2445 Komputerowy system sterowania.pdf

Komputerowy system

sterowania

Projekty AVT

Zegar tygodniowy

Sterownik girlandy

2 4 4 5

Czytelnicy EdW w ramach Miniankiety wyra−

żają znaczne zainteresowanie projektami

“komputerowymi”, czyli takimi, gdzie kom−

puter steruje zewnętrznymi urządzeniami albo

przyjmuje od nich informacje. Prezentowany

układ umożliwia sterowanie dowolnymi urzą−

dzeniami peryferyjnymi przy pomocy portu

równoległego dowolnego komputera PC.

Opisywany projekt składa się z dwóch

części:

− modułu wykonawczego dołączanego do

portu drukarkowego

− dwóch programów na komputer PC.

Moduł wykonawczy to niewielka płytka,

umożliwiająca sterowanie czterema urządze−

niami. Bez problemu można połączyć dwie

płytki zwiększając liczbę kanałów do ośmiu.

Oczywiście sam układ jest bezużyteczny

bez odpowiedniego oprogramowania. Na

pewno niektórzy Czytelnicy pokuszą się

o napisanie własnego programu. Jednak znaj−

dą się i tacy, dla których programowanie jest

“czarną magią” i przeszkodą w wykorzysta−

niu swojego komputera do celów “elektro−

nicznych”. Dla nich właśnie przeznaczone są

dwa gotowe programy: “Sterownik urządzeń

w trybie tygodniowym” oraz “Sterownik gir−

landy świetlnej”.

Programy sterujące dostępne są w wersji

gotowej do wykorzystania. Można pobrać

je bezpłatnie z Internetu. Zapisane na dys−

kietkach wchodzą także w skład zestawów

oferowanych przez AVT. Aby je wykorzy−

stać, nie trzeba znać żadnego języka pro−

gramowania – są to typowe programy pra−

cujące pod Windows 95/98. Wystarczy je

zainstalować i uruchomić, ewentualnie

wpisać własne sekwencje sterujące, co nie

sprawi nikomu problemu ze względu na

wyczerpujący opis i wskazówki zawarte

w pliku Pomocy.

Prezentowany prosty i tani system po−

służy na przykład jako sterownik wszel−

kiego rodzaju lampek, girlandy świetlnej

lub dowolnych innych urządzeń elektrycz−

nych. To, do czego wykorzystacie propo−

nowane urządzenie, zależy tylko od Wa−

szej pomysłowości. Bardzo cenną zaletą

układu jest możliwość zastosowania w ro−

li elementów wykonawczych albo przeka−

źników, albo triaków. Przekaźniki dosko−

nale nadają się do przełączania dużych

prądów, ale z niezbyt wielką częstotliwo−

ścią. Przewidziane nowoczesne przekaźni−

ki RM81/83 mogą przełączać prądy do

16A! Są więc idealne do sterowania urzą−

dzeniami takimi jak silniki, pompy lub za−

wory elektryczne. Ze względu na ograni−

czoną trwałość styków słabo się jednak

nadają do sterowania girlandy żarówek.

Przy większej częstotliwości zmian,

iskrzenie styków szybko by je zniszczyło.

Do takich celów najlepiej nadają się triaki.

Triaki, choć wydziela się w nich znacząca

moc strat, są niezastąpione w sytuacjach,

gdy trzeba sterować odbiornikami zasila−

nymi z sieci i włączać je ze stosunkowo

dużą częstotliwością.

Oprócz przekaźników RM81(RM83)

i triaków, możliwe jest wykorzystanie ma−

łych przekaźników sygnałowych. Są one ide−

alne do przełączania małych sygnałów, na

przykład w systemach audio czy w aparatu−

rze pomiarowej.

Tak, więc prezentowany interfejs jest bar−

dzo uniwersalny i może posłużyć do sterowa−

nia praktycznie dowolnym urządzeniem

elektrycznym.

Opis układu

Schemat ideowy modułu został pokazany na

rysunku 1 . Na pierwszy rzut oka wygląda

dość poważnie, ale w rzeczywistości jest to

bardzo prosty układ, składający się z czterech

identycznych bloków. W danym kanale nig−

dy nie będą montowane wszystkie elementy

pokazane na schemacie: albo zostanie zmon−

towany przekaźnik P1, albo optotriak OPT

i triak TR1.

W każdej wersji stan wysoki przekazany

z portu drukarkowego otwiera tranzystor T1.

W wersji przekaźnikowej włącza on prze−

kaźnik P1. Dioda D1 zabezpiecza tranzystor

T1 przed skutkami przepięć pojawiających

się na cewce przekaźnika w chwili wyłącza−

nia.

W wersji czysto półprzewodnikowej tran−

zystor T1 zapala diodę LED w optotriaku,

przez co włączy się triak TR1. Zastosowane

optotriaki mają obwody włączania “w ze−

rze”, przez co nie wprowadzają zakłóceń.

Oba rozwiązania zapewniają galwaniczne

odizolowanie układu od sterowanych urzą−

dzeń.

Moduł jest zasilany napięciem stałym, na

przykład z zasilacza wtyczkowego. W wersji

przekaźnikowej będzie to napięcie równe na−

pięciu nominalnemu przekaźników – zazwy−

czaj 12V, ale może być też 5 czy 24V. Wydaj−

ność prądowa zasilacza musi zapewnić po−

prawne działanie wszystkich przekaźników –

w wersji z ośmioma przekaźnikami

RM81/5V potrzeba aż 800mA prądu, w we−

rsji z przekaźnikami RM81/12V – 400mA,

a RM81/24V tylko 200mA.

W wersji całkowicie półprzewodnikowej

pobór prądu będzie mniejszy, bo nawet naj−

mniej czułe optotriaki (MOC3041) nie po−

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

trzebują więcej niż 15mA. Zastosowanie bar−

dziej czułych wersji (MOC3042, MOC3043)

pozwoli zmniejszyć pobór prądu jeszcze bar−

dziej. Podana wartość rezystorów R2 (750Ω )

jest odpowiednia dla optotriaków MOC3041

przy zasilaniu napięciem 12V. W przypadku

zasilania innym napięciem należy dobrać R2

tak, by prąd płynący przez diodę świecącą

optotriaka nie był mniejszy niż 15mA.

bezpieczeństwa należy jednak przestrzegać

kolejności włączania podanej na końcu arty−

kułu. Uszkodzenie mogłoby nastąpić tylko

w przypadku podania na linie portu “obcego”

dużego napięcia, na przykład napięcia sieci

220V. Staranny montaż i kontrola wykluczy

taką ewentualność.

Kto mimo wszystko obawia się o swój

komputer, albo też chce korzystać jednocze−

śnie z drukarki i opisywanego urządzenia,

może zakupić jakąkolwiek starą kartę I/O, na

której znajduje się port drukarkowy (byle pa−

sowała do płyty głównej posiadanego kom−

putera). Kartę taką można nabyć na giełdzie

za kilka złotych, a korzyści z jej stosowania

są oczywiste – całkowicie

zabezpiecza płytę główną

przed uszkodzeniem,

a dodatkowo daje nowy

port w systemie, więc od−

pada zabawa z przełącza−

niem kabla między dru−

karką a interfejsem.

W każdym przypadku

dołączanie opisywanego

modułu do portu drukar−

kowego powinno się

odbywać po wyłączeniu

komputera. Co prawda

uszkodzenia portów pod

wpływem ładunków sta−

tycznych są bardzo rzad−

kie, jednak na wszelki wy−

padek warto zachowywać

stare, dobre zwyczaje.

Uwaga! Jeśli triaki

lub przekaźniki będą do−

łączone do sieci energe−

tycznej, należy zastoso−

wać obudowę i sposób

montażu zgodne z obo−

wiązującymi przepisami

bezpieczeństwa.

Podczas prób

oraz w trakcie

użytkowania na−

leży zachować

szczególną

ostrożność. Oso−

by niepełnolet−

nie mogą wyko−

nać i testować

układ dołączony

wprost do sieci

jedynie pod

opieką wykwali−

fikowanego in−

struktora.

Rys. 1 a) Wersja przekaźnikowa bez:

R2; OPT; R3; TR1

b) Wersja półprzewodnikowa bez:

P1; D1

Programy

Zdecydowana

większość chęt−

nych wykorzysta

wspomniane dwa

gotowe programy.

Zostaną one opi−

sane dalej.

Kto chciałby samodzielnie napisać proste

programy, może wykorzystać popularny in−

terpreter języka BASIC. W starszych we−

rsjach DOSu był to GWBASIC, natomiast

w nowszych QBASIC (do znalezienia np. na

płycie instalacyjnej Windows 98). Sposób

posługiwania się tym językiem był już wielo−

krotnie opisywany na łamach EdW, warto je−

dynie przypomnieć komendę ustawiającą od−

powiednią wartość na porcie:

OUT &adres portu, wartość

Przy adresie portu 378h polecenie może

mieć postać:

OUT &H378, 255

Wartość 255 jest podana w postaci dzie−

siętnej i jest równa liczbie 11111111 w syste−

mie dwójkowym. Cyfra jeden w tym syste−

Rys. 3

Rozmieszczenie

linii portu w

złączu

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na płytce pokaza−

nej na rysunku 2 . Montaż wykonujemy

w standardowej kolejności: zwory, rezystory,

kondensatory, tranzystory, następnie w zależ−

ności od opcji: diody i przekaźniki albo opto−

triaki i triaki. Szczegóły podane są w wyka−

zach elementów na końcu artykułu.

Płytkę (lub dwie płytki) trzeba dołączyć

do portu drukarkowego za pomocą wtyku

DB25 (męski) i wielożyłowego przewodu.

Oczywiście obwód masy (punkt N) wystar−

czy dołączyć jednym przewodem. Rysu−

nek 3 pokazuje rozmieszczanie linii portu

w złączu DB25. Uwaga – podczas montażu

należy starannie sprawdzić numery koń−

cówek wtyku.

Zasilacz (np. wtyczkowy) należy dołą−

czyć do punktów N (minus), P (plus).

Przy starannym montażu modułu nie ma

obawy uszkodzenia portu komputera. Dla

Rys. 2 Schemat montażowy dla wersji przekaźnikowej

i dla wersji półprzewodnikowej

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

mie odwzorowuje wysoki stan na jednej koń−

cówce portu, natomiast cyfra zero odpowiada

niskiemu stanowi. Powyższa komenda włą−

czy wszystkie osiem urządzeń podłączonych

do naszego układu.

Pozostaje jeszcze kwestia ustalenia adresu

portu. Z reguły jest to właśnie adres 378h.

Kto chce, może to sprawdzić. Najłatwiej−

szym sposobem jest odczytanie adresu z ta−

belki, która pojawia się zaraz po włączeniu

komputera. W momencie pojawienia się jej,

wciskamy klawisz PAUSE, spowoduje to za−

trzymanie komputera tak, że będziemy mogli

spokojnie spisać adresy portów. W nowszych

komputerach nie zawsze jest to możliwe, po−

nieważ pojawiają się jeszcze inne tabelki,

które zasłaniają tę właściwą. Posiadacze sy−

stemu Windows 9x mogą sprawdzić adresy

portów wybierając ikonę SYSTEM w Panelu

Sterowania (patrz rysunki 4 i 5 ). Z pomocą

przyjdzie też stary, poczciwy NORTON

COMMANDER. Posiada on opcję “System

Information”, która poinformuje o dostęp−

nych portach.

w trybie tygodniowym ” oraz “Sterownik gir−

landy świetlnej ”. Oba pracują w środowisku

graficznym Windows 9x i są przystosowane

do jednoczesnej pracy z dwoma czterokana−

łowymi interfejsami (co daje razem osiem

niezależnych kanałów). Drugi interfejs

podłączamy do pozostałych linii danych po−

rtu, czyli D4..D7.

“Sterownik urządzeń w trybie tygo−

dniowym ” umożliwia zaprogramowanie

czynności, które zostaną wykonane w cy−

klu tygodniowym. Oznacza to, że w pro−

gramie podajemy dzień tygodnia i godzinę

włączenia i wyłączenia układu. Na przy−

kład możemy podać, aby program włączył

urządzenie w środę o godzinie 15.20 i wy−

łączył w sobotę o 19.00. Rysunek 6 poka−

zuje zrzut z ekranu podczas działania pro−

gramu. Obsługa jest intuicyjna, a dane do−

tyczące czasów włączenia poszczególnych

urządzeń zapisywane są w plikach z roz−

szerzeniem .spt. Można w ten sposób two−

rzyć rozmaite plany sterowania na wiele

tygodni. Do programu dołączono jeden ta−

ki plik (sample.spt).

Drugi program − “Sterownik girlandy

świetlnej ” służy, jak sama nazwa wskazuje,

do sterowania girlandą żarówek. Może też

włączać sekwencyjnie dowolne inne urzą−

dzenia. Do programu dołączone są przykła−

dowe sekwencje (sample1.gnd, sam−

ple2.gnd). Można też samodzielnie utworzyć

listę o dowolnej długości i zapisać w pliku

typu .gnd. Jedna pozycja w utworzonej liście

zawiera dane o żarówkach, które mają zostać

włączone oraz odstęp czasu do kolejnej po−

zycji (patrz rysunek 7 ). Czas możemy zmie−

niać w zakresie od 1 milisekundy do 10 se−

kund. Po wciśnięciu przycisku START pro−

gram zapala żarówki na czas podany

w pierwszej pozycji w liście – jednocześnie

“zapala” kontrolki umieszczone na dole

ekranu. Następnie przechodzi do następnej

pozycji. Gdy dojdzie do ostatniego rekordu

wraca na początek i cały proces zaczyna się

od początku.

Nie trzeba szczegółowo opisywać zasad

działania programów – z obsługą poradzi so−

bie każdy, kto ma choć trochę do czynienia

z komputerem. Szczegółowe informacje moż−

na też znaleźć w plikach pomocy. Warto tylko

przypomnieć, że oba programy umożliwiają

tworzenie dowolnej ilości liczby plików z da−

nymi, przeznaczonymi na różne okazje.

Rys. 4

Rys. 6

Program posiada możliwość automatycz−

nego uruchomienia wcześniej zapisanych pli−

ków podczas startu systemu operacyjnego.

Jest to szczególnie przydatne w sytuacji zani−

ku zasilania sieciowego. Jednak tutaj muszę

ostrzec Czytelników − funkcja ta jest niedo−

skonała. W przypadku, gdy z komputera ko−

rzysta więcej osób i są utworzone profile

użytkownika program się nie uruchomi, po−

nieważ system zatrzyma się na “okienku” lo−

gowania i będzie czekał na wpisanie nazwy

użytkownika.

Istnieje jeszcze jedna poważna wada całe−

go systemu. Komputer po włączeniu zasila−

nia wykonuje test wszystkich portów kompu−

tera. W tym czasie na porcie mogą zostać

ustawione niektóre lub wszystkie bity w stan

“1”. Oznacza to, że urządzenia podłączone

do portu zostaną włączone do momentu uru−

chomienia programu. Gdy program nie zo−

stanie uruchomiony, urządzenia zostaną włą−

czone na stałe! Natomiast w przypadku wyłą−

czenia komputera, gdy zasilanie układu nie

zostało wyłączone, wszystkie sterowane

urządzenia zostaną wyłączone.

Możliwości zmian

Jak wspomniano wcześniej, cały system

można rozbudować, dołączając jednocześnie

dwie płytki z przekaźnikami (triakami) do

jednego portu, czyli wykorzystując w tym ce−

lu pozostałe bity danych (D4...D7). Zwiększy

się wtedy ilość kanałów do ośmiu. Nie moż−

na natomiast używać dwóch programów dla

jednego portu (można dla różnych portów).

W przypadku omyłkowego uruchomienia

programów z ustawionym tym samym adre−

sem portu, pokaże się odpowiedni komunikat

( rysunek 7 ).

Rys. 7

Rys. 5

Istnieje natomiast możliwość zastosowa−

nia na jednej płytce różnych elementów wy−

konawczych. Można na przykład dla kanału

pierwszego i drugiego zamontować przeka−

źniki, a w pozostałych kanałach triaki – nie

stanowi to żadnego problemu.

Wszyscy, którzy zbudują opisany moduł

z pewnością zechcą wykorzystać dwa przy−

gotowane programy: “Sterownik urządzeń

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

Dla wygody użytkowników oprócz pro−

gramów Girlanda.exe oraz SterUrz.exe , udo−

stępniony jest też program monitLPT.exe ,

który na bieżąco pokazuje stan poszczegól−

nych linii portu drukarkowego.

Wykaz elementów

Wykaz ellementtów dlla cztterech kanałłów..

Wersjja przekaźniikowa AVT−2445/1..

Wykaz elementów

Wykaz ellementtów dlla cztterech kanałłów..

Wersjja półłprzewodniikowa AVT−2445/2..

Rys. 8

− 4sztt..

C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V – 1sztt..

R1,,R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,,2k ΩΩ − 8sztt..

C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V − 1sztt..

R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .750 ΩΩ − 4sztt..

T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC548 − 4sztt..

OPT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .MOC3041 − 4sztt..

TR1 . . . . . . . . . . . . . . .ttriiak,, np BTA 06 600V − 4sztt..

Wttyk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .DB25−M – 1sztt..

Przewód−ttasiiemka x5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1mb

Płłyttka drukowana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1sztt..

Dyskiiettka z programamii

Obudowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .np.. KM−60

T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC548 – 4sztt..

D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148 – 4sztt..

P1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .RM81/12V – 4sztt..

Kolejność włączania

Ze względu na ładunki statyczne oraz proce−

dury testowe podczas inicjalizacji komputera

zaleca się następującą kolejność działań pod−

czas użytkowania opisanego urządzenia:

1. Wyłączyć komputer. Odłączyć kabel drukarki.

2. Dołączyć moduł do portu drukarkowego.

3. Uruchomić komputer.

4. Uruchomić program obsługi ( Girlanda.exe

lub SterUrz.exe )

5. Włączyć zasilanie modułu.

Tomasz Orłowski

Piotr Górecki

Wttyk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .DB25−M – 1sztt

Przewód−ttasiiemka x5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1mb

Płłyttka drukowana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1sztt..

Dyskiiettka z programamii

Obudowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .np.. KM−60

Zallecany zasiillacz dlla 8 kanałłów − ZS12445/400mA

Zallecany zasiillacz dlla 8 kanałłów− ZS12445/200mA

Uwaga!! Obudowa i zasiillacz niie wchodzą w skłład kiittu

AVT−2445/2 i nalleży je zamówiić oddziiellniie..

Uwaga!! Obudowa i zasiillacz niie wchodzą w skłład kiittu

AVT−2445/1 i nalleży je zamówiić oddziiellniie..

REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA

Przeno ny oscyloskop HPS5

Z OFERTY AVT

Cena 700zł

* 650zł dla prenumeratorów EdW

Maksymalna częstotliwość próbkowania 5MHz dla sygnałów zmiennych

(0,5MHz dla sygnałów pojedynczych)

Szerokość pasma wejściowego przedwzmacniacza 1MHz (− 3dB przy 1V/działkę)

Impedancja wejściowa

CENA: 130zł

1M ΩΩ /20pF

Pełny program nauczania radioelektroniki.

Można wykonać 200 układów eksperymentalnych:

wzmacniacze, generatory, zasilacze, syreny, odbior−

niki radiowe, układy logiczne, muzyczne, sterujące

itp.. W skład zestawu wchodzą: układy scalone, tran−

zystory, diody, kondensatory, rezystory, silnik,

głośnik, fotokomórka, konsola plastikowa i inne.

Maksymalne napięcie wejściowe

100V (AC+DC)

0,1mV do 180V dokładność 2%

(1mV do 600V z sondą x10)

Maksymalny impuls i zakres DC

Zakres dB (0dB = 0.775v)

−73dB do +40dB dokładność ±±

0,5dB

(do 60dB z sondą x10)

0,1mV do 80V (do 400V RMS

z sondą x10) dokładność 2,5%

Zakres TRUE RMS (tylko AC)

Podstawa czasu

od 20s do 2 µµ

s / działkę

Czułość wejściowa

od 5mV do 20V / działkę

Wyjście kalibracyjne

1kHz/5Vtt

Napięcie zasilania

9VDC/300mA niestabilizowane

Akumulatorki (w komplecie)

NiCd / NiMH − 5szt.

Wymiary

105 x 220 x 35mm

Do podanejj ceny nalleży dolliiczyć 7% VAT..

Prezentowany zestaw można nabyć za zalliiczeniiem

pocztowym llub w skllepach fiirmowych AVT..

Blliiższe iinformacjje na stronach z ofertą..

Waga

395g bez baterii

Do podanych cen należy doliczyć 22% VAT.

AVT Korporacja Dział Handlowy, ul. Burleska 9, 01−939 Warszawa,

tel./fax: (0−22) 835−66−88, 835−67−67, 864−64−82.

Elektronika dla Wszystkich

R1.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,,2k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: