&&
&&
&&
Projekty AVT
Sterownik
Sterownik
dzwonka
dzwonka
szkolnego
szkolnego
2670
2670
Dx
więk dzwonka szkolnego, szczególnie te- dzwonka w chwilach rozpoczęcia lub zakoń-
go pierwszego, przez większoS
ć uczniów nie czenia przerw i lekcji. Urządzeniem steruje AT89C2051. Ponieważ urządzenie musi być
jest lubiany. Bardziej pozytywne emocje wy- mikroprocesor, w związku z czym posiada odporne na zaniki napięcia w sieci energe-
wołuje dzwonek będący tym ostatnim, koń- nieskomplikowaną budowę. Jest odporne na tycznej, konieczne okazało się zastosowanie
czącym ostatnią lekcję, a jeszcze bardziej po- zaniki napięcia sieciowego oraz posiada wy- odrębnego układu zegara czasu rzeczywiste-
zytywne odczucia daje dzwonek oznajmiają- godny interfejs obsługi. Programowanie ste- go, który będzie działał mimo braku zasilania
cy koniec roku szkolnego. Dlaczego tak jest, rownika jest bardzo proste i przypomina na- ze strony sieci. Implementacja zegara w pro-
wie każdy, kto chodzi lub chodził do szkoły. stawianie zegarka elektronicznego. Urządze- gramie mikroprocesora byłaby oczywiS
cie
JeS
li jesteS
uczniem i chcesz zostać docenio- nie bardzo dobrze nadaje się na temat pracy lepszym rozwiązaniem, ale na przeszkodzie
ny przez ciało pedagogiczne, możesz wyko- dyplomowej. stoi sposób jego awaryjnego zasilania, który
nać na rzecz szkoły bardzo pożyteczne urzą- w stanie pracy pobiera kilka mA prądu. Układ
dzenie, które zostało opisane w artykule. Jest Opis układu RTC został zrealizowany w oparciu o popu-
to automat, którego zadaniem jest włączanie Schemat ideowy układu pokazany jest na ry- larną kostkę Philipsa  PCF8583. W razie
sunku 1. Pracą urządzenia steruje doskonale braku napięcia sieci (awaria sieci lub po pro-
Rys. 1 Schemat ideowy znany Czytelnikom EdW mikroprocesor stu wyjęcie wtyczki z gniazda) zegar RTC za-
silany jest z dodatkowej
baterii litowej i pobiera
przy tym prÄ…d o warto-
S
ci pojedynczych mi-
kroamperów. Istotną za-
letą tej kostki jest rów-
nież to, że posiada wol-
ną, 240-bajtową pamięć,
którą można traktować
jak nieulotną pamięć
RAM. NieulotnÄ…, ponie-
waż jej zawartoS
ć, mi-
mo odłączenia urządze-
nia z sieci, jest podtrzy-
mywana przez wspo-
mnianą baterię. Dostęp-
na pamięć jest wykorzy-
stana do przechowania
danych wprowadzonych
w fazie programowania
urzÄ…dzenia.
Zegar RTC komuni-
kuje siÄ™ z procesorem
przez magistralÄ™ I2C.
Na wyjS
ciu INT kostki
PCF8583 co sekundÄ™
występuje zbocze opa-
dające, które wywołuje
Elektronika dla Wszystkich
13
Projekty AVT
przerwanie INT0 w mikroprocesorze. Sygnał powyżej 0Eh. Dokładniejszych informacji na je się symbol dzwonka, który informuje o za-
pochodzący z tej końcówki jest w pewnym ten temat dostarcza tabela 1. Dla zaoszczę- działaniu przekax
nika. Ustawianie czasu lek-
sensie sygnałem zegarowym taktującym cały dzenia pamięci programu w procesorze od- cji i przerw odbywa się z interwałem 5min.,
układ. czytem (zapisem) bieżącego czasu oraz da- ponieważ ich czas liczony w minutach (który
Mikroprocesor obsługuje wyS
wietlacz nych umieszczonych w pamięci U2 zajmują wynosi 45min., ale zdarzają się skrócone lek-
LCD 16*2 znaków oraz kontroluje stan przyci- się te same procedury programu. Ponieważ cje) jest wielokrotnoS
ciÄ… liczby 5.
sków S1..S4. Pracą dzwonka steruje przeka- czas zapisywany w rejestrach układu U2 jest Struktura menu nie jest zbyt złożona. Po-
x
nik REL1, z kolei którego pracą poprzez tran- podawany w formacie BCD, procedury te za- siada ono następujące pozycje, które są wy-
zystor T1 steruje port P3.7 mikrokontrolera. mieniajÄ… podczas odczytu (zapisu) liczbÄ™ bierane za pomocÄ… przycisku  MODE :
Dioda D2 zapobiega wpływowi prądu za- z formatu BCD (DEC) na format DEC CZAS. Na wyS
wietlaczu pokazywany jest
silacza do baterii, a dioda D1 wypływowi (BCD). Z tego powodu format danych, który bieżący czas z dokładnoS
ciÄ… do 1 sekundy.
prądu baterii poza układ RTC. normalnie byłyby dziesiętny, zostaje teraz PrzejS
cie do tej pozycji jest równoznaczne
Zasilacz urządzenia jest typowym ukła- przekształcony do formatu BCD podczas za- z włączeniem automatu, gdyż tylko wtedy
dem z prostownikiem dwupołówkowym oraz pisu i zmieniony do pierwotnej postaci decy- jest zezwolenie na przerwanie.
stabilizatorem LM7805 i nie wymaga szer- malnej podczas odczytu. ZEGAR. Nastawianie zegara RTC. Nasta-
szego opisu. W modelu zastosowałem trans- Procedury sprawdzające czas obsługują wiamy godziny oraz minuty za pomocą przy-
formator TS2/15 (10V1/0.18A), jednak lepiej przerwanie INT0, które wywołuje zegar cisków  + i  -  . Po dowolnej modyfikacji
jest użyć typu TS2/14, ponieważ posiada nie- RTC. Przerwanie to jest pomocne podczas zerowane są sekundy. Wyboru pomiędzy mi-
co większą wydajnoS
ć prądową (8V2/0.22A). wyS
wietlania zegarka na LCD, zwłaszcza że nutą a godziną dokonujemy za pomocą przy-
występuje ono co sekundę.
Program Procesor pobiera najpierw czas pierwsze-
Program można S
ciągnąć ze strony EdW go dzwonka i porównuje z czasem zegara. Je- Tab. 1 Rozmieszczenie danych
z działu FTP. Zajmuje on 2048 bajtów, a więc S
li czasy są te same, program przechodzi do w pamięci RAM układu PCF8583.
całą przestrzeń pamięci EEPROM mikropro- procedury dzwonka, jeS
li nie, to do czasu
rejestr kontrolny 00h
cesora. WiększoS
ć pamięci zajmują procedu- pierwszego dodawany jest czas lekcji i znowu
setne częS
ci sekundy 01h
ry obsługi menu (LCD, zegar) oraz procedu- następuje porównanie z czasem RTC. JeS
li to
sekundy 02h
ry komunikacji z układem PCF8583. nie ten czas, w następnej kolejnoS
ci dodawa-
minuty 03h
Zastosowany algorytm wyznaczania ny jest czas pierwszej przerwy. JeS
li do tego
godziny 04h
dzwonka musi gwarantować, że mimo chwi- momentu wynik porównania jest fałszywy,
rok 05h
lowego (a nawet długiego) braku zasilania dodawany jest czas lekcji, następuje porów-
tydzień/miesiąc 06h
układ nie straci  orientacji w czasie i po po- nanie, dodawany jest czas drugiej przerwy,
timer 07h
wrocie napięcia sieci włączy dzwonek o za- porównanie... Szukanie odpowiedniego czasu
kontrolny rejestr alarmu 08h
programowanym czasie. Najprostszym algo- kończy się na odczytaniu zawartoS
ci komór-
rejestry alarmu .......
rytmem realizującym takie zadanie jest od- ki, w której jest umieszczony czas ostatniej
rejestr licznika 0Fh
czyt czasów zadziałania dzwonka, zapisa- przerwy. Fragment programu odpowiedzial-
liczba lekcji 10h
nych w kolejnych komórkach pamięci nieu- nego za tę procedurę prezentuje listing 1.
czas lekcji 11h
lotnej, i porównanie każdego z nich z bieżą- W trakcie pracy na wyS
wietlaczu pokazywa-
czas dzwonka 12h
cym czasem co pewien okres  np. co minu- ny jest bieżący czas. WyS
wietlaniem czasu
minuta pierwszego dzwonka 13h
tę. Jeżeli wynik porównania jest prawdziwy, zajmuje się procedura  obsluga_przerwania ,
godzina pierwszego dzwonka 14h
następuje włączenie dzwonka. Podobny spo- uruchamiana podczas obsługi przerwania
czas 1 przerwy 15h
sób zastosowałem w urządzeniu, z tą różnicą, INT0. Podczas programowania sterownika
czas 2 przerwy 16h
że procesor nie odczytuje bezpoS
rednio cza- obsługa przerwania zostaje wyłączona.
................................................... .......
su zadziałania dzwonka. W zastosowanym Czas dzwonienia dzwonka można ustalać.
czas 235 przerwy FFh
algorytmie do wyznaczenia czasu dzwonka Podczas dzwonienia na wyS
wietlaczu ukazu-
wystarczą następujące dane:
- czas pierwszego dzwonka,
Listing 1
- czas lekcji,
Obsluga_przerwania:
- liczba lekcji,
Call Clock(3 , 4 , "** CZAS **")
- czasy poszczególnych przerw.
Call Czytaj(&H11) 'odczytanie danych z pamięci
Czas_lekcji = Dane
PosiadajÄ…c te elementarne dane oraz
Call Czytaj(&H3)
bieżący czas, procesor oblicza  w locie
Minuta = Dane
czasy włączenia dzwonka. Taki sposób Call Czytaj(&H4)
Godzina = Dane
szukania czasu zadziałania dzwonka jest
Call Czytaj(&Min_1dzw)
wygodniejszy z punktu widzenia osoby
Zawm = Dane
programujÄ…cej automat. W razie koniecz- Call Czytaj(&Godz_1dzw)
Zawh = Dane
noS
ci przesunięcia godziny wystarczy
Call Czytaj(&Liczba_lekcji)
zmienić ustawienia zegara oraz czas
Max_komorka = Dane + &GODZ_1DZW 'ustalenie adresu komórki z ostatnią przerwą
For Wsk = &POCZATEK To Max_komorka
pierwszego dzwonka, a w razie zmiany
Sprawdz 'jeśli to czas dzwonka to dzwoń
harmonogramu zajęć wystarczy przesunąć
Zawm = Zawm + Czas_lekcji 'dodanie czasu lekcji do zmiennej
czas pierwszego dzwonka. CzynnoS
ć ta Minuty 'jeśli minuta w zmiennej
Sprawdz 'sprawdz
czy trzeba dzwonić
jest więc o wiele krótsza niż ustawianie
Call Czytaj(wsk) 'odczytaj czas przerwy z komórki o adresie wsk
z osobna poszczególnych czasów włącze-
Zawm = Zawm + Dane 'dodaj jÄ… do zmiennej
Minuty
nia dzwonka.
Next
Dane są przechowywane w pamięci
układu PCF8583 w komórkach o adresie
Elektronika dla Wszystkich
14
Projekty AVT
cisku  NEXT .
c)
PIERWSZY DZWONEK.
Czas wystÄ…pienia pierwszego
a)
dzwonka. Nastawianie przebiega
tak samo jak w przypadku zegara.
CZAS LEKCJI. Standardowo
45, ale bywa, że lekcje są skróco-
ne. Klawiszami  + i  - ustala-
my wartoS
ć, która dla wygody
jest wielokrotnoS
ciÄ… liczby 5.
JednostkÄ… jest minuta.
CZAS DZWONKÓW. Jest to
czas, przez jaki będzie dzwonił
dzwonek. Jego miarÄ… jest sekunda.
LICZBA LEKCJI. Jest naj-
większą liczbą lekcji, jaka wystę-
puje w jednym dniu.
n PRZERWA. Oznacza czas n
b)
-tej przerwy, poczÄ…wszy od prze-
rwy między pierwszą a drugą lek-
cjÄ…. Czas liczony w minutach usta-
wiamy za pomocą przycisków  +
i  - . Aby przejS
ć do następnej
przerwy, wciskamy przycisk  NE-
XT . Gdy liczba lekcji jest mniej-
sza od 2, pozycja ta jest pomijana.
Montaż
i uruchomienie
Montaż elektroniki możemy
przeprowadzić na płytkach dru-
kowanych pokazanych na rysun- Rys. 2-4 Schematy montażowe
kach 2-4. Jak widać, zasilacz z przekax
ni- przyciski S1..S4. Z tyłu wykonujemy otwór
kiem został zmontowany na osobnej płytce. na wyłącznik zasilania oraz otwór, przez wej, co w wielu sytuacjach może być lepszym
WyS
wietlacz oraz płytkę z przyciskami łączy- który będzie przebiegał przewód zasilający. rozwiązaniem. Wtedy otwór na wyS
wietlacz
my z płytką sterownika za pomocą tasiemki Również z tyłu obudowy przykręcamy kostkę wykonujemy w górnej pokrywie obudowy.
przewodów. Pod baterię wykonujemy pod- elektrotechniczną, z której uzyskamy dostęp Styki przekax
nika REL1 podłączamy równo-
stawkę ze srebrzanki, jednak lepszym wyj- do styków przekax
nika, oraz umieszczamy legle do istniejącego włącznika dzwonka. Ta-
S
ciem jest użycie fabrycznie wykonanej pod- tam wyłącznik sieciowy. Montaż płytki ste- kie włączenie urządzenia w instalację dzwon-
stawki (jakie spotyka się na płytach głównych rownika, wyS
wietlacza oraz płytki z przyci- kową umożliwi, w razie koniecznoS
ci, przej-
komputerów). Ze względów bezpieczeństwa skami jest pionowy. Szczegóły montażu wi- S
cie na  sterowanie ręczne .
podczas uruchamiania urządzenia zasilamy je doczne są na rysunku 5. Urządzenie można
z innego zasilacza i montaż transformatora również umieS
cić na S
cianie w pozycji piono- Piotr Wójtowicz
odkładamy na póx
niej. Uruchomienie układu
powinno przebiegać bez problemów. Poten-
cjometrem PR1 ustawiamy kontrast wyS
wie-
Wykaz elementów
tlacza. JasnoS
ć podS
wietlania możemy ustalać
T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC557
za pomocÄ… zmiany wartoS
ci R1. Jako obudo- Rezystory U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .AT89C2051
R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100&! U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .PCF8583
wę najlepiej jest zastosować obudowę ZIVA.
R2,R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k&! U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM7805
W jej przednim panelu wycinamy otwór na
R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,7k&! Różne
wyS
wietlacz LCD oraz wiercimy otworki na
PR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k&! PR miniaturowy DP1 . . . . . . . . . . . . .wyS
wietlacz alfanumeryczny 16*2
Kondensatory Q1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12MHz
C1,C2,C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33pF Q2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32768Hz
Rys. 5
S
C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2µF/16V S1-S4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .µSwitch 10mm
C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V TR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .transformator TS2/14
C6,C7,C8,C11 . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczny REL1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .RM83Z 5V
C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470µF/16V BAT1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .bateria litowa 3V
C10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220µF/16V podstawka precyzyjna 20dip
Półprzewodniki podstawka precyzyjna 8dip
D1,D2,D7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148 wyłącznik sieciowy
D3-D5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001 kostka elektrotechniczna
D
Komplet podzespołów z płytką jest dostępny w sieci handlowej AVT
jako kit szkolny AVT-2670
Elektronika dla Wszystkich
15