Zenera D3 zasilana poprzez rezystor R8, górny jest natomiast
    równy napięciu wyjścia stabilizatora USl, wioli którego użyto popularnego układu 7809.
    Druga ćwiartka wzmacniacza US5b, wraz z elementami R11..R13 oraz C6..C8, pracuje w konfiguracji aktywnego, 3-biegunowego filtru dolnoprzepustowego. Na jego wyjściu uzyskujemy napięcie stałe z przedziału 3,3..9V, będące dokładnym odzwierciedleniem mierzonej prędkości obrotowej silnika.
    Napięcie to podane zostaje następnie na wejście przetwornika A/ C, który zbudowano w oparciu o 14 komparatorów US2..US4 oraz z połowy wzmacniacza US5. Wyjścia komparatorów sterują bezpośrednio załączaniem podwójnych sekcji diod świecących LED. Rezystory R31..R44 ograniczają prąd płynący przed diody świecące. Drabinka złożona z rezystorów R14..R27 wyznacza progi załączania poszczególnych sekcji przetwornika A/C. Dzięki zastosowaniu rezystorów o takiej samej wartości (lkii) oraz odpowiednim rozwiązaniu układowym stopnia wejściowego, uzyskano liniowe wskazania mierzonej prędkości obrotowej.
    Tranzystor T4 wraz z elementami R45, R29 oraz R30 steruje przyciemnianiem diod LED przy zmniejszonej jasności otoczenia.
    Montaż i uruchomienie
    Przed przystąpieniem do montażu, producent kitu zaleca ustalenie liczby impulsów zapłonowych z przerywacza (lub elektronicznego układu zapłonowego) przypadających na dwa pełne obroty wału korbowego silnika. Dzięki temu możliwe będzie odpowiednie dobranie wartości kondensatora C4, od którego zależy długość generowanego impulsu w opisywanym przetworniku prędkość/napięcie. W instrukcji montażu kitu zawarto odpowiednie tabele ułatwiające dobór C4 dla różnych typów silników czy układów zapłonowych. Dzięki temu nabywca kitu bez trudu będzie mógł wybrać i zastosować odpo-
    Elektronika Praktyczna 5/97
    RAPORT E P
    Rys. 1. Schemat elektryczny obrotomierza, wiednią wartość C4. Dla przykła- dzielczej. du podamy że w popularnym "maluchu" C4 powinien mieć wartość 470nF, a dużym Fiacie oraz Polonezie: 220nF. W każdym przypadku należy stosować dobrej jakości kondensatory typu MKT. Ze względu na różnorodność typów pojazdów, producent kitu zdecydował się na zawarcie w zestawie dwóch dodatkowych kondensatorów o wartościach jak wspomniano wyżej.
    Montaż nie sprawił w naszym laboratorium trudności, dzięki pokryciu strony ścieżek dobrej jakości maską oraz ocynowaniu punk-
    tów lutowniczych. Użycie dobrej jakości tinolu wielo-rdzeniowego i lutownicy o mocy do 40W gwarantuje dużą pewność połączeń.
    Obie płytki skręca się za pomocą 4 śrub M3 oraz kilku nakrętek, a połączenia między nimi można wykonać przy pomocy pozostałych po montażu końcówek rezystorów, srebrzanką lub miękkim przewodem w izolacji. Całość po zmontowaniu ma wymiary 70x60mm i głębokość 34mm.
    Producent nie zaproponował żadnej obudowy. Podczas testowania obrotomierza doszliśmy do wniosku, że można go na przykład zamontować w wolnym miejscu w desce rozdzielczej dużego Fiata czy Poloneza (nie
    wyposażonego w fabryczny obrotomierz) lub dobrać jakąś estetyczną o-budowę plastykową i zamontować na desce roz-
    Przed dołączeniem urządzenia do instalacji należy skalibrować wskazania obrotomierza. Tutaj brawa dla producenta, który w instrukcji dość wyczerpująco opisał trzy sposoby wykonania tej czynności. Pierwszy, dość trudny dla amatora (ze względu na dostęp do odpowiedniego sprzętu), polega na wykorzystaniu przy kalibracji generatora funkcyjnego z cyfrowym odczytem częstotliwości.
    Drugi sposób wykorzystuje przebieg napięcia sieciowego 50Hz. W tym przypadku, użycie dodatkowego transformatora, zgodnie ze
    wskazówkami w instrukcji montażu, umożliwia ustalenie wskazań na 3000 obr/min (50Hz*60 sek).
    Trzecia metoda jest najprostsza i polega na porównaniu wskazań naszego obrotomierza ze wskazaniami obrotomierza fabrycznego zamontowanego w samochodzie o tej samej liczbie impulsów przypadających na jeden obrót wału silnika.
    Dołączenie obrotomierza do instalacji samochodu jest dość proste. Do podłączenia zasilania wykorzystujemy dwa przewody, na plusowym dodatkowo należy zastosować bezpiecznik (2 5 Om A.. 1 A) umieszczony w typowej samochodowej oprawce lub dołączyć kabel do obwodu stacyjki zabezpieczonej fabrycznym samochodowym bezpiecznikiem. Przewód wejściowy impulsów należy dołączyć do zacisku uzwojenia pierwotnego cewki zapłonowej od strony przerywacza lub w nowszych pojazdach od strony elektronicznego modułu zapłonowego. S2
    WYKAZ ELEMENTÓW
    Rezystory
    R1..R4: 4,7kn
    R5: 15k kO
    R6, R7, R9: 10kO
    R8, R14..R28: lkO
    RIO: 2,2kQ
    R11..R13: 680ki2
    R29: 22kQ
    R30: 30kQ
    R31..R44: 820O
    R45: fotorezystor RPP
    Pl: 22kQ pot. montażowy
    Kondensatory
    Cl: 100^F/16V
    C2, C5: 47^F/10V
    C3: lOnF
    C4: 470nF/MKT i 220nF/MKT
    Có: 220nF/MKT
    C7: 470nF/MKT
    C8: 22nF
    Półprzewodniki
    DL D3: C3V3 Zener
    D2, D3: 1N4148
    D5, Dó, D25, D26: LED żółte
    D7..D24: LED zielone
    D27..D32: LED czerwone
    Tl: BC328
    T2, T3: BC308
    T4: TIP127
    US1: 78L09
    US2..US4: LM324
    US5: TL084
    84
    Elektronika Praktyczna 5/97
    FORUM
    "Forum" jest rubryką otwartą na pytania i problemy Czytelników EP, które powstały podczas uruchamiania oferowanych przez nas kitów, a także innych urządzeń elektronicznych. Drugim celem "Forum" jest korekta błędów, które pojawiły się w publikowanych przez nas artykułach.
    Termometr z układami Dallas DS1920 kitAVT-289
    5/96
    W pierwotnej wersji programu zawartego w pamięci EPROM (dołączanej do kitu AVT-289) pojawił się błąd. Otóż przy pomiarze temperatury powy-
    żej 64,0C wskazania termometru były błędne: zapalała się dioda oznaczająca "minus" oraz zaniżone były wskazania wraz z dalszym wzrostem temperatury.
    Program został przez autora projektu poprawiony, a oferowane zestawy są pozbawione tej wady.
    Wszyscy użytkownicy wadliwej wersji oprogramo-
    wania mogą otrzymać bezpłatny upgrade programu, przesyłając stary EPROM pod adres redakcji EP umieszczony w stopce redakcyjnej z dopiskiem: "Serwis AVT".
    Telegazeta w PC kitAVT-90
    List Czytelnika: "(..) układ działa poprawnie przez ponad dwa lata i współpracował z komputerami 286-16, 386DX-40 i 486DX2-80, ale po zmianie komputera na K5-90 odmówił współpracy. Dlaczego nie działa? Komputer i dekoder jest sprawny. Co można zrobić żeby układ nadal działał?"
    Od redakcji:
    Przyczyną kłopotów nie
    jest błędne działanie oprogramowania kitu AVT-90, a działanie sterownika I/O wbudowanego w płytę główną Pańskiego komputera. Otóż nowe rodzaje sterowników portów szeregowych i równoległych posiadają często dodatkowe rejestry konfiguracyjne nie ujęte w specyfikacji standardu RS232c, do którego była przystosowana przystawka telegazety. Rozwią-
    7/93
    zaniem problemu jest odpowiednie skonfigurowanie portu transmisji szeregowej, do którego jest dołączona telegazeta. Można tego dokonać w setupie systemowym komputera, bądź z zastosowaniem opcjonalnego programu konfiguru-jącego konkretny typ płyty głównej (program taki przeważnie dostarczany jest na dyskietce wraz z płytą główną).
    Jeżeli te operacje nie przyniosą efektu, radzimy dokupić do zestawu zwykłą kartę typu Multi I/O (spotykane jeszcze na giełdach) i wykorzystując jeden port transmisji szeregowej dołączyć do niego przystawkę telegazety, blokując działanie odpowiedniego portu COM na płycie głównej.
    Mikroprocesorowa centrala alarmowa kit AVT-206
    6/95
    W artykule opisującym układ centrali zabrakło kilku szczegółów, bez których uruchomienie urządzenia przez mniej doświadczonych amatorów może sprawić kłopot.
    1. Na głównej płytce drukowanej znajduje się miejsce na rezystor R14, który był niezbędny w wypadku stosowania starszych wersji mikroprocesora ST62T10. Rezystor ten, podwieszający wejście "reset" układu do plusa zasilania, zapewniał prawidłowe kasowanie mikroprocesora po włączeniu zasilania układu. Obecnie produkowane układy ST62T10 mają taki
    rezystor wbudowany w strukturę, dlatego nabywcy płytek oraz zestawów AVT-206 nie powinni montować żadnego elementu w miejscu oznaczonym na płycie głównej jako R14.
    2. Na schemacie z rys.5 (EP 6/95) brakuje kondensatorów C14 oraz C4. Kondensator C14 filtruje napięcie + 12V na wyjściu 6 stabilizatora US3, a jego wartość powinna wynosić 1000u.F/16V. W niektórych starszych egzemplarzach płytek drukowanych brak jest połączenia wyprowadzenia "-" tego kondensatora z masą układu, dlatego należy je wykonać ka-
    wałkiem srebrzanki, łącząc punkty "-" C3 i C14.
    Kondensator C4 o wartości lOOnF jest niezbędny w przypadku zastosowania w miejscu US3 układu TDA8138B. Ta wersja stabilizatora zawiera w swojej strukturze układ generujący sygnał zerowania po włączeniu zasilania, który można wykorzystać do re-startu procesora USl. W tym celu, na bazowej płytce drukowanej znajduje się dodatkowa ścieżka łącząca wyprowadzenie 3 US3 z 7 USl. W zależności od wersji stabilizatora:
    a) w przypadku zastosowania jako US3
    TDA8138A:
    - przeciąć ścieżkę na płycie głównej centrali w miejscu oznaczonym jako "CUT FOR TDA8138A";
    - nie montować kondensatora C4;
    - elementy C8 i D16 zamontować zgodnie ze schematem montażowym.
    b) w wypadku użycia jako US3 układu TDA8138B należy:
    - wlutować C4 o dowolnej wartości z zakresu 10 0nF..47 0nF (najlepiej typu MKSE lub MKT);
    - nie przecinać ścieżki "CUT FOR..";
    - nie montować elementów C8 , D16 i R14 (jeżeli występują).
    Elektronika Praktyczna 5/97
    85
    FORUM
    3. Na schemacie ideowym układu wskaźnika (rys.9) brakuje dodatkowych diod LED sygnalizujących dołączenie akumulatora +Aku (LED9), oraz załączenia napięcia zasilającego centralę AC (LED10), wraz z towarzyszącymi im rezystorami R37 i R38.
    Sposób dołączenia tych diod w układzie centrali wyjaśnia rys. 1, a wspomniane rezystory mają wartość z zakresu 820Q..lkQ.
    4. Punkty oznaczone na płytce bazowej centrali jako "1" służą do kasowania pamięci alarmu, która zbudowana jest w oparciu
    o opcjonalny układ US2. Na schemacie z rys. 5 (EP 6/95) punkty te nie są naniesione, a łączą katodę diody D18 wraz z końcówką BL złącza centrali.
    Ostatnia sprawa dotyczy punktów oznaczonych jako "2" i "3". Punkty te mogą posłużyć do dołączenia typowego włącznika "antysabotażowego" (typu NC), który mechanicznie powinien być sprzężony z pokrywą obudowy centrali tak, że po jej otwarciu, styki przełącznika zostają zwarte. Zjawisko to może być wykorzystane do bezwarunkowego uruchomię-
    Programator procesorów
    MCS-51
    kitAVT-320
    W programie sterującym PROG51.EXE w wersji 1.0 występuje błędny zapis zbioru w opcji "Save/File". Wszyscy posiadacze wersji 1.0 mogą bezpłatnie wymienić program na wersję 1.1, która jest także dostępna w Internecie pod adresem:
    http:/www. atm.com.pl/~avt, link "nasze konto FTP'.
    Symulator pamięci EPROM kitAVT-214
    Otrzymaliśmy ciekawy list od naszego Czytelnika, który dzieli się uwagami powstałymi podczas uruchamiania kitu AVT-214:
    "... Chciałem podzielić się z Czytelnikami pewnymi spostrzeżeniami na łamach Forum, które dotyczą symulatora pamięci EPROM AVT-214. Zakupiłem go ponad rok temu (a raczej płytkę do niego), lecz z powodu braku części uruchomiłem go dopiero niedawno. Zauważyłem, że po opracowaniu nowego symulatora, niestety ponad dwa razy droższego, ten został skazany "na wymarcie", gdyż
    jak wynika z waszej oferty, będzie sprzedawany tylko do wyczerpania się końcówek magazynowych. Może nie do końca słusznie.
    Rzeczywiście, nie jest to może urządzenie o najwyższym poziomie zaawansowania technologicznego, nawet jak na polskie, amatorskie warunki. Płytka pewnie też mogłaby być o połowę mniejsza i pozbawiona kilku błędów. Urządzenie za nic w świecie nie chciało prawidłowo pracować dopóki nie zastosowano w miejsce układów 74ALS573 innych 74(HCT)574. Różnica niby
    Zasilacz główny
    Rys. 1.
    nia alarmu. Punkty te dodatkowo wyprowadzono na złącze centrali oznaczone jako CAS 1 i 2, co umożliwia bezpośrednie "przekrosowanie" czujnika antysabotażowego z jednym z wejść centrali alar-
    ZI2
    Płytka wyświetlacza
    R38 ? 1k LEDS
    i R37 LED10
    i__i 1k AC ^_
    mowej (L1..L5) bez użycia lutownicy.
    W roli czujek alarmowych najlepiej jest zastosować czujki typu PID. Duży wybór tego typu czujek jest dostępny w ofercie handlowej AVT.
    IKA 10/96
    Ze względu na przegrzewanie się układu VR2 -7805 zaleca się włączenie dodatkowego stabilizatora 7809, jak pokazano na rys. 2. W tym celu wymagane jest przecięcie ścieżki na płytce drukowanej programatora przed "wejściem" układu VR2.
    Dodatkowy stabilizator znajduje się w zestawie AVT-3 20.
    Rys. 2.
    dodatkowy stabilizator 7809
    miejsce przecięcia
    IKA
    5/94
    drobna, ale... przykładowa pętla zapisu danych zamieszczona w EP też jest błędna. Wartości sterujące powinny mieć postać, jak na listingu 1 (jest to właściwie cała procedura zapisu, którą należy powtórzyć odpowiednią ilość razy - to chyba nie jest specjalnie skomplikowane zadanie, nawet dla początkujących programistów):
    Przejście symulatora w tryb zapisu zachodzi po wykonaniu instrukcji: outportb (control_lpt, 0x0f); //Symulator w tryb zapisu zaś przejście do odczytu:
    outportb (control_lpt, 0x07); //Symulator
    w tryb odczytu.
    Dla niezorientowanych podaję, że jest to część programu napisanego w języku Borland C++ 3.1.
    Ale o czym ja w zasadzie chciałem napisać? Mianowicie o rzeczy, której nie przewidział chyba sam konstruktor, a przynajmniej nic o niej nie wspomniał. Pisze on co prawda, że urządzenie może symulować pamięci o mniejszych pojemnościach, ale konieczne są przeploty na wtyku emulacyjnym itd. Otóż okazało się (sprawdzi-
    86
    Elektronika Praktyczna 5/97
    FORUM
    łem to w systemie zbudowanym w oparciu o również wymierający kit AVT-107), że urządzenie może symulować również (oprócz 27512) pamięci typu 27128 i 27256 i to bez jakiejkolwiek, najmniejszej zmiany w urządzeniu i oprogramowaniu!
    Jak to możliwe? Ano zastanówmy się, co dzieje się z pamięcią 64kB (27512), jeśli włożyć ją w gniazdo (podstawkę) przeznaczoną np. dla pamięci 32kB (27256), Okazuje się, że nic złego lecz jedynie procesor, czy komputer odczytuje ją od polowy w górę. Podobnie rzecz ma się z taką pamięcią włożoną w podstawkę dla pamięci 16kB
    (27128), z tym, że odczytywanie rozpoczyna się od początku ostatniej ćwiartki w górę, itd.
    Zatem, aby układ symulował pamięć 27256, należy włożyć końcówkę emu-lacyjną w podstawkę pamięci '256 i "załadować" program od adresu 8000h. Aby zaś symulować pamięć 27128 należy "załadować" program od adresu cOOOłi.
    Ale jak zmienić lokalizację w pamięci załadowanego programu bez zmiany programu sterującego? Genialnie prosto. Należy po prostu w programie źródłowym, który ma być załadowany do pamięci symulatora, do wszystkich adresów bezwzględnych dodać
    Listing 1.
    void wyrzuc_na_lpt (unsigned char character, unsigned
    int address)
    {unsigned int addresslow, addresshigh;
    addresslow = 0X00ff & address;
    addresshigh = address/256;
    outportb (out_lpt, addresshigh);
    outport (control_lpt, 0x0d);
    outportb (control_lpt, 0x0f); //Zatrzaśnięcie ADH
    outportb (out_lpt, addresslow);
    outportb (control_lpt, 0x0e);
    outportb (control_lpt, 0x0f); //Zatrzaśnięcie ADL
    outportb (out_lpt, character);
    outportb (control_lpt, 0x0b);
    outportb (control_lpt, 0x0f); //Zatrzaśnięcie DATA.
    odpowiednie przesunięcie, np. dla komputera 80C51, jeśli ma być symulowana pamięć 27128:
    Przesunięcie EQU 0C000H
    ORGOOOOH +PRZESUNIECIE dalej program...
    ORG0003H +PRZESUNIECIE dalej program... ORG000BH +PRZESUNIECIE dalej program...
    itd.
    Idea tego typu poczynań jest chyba jasna (...)
    Grzegorz Janicki
    Elektronika Praktyczna 5/97
    87
    Wielokanałowy system akwizycji danych firmy Hewlett-Packard
    Coraz częściej przy budowaniu nowych urządzeń i przy pracach serwisowych zachodzi potrzeba dokonywania serii pomiarów w wielu punktach. W standardowych systemach pomiarowych wymaga to wielu przełączeń lub posiadania kilku mierników. Ponadto często niezbędne staje się przyłączanie różnych urządzeń do tych samych punktów, np. różnych rodzajów obciążeń, różnych źródeł zasilania lub kilku specjalizowanych przyrządów pomiarowych do testowanego układu.
    Rozwiązaniem takich problemów może byc najnowsze opracowanie firmy Hewlett-Packard - przyrząd pomiarowy noszący oznaczenie HP34970A.
    Jest to uniwersalny, wielokanałowy system akwizycji danych. Pozwala on w prosty sposób zautomatyzować proces testowania. Przyrząd może samodzielnie dokonywać złożonych pomiarów i zmieniać konfigurację układu, Ich wyniki zostaną zgromadzone w pamięci nieulotnej, która jest standardowym wyposażeniem miernika.
    Dzięki modułowej budowie urządzenie może mierzyć różnorodne sygnały w max. 120 kanałach pomiarowych, a maksymalna szybkość skanowania kanałów wynosi 250 kanałów/sek. Każdy kanał jest niezależnie konfigurowany i może służyć do pomiaru napięcia stałego lub zmiennego, rezystancji (metodą 2 lub 4-przewodową], częstotliwości, temperatury (rolę czujników mogą spełniać termistory, term opary lub czujnikami RTD], Układy linearyzacji czujników temperatury i dopasowania sygnałów są wbudowane wewnątrz urządzenia, tak więc żadne dodatkowe układy zewnętrzne nie są potrzebne.
    Urządzenie składa się z "ramy" HP34970A, posiadającej 3 gniazda przeznaczone na moduły I/O, interfejsy HP-IB i RS-232, nie-ulotną pamięć 50.000 pomiarów z automatycznym znacznikiem czasowym, wyświetlacz alfanume-ji ryczny, zegar czasu rzeczy-|JF wistego, pamięć 5 konfigu-H racji (idealne rozwiązanie, gdy z urządzenia korzysta kilka osób] oraz multimetr. Multimetr (funkcjonalnie podobny do HP34401A] ma rozdzielczość 6.5 cyfry (22 bity]. W ofercie znajduje się 8 modułów I/O: X HP34901A 20-kanałowy multiplekser
    ogólnego zastosowania,
    X HP34902A 16-kanałowy szybki multiplekser (skanowanie do 250 kanał ów/sek.], X HP34908A multiplekser 40-kanałowy, X HP34903A 20-kanałowy przełącznik uniwersalny,
    X HP34904A przełącznik macierzowy 4x8, X HP34905A multiplekser RF (do
    2 GHz 50Q), X HP34905A multiplekser
    RF (do 2 GHz 75Q), X HP34907A moduł wielofunkcyjny: dwa 8 bitowe porty I/O, wy-j ś c i e analogowe, licz-n i k lOOkHz. Jednocześnie można zastosować trzy d o-wolne moduły, dzięki czemu urządzenie może zbierać informacje z wielu punktów pomiarowych i w tym samym czasie sterować pomiarami przez przełączanie np. obciążeń badanego układu.
    Sterowanie przyrządem możliwe jest z przedniego panelu przyrządu, na którym znajdują się przyciski, pokrętło i wyświetlacz. Pokrętło pozwala na wybór kanału, za pomocą przycisków można ustawie dowolną konfigurację. Wyświetlacz alfanumeryczny pokazuje komunikaty przyrządu, stany poszczególnych kanałów oraz alarmy - informacje o przekroczeniu zadanych limitów. Na tylnym panelu znajdują się 3 gniazda modułów, interfejsy HP-IB, RS-232, wyjście
    Podstawowe dane techniczne HP34970A:
    -napięcie stale 100mV 300V
    -terrnopara(B,E,K,J,N,R,S,T) -210C 1320C
    -termistor(2,2kQl5kQl10kQ) -SOC 15OC
    -RTD(49Q 2,1 kQ) -200C 600C
    - rezystancja 100Q 100MQ
    -napięciezmienne (True RMS) 100mV 300V
    -prąd stały i zmienny 10mA 1A
    -częstotliwość 3Hz 300KHz
    -inne funkcje skalowanie Ax+B,
    alarmy, Mm/Max/Ave/Last
    -pojemność pamięci 50 000 pomiarów
    -interfejsy HP-IB, RS-232
    -zasilanie 1 00/120/220/240V,45 S5Hz
    alarmów, gniazdo zasilania, bezpiecznik.
    Sterowanie może odbywać się także zdalnie za pomocą komputera. Służy do tego program BenchLink Data Logger, dołączany bezpłatnie do HP 34970A. Komunikacja programu z przyrządem odbywa się za pomocą interfejsu RS-232 lub HP-IB. Program ten pozwala odczytywać i ustawiać stany poszczególnych kanałów. Możliwe jest ponadto śledzenie aktualnych wartości sygnału w poszczególnych kanałach oraz tworzenie różnorodnych wykresów. Program umożliwia sterowanie i podgląd stanów w kanałach cyfrowych, regulację napięcia wyjściowego w kanale przetwornika C/A, przeglądanie pamięci pomiarów i historii alarmów.
    Zwiększenie odległości między H P 3 4 9 7 0 A i ko mp u terem umożliwiają opcjonalne modemy i interfejs RS-232, siec LAN z konwerterem HP-I B / L A N (HPE2050A] 1 ub interfejs HP-IB. Przesyłanie danych pomiarowych i konfiguracji nie zatrzymuje procesu zbierania danych dzięki zastosowaniu systemu wielozadaniowego. Wbudowane w interfejsy układy dopasowania sygnału (ang. signal con-ditioning] pozwalają podłączać bezpośrednio dowolne czujniki pomiarowe, skalowane funkcją liniową Ax+B (przy odpowiednim dobraniu wartości współczynników A i B], czego efektem jest przesunięcie wyników pomiaru do pożądanego zakresu.
    Szczegóły konkursu
    przedstawione zostały
    na str.2.
    Tektronika Praktyczna 5/97
    PROJEKTY ZAGRANICZNE
    Miernik rezystywności gruntu, część 1
    W artykule prezentujemy
    dość niezwykły układ,
    stanowiący interesującą
    alternatywę dla indukcyjnych
    wykrywaczy obiektów
    podziemnych. Przy jego
    pomocy można wykryć nie
    tylko metalowe pozostałości
    z dawnych dziejów, lecz
    także podziemne rowy,
    kamienie i fragmenty budowli.
    PROBES
    POZIOM GRUNTU
    PRZEKRÓJ PIONOWY
    WIDOK Z GÓRY
    Badanie rezystywności gruntu już dawno stało się archeologiczną metodą wykrywania niejedno-rodności podziemnych. Obiekty archeologiczne odnajduje się często na głębokości około jednego metra. Naturalne zaś obiekty, takie jak warstwy żwiru lub torfu, na znacznie większej głębokości.
    Obiekty naturalne i archeologiczne wykrywa się w ten sam sposób. Granice tych pierwszych nie są wyraźnie i ostro zarysowane, podczas gdy tych drugich mają wyraźne, kanciaste kształty wytworów rąk ludzkich. Gdy przypominają zarysy budowli, tak prawdopodobnie jest.
    Tło historyczne
    Technika pomiarów rezystywności była początkowo używana w inżynierii do badania terenów budowy zapór itp. Po raz pierwszy przekonano się do jej stosowania w archeologii w roku 1946. Pierwsze mierniki były zasilane ręcznie, z prądniczki napędzanej korbką i zawierały układ rezystancyjnego mostka pomiarowego. Pomiaru dokonywano przez równoczesne pokręcanie korbki i odczytywanie wyniku na skali
    C1
    POZIOM GRUNTU
    WYPEŁNIENIE ROWU
    POZIOM GRUNTU
    c)
    Rys. 1. Przepływ prądu pomiędzy sondami: (a) linie sił pola elektrycznego pomiędzy dwoma sondami; (b) konfiguracja Wennera, linie sił pola elektrycznego, gdy pomiędzy sondami znajduje się kamień; (c) konfiguracja Wennera, linie sił pola elektrycznego, gdy pomiędzy sondami znajduje się zamulony rów.
    wykalibrowanej w omach. Procedura ta była powolna i nużąca, ponieważ wymagała wykonania całej serii pomiarów na badanym obszarze. Wraz z pojawieniem się tranzystorów działanie archeologicznych mierników rezystywności stało się szybsze.
    Konstrukcje pierwszych mierników tranzystorowych przeszły ewolucję od prostych systemów mostków napięcia zmiennego, równoważonych kalibrowanym potencjometrem, do obecnych przyrządów fabrycznych, przystosowanych do gromadzenia wyników w rejestratorze danych i wyświetlających je w formie mapy na ekranie przenośnego komputera.
    Przy okazji warto wspomnieć, że pomiary rezystywności zastosowano ostatnio do pomiarów pęknięć metali, a także w medycynie.
    Co to jest rezystywność?
    Rezystywność, czyli oporność właściwą, definiuje się jako oporność metra sześciennego substancji, mierzoną pomiędzy jego przeciwległymi powierzchniami. Jest to zatem znormalizowany sposób porównywania oporności różnych materiałów:
    p = RL/A, gdzie
    p - rezystywność,
    R - oporność materiału wzdłuż
    jego długości,
    L - długość materiału,
    A - powierzchnia przekroju
    materiału.
    Zasady wykorzystania wyników pomiarów rezystywności gruntu są następujące: rezystywność kamienia, betonu i podobnych materiałów jest stosunkowo wysoka, podczas gdy rezystywność niemal wszystkich gleb jest niska. Często rezystywność niewidocznych już z powierzchni zasypanych rowów i dołów jest niższa od rezystywności otaczającej je gleby.
    Wypadkowa rezystywność gle-
    Elektronika Praktyczna 5/97
    PROJEKTY
    ZAGRANICZNE
    GENERATOR FALI PROSTOKĄTNEJ ŹRÓDŁO STAŁOPRADOWE GLEBA WZMACNIACZ DETEKTOR RÓZBNICOWY SYNCHRONICZNY MIERNIK CYFROWY
    1, CD Cl fc -W- P1 fc
    C2 . .^>----------* \~inr

    CZUJNIKI CZUJNIKI ' PRĄDOWE POTENCJAŁU SYGNAŁ SYNCHRONIZACJI
    Rys. 2. Schemat blokowy miernika rezystywności gruntu.
    by i znajdujących się w niej materiałów jest nazywana rezystyw-nością pozorną. Gdy mierzy się rezystywność gruntu, w którym gdzieś znajduje się kamienny blok, w miejscu tym pozorna rezystywność jest większa. Podobnie, w poprzek zamulonego rowu jest mniejsza. Zjawisko te zilustrowano na rys. 1.
    Jest to więc metoda wykrywania fundamentów budynków, murów, zamulonych rowów, dołów itp. Jednak szereg czynników komplikuje ten obraz. Rezystywność gleby zmienia się w zależności od jej składu, wilgotności i zagęszczenia. Jest więc jasne, że wykonanie w danym miejscu tylko jednego lub dwóch pomiarów jest bezwartościowe i uzyskane informacje będą mało użyteczne. Konieczne jest przeprowadzenie całej serii pomiarów, dokonywanych metodycznie według uprzednio przygotowanego planu.
    Do wykonywania pomiarów miernikiem rezystywności jest konieczny system sond, które wbija się w ziemię na głębokość około 250mm. Badania rezystywnościo-we mogą więc być uważane za technikę nieniszczącą, która nie szkodzi pozostałościom archeologicznym - oczywiście o ile nie zacznie się kopać samemu, aby potwierdzić wyniki swoich pomiarów!
    Trzeba tu podkreślić, że kopanie w miejscach potencjalnych znalezisk archeologicznych jest dozwolone jedynie wykwalifikowanym archeologom.
    Kilka problemów
    Dlaczego nie można by dokonywać pomiarów rezystywności gleby przy pomocy omomierza znajdującego się w zasięgu ręki każdego elektronika? Przecież prosty multimetr na odpowiednim zakresie omomierza byłby najtańszym przyrządem do takich pomiarów.
    Ale pomiary multimetrem by-
    łyby zakłócone następującymi efektami:
    - błądzącymi w ziemi prądami sieci energetycznej 50Hz;
    - efektem ogniwa, wywoływanym chemicznym oddziaływaniem na sondy kwasów czy zasad znajdujących się w glebie;
    - efektem elektrolizy wywołanym przez prąd przepływający przez glebę.
    Dwa pierwsze punkty są dość oczywiste, ale trzeciemu trzeba poświęcić kilka słów wyjaśnienia.
    Efekt elektrolizy spowoduje stopniowy wzrost oporności styków pomiędzy sondami i glebą, wywołując stopniowy wzrost wyników pomiarów multimetrem. Powiększanie się oporności styków jest spowodowane warstewką gazów wydzielających się na sondach. Pochodzą one z elektrolitycznego rozkładu na tlen i wodór wody zawartej w glebie, wywołanego przepływem prądu pomiarowego. Spróbuj wykonać następujące doświadczenie:
    Przyłącz multimetr na zakresie kQ do dwóch sond wbitych w ziemię na około 200mm w odległości około 5 00mm od siebie. Tymi sondami mogą być kawałki drutu spawalniczego, rurki metalowe itp. Włącz multimetr i zapisuj wyniki pomiarów w funkcji czasu. Spójrz na tabelę l, zawierającą wyniki takich pomiarów. Dowodzi ona, że odczyty rosną nie osiągając stabilnej wartości. Jest to przykład efektu elektrolitycznego prądu pomiarowego.
    Widać, że w wyniku odwrócenia końcówek otrzymuje się całkowicie inne wyniki. Jest to skutek sumowania się efektu elektrolitycznego z efektem ogniwa.
    Po przełączeniu multimetru na zakres miliwoltów napięcia stałego, odczyta się napięcie np. 150mV, spowodowane efektem ogniwa. Przełączenie multimetru na zakres miliwoltów napięcia zmiennego wykaże np. 3mV czy 4mV,
    wykazujące pochodzący z sieci energetycznej prąd błądzący. Po stwierdzeniu tych komplikacji można pomyśleć o sposobach ich przezwyciężenia.
    Wymagania systemu
    Do dostarczania prądu do gleby jest potrzebny generator fali prostokątnej. Jego częstotliwość nie może być zbyt niska, aby ograniczyć wpływ efektu elektrolitycznego. Nie może być ona jednak być zbyt wysoka ze względu na efekt indukcyjności gruntu. Częstotliwość nie może także być wielokrotnością 50Hz, gdyż mogłoby zostać zakłócone działanie synchronicznego prostownika w stopniu wyjściowym, służącego do eliminacji szkodliwych sygnałów 50Hz. Autor wybrał 137Hz.
    Oscylator służy do pobudzania generatora dostarczającego do gruntu prąd o stałej amplitudzie, co pozwala na eliminację jednej zmiennej. Prąd ten jest doprowadzany do dwóch sond (prądowych), nazwanych sondami Cl i C2. Powstałe w gruncie napięcie jest odbierane przez drugą parę sond (napięciowych), nazwanych sondami Pl i P2. Jest to napięcie "swobodne", co oznacza, że żadna z tych sond nie jest połączona z punktem 0V przyrządu.
    Skutkiem tego jest konieczność użycia wzmacniacza różnicowego. Jego impedancja wejściowa powinna być możliwie największa, aby oporności styków sond Pl i P2 z glebą można było pominąć.
    Sygnał wyjściowy wzmacniacza doprowadza się do synchronicznego prostownika, który prostuje tylko sygnały będące w fazie
    Tabela 1,
    czas oporność oporność
    (odwrócone
    końcówki)
    [sek/min] [kił] [kił]
    0 6,36 9,66
    10 6,66 10,00
    20 6,76 10,15
    30 6,81 10,28
    40 6,87 10,34
    50 6,91 10,40
    1,0 6,95 10,44
    1,5 7,06 10,53
    2,0 7,17 10,57
    2,5 7,23 10,59
    3,0 7,23 10,63
    3,5 7,30 10,66
    4,0 7,30 10,69
    4,5 7,28 10,70
    5,0 7,36 10,72
    10
    Elektronika Praktyczna 5/97
    PROJEKTY
    ZAGRANICZNE
    C3 ,
    22|j i
    R3
    1Dk|
    D4 1N4148
    VR3 10k
    DB 1N4148-
    R15 47k
    Rys. 3. Schemat generatora prądu.
    z sygnałem oscylatora. Wyprostowany sygnał zostaje dostarczony do multimetru cyfrowego zapewniającego dogodny odczyt. Zasadę działania przyrządu wyjaśnia schemat blokowy na rys. 2.
    Żaden mierzony sześcian ziemi nie jest izolowany. Zatem przyległa ziemia także uczestniczy w przewodzeniu prądu. Prąd przepływający pomiędzy wbitymi w ziemię sondami ma tendencję do rozszerzania swojej drogi we wszelkich kierunkach, a jego wartość maleje stopniowo w miarę oddalania się od najkrótszej linii łączącej sondy (spójrz na rys. la - większe odległości między liniami).
    Obraz gęstości prądu w glebie jest analogiczny do obrazu ilustrującego rozkład pola magnetycznego wokół sztabki magnesu, a otrzymywanego na papierze przy pomocy rozsypanych opiłków żelaza. Taki rozkład gęstości prądu jest skutkiem odpychania się od siebie elektronów, mających jed-noimienne ładunki elektryczne.
    Wprost do elektrod wprowadzających prąd zmienny do gleby można by przyłączyć miernik napięcia zmiennego. Z otrzymanych wyników można by obliczyć opor-
    ność z prawa Ohma: R= U/l.
    Metoda ta jest skuteczna, ale obarczona istotną wadą. Takim pomiarem jest objęta półkula gruntu. W przypadku tylko dwóch sond mierzy się przede wszystkim spadek napięcia wywołany przez prąd płynący po powierzchni gruntu. Jeżeli użyje się dwóch dodatkowych, oddzielnych sond, przeznaczonych tylko do pomiaru napięcia, to otrzyma się system elektrod bardziej uczulony na głębokość.
    Mierzona różnica potencjałów dotyczy półkuli gruntu, a nie sześcianu i zależy od aktualnej konfiguracji sond. Wynikiem pomiaru nie jest więc dokładnie biorąc rezystywność. Ponieważ jednak w tym wypadku wystarczają wyniki względne, rzeczywista rezystywność gruntu nie musi być obliczana.
    Opis układu
    Po zaznajomieniu się z odrobiną teorii można zejść na ziemię i opisać układ prostego miernika rezystywności gruntu. Schemat jego pierwszej części - generatora prądu zmiennego - przedstawia rys. 3.
    Wzmacniacz operacyjny ICl oraz związane z nim elementy tworzą oscylator symetrycznej względem punktu 0V fali prostokątnej o częstotliwości 137Hz. Falę tę otrzymuje się z wyjścia 6 ICl, a jej amplituda jest nieco mniejsza od napięć zasilających ą10,5V.
    Symetrię fali można dokładnie regulować potencjometrem VRl połączonym z diodami Dl i D2. Częstotliwość natomiast da się precyzyjnie doregulować potencjometrem VR2. Kondensator Cl wchodzi w skład obwodu RC oscylatora. Oczywiście, musi to być kondensator nie spolaryzowany, np. poliestrowy. Nie może to być kondensator elektrolityczny, ponieważ prąd upływu tych kondensatorów zmienia się z temperaturą, co mogłoby spowodować dryfowanie częstotliwości od przyjętej wartości.
    Sygnał z wyjścia 6 ICl dochodzi do układu przełączającego TRI, TR2, który włącza raz dodatnią, a raz ujemną część bipolarnego generatora prądu. Dodatni prąd jest generowany przez TR3 wraz z diodami D5 i D6 i wybieranymi przełącznikiem rezystorami obciążenia R8..R10. Podobnie,
    Elektronika Praktyczna 5/97
    11
    PROJEKTY
    ZAGRANICZNE
    Rys. 4. Schemat różnicowego wzmacniacza wejściowego, synchronicznego prostownika i wzmacniacza napięcia stałego.
    ujemny prąd jest generowany przez TR4, D7 i D8 wraz z rezystorami R11..R13. Rezystory emite-rowe wybiera się podwójnym, trójpozycyjnym przełącznikiem Sl. Prąd jest odbierany bezpośrednio z kolektorów TR3 i TR4 przez gniazdko SKl. Natężenie prądu wyjściowego wynosi O.lmA, lmA i lOmA zależnie od wybrania jednej z trzech kolejnych pozycji przełącznika.
    Natężenie dostarczanego prądu jest mierzone przez układ wzmacniacza operacyjnego IC2, będącego detektorem poziomu napięcia. Napięcie to jest proporcjonalne do prądu pobieranego z SKl.
    Dioda D9, rezystor R14 i kondensator C2 tworzą prostownik z obwodem wygładzającym. Wzmacniacz operacyjny IC2 jest skonfigurowany jako komparator z dostarczającym napięcia odniesienia potencjometrem VR3.
    Gdy napięcie na wyjściu prądowym osiąga zbyt wysoką wartość, co oznacza, że obciążenie generatora prądu jest za duże, zaczyna świecić LED D10. Sygnalizuje to błędny odczyt, ponieważ do dostarczenia wymaganego prądu napięcie jest zbyt małe. Należy wtedy przełączyć przełącznik Sl na mniejsze natężenie prądu, czyli większą oporność obciążenia.
    Spadek napięcia, wywołany przez prąd płynący w ziemi, jest odbierany przez sondy Pl i P2, które dostarczają sygnał do wzmacniacza różnicowego. Składa się on z IC3a, IC3b, IC4a i IC4b, a jest przedstawiony na rys. 4.
    Diody Zenera D11..D14 zabezpieczają wzmacniacz IC3 przed przesterowaniem. Są to diody 9,IV, zatem powyżej tego napięcia któraś z diod przewodzi, ograniczając napięcie wejściowe wzmacniacza.
    Wzmocnienie wzmacniacza dobiera się przełącznikiem S2 przez wybranie jednego z trzech rezystorów, R23..R25. Wzmocnienie to można obliczyć z poniższego wzoru:
    K= l+2*10000/R23..R25
    Rezystory zostały tak wybrane, aby wzmocnienie wynosiło 10, 100 lub 1000. Wzmocniony sygnał przechodzi do IC4b, który działa jako synchroniczny prostownik. Przez diodę D15 otrzymuje on sygnał odniesienia, brany z wyjścia 6 ICl (rys. 3). Gdy na katodzie D15 jest napięcie dodatnie, to na bramce (g) tranzystora polowego (FET) TR6 jest napięcie 0V, a więc przewodzi on i wejście 5 IC4b jest zwarte z masą.
    IC4b działa więc jako wzmacniacz odwracający o wzmocnieniu równym - 1. Rezystor R29 obciąża wyjście 1 IC4a, ale jego impedan-cja wyjściowa jest znacznie mniejsza od tej oporności, więc obciążenie jest pomijalne.
    Gdy katoda D15 znajdzie się pod napięciem ujemnym, napięcie
    O [""O-
    IC7
    7905
    IC6
    7805
    C14C
    47)J-
    Rys. 5. Schemat zasilacza.
    Elektronika Praktyczna 5/97
    PROJEKTY
    ZAGRANICZNE
    Rys. ó. Rozkład ścieżek na płytce drukowanej generatora prqdu i rozmieszczenie na niej elementów.
    bramki TR6 wynosi około -10V i impedancja kanału źródło-dren tego FET-a staje się tak wysoka, źe można ją uznać za przerwę. IC4b staje się więc nieodwraca-jącym wzmacniaczem o wzmocnieniu równym +1. Jego wzmocnienie wyznaczają oporności R28 i R30. FET TR5 w gałęzi sprzężenia zwrotnego przeciwdziała temperaturowemu pełzaniu wzmocnienia.
    Gdy napięcie sterujące prostownik synchronizowany (przez Dl5) jest dodatnie, amplituda sygnału wyjściowego będzie taka sama jak sygnału wejściowego, ale jego polaryzacja będzie odwrotna. Gdy napięcie sterujące jest ujemne, sygnał wyjściowy będzie także
    ujemny, a amplituda nadal taka sama jak sygnału wejściowego.
    Wyprostowane napięcie z wyjścia 7 IC4b będzie zatem zawsze ujemnym napięciem stałym, na które zostaną nałożone wszystkie sygnały zmienne, nie będące w fazie z napięciem oscylatora. Napięcie z wyjścia 7 IC4b przechodzi przez filtr dolnoprzepustowy, złożony z rezystorów R31 i R32 oraz kondensatorów Cl 1. .Cl 3, który usuwa większość niepożądanych sygnałów zmiennych. Cl2 i Cl3 mogą zostać włączone lub wyłączone za pomocą S3, co pozwala zmieniać stałą czasową filtru i skuteczność filtracji.
    Jednak zwiększanie skuteczności przez zwiększanie pojemności
    zwiększa bezwładność pomiaru napięcia. Zastosowane wartości pozwalają dobierać kompromisowo optymalny filtr, w zależności od lokalnych zakłóceń.
    Napięcie wyjściowe wzmacniacza napięcia stałego IC5 jest przez gniazdka SK5 i SK6 wyprowadzone do woltomierza cyfrowego (DYM). Nadaje się do tego celu podręczny multimetr cyfrowy z przewodami połączeniowymi o długości około 500mm. W razie potrzeby można w obudowę miernika rezystywności wmontować cyfrowy miernik tablicowy. Budowa specjalnego cyfrowego miernika nie wydaje się opłacalna.
    Wymagany miernik winien mieć zakresy o czułości od 100mV do 10V.
    Elektronika Praktyczna 5/97
    13
    PROJEKTY
    ZAGRANICZNE
    Rys. 7. Rozkład ścieżek na płytce drukowanej wzmacniacza i prostownika oraz rozmieszczenie na niej elementów.
    Zasilacz
    Jak widać na rys. 5, miernik jest zasilany przez dwie baterie dowolnego typu, Bl i B2, które mogą dostarczyć po 18V przy poborze kilku miliamperow Ś Aku-mulatorki NiCd ze starego radio-
    odbiornika będą idealne, a po Montaż
    dwie baterie PP9 dla Bl i B2 będą Układ montuje się na dwóch równie dobre. płytkach drukowanych, przedsta-Napięcia te są obniżane przez wionych na rys. 6 i 7. Użycie dwa stabilizatory IC7 i IC6 z dio- podstawek dla wszystkich układami Zenera Dl7 iDl6 do -10,5V dów scalonych jest godne pole-i + 10,5V. cenią. Montaż należy zacząć od
    14
    Elektronika Praktyczna 5/97
    PROJEKTY
    ZAGRANICZNE
    rezystorów, diod i kondensatorów, po czym wmontować tranzystory i układy scalone. Trzeba zwrócić uwagę na ich ukierunkowanie.
    Następnie należy przygotować odpowiednich rozmiarów obudowę, wywiercić w niej otwory na gniazdka, przełączniki i do mocowania płytek drukowanych. Płytki drukowane przymocowuje się do obudowy wkrętami M3 z nakrętkami, albo za pomocą słupków montażowych.
    Prototyp układu został zmontowany na uniwersalnych płytkach drukowanych, które umieszczono w trzech małych obudowach plastykowych, o wymiarach 60mm x HOmm x 30mm każda, skręconych razem śrubami M3 z nakrętkami.
    Jednakże dla płytek pokazanych na rys. 6 i 7 wystarczy tylko jedna obudowa o minimalnych wymiarach HOmm x 70mm x 60mm. Trzeba dokładnie sprawdzić rozmiary zmontowanego układu przed zakupem obudowy, ponieważ wymiary niektórych podzespołów mogą się różnić. Praktyczna będzie obudowa plastykowa z gumową uszczelką pod pokrywą, zmniejszającą ryzyko zamoknięcia układu w czasie prac polowych. Robert Beck, EwPE
    Artykuł publikujemy na podstawie umowy z redakcją miesięcznika "Everyday with Practical Electronics ".
    WYKAZ ELEMENTÓW
    Rezystory
    Rl, R3, Ró, R7, R17..R2O, R31: 10kO
    R2, R21, R22, R2Ó..R28, R30, R32..R35: lOOkO R4, R5: 15kQ R8, R13: Ó8Q R9, R12: 730O RIO, Rl 1: 7,8kQ R14: 470kQ R15: 47kQ Rló, R25: 2,2kQ R23: 20Q R24: 200O R29: 200kQ
    VR1, VR3: 10kO potencjometr montażowy, poziomy VR2, VR4: 100kQ potencjometr montażowy, poziomy Kondensatory
    Cl: 1jj,F, poliestrowy, metalizowany
    C2: 220nF/25V, dyskowy, ceramiczny
    C3, C4: 22jiF/63V, leżący C5..C7, C9, C15, C16, C18, C19: lOOnF, ceramiczny C8, CIO: 470nF, poliestrowy Cli: l|iF/35V, tantalowy C12: 100^F/35V, leżący C13: 10jiF/35V, leżący C14, C17: 47^F/35V, leżący Półprzewodniki
    D1..D8, D15: 1N4148, krzemowa detekcyjna
    D9: OA91, germanowa, detekcyjna
    D10: czerwona LED
    D11..D14: BZY88C9V1, dioda
    Zenera 500mV
    D16, D17: BZY88C5V6, dioda
    Zenera 500mV
    TRI: MPSA42
    TR2: ZTX550
    TR3: TIP30A mocy
    TR4: TIP29A mocy
    TR5, TR6: 2N3819, FET n-kanałowy
    IC1: LM725, wzm. operacyjny
    IC2: 741, wzm. operacyjny
    IC3: 2072, podwójny wzm.
    operacyjny
    IC4: 2082, podwójny wzm.
    operacyjny
    IC5: 2081. wzm. operacyjny
    IC6: 7805, stabilizator +5V/1A
    IC7: 7905, stabilizator -5V/1A
    Różne
    Bl, B2: bateria 18V (zob. tekst)
    S1..S3: przełącznik obrotowy
    trój pozycyjny, czteroobwodowy
    S4: wyłącznik dwuobwodowy
    SK1: gniazdko 4mm, białe
    SK2,SK6: gniazdko 4mm, czarne
    SK3: gniazdko 4mm, żółte
    SK4: gniazdko 4mm, zielone
    SK5: gniazdko 4mm, czerwone
    płytka drukowana (gen. prądu)
    płytka drukowana (wzm., zasilacz)
    5 podstawek 8-stykowych
    wtyczki 4mm
    3 pokrętła
    obudowa
    materiał na sondy
    Elektronika Praktyczna 5/97
    15

    Wyszukiwarka

    Podobne podstrony:
    elektronika praktyczna 09 1997
    elektronika praktyczna 08 1997
    elektronika praktyczna 10 1997
    elektronika praktyczna 02 1997
    elektronika praktyczna 06 1997
    elektronika praktyczna 11 1997
    elektronika praktyczna 07 1997
    elektronika praktyczna 03 1997
    elektronika praktyczna 01 1997
    elektronika praktyczna 12 1997
    elektronika praktyczna 04 1997
    Elektronika Praktyczna 1997 02
    Elektronika Praktyczna 2009 05
    05 2004w? silniki elektr w praktyce
    elektronika praktyczna 2002
    elektronika praktyczna 2000
    elektronika praktyczna 1998
    elektronika praktyczna 2002 2

    więcej podobnych podstron