Page 1

111111 +

System automatyki domowej !Control. Cz~sc 2 • Kontroler obci<1zenia portu USB • Czujnik inercyjny LSM9DSO oraz jego zastosowanie praktyczne • Zasilacz do efekt6w gitarowych • EH_ADP5090 - inteligentna przetwornica do energy harvesting• PAmp_TDA7388. Wzmacnlacz mocy audio 4x20 W/4 n · Mlniaturowy sterownlk tasmy LED Dwuportowe pami11ci EEPROM z NFC z oferty STMicroelectr onics • Kontroler FT801 w wyswietlaczach Riverdi • Akumulalory kwasowo - olowiowe • Akumulatory niklowe (zasadowe) • Miniaturowe moduly akumulatorowe Seiko • Mostek RLC - Microtest 6377 • BitScope BS05. Miniaturowy oscyloskop, analizator i generator• Multimetr analogowy Voltcralt VC -5080

~~iM"l-===========::s;;:::::===::::::::::::::=======::::::: PLC z panelem HMI - razem czy osobno? • Nowe funkcje Logo Solt Comfort v8 • Nowa funkcja sciemniania uklad6w oswietlenia domowego • Jakosc zas11ama

Programowanie aplikacji mobilnych. lnstalowanie narz11dzi programistycznych • STM32 dla pocz<1tkuj<1cych (i nie tylko). RTC, czyli

z

ar I kalendarz • Internet rzeczy w przyktadach. Konfigurowanie


Czy wiesz, ie

mamy SOOO urz11dzen pomiarowych?

Multimetry i akcesoria

VOLTCRAFT.

Ponad 1300 produkt6w w ofercie!

BENNING

FL.UK&

EXTECH

=INSTRUMENTS A F L IR COMPANY

Multimetr analogowy Voltcraft VC-5080

Multimetr cyfrowy Extech EX 411, CAT Ill 600 V

Multimetr cyfrowy Voltcraft VC880 TRMS, CAT IV 600 V

Produkt nr 1218859

Produkt n r 121639

Produkt nr 124609

mPHCENIX

l..WCONTAa

••a

M egger.

~ . KKYORITSU ..illllilGOSSEN METRAWATT

l-IAMEG'

n;'t C H AU V IN a A RNO UX


OD WYDAWCY

Lutowa EP petna energii

Prenumerata naprawd~

warto

Lutowe wydanie Elektroniki Praktycznej jest energetyzujqce, poniewa:i; zajmujemy sill w niej chemicznymi :lr6dlami energii - akumulatorami. Na poczqtek dwa artykuly znakomitego autora, dobrze znanego w ,,elektronicznym swiatku" -Piotra G6reckiego, Redaktora Naczelnego naszej siostrzanej Elektroniki dla Wszystkich. Sq one poczqlkiem cyklu zwiqzanego z tymi wszechobecnymi juz :lr6dlami energii, kt6rych znaczenie nadal bf1dzie roslo, poniewa:i; :i;adne urzqdzenie elektroniczne czy elektryczne nie maze obejsc sill bez zasilania. W elektronice i elektrotechnice przyszlosci nie da sill uniknqc stosowania akumulator6w lub innych magazyn6w energii i dlatego chocby minimum wiedzy na ten temat jest niezbf1dne ka:i;demu elektronikowi, automatykowi czy wreszcie przecititnemu u:i:ytkownikowi urzqdzen przenosnych. W bie:i:qcym numerze publikujemy artykuly na temat nadal najbardziej popularnych akumulator6w kwasowo - olowiowych oraz zasadowych, niklowych. Nie ulega jednak wqlpliwosci, :i:e dop6ki uczeni nie wymyslq nowszej technologii, to paliwem przyszlosci jest Lit i akumulatory wykonywane w oparciu o ten pierwiastek. Z drugiej strony, akumulatory litowe sq dosyc niebezpieczne w u:i:ytkowaniu, jesli nie btidziemy siti nimi poslugiwali wlasciwie. Ze wzgltidu na obszernosc artykut6w na temat akumulator6w litowych oraz innych, alternatywnych sposob6w zasilania (na przyklad superkondensalor6w i ir6del hybrydowych) zostan<1 one opublikowane w numerze marcowym. A co opr6cz akumulator6w w bie:i:qcym wydaniu EP? Osoby, kt6re nie mogly doczekac sill praktycznej realizacji systemu automatyki domowej iControl znajdq w biezqcym wydaniu EP schematy ideowe i montazowe urzqdzefl sktadowych syslemu. Jest wsr6d nich interfejs u:i:ytkownika i urzqdzenia wykonawcze, co pozwoli na zrozumienie dzialania urzqdzefl, ich mo:i:liwosci oraz samodzielne zbudowanie podobnego systemu we wlasnym domu. Bardzo podoba mi sif') r6wnie:i: projekt przetwornika audio DAC, w kt6rym autor pomyslowo polqczyl przetwornik cyfrowo - analogowy z rozdzielaczem USB, dzi!Jki czemu komputer odtwarzajqcy m uzykf') nie traci zdolnosci do lqczenia sif') z innymi urzqdzeniami, a do m iniaturowego Ras pberry Pi mo:i:na przylqczyc klawiaturii. mysz. pamiiic itd. Praktykom przyda siii plytka czujnika inercyjnego oraz przyklady procedur w i'lzyku C sh1:i:qcych do komunikowania siii z tym sensorem z poziomu wlasnej aplikacji. Mamy te:i: niedu:i:y ,,wysyp" urz<1dzefl pomiarowych, poniewaz w rubryce sprz()l opisujemy a:i: trzy: mostek RLC, miniaturowy oscyloskop/analizator poziom6w logicznych oraz multimetr analogowy. Warto zwtaszcza przyjrzec sill testowi mostka, poniewa:i: tego typu przyrzqdy rzadko trafiajq do redakcyjnych test6w. Przyznam si!J, ze jestem zafascynowany nowym s terownikiem Logol Firma Siemens wykonala kawal dobrej roboty oddajqc do rqk uzytkownik6w miniaturowy slerownik o kapitalnych mo:i:liwosciach. Niby niewiele siii zmienito, bo w oczy rzuca sit;! przede wszystkim interfejs Ethernet, nieco zmieniony wyglqd oraz wyswiellacz mieszczqcy wiiicej tekstu, ale silq nowego Logo! jest przede wszystkim nowe IDE, w kt6rym Sq nowe, udoskonalone bloki FBD. A przy tym dziiiki szybszemu mikrokontrolerowi ni:i: stosowano w wersji 6 oraz pami(lci mieszczqcej wi(lcej danych, w nowym Logo! mozna zapisac program zlozony z wiiikszej liczby blok6w funkcjonalnych FBD, majqcych przy tym nowe mo:i:liwosci, takie jak przekazywanie argument6w z bloku do bloku poprzez wska:i;niki, kt6re noszq nazwii Reference. Nie bez znaczenia jest tez fakt, ze nowe Logo! jest bardziej ,,otwarte" na swiat zewn!llrzny dziiiki interfejsowi Ethernet, kt6ry na dobre wkroczyl do aplikacji przemyslowych. Wiiicej na ten temat mozna przeczytac w artykule, kt6ry publikujemy w rubryce ,,Automatyka i mechatronika". Zach'lcam do lektury!

joccle. ~\A"L-

Miesi~znik ,.Elektronika Praktyczna" (12 numer6w w roku) jest wydawany przez AVT-Korporacja Sp. z o.o. we wsp6tpracy z wieloma redakcjami zagranicznymi.

Ill

Wydawca: AVT-Korporacja Sp. z o.o. 03-197 Warszawa, ul. Leszczynowa 11 tel.: 22 257 84 99, faks: 22 257 84 00

Adres redakcj i: 03· 197 Warszawa, ul. leszczynowa 11 tel.: 22 257 84 49, 22 257 84 63 faks: 22 257 84 67 e·mail: redakcja@ep.com.pl www.ep.com.pl

Redaktor Naczelny: Wiestaw Marciniak Redaktor Programowy. PrzewodniczctCY Rady Programowej: Piotr Zbysillsk.i ZastE::pca Redaktora Naczelnego, Redaktor Prowadzctcy: Jacek Bogusz, tel. 22 257 84 49 Redaktor Dziatu Projekt6w: Damian Sosnowski, tel. 22 257 84 58 Szef Pracowni Konstrukcyjnej: Grzf9orz Be<ker, t el. 22 257 84 58 Menadi:er magazynu Andrzej Tumanski . tel. 22 257 84 63 e-mail: andrzej.tumanski@ep.com.pl Marketing i Reklama: 8oiena Krzykawska, tel. 22 257 84 42 Kat arzyna Gugala, tel. 22 257 84 64 Grzf9orz Krzykawski, tel. 22 257 84 60 Andrzej Tumar\ski, tel. 22 257 84 63 Maja Gilewska Sekretarz Redakcji: Grzf9orz Krzykowski, tel. 22 257 84 60 DTP i oktadka: Dariusz Welik Redaktor strony int ernetowej www.ep.com.pl Mateusz WoZniak Stall Wsp61pracownicy: Arkadiusz Antoniak, Rafol Baranowski, Lucjan Bryndza, Marcin ChruSciel, Jaroslaw Dolinski, Andrzej Gawryluk, Krzysztof G6rski, Tomasz Gumny, Tomasz Jabloriski, Michal Kurzela, Szymon Panecki, Krzysztof Paprocki, Krzysztof Plawsiuk, Slawomir Skrzyrlski, Jerzy Szczesiul, Ryszard Szymaniak, Adam Tatu~. Marcin Wi4zania, Tomasz Wlostowski, Robert Wotgajew Uwaga! Kontakt z wymienionymi osobami jest moili"W'f via e-mail, wedlug schematu: imi~. nazwisko@ep.com .pl Prenumerata w Wydawnictwie AVT www.•vt.pl/prenumerat• lub tel: 22257 84 22 e-mail: prenumerata@avt.pl www.sklep.avt.pl, tel: (22) 257 84 66 Prenumerata w RUCH S.A. www.prenumerata.ruch.com.pl lub tel: 801 800 803, 22 717 59 59 e-mail: prenumerata@ruch.com.pl

~

Wydawnictwo AVT-Korporacja Sp. z o.o. nale.iy do lzby Wydawc6w Prasy

Copyright AVT-Korporacja Sp. z o.o. 03·197 Warszawa, ul. leszczynowa 11 Projekty publikowane w .,Elektronice Praktycznej" mogit byC wykorzystywane wylci.cznie do wtasnych potrzeb. Korzystanie z tych projekt6w do innych cel6w, zwlaszcza do dzialalno5ci zarobkowej, wymaga zgody redakcji ,,Elektroniki Praktycznej". Przedruk oraz umieszczanie na stronach internetowych caloSci lub fragment6w publikacji zamieszczanych w ,.Elektronice Praktycznej" jest dozwolone wyl~cznie po uzyskaniu zgody redakcji. Redakcja nie odpowiada za treSC: reldam i ogloszen zamieszczanych w .. Elektronice Praktycznej",

ewy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone wytqcznie do

uzftku Vlltasnego

3 bez prawa do rozpowszechniania.


Nr 2 (266)

System automatyki domowej iControl

luty 2015

Druga. oslalnia czt;s<: opisu nowoczcsncgo, rozbudmvancgo systemu automatvki domoll'ej. kt6rego komponenty komunikui<l sit; za pomou1 lt!drnologii !'LC:: sclu:maly. poradv, uruchomit!nic.

HUB USB + USB Audio DAC ...............................

HUB USB z przelwornikiem USB Audio DAC

EH_ADP5090 - inteligentna przetwornica do energy harvesting

...... 47

PAmp_TDA7388. Wzmacniacz mocy audio 4x20 W/ 4 fl.

...... 49

Przvslawka np. do Raspberry l'i lub innego mikrokomputera, kt6ra opr6cz odtwarzania muzyki rozwi<1zuj1! problt!lll sk<lJH!j liczby gniazd lJSI3.

Projekty iControl. System automatyki domowej (2)

...... 18 ... 30

Czujnik inercyjny LSM9DSO oraz jego zastosowanie praktyczne .................................................... 39 Kontroler obciqienia portu USB ............................................................................... .

.... 44

Miniprojekty

Miniaturowy sterownik tasmy LED ................... ..

... 51

Projekty czytelnik6w Zasilacz do efekt6w gitarowych

.......... 52

Wyb6r konstruktora

Head Tracker FPV

. . . . 1.r~":1A!.NU":1~Rul_ 58

Akumulatory kwasowo¡olowiowe ...

l'rojckt plytki z czujnikiem incn:yjnvm oraz listingi programiiw, kt(Jrn umozliwi<\ lalll't! zaslosowanie czujnika 1v dowolnym. wlasnym projckcic.

EH_ADP5090 - energy harvester Projckl przelwornicv ..energy harvesting" umozli11¡iajqcej wykorzystanie energii ze 7.r6del altcrnatvwnvch. V\'raz z prznlworniut przykladow~r projc!kl foloogni wa.

................... ......!.!~~.I\!.~.~.~~~.~.!. 70

Akumulatory niklowe (zasadowe) ......

Notatnik konstruktora Niezawodna, bezpieczna siec d la przemystu oraz loT .................................................................. 109

Prezentacje ................................

............................!E.~J\!.N.~-~~RIJ.!. 56

Miniaturowe moduly akumulatorowe Seiko.. ..

................................................L!~~-~n:1.l!.Nl~R.l!.'. . 66

Jakosc zasilania ...........

iPDA. lnteraktywny Program do Doboru Akumulator6w ..................................... J.!~~-~!.~.l!.Nl~R.l!.!. 68 Nowa funkcja Sciemniania uktad6w osw ietlenia domowego .

...... 80

Mult imet r analogowy Volt craft VC-5080

.. .. 112

..................

Podzespoty Dwuportowe pami~ci EEPROM z NFC z oferty STMicroelectro nics

Wzmacniacz mocy audio 4X20 W z TDA7388 \Vzmacniacza mocy sygnalu audio. latwy do wykonania. a przy tym majqcy bardzo dobre pararnetry uzytkowe.

Kontroler FT801 w wyswietlaczach Riverdi

......... 75 ...... 78

Sprz~t BitScope. M iniat urowy oscyloskop, analizator i generator .......................................................... 103 Mostek RLC - MICROTEST 6377 ................................................................................................... 108

Kursy Redakcyjny serwer FTP, a na nim materialy dodatkowe oraz poprzednie cz~sci do artykul6w. Dane wymagane do logowania na serwerze FTP Elektroniki Praktycznej:

host: ftp://ep.com.pl uzytkownik: 54721 hasto: qn2jbq4t Uwaga: na serwerze FTP s9 dost~pne materiaty poczqwszy od numeru

12/1998 do wydania bieiqcego.

Dost~p

do poszczeg61nych materia16w dla Czytelnik6w EP po podaniu unikatowego hasla opublikowanego w EP.

Programowanie aplikacji mobilnych (1). lnstalacja narzt:dzi programistycznych ........

.. ... 83

Internet Rzeczy w przyktadach (2). Konfig urow anie oprogramowa nia dla mikrokont rolera CC3200 i projekt .. zero" STM32 dla poczqtkujqcych (i nie t ylko). RTC, czyli zegar i kalendarz .......................

...... 92 . ....... 98

Automatyka i mechatronika PLC z panelem HMI - razem c:zy osobno?...... ..

........ 114

Nowe funkcje Logo Soft Comfort v8 ............................................................ ..

. 117

Od wydawcy .... Nie przeocz. Podzespoly ...

..... 3 ...... 6

Nie przeocz. Koktajl nius6w .... .

... 12

Niezb~dnik elektronika .......................

... 55

Info ...................

... 122

Kramik i rynek

.... 126

Oferta

.... 128

Prenumerata ..... Zapowiedzi

nast~pnego

. 129 numeru .....................

e czynski. pI rtqcznie do

uzftku Vlltasnego

........................................................... 130 rnKTRONtKA PRAKTYUNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.


,

. -...

'

life.augmented

M24LR I M24SR pami~ci

EEPROM

z interfejsami 12 C i RF 13,56 MHz zgodne z RFID/NFC

RFID

Pami~ci

EEPROM z interfejsami: l2C i radiowym, zgodne ze standardami 15015693 i 15018000-3 oraz NFC Forum Tag Type 4 i 150/IEC 14443 Type A. Dost~pne pami~ci z interfejsem pozyskiwania energii z toru RF (energy-harvesting). Matryca EEPROM umoiliwia wykonanie co najmniej 1 min cykli kasowanie-zapis. Trwatosc przechowywanych danych wynosi 40 (M24LR) lub 200 (M245R) lat. Oferujemy wiele narz~dzi startowych, ewaluacyjnych i projektowych (sprz~t i oprogramowanie) umoiliwiajqcych wygodne, szybkie przetestowanie pam i ~ci we wtasnej aplikacji.

II!~! MASTERS www.st.com/nfc-rfid

eWyd an i e dIa: a Ie kSa n de r@kawe czynski. pI Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


NIE PRZEOCZ Podzespoty

nowe

podzespoly Z kilkuset nowosci wybralismy te, ktorych nie wolno przeoczyc. Biez ce nowosci mozna sledz1c na www.elektronikaB2B. I

~~ ~

Mikrokontrolery MSP430 z 4 xNC 24-bit

Zyroskop z akcelerometrem o dobrej stabilnosci

Texas Instnunents dodaje do oferty mikrokontroler6w MSP430 kolejne, wyposazone w zestaw precyzyjnych obwod6w analogowych, przeznaczone do zastosowania w tanich przyrz<1dach pomiarowych, systemach automatyki budynk6w, miernikach energii, przemyslowych systemach oswietleniowych itp. Mikrokontrolery MSP430i204x S'I przystosowane do pracy w szerokim zakresie ternperatury otoczenia (-40. .. +105°C). Zaleznie od majq wbudowane nawet w 4 przetworniki NC sigma-del ta o dokladnosci rz~d u 1% i zakresie dynamicznym 2000:1. Majq rozdzielczosc 24-bit6w i pr6bkowanie r6wnoczesne eliminujqce koniecznosc wprowadzania kompensacji programowej, co w konsekwencji upraszcza kod aplikacji. Kolejnym waznym elementem wyposazenia jest sterowany cyfrowo oscylator (DCO) eliminujqcy koniecznosc stosowania zewnE!lrznego rezonatora. Mikrokonlrolery MSP430i204x zawierajq 16 lub 32 kB pamiE!ci Flash. S11 produkowane w obudowach TSSOP-28 i QFP-32.

Mm"'" w,rnw.dti'• do "'""' '"'" '''""'°''w • SCC2000 z wbudowa nym akcelerometrem zapro- !-=J

http://goo.gf/3Hlp3a ff.EK LAMA

ilO=tniCO

• dorad2rwo tedlniar.e • proj~ktowonit urzqdzeii i ~en:6w • oprogremowonie SJ')letl6-w wbudowolly'dl

• •·droiane wyrobOw do prcdvlcqi • tesry EMC i bodo.nio Stodowisbwe

1.:.1

jektowanych do zastosowania w najtrudniejszych warunkach pracy m.in. w motoryzacji i przemy- r:'1 • sle. Spetniajq one wymogi norm AEC-Q100 (od- L!J . pornosc mechaniczna i elektryczna) oraz IS026262 (bezpieczenstwo uzytkowania). Wyr6zniajq si~ najwi~kszq wsr6d uktad6w tej klasy stabilnosciq termicznq i odpornosciq na udary mechaniczne. !ch struktura zawiera 3-osiowy czujnik przyspieszenia, 1-osiowy zyroskop, interfejs komunikacyjny SPI oraz filtr dolnoprzepustowy o programowa nej cz~slotliwosci odci~cia (10 lub 60 Hz). Standardowy zakres pomiarowy zyroskopu wynosz&cy ± 125°/s moze bye rozszerzony na indywidualne zam6wienie do 300°/s. Zakres pomiarowy akceleromelru wynosi ± 6 g wzdtuz wszystkich osi. Uklady serii SCC2000 S<! produkowane w 24-wyprowadzeniowych obudowach sore 0 wymiarach 15,0 mmx12,1 mmx4,35 mm. Mogq pracowac w zakresie temperatury otoczenia od -40 ... + 125°C. Wazniejsze parametry zyroskopu: Standardowy zakres pomiarowy: :t125°/s (mozliwosc zam6wienia do :!:300°/s). Typowa czulosc: 50 LSB/(0 /s). Maksymalny bl<1d offselu :t1°/s. Maksymalny dryft lemperalurowy offselu :t0,5°/s w zakresie -40...+ 125•c. Typowa nielin iowosc ±0,5°/s. Wazniejsze parametry akcelerometru: Zak.res pomiarowy ± 6 g (osie XYZ). Typowa czulosc 0,029°/LSB. Maksymalny blqd offselu :t20 mg. Maksymalny dryft temperaturowy offsetu :t 18 mg w zakresie -40... + 125°C. 'fypowa nieliniowosc :t50 mg. http://goo.gf/MdMUnb

e' Vy·cfJ3ni e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do uZ.ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


lnteligentny Projekt Zaczyna

si~

z inteligentnymi analogowymi mikrokontrolerami PIC®

INTELLIGENT A

N

A

L

0

G

~ MICROCHIP

microchip CIRECT www.mlcrochlpdlrect:.com

m icroch i p.com/i ntell igentanalog -

~Ai'-i.•d .-N~a MigrfCh.iP.Ll,~I09-•il•.M.i9~.bP,.ctrtf;~f..V.M¥Y~~~9.P.YWt~'~'fYmi firmy Microchip Technolog Incorporated w U.S.A. i innych krajach. W szystkie pozosutte znaki ic.1:JWiikt _ wtlkE\ ~iasnlil~ H:li~&liW~Mi1~"'1icr~ti~*hlc>lt!1)ilnc. Wszystkie prawa zastrzeZone. DS00001743A. MEC003Pol07.14

t! IV y

Wyd an i e e I e~:tro n i czn e p rzezn a czo n e

w,tt 'I.czn i e

do uz,11- u Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


NIE PRZEOCZ np. przeprowadzanie tes t6w. !ch bh1d jitteru nie przekracza 1 ps rms w zakresie cz~stotliwosci wyjsciowej 12 kHz ...20 MHz. http://goo.gl/TUpX7H

Oscylatory VCXO pracuj'lce w zakresie 40...170 MHz

°'"" •

Firm• >QD wprow•d•H• do ofurt, m '"'""'°~ latory VCXO pracu jqce w zakresie cz~stotliwosci L.!J L.!J 40 ... 170 MHz, oferowane w obudowach ceramicz.A nych zajmuj(lcych powierzchni~ 3,2 mmx2,5 mm. r=1 . Serie IQXV-80 i IQXV-81 obejmujq oscylatory z wyj- L.!J._. . sciami LVPECL dla zapewnienia kompatybilnosci z ukladami scalonymi ECL oraz LVDS dla ograniczenia poboru mocy. Zakres cz~stotliwoki wyjsciowych otwiera dla tych uklad6w szerokie pole aplikacji w interfejsach Ethernet 10Gbit oraz 40Gbit, SDJ:-1/ SONET, WiMax i WLAN. W ramach serii IQXV-80 i IQXV-81 produkowane sq oscylatory o stabilnosci :!: 25 i :!:50 ppm przeznaczone do pracy w zakresie temperatury -40... +85°C. Ich cz~stotliwosc wyjsciowa moze bye dostrajana nap i~ciem 1,65 V ± 1,5 V w zakresie minimum :!:80 ppm, co pozwala np. na kompensowanie efektu starzenia. Oscylatory z obu serii majq wyjscie tr6jstanowe umozliwiajqce

.,,..

..

R E KI.A~ I A

R

Kondensatory tantalowe dla urz<tdzeit wojskowych i awioniki H<mo M., Sprogwo wprowodo;fa do ofort,

p;o~-

szq seri~ kondensator6w tantalowych o poclwyzszonej niezawodnosci produkowanych w metalowych, hermetycznych obudowach o wymiarach 8,5 mmx7,4 mmx7,0 mm. Sq to kondensalory prze· znaczone do aplikacji w awionice i urzqdzeniach wojskowych, zgodne z wymogami normy MIL-STD-202 w zakresie odpornosci na narazenia srodowiskowe, mechaniczne i elektrycz ne. Charakteryzuj<t si~ matymi wartosciami ESR [od 180 mil w temperaturze +25°C, przy cz~stotliwosci 100 kHz). Przeszly testy odpornosci na pn1dy udarowe, zgodnie z norm'! MIL-PRF-55365. W ramach serii T25 S<t oferowane kondensatory o pojemnosci od 22 do 330 µF [toterancja :!: 10%, :!:20%) na napi~cie od 16 do 50 V. Mog<t pracowac w temperaturze otoczenia od -55°C do +85°C lub do +125°C (przy ograniczeniu napi~cia).

[!]

.•

http://goo.gl/jid8/r

,. Moc 75 w, 120 w > Sprawnos~ do 89% ,. Zabezpleczen1e przec1wzwarciowe, przeciqzeniowe, nadnapi~ciowe.

> > > ,. > >

termiczne

Sygnalizocja pracy diodq LED Chlodzenie przy otwartym oblegu powietrza Temperacura pracy-20 - +70°C Montai na szynie DIN TS35 / 7.5 lub 15 Zgodnost z norm~ ENG1000-6-2 (ENS0082-2) 3 lata gwarancj i

www.elmark.com.pl Elman. Automatyka Sp. z o.o. tel. 22 541 84 60 elmark@elmark.com.pl

www.meanwell.elma rk.com.pl

e' Vy·c81 ni e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI

Wzmacniacz operacyjny z wbudowanym zabezpieczeniem nadnapi11ciowym i filtrem EMI Wzmacniacz operacyjny AOA4177·2 ma na wejsciu filtr EM! zapew· niajqcy tlumienie 70 dB sktadowych o cz~slotliwo§ci powy:iej 1 GHz i zabezpieczenie nadnapillciowe eliminuj<1ce impulsy o napillciu rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do uZ.ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Ill

w;d•"" o n v od ~';"';" ~,u.;,wgo. ''" " w cyzyj ny wzmacniacz dwukanalowy o malym szumic, •r mog&cy wsp61p racowac z czujnikami w aplikacjach obejmujqcych m.in. systemy akwizycji danych i uklady napqdowe. Uklad jest polecany do zastosowan ia zwlaszcza w zastosowaniach wymagajljcych duiej precyzji, w kt6rych stopien wejsciowy jest narazony na przepiQcia i zaburzenia elektromagnetyczne. W obwodach tego typu projektanci CZQSto stosujq ze· wnQtrzne elementy zabezpieczaj&ce i filtruj11ce, jednak s11 one skutecz· ne tylko w ograniczonym zakresie, a ponadto pogarszajq dokladnosc wzmacniacza przy zmianach lemperatury i wejsciowego napiQcia sumacyjnego. Wazniejsze parametry ukladu ADA4177·2: Pasmo 3,5 MHz. Maksymalne napiQCie offsetu 60 11V przy +25"C. Maksymalny dryft napiQCia offsetu 0,7 1-L Vf C. Wejsciowy prqd polaryzacji 1,0 nA przy + 25°C. NapiQcie zasilajqce ± 5 ... ± 15 V T)'powy pob6r prqdu 500 11A przy + 25°C i Vcc=±15 V. Dopuszczalny zakres temperatury pracy -40... +125°C. Uklad jest oferowany w obudowie SOIC·8 lub MSOP-8. http://goo.gl/cD6WzT

Podzespoty

World's smallest pressure sensor dust-free, water-resistant

[!] .. "

1!11

Miniaturowy czujnik cisnienia 260... 1260 hPa odporny na kurz i wilgoc &rom•ttyoMy = ;o;kd,,;,,;, Ll'S"HB ;~; "'""'·

nie najmniejszym oferowanym w handlu. Jest dostQp· ~: .a ny w obudowie HLGA o powierzchni 4 mm' i grubosci ~ • ,.ol zaledwie 0,76 mm, zapewniaj&cej przy tym odpornosc na kurz, wilgoc oraz na udary mechaniczne do 22 tys. g. Czujnik ma zakres pomiarowy ad 260 do 1260 hPa, poziom szu· mu ponizej 1 Pa rms i CZQStotliwosci'I wykonywania pomiar6w od 1

[!]

".

do 75 Hz. Moze bye zasilany napiQciem z zakresu 1,7 ... 3,6 V i pobiera pn1d mniejszy niz 5 11A. Zaprojektowano go do aplikacji w smartfonach, labletach, zegarkach i akcesoriach sporlowych jako element sy· stem6w nawigacji. Wafoiejsze parametry LPS22HB to: Wbudowany uklad kompensacji temperatury. Rozdzielczosc pomiarowa cisnienia - 24 bily. Rozdzielczosc pomiarowa temperatury - 16 bit6w. Bufor FIFO. Interfejs l'C/SPI. Zakres temperatury otoczenia ·40 .. +85°C. http://goo.gl/fwTS74

Miniaturowy zyroskop-akcelerometr 6-osiowy Inercyjny uklad pomiarowy (IMU) ASM330LXH to 6-osiowy zyroskop i akcelerometr, oferowany w minialurowej obudowie LGA o wym ia· racb 3 mmx3 mmxl,1 mm. Zaprojektowano go do zastosowania w samochodowych systemach nawigacji, gdzie precyzyjne czu jniki

RF.KLA~I A

Computer Controls Sp. z o.o. Bielsko- Bia+a, ul. Budowlanych 1

tel.: +48 (33) 485 94 90 fax: +48 (33) 472 04 20

e-mail: info@ccontrols.pl http://www.ccontrols.pl

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uZ.ftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

9


lnicjacja jes t szczeg6lnie pot:rzebna po kazdorazowym odlqczeniu i dolqczeniu baterii. je:lcli w tym czasie gl6wne zasilanie kontrolera takze bylo ocllljczone wszystkie rejestry w Backup Domain zostanq wyzerowane, a oscy· lalor kwarcowy 32768 Hz zalrzymany. Procedura inicjowania mo:le wyglljdac, jak na Iistingu 1 . Najpierw do Backup Domain jest dolqczany we· wn~trzny zegar i uruchamiana komenda zezwalaj<ica na dost<ip do rejeslr6w. Dolljczany i uruchamiany jest zewn<ilrzny oscylator 32768 Hz i oprogramowanie oczekuje az jego dzia!an ie si<i ustabiliz uje. Nasl<ipnie ustawiany jest preskaler tak aby na jego wyjsciu po· jawia! si<i sygnal o okresie ls. Dodatkowo w procedurze inicjacj i moze byt uslawiane zezwolenie na prze· rwanie wywolywane przez alarm RTC. Zezwolenie na przerwanie wywolywane przez impulsy sekund RTC_TTConfig(RTC_TT_SEC. ENABLE) jest wylqczone (odpowiednia linia listingu jest opatrzona komentarzem). Po zakonczeniu procedury inicjacji zegar RTC dziala, mozliwy jest takie dost~p do jego rejeslr6w i re· jeslr6w w Backup Domain.

Oprogramowanie przykladowe Wykorzystanie wewniitrznego zegara RTC do slworzenia zegara z kalendarzem i alarmem wymaga napisania tro· ch<i dodalkowego wlasnego oprogramowania. Przyklad PonEduSTM32F_Dcmo1 _RTC pokazuje jak mozna lo zro· bit wykorzystujljc Panel Edukacyjny. Mozliwosci program u demonslracyjnego S'l nast(jp ujqce:

• Wyswietlanie czasu: godzin, minul sekund i daty: dnia, miesi<ica, 2 ostalnich cyfr roku. • R~czne 11stawia11ie i korygowanie czas11 i daty. • Programowanie alarmu w lrybie 24-godzinnym. Do prawidlowego dzialania program wymaga: • Wloi:enia baterii 3 V do gniazda na Panelu Edukacyjnym. • Zalozenie zworek JP5 i JP3. • Wloi:enie wyswietlacza LCD 2x16 znak6w do gniaz· da J5. Do obslugi jest ui.ywanych 5 przycisk6w klawiatury multipleksowanej Panelu Edukacyjnego: • St i S2 slu:i:'l do przesuwu kmsora w poziomie. Konczenie niekt6 rych funkcj i wymaga wyjscia kursora poza wyswietlacz. • SS i SB slu:i:q do przesuwu kursora w pionie. Konczenie niekt6 rych funkcj i wymaga wyjscia kurso· ra poza wyswietlacz. • S12 sluzy do inicjowania funkcji ustawiania parametrow zegara oraz kalendarza i akceplowania trybu alarmu. Oprogramowanie zostalo zaadaplowane z opublikowanego wczesniej w EP projektu zegara-minutnika. Poniewaz chodzilo o zademonstrowanie sposob6w uzy· cia zegara RTC niekl6re funkcje wcze§niejszego projektu zostaly usuni~te, a niepotrzebne fragmenty kodu opatrzo· ne komentarzem. Obslugq modulu zegara RTC uprosz· czono dla zwr6cenia uwagi na najwazniejsze funkcje. Podstawowe procedury zw:i<izane z dost~pem do zegara RTC znajdujq si<i w plikach Procedury_RTC.c

:Listing 2 . Odczytanie czasu z ze9ara RTC

1 //odczyt czasu z z e ga r a RTC : void RTC Odczyt czas u(char *p buf) uin t32

Ti mevar ;

t

Ti meVa[::::RTC Getcou nter ();

Ti meVar=Timevar % 66 400 ; s TimeStruct Var. HourHi g h- (uint8 t J (T i meVar /3600) I 10 ; s - TimeStr uctVar . Hou rLo w• (ui n t8 't) ( T i rneVa r / 3600 ) %10 ; s -TimeStr uct Var . Mi n Hig h • (ui nt8- t ) ( (Ti meVar%3600) I 60 ) /10 ; s -TimeStr uctVar . Mi nLow• (uin tB t i ( ( TirneVa r %3600) /60) %1 0 ; s - T imeStruct var . SecHi g h - (uint8 t) ( (TimeVar%3 600) %60 I /10 ; s - T imeStructVar . SecLow- ( u i nt8 t i ( ( T i mevar %3600) %60 I %10; snpr i nt f(p b u f , 12, .,%d%d : %d %d : %d%d", s T i meStru ctVa r . Hou rHig h ,

s- TimeStructVar . HourLow, s TimestructVar .Mi nHigh , s-TirneStructVar . Mi nLow1 s TimeSt r uctVar . SecHi gh1 s:Ti meStruct Var . SecLow ) ; -

il

: Listing 3. Inicjowanie kalendarza : //in icjacja kalendarza ~ void Kalendarz I nicjacja (void)

: ~

l !

-

: {

!

ui nt l 6 t s kompr esowana da t a ; //odczYt z rejestr u baCkup skompresowanej daty dla ka l endar za skompresowana data =BKP ReadBackupRegi ster (BKP REJESTR KALENDARZA) ;

:

// rozwin i~ci e-daty i zaP i s do str uktury s Da t eStruc t Va r . Year • (s ko mpresowa na data >> KOMPRESJA KALENDARZ POZ ROKU) & KOMPRESJA_ KALENDARZ_ MASKA_

~

s DateStructVar . Month

; ROKU ; -

-

=

-

-

! ! i

-

(sko mpresowa na_data >>KOMPRESJA_KALENOARZ POZ_MIESIAC ) & KOMPRESJA_KALENOARZ

i

: MASKA- MIESIAC;

:

s -DateSt r u ct.Var . Day

=

( skompresowan a_data >>KOMPRESJ A_KALENOARZ_POZ OZI EN) & KOMPRESJ A_KALENOARZ_MASKA_

ll

: DZIEN;

i f (s DateS t ructVar .Month ==0) s OateStructVar. Mon th =l ; if (s: oateS t ructVar . Day ==0) s_ oateS t ructVar . Day =l ;

_________________j

1 Listing 4 . Kory9owanie daty

l //sprawdzenie czy zegar czasu odl iczyl wiecej niZ

1 dziefi1 je£il i

tak korekt a daty

; void CheckForDaysElapsed (void)

i{

ui n t32

t

DaysElapsed;

i f( ( RTC GetCounte r () / { -

f or (Days.El apsed

=

SECONDS_ IN_ DAY)

!:

0)

0 ; DaysEl apsed < (RTC_Get Coun ter ()

SECONDS I N DAY) ;

DaysElapsed++)

I II

{

l:

} RTC_ SetCounte r (RTC_GetCounter () % SECONDS_ IN_ DAY) ;

U------·--··--··---·----···-··-···-··-··----------·- -·-·- --------·--·- ----j eWycn:0.0 ieEC~R®l~~nd-flif@diawe czynski. pI Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone w,ttqcznie do

uzftku Vlltasnego

j

!

Dat e Up date (I ;

bez prawa do rozpowszechniania.

'


i Procedury_RTC.h. W plikach Funkcje_Zegam.c, Funkcje_ Alannu.c i Funkcjc_Alarmu_Odliczanie.c umieszczono kod odpowiedzialny za dzialanie zegara, kalendarza i alarrnu. Procedury z tych plik6w odwolujq si<l do podstawowych procedur z pliku Proccdury _RTC.c. Dia latwiejszego zrozurnienia zasady dzialania przykladowego programu najpierw zajrnierny si<l procedurami podstawowymi. Najpierw odczytem biezqcego czasu.

Odczyt bieiC1cego czasu z RTC Procedura R'T'C_Odczyt_czasu() odczytuje zawa rtosc licznika RTC_CNT i zamienia i'I na ilosc sekun d, minut i godzin, kt6re uplyn~ly od poczqtku doby (listing 2). Procedura uzywa struktury s_TimeStructVar do przechowywania skonwertowanej liczby sekund odczytanej z rejes tru RTC_CNT na liczb~ dziesi<1tek i jednostek godzin, .......................................................................................................

l ~~~~i~~l~~i~~~~!i:~~~~~~z~~! ~~t~plywie ! voi d DateUpda te (void )

rninut i sekund, kt6re uplyn~ly od poczqtku doby, czyli godziny 00:00:00. Dodatkowo, w buforze wskazywanym przez *p_buf jest umieszczany lafJ.cuch z inforrnacjq o odczytanyrn czasie przygotowany do wyswietlenia na wyswietlaczu LCD.

Odczyt bieiC1cej daty Odczyt biezqcej daty realizuje procedura Kalendarz_ InicjacjaO. Biezqca data pan1i~tana jest w jednym z rejestr6w Backup Domain czyli BKP_REJESTR_KALENDARZA. Dia zaoszczoidzenia miejsca numery biezqcega roku, miesi&ca i dnia S'I zapisane na kolejnych bitach i rozwijane przez procedur~ zamieszczonq na listingu 3. Do przechowywania odczytanej daty jest wykorzystywana struktura s_DateStructVar. Po odczycie inna procedura RTC_Odczyt_ Daty() forrnatuje odczytanq dat~ w lafJ.cuch przygotowany ...................................

.................................................. .

dnia

j :

,i '

!

'

:

~~~:ng:~!s~~~~~~~;~~~~th

:=g:~=~~~~~~~=~:~~~~~

!

I I s DateStructVa r.Month 8 ::

:=g:~=~~~~~~~=~:~~~~~

::~:::::::::::~~~::::.:,,-

!.

' ;,

l!

3 II \

~0 ~' 1

!

31 · 1

, ==,I i

/* Date structure member : s DateStructVar . Day

:· ·: ~ :~ ~ ~ ~ ~ ;: ~ :~:~:~ · ·~· '· ·'·

I

1

l

~

s DateStructVar . Month l; s - DateStructVar . Day = l ; s -Da t eS t ructVar . Year++ ;

:!,: ' .I

~· ·

...._,.........,... -·· ..

, !

1, :.i':,

! j

\

I,

else if(s DateStructVar . Month == 4 I I s DateStructVar . Month == 6 IT s DateStructVar Month== 9 1Ts DateStructVar . Month 11 )

I ;•

i

j

~;;:;~;~;;;:; ; ;~ ;:;~;....,,,,,, ~. •. •;

I

:· ·:'.:;~:~ ~: :~ : :;:.: : ·:. . .

I !

s_DateStructVar . Day++ ;

:· ·: :~ -~ ~ ~'. ~ '. '.:~'.:· ·;:.,

l

1...

s DateStructVar . Month++ ;

s - DateStructVar . Day

=

l;

i

:

l iJ ---------=----------- --------------------·------------ -- -- -- ----------- -----j j

Ka l endarz kompresja () ;

nie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 21201 s

e elektroniczne przeznaczone wytqcznie do uZ.ftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

101


do wyswietlenia na wyswietlaczu LCD. Funkcj'l odwrolI1& wykonuje procedura Kolendarz_kompresjalj, kt6ra zwija zapisan& w strukturze dat</ do rozmiar6w 16-bitowego rejestru i zapisuje w BKP_REJES1R_KALENDARZA.

Aktualizowanie daty Po uplywie doby nasl</pllje aktualizacja kalendarza, zajmuje si(! lym procedura CheckForDaysE/apsedlj. Pokazano i& na listingu 4. Najpierw sprawdza ona czy wartosc rejestru RIC_ CNT jest wi(!ksza niz SECONDS_TN_DAY (86400). Jest lo liczba sekund odliczanych w czasie 24 godzin. jezeli odczytana wartosc przekracza SECONDS_TN_DAYw P'llli jest wywolywana procedura korekly daty, czyli doliczenia kolejnego dnia. Na zakoficzenie, do /lTC_CNT jest wpisywana liczba sekund, kt6ra uplyn<ila od pocz&tku biei'.qcej doby. Procedu ra prawidlowo skoryguje dal</ zar6wno wywolana o p6lnocy jak i o dowolnej porze dnia nawet po kilkudniowym wyl&czeniu gl6wnego zasilania kontrolera.

Korekta daty Ze wzgl(!du na skomplikowan<1 slruktur(! kalendarza (r6:i:na liczba dni zaleznie od miesiqca a nawel roku] aklualizacja daty nie moze po prostu doliczac kolejnego dnia, ale musi uwzgl(!dniac wspomniane komplikacje. Dia tego doliczaniem zajmuje Sit) wyspecjalizowana procedura DateUpdate{). Pokazano i'l na listingu 5. Zaleznie od syluacji procesdura:

• • • •

Dolicza kolejny dzie.fi miesi&ca. Zmienia numcr miesiqca na kolejny. Zmienia numer roku na kolejny. Dodatkowo, jest wywolywana procedura pomocnicza ChcckLcaplj umo:i:liwiajqca wykrycie roku przesl(!pnego i prawidlow<1 karekl'l daty w lutym.

Program demo: wszystko razem Po zerowaniu program najpierw inicjuje poszczeg6hle uklady w tym zegar RTC. Nasl(!pnie sprawdza, w jakim stanie znajdowal Si(! w momencie wylqczenia zasila nia: normalnego wyswietlania czasu i daty czy odliczania czasu pozostalego do alarmu. Zaleznie od tego nasl(!pUje wyswietlenie winiely powitalnej alba natychmiastowe przejscie do wyswietlania czasu pozostalego do alannu. Nasl(!pnie nast<ipuje dziaianie programu w trybie automalu stanu. Zaleznie od b ieiftcego stanu procedura Automol_ Stanu_Urzadzenialj wywoluje odpowiednie procedury. Jezeli zegar znajduje si<i w trybie wyswietlania czasu i daty, to co pewien czas wywolywa ne S(! proced ury aktualizacji czasu i daty. Je:i:eli zegar znajduje si~ w trybie zaprogramowanego alarmu zarniast biez&cej daty i godziny wyswietlany jest czas pozostaly do alarmu. Po wysl@ieniu alarmu nasl~puje powr6t do normalnego wyswietlania czasu i daty. Ryszard Szymaniak, EP

XXI M i~dzynarodowe Targi Automatyki i Pomiar6w BIURO TARGOW Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa tel. 22 874 01 50, 874 02 30, fax 22 874 0 1 49 e-mail: targi@automaticon.pl

ORGANIZATORZY

www.au' baticon.pl t--ni

ni .


Redakcja Eleklroniki Praktycznej dzi~kuje firmie Farnell-element14 za udost~pnienie miniaturowej przystawki oscyloskopowej BitScope BSOS do test6w.

BitScope Miniaturowy oscyloskop, analizator i generator To niesamowite! Trzymam w r~ku uzywami przeze mnie od w ielu sond~ TTL oraz plytk~ BitScope. Oba urzctdzenia sq prawie tej samej w ielkosci i skladajq si~ z tej samej liczby uklad6w scalonych, ale majq r6zne mozliwosci. Moja sonda pokazuje poziomy logiczne, impulsy, przebiegi prostokqtne stany n ieustalone, nat omiast BitScop e moze bye oscyloskopem cyfrowym, generatorem przebieg6w, analizatorem poziom6w logicznych i analizatorem widma! Miniaturowe wymiary BitScope nie powinny stanowie przeslanki odnosnie do jego mozliwosci. Zgodnie z opisem na stronie internelowej producenla nie jest to przyrzqd przeznaczony do profesjonalnego uzytku, ale nic nie stoi na przeszkodzie, aby profesjona· lista posluiyl si~ nim dorainie, na przyklad diagnozuj&c urzq_dzenie poza profesjonalnie wyposazonym warsztatem. Zaletq BitScope jest mozliwos6 zasilania z porlu USB, pra· ca pod kontrolq niemal dowolncgo systemu operacyjnego, a przez to mozliwosc wsp61pracy z dowolnym kompulerem lub mikro· komputerem, w lym r6wnicz z Raspberry Pi. Ja sprawdzalem BitScope z uzyciem tabletu pracuj(\cego pod konlrol(\ Windows 8.1.

Miniaturowe wymiary, wielkie mo:i:liwosci Podstawowq zaletq BilScope jest uniwersalnosc. Oprogramowanie dost~pne na stronie inlernelowej producenta umozliwia niewiel· kiej przystawce prac~ w Lrybach: 2-kanalowego oscyloskopu cyfrowego o pasmie 20 MHz, 8-kanalowego (w lym dwa kanaly analogowe) analizalora poziom6w logicznych i protoko· l6w szeregowych (SPI, I'C, UAin: CAN itd.),

analizatora widma, generalora przebieg6w o r6znych kszlaltach. jakby !ego bylo malo, plytka moze bye programowana z uzyciem Cl C+ + , Python i innych j~zyk6w programowa· nia, pod konlrol& niemal dowolnego systemu

BitScope Downloads ~

-

-

.-s;;;;;;-.

0

brtl'O~

0

~~aiy 1SQ328C_r.18&21P

-

Q

bltscopt-loglc_t2DJ20C_1386~

811Soo!:Jelogic:12

0

bllt(~_200KOS8_'380~

~ .......

0

~OPK~_110Kl)S8_.:J80"'

~Ct*111

bltscopelitlk_11C828C_l388op

(MSc~ lri Ubfwy 1

0

26EAt7H.138&.np

L)

~-10.AKIQA...np

0

UACcmtlls..02 ZIP

8 6;gpc DSO 2 6 QIS(.Qpt-~15

10 ,

Rysunek 1. Strona internetowa firmy BitScope z programami d o pobrania dla systemu Windows

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

operacyjnego. Pozwala to na jej uzytkowanie praktycznie na ka:i.dym sprz~cie. Moim zdaniem BitScope w testowanej przez nas wersji BS05 jest przeznaczony przede wszystkim do uruchamiana obwod6w cyfrowych lub mieszanych, w kt6ryc h sygnal analogowy gra raczej drugie skrzypce. Do takich wniosk6w sklaniaj& mnie wyniki testu, ale o tym za chwilQ. Oprogramowanie dla plytki trzeba po· brae ze strony internetowej producenta (ry· sunek 1). Znajdziemy tam aplikacje dla system6w Windows, Mac OS, Fedora, Ubuntu i .,generic Linux". Zestaw program6w dla Windows, bo pod takim systemem urucha· mialem plylkQ, obejmuje:

103 bez prawa do rozpowszechniania.


Podstawowe parametry przystawki BSOS:

w d6l, aby jq zmniejszyc. Proste i genialne rozwiqzan ie polegajqce na obsludze pewnych predefiniowanych gest6w. Podobnie z polami, za pomocq kt6rych dokonuje siQ wyboru z menu kontekstowego - dotykamy je palcem, czekamy cl1wil~. odrywamy r~k~ i juz zostaje wyswietlone menu kontekstowe, z kt6rego mo:i:emy wybrac interesujqcq nas pozycjQ. Moim zdaruem interfejs uzytkownika jest ergonomiczny i latwy w uzyciu, chociaz na pocz4tku nie obylo sifi bez koniecznosci zapoznania siQ z instrukcj<1 uzytkownika. P6Z11iej, gdy juz opanujemy ni uanse i nie trzeba niczego domyslac si~. uzytkowanie oscyloskopu nie sprawia trudnosci. Bynajmnfoj od slrony interfejsu.

Pasmo analogowe: 20 MHz. Liczba kanal6w: 2 analogowe + 6 cyfrowych lu b 8 cyfrowych. Zakres napi~cia wejSciowego: -7.5... + 10,8 V, od 50 mV/dzialk~ do 2 V/dzialk~. Dokladnosc pionowa : ± 4% calej skali. Czulosc analogowa: 20 mV w calym pasmie, 5 mV ponii ej 1 MHz. Analiza protokol6w komunikacyjnych: SPI, 12C, CAN, UART. lmpedancja kanal6wanalogowych: 1 MO ± 1%, 10 pf. lmpedancja kanal6w cyfrowych: 100 kn ± 1%, 1O pf. Napi~ie wejSciowe analizatora poziom6w logicznych: 3,3/ 5 V (kompatybilny z TIL). Pr~kosc pr6bkowania sygnalu cyfrowego (analizator): 40 MS/s. Pr~kosc pr6bkowania sygnalu analogowego (DSO): 20 MS/s. Rozdzielczosc natywna: 8/12 bit (przefqczana). Rozdzielczosc efektywna: 12 ENOB (f < 1 MHz). Cz~totliwosc od5wieiania: 50 Hz (20 ms). Pojemnosc bufora: 12 ks. 8 kSx 2, 6 kS x 9 lub 3 k5x2 + 6 kS x 8. Zakres nastaw podstawy czasu: 1 µs ... 100 m'¥'dzialk~. Zoom: 1, 2, s. 10. Niepewnosc podstawy czasu: 0,01% (100 ppm) . Tryby wyzwalania podstawy czasu: zbocze (rosn4ce lub opadaj4ce), poziom, stan logiczny. Komparator analogowy o czasie reakcji SO ns i histerezie ± 2%. Cz~totliwosc generowanego sygnalu zegarowego (CU<): 1 kHz ... 1 MHz. Cz~totliwosc generowanego sygnalu analogowego (AWG): 2 Hz...50 kHz. Rozdzielczosc generatora: 3 cyfry dziesi~tne (1<50 kHz). Niepewnosc cz~totliwosci generatora: ± 50 ppm. lmpedancja wyjSciowa: I 00 !l. Rozdzielczosc: 7 bit6w. lnterfejs USS 2.0 (2 Mb/s).

Oscyloskop cyfrowy (bitscope-dso). • Analizator poziom6w logicznych (bitscope-logic). Multimelr (bitscope-meter}. Program sluzqcy do tworzenia wykres6w wektorowych (bitscopr-chart}. Biblioteki programowe. Mys!~. ze przeci~tnego uzytkownika zainteresuje przede wszyslkim oprogramowanie oscyloskopu (DSOJ. kt6rc lqczy w wszystkie dost~pne funkcjonalnosci. Odpowiednie funkcje sq uruchamiane za pomocq wirtualnych przycisk6w dost~pnych na panelu (wymjeniono tylko te opcje, kt6re byly dost~pne dla testowanej plytk; BS05}: SCOPE - wiclokanatowy oscyloskop DSO (mozliwosc korzystania z wielu wsp61pracujqcych plytek BS05 lub przystawek BSto}. DUAL oscyloskop dwukanalowy z mozliwosciq jednoczesnego wyswietlenia transformaty Fouriera wykonywanej jednoczesnie w dw6ch kanalach. • MIXED - wielokanalowy oscyloskop - analizalor poziom6w logicznych. • LOGIC - wielokanalowy analizator poziom6w logicznych. • WAVE generator przebieg6w z oscyloskopcm. Samego interfejsu najwygodniej uzywa si~ na kompulerze z ekranem dotykowym. 1N6wczas np. pola slu2qce do ustawienia

Fotografia 2. Adapter do sond dla BitScope BSOS

Oscyloskop cyfrowy

napi~cia wyzwolenia, cz~stotliwosci podstawy czasu dotyka si~. a nastQpnie przesuwa palcem w g6rf1, aby zwi~kszyc wartosc lub

Zaczrujmy od rozwiqzait sprz~towych. Zaciski wejsciowe oscyloskopu s4 doslfipne na zlqczu (wtyku} IDC-10. Impedancja wejsciowa jest typowa tj. 1 MO przy pojemnosci 1 O pF. Aby dol<1czyc kanaly wejsciowe

·- ·,----,-·----

. -- ·---·---·

TUQI

o-

o-

I

Rysunek 3. Szumy wlasne oscyloskopu nalo:Zone na sygnal o niewielkiej amplitudzie

Rysunek 4. Jednoczesna transformata Fouriera dw6ch sygnal6w wej~ciowych

e\l\fy·cn:0i4 i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

uzftku Vlltasnego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.


BitScope. Miniaturowy oscyloskop, analizator i generator do badanej plytki mozna uzyc': przewod6w dostarczanych wraz z plylkq i u mozliwiajq· cych wygodne przylqczenie nawet do n6zki ukladu scalonego lub innych, kt6re sq zakoficzone wtykiem JDC, wzgl'ldnie pojedynczym gniazdem goldpin. Chocia:lby takich, jakie uzywamy do wykonywania polqczefi na plylkach ewaluacyjnych. Opr6cz tego, w ofercie firmy sq tez lypowe sondy oscyloskopowe i plytka ze zlqczami BNC (fotografia 2) dla sand (mozna je sobie dokupic'.] i jest to rozwi&zanie znacznie lepsze, poniewaz w pierwszym wypadku trudno m6wic': o ,,pol4czeniu w.cz." i zachowaniu parametr6w impedancji. "Jakie luzno wiszqce przewody nie sq dobre dla czulego wejscia oscyloskopu, poniewaz dzialaj11 jak antena oclbior· cza zbierajijC r6zne zaburzenia z otoczenia. Jednak - jak wspomnialem - mo±na dokupic': clodalkowe, typowe sondy. Analogowe pasmo oscyloskopu, wynoszqce 20 MHz, lo moze wsp61cze5nie nie jest wiele, ale moim zda niem wystarczy do wi<ikszosci zaslosowafi. W praktyce plyl· ki da Si'l uzyc': do ,,przedzwonienia" obwodu, obserwowania ksztallu napi'lcia w r6znych punklach, anizeli do powaznych pomiar6w oscyloskopowych. Oscyloskop jest funkcjonal ny i klos poswi'lcil sporo czas u na napi· sane programu, ale niestety plytka ma wad<i wi'lkszosci rozwi&zafi tego typu, to znaczy miniaturowych oscyloskop6w zasilanych z USB, a mianowicie - spore szumy wlasne. Na oscylogramie, na zakresie 10 mV/dzialk'l, szumy si'lgajq 5 m V, co w praktyce uniemozliwia pomiary sygnal6w o malej amplitudzie. Widac': to na rysunku 3, na kt6rym szumy wlasne przyrzqdu nalozyly si'l na sygnal mierzony o niewielkiej amplitudzie. Te szumy nie maj&wi'lkszego znaczenia dla analizatora poziom6w logicznych i stqd teza po· stawiona na pocz<1lku. Co ciekawe, oscyloskop przy pracy 2-ka· nalowej wykonuje jednoczesrn1 transformat<i Fouriera w ob u kanalach i wyswietla

jej wynik na ekranie w kolorach takich, jak obserwowane przebiegi. Przyklad pokazano na rysunku 4. Przebiegi sq wyswietlane jeden na clrugim, a czasami jest wygodniej obserwowac je jeden nad/pod drugim. Pomimo nwaznej lektury ins trukcji nie udalo m i si~ jednak znalezc funkcji, kt6ra umozliwilaby odsunit}cie wyswietlanych przebieg6w, chocia:l w malerialach firmowych widzialem, ze przebiegi wyswietlane tak, jak na ekranie lypowego oscyloskopu, wi~c jakos pewnie <la si~ to zrobic': . Z drugiej strony, nie przeszkadzalo mi to az tak bardzo w pomiarach, pon iewaz bez trudu mozna wl<1czyc i wyl((czyc wyswietlanie danego przebiegu za pomoc& przycisku ON umieszczonego obok okienka danego kanalu wejsciowego. Podstawa czasu oscyloskopu jes t wyzwalana automatycznie za pomocq zbocza (narastajijcego - RISE, opadaj4cego - FALL) lub poziom u (niskiego - LOW lub wysokiego - HIGH) przebiegu. Pr6g wyzwolenia jest ustalany przez funkcje MEAN (wartosc srednia przebiegu niezaleznie od wysl<ipn jqcej w nim skladowej stalej), MEDIAN (uzyteczna zwlaszcza przy pomiarach przebieg6w asy· melrycznych, np. PWM, modulacji FM i in· nych o ustalonej wartosci szczytowej) oraz REF (pr6g zadzialan ia ustawiany r~cznie na okreslony poziom napi~cia] . Generator podstawy czasu maze pracowac': w trybach wyzwalaniem pojedynczym (TRACE) lub ciqglym (REPEAT]. Dia cel6w analizy i co przydatne zwlaszcza w urzqdzeniach cyfrowych, oscyloskop moze rejestrowac mierzone przebiegi. 'i}']JDWO rejestrowanie przebiegu od bywa si~ od momentu wyzwolenia, jednak mozna wybrac': taki tryb pracy, w kt6rym zoslanie zarejestrowany r6wnieZ prze·

bieg przed wyzwoleniem (menu pre-Trigger Buffer Parameter). To menu umozliwia r6wniez ustawienie czasu rejeslrowania oraz wielkosci bufora. Zarejestrnwany przebieg mozna rozciqgnqc': za pomocq funkcji ZOOM i precyzyjnie zmierzyc'. uzywajqc kursor6w,

kt6re opr6cz ustawiania r'lcznego mogq bye': r6wn iez umieszczane automatycznie w charakterystycznych punktach przebiegu. 0 oscyloskopie mozna napisac jesz· cze wiele. Oprogramowanie jest wykonane stararmie i jest bardzo funkcjonalne, a praC'l z nim - przy uzyciu ekranu dotykowego - ulatwia obsluga gest6w. Jednak prz.eszkodij w jego uzyciu jest duzy poziom szum6w wtasnych. Miejmy nadziej~. ze zostanie on wyeliminowany w kolejnych wersjach plytki.

Analizator poziom6w logicznych Funkcja analizatora poziom6w logicznych jest zal&czana po klikni'lciu na przycisk LOGIC dost~pny po prawej stronie ekranu oscyloskopu. Na stronie producenta jest tez dosl'lpne program BitScope Logic, kt6re stanowi funkcjonalny interfejs analizatora, ale bez oscyloskopu, kt6ry przeciez nie zawsz.e jest potrzebny. Szumy wtasne przyr24du o poziomie mieszczqcym si'l w obszarze, w kt6rym zwykle powstajq piki napi~cia na skutek przel<1czania elemenl6w, nie majq juz takiego znaczenia, jak dla oscyloskopu. jednym zdaniem - nie p1wszkadzajq. Okno gl6wne analizalora poziom6w logicznych pokazano na rysunku 5. Na rysunku (a] jest lo okno doslflpne z poziomu oscyloskopu, na rysunku (b] z poziomu odr~bnej aplikacji. I to niq si~ zajmiemy. Rozdzielczosc': analizalora poziom6w maze bye zmieniana w zakresie od 10 µs do 5 sekund, pr'ldkosc pr6bkowania od 2,441 kHz do 40 MHz. Na ekranie jest prezentowane 6 cyfrowych kanal6w analizatora oraz 2 analogowe oscyloskopu. Poziomy napi~cia kanal6w logicznych LO ... L5 sq kompatybilne z CMOS 3,3/5 V, co umoZ!iwia wykonywrulie pomiar6w wi~kszosci popularnych uklad6w. Wejscia majq impedanci'l 100 k.Q i 5 pf pojemnosci. W inslrukcji napisano, ze podwojenie zakre· su pomiarowego wymaga dodania rezystora szeregowego 100 k.Q, co tworzy dzielnik na· piflcia. \Vyclaje mi si<i jednak, ze nie b~dzie

Rysune k 5. Gl6wne okno a na lizatora pozio m6 w logicznych: a) wl<1czone z menu DSO, b) jako odrc:bna a plikacja

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

105 bez prawa do rozpowszechniania.


Rysunek 6. Przykladowe funkcje wejsc logicznych l4... l7 dla protokolu SPI Rysunek 7. Ekran BitScope logic podczas analizowania protokolu SPI to potrzebne w wi'lkszosci popularnych zaslosowafi przyrzqdu. jak wsponmiano nie podaj11c jednak oznaczen, kanaly L6 i L7 sq specjalne - ich wejscia sq wej5ciami oscyloskopu (CHA, CHB), dla kt6rych (co wynika z funkcji san1ego oscyloskopu cyfrowego) mozna ustalic warn· nek zadzialania wyzwolenia podstawy czasu. Oznacza to, ze kanaly oscyloskopu mogq bye uzywane jako dodatkowe kanaly analizatora, kt6re stuzq przy tym do wyzwolenia rejestrowania przebieg6w. Opr6cz tego, te dwa specjalne kanaly rnogq slu:i:yc do obserwowania uklad6w logicznych pracujqcych z zasilaniem 1,2 V, 1,8 V lub 12 V czy 24 V, co rozszerza obszar zastosowania analizatora na przyklad na slerowniki PLC. Co cieka we, linie wyjsciowe L4 i L5 mog'l pelnic funkcje specjalne. Ot6z L4 maze bye skonfigurowana jako wyjsciowa przebiegu zegarowego o poziomie 3,3 V, na tomiast L5 jako wyjscie generatora arbitrah1ego, r6wniez o poziomie maksymalnym 3,3 V. Taka funkcjonalnosc znaczn ie ula twia anali7..0wanie uklad6w mieszanych lub takich, w kt6rych sygnal zegarowy jest dostarczany przez generator zewn~trzny. Linie wejsciowe analizatora polriczono w dwie grupy, po 4 linie w kazdej. Po klikni~ciu prawy przyciskiem myszy na obszarze z nazwami linii po lewej stronie ekranu (lub dotkni'lciu i przytrzyrnaniu) zostanie wyswietlone menu kontekstowe, w kt6rym mozemy wybrac protok6l komunikacyjny dla testowanych linii. Testowane przeze mnie oprogramowanie umoZliwialo anali7..0wanie transmisji CAN, SP!, UART oraz l'C. Wtedy odpowiedniej grupie linii zostajri przydzielone funkcje linii mierwnego inlerfejsu i nalezy je odpowiednio dolqczyc (rysunek 6). Analizator protokol6w wyswietla dane po prawej stronie ekranu, w oknie inspektora. Ola cel6w analizy mozna uzywa si<i kursor6w, bufora (Packet Log) oraz pomiar6w kursorowych (Cursor

Measurements). Przyktad analizy po zarejeslrowaniu ramki SP! pokazano na rys u.nku 7. Analizator moze wysv.~etlac zarejestrowane dane w trybach: • Timing (T), w kt6rym Sq pokazywane jedynie poziomy logiczne wyst~pujqce na liniach. • Packets (P), w kt6rym jest dekodowany wybrany protok6t komunikacyjny i sq pokazywane wartosci liczbowe odebranych pak.iet6w danych. Zarniast przebieg6w sq pokazywane ramki z wartosciq liczboW'!, jesli tylko odbi6r i dekodowanie danych zako6.czyly si'l sukcesem. • Mixed (M), mieszanym, w kt6rym pakiety danych oraz zarejestrowane przebiegi sq jednoczesnie wyswietlane na ekranie.

Oekoder pakiet6w wyswietla informacje zale:ine od wybrane protokolu komunikacyjnego. Opr6cz samej zawarto§ci liczbowej, jest to r6wniez typ odebranej ramki np. ACK, dane, ERR, CRC i inne. Analizator poziom6w logicznych jest moim zdaniem bardzo uzytecznym przyrzq· dern, z oprograrnowaniern 0 duzych mozliwosciach. fuwnym ograniczeniem moze tu bye maksymalna pf<idkosc pr6bkowania, kt6ra wynosi 40 MS/s, jednak jest ona wystarczajqca do wi~kszosci popularnych zastosowaf1. Uzyteczna jest mozliwosc generowania przebieg6w, w tym o dowolnym kszta!cie, bo uzyskiwanym za pomocq 1024-punktowego generatora arbitralnego. Niestety, w podstawowej wersji oprogramowania, dostQpnej z ekranu

Rysunek 8. Przebieg o cz41stotliwosci 123 kHz i a mplitudzie 3,3 V dost41pny na wyjsciu AWG przystawki 8505

e\l\i'y·cn:0.6 ie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

uzftku Vlltasnego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.


BitScope. Miniaturowy oscyloskop, analizator i generator oscyloskopu , mozna generowac przebiegi: sinusoidalny, prostokqtny i tr6jkqtny.

Generator arbitralny W instrukcji generator nazwano arbitralnym i nosi on cechy takiego, ale w obecnej wersji oprogramowania nie nalefy oczekiwac mozliwosci generowania pr-J.:ebieg6w 0 dowolnym kszlalcie. Oprogramowanie jest jednak roz"~ja­ ne i bye moze taka moZliwosc wkr6tce b()Clzie dosl'lpna. Baza jest, jednak brakuje narz~zia do jej obslugi. Dost'lP do menu generatora uzyskuje si'l z poziomu inlerfejsu oscyloskopu klikajf!C (wskazujiicl na przycisk WAVE umieszczony po prawej stronie okna. \N6wczas w miejscu, w kt6rym normalnie jest wyswiellane okienko wno:i.liwiajqce kontrolowanie genera tora podslawy czasu oscyloskopu, zostanie wyswietlone menu genei-~lora. Sygnal wyjsciowy generalora arbitralnego jest dostf!pny na wyprowadzeniu IA, nalomiasl generalora zegarowego na wyprowadzen iu L5. Najlatwiej jest p17,.eleslowac oba generatory po prostu tiiczqc odpowiednie linie z wejsciami oscyloskopu. Jak wspomniano, menu dosl'lpne z okna oscyloskopu umozliwia zalqczenie funkcji generowania przebieg6w o ustalonym ksztalcie (tr6jkqtnym, sinusoidalnym i prostokqlnym), o amplitudzie do 3,3 V, ze skladowq stalq do 3,3 V i cz'lstoiliwosci do 250 kHz. Niestety, juz powyiej 120 kHz przebiegi ulegajq silnemu znieksztalceniu (rysunek 8 - przyklad dla przebiegu o ksztalcie sinusoidal.nym), oo ogranicza obszar zastosowaiJ. generatora praktycznie do uklad6w aud io. Powyzej 120 kHz przebiegi tr6jkqtny i sinusoidah1y praktycznie wyglqdajq tak samo. Co prawda w instrukcji przyrzqdu napisano, :le przebiegi "'I generowane w zakresie ocl 2 Hz do 50 kHz, ale interfejs mnozliwia ustawienie maksymalnej CZ4lstotliwosci a:i 250 kHz. Bye mo:i.e tw6rcy programu po~nni ograniczyc t'l mozliwosc, poniewai nieoo psuje to postrzeganie przyrzqdu. Przebiegi o CZ'!Slolliwosci 10 kHz, ampliludzie 1 V i r6:i.nych ksztaltach pokazano na rysunku 9.

konstrukcji przyrzqdu (to znaczy - zasilanie z USB, brak ekranowania, wszystkie funkcje skupione w pojedynczym procesorze DSP). Plytka BSOS ma chyba za zadanie narobic nam smaku na przystawk<l BS10, kt6ra ma "~'lksze mozliwosci, wlasm1 obudow'l i na podstawie material6w zamieszczonych na stronie inlemetowej producenta, wydaje Si'! bye oscyloskopem cyfrowym z prawdziwego zdarzenia. Testowana przez nas BS05 bardziej przyda si'l do prac wykonywanych ad hoc, ani:i.eli do powaznych pomiar6w laboratoryjnych. Tylko

troszk~ zal., ze funkcjonal.no5c naprawd'l fajnego oprogra.mowania o sporych mozliwo5ciach, jest obniZana przez niedopraoowany sprz'lt. W artykule nie opisano mozliwosci pracy przystawki w sieci oraz jej wsp6lpracy z Raspberry Pi. Warto pan1i'ltac, ze plytka ma takie mo:i.liwosci, dzi~ki kt6rym dane mogq bye zbierane z wielu, nawel odleglych miejsc, a wykorzystanie ,,maliny" umo:i.liwia zbudowanie przyrzqdu pomiarowego o sporych

moZli\•voSciach. Jacek Bogusz, EP

Podsumowanie Moim zdaniem plytka BS05 clobrze spelni swojq rol'l jako anal.izator poziom6w logicznych i protokol6w komunikacyjnych, chociaz raczej przyda siq raczej w zaslosowaniach amatorsk:ich i do szybkiego ,,przedzwaniania" obwod6v.,r bardziej, ni:i. dla profesjonalisty. a lo ze wzgl<:du na dekoclowanie jedynie poclstawowych protokol6w komw1ikacyjnych, to jest: SPJ, UAin: J'C i CAN. Wadq jest tez raczej n iewielka liczba kanal6w, co ogranicza analiz~ praktycznie do danych o szerokosci 1 bajta. Oprogramowanie oscyloskopu, mi.mo ii. bardzo funkcjonalne, korzysta raczej z k:iepskiej, zaszumionej platformy. Przy czutosci rz'ldu 10 mV/dzialk'l warto by bylo zadbac o lo, aby szumy byly mniejsze niz 1 mV. Najlepiej, aby byly zupeln ie niewidoczne, ale to truclne do osiqgni'lCia przy takiej

Rysunek 9. Przebiegi o cz11stotliwosci 10 kHz i amplitudzie 1 V generowane przez BS05: a) sinusoidalny, b) tr6jk<1tny, c) prostok<1tny

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone wytqcznie do uZ.ftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

107


MICROTEST

nt.A~Ut>EMlfi r nuo1. S1C Trin Error

1

i.01828mH 133.8 Q ~

E 1 0000"11

c ,! XBZY

! DRG :;erle

=:J

111 .iO .OO-.<

.!SU:JC•:::Z:

1zo.ook!lz .o.000 n

Mostek RLC - MICROTEST 6377

Dodatkowe informacje: NON, 02-784 Warszawa. ul. Janowskiego 15, tel./faks: 22-641 -15-47, tel. 22· 641-61-96. e-mail:ndn@ndn.com.pl, www.ndn.com.p l

Chyba najczr;sciej opisywanymi przyrzqdami pomiarowymi, tmfiajqcymi do redakcyjnych test6w, sq oscyloskopy cyfrowe. Nieco rzadziej otrzymujemy analizato1y widma, analizatory stan6w logicznych, zasilacze, generatory. Mierniki RLC (mostki) plasujq sir; gdzies na koflcu tej popularnosci, a sq to przyrzqdy trudne do zastqpienia w zastosowaniach produkcyjnych i nie tylko. Microlesl Corporation jest firm<i specjalizu· jqca si~ w produkcji sprz~tu pomiarowego wykorzystywanego przede wszystkim na liniach montazowych urz<idzen elektronicz· nych. Sq lo zar6wno przyrzqdy samodzielne, jak r6wniez zlozone stanowiska pomiarowe. W ofercie Microtestu znajdziemy m.in.: mostki RLC, analizatory impedancji, testery transformator6w, testery kabli, zr6dla

pr<\dowe DC, impulsowe/udarowe testery wykorzystywane do pomiar6w element6w indukcyjnych (cewek, silnik6w, transformator6w, przekafo ik6w itp.), teslery wysokonapi~ciowe, stanowiska pomiarowe silnik6w itp. Microtest produkuje ponadto liczne akcesoria wykorzystywane w swoich urz<tdze· niach, zamawianc najcz~sciej jako oprzyrzq· dowanie opcjonalne.

e\I\ 1 en:08 ie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

uzftku Vlltasnego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.


Mostek RLC - MICROTEST 6377 Mostek RLC 6377 Mostki RLC stanowi'l waZn'[, przy tym catkiem pokazn'I grupfl wyrob6w Microtestu. Uzytkownik z pewnosci<1 wybierze dla siebie przyrz'ld spelniajqcy jego oczekiwania. W ofercie znajd ui'l sifl ekonomiczne i wzglf)dnie tanie mostki RLC [6370, 6371 i 6372), a tak:i.e znacznie bardziej zaawansowane mierniki 6373 ... 6377, charakteryzuj&ce sif) przede wszys tkim duzymi CZfl· stotl iwosciami pomiarowymi [do 10 MHz].

Mirna, ze przyrz&dy te nazywamy mos tkami, to obsluga ich w niczym nie przypomina obslugi klasycznych mostk6w RLC, jakie znamy ze szkoly. Wszystkie przyrz'ldy S'! wykonane w technice cyfrowej umozliwiaj'lcej wykorzystanie zautomatyzowanych algorytm6w pomiarowych, wif)c w og6lnym przypadku nalezy tylko dol'lczyc klipsy pomiarowe do badanego elementu i uruchomic odpowiedni& procedurf), aby chwilf! po tym otrzymac gotowe

MICROTEST

LCR METER

MAIN MENU

MULTI STEP 1 -- - -- i u GRAPH 1-- - --

M

TEMPRATURE RISE 1 -- ---4 CAL IBRATE

1-- - -

STATUS 1 -- - " l l l

Fotografia 1. Elementy regulacyjne rozmieszczone na ptycie czolow ej mostka 6377

Rysunek 2. t<1czenie klips6w pomiarowych podczas kalibracj i zwarciowej

1

MEASUREMENT MODE S/C Trill'I Error

61.8240 nF 0.03909 D

Rdc Meas !LXBZY

Q iiJ R G Series Show Scale

1.00 Bias ange peed

I.Jae OFF Auto Med

i;m0Bom3;9 +0.000

A

Hide Setup CALIBRATE

Fotografia 3. Przykladowe wyniki pomiar6w wykonywanych mostkiem 6377

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

wyniki na wyswietlaczu LCD. Mozliwe jest oczywiScie przekazywanie wynik6w pomiar6w do komputera, a nawet automatyczne sterowanie cal& procedur<1 pomiaroW'l na podstawie rozkaz6w przesylanych interfejsem np. GPIB.

Elementy obstugi mostka 6377 Pomiary wykonywane mostkami Mictotestu opisano na podstawie m iernika a oznaczeniu 6377. Tym przyrzqdem mozna mi erzyc'. elementy RLC w zakresie CZflSlotliwosci ad 20 Hz do 1 MHz, sygnalem a poziomie od 10 mV do 2 V RMS. Tryby pomiarowe S'l wybierane przyciskami funkcyjnym i rozmieszczonymi wzdluz prawej krawf)dzi ekra nu (fotografia lJ. Moiliwy jest pomiar stalonapif)ciowy (tylko dla rezystancji] lub zmiennonapiflciowy [dla rezystancji, ind ukcyj nosci i pojemnosci). Po wybraniu pomiar6w AC, na ekranie pojawiajq si'l opcje zwiqzane z tym trybem, a wif)c : pojemnosc (CJ, indukcyjnosc (LJ, reaktancja (X), susceptanc ja (B = 1/X), impedancja (ZJ i admitancja (Y = 1/Z). Parametry te sq w og6lnym przypadku wyra:i.ane liczbami zespolonymi, wi~c mierz11c je obliczane sq tez inne powiqzane z nimi wielkosci. Na przyklad, w pomiarze pojemnosci badany eleme nt jest traktowany nie jako idealny kondensator, lecz jako kondensator z rezystorem szeregowym lub r6wnoleglym - w zaleznosci ad wyboru konfiguracji. O twierajq siQ zatem mozliwosci r6wnoczesnego pomiaru dobroci (Q), tangensa delta (DJ okreslajqcego straty w dielektryku kondensatora, rezystancji szercgowcj lub r6wnoleglej (R), a takZe kond uktancji (G = 1/R). Do pomiar6w jest wykorzystywany sygnal o parametrach, kt6re mogq bye regulowane przez uzytkownika (napif)cie RMS , czf)slotliwosc). Regulacja polega np. na wyborze predefiniowanych przez producenta wartosci. Wykorzystywane sq do Lego przyciski kursorowe. Zmianie podlega podswietlony wczesniej parametr, np. cz~stotl iwosc. Wartosci liczbowe mag& bye okreslane takZe za pomocq klawiatury numerycznej. Wybrana wartosc musi miescic si~ w dopuszczalnym dla danego modelu zakresie, ale uzytkownik jest ostrzegany, gdy popelni jakis blf!d. Wif)kszosc przycisk6w klaw iatury numerycznej umieszczonej na przedniej Scianie miernika rna zwielokrotnione znaczenie. Na przyklad po naci5n i~ciu przycisku Units jest mozliwe przynajmniej teoretyczne skr6cenie wprowadzania dlugich liczb przez zastosowanie odpowied niego mnoznika (mili, mikro, nano, piko, kilo, mega itd.J. Moslek RLC mierzy parametry element6w w bardzo szerokim zakresie. W niekt6rych przypadkach, np. podczas pomiar6w malych rezyslancji, pojemnosci lub indukcyjnosci, wiqz'l si~ z tym powszechnie znane problemy. Przede wszystkim jest to wplyw

109 bez prawa do rozpowszechniania.


NIE PRZEOCZ oobo= mocy. J~• ofomwoo' w m;o;ommwo) oborlo· •

Industry-smallest 6-axis Automotive IMU

wie WLCSP o powierzch ni 2,0 mmx l ,6 mm. Element pomiarowy zostal umieszczony na dole obudowy, ::... co czyni uklad bardziej odpornym na zabrudzenie. HDC1000 mierzy witgotnosc wzgl~dnq w zakresie 0... 100% RH zapewniajqc przy tym dokladnosc 3% i rozdzielczosc 14 bit6w. Ponadto, mierzy temperaturQ w zakresie -20 ... + 85' C z dokladnosciq ±0,2' C. Sensor pobiera pr<td o nat~zeniu zaledwie 200 nA w trybie uspienia, srednio 820 nA w trybie pomiaru wilgotnosci i 1,2 µ,Aw trybie pomiaru wilgotnosci i temperatury (11 bit6w, fs= 1 Hz). Jest zasilany napiQCiem z zakresu 3 ... 5 V, a z systemem nadrz~dnym komunikuje siQ za pomoc11 interfejsu I'C. http://goo.gl/FCMqKB

[!]

inercyjne mog11 zapew:nic ci'llllosc pozycjonowania po utracie sygnalu z satelit6w np. w obszarach o wysokiej i g~stej zabudowie, tunelach czy parkingach podziemnych. Wietoosiowe zyroskopy i akceleratory. tak.ie jak ASM330LXH korzystai'l ze zto:Zonych algorytm6w .,Dead reckoning" wyz11aczaj11cych bie:lqcq pozycj~ na podstawie ostatniej znanej pozycji oraz zarejeslrowanych zmian czasu. przyspieszenia i kierunku ruchu. ASM330LXH jest wytwarzany z u:i:yciem najnowszej technologii THEUv!A3 umoiliw iaj<icej zin tegrowanie w pojedynczej slrukturze akcelerometru i zyroskopu. Uklad ma zakresy pomiarowe akcelerometru 2, 4, 8 i 16 g oraz zakresy pomiarowe zyroskopu 125, 245, 500, 1000, 2000 dps. Dane wyjsciowe Sq wyprowadwne z 16-bito"''l rozdzielczoscifl i jednq z 6 predefiniowanych szybkosci. Do komunikacji z mikrokontrolerem przewidziano inlerfejsy SP! oraz I'C. ASM330LXH uzyskal kwalifikacj~ samochodow'l AEC-QlOO. Moze pracowac w zakresie tempera Lury o toczenia -40... +85'C. Wytrzymuje udary mechaniczne do 10 tys. g. http://goo.gl/5j4Mxv

>.sv

voo

ONO

Miniaturowy czujnik wilgotnosci i temperatury Zintegrowany, pojemnosciowy czujnik wilgotnosci i temperatury HDCIOOO zapewnia uzyskanie duzej dokladnosci przy niewielkim

.'

Energooszczi:dne mikrokontrolery dwurdzeniowe do aplikacji ,,always on" Firma NXP wprowadza do sprzeda:i.y seriQenergooszczQdnych mikrokontroler6w LPC54100 zaprojektowanych do aplikacji .,always on" np. wsp61pracujqcych z czujnikami. Dzi~k.i pomyslowym rozwiqzaniom wprowadzonym w architekturze udato si~ ograniczyc o 20% poh6r mocy w stosunku do rozwiqza6 konkurencyjnych. W trybie ci'!lllego odczytu czujnik6w, mikrokontrolery LPC54100 pobierajq prqd zaledwie 3 µA przy zachowaniu zawarlosci pami~ci RAM. Ciekawostkq jest asymetryczna architektura mikrokontrolera z dwoma rdzeniami przeznaczonymi dla r6znych tryb6w pracy. Rd zen Cortex-MO+ jest uzywana do rejestrowania danych i komunikacji z uklada mi zewn~trznymi. Podczas jego uzywania pob6r prqdu wynosi 55 µ A/MHz. Z kolei drugi rdzefi - Cortex-M4F - jest uzywany do przetwarzania danych, a podczas jego uzywania pob6r pn1du wynosi 100 µA/MHz. Poza dwoma rdzeniami, LPC54100 zawiera r6wniez m.in. 12-bitowy przetwornik NC o maksymalnej szybko5ci pr6bkowania 4,8 MSps,

KE!\. LAM A

:=----~

rofesjonalne narz,~a dla elektronik6w iprogramist6w uniwersalne programatory uklad6w scalonych - analizatory stan6w logicznych

"'-4....5

·:..,~--~~~~~

- oscyloskopy cyfrowe - systemy do W)'N8Zania i pomiaru drgali - oprogramowanie CAD, CAM, CAE -....-::;._.-_errulatory, symulatory, debuggery dla r62nych rodzin procesor6w 13 - kompilatory C/C++ cla r6aiych rodzin procesor6w - szkolenia wzakresie FPGA,VHDL - n~dzia na procesory sygna/owe DSP - projeklujemy, procbkujemy, szkolimy, dystrybuujemy

~

JJ ~ 4

p

--

6

-...

{) •

-r

® IAR

~\<;ffM- ~

e\l\fy·c~ fln i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. I rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


MEASUREMENT MODE

1

Rdc Meas

90.5475 nF 0.00904 D

:!) L X B 2 Y Q [D R G

Series I

Hi +ZCL00% Lo -20.00% 50.000kHz +0.000 A

1.00 I.Jae Bias OFF Range Auto Speed Med

Hide Scale Abs

~

Saue NoM CALIBRATE

Fotografia 4 . Sygnalizacja poprawnosci wyniku (,.Pass") lub przekroczenia kt6regos z limit6w (..Hi", ,.Lo" )

nie ulegnie juZ zmianie. Czasan1i nawet nie-

wielka zrniana polo:i:enia kabli porniarowych moze spowodowac zafalszowanie wynik6w. Kalihracja obejmuje test z otwartym obwodem pomiarowym i ze zwarciem, a tak:i:e regulacj</ wsttipnego napiticia w slaloprqdowych po· miarach rezystancji. Nigdy nie nale:i:y bezpo· srednio l11czyc ze sobq klips6w p01niarov.')'ch, powinny bye'. one zapinane np. wyprowadze· nia elementu (rysunek 2). Kalibracja jest wy· konywana w pelnyrn zakresie cz</stotliwosci lub w jednym z dw6ch podzakres6w.

..

.. .. .:. .. Ii:' 0

''"''

20 50 100 200

warloSci

wybranych

pararnetr6w,

kt6re S'I nasl~pn ie wyswietla ne na ekranie (fotografia 3). Wskazania Sq odswiefane z szybkosciq Max, Fast, Medium lub Slow. Przewidziano takie r~czne wyzwalanie po· miar6w. W zaleznosci od wyhranej konfiguracji (Series lub Parrarel) pomiar niekt6rych paramelr6w jest zablokowany. Na przyklad, w konfiguracji r6wnoleglej dla indukcyjnosci nie ma mozliwosci "'Yznaczania reaktancji, jest za to susceptancja. Odwrolnie jest w po· miarze szeregowym. Mierniki RLC, z uwagi na swojq precyzj'l, Sq cz<:sto wykorzystywane do dokladne· go dobierania clement6w. Zwykle zakladany jest pewien dopuszczalny rozrzut parame· trow. W takich przypadkach nieodzowny jest test okreslaj'ICY czy dany ele ment miesci si~ w zadanej tolerancji czy nie. Odpowiedni tryb zostaje uruchorniony po wlqczeniu bargrafu (opcja ,,Show Scale"). Uzytkownik powinien wprowadzic wartosc nominalrn1 parametru i jej procentowe odchylenie in plus i in minus. Czasami wygodniej jest za· dac dopuszczalny rozrzut poprzez podanie tylko wartosci minimalnej i maksymalnej. Teraz po wyswietleniu wartosci mierzonego parametru miernik sprawdza czy miesci si'l ona w zadanym zakresie i wyswietlany jest komunikat ,,Pass" oznaczaj4cy pozytywny

L•22.1111H C • 92 nF

Cini') 5251 51 8' 51 5034

500

' 972

1000

4918

2000

4$74 479 47 17

["'

....

10000

20000

!! ,,.

4)92 42"03

50000 10

1/\1 celu wyeliminowania spadk6w na· pi<lC na kablach pomiarowych stosowane jes t tzw. kelwinowskie polqczenie 4-przewodowe. Na przedniej scianie obudowy miernika znajdujq si<l cztery gniazda BNC, do kt6rych jest dotqczany kabel pomiarowy sktadajqcy si</ z czterech ekranowanych przewod6w. Jego dtugosc nie powinna przekraczac 2 metr6w. Drugie konce przewod6w S'! dot<1czane do specjalnych klips6w. W kablu znajduje si<l tez przcw6d, kt6ry powinien bye t11czony z mas'! badanego urz<1d.zenia. Gniazda ozna· czono kolorami, co ulatwia prawidlowe polq· czenie poszczeg61nych przewod6w. Z6ltym kolorem oznaczono np. :lr6dlo sygnalu, pn1d powrotny wplywa natomiast do gniazda brq· zowego. Dwa wewnti lrzne przewody S<\ wy· korzystywane do monitorowania napiticia na badanym elemencie. Do szeroko pojoitych elemenl6w regulacyjnych nalezy zaliczyc takze przel11cznik standardu napi</cia zasilajqcego, wylqcznik sieciowy, pokroitlo regulacji konlrastu oraz

lowe

Obw6d rOwnolegty LC

5000

zo

Pomiary W podstawowym trybie mierzone sq chwi-

Hide Setup

wszelkich wielkosci pasoi.ylniczych wyslti· pujqcych w ukladzie pomiarowym, zakl6ca· jqcych wyznaczenie zasadniczego parametru. Pomiar moze bye r6wniez zniekszlalcony wskutek nie uwzsltidnienia spadk6w napiQC na kablach pomiarowych. Z tego powodu nale:i:y zwracac bacznq uwag</ na odpowied· nie przygotowanie stanowiska pomiarowcgo. Przed rozpocz</ciem pracy zalecane jest V.')'· konywanie kalibracji z takim rozrnieszcze· niem wszystkich elemcnt6w, kt6re p6zniej

gniazda interfejs6w komunikacyjnych, w ja· kie wyposaZono miernik 6377. Wszystkie le elementy znajdujq si</ na tylnej scianie przyrzqdu. Wqtpliwosc budzi brak wylqczni· ka zasilania na plycie czolowej. Kazdorazowe si</ganie gdzies gl'lboko do tylu - miernik nie jest maly - maze okazac si</ mocno niewygodne w praktyce. Usprawiedliwieniem mog<1 bye tylko okreslone wzgl</dy konstrukcyjne. Obecnosc interfejsu RS232 i portu r6wno· leglego, przy braku USB moze swiadczyc o dose starej konstrukcji mostka, co oczywi· scie nie pozostalych jego cech funkcjonal· nych. Sytuacjoi w takich przypadkach ratuje nadal niesmiertelny GPIB.

,..

100000 200000

500000

3$.10

1000000

32.l5 10

100

1000

10000

100000

f[Hz)

Rysunek 5. Wyniki pomiar6w pojemnosci kondensatora ceramicznego 47 nF w funkcji cz'lstotliwosci

Rysunek 6. Wyniki pomi ar6w impedancji r6wnoleglego obwodu LC

e\llty·cLHl ie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI uzftku Vlltasnego

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.


Mostek RLC - MICROTEST 6377 I MPEDl=INCE US FREQUEt-lCY

FUt-lCT I ON

::::: ': :;;il ll 'i ::'"', ' ;;;;,,; ~::: •••••••••••,:::nllJ ' :;::::::·:· :::::::: 0. 000 ".. 1.00k MKR: 1.0000kHz Z : 162. 06fTIO

.....,...........,...:..~··~·~ :·:...........;......,...., 100k

10.0k LEUEL: 1. 00 U SPEED:Fl=IST

(Hz ) 1. 00M

Bil=IS: +0. 000i:I

RETURN

Fotografia 7. Wykres impedancji tworzony przez miernik

wynik testu, alba ,,Hi" lub ,,Lo" oznaczaj&ce przekroczenie odpowiedni o g6rnego lub dolnego limilu [fotografia 4). Bardzo cz'lsto bior&c do r'lki element pasywny z myslq o zastosowaniu go w jakims urzqdzcniu calkowicie zapominamy o tym, :le jego parametry w wi'lkszosci przypadk6w dose mocno zalez<1 od czl/stotliwosci. Mostek 6377 doskonale nadajc si'l do wcryfikacji takich przypadk6w. Na rysunku 5 przedstawiono wyniki pomiar6w kondensatora ceramicznego 47 nF. \Nykorzystano caly, dost'lpny w tym przyrz&dzie zakres cz'lslotliwosci (20 Hz ... 1 MHz). Z kolei na rysunku 6 przedstawiono wyniki pomiar6w impedancji r6wnoleglego obwodu LC, skladajljcego Sil/ z cewki 22,5 µ,H i kondensatora 92 nF Przedstawione charakterystyki zdj'llO r'lCZ· nie, podobny efekt mo2:na jednak uzyskac znacznie szybciej korzystajqc z opcji ,,Graph" uruchamianej z men u gl6wnego. Po zadaniu parametr6w granicznych miernik sam

wykonuje pomiary, na podstawie kt6rych lworzony jest nast'lpnie wyk res wybranego paramelru. Jest on wyswietlany na ekranie przyrz&du (fotografia 7). Mos tek 6377 nie jest przyslosowany do pomiar6w z sygnalami AC zawierajqcymi skladowa stalq. Nalezy jednak pami'ltac, ze pomiar taki jest dalece niewskazany przy badaniu element6w indukcyjnych z :lelaznym rdzeniem oraz cewek ferrytowych. Skladowa stata mogtaby powodowac lrwale magnesowanie rdzeni, a w konsekwencji is tolnq zmianQ parametr6w elemenlu. Tak:le lljCZqc obw6d pomiarowy trzeba zwracac uwag'l na lo, by klipsy nie zakt6caly warunk6w pracy badanych element6w.

Pomiary zlo:i:one Mostek 6377 umozliwia testowanie element6w przez automatyczne wykonanie maksimum 30 pomiar6w. Test taki jest

1

Copy MULTI STEP MODE - Set PROGRAM: 47 Delete Step 01 02 03 LOAD Para Ls Q B Saue Freq 10 .000k 10 .000k 100 .00k 1.00 v 1.00 v Saue as Vo lt 1.00 v Bias l'lew MAX MAX MAX Spd Hi 10 .000111H 25 .000 Q 10 .100111H RUtt Lo 9.9000111H 29 .000 Q 10 .000111H Dly 0 111S 0 lllS 0 111S

1

z

3 4 5

wykonywany w pelni autonomicznie, bez koniecznosci dotqczania mostka do kompulera. Przed pomiarem uzytkownik musi zdefiniowac operacje wykonywane w kazdym kroku. Odpowiednia procedura jest uruchamiana poleceniem ,,MULTI STEP" z menu gl6wnego. Caly pomiar ma charakter testu Pass/Fail, st<1d opr6cz wskazania samych parametr6w wprowadzane Sq ich dopuszczalne zakresy. W kazdym kroku maze bye stosowana inna cz~stotliwosc sygnalu, dopuszczalne S<t ponadto r6zne szybkosci wykonywania pomiar6w. Tak przygotowane zestawy [rysunek 8) warto zapisywac w wewn~trznej pami'lci miernika w celu ponownego ich wykorzystania w innym czasie. Kai:demu zapisywanemu zestawowi uzytkownik nadaje wlasnq nazwfl, utatwiaj<1c<1 p6zniejsze adminislrowanie calym arch iwum. Pomiar jest uruchamiany nacisni~ciem przycisku RUN. Miernik wykonuje poszczeg6lne kroki pomiarowe umieszczaj<1c ich wyniki na ekranie. Na zakoi\czenie wyswietlane jest ostaleczna ocena Pass (rysunek 9) lub Fail (tu wystarczy chocby jeden bl~d ny krok). Mostek RLC 6377 jest lalwy w obsludze. Wszelkie ewentualne niejasnosci S<t dobrze opisane w instrukcji. Zawarto w niej takZe szereg informacji teoretycznych zwiqzanych z parametrami mierzonymi przez ten przyrzljd. Przypomnienie, a jednoczesnie odswie:lcnie wiadomosci przed rozpocz~ciem pracy na pewno b'ldzie bardzo przydatne, bo chociaz S'I tam podawane informacje dobrze znane kazdemu inzyniero"~• to jednak na co dziefJ. si'l z ich nie korzysta i mag& gdzies uleciec z pami'lci. Moze dziwic w pozytywnym znaczeni u calkowicie bezglofaa praca przyrzqdu. Wad& natomiast sq dose duze wymiary obudowy - 1.5 cmx34 cmx46 cm i ci~:iar 6,5 kg. Trzeba rezerwowac sporo miejsca na slanowisku pomiarowym. Jaroslaw Do linski, EP

Std rt MULTI STEP MODE - Run PROGRAM: 47 Freq Volt Result 10.000k 1.00 Ls 9 .8936111H PASS 10 . OOOk 1. 00 Q 22 .708 Q PASS 100 .OOk 1.00 Ls 10 .038111H PASS ZOO .OOk 1. 00 Ls 10 .852111H PASS DC 1 .00 Rdc 25 .555 R PASS

SET

PASS

[!! Lp Q Cs Cp D Z e Rs Rp X G B Y Rdc Rysunek 8. Zestawienie parametr6w pomiar6w zlofonych

Rysunek 9. Zestawienie wynik6w pomiar6w zl ofonych z ocenot og6lnq (w tym przypadku ,,Pass")

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmri§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

111 bez prawa do rozpowszechniania.


PREZENTACJE

Multimetr analogowy Voltcraft VC-5080

Wit:cej informacji: Redakcja Elektroniki Praktycznej dzi~kuje firmie Conrad, dystrybutorow i przyrzqd6w marki Voltcrah, za wypoi:yczenie multimetru VC-5090 do test6w.

Multimetr dotarl do redakcji w pudelku, kt6rn mialo naklejonq etykiet{! na prawie calej fotografii przyrzqdu. Przez to az do koflca nie bylo wiadomo, z jakim przyrzqdem mamy do czynienia. Owszem, na pudelku bylo napisane ,,analog multimeter", ale jakos tak w pierwszym momencie nie domyslilem si{!, o jakiego rndzaju przyrzqd clwdzi. Ot po prostu (i zapewne) kolejny, typowy multimetr. Ale po otwarciu pudelka szeroko usmiecJwqfem Si{! - juz dawno nie widzialem takiego przyrzqdu i nie wierzylem, ze jeszcze ktos je produkuje i oferuje.

Na pierwszy rzut oka multimetr cyfrowy r6zni siQ od analogowego przede wszystkim polem odczytowym. W tym pierwszym s11 to liczby pokazywane na wyswietlaczu, a w tym drugim - wskaz6wka przemieszczajqca si~ po skali przyrzqdu, tzw. ustr6j pomiarowy. Ale lo tylko na pierwszy rzut oka. je§li przyjrzee siQ dokladniej, tow multimetrze cyfrowym cala informacja analogowa musi bye przeksztalcona na cyfrow& po to, aby mogta bye pokazana na wyswietlaczu. NajczQSciej mierzona wielkosc fizyczna jest wmieniana na napiQcie, kt6re moze bye mierzone za pomoc& przetwornika analogowo - cyfrowego, a nast~pnie wyswietlone na przyklad przez mikrokontroler. W multimetrze analogowym ustr6j pomiarowy pracuje analogowo, a wychylenie wskaz6wki jest proporcjonalne do nat~Ze­ nia pr&du plyn11cego przez ustr6j. Pomiar analogowych wielkosci fizycznych wymaga jedynie ich zamia.ny na prqd, ewenlualnie wzmocnienia lub ostabienia. Pritd otrzymany w wyniku przeksztalcenia jest przepuszcza· ny przez ustr6j pomiarowy i.. . juz. Owszem, mierniki cyfrowe mog& miec wi~cej mozliwosci, na przyklad wykonywac obliczenia na podstawie wynik6w pomiar6w, ale S'\ pewne obszary zastosowaf1, w kt6rych mierniki analogowe Sq niezastqpione. Multimelry cy· frowe pr6bujqc jc doscignqc S'\ wyposazane w tzw. bargrafy, ale tylko cz~sciowo i troch~

nieudolnie nasladujii one wskaz6wk~ miernika analogowego. Miernik analogowy jest niezaslqpiony, jesli mamy do czynienia np. z napi~ciem wolnozmiennym. Obserwujqc wskaz6wk~ miern ika bez lrudu jeslesmy w stanie wyobrazic sobie obwiedni~ sygnatu. Tak:ich informacji nie darn nam miernik cyfrowy, poniewa± bQdziemy widzieli zmieniajqce si'l liczby, wi'lc mo:i:cmy wyobrazic sobie trend sygnatu, ale z obwiedniq b<idzie juz znacznie trudniej. Miernik analogowy natychm iast reaguje na zmiany. Nie ma w nim fadnego procesora, kt6ry wymaga czasu na przetworzenie sygna-

lu. l dlatego, jesli bP,dziemy mieli np. do czynienia z iskrzeniem w ob\·Vodzie, to z duZci

doz& prawdopodohielistwa zauwazymy drgajqC<\ wskaz6wk<i miernika analogowego, nato· miast miernik cyfrowy - ograniczony swoj'l cz~stotliwosci& pr6bkowania - moze nie pokazac nic. Miernik analogowy od razu pokaze nam napi<icie o przeciwnej polaryzacji - nie trzeba czekac na ustalenie si~ wyniku pomiaru na wyswieUaczu. Jesli napi'lcie lub pr<\d b'ld<t przechodzily przez O, to r6wnie:i: szyhciej zauwazymy to w mierniku analogowym,

p

niz w cyfrmV}~n. Podohne przyklady mozna m.nozyc. Pornimo post~pu technicznego oraz lego, ze miern iki cyfrowe Sq coraz lepsze, :le maj& niezaprzeczalne zalety i mog& wykonywae operacje na wynikach pomiar6w, lo S'I jednak sytuacje, w kt6rych niezaslqpiony oka±e si~ miernik analogowy. Dlatego warto go mieC w swoiit1 \·Varsztacie. Multimetr Voltcraft VC-5080 i.askoczyl mnic swojf( funkcjonalnoscif(. Mierzy prf(d staly i prze1nieru1y, napi<icie stale i przernienne - to normalne i Lego oczekujemy od multimetru. T)'powa jest tez funkcja pomiaru rezystancji - t~ r6wniez ma prawie kazdy mullimelr. jednak znacznie rzadziej spotykanq w miernikacb tego typu sq funkcje pomiaru cz~stotliwosci, pomiaru wzmocnienia priidowego tranzyslor6w bipolarnych, akuslyczny test ciqglosci, pomiar napiflcia szczytowego oraz automatyczne wyl&czenie miernika, jesli jest nieuzywany. Podstawowe parametry multimelru umieszczono w tabeli 1. Multimetr jest zasilany dwoma 1,5-woltowymi AA baleriami oraz jednq 6F22 (cynkowq) lub 6LR61 (alkaliczn11) o napi'lciu 9 V. Dwa paluszki stuz&

e\lli 1·cn:1~ i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. I rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s Wydanie elektroniczne przeznaczone Wy'tqcznie do uZ.ftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


LU+

Multimetr analogowy Voltcraft VC-5080 Tabela 1. Podstawowe parametry multimetru Voltcraft VC-5080 Kategoria pomiarowa CAT Ill maks. 500 V w odniesieniu do ziemi 500 v Z lustrem pod wskaz6wkq Okolo 10 MQ Bateria 9 V (6F22) oraz dwa paluszki 1,5 V (AA) o ... +4o·c

Maksymalne napi~cie mierzone Wskainik analogowy Rezystancja wewn~trzna woltomierza Zasilanie Temperatura uzytkowania Temperatura przechowywania Wysokosc uiytkowania

Rysunek 1. Schemat ideowy obw odu do pomia ru wzmocnienia prqdowego tranzystora do zasilan ia mier nika rezystancji, natomiasl bateria 9-woltowa zasila pozostale obwody przyrzqd u . Bater ie umieszczono pod klapkq i S'l one dost~pne po odkr(lcen iu sruby blokujqcej. Na spodzie miernika zamontowano rozkladanq n6zk~. kt6ra umoZliwia jego podparcie i u stawienie w pozycji pochylej, ulatwiajqcej odczyt. Zakresy pomiarowe sq wybierane za pomocq typowego pokr~tla. Zacisk masy (co lypowe w multimetrach) jest wsp6lny dla wszystkich funkcji pomia· rowych, zacisk ,,plusa" trzeba przelqczyc, jesli wykonuje sifl pomiary duzych prqd6w. Zakresy pomiarowc Sq zabezpicczone bczpiecznikiem, co powin no ustrzec przyrzqd przed uszkodzeniem. Zalqczenie zasilania jest sygn alizowanc za pomoc11 czcrwoncj diody LED. Normalnie, na zakresie pomiarowyrn napi<icia lub p rqdu przemiennego multimetr rnierzy wartosc skutecznq, jednak po wcisni~­ ciu przycisku urnieszczonego nad pokr~tlem, wskazuje wartosc szczytowq. W instrukcji napisano, ze ta funkcja dziala poprawnie je· dynie przy napi~ciu (prqdzie) symetrycznym. Opr6cz bezpiecznika ustr6j pomiarowy wyposafono r6wniez w diodfl zabezpiecza· jqcq. 'IN wypadk'tl pomiaru wykonywanego na zakresie prqdu/napi(lcia stalego, jesli po· laryzacja zostanie odwr6cona, to wskaz6wka co prawda przemiesci si(! ponizej 0, ale jed· noczesnie zadziala dioda zabezpieczaj<ica, kt6ra zabezpieczy ustr6j pomiarowy przed uszkodzeniem. Inaczej niz w mierniku cyfrowym, w kt6· rym najCZflSciej rezystancj~ mierzy s i'l za pomocq ukladu czasowego przestrajanego rezy· sta ncjq (przez co n iemozliwy jest pomiar zlq· cza pn na zakresie pomiarowym rezystancji), w mierniku analogowym zliicze pn testuje si~ tak samo, jak m ierzy si(! rezyslancj(!. W jed· nym i w drugim wypadku przez m ierzony komponent jest przepuszczany pewien prqd, co pozwala na leslowanie d iod na zakres ie pomiaru rezystancji. Zyskujemy w ten spos6b mozliwosc regulowania prqdu pomiarowego poprzez zmian~ zakresu. W multimetrze Voltcrafl VC-5080 prqd plyn11cy przez zlq· cze mozna zmieniac w zakresie od 1,5 µA

Wilgotnosc wzgl~dna Zakres temperatury, w kt6rej jest gwarantowana niepewnosc pomiarowa

< 75%, bez kondensacji

Ci~zar

Okolo 460 g

Wymiary (dlugoscx szerokosc x wysokoscl

160 mmx 105 mmx40 mm

+ 20 ... + 26· c

Tabela 2. Niepewnosci pomiarowe multimetru Voltcraft VC-5080 Niepewno~c Uwagi Zakres 0,05 v ± 4% Rezystancja wewn~trzna 10 MQ ±3% 0,5 V/2,5 V/10 V/50 V/250 V/500 V 10 V/50 V/250 V/500 v ± 4% 25 µN 0,25 mN2, 5 mN25 mN250 mA ±3% 10 A

±4%

x1 n (20 n) x lO Q (200 Q)

± 3% ±3%

x1 kn (20 )kn x10 kn (200 kn)

± 3%

Spadek napi~cia s50 mv Bezpiecznik F0,5 N500 V Bezpieczn ik F10 N 500 V Maks. 1 minuta co 15 minut

±3%

x 1oo mn (2000 kn) 0,25 kHz 2,5 kHz/25 kHz h., 0 .. . 1000

±3% Brak danych

Test died

Brak danych

Akustyczny test ciqglosci

Brak danych

± 3% ±3%

do 150 mA. Ta funkcja swietnie nadaje si<i r6wniez do szybkiego sprawdzania diod LED. Z pomiarem rezystancji jest zwiqzana jeszcze jedna funkcjonalnosc miernika tzn. mozliwosc pomiaru wzmocn ienia pritdowego tranzystor6w. Wymaga ona co prawda dodatkowego rezystora, ale w pewnych sytuacjach jest po prostu bezcenna . Sp6jrzm y na rys unek 1 . Pokazano na nim schema! ukladu po· m iarowego, kt6ry nalezy zbudowac w celu pomiaru wzmocnienia prqdowego tranzystora. Przelqcznik wyboru zakresu pomiarowego nalezy ustawic w pozycji pomiaru rezys tancji na zakresie xto (prqd lestowy 15 mA). Nast~pnie nalezy dolitczyc kable pomiarowe do tra nzyslora w spos6b pokazany na rysu nku i odczytac warto§c wzmocn ienia prqdowe-

go na skali przyrzitdu. Napi<lcie Ve• wynosi przy lym pomiarze 2,5 V. Pomiar czllslolliwo§ci nie wymaga zadnych dodatkowych komponent6w i czynnosci opr6cz wybrania zakresu pomiarowego. CzQstolliwosc moze bye mierzona w zakre· sie 0 .. .25 kHz przy napi~ciu wejsciowym

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

-10.. . +5o· c Do 2000 m n.p.m.

Pom ia r na zakresie X10 (200 Q) Napi~cie testowe V"= 3,2 V Prqd pomiarowy: 1,5 µA na za kresie x 100 kn 15 µA na za kresie x 10 kn 0, 15 mA na zakresie x 1 kn 15 mA na zakresie x 10 Q 150 mA na zakresie x 1 n Sygnal dzwi~kowy przy rezystancji obwodu <200 Q

2,5 ... 10 V. Impedancja wewn<ilrzna miernika przy pomiarze CZ<lstotliwosci jest taka sama, jak przy pomiarze napi~cia i wynosi 10 Mn. W tab eli 2 podano n iepewnosci pomiarowe uzyskiwane na poszczeg6lnych zakresach . Maksymalna niepewnosc jest rz~du 4%.

Podsumowanie Multirnetr dobrze speln ia swoje zadanie. Cieszy zwlaszcza akustyczny test ciqgl osci, w kt6rym pomiar jest wykonywan y natych miast, bez oczek.iwania na ustalenie si4;{ prze-

lwornika mierzqcego napi<:cie, co jest wlasno§ci<1 miernik6w cyfrowych. Ustr6j pomiarowy wyposafono w lu stro umieszczone pod wskaz6wkq, co umoZliwia unikni(!cie b l(!d u paralaksy. Obudowa miernika jest solidn a, wykonana z szarego tworzywa sztucznego. Pokr~llo wybor u fu nkcji dziala pewn ie i bez zaci~c. Mullime lr jest bardzo c iekawq alter· natywii dla przyrzqd6w cyfrowych i moim zdaniem b<ldzie n ieocen ionym uz upeln ie · niem warszlatu konstrukcy jnego. Jacek Bogusz, EP

113 bez prawa do rozpowszechniania.


AUTOMATYKA I MECHATRONIKA

PLC z panelem HMI

- razem czy osobno? W ostatnim czasie na rynku PLC zapanowala moda na sterowniki zintegrowane z panelami, czyli tzw. sterowniki pane/owe. Za takim rozwiqzaniem przemawia wiele zalet, o czym przekonujq coraz to kolejni producenci, wprowadzajqcy modele tego typu do swoich ofert. Niestety, czqsto marketingowe has/a przyslaniajq problemy, jakie wiqzq siq z uzywaniem takich, zintegrowanych rozwiqzan. Dopiero bardziej wnikliwa, obiektywna analiza, pozwala zdecydowac, czy w danej aplikacji lepiej sprawdzi siq zintegrowany PLC z pane/em, czy niezalezne: sterownik i wyswietlacz. Naturalnym trendem nowoczesnej automatyki jest korzystanie z osiqgniQc technologicznych i ulatwianie obslugi zainstalowanych urz1[dzef1. Swietnym sposobem na speinienie lych cel6w jest u:iywanie kolorowych wyswietlaczy - np. cieklokrystalicznych, w celu tworzenia estetycznych, a w tym nawet dolykowych interfejs6w ui.ytkownika. Nie jest lo niczym nowym, gdyz panele operatorskie, zar6wno duze, jak i maiy, pojawily siQ w automatyce ju:i "~e­ le lat temu. Natomiast od kilku lat rosn4c'[ pop ularnosciq ciesz11 siQ sterowniki zintcgrowane z panelami i S'! one coraz chfllniej wybierane przez klient6w. Pot~ga

integracji

Takiemu rozwojowi sytuacji nie ma si~ co dziwic. Skora w instalacji i tak maj11 sifl znajdowac, zar6wno sterownik, jak i panel HM!, dlaczego by ich nie umiescic w jednej obudowie? Przeciez i lak bezposrednio siQ ze sob& komunikuj11, nierzadko za pomoC'! specjalnie przystosowanego w tym cel u interfejsu. Pol11czenie ze sob& dw6ch urz11dzen niesie ze sob<1 wiele korzysci. Nie dose, ze malcj4 koszty obudowy - zamiast dw6ch, wystarczy jedna, to mozna zaoszczfldzic takZe

Fot og rafia 1. Unitronics V 1210 - panel HMI zintegrowany ze sterownikiem

na pol11czeniach kablowych pomifldzy ekranem i sterownikiem. Nawet koszt instalacji jest mniejszy, gdyz montaz jednego produktu bfldzie zawsze przebiegal szybciej niz zamontowanie dw6ch, l<1czonych ze sob& urz<1dzeii. Nie ma lei obaw o jak<1s niekompatybilnosc pom i~dzy wybranymi produktami, choc o lfl kwestiQ raczej nie ma co sifl martwic w przypadku rozwiqzaii automatyk.i przemyslowej. Producenci podkreslajq te:i fakt, ze sterownik zintegrowany z panelem mozna latwiej programowac, a wgranie utworzonego kodu programu odbywa si~ jednorazowo, za pomoc11 tego samego kabla. W koiicu - slerownik z ekranem najcz~sciej zajmujq mniej miejsca niz dwa niezalezne urz11dzenia, co pozwala ograniczyc koszty przygotowania odpowiedniej przeslrzeni w szafie sterowniczej.

Problemy na dlu :iszil

met~

Wszystkie powyzsze stwierdzenia s11 jak najbardziej prawdziwe, ale zakup rozwiqzania

e\11ty¡cn:1/qie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

uzftku Vlltasnego

zintegrowanego wi11ze siQ tez z pewnymi problemami. kt6rych mozna nie przewidziec, lub kt6re mog<1 wydawac si~ malo istolne. Perspektywiczrtie mysl11c, nale:ialoby wzi<1c pod uwag~ dlugofalowe skutk.i uzytkowania i calkowity koszt utrzymania oraz modernizacji, w przyszlosci.

Czarny scen ariusz Wyobrazmy sobie sytuacj~. w kt6rej operator w trakcie pracy uszkadza ekran dotykowy panelu HM!. Jesli pa nel jest niezaleinym elementem, osobno zamonlowanym i dolqczonym przewodami do sterownika, wystarczy nabyc nowy panel, odl<1czyc i odkr~cic uszkodzony, a nast~pnie przykr~cic i podl4czyc nowy, po czym wgrac do niego oprogramowanie. Procedu ra przebiega niezaleznie od dzialania prowadzonego procesu przemystowego, o tyle o ile jego nadz6r za pomoc11 panelu nie jest konieczny non-stop. Gdyby jednak panel by! elementem zintegrowanym ze sterownikiem, przebieg rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.


PLC z panelem HMI - razem czy osobno?

Fotografia 3. Miniaturowy PLC z malym panelem i klawiaturil firmy Horner urzqdzeniami jednoczesnie. Taki niezalezny panel moze wi ~c lei sluzyc jako interfejs dosl~powy do systemu SCADA, co zwiqksza jego uniwersalnosc.

Montaz w praktyce

Fotografia 2. Lenze p500 - panel HMI zintegrowany ze sterownikiem procedury wymiany ekranu nie bylby talc prosty i bezproblemowy. Nie da siQ bowiem wymienic komponentu takiego urzqdzenia, bez odlqczenia calego produktu od zasilania. A to oznacza, ze awaria ekran u dotykowego wiqZe si~ z koniecznosciq zatrzymania prowadzonego procesu przemyslowego. W wielu przypadkach wiqze si~ to z bardzo duzymi kosztami. Z dodatkowym kosztem nalezy si~ tez liczyc ze wzglEldu na fakt, ze wymianie podlegac b(ldzie wtedy panel i sterown ik jednoczesnie, kt6re jako calosc sq bardziej kosztowne niz bylby sam panel, wymieniany w pierwszym scenariuszu. Problemem moze bye tez niedost~pnosc dotychczas stosowanego modelu urzqdzenia, co maze skutkowac potrzeb4 aklualizacji stworzonego wczesniej oprogramowania. Zmiana programu samego dla panelu dolykowego hEldzie proslsza i mn iej krylyczna niz wprowadzenie zmian w kodzie dla sterownika i dla HMI.

niezale:i:nego HM.I. Co wiElcej, jesli dotychczasowy panel nie jest wys tarczajqcy do realizacji nowych funkcji, nic nie stoi na przeszkodzie by go wymienic na inny, bardziej zaawansowany model, o ile tylko nie jest zintegrowany ze sterownikiem. Nowe urzqdzenie moze nawet pochodzic od innego producenta, o ile tylko obsluguje le same standardy wymiany danych. Nowoczesne panele HMI korzystajq z protoko16w, kt6re pozwalai<t na komun ikacj(l nawel z wieloma

Awarie i aktualizacje, kt6re mogq nastr~czac wiqkszych problem6w w sterown ikach zi ntegrowanych ni:i: w instalacjach zto:i:onych z oddzielnych PLC i HM!, to nie jedyne trudnosci, z kt6rymi spotykajq nabywcy rozwi11zai\ zintegrowanych. Problem moze pojawic si~ tez na etapie monta:i:u, choc teoretycznie to wiasnie w momencie zalcupu i inslalacji, ttr24dzenie Lego typu wykazuje swoje gl6wne korzysci. Klasyczne panele HM ! sq cz~sto montowane na drzwiach szaf slerowniczych, zapewniajqc ciqgty dostqp do ekranu, a jednoczesnie chroniqc wn~trze szafy przed kurzem, wilgoci<1, skrajnymi lemperaturami i zabrudzeniami. Aby to bylo mozliwe, pa nele

Trudna rozbudowa \Nyobrazmy sobie teraz zupelnie standardowy scenariusz, w kt6rym wraz z rozwojem firmy, pojawia si~ koniecznosc zaktualizowania oprogramowania inslalacji przemyslowej. Bywajq sytuacje, w kt6rych korzystna jest rozbudowa aplikacji wizualizacyjnej. bez potrzeby modyfikacji kodu wykonywanego przez sam sterownik. Dodanie nowych mozliwosci dla panclu zintegrowanego b~dzie trudniejsze niz w przypadku

• • • • • • • •

Fotografia 4. Panel HMI firmy Sieme ns

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne pizeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

115 bez prawa do rozpowszechniania.


AUTOMATYKA I MECHATRONIKA

Nie zawsze kompleksowo znaczy lepiej lqczenie funkcjonalnosci r6znych urzqdzeri to naturalna konsekwencja upraszczania czynnosci zwiqzanych z instalacjq i przygotowaniem obiektu automatyki. Skraca to cz~sto znacznie czas potrzebny do przygotowania aplikacji od strony programowej oraz sprz~towej. czyli instalacji i lqczenia. To niezaprzeczalne zalety, ale trzeba pami~­ ta<' o sytuacjach wyjqtkowych i awaryjnych. Rozbudowanie takiej aplikacji niesie za sobq znacznie wi~ksze naktady finansowe. Nalezy wyposazyc maszyn~ w nowe zespolone urzqdzenie. Jezeli wystqpi awaria w module HMI - nie zawsze mofoa pozostawi<' pracujqcy PLC w obiekcie na czas usun i ~cia usterki. Panele HMI wyst~pujqce jako odr~b­ ne urzqdzenia najcz~sci ej majq wbudowane

wwww.mul•iproiek•.pl

MulliPro •ekt® protokoty komunikacyjne do wi~kszosci urzqdzer\ automatyki. To daje swobod~ w doborze pozostatych komponent6w i uniezalefoienie si~ od konkretnego dostawcy. Multiprojekt jest dostawcq komponent6w au-

tomatyki przemystowej. Oferujemy sterowniki PLC oraz panele HMI. Zapraszamy do zapoznania si~ z ofertq i promocjami na naszej stronie: www.multiprojekt.pl. Autor wypowiedzi: Maciej Sakowicz

-

Fh.- IPG

··~~

"- -----

FX

-ac

Fotografia 5. Duzy, samodzielny sterownik PLC firmy Mitsubishi le musz<t bye jak najcieilsze. a jednoczesnie cechowac siQ wysokim s topniem ochronnosci od frontu. Im bardziej plytka jest obu dowa panelu, lym bQdzie ona bardziej oddalona od innych urzqdzeil zamonlowanych w szafie, a przez to panel bQdzie mniej wplywal na ich pracQ. Panel zinlegrowany ze sterownikiem bQdzie na turalnie zajmowal wiQcej miejsca, przez co moi:e poja wic s iQproble m z umiesz· czeniem calosci w otworze drzwi. Trudnosciq moie bye tez zwiQkszona liczba przewod 6w, podl<tczanych do slerownika, k t6re bl)d<t ciqgnqc siQdo drzwi szafy. W tego typu sytuacjach tatwiejszy moze okazac siQ klasyczny montaz sterown ika na szynie DIN. gdzie dodatkowe moduly wejsc i wyjsc nie bQdq skutkowaly powstaniem pl<1taniny wisz<1cych kab li.

Podsumowanie Co w Lakim razie mozna zrobic'I jaki rod zaj produkt6w wybrae? Przede wszystkim nalei:y zastanowie siQ, kt6re z op isanych problem6w bQdq mialy zastosowanie do dan ej sytuacji. Trzeba zwr6ciC u'.vag~ na urniejscowienie panelu i sterowni ka, oszacowac koszty ewentu alnego ws trzymania produkcji i ocenic, czy powstala aplikacja ma w przyszlosci bye rozbudowywana , czy lez moi.na i<l u znae za komple ln'l i zamkn iQl'l. Sterown iki zin tegrowane z panelami to niew<1tpliwie ciekawe i bardzo czQslo korzyslne rozwi<jza nia , ale ich specy· fika bywa tez inna niz sam odz ielnych PLC. Te p ierwsze mai'I bowi em najczQsciej ograniczonq moc obliczeniowq i liczbQ wejsc, przez co przeznaczone S'l do mnicjszych instalacji, w kt6rych faktycznie - chocby ze wzgl~du

e\l\ty·cn:rn ie dIa: a I e ksa nde r@kaw e czynski. pI

na koszty poczqlkowe, b~dq one po prostu lepszym wyborem. Moina siQ tez zastanowie nad rozw:iqza niem alternatywnym. jakie pojawia si~ w ostatnim czasie. Niekt6rzy producenci zaCZQli tworzye aplikacje, przeznaczone do pracy na urz(!dzeniach z syslemem operacyjnym iOS lub Android, a kt6re przeistaczajq smarlfon lub tablet w przenos ny panel HM!. Nie S'\ lo zazwyci.aj ba rdzo i.aawansowane rozwi<izania, ale pozwalajq na uzyskanie wzgl~dnie wygodnego, przenosnego in terfejsu, przy bardzo malych kosztach. Co wi~cej, w razie jakiejkolwiek awarii, wyl'lczenie takiego HM! nie wiqze si~ z zadnynti problemami, a u ruchomienie nowego panel u sprowadza siQdo instalacji aplikacji na inn)~n tab lecie lub smartfonie.

Marcin Karbowniczek, EP rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do uZ.ftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


AUTOMATYKA I MECHATRONIKA

..-....

.,14',_0.-

.. • lotOl.1 1.0CO'i°'4l

"'"-

tl°LoVDl. 10.V-

.. • lefl41..l'-OGO!CM*l ,:t .._

r .....::DitV• .. • LOOOl.)l.OCO'i°""'l

.:i s.Sl""l.OQll9.)0.V•

Vk!ttnle:tioflt

1 c..o.~

;..J Oititaol

" "''

• a-'-> f \OG()lltll'\iflctoflllt' , ~ ....... M .. , .....0 ....)

........

.. , ..... 1 ~

... -·-----

' °""'--""

Nowe funkcje Logo Soft Comfort v8 Nowe mozliwosci sterownik6w Logo! wymusily na tw6rcach srodowiska IDE zaimplementowanie blok6w FED s/uzqcych do obs/ugi funkcji sieciowych, kt6rych nie mialy poprzednie wersje tych bardzo interesujqcych i uzytecznych urzqdzeil. Co ciekawe, przy okazji uleglo zmianie ca/e srodowisko projektowe, dzifiki czemu Logo! programuje sifi wygodniej i jest jeszcze bardziej elastyczne w aplikacjach. Maim zdaniem, w por6wnaniu z poprzednio uzywanq przeze mnie wersjq LSC 6.1, nowe srodowisko projektowe jest znacznie Jepsze.

wspominam? Poniewaz ta sytuacja zmusila mnie do wykonania aktualizacji oprogramowania ,,przekrojowo", na kaidym z tych komputer6w, pracuj<1cych pod kontrol<t r6i:nych system6w operacyjnych. BQdzie o tym mowadalej. Logo Soft Comfort w wersji 7 bylo doSlQpne dosyc kr6tko. Mam takie dziwne wrazenie, ze ledwie si'l pojawito, to zostalo zastqpione przez wersj'l 8. W wersji 7 doda no nowe funkcje sieciowe przeznaczone dla sterownika Logo! 7, oczywiscie, obslu-

Kilka lat lemu kupilem pierwszy zestaw slarlowy sterownika Logo! z kablem sluz(\· cym do wym iany danych pomiQdzy PLC a komputerem osobistym oraz oprogramowaniem Logo Soft Comfort, chyba w wersji 5. Mimo iz srodowisko projektowe dla slerownik6w Logo! nie jest darmowe (jego aklualna cena to - zaleznie od kursu Euro - okolo 200 zlolych brullo). lo od momcntu zakupu, co warte podkreslenia, kazd(\ aklualizacjQ wykonywalem za darmo i nikl nie zqdal ode mnie zaplaty za nowq wersj'l programu. Nie bylo inaczej, gdy pobieralem

giwane r6wnieZ przez najnowsze Logo! 8.

ze strony internetowej fumy Siemens aktual izacjQ do wersji 8. Zanim jednak o tej aktualizacji, lo nalezy siQ kilka sl6w wyjasnienia. Do pracy uzywam dw6ch komputer6w i tabletu. Komp uter slacjonarny i tablet pracujq pod kontrol<1 Windows 8 (w wersjach 32· i 64-bitowej), natomi asl notebook pod Windows 7 w wersji 64-bitowej. Logo Soft Comfort u:i:ywam na notebooku {przez wiQkszosc czasu) i tablecie (przewaznie, gdy podr6:i.ujQ). mimo iz mialem je zainstalowanc r6wniez na komputerze stacjonarnym. Dlaczego o tym

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

W wersji 7 oprogramowania dodano nie lylko funkcje sieciowe, ale r6wniez inne bloki funkcjonalne: Nowe bloki FBD: Astronomical clock, Anolog filter, Max/Min, Average 11alue, Stopwotc11, kt6re mogq pracowac r6wniez na starszych wersjach Logo!. Nowe funkcje interfejsowe. Slerownik Logo! poczqwszy od wersji 7 moze petnic funkcjQ ukladu peryferyjnego przesylajq· cego dane w sieci Ethernet, wi~c dodano funkcje sluzqce do wysytania (Network

117 bez prawa do rozpowszechniania.


AUTOMATYKA I MECHATRONIKA output, Network analog output) oraz odbioru [Network input, Network analog input) danych. Zaktualizowano bloki FBD Message text i Shift register. Nowe Logo! moze wyswieLlac wiiicej linii na wbudowanym LCD i obstuguje nowe panele HM!, wi<ic ta aktualizacja byla konieczna. Opr6cz Lego, umozliwiono programowanie sterownik6w majqcych interfejs Ethernet za pomocq tejze sieci, co ulatwilo tworzenie oprogramowania przy pracy rozproszonej oraz zwolnilo z koniecznosci stosowania programatora. 0 ile wersja 7 Logo Soft Comfort od 6 r6znita siti przede wszystkim nowymi blokam i funkcjonalnymi, o Lyle w wersji 8 wprowadzono znaczne zmiany wyglqd u (rysunek 1). Po pierwsze, oprogramowanie tworzone dla Logo! leraz moze bye opracowywane w sieci, WiftC okno programu moZna

podzielic na wyswietlane w trybie diagramu FBD (lub drabinkowym) oraz w lrybie sieciowym [rysunek 2). Podzielono pasek narztidziowy, kL6ry teraz jest wyswietlany jako ..Programming toolbar" nad d iagramem FBD oraz ,,Networking loolbar" natl oknem projektu. Po drugie, rozbudowano system zabezpieczen - teraz uzytkownikow i mozna nadawac uprawnienia dosl<ipu do funkcj i

srodowiska. Wprowadzono mozliwosc': konfigurowania ekranu, na kt6rym b'ld'\ wyswiellane komunikaty. Mozna zdecydowac jak btidzie wyglqdal ekran sterownika po zalq· czeniu zasilania (wybrac komunikal domyslny), gdzie i w ilu liniach btidzie wyswietlany komunikat. 'Wprowadzono r6wniez zmiany ..kosmetyczne" przyspieszaj&ce i ulatwiaj&ce pracii programisty lub zwiqzane z nowym typem sterownika. Na przyklad, teraz na diagramie FBD nie trzeba wywolywac narz~dzia do wy· konywania polqczeii.. Wystarczy - w trybie wskazywan ie obiekt6w - najechac wskaznikiem myszy nad odpo"~edni<t kotic6wkti. a tam zostanie wyswietlony kwadracik, od kt6 rego mozna prowadzic polqczenie. R6wnoczesnie w .,dymku" jest wyswietlana nazwa wejScia, bardzo pomaga

Z \ 1viaszcza

przy blokach wielowejsciowych. takich jak liczniki dwukierunkowe, limery i inne, majqce wejScia zerowania, ustawiania, zrniany kierunku, wyzwalajqce dzialanie itp. Na diagramach FBD tworzonych dla nowszych sterownik6w Logo! mozna tez uzywac dluzszych nazw opisowych (do 12 znak6w), co ulalwia orientowanie si~ na schemacie. Sam schemat mozna rysowac na kilku arkuszach - przypomnijmy, ze moze on 7..awierac nawet 200 i wi'1cej blok6w FBD! Nie bez

znaczenia jest przy tym fakt, ze po odczylaniu programu z pami!1ci Logo! bloki FBD sit ulozone dokladnie tak, jak to bylo intencj& programisty (dziala z Logo! 8). W poprzednich wersjach LSC, jesli nie mielismy dosl~pu do fr6dla, to po odczytani u programu z Logo! otrzymywalismy bloki FBD .,zrzucone" w jedno miejsce [wyobrazmy sobie pl&tanin~ 200 blok6w w jednym miejscu .. .) i teraz trzeba byto zadac sobie sporo trudu, aby na powr6l rozmiescic bloki na arkuszu i polqczyc je w jakiS logiczny, czytelny spos6b. Ten spos6b by! ,.nasz", niekoniecznie zgodny z intencjami programisty, co moglo powodowac, ze dzialanie pewnych funkcji bylo trudne do przeanalizowania. Koniecznie musz~ wspomniec tez o jednym bardzo waznym udoskonaleniu funkcjonowania blok6w FBD. Teraz pomitidzy blokami parametry mozna przekazywac nie przez polqczenie, ale przez referencj~. Przypomina to mechanizm i<izyka C, w kt6rym argumenty fu nkcji przekazuje si~ przez wskazanie na miejsce w pami~ci, w kl6rym one siti znajduj&. WysLarczy w oknie bloku FBD kliknqc na przycisk .. Re ference" i wy· brae z lisLy odpowiednie pole. Posluzmy si~ przykladem praktycznym. Kilka dni lemu pisalem program dla Logo!, w kt6rym tworzylem generator

.. : Qi .

: : BJT1l : vln1tructo-11

j[•

~~·if§

: : BIT 1:

~ c C:Ursort.., I ' LOCO! TO Function I • Shltt rt91attbet

.. t N • •

Statut 0 (low) Status l

(l'tlth)

Output Open COr"IM<tOf'

• •"11 • t'.:.1 """'°11

..... .. ...... ' . . . . ' .. . . . . .

:: BIT.3 :

"' Anotog Input 11/0 An~~

"Jll Analog flag

!:! .......... • !J Basie functJons

.. .. .. .... ....

· · ·Bt:T O.VP : · · : : : ·

' ANO

........

u

ANO (Edg•}

• \twlO (Edge)

"""

''·NOR '' XOR '.NOT

• ~ Special fundions

. -tJ .......

. a 0n-0t1~y

:BLT. PAR ·: : : ; : : :'

li ott·o.lay

·· a_E

..=--~ rw..IOf'f. f»IMr

01.A.6.Standatd 100'*

Rysunek 1. Wygli!d ekranu Logo Soft Comfort v8 przy tworzeniu programu w trybie pojedynczego sterownika

e\llty·c~J aie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. I rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do uZ.ftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

p


Nowe funkcje Logo Soft Comfort v8 impuls6w sterujqcych pracq pompy. Jak latwo domyslic si~, pompa jest ukladem mechanicznym, kt6ry musi rozpl)dzic sill od pewnej minimalnej pr<idkosci do zadanej (w moim urz'ldzeniu za pomocq napi'lcia z potencjometru). Potrzebowalem generatora, kt6ry stopniowo bfldzie zwiflkszal CZflSlotl iwosc impuls6w podawanych na wejscie serwonapfld u hydraulicznego napfldzajqcego tlok pompy. Wsr6d blok6w FBD znalazlem taki o nazwie ,,Analog Ramp". Z grubsza jego praca polega na zwi'lkszaniu Jub zmniejszaniu zmiennej liczbowej od wartosci Start/ stop offset do Level (LI lub l2) z pr~dkosci'l Speed of change wyra:ion11 w Jiczbie krok6w na sekund'l. No dobrze, ale jak s powodowac, aby moina bylo ustalac wartosc progu Level za pomocq potencjometru"I Wymyslilem taki spos6b. Na arkuszu ulo:iylem Analog lnput. Nast~pni e doh1czylem do niego wzmacn iacz Analog Amplifier, za pomocq kt6rego przeskalowalem napi'lcie z zakresu 0 ... 10 V na Zqdanq warlosc liczbowq lj. zm ie nn<i z zakresu 2010 . .. 10020. Naslflpnie ulozylem na arkuszu blok FBD o nazwie, w kt6rym poziom L1 jest ustalany poprzez referenci'l do warlosci zmiennej uzyskiwanej ze wzmacniacza analogowego po przeskalowaniu (rysunek 3). Teraz wewn~lrzna zmienna licznikowa mojego bloku FBD o nazwie RAMPl zmienia si'l od Start/stop offset do Analog Amplifier

Output w tempie 500 krok6w na selrund~, dodawanym lub odejmowanym , zaleznie od tego, czy Level jest wi<ikszy od Offset. Nastflpnie, r6wnie:i przez referenci'l (rysunek 4 ) ,,przenioslem" wewn'llrznq zmiennq z bloku IlAMPl do generatora Asynchronous Pulse Generator ustalaj<tc za jej pomocq odSlflPY pom ifldzy impulsami o czasie trwania 100 ms. W ten spos6b kr'lcqc potencjometrem uzyskuifl regulacj'l odst'lPll pomi'ldzy impulsami o stalym czasie lrwan ia, a przy tym ten odst'lP zmienia sill ze stalq pr'ldkosciq uwzglfldniajqCq bezwladnosc urzqdzenia. Wyjscie mojego generatora jest w dalszej kolejnosci dolqczone do wejscia licznika do dw6ch Pulse Relay, co pozwala na uzyskanie przebiegu o wypelnieniu 50% i regulowanej cz~stotliwosci. Tonie koniec udoskonalen. Usprawniono dodawanie blok6w funkcyjnych oraz ich zast~powanie przez inne - wystarczy po prostu polozyc nowy blok FBD na zastflpowanym. Umozliwiono obslug~ az 20 wyjsc cyfrowycb i 8 analogowych. OczywiScie, to z odpowiednimi modulami rozszerzen. Przy pracy sieciowej mozna latwo wskazac wsp6lpracujqce sterowniki Logo! wykorzystujqc technik'l drag & drop - przeciqgnij i upusc. 0 ile mi wiadomo, na pr6:ino szukac tego ulatwienia u konkurencji. A m6wiqc o pracy sieciowej - tatwo wykonac interfejs

umozliwiajqcy kontrolowanie aplikacji funkcjonujqcej na Logo! oraz mon itorowanie stanu jego wejsc i wy jsc za pomocq przeglqdarki, a jesli tak, to wprawny programista r6wniez jest w stanie wykonac aplikacj'l pracujqcq pod kontrolq dowolnego sys temu operacyjnego i u:iywajqcq Logo! jako inleligentnego ukladu peryferyjnego. A na koniec smaczek! Ze s trony internetowej Siemensa mozna aktualizacj'l, dzi~ki kt6rej uzyskamy polskq wersj~ menu o raz plik6w pomocy. Osobiscie korzystam z wersji angielskiej, ale myslfl, ze spoJszczenie bfldZie duzym ulatwieniem dla wielu potencjalnych uzytkownik6w. jednym zdaniem, zmiany Sq Jiczne i warto o nich przekonac sill samemu. Jest ich tak w iele, :ie nie spos6b opisac je wszystkie. Niekt6re sq tak naturalne, 2e nawel si~ ich nie zauwa:la podczas pracy. Ja podstunttjfl calq prac~ wykonan(! przez lw6rc6w nowego Logo Soft Comfort jedynym zdaniem - dobra robota! Ale z drugiej strony przychodzi refleksja, ze ,,male" Logo! leraz jes t w stanie realizowac zadan ia, kt6re dawniej m6gl wykonywac tylko ,,duzy" S7, a przy tym jest duzo tansze. To daje do mysle nia. Przewaznie tworz~ program w ,,j~zyku" FBD. jest on dla mnie o tyle tatwy, ze w przeszlosci budowalem uri4dzenia elektroniczne z uzyciem przerzu tnik6w, bramek logicznych , rejestr6w przesuwnych itd. P6Zniej

NetwotllPr~I

v

~ Project

El

'°"'PC

If Add Nt''N 09'ltCt' • i1 L090S_l [LOCO! OW)

[

i(t S.ttings

V Logo8_1 Diagram • iii l.Og00-2 [LOCO! OIM) i(t S.ttings

._._,

:." U>908-2 Diogr•m

......Cl...

192.188.0.2

i't]'->OllA

l'I

Cl

••••••••

1 f".:IQ1>,!

1111

"l C" e!~f!!!III

OCD OD

<4~

"'llli 11:.llo .r]tlHfl

Sr-L~~-l~~rom x~l!" ~l.Og00 ~--' ~0log~••_m~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~...,...,y v lnslructto..

CJ ~..Constants ·... ~ • Cj lllgbl I

Jnpvt

' cunork., ' LOGO! TD F4locUon te)'

' Shift register bit t.

StatusO(low) Status 1 (high)

Q

Output

~

" Op«I conneaor

• A>l! • Cj Analog .111 Analog Input "' Anolog output "' Anok>gflog

· O Netwoii<

FJI

~

•.•• ~·y-··

Selection

Rysunek 2. Wygl<id ekranu Logo Soft Comfort v8 w trybie pracy sieciowej

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmri§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

119

bez prawa do rozpowszechniania.


Podzespoty

S2tlll:TMllll2 S:•TIMll'tJ 32.-TIMCRit

""'°°""""" ""''""""

~ ""'°"""''" ""''""""

PIH INTIMlPTS

ograniczenie liczby element6w i kosztu obwodu sterowania oraz mo:i:liwosc korzystania z wielu algorytm6w. Ulatwiajq one zapewnienie kompatybilnosci EMC dziElki regulacji nachylenia zboczy sygnal6w w tranzystorach MOSFET. Oferujq inteligentne tryby ograniczania poboru mocy. Sq oferowane w obudowach PG-VQFN zajmujqcych na plytce drukowanej powierzclmi~ zaledwie 49 mm' (7 mmx 7 nun). Wa:i:niejsze parametry: Rdzei\ ARM Cortex·M3 taktowany cz~stotliwosciq do 40 MHz. Do 128 kB pami~ci Flash. Do 4 kB pam i~ci EEPROM (emulowana za pomocq Flash). Sterowniki MOSFET z pompq tadunku. Ukiad kontroli nachylenia zboczy. Zintegrowany transceiver LIN 2.2 zgodny z norm4 SAE )2602. Aktualnie oferta uklad6w TLE987x obejmuje 6 typ6w r6:i:niqcych si~ cz~stotliwosci4 taktowania (24 lub 40 MHz), wbudowanym interfejsem (PWM lub PWM + LIN). pojemnosciq pamiQCi RAM (3 lub 6 KB) i Flash (36, 64 lub 128 KB).

-

_.,,

......,., .......,

IK:Of'... ,

........ ... ,

QCtCf»o)

http://goo.gl/jOSvoM REKLAMA - - - - - - - - - - -

JRZVJ NA TE STROM Architektura LPC54100 zesp61 energooszczEldnych interfejs6w szeregowych (I'C FM+, 4XUSART, z x SPJ) oraz do 50 lin ii 1/0. Mikrokontrolery serii LPC54100 sq oferowane w obudowach WLCSP49 (3,2 nunx3,2 mm) i LQFP64 (10 mm xlO mm). Mogq pracowac w szerokim zakresie temperatury otoczenia od -40 do + 105°C.

. .... .. __ -•--.

http://goo.g/fQiSl4a

:-Moduty oraz czytniki RFID .\'·. ·(.· ;;:. -~ . I ~- ... :-:/i "\ net ron1x.p ~~~\.

_MIFAR£'. UNIQUE:. /CODE:". HITAG-. QS, HID' ~

Smart BLOC Module

. .. . . . .

.

+--

ii

3-fazowe sterowniki silnik6w BLOC z wbudowanym mikrokontrolerem i FET

Hrm• Oofiooo" oforu;' "'" , .fawwyoh "'ro~Bmw s1lnik6w BLDG oznaczonych symbolem TLE987x, • "• przeznaczonych do slerowania 8ilrnkami w pompach % ;..t i wentylatorach. Sq to sterowniki trzec1e1generacj1 wytwarzane w technologii 130 run, wyposazone w rdzen L:I::..:. • ARM Cortex-M3 i wyjsciowy uklad wysokopr<1dowy z tranzyslorami MOSFET, bezposrednio zasilajqcy uzwojenia silnika. Uklady TLE987x maj<1 t~ samq jednostk~ centralnq, chociaz r6:i:ni& si~ cz~stolliwosci<1 taklowania oraz wielkosci<1 pami~ci Flash. Majq le same peryferia, co wczesniejsze sterowniki 2-fazowe - TLE986x. Firma Infineon dostarcza dla nich zestaw narzEldzi deweloperskich, w tym: kompilator, debugger, plytk~ ewaluacyjrn1. sterownik interfejsu LIN oraz przykladowe kody program6w do sterowania silnikiem. Najwa:i:niejszq zaletq zastosowania nklad6w TLE987x jest

'i1

iiiii1 www.piekarz.pl .-1111 cz~SCIELEKTRONICZNE

s p r zedaz@piekarz .pl t el . 22-835- 50-37 fax 22-213 -92-82

C:.llillil.l •• •

••DDD••t• ••D •••t• •••••• ••• ••• info@gamma.pl

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI ele~:troniczne pizeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

www.gamma.pl PODZESPOLY ELEKTRONICZNE 11

bez prawa do rozpowszechniania.


AUTOMATYKA I MECHATRONIKA zajmowalem si~ syntezq blok6w logicznych w ukladach PLD i FPGA. Diagram FBD to nic innego, jak rysowanie schematu logicznego urzqdzenia w podobny spos6b, jak robi si~ to przy okazji projektowania obwod6w cyfrowych. Malo tego, jest on o wiele latwiejszy do utworzenia, poniewaz producenci sterownika i srodowiska IDE zadbali o to, aby uzytkownik miat do dyspozycji r6wniez rozbudowane funkcjonalnie bloki realizujqce okreslonq fu nkcjonalnosc bez koniecznosc i uzywania obwod6w RC do ustalania czQstotliwo5ci, sluzqce do lqcznosci sieciowej bez koniecznosci implementowania stosu TCP/ IP oraz inne. Dodatkowo, bloki FBD mogq miec pewne pola np. Retentivity w bloku licznika Up Down Counter, kl6rego zaznaczenie powoduje, ze zawartosc licznika jest chroniona w pamiQci nieulotnej po wylqczeniu zasilania. Kazdy, kto samodziel nie budowal urz'ldzenia o podobnej funkcjonalnosci wie, ze to nielalwe. Nieslely, moje Logo! v8 jest dopie ro w drodze i p6ki co uzywam nowego srodowiska do programowania wersji sz6stej. Dlatego nie mog~ wypr6bowa6 pewnych funkcji, kt6re sq dost~pne w nowych sterownikach. A tak bardzo interesuje mnie praca w sieci

sieciowe moiliwoSci nowego Logo! Jcdnak ze wzgl~du na okres swiqteczny, mUSZQ jeszcze uzbroiC

si~

\'\r

Iii B004 (Asynchronous Pulse Generator] Parameter I Comment ------------------~ Parameter _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __

Bloctcna!'M:

nieco

cierpliwosci. PulH Wld.. (lli) Nie ma jednak r6zy 0: 0 : 1: 0 Seoon4S (s:111- • bez kolc6w. Moim zdaniem tw6rcy srodowiska zepsuli spos6b aktualizowania programu. Podkreslam ,,maim zdaniem". AktualizacjQ 0 Prolldion A<:INt wykonuje siEl za pomocq menu srodowiska. W celu pobrania najnowszej wersji programu nalezy wskazac z menu Rysunek 4. Wskazanie zmiennej bloku Analog Ramp Help opcjQ Update Center. jako ustalaj<1cej czas odst 11pu pomi11dzy impulsami Zostanq wyswietlone generowanymi przez Asynchronous Pulse Generator dwie mozliwosci wykonania aktualizacji programu: Internet oraz niepotrzebny ruch w sieci i na serwerze? File system. Typowo przeci<itny uzytkownik Z plikiem aklualizacji jest jeszcze jeden problem - drohnym maczkiem na dole, w polu skorzysta z Internet. W6wczas program lqczy siQ ze wskazanym serwerem aktualizacji opisu, jest napisane, kt6rq wersjQ pobieramy - czy dla v\lindowsa 64· czy 32-bitowego. i pob iera plik instalatora. Jesli pracujemy pod kontrol'l Windows B, to spotka nas przykra Same pliki aktualizacji nie r6zniq si~ nazwq, niespodzianka, poniewaz po pobraniu aktuaa jedynie nieznacznie wielkosci<1 i liczb<t lizacj i zostan ie wyswiet· w polu opisu (LSC32 lub LSC64), natomiast pr6ba aktualizowania wersji 64-bitowcj za ii!j 8021 RAMPl [Analog Ramp] lony komunikat o braku mozliwosci jej zainstalopomocq 32-bitowej w maim wypadku skoilwania, bo cila tej operaczyla siQ komunikatem o bl<idzie i konieczParameter _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ nosciq ponowncgo pobrania pliku, tym razcm cji, niezaleznie od praw, Block name: RAMP1 w wersji 64-bitowej. Instalator tak jakby nie ------~ kt6re nrnn1y w systemie, nalezy wybrac opcjQ przeprowadzai iadnej z oczywistych kontroAnalOQsetdngs _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ Uruchom joko adminili, a producent oprogramowania nie zadbat Mea$Ur.ment Range strator. Informacja o tym o wyra2ne podanie nazwy tego, co mamy Uinimum:,...._ 2000 ~piJ~IDJ Gain: e.ooatlJ jest co prawda napisana zamiar pobrac w jednoznaczny, rozr6:i:nialIAa.lmum: 1ooooij 0 Oliset 20ooffi O ny spos6b. Aby nie bye goloslownym, na ryw okienku, gdy wskazemy plik do pobrania, sunku 5 pokazano okienko z opisami plik6w ale brzmi ona ,,If any exaktualizacji. ception happens please lrytuje mnie tez to, ze ins talator nie usuwa poprzedniej wersji oprogramowania run LSC with administrator rights", co nie jest jedinstalujqc nowe wersje obok. Tym bardziej Decimal places --------====~::-----noznaczne. Poirylowani dziwi tez fakt, ze majqc srodowisko LSC v6.1 Decimal places In the message tell: o± 0 •12345 zamykamy IDE, urumusiaiem pobrac v7, a dopiero p6zniej mochamiamy srodowiglem pobrac v8. Po co, skoro sq instalowane sko jako administrator obok siebie? Po poprawnej aktualizacji mamy i ponownie wybicramy na dysku wersje program6w v6. l, v7 i vB z menu Update Center - starszych trzeba si~ pozbyc r~cznie, poniei lu czeka nas kolejna waz nie nadajq SiEl do uzycia. Nowe srodowisko (LSC vB) instaluje ,,cos" w pamiElci Logo!, niespodzianka - pomimo tego, ze mamy zapar6wniez starszego v6 (OBAS). Przypuszczalnie mi~lany na dysku plik to jakis rodzaj bootloadera albo firmware zawierajqcy nowe bloki FBD. Dlatego trzeba z aktualizacjq (przeciez miec na uwadze, ze jesli raz zapiszemy paprzed chwiht go pobieralismy i zoslal on za· m i~c Logo! v6 za pomocq Logo Soft Comfort pisany w podkatalogu vB, to nie ma juz powrotu do starej wers ji Others _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ updateTemp), to ten jest oprogramowania. Po prostu Logo! nie chce siEl 0 Protedion AtJM pobiera ny ponownie! z ni<t komunikowa6. Dodajmy jeszcze, ze na moich komputeNo dobrze, przy wsp61czesnych pn1dkosciach rach aktualizacjQ wykonalem bez problemu pol'lczeil maze nie ma jedynie pod konlrolq Windows 7, po dluz· to wiclkiego znaczenia, Rysunek 3. Wskazanie zmiennej dost11pnej na wyjsciu wzmacszcj ,,walcc" pod Windows B.1/32-bit i nie ale po co generowac niacza analogowego jako progu L1 dla bloku Analog Ramp mam juz cierpliwosci do Windows 8.1/64-bit.

e\/\fy·cn2.0 ie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

uzftku Vlltasnego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.


Nowe funkcje Logo Soft Comfort v8

Upgr.u lt c.o 01.l.. S tor Wlnd«.tH (Utt). U ury ucccpt.ion h.apptnt d\idnt vr1r.1.dc pluu

~LS(

with .adiainht.ntor dtbt-.

Upp.u lt c.o 01. l.. S tor Wincto.uH (f:tt). U ury ucccpt.lon h.tppt.n t dudnt '1pt,nclc pluu

@ev~ I Next>

~LS(

with .t.diainht.rolt.or ritlie.

@ev~ I Next>

Rysunek 5. Nieznaczne r6znice w opisach plik6w utrudniaj<1 poprawn<1 aktualizacj~: a) LSC 32-bitowe, b) LSC 64-bitowe

Pomimo pozornie poprawnej pracy inslalalora i pozornym nagrywaniu plik6w na dysku, jest wyswietlany niewiele m6wi<1cy komunikal o blqdzie i nie umiem znalezc jego 2r6dla. Wyglqda na to, ze instalator cos robi, rozpakowuje pliki po lo, aby nasl'lpnie wycofac wszystkie zmiany. Nie umiem powiedziec dlaczego. Ostatecznie poradzilem sobie z tym problemem za pomoc'I aktualizacji ,,off line" - odpowiedni plik oraz szereg porad uzyskalem po kontakcie ze wsparciem technicznym Siemensa. Wydaje mi si'l, ze ten problem byl juz zglaszany przez wi'lkszq liczb'l uzytkownik6w, poniewaz uzyskalem pomoc niemal nalychmiast, co swiadczy o dost'lpnosci rozwiqzania problemu. Myslq, 2e w niedalekiej przyszlosci firma usunie opisane wy:iej wady, poniewaz z doswiadczenia wiem, ze Siemens pomimo ogrom.nej slruktury szybko reaguje na sygnaly od klient6w. Ciekaw<1 mozliwosciq Logo Soft Comfort - o czym dowiedzialem siti od pracownik6w Siemensa rozwiqzujqc moje problemy z LSC - jest praca bez koniecznosci instalowania srodowiska na dysku twardym kompulera. W zwiqzku z tym, 2e do pracy jest wykorzystywana wirtualna rnaszyna Javy, moZna

po proslu zapisac na pe ndrive katalog z programem i korzystac z LSC w wersji ,,przenosnej". Osobiscie wolq jednak, aby IDE bylo zainstalowane na dysku Lwardy m, czujq si'l dzi'lki temu pewniej i nie zdecydowalem si'l na to rozwi<tzanie. Moim zdaniem firma Siemens powinna p6jsc w !Hady konkurencji i udostqpnic oprogramowanie dla sterownik6w Logo! za darmo. Utatwiloby to calq ..logistyk'l"· pobieranie aktualizacji, instalowanie oprogran10\•v ania oraz niepotrzebnie nie mnozyloby byt6w. Wszak wersja demonstracyjna r6:i:ni s i~ od pelnej jedynie brakiem mozliwosci przeslania programu do pamiqci sterownika. Przeciez i tak kto§, kto pobierze i zainstal uje LSC jest zmuszony do zakupu sterownika PLC, aby m6gl u tworzony przez siebie program wykorzystac w realnym swiecie, a nie tylko obejrzec symulaci'l na ekranie komputera. Koszt zakupu pelnej wersji LSC nie jest wysoki, wi'lc... tym bardziej powinno bye ono udostqpniane za darmo.

Podsumowanie Szybko przyzwyczailem si~ do nowej wersji IDE. Intuicyjne rozwiqzania, nowe funkcje,

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

referencje dla argumenl6w FBD, nowy wygl&d, praca na wielu arkuszach, wygodne powi~kszanie i pomniejszanie schemalu FBD naprawdq ulatwiajq pracq. Nowe srodowisko wygl&da troszk'l tak, jakby w przyszlosci r6w niez Logo! mialy bye programowane za pomocq TIA Portal i juz starano si'l przyzwyczaic uzytko"~1ika do nowego wygl<1du i nowej funkcjonalnosci. Myslti. ze trudno byloby mi wr6cic d o starej wersji. Aby si~ o tym przekonac, uruchomilem LSC 6 - r6znica naprawdti jest ogromna. Szy bko wr6cilem do wersji 6smej. W kolejnych wydaniach Elektroniki Praktycznej, opierajqc si'l na konkretnych przy kladach poka:lemy, jak mozna zaprzqc Logo! do pracy w uzy tecznych aplikacjach i jak dolqczyc do niego r6znego rodzaju czujn iki i urz<tdzenia peryferyjne. Sytuacja dojrzala bowiem do tego, ze naprawd'l w pewnych zastosowaniach warto skorzystac z gotowych rozwiqzafl tym bardziej, ze Logo! maze miec wbudowany zasilacz 230 V AC, ma wejscia analogowe, wyjscia tranzystorowe lub przekainikowe o raz mozliwosci rozbudowy. A przy tym kosztuje naprawdQ niewiele. Jacek Bogusz, EP

12 1 bez prawa do rozpowszechniania.


INFO

Tadeusz G6rnicki, prezes WG Electronics

WG Electronics przestaje sprzedawac podzespoly elektroniczne Od 1. stycznia 201.5 roku WG Electronics przestal bye dyslrybutorem podzespot6w eleklronicznych. Ta cz<isc biznesn finny zoslala przeniesiona do firmy Compu ter Controls w Bielsku Bialej. Otwarte te:i: zostanie drugie biuro Computer Controls w Warszawie, kt6re b~dzie zajmowac siQ wylqcznie sprzedazq komponent6w. Obie firmy Sq zwi11zane kapitatowo, gdy:i: nale:i:q w calosci lub w cz~sci do szwajcarskiej grupy HT Eurep, kt6ra jest aktywna w krajach Europy Wschodniej. Ruch ten faktycznie jest w duzej mierze przesuni~ciem kompetencji i pracownik6w wewnqtrz grupy do powstaiej rok temu sp6lki Computer Controls, kt6ra na pocz<1tku zaj~la si<l sprzedazq oprogramowan ia Alti um, a teraz takfo podzespoly. Co zmieni si~ w biznesie finny wroz z Nowym Rokiem? Poza podzespolarni firma zajmuje si~ sprzeda:i:<1 narz~dzi projektowe dla projektanl6w syslem6w z mikrokonlrolerami gdzie naszym

parlnerem S'! firmy takie jak ARM i Keil oraz urzqdzenia i materialy do produkcji elektroniki jak specjalizowane automatyczne programatory oraz materialy do pakowania chip6w. Na tych obszarach b~dzie­ my si~ teraz skupiac i z pewnosciq w niecilugim czasie uwolniony potencjal firmy skierujemy tez na nowe obszary pozostajqc w obszarze projektowania i wspomagania produkcji elektroniki. Na podanie konkret6w w zakresie plan6w rozwojowych jest oczywiScie jeszcze za wcze§n ie. Czy wyjscie z biznesu zwiqzanego z komponenlami to dla 1'\bs zla wiadomosc? W kazdej zm ianie lrzeba widziec aspekty pozylywne. Ola nas jesl to krok w kierunku wi~kszego uporz11dkowania biznesu i poprawy rentownosci. Biznes komponentowy staje si~ coraz lrudniejszy, bo jest zagarniany przez du:i:e firmy dyslrybucyjne dzialaj4ce w skali globalnej. jest olbrzymia presja na cen~ i w wielu obszarach maleje zapotrzebowanie na duzq wartosc dodanq ze strony dystrybutora. Che~. aby WG pozos tala fir m4 o duzych kompetencjach Lechni cznych 1ak4, kl6ra do sprzedazy jest w stanie zaoferowac dufo wartosci dodanej i ten procesy zachodzqce w dystrybucji podzespol6w elektronicznych si~ z l<t wizj4 rozmijaj4. Dia nas b~dzie lepiej, gdy skoncenlrujemy si~ na zagadnieniach lrudniejszych ni:i: symbol, ilosc, cena i lermin dostawy. Warlo za uwa:i:yc, ie na skutek proces6w globalizacji sprzeda:i: komponent6w staje si~ mniej zyskowna dla malych firm. Wiele inwestycji, jakie trzeba poczynic w budow~ sieci sprzeda:i:y jest podobna, stqd zadowalaj11ce dochody mozna miec tylko przy duzych ob rolach. Innymi slowy wyjscie ze sprzeda:i:y komponent6w wcale nie musi bye wiadomosciq zlq, bo relacje pomi~dzy wysilkiem w tofonym w s przedaz, a dochodami sq ty znacznie niz w bardziej specjalistycznych obszarach. jak dt1:i.y potencjal rozwojowy drzemie w rynku narz~dzi projektowych? W tym obszarze bardzo liczq si~ konsul tacje i wiedza dostawcy, kt6ry zwykle musi pokazac klientowi korzysci ekonomiczne i techniczne z inwestycji. Sq to produkty skomplikowane, kt6re trzeba dobrac, zainstalowac, uruchomic i przeszkolic. Z drugiej strony ryuek na takie produkty jest za maly, aby zainteresowal du:i:e fumy, bo nie majq one potencjalu, aby dac klienlom tyle warlosci dodanej.

Warsztaty NI: Najnowsze technologie dla projektow badawczych i edukacji 'Wraz z pocz<1tkiem 2 015 roku, firma National Instruments organizuje seri~ warsztat6w poswi~conych rozwi4zan iom sprz~lowym i programowym, kt6re usprawniajq prowadzenie eksperyment6w badawczych oraz nauczanie przedmiot6w in:i:ynieryjnych. lnicjatywa wyn ikla z faktu, ze ujednolicenie platformy programowo-sprz~tmvej w syslemach konlrolno-pomiarowych poslrzegane jest od lat jako wlasciwy kierunek, pozwalaj<1cy zredukowac czas przygotowywania eksperyment6w badawczych. Podejscie to, zwane graficznym projektowaniem system6w, wykorzystywane jest w wielu dziedzinach in:i:ynierii - od elektroniki i sarnochodowych system6w wbudowanych, pop rzez radiokomunikacj~ i mikrofale, az po fizyk~ atomow4. Program zaj~c kazdego dnia dzielony jest na dwie sesje: poranllq i popotudniowq. Na kazdii sesj~ skladajii si~ po jednej prezentacji, po jednym warszlacie oraz przerwy. Warszlaly Sq przeznaczo ne dla pracownik6w naukowych, kt6rzy pracujq nad projektami badawczym i wymagaj11cymi: synchronizacji i zaawansowanego wyzwalania pomiar6w z wielu kanat6w; • pomiar6w z kanal6w r6:i:nego typu (napi~cie, pr11d. napr~zenie, drgania, protokoly przemyslowe i inne); integracji w jednym srodowisku kodu pochodzqcego z r6znych zr6det (pliki .m, biblioteki DLL, .NE'I~ kod VHDL);

p

szybkiego przechodzenia od symulacji do prolotypu; • otwartego srodowiska pozwalajqcego na implementacj~ dowolnego algorylmu na poziomie firmware'u. wykladowc6w akademickich i nauczycieli, kt6rzy poszukujq: • sposob6w przygotowania student6w do przyszlej pracy;

e\l\fy·c~ :2~ ie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. I rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


INFO • gotowych do uzycia materia:l6w edukacyjnych; kompletnych platform dydaktycznych; mozliwosci nauczania z wykorzystaniem narz~dzi stosowanych w przernysle; potwierdzenia umiejQlnosci ich student6w przez oficjalnq

• inzynier6w sledzqcych trendy w przemysle i badaniach. Najblizsze zajQcia rozpocznq siq: 24 lutego we Wrodawiu, 25 lutego w Warszawie i 26 lutego w Poznaniu. Uczestnicy sesji b~dq mieli szanse wygrania urz<1dzenia NI rnyRIO.

certyfikacj~.

TME rozszerza wsp6lpracll z Mean Well Firma Transfer Multisort Elektronik - oficjalny dys trybutor produkt6w marki Mean Well - wzmacnia oferlQ produklowq w zakresie zasilaczy. Obecnie firma TME jest jedn)~n z najwi~kszych dystrybutor6w Mean Well w regionie. Oferta TME obejrnuje ponad 2000 produkt6w Mean Well, m.in.: zasilacze do LED, zasilacze modulowe, zasilacze na szyn~ DIN, zasilacze typu open frame, przetwornice DC{DC, zasilacze dogniazdkowe oraz zasilacze typu desktop. Ponadto, firma Tl\l!E oferuje mo:i:liwosc skladania zam6w ie6 specjalnych obejmujqcych produkty spoza stalej oferty przeznaczone do dedykowanych rozwiqzan. Transfer Multisort Elektronik, istniej&cy od 1990 roku, jest obecnie jednym z naj wi~kszych europejskich dostawc6w komponent6w elektronicznych, elektrotechnicznycb, wyposazenia warsztatowego oraz autornatyki przemyslowej. Firrna zatrudnia prawie 400 os6b w cenlrali w Polsce i sp6lkach zaleznych w innych krajach. TME oferuje przeszto 135 000 komponenl6w eleklronicznycb od znanycb, swiatowych producent6w, kt6re dystrybuuje do 116 kraj6w swiata.

Farnell element14 przygotowuje siii do rozwoju dzialait online w przyszlosci, prezentui<tc now'l slronii internetow<i Firma Farnell elementl 4 zaktualizowala swojq internetow<1 platform~ transakcyjnq, przygotowuj&c si~ na rozw6j w przyszlosci oraz zapewniajqc sobie elas tycznosc niezbqdnq do szybkiego wzrostu i dalszych inwestycji. Z uwagi na to, ze ponad 60% sprzedazy w Europie firrna realizuje online, dodanych zostalo wiele innowacyjnych funkcji, stworzonych w celu ulatwienia procesu skladania zam6wienia oraz lepszego dopasowania go do potrzeb klient6w firmy. Przygotowane w oparciu o opinie klient6w nowe funkcje usprawniajq calosc procesu skladania zam6wienia - od wyszukiwania cz~sci po znajdowanie dodatkowych informacji i przeglqdanie. lnne wazne usprawnienia to rni~dzy innyrni: szybsze wyszukiwanie oraz mo:i.liwosc por6wnania produkl6w, a takZe dost{/p do rozszerzonych informacji i zasob6w zwi<1zanych z produklem; usprawniony proces plalnosci, ulalwiaj&cy i przyspieszaj&cy ostalni etap skladania zam6wien ia; oraz opcje personalizacji, lakie jak dodawanie element6w do ulubionych czy konfiguracja wielu adres6w dostawy celem przyspieszenia procesu skladania kolejnych zam6wiefJ.. Alan Paterson, Dyreklor ds. sprzeda:i.y i marketingu w firmie Farnell element14, dodaje: ,,Przez ostatnie kilka lat regularnie

IT:l.1MJ ~ Electronic Components

•'

wprowadzalismy ulepszenia w funkcjonowaniu naszej strony internetowej, jednak teraz przyszedl czas, aby przeprowadzic inweslycj~ w postaci usprawnief1, kt6rc przelozq si~ na naprawd~ znaczqce poprawienie dos"~adczefJ. naszych klient6w. Coraz wi~ksza cz~sc naszej dzialalnosci prowadzona jest online, wazne jest zatem, zebysmy zapewnili naszym klicntom mozliwic jak najlepsze doswiadczcnia i sprawili, aby caly proces by! tak latwy, jak to tylko mozliwe". ,,W zeszlym roku wprowadzilismy le usprawnienia w Arneryce P61nocnej, przeprowadziwszy wczcsniej zakof1czone powodzeniem pr6by w Kanadzie, a opinie zwrotne klient6w S<t bardzo pozytywne. W rarnach naszej globalnej strategii biznesowej chcemy dawac gwarancj~. ze klient jest zawsze najwa:i:niejszy we wszystkim, co robimy. Ulepszona strona internetowa ma kluczowe znaczenie dla tego procesu" Aby pom6c klientom w jak najlepszym wykorzystaniu oferowanych przez nas usprawnien i ograniczyc potencjalne problemy zwi11zane z t<1 zrnianq, udost~pnilismy samouczek wideo przedstawiaj&cy nowe funkcje (mo:i:na go znalezc tu taj). Nowa platforma, dzialajqca juz w Polsce zostanie udost~pniona we wszystkich krajach europejskich na przestrzeni tego roku.

Kontrolery PenMount do obslugi gest6w Popularyzacja produkt6w wykorzyslt1j<1cych dobrodziejstwa technologii dotykowych sprawila. ie aplikacje dotykowe slaly si~ nierozl(\cznq cz~sciq naszego zycia. W obecnych czasach smartfony czy table· ty mogq bye latwo slerowane prost~n maini~ciem palca. lnluicyjna obsluga sprawia, ze interakcja z urzqdzeniem jesl dla uzytkownika latwa i komfortowa. Przykladem maze bye chocby przewracanie stron w czytniku e-book6w, czy przewijanie stron internelowych. Urzqdze nie dotykowe sklada si~ z panelu dotykowego, kontrolera i slerownika programowego. Kiedy palec dotyka panelu, konlroler (za pomoc<1 sterownika) zamienia lokalizacj~ punktu dotyku na odpowiednie wsp6lrz(ldne dla systemu. Pod Linuksem i pod starszymi wersjami Windows, funkcjonalnosc dotykowa wykorzystywana jest na zasadzie myszki, kt6ra kontroluje

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI uzftku Vlltasnego

Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do

123 bez prawa do rozpowszechn


INFO polozenie wskafoika. Pod Windowsem 7 i 8 pozycje punkt6w dotyku S'( wizualizowane jako male swieC'(Ce kropki. W niekt6rych systemach wbudowanych, np. Windows CE, kursor jest niewidoczny. Uzytkownik nie widzi J...'l.usora, ale nadal moze kliknqc ikon~ programu, manipulowac ni'l za pomoc'l dotyku i obslugiwac system. Urzqdzenie dotykowe zgtasza do systemu koordynaty punktu dotyJ...'1.1, a system okresla czy ten dotyk jest gestem, czy nie. Urz<idzenie i sterownik mog<t obslugiwac gesty, a nawel 10-cio punktowy mullilouch, ale jesli system nie pozwala na wykorzystanie wymienionych operacji. to funkcjonalnosc takiego urzqdzenia b~dzie zblii:ona do funkcjonalnosci myszki. Tutaj d uzo lezy w geslii tw6rc6w system6w operacyjnych. 1\••6rcy system6w mog& takze na przyktad zdefiniowac gesty dla wbudowanych, domyslnych aplikacji, aby zoptymalizowac wszystkie interakcje i doswiadczenia uzytkownika plyn<1ce z obcowania z systemem, a takZe utatwic programowanie gest6w. Programisci aplikacji mogq wykorzystac wbudowanq funkcjonalnosc gest6w dostarczon<1 wraz z systemem, jak ma to miejsce w Windows 7 I B, czy w Androidzie. Linux nie zapewnia wys tarczajqcego wsparcia dla gest6w. W tym przypadku zalecane Sq zewn~lrzne programy do rozpoznawania gest6w. Do obslugi gest6w pod v\lindowsem XP potrzebny jest PenMounl SOK, kt6ry jest dosl~pny na specjalne :iyczenie. Dodatkowe informacje: www.unisystem.pl

ZigBee zapowiada jeden wspolny standard 3.0 dla wielu rodzaj6w urz:idzen Zigbee Alliance konsoliduje specyfikacje sieci bezprzewodowych i zapowiada jeden standard 3.0 z szescioma obszarami aplikacji, wycbodzqc naprzeciw oczekiwanym na rynku konkurencyjnym lechnologiom sieci opartym na standardzie IP lnicjatywa ZigBee umozliwi stosunkowo latwe podpinanie wielu urZ<tdzen, w tym automatyki domowej, do jednej sieci. Firma chce w ten spos6b upro§cic znajdowanie przez uzytkownik6w produkt6w ZigBee dostosowanych do dost~pnych na rynku urz<1dzefl, jednoczesnie wymagajqc od dostawc6w komponent6w przejscia bardziej rygorystycznego procesu cerlyfikacji. ZigBee Alliance planuje rozpocz~cie zatwierdzania certyfikacji standardu 3.0 jesieni4 2015 r. Do nowej specyfikacji dostosowane b~d<t urz<idzenia z obszar6w aulomalyki domowej i budynkowej, oswiellenia LED, opieki zdrowotnej, sprzedazy detalicznej oraz inteligentnego opomiarowania. lnne 802.15.4

6LowPAN

Zig Bee

Rysunek 1. Prognoza l<1cznych dostaw urzijdzen opartych na standardzie 802.15.4 w 2014 r. wedlug ABI Research

Moduly 1/0 Axioline F - obslugiwane przez wszystkie dost~pne sieci Rodzina produkt6w 1/0 Axioli ne F przeznaczonych do monlaiu w szafach sterowniczych jest wci&z rozbudowywana. Wraz z pojawieniem si~ nowych element6w 1/0 i modut6w funkcyjnych, urzqdzenia le mog4 bye obslugiwane przez wszystkie kluczowe sieci. Dzi~ki t4cznikom magistrali mozliwe jes t teraz tqczenie si~ z Et.herCAT lub ModbusffCP (UDP) oraz Profinet i Sercos 3. Dodatkowy 1<1cznik magislrali umoiliwia podh1czenie do systemu magistrali Profibus. W grupie tych produkt6w (modut6w funkcyjnych), seria Axioline F jest rozszerzona o rozwiqzanie, kt6re l<1czy w sobie trzy rodzaje inlerfejsu szeregowego (RS232, RS485 i RS422) w jednym lerminalu. Oznacza lo zwi~kszenie mo:i:liwo§ci magazynowania (zapisywania) w pami~ci i elastycznosc stosowania. Nowe moduly wejsc cyfrowych zostaly zaprojeklowane specjal nie do zadaft in:i:ynierskich. Modul AXL F 64/ 1 pomimo duzej liczby kanat6w (64) ma bardzo male rozmiary - w przeliczenin zaledwie 0,9 mm dlugosci szyny DIN na kanal. Dzi~ki temu oferuje doskonaht funkcjonalnosc w zastosowaniach o wysokim poziomie sygnal6w. Nowy modul 16/1 DI AXL HS, z 5 µ,s czasu aktualizacji, obsluguje sygnaly z najszybszq sciezk11 do sterownika, kt6re umozliwiaj<1 dzialanie aplikacji o wysok ich pr~d­ kosciach dziatania. Dodatkowe informacje: WW1v.phoenixco11tact.pl/axioline

p

Oparta na standardzie rEEE 802.15.4 specyfikacja ZigBee w wersji 1.0 powstala w 2004 r. W6wczas wiele sieci bezprzewodowych bylo przeznaczonych dla srodowisk jednostkowych, takich jak zaopatrzenie w media czy opieka zdrowolna, w zwiqzku z czyrn dla technologii tworzonych bylo \vie le profili, w zaleznosci od srodowiska czy rodzaju instalacji, od profesjonalnej po amatorskq. Ograniczona te:i: byla liczba wlasciwosci uklad6w, r6wnie:i: z uwagi na drogq i niewielkq pami~c B·bilowych system6w embedded. Wedlug Ryana Maley'a z ZigBee Alliance w wielu przypadkach powstawaly odr(/bne sieci dla r6:i:nych aplikacji. Przykladowo w jednym domu krzy:i:owaly si<i odr~bne sieci ZigBee dla takich zastosowru't jak oswiellenie, sterowru1ie energi<i czy urz&dzenia medyczne - mogly si'I one 14czyc ze sob& wylqcznie za posrednictwem modul6w lypu bridge lub przez chmur~. lnn e 802.15.4

Rysunek 2. Prognoza lijcznych dostaw urzijdze n opartych na standardzie 802.15.4 na 20 19 r. wedlug ABI Research Przy zapowiadanej unifikacji ZigBee, ten jeden standard wyslarczy dla wielu urz11dze(1, co moze miec szczeg6lne znaczenie w rozwoju ToT. Obecnie jednq z szybko rozwijajijcych si~ konkurencyjnych wobec ZigBee sieci jest standard 6LoWPAN oparty na protokole IP, inna to chocby CSRmesh wykorzystujqca standard Bluetooth.

e\l\fy·c~ :2/q i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. I rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Ji;szczi; WI~C[;J

STRON!

Panowieâ&#x20AC;¢

Pamit:tajc;~

o prezentach dl USZVJ SWOJEMU DZI CZAPKl;-MVSZKI;

KOLEKCJA

swoich Pa , 1 a n. renumerata

P

- jedynego w A ,,Mollie Potrafi" ujawniajqcego s~~~e cza~opisma, szych mistrzyn robQ ty naiz:dotniejz: catego swiata tek r~cz:nych na pew ' to prez:ent no trafiony.

Roczna subskrypcja kosztuje tylko 60,00 zl, w prenumeracie dwuletniej (108,00 zl) czasopismo jest jeszcze tarisze. Ceny e-prenumeraty to 32,00 zl (rok) i 62,00 zl (dwa lata).

e'l/Vyd an ie dI,:;1~WsliftM'1@!~f!ll!PJR~~~t:>nicznie- 222578422 lubmailowo - prenumerata@avt.pl pz zn..ie;zone w 1t ..,_, i :I uZ-11- u \Nhsn q1 b~z p..iwa d r z~ vvs;z hni rni .

Wydanie elektr( nkzn


Ogloszenia i reklamy hurtowni, sklep6w, importer6w, producent6w, dealer6w, itp. Sq platne. Cena podstawowego modulu (35 x 20 mm) wynosi 66 zl + VAT. Koszt minimalnej ramki dla ogloszefJ. o wielkosci 3 modul6w wynosi 198 zl +VAT. Moduly mo:i:na lqczyc zar6wno w p ionie jak i w poziomie. Maksymalna szerokosc ogloszenia to 5 modul6w, wysokosc 12 modul6w. Rabaty stosujemy wylqcznie dla reklam powy:i:ej 8 modul6w: 4-6 emisji 10%, 7-11emisji15% i od 12 emisji 25%. Oferta specjalna: • publikacja fragment6w cennika w ramce o wielkosci: 8 modul6w w p ionie cena 264 zl + VAT, 9 modul6w w poziomie 305 zl +VAT • rabat specjalny dla firm poszukujqcych pracownik6w wynosi 25% (wylqcznie dla du:i:ych reklam). Wszelkich informacji udziela Grzegorz Krzykawski, tel. 22 257 84 60, e-mail: grzegorz.krzykawski@ep.com.pl. Reklamy do t ej rubryki mogq bye przygotowane przez Zamawiajqcego w postaci wydruku z drukarki laserowej lub pliku w formacie CDR, Al, EPS (tekst zmieniony na krzywe), PSD, PDF z pr6bnym wydrukiem albo pliku w dow olnym edytorze tekst u (takze z wydrukiem), jesli kr6j czcionek nie jest rzeczq d uzej wagi. Male reklamy mogq bye przygotow ane w redakcji (grat is) na podstawie odrE;cznego szkicu lub maszynopisu. Opracowania t e nie bE;dq jednak w6wczas uzgadniane z Zamawiajqcym przed oddaniem do druku. Redakcja nie odpowiada za tresc reklam i ogloszen zamieszczonych w Elektronice Praktycznej

iiii1 FIRMA PIEKARZ

.-11111 CZ~SCI ELEKTRONICZNE

Frezarka enc Do prac mechanicznych w elektronice

Podzespoty:

l!Al>..Hm

l!Al>..Hm

mecharic.zne, elektronlcme, oprogramowanie

vvvvvv. pyffel c orn . p

~

RACK i Eurocarta 19" Wyposaienie szaf 19"

www.obudowa.pl Producent obu dow dla clektroniki tel. 032-230-2301

~SSR

Poszerzamy ofert~ radiatorow o nowe profile, prowadzimy pomiary rezystancji termi cznej oferowanych odcinkow. P3698 P52317 C26260 C30545 A4 291 A5724 A4240 A5723 5SR

L;lOOmm L; l OOmm L;lSOmm L;lSOmm L; l OOmm L;lOOmm L;lQOmm L;lOOmm 110xlOOx60mm

Firma Piekarz Sp. J . ul. Wc'ilczyriska 206 01-919 Warszawa www.piekarz.pl

2, 13K/ W 1,42K/ W <0,59 K/ W 0,72K/ W 1, 13K/ W 1,4 1K/ W 2,47K/ W 1,9SK/ W 0,9 1K/ W

OBlllOWY UNIWERSALNE I HERMETYCZNE I DO ZASILACZV I NA SZVN~ DIN I PROTOTYPV 30 I PROJEKTOWANIE I WVKONVWANIE FORM WIBVSKOWVCH I MALOWANIE I FREZOWANIE I NADRUKI NA OBUDOWACH I

tel. : 22- 835- 50-37 tel. : 22-835-50-41 fax: 22- 213-92- 82 s przedaz@piekarz.pl

• oswoov

WielkoSC matrycy: 2,43 Mpx Obiektyw: 2.8 • 12 mm (k<\t widzenia s 1• • 23'")

DRUKOWANE

Rozdzielczosc: 1920 x 1080 (1080p) Zasi~g ~wie Uacza IR: 50 m

jednostronne, dwustronne z metalizacjct obwody na podtozu aluminium

Protokoty sieciowe: RT SP, NTP, UPNP, ONV IF, ..

WandaJoodporna , Klasa szczelnoSci IP66 WejScie I wyjScla alarmowe

819

Cena detaliczna brutto:

PLN • • • • •

WielkoSC matrycy: 2,43 Mpx

Obie ktyw: 2.8 - 12 mm (k~t widze nia ss· - 28•) Rozdz ielczoSC: 1920 x 1080 ( 1080p)

Zasif{!g oSwietlacza IR: 15 m Protokoty sieciowe: TCP/IP, UDP. HTTP, OHCP. RTPIRTSP. DNS. ODNS. UPNP, SMTP, ONVIF. ... Aptikacje dla: iPhone, Android, Symbian, ..

755 PLN

,..GEMINl-8220-13 Cena detaliczna brutto:

KROTKIE TERMINY

Wielko SC matrycy: 1,37 Mpx Obiektyw: 3,6 mm (k~t widzenia 67°) Rozdzielczosc: 1280 x 720 (720p) Zasi~ oSwieHacza IR: 15 m Protokofy sieciowe: TCP/IP, UDP, ONS, DHCP, NTP,

RTPIRTSP. HTTP, DDNS. PPPOE,SMTP.ONVIF Aplikacje dla: iPhone, Android, Symbian, ..

,.. GEMINl-8180-16 Cena detaliczna brutto:

448 PLN

dokumentacja technologiczna dokumentacja konstrukcyjna testowanie elektryczne pokrycie Sn lub SnPb trawione szablony SMD

Wykonania super expresowe

_____ 1

I

,..•••O .,.~• w ........... 1

-

DO.TA-QPTI Ml:. .. ...,.._ ,,.., $H-129-SZ·l5 60-TIJ Pwtlilfl. ut Orfl!'l!Unt 10 Tl61116'1141 K.601601166 r.t61M4fflS (Woo10~,....np1 A Poftled:r...-..__,,,.... l.OO•tJ.oO Sotltl'-t'.ll.OO•M.00 Df Ll ti.

J

O,AO:

JI

I

~

SERIE DOWOLNE - r6wniez prototypy

:J

ELMAX Sp. j.(22) 781.63.95 05-091 Zci.bki ul. J. Berna 8

www.elmax.waw.pl elmax@elmax.waw.pl

awe czy1'ls1C1. p Wyd an i e e I ektro · bI1J!j$ie pglo~ID·irusirMorma:iii!) 611p~1ii:i 1ue..slll.®_>'1J~1.ofe®u11ys~ ~rtt6i;:§ JI K11de!;.<•di;ywl!t!l\!l<lli(.;.ifilYJ1tokintlll<f~ni~nie.


Hunownia elemen!Ow elektronicmych "AKSOTRONIK" :zapt"M7.a do swojego sklepu intemefowego Z1Joguj it.; i kupij ON·UNE m 1:111.S'ZC"j itrooX:

WWW.AKSOTRONIK.COM.PL ~,;:-z!~~ ' Wtyk C1:•_, od 0,42 PL..N ~

Br7piecznild 00 mikrolal~•ki

OBD2

0.7A, G9A l,94 PLN

.~

Ptytki11,,iwcl'$0lr>C>

5.88 PLN

~JI

dwustronnc

Z ffic:tllizKJ~ O(WOf6W

~od090 PLN

OBWODY DRUKOWANE • SZABLONY SMD

"""'""'

zPLCCn1 DIL Cena od I 0,49 l'>LN

Gatki dopo1cncj<lmctr6'w h1miniov."C rOtnc kokxy Centi od O,S9 PL.N

0 -·11

E:LEmErtT I E L El-:TFOnlC::"rtE

dopowcrl~

" 1\ 1\

\

f--. \( I I 1, ( ) \I '\.

~ ~ Uchwytmo11tatowy z podfwitlknid led 16,78J>LN

KR6 TKIE TERMINY • WYKONANIA SUPER EXPRESOWE OOWOLNE SERIE - R6WNIEZ PROTOTYPY

( )\ ~ I'

O,S9Pt '.J

Mien:ik l~ntury LC D f).,71 Pl N

OBWODYJEONOSTRONNE I OWUSTRONNE Z METALIZACJI\ OTWOR6W PROJ EKTY I OOKUMENTACJE OBW006W ORUKOWANYCH

Aksotronik _Koodo~"''Y )l::w;;::i

1

Qnaod0,97 PI,,.'>:

i

flN)dy l.FJ) dat.tj mocy

~kkp

l 'wagaHI Po....ybJ:c cmy doryc1_;\ 1_aJmp6w m1nima'n)'Ch ii.Mei h urtowy.!h, pqM"1.t7 nan tn1.rrne10'N)' W .l\\ojt-j ofe:rcie po~iM:bmymni : p61pl7..C'W()(lniki (diody, ul.-lad)' s.cala.ne, tnneyrtoty, 1riAki, e:lotmtnly Cl('toelotk1mnic:l';l'M!). e lemenly dy5t11n&<>we, ?lacni, p?d111Pmld, C)'n(. rery11ory, kondenstlrory, hvarce. pod!<tflwli, t-lemcn1y aku~ty<:me.

z.,...,..,yootool>l<t•" INFO

CENY PlYTEK DRUKOWANYCH

1W,lW, SW, IOW, lOW Ciena od 1.97 PLN

.Q

ILOSCI PROTOTYPOWE: JEDNOSTRONNE - 14,00 zUdm'

ksotronik .com . 1, tel: (22) 783-2051

• DWUSTRONNE - 15,50 zlldm'

SERIE PRODUKCYJNE: JEDNOSTRONNE - 2,30 zl/dm'

• DWUSTRONNE - 6,20 zl/dm'

Biuro: 02·743 Warszawa, ul. J.S. Bacha 22 Zaklad produkcyjny: OS-200 Wolomin, ul. Legionow 11 S tel. 0601 248 144, tel./ faks 022 843 17 68, 847 48 29 www.elpinpcb.com.pl e-mail: biuro@elpinpcb.com.pl

STEROWNIKI PROGRAMOWALNE

[~~·····-~

Nie przegap!

interesuiacvch materialow wsiostrzanvm czasopismie ~

www.telmatik.pl

W lutowym wydaniu

Elektroniki dla Wszystkich mi~dzy

IEIMATIKI tel. (58) 624 95 05

innymi:

Plenerowy impulsowy wykrywacz metali. Przekonaj sit, ze realizacja czulego, szybkiego wykrywacza metali o dufym zasitgu jak najbardziej lefy w zasit!IU mozliwosci hobbysty. A jego wykorzystanie to ir6dlo znakomitej zabawy I zdrowego wypoczynku. Automatyczna tadowarka akumulatorow otowiowych. Projekt godny zainteresowania nie tylko jako inteligentna ladowarka duiych akumulator6w. Moie tez slufyc do innych cel6w z uwagi na niecodzienn;i, oryginalRl! zasa~ dzialania. Szkolne podstawy elektronlkl. Tranzystory JFET i MOSFET Zaczynamy omawiac fizyczne podstawy dzialania tranzystor6w polowych. Tranzystory JFET to latwizna, natomiast omawianie MOSFET.Ow trzeba zaezllc od specyficznego kondensatora. Aktywna antena magnetyczna Oobra antena to podstawa dzlalania kaidego UIZljdzenia radiowego. Projekt anteny odbiorczej, reaguj;icej na skladow;i magnetyczn;i pola EM moze slufyc w odbiomikach SOR, a takZe w I 11121 masz pemrsf u - - lllPUI lub inllllfl dowolnych innych odbiomikach KF. -•nu,..nll, lzolacja galwanlczna - co to I po co? ldOrt ilSt 1111111 ll"9Zlnt1W1nla szenzei 11Ubllcznolcl? Pierwsza cz~sc obszemego artykulu, szeroko Motaz ......Cartrlml llluklC'flnr'I omawla)l!cego trzy g16wne aspekty zagadnlenla: bezpieczer'lstwo, problem zakl6cer'I i bl~d6w oraz C~11111Z1111cs1c •-en•.., kwestie przeprowadzania ,,trudnych" pomiar6w. razll zapraszamy H ,...pracr u ••Ponadto w numerze Elllllnlnlld •la W$ZJ11111Ch. IDntllll: edrt@e/pOflli.p/ • Line Follower Snab II • Sterownik pompy miodu (i nie tylko) . EllW- zamOWIC • GLONASS - lnny GPS • Podzespoly stosowane u sfr1Hlle u1-neg1 lloWI: www.l//ublonylllost.p/ w odbiornikach lampowych - rezystory lellllnlc- zz 257 M 51, 1tt 22 257 a. 55, • Tajemniczy box i wieszak na ubrania w nowej roli llstlWnle IUbll- 1·111111:~ • Szkola Konstruktor6w - uklad elektroniczDe lwplnll takh w Empny, zwi;izany z fotografi;i cyfrow;i 1WSZrslltlch wlekSZJCh ldosucll z •••111. lub analogowl! a Ibo z filmowaniem Na ntalll czakl takh Dzlll P-l'llY • Szkola Konstruktor6w - Uklad elektroniczny, 111. u 257 84 22./)18111J11181R@art.pl majctCY zwi1:1zek z zimct i jej skutkami

- proste sterowniki PLC od 199 zl netto - prosty panel operatorski 359zl netto - uniwersalny wskaznik TC2400 36 zl netto - zasilacze impulsowe od 90 zl netto 199 zl netto - licznik impuls6w TC-Pro 482xx - regulator temperatury AT-503 230zl netto - czujniki indukcyjne od 49 zl netto

Monolityczne wzmacn1acze

t::I Mini-Circuits'"

www.elportal.pl

w....,

MAR-3 MAR-4 MAR-6 MAR-7 MAR-8

(2GHz, 35mA, 5V, W 105) (1GHz, SOmA, 5.3V, W 105) (2GHz, 16mA, 3.5V, W 105) (2GHz, 22mA, 4V, WW1 07) (1GHz, 36mA, 7.8V, W 105)

8,00zl 8,50zl 7,50zl 8,50zl 8 ,50zl

www.sklep.avt.pl handlowy@avt.pl tel: 22 257 84 50

e\11tywrn1e

er~

aweczyns 1.p

Wyd an i e e I ektro · bI1J!j$ie pglo~ID"i!!1s1rMorma:iii!) 611p~1ii:i 11"le_slll.®_>'1J~1.ofe\'.lbu11ys~ ~rtt6i;:§ II K11!ie!;.<t(ti;yWl!t!l\!l<lli(.;.ifilYJ1tokintlll<f~ni~nie.


Najpopularniejsze Kity AVT AVT 1468

Lokalne rad1opow1adom1erne

Jest to proste zdalne sterowanie, jedno kanalowe. Informacja pnesytana jest drog~ raclow~ stan na wejidu nadaJnlka przenoszony jest na wyjScie odbiomika. Umtdzenie moie bye: stosowane w systemach alarmowych do pov.lladamianta o ~pientu alermu hJb o stanle czujek, do zdahego sterow&nia, a talde wsz~?ie tam, gdzie jeSt konieezne belprzewodowe przestanle informacji przywotanla.

-~

Modul przekazrnk6w z mterfe)Sem USB

AVT 5353

Modut umolfrwia sterowanie o!mioma pnekaZnikami PoPrzeZ lnterfejs US8. Uldad .._ . . ~ galwan~ l>OfTil<:<IZV komputerern l'C, • ukladem wytconawaym.-..i ~ia jest jego q:>r0gramowanie, lct:6re umozfiwta ~ w jednym z trzedl tryb6w: Ripnie, Zegor orm Prognim. ~ temu, modul moie przydat ~ do autanatyl.aeji r6tnydi zada~

za -

AVT 5330/2

8-kanalowy termometr do PC (DS18B20 MOD)

Uklad po pod!~eniu do komputera PC umo!~wia pomlar I rejestrowanie tefll183tury odczytywanej w maksymaloie oQniu punktoch. Wymiana danydl z ~ odbywa ~ poprzez intefejs USS. Nowa we<Sja zostala przvstosowana do wsp6ipracy

z ukladaml 0518620 w nierdzewnej, wodoodpornej obudowie z przewodem lm (05181120 MOO).

komputfR PC.

-=- . -=- . -:.:- . ~.:- .

AVT 1569

Generator akustyczny na ATiiny25

Generator wytwarza fal~ sinusoidak'ICI w zakresie 20 Hz.•.20 kHz o wartoid ml<:<lzy szczytowej ok. 3,SV I znleltsztalcenlad1 ponlieJ 0,5%. Jest przestrajany slcokowo l plynnie. Prn!bieg jest wytwarzany cytrowo z routzlelczotd~ 8 blt6w I C211l$10C!i~

Generator PWM - regulator mocy s1lrnka DC

AVT 1469 ~jest

- J przydalneJ np. przy przygotowonlu -

drukow-

zasiaC ia~ - pelni wtedy

anych. Reg<.Qtor moie -

"""~·

pr(lbkowl!lnla 625 kHz.

~

obrol6w silnika ~ slalego. Jest cennym uzupelnltnitm wlert!t1d modelar· regutatorem mocy i

AVT 9 5 9

Tester morntor6w VGA

~- sluiy do testowania monltoraw komputerowych.

Podanie na wejScie monitora sygnal6w o odpcwiedniej strukturze ornoltlwla okreSlenle jego parametr6w tedlnkznych oraz poprawooSci wyty.;cdanych kolor6w. VGA-tester gcneruj c test, d~ ktOremu mo!na oznoczy< uszkodzone piksel• lub subplk·

sele, kt6re w normalnych warunkach Sil na~lej slabo

widoczne.

AVT 1 840

Wl~cznik 230V sterowany dowolnym pllotem

Prcsty uklad zdalnie sterowanego wl/IC211ika pozwal•i'l<Y

sterowae ~ dowolne<Jo odblomlka enet11i elelctrycnej. Zasilany bezpoSrenio z sied energetycznej, wsp61praatje prak· tyanie z dowolnym pilotem na podczerwieh, a procedura naold kodOw nodojnlka sprowodz.a ~~do kllku ~h aymoid.

AVT 5466

Centralka alanmowa

Nieslcoml)likowana cenlralka atannowa z inlam wyzwalai'ICYmi: natydunl~ I zwloc:zNI. Oo kaidej z nich mo!na dol.iavC szen!9'"W po kl1ka CZlljnikbw, i.kich jak: detBclDry nx:hu, aujnild otwarda _ , i dmoA (np. """"'klronowe), bonery optyarie I lnnydl z wyj5dern w po5t>d 5tyt<6w normolnie zwartydl.

l1- : -

~;ic-;

- • ~ ..,.. . . . · ····

,.......... t

t; e,. "'··. • c= •

-=-~ -::i,.~ i·

.-.:;t _. .

"

...

-

'

, ,.., y<

t - • :.. , • •i

0

• • : '. -

..

.

AVT 9 69

Bezstykowy zamek RFID

Zamek wy1<orzystuje transpondery typu Unique. ldentyfikacja odbywa ~ na podstawie odczyllJ 40-bitoweoo l'llmeru seryj· nego. Stan pixy sygnalzowany Jest ~. Zamek dzlala w dw6ch gKrwnych bybach: przekainlk zmienia stan na przedwtrf l<A> ~ny jest na. 10 sekund.

~ Ul IW

.',U....... •

'9 ... . .

-

-~

AVT 7 64

AVT 390

Czu1rnk w1lgoc1

Po<Jstawowe zastosowanie to ~ w roli czujnika wody, deszczu I wilgocl. Specjalnle w tym celu prawld~ano na ai:!d pl'jlld CZ!Jjnlk z eleld:rodami w fome grzebienia. Fragment ten motna &atwo

odlamac I ~c z resro, ukladu przewodam. Mo!na te1

wylcorzyslat innego rodza)J elektrody, c:hOCby dwa kawalki drutu

lubblaszek.

sygnalizato< pozwala ~

8-kanalowy przelqcznik sterowany dowolnym p1lotem

Uno!liwia ~anie do 8 u~zei\, do kaldego wyj!da moina przyplsaC dowolny pnyclsk, praktyanle dowolnego

~ wad<: na podlodze lub sygnalizowaCjej pojawlEnie ~ w dowolnie wytwanym

pilota. Moilwe jest sterowanie bistabikle - przyciSn~le przy-

cisku zalll<ZO wyjSde, koleJne ~ J)n)'dslcu rozlll<ZO wyjSde, lub sterowanle monostnbUne - wyjSde: jest zal~one dop6ki wd~~ ~ ~ ~nienie przycisku rozf~aa wyjide. 00 wyj!C moina dol~czyt ~nlo ~nlkl lub lar6wti LED na 12V.

miejscu. Konstrutcja uklaOJ pozwala na dwa poziorny sygnalizacj obecnoSd wody.

pierwszy urudlamla sygnal diw~,dn.ogl-ny

przekainik (do sterowarma np. - ) . l<olejno!t sygna~ lzatjl jest dowolna I usblwl-

ana cllugo5Qii elddrod przoz u2yU;ownil<a.

AVT 732

Whisper - lowca szept6w. Superczuly podsluch

Uklad dosl<onale nadaje ~ do rozmait'/<h eksperymerolw zwi(lzanych ze wzmacnianiem r6.tnych dlwiek6w. Moie byt pomocny osobom z lelcklm nledosl\Jchem, closkonole sprowd>l

sic: jako uktad monitoruj~ spokojny sen malych dzieci. Znaczne uznanie znajdzie tef w oaach os6b lubi~ obc.ow.K

z przyrod~.

AVT 735

-1<.

I Regulator obrot6w s!ln1ka DC 6 ... 24V

Prcsty i niozawodny regu~ impu15owy w1.,..ny miedzy

ZrOdlo zasilanla a

pr.,.,

Obdaieniem moie bvC dowolny

sHnlk Slalego 11.b iaiOwka. DD:kJ pixy ~. w . . - pt3Wie nie ~ straty enetgi. Uklad sprawdza •kl doskonale do regulacj wiertarld modelaJsklej. - . . malych obrol6w zapewrla praa; nam;dzla ae sto5<rl"'-> dutymmomerum otirotowym.

AVT 730

Dalekosii:iny tor podczenwem Banera 5w1etfna

Bementern wykonawczym jest bmµyk piezo lub przekaZnik. Tor mol• praoowae w dwOdl trybach, a lch wyl>6r clokonywany jest zwor.t w odbiomiku. W tzw. trybie strzelnicy uktad reaguje ~m na pojawienie •kl impul.OW z nadaJnlka. Wtrybi•bor1ery ~iellneJd~k

przerwanie: sygnalizuJe wictzki ' podczerwlenl.

-~ ~: · ~

• •• • •

..- ,,.., · -

J

'1

~

• Petna oferta oraz prezentacje techniczne kit6w i modut6w sq

eV1; 1 cn2a ie dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI

dost~pne

na stronie: sklep.avt.pl rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

Wyd an i e eI ektro nlj/~~ fl8!!!@1'i~~i.J1fveni191flijl!l~i'I! i,jljy 'l~it.t>f~l'l'l!'tj !!fllfti;ti ~ ~)r,strj<~priJ~'<!'~'!m'~TiiJ.miiilli.anie.


za darmo lub poldarmo Jesli jeszcze nie prenumerujesz Elektroniki Praktycznej, to spr6buj za darmo! Warunkiem otrzymania 3-mi esi~cznej bezplatnej prenumeraty pr6bnej od marca jest wniesienie, jako swego rodzaju .. kaucji", oplaty za nast~pne 9 miesi~cy (144,00 zl). Jesli nie uda si~ nam przekonac Ci~ do prenumeraty i zrezygnujesz z niej przed 16 maja 2015 - otrzymasz zwrot calej swojej wplaty. Nie musisz pr6bowac, bo jestes zdecydowany na prenumerat~? Wybierz relatywnie najtanszq opcj~ startowq, czyli prenumerat~ 2-letniq, kt6rej cen~ obnizylismy o wartosc ai: 8 numer6w! Jesli jui: prenumerujesz EP. pami~taj o przedlui:eniu prenumeraty. W ten sposb uzyskasz prawo do jeszcze atrakcyjniejszych znizek - nawet do 50% ceny czasopisma! Szczeg61y na www.ep.eom.pf/oferta-prenumeraty. Prenumerata Elektroniki Praktycznej to r6wniei:: • 80% znizki na r6wnoleglq prenumerat~ e-wydan (co oznacza dost~p do najnowszych wydan jeszcze przed ukazaniem si~ pisma w kiosku!) • co miesictc DVD ,, Niezb~dnik Elektronika", a na nim m.in. narz~dzia programowe, karty katalogowe i noty aplikacyjne (tylko dla Prenumerator6w) • co miesiqc moi:liwosc zam6wienia archiwali6w gratis lub za symbolicznq zlot6wk~ • do 30% znizki w sklepie www.sklep.avt.pf

lnformacj~. jaki prezent wybierasz, wpisz jako uwag~ przy sktadaniu zam6wienia przekaz nam przed kor\cem lutego - mailem(prenumerata@avt.pl), telefonicznie (22 257 84 22) lub listownie (Wydawnictwo AVT, Dzial Prenumeraty, ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa)

A wi ~c - zam6w prenumerat~ ! Moiesz to zrobic na kilka sposob6w: • dokonuj<jc wplaty na nasze konto: AVT-Korporacja sp. z o.o., ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa, BNP Paribas Bank Polska SA, 97 1600 1068 0003 0103 0305 5153 • zamawiajijc za pomocij telefonu, e-maila, fa ksu lub listu.

• wypelniaj ijc formularz w lnternecie (na stronie www.avt.pl) - tu moina zaplacic kartij lub dokonac szybkiego przelewu • wysylajijc na numer 663 889 884 sms o tresci PREN - oddzwonimy i przyjmiemy zam6wienie (koszt sms wg Twojej taryfy)


NIE PRZEOCZ

koktajl •

.I/IT

n1usow Kalendarium wydarzen na poczqtku 2015 roku darzenia kra·owe 12-13.02, Krakow, Mobile-IT- targi rozwiqzail i technologii mobilnych 3-5.03, Sosnowiec, LASERexpo - targi techniki Iaserowej 5-6.03, Kielce, Enex - targi energetyki i elektrotechniki 10-12.03, Kielce, Control-Stom - targi przemyslowej techniki pomiarowej 17-20.03, Warszawa, Automaticon - targi automatyki i pomiar6w 18-20.03, Warszawa, EuroLab - targi sprzEltu pomiarowego 25-27.03, Warszawa, Swiatlo - targi sprzEltu oswietleniowego

Im rez za raniczne 3-6.02, Miil.sk (Bialorus), Electrotech.Light-targi elektrotechniki, oswietlenia i system6w zasilajqcych 24-26.02, Norymberga (Niemcy), Embedded World - targi technologii system6w wbudowanych 3-5.03, Monachium (Niemcy), Lopec - targi i konferencja poswiElcone technologii drukowanej elektroniki 9-11.03, Diisseldorf (Niemcy), Energy Storage - targi magazynowania energii ze 2r6del odnawialnych 11-12.03, Kopenhaga (Dania), Smart Systems Integration - targi technologii MEMS, NEMS i uklad6w p61przewodnikowych

11-13.03, Salzburg (Austria), Power Days - targi elektrotechniki 16-20.03, Hanower (Niemcy), CeBIT 2015 - targi technologii informatycznych i telekomunikacyjnych 23-25.03, Bukareszt (Rumunia), ExpoRenevEnergy- targi technologii odnawialnych 24-26.03, Moslcwa (Rosja), New Electronics - targi komponent6w i system6w zasilania 24-27.03, Brno (Czechy), Amper - targi elektroniki i elektrotechniki 24-26.03, Moslcwa (Rosja), EXPO Electronica - targi komponent6w, urz&dzen i material6w dla przemyslu elektronicznego 24-26.03, Stuttgart (Niemcy), EMV - targi, konferencja i warsztaty poswiElcone zagadnieniom EMC

Warsztat , szkolenia, seminaria 9-13.02 Wloclawek, Kontrola ekologicznego montazu wiqzek kablowych wraz z zaiElciami praktycznymi z lutowania bezolowiowego, Renex 16-18.02 Wloclawek, Kryteria oceny plyt drukowanych stosowanych w ekologicznym monta:i:u elektronicznym, Renex

R EK I.A~ I A

0w€.rtv. KLAWIATURY

FOLi OWE MEMBRANE KEYBOARDS FOLIENTASTATUREN PROJEKTUJEM Y PRODUKUJEMY SPRZEDAJ EMY • klawiatury • elewacje • ta b liczki • zestyki foliowe TOWARZYSTWO EL EKTROT ECHNOLOGICZN E QWERTY Sp. z o .o. ul. Siewna 21. 94-250 t6dz, Polska

tel.: +48 42 632 47 92. +48 42 633 32 84 e - mail: qwertylilqwerty .pl

www .qwerty. p l

EAE Elektronik doceniony za warunki pracy W cyklicznym konkurs ie pod nazw<i .. Pracodawca - orga nizalor pracy bezpiecznej" organizowan ym przez Paf1stwowq InspekcjQ Pracy firma EAE Elektronik zwyci~:i:yla w kategorii podkarpackich zaklad 6w pracy, z liczln1 zatru dnionych do 50 os6b. Ko nku rs p romuje najlepsze praktyki w zakresie poprawy bezpieczeflstwa oraz dopinguje pracodawc6w do eliminacji zagro:i:e(1 w zakladach pracy. )ego laureatami zoslajq pracodawcy dbaj<icy o syslemalyczn<i popraw~ BHP i przes trzeganie prawa pracy. EAE Elektronik ma na swoim koncie juz niejedno wyr6:i:nienie, w tym zdobyt<i nied awno Podkarpackq Nagrod~ Gospodarcz<i. Firma bie rze udzial w wielu presli:i.owych konkursach, takic h jak PrzedsiQbiorstwo Fair Play, Lider Biznesu Podkarpackiego Tr6jmiasta i in nych.

e\l\fy·cn2ni e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI uzftku Vlltasnego

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.


ZA MIESIJ\C Hity nast~pnego numeru Elektronika Praktyczna 3/2015

WYKAZ FIRM OGt.ASZAJl\CYCH Sllli W TYM NUMERZE ELEKTRONIKI PRAKTYCZNEJ Kolejne gigabajty

AKSOTRONIK .......................... 127 ARMEL.... ................................ 126

nam~dzi niezb~dnych

do pracy konstruktora, czyli

NIEZB~DNIK ELEKTRONIKA na DVD. Tylko dla prenumerat or6w EP.

ASTAT ....................................... 57 BORNICO .................................... 6 COMPUTER CONTROLS ................ 9 CONRAD ELECTRONICS ............... 2 DE LTA .................................... 126 ELMARK AUTOMATYKA .............. 8 ELMAX ........................... ......... 126 ELPIN ...... ......................... ....... 127 EMU ............. ............................ 63 FALDRUK ................................... 16 FARNELL ELEMENT14 ............. . 132 FIRMA PIE KARZ ................. 11, 126 GAMMA ................................... 11 GLYN ............ ............................ 67 KRADEX .. ......................... ....... 126

Uniwersalny komputer samochodowy Mee

LC ELEKTRONIK ......................... 14

Aby zapowiedziec projekt posluzymy si~ slowami autora: ,,Zbierajqc wieloletnie doswiadczenia w przedmiotowej materii, postanowilem zaprojektowac nowe urzqdzenie, kt6re to musialo ( .. .) spelniac nast~pujqce kryteria: pelna funkcjonalnosc typowego komputera pokladowego, czytelny, intuicyjny i atrakcyjny interfejs uzytkownika, mozliwosc personalizacji lUZqdzenia poprzez dob6r wyswietlacza o Zqdanym kolorze podswietlenia jak i kolorze wyswietlanej tresci". Szykuje si~ nie lada gratka!

MARTHEL .................................. 17 M ICROCHIP ................................. 7 NDN ....................................... 131 NETRONIX................................. 11

Niskonapi~ciowy

PROLECH .................................. 73

Mada na lampy elektronowe twa od wielu lat. Wsp6kze5nie te rozwiqzania kojarzq si~ ze wzmacniaczami o wartosci tysi~cy zlotych, trudno dost~p­ nymi podzespolami i wysokimi napi~ciami. W kolejnej EP projekt, kt6ry udowadnia, ze te trzy stwierdzenia niekoniecznie Sq prawdziwe.

PYFFEL ........................... ......... 126 QWERTY ................................... 12 RENEX .......... ............................ 11

przedwzmacniacz lampowy

8-kanalowy przel<tcznik sterowany dowolnym pilotem IR

........................... 5, 31, 35, 37, 4 1

Pierwsza wersja kitu AVT390 dzi~ki swej funkc jonalnosci i zwartej budowie zdobyla popularnosc i znalazla wiele zastosowan, jednak miala istotne ograniczenie - wsp6lpracowala wylqcznie z nadajnikami s tandardu RC5 i SIRC. Dlatego powstala nowa wersja kitu, kt6ra umozliw:ia zalqczanie do 8 urzqdzen, ale do kazdego wyjscia mozna przyp:isac dowolny przycisk, praktycznie dowolnego pilota.

TELMATIK ............................... 127

Efekt gitarowy Reverb-100

RK-SYSTEM ............................... 10 ST MICROELECTRONICS .... ........... ..

TESPOL ..................................... 13 TME .......................................... 81 UNISYSTEM ............................... 79 WG ELECTRONIC .............. ...... ... 15

e\ .

Kontynuujemy seri~ urzqdzen dla muzyk6w. Za miesiqc opiszemy efekt, kt6ry sluzy do imitowania poglosu pomieszczen i urozmaica brzmienie instrument6w strunowych oraz klawiszowych .

Sterownik LED RGB 3W W kolejnej EP urzqdzenie, kt6re maze posluzyc jako efektowny gadzet swietlny. Wyposazone w interfejs uzytkownika umozliwia zasilanie i sterowanie dolqczonymi diodami LED RGB.

d ~l<'i1~ ~~ inta9~tarrutet@kawe czynski. pI

Wyd..ini ~

tole~:tr

nkznt przezn.i• z ne \11/y'tqcznie do

uzftku Vlltasnego

ELEKTRONIKA PRAKTYUNA 2/2015

bez prawa do rozpowszechniania.


• Szczeg6towe informacje w lnternecie na stronie www.ndn.com.pl

• Szczegclfowe informacje w lnternecie na stronie www.ndn.com.pl

• Szczeg6towe informacje w lnternecie na stronie \wrw.ndn.com.pl 0.

~

RIGOL Beyond Measure

c=i '""l ,.,..

~

~ / ld_@'=>J~

~ ~ b~~-~=~-~-!

Sygnalizacja przekroczenia tern er atu raniczne· K orekcj a eml$yjnoScl

C

__ __,. ...

Korekc a tem eratu Typ pamiQci

{I

l;)

I

3

B

'a ' ~ ( o q 1<i>!i

Komentarz gtosowy Celown ik

650 114" - 20 Tak Tak PALI NTSC Transfer obraz6w do kom utera PC

prubieg6w na Hku ndit og6w w c:zaslo rzoczywiotym (opcja) na mlkl: 1 mVldz do 10Vldz d ekodowanie magiatral szaregowych (RS232, 12c, SPI) nojci wyjwietlanych przebieg6w nlkacyjne: USB Ho st i Device, LAN (LXI), AUX, USB-GPIB (opcja) wymlary, mafy cl9tar, fatwa obsluga wy ek ra n TFT (800x480) WVGA

JAKOSC

Pasmo analogowa 50 MHz 6 Liczba kanal w analos._ o~----i-ci~G~S~a7 ls-,(71 7ka-n-a""I)~ . 50 =o~ MSals (2 kanaly), 250MSa/s

I PRECYZJA

--------------t~.~~~n~=~~: 12 Mpkt (1 kanat), 6 Mpkt (2 kanaty), 4

Maks. poj emnoSC: pamltcl Cz,StOSC Odiwleianla I Dokladno§¢ podsta"')' czHu Oryft podstawy czasu Zakres podstawy czasu lmpedan cja wejsciowa Skala 0 11 plonowe Dokladno5c wzmocnienia DC ~OQ!_lnlczn lk p • ma

Rejestracja w czasie rzeczywlstym, odtwarzanle, analiza przebiegOw Standardo\'19 tryby wyzwalania Opcj onalne tryby wyzwala nia

LF-3500

Profesjonalna stacja lutownicza Profesjonalna stacja lutownk:za:

3 Mpkt (314 kanaty) opcjonalnie: 24 Mpkt (1 kanat), 12 Mpkl (2 kanaty), 6 Mpkt (314 kanaly) do 30 000 wfms/S (prnbiag6w/S) S ±25 ppm s ±5 _E:pmlrok 5 nsldz - 50 s/dz (1 MO t2%) II (13 pF t3 pf); 1 mV/dzdo10 Vld~ _ ~ _ • 2 % pelnej ska~ (l kanat); t-3% pelnej skall (2, 3, 4,

~

20 MHz kanatyL do 60 000 ramek (opcja)

Edge, Pulse WN:tt h, Sk>pe, Video, Pattern, Duration

~.~~~~:2c, SPI, Runt, Windows, Nth Edge, Delay

Dekodowanle standa;-c rd~ o~ w~ •---+m~ a,gistrala r6wnolegla Dekodo wanie opcjonalne magistrale szeregowe: RS232 12C SPI F k j t A+B, A-B. AxB, AIB. FFT, AND, OR, NOT. XOR, Diff, ~ma ematycz.ne Int Lg,~S'-""irtO----,-;----;-;--~,----;-;----..--­ V pp• Vamp· Vmax• Vmin• Vlop• Vbase• Vavg, Vrms, Vavg jednego o~resu , Vrmsjednego okresu, przerost, przedrost, obszar, obszar okresu, cz~stolliwoSC, okres, czas narastania i opadania, +Width, ·Width, Pomiary • utomatyczne +Duty, -Duty, opM.nienie A-B zbocza narastajqcego, op6Znienie A- 8 zbocza opadaj4cego, przesuni~cie fazy A-B zbocza narastajacego, przesuni~cie fazy A- B zbocza o~~&cego

~-

USS Host. USS Device. LAN(LXI), wyjscle AUX (Trig Out. Pass/Fail) , konwerter USS-GPIS (opcja) 7,o· TFT LCD. WVGA (800x 480), 64 poziom6w jasno~ci przebiegu Sz. x s. x GI. 313,1mmx160,8 mm x 122,4 mm 3 2 kg ±0,2 kg (bez opakowani&_ _ _ -,---.--..,--;-;1~50""MHz sonda pasywna RP2200: 4 komplety~

lnterfejsy komunikacyjne

LF-8550

LF-3890

8096

Ekran

1300 zl +vat ---------- -

-

-

t

1


Wi~ksza

mniej

szybkoSC,

klikni~C

Wypr6buj naszq udoskonalonq

stron~

internetowq juz teraz!

Wprowadzilismy kluczowe ulepszenia, takie jak: • Szybsze wyszukiwanie produkt6w

75 AT

• Nowe, spersonalizowane opcje dotyczqce konta i dokonywania ptatnosci • Bardziej szczeg6towe informacje dotyczqce produkt6w

:I~

Ir.I.µ

z~

ai::

1939-2014 ::

E

~

Wi!i!cej informacji znajdziesz na stronie: 1 pt farnell com/nowe funkcic-na-stromc-internctowe1

eWydat

~

-

-

~

-

~

- -

nski.pl

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

uzftku Vlltasnego

element 14 bez prawa do rozpowszechniania.


Koktajl nius6w

($ CIRCUITSTUDIO

Zestawy projektowe s~ coraz wazniejsze dla konstruktor6w elektroniki

element 11.+

Farnell element14 nawi<tzuje wsp6lprac~ z firm~ Al ti um Na zakonczonych niedawno targach Electronica w Monachium Farnell element 14 - katalogowy dostawca podzespol6w elektronicznych i komponenl6w automatyki poinformowal, i.e podpisal globaln<t umow'l dystrybucyjn'l z firmq Altium, producentem 111.in. znanego i cenionego na rynku oprograrnowania EDA do projektowania elektroniki. Fa rnell b'ldzie sprzedawal oprogramowanie Circuit Studio PCB o funkcjonalnosci komplementarnej do programu Eagle, popularnego budzetowego oprograrnowania do projektowania plytek drukowanych. W ten spos6b w ofercie Farnella b~dq dwa pakiety podstawowy (Eagle) i bardzie j zaawansowany Circuit S tudio PCB, kt6re b~dzie mozna niedlugo pobrac i kupic online ze witryny element14 Design Center. Co wi~cej, uzytkownicy Eagle h'ld'I mogli dokonac upgrade posiadanej licencji Eagle na program o wiiikszych mozliwosciach. Circuit Studio PCB b'ldzie dostElpny na pocz11tku 2015 roku. Wsp61praca Farnella z Altium lo z pewno.Sci<\ smialy krok biznesowy wytyczajqcy kierunek rozwoju dla calej reszly dyslrybulor6w katalogowych, z kt6rych kazda firma ma jakies oprogramowanie do tworzenia PCB. Jest lo tez kolejna pr6ba coraz wi~kszej inlegracji procesu projektowania z zaopatrzeniem i zaciesniania kontakt6w miQdzy dostawq komponent6w a infynierem projektantem.

Czterech na piElciu inZynier6w wykorzystuje gotowe zestawy rozwojo\.ve w pracach projeklowych, wynika z badania przeprowadzonego w5r6d 244 ini.ynier6w przeprowadzonego na zlecenie porla lu Eleme nl14. Zestawy rozwojowe staly si'l niezb'ldnym eleme nlem wykorzystywanym w

procesie

prze-

kszlalcan ia pomyst6w w gotowe urz'ldzenia, gdyz 79% inzynier6w wykorzystuje w finalnych wersjach opracowywanych przez siebie produkl6w CZElSC lub calosc rozwiqzafi zaczerpniEllych z zestaw6w rozwojowych. Oznacza lo, :le nie S'l one wykorzystywane juz tylko na elapie protolypowania i leslowania. Ponadto 3/4 respondent6w przyznaje, ze zestawy rozwojowe odgrywajq kluczowq rol~ we wprowadzaniu innowacji i skracaniu czasu opracowywania nowych produkl6w. 77% inzynier6w regularnie sprawdza, czy do podzespolu, kt6rego uzycie rozwai.ajq, jest dosl~pny zeslaw rozwojowy, zas niemal polowa (44%) przyznaje, ze bez zestawu nie bylaby w stanie wykonac swojej pracy.

RF.KLA~I A

Nowy Tektronix®RSA306 /

Analizator widma USB Analiza sygnalow RF w Twojej dloni

www.tespol.com.pl tespol@tespol.com.pl Siedziba Firmy: 54-413 Wroclaw, ul. Kleciriska 125, tel. 71 783 63 60, tel. 22 675 75 42 Biura Handlowe: 02-672 Warszawa, ul. Domaniewska 37, 81 -451 Gdynia, Aleja Zwyci~stwa 96/98

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

13 bez prawa do rozpowszechniania.


NIE PRZEOCZ Niemal 3/4 (74%) respondent6w twierdzi, ie aktywnie korzysta w pracy z zeslaw6w rozwojowych po lo, aby bye na bie4co z now)~ni lechnologianti, zas 89% wykorzystuje je w swoich eksperymentach z no~1ti systemanti. Niewqtpliwie jest to dow6d, jak wa:ine dla konstruktor6w Sq plytki ewaluacyjne, starter Idly i zeslawy uruchontieniowe i znak na przyszlo§c dla dystryhutor6w, gdzie mo:ina szukac ir6del wzroslu hiznesu.

sprzedaz kompletnego zestawu do montazu drukarki drugiej generacji RepRapPro Ormerod 2, kl6ra bazuje na rozwiqzaniach sprzqlowych open-source o duzej wydajnosci i pozwala na drukowanie projekt6w z darmowego oprogramowania JD DesignSpark Mechanical. Drukowanie 30 umozliwia inzynierom z branzy elektronicznej i mechanicznej szybkq i lalw<j realizacj'l pocz<jtkowych koncepcji projektowych dzi'lki szybszemu tworzeniu prototyp6w, co pozwala skr6cic cykl projeklowy produklu nawet o kilka miesi~cy. Stqd zainleresowanie jest duze, asorlyment tych urz<jdzen szybko si'l zwi'lksza, a ceny malejq. Drukarka Ormerod 2 ma przeslrzen roboczq i szybkosc'. druku odpowiednio 200 x 200 x 200 mm i 1800 mm/min, wsp61czynnik osadzania 33 cm3 na godzin'l, dokladnosc i rozdzielczosc warstwy odpowiednio 0,1 mm i 0,01 mm, mozliwost drukowania z wykorzystaniem material6w termoplastycznych PLA lub ABS. Oprogramowanie typu open-source jest w pelni kompatybilne z oryginalnq drukarkq Ormerod i moina je uruchomic na stosunkowo malo wydajnym kom-

Dystrybutor Digi-Key i Mentor, czolowy dostawca oprogramowania projektowego, oglosily wsp6lprac</, aby wypelnic luk'l pomi'ldzy doSl()pnymi za darmo, ale niewyg6rowanymi jakosciowo, a drogimi, profesjonalnymi narz'ldziam.i EDNCAD do projektowania plytek drukowanych. Nowe narz'ldzia b</dq polqczone z ofertq online komponent6w Digi-Key do tworzonych projekl6w, inzynierowie bqdq tez mogli korzystac z uslug produkcyjnych. Dwa podstawowe programy w zapowiadanym zestawie to aplikacja Designer Schematic przeznaczona do projektowania schemal6w polqczen elektronicznych, oraz Design Layou t - program do tworzenia projekt6w obwod6w drukowa.nych zapewniajqcy m.in. routing, edyci'l i inne fu nkcje. Oba programy obslugujq projekty do 1500 W'l· zl6w. Wedlug przedstawicieli Digi-Key zaoferowanie zeslawu w postaci dw6ch odr'lbnych narz'ldzi to wyjscie naprzeciw CZ</SCi klient6w. Nie wszystkie bowiem firmy samodzielnie projekluj4 kompletne obwody drukowa.ne, niekt6re mog<t tworzyc sam schema! polqczefi. Dzi'lki rozdzieleniu narz'ldzi, firma taka nie b~dzie musiala kupowac zaawa nsowanego narz~dzia do projektowania plylki PCB. W ramach narzQdzi, za posrednictwem slrony Mentora PartQuesl obslugiwanej przez wyszukiwark~ Digi-Key, inzynierowie uzyskajq dosl~p do bazy danych i 4 milion6w elektronicznych komponenl6w.

e\l\fy·cn.~n ie

dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI uzftku Vlltasnego

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.


Koktajl nius6w Narzljdza doslflpne bQdlt wylqcznie w ofercie Digi-Key na zasadzie roczncj subskry pcji. Cena za korzyslanic z obydwu program6w lo 864 dol. Korzystajqc z promocji oprogramowanie btidzie mozna testowac za darmo prlez 15-dniowy okres pr6bny.

W sprzedaiy pojawily si'l ju;i; popularne zasilacze Deity, teraz gliwicka sp61ka wprowadza wcntylatory przemyslowe Della Fan oraz przcciwzakl6ceniowe filtry sieciowe.

Maritex dystrybutorem RuggON Conrad wsp6lpracuje z firm<i Flir Conrad Conrad Business Supplies nawi<tzal wsp6lprac<i z firmq Flir Systems, znanym producenlem aparatury pomiarowej glownie do bezkonlaktowego pomiaru temperatury, pomiaru wilgotnosci a takze multimelr6w i miernik6w Cflgowych. Produkty FUR znajdujq zastosowanie w wielu r6znych branzach i sektorach, m.in. w eleklryce i mechanice oraz diagnostyce budynk6w. Firma dysponuje 50-lelnim doswiadczeniem w projektowaniu i opracowywaniu narz<idzi. kt6re l4cz4 zaawansowanfj technologi~ z solidnoscifl, co pozwala je stosowac w najbardziej wymagajqcych i nieprzewidywalnych warunkach.

Marilex wprowadza do oferty wytrzymale lablety przemyslowe i mobilne komputery panelowe fumy RuggON. Wofercie mozna znalezc lablety o przekqlnych ekranu od 7" do 10,4" oparle na platformie Windows lub Android. Kazdy z dostiipnych modeli moze pracowac w lemperalurach od -20 do +50°C, ma wodoszczeln<1 i pyloszczelm1 obudowq jest odporny na upadki.

AM:LT&1

MPL Power Elektro szybko rozbudowuje asortyment produkt6w Delta Power

PB Technik pracuje w nowej siedzibie

Gliwicka firma MPL Power Elektra, znana na rynku od wielu lat z dystrybucji zasilaczy firmy MeanWell, po zmianie sieci dystrybucyjnej, swojq aktywno~c zaczQla kicrowac w stron'l dystrybucji produkt6w zasilajqcych innego tajwa6.skiego producenla - Della Systems.

Od 3 lislopada lirma PB Technik, czolowy krajowy doslawca um1dzen lechnologicznyc h, maszyn i material6w do produkcji elektroniki, pracujo w nowcj sicdzibie. N01vy budynck przy ul. Zwolcnskicj 27 w Warszawie usytuowany jest niedaleko poprzedniej lokalizacji. )ego


NIE PRZEOCZ budowa trwala okolo 1,5 roku i kosztowala firmti blisko 3 min zlotych. Siedziba ma powierzchniQ 700 m', z wydzielontt CZQScit( biurowq, magazynow11 oraz konferencyjn11.

Liczniki elektroniczne szansii na zalatanie dziury po rynku rosyjskim

Radmor dostarczy srodki lqcznosci do Bangladeszu Radmor podpisal kontrakt z Republik& Bangladeszu na dostawti srodk6w lqcznosci. Dotyczy on 1.88 radiostacji osobistych R35010 wraz z akcesoriami oraz 800 odbiornik6w GPS. Dostarczone radioslacje i odbiorniki GPS Sq jednymi z element6w podstawowego wyposazenia zolnierzy uczestn iczqcych w misjach pokojowych prowadzonych pod egidtt Organizacji Narod6w Zjednoczonych. W ramach wsp6lpracy z Centralnq Skladnicq Uzbrojenia (Central Ordnance Depot) Radmor w listopadzie przeprowadzil w Dhace szkolenie z obslugi i serwisowania radioslacji oraz obslugi odbiornik6w GPS [palrz zdjtlcie].

Vigo System udanie zadebiutowal na warszawskiej GPW Akcje sp61ki Vigo System, znanego krajowego producenta detektor6w promieniowania podczerwonego istniejqcego na rynku od 2 7 lat, pojawily siti na warszawskiej gieldzie. Debiul na gieldzie lo nowa karta w historii sp6lki i szansa na pozyskanie kapitalu na rozw6j firmy po k11tem plan6w modernizacji polskiej armii, kt6re w latach 20152022 mai'I pochlom1c az 41 mld zl. Firma sprzedaje tez urz&dzenia do sektora kolejowego (tu liczy na ekspansjti na rynkach chifiskim i USA), medycznego, czy ochrony srodowiska. Vigo System pozyskal z emisji 6,3 min zl brutto, oferta publiczna obejmowala tez cztisc starych akcji, kt6re zostaly sprzedane za 59,4 mln zl. Pod koniec I kwartatu 2015 r. Vigo zamknie wart11 11 min zl inwestyciti w rozbudowQ laboratorium.

Z uwagi na sytuacj(J pol ilycznq rosyjski rynek nie jest juz motorem nap~dzajqcym obroty takich firm, jak Apa tor, Aplisens czy Sonel. Spadki sprzedazy w tamtym rejonie sitigntJly w trzecirn kwartale 2014 nawet 40% w przypadku Sonela. Sp61ki le szukajq intensywnie nowych rynk6w zbytu, kt6re pon10g11 zr6wnowazyc slabn'lCY popyl wsr6d rosyjskich klient6w. 1N pierwszej polowie 2014 r. ta taktyka poskutkowala, ale nie wiadomo jak btidzie dalej, bo syluacja na Wschodzie jesl bowiem wdqz mocno nieprzew:idywalna. )ednym z obszar6w, gdzie mog& pojawic siQ wzros ty s11 nadchodzqce przetargi na dostawy elektro nicznych licznik6w energii elektrycznej, bQdqcych pierwszym etapem w rozwoju rynku smart meteringu.

Chiny i Stany Zjednoczone podpisaly wst~pnii umowll o zniesieniu eel na polprzewodniki Negocjacje handlowe pomiQdzy Chinami i USA zak011czyly siQ w listopadzie podpisaniem wsltJpnego poroztunienia o obustronnym zniesieniu eel na produkty zaawansowane technologicznie. Moze to oznaczac oszcztidnosci powyzej biliona dolar6w w obustronnej wymianie handlowej w dziedzinie zaawansowanych technologii. Umowa wymaga zatwierdzenia przez Swiatowtt Organizacj~ Handlu. Porozumienie pozwoli wyeliminowac cla w ponad 200 grupach produkt6w, takich jak sprztit medyczny, urzqdzenia GPS, konsole gier wideo, oprogramowanie komputerowe oraz p61przewodniki nasltipnej generacji. Przykladowe eta wynosily od 30% w przypadku parniQci SSD i konsol gier do 8% na urzqdzenia do obrazowania rezonansem magnetycznym i tomografy kompu terowe. Zdaniem przedstawicieli organizacji branzowej SIA podpisana urnowa ma przelomowe znaczenie dla amerykanskiej branzy p61przewodnikowej i jest wazna dla calej gospodarki USA.

ff.EK LAMA

OBWODY DRUKOWANE Faldruk s.c., 05-462 Em6w, ul. Wi<1Zowska 2E

tel. +48 22 872 43 01, 612 67 76 + 48 698 468 850 biuro@laldruk.pl,www.laldruk.pl

pfytki jednostronne i dwustronne e ~· pfytki na podfozu aluminiowym ~· testy elektryczne pfytek pokrycia pfytek: cyna lub cyna/of6w 0 4 " - 33' LaFot rozszerza ofert~ o systemy inspekcji wizyjnej Firma LaFot rozszerzyla ofertQ o cyfrowe lupy i mikroskopy irlandzkiej firmy ASH Technologies. Produkty le Sq wykorzystywane w produkcji urzqdzefi przemyslowych, na stanowiskach kontroli jakosci i serw:isie precyzyjnych urZ'ldzeii.

e\l\fy·c~ .6ni e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Koktajl nius6w Apator sprzedal do Indii gazomierze za 30,9 min zl Apator Metrix, sp61ka CI z grupy Apator, od stycznia do paidziernika 2014 r. dokonata sprzedazy gazomierzy lirmie Secure Meters Limited z siedzibq w Udaipur w Indiach o l<1cznej wartosci 30,87 min zl. Podstawq zrealizowanych zam6wieii jest zawarta w pazdzierniku 2012 r. umowa o wsp61pracy pomi<l<lzy Apator Metrix a Secure Meters w zakresie rozwoju, produkcji sprzedazy gazomierzy spelniaj'lcych kryteria inleligentnego opomiarowania. Jednoczes nie Apator Met rix w okresie od stycznia do pazdziernika br. dokonal zakup6w od sp6lki Secure Meters elektronicznych liczydel do gazomierzy, kt6rych l&czna wartose wyniosla 13,79 min zl. Umowa o wsp6lpracy nie okresla wartosci przedmiotu umowy, a jej realizacja odbywa si~ poprzez skladane na biezqco zam6wienia okreslajqce ilosci i ceny zamawianych produkt6w. Umowa wyga5nie najp6zniej w dniu 31 grudn ia 2021 r.

kwadratowych TI kupil w grudniu 2013 r. od UTAC Chengdu Ltd. Sl! w nlm obecnic monlowanc chipy w obudowach QFN.

Technologia Imagination i Nvidii zaz~bia si~ w obszarze klastr6w CPU/GPU Imagination Technology slawia na rozw6j lechnologii l&cz&cej wielordzeniowe procesory MIPS z cal& plejadq procesor6w graficznych PowerVR. Ma to umozl iwic klientom zaopatrujqcym si(l u Imagina tion w bloki IP budowanie uklad6w konkurencyjnych wobec wydajnych procesor6w Nvidii projektowanych w architekturach CUDA. Kepler i Maxwell. Wraz z najnowszymi rdzeniami Imagination rozwija zaawansowan11 technologi~ komunikacji mi<ldzy komponentami wewn&trz SoC, l&CZl!Cq liczne rdzenie GPU z MIPS. Nowy procesor aplikacyjny MIPS Warrior i6400 jes t zaprojektowany jako pojedynczy rdzefi, moze pracowac w klastrach szesciu rdzeni, ale takze klastrach nawet setek rdzeni. Uk.lady graficzne PowerVR fumy, rn.in. serie SGX, Rouge i nowsze Sq integrowane z takimi SOC jak A8 Apple'a, OMAP 3 i 4 TI czy Exynos Samsunga. Z kolei wprowadzony niedawno przez Nvidi<l SoC Kepler Kl sklada si<l z 192 rdzeni graficznych i czterech Corteks6w-A1 5 ARM. Obie finny inlegrujq wi~c liczne rdzenie graficzne z procesorami aplikacyjnymi. Pods tawowa r6znica pomi<ldzy Imagination a Nvidi& polega na lym, ze brytyjska firma to doslawca blok6w IP gotowy do wsp61pracy z kazdym, klo chce rozwijac np. klaslry CPU/GPU. Nvidia z kolei dostarcza na rynek wysokiej klasy p6tprzewodniki, ale w postaci juz wytworzonych produkt6w finalnych. Przedslawiciele Imagination zapewniajq, ze ch~lnie nawi'lzq wsp6lprac~ z Nvidi<t pomagaj&c jej optymalizowae produkty. Imagination zamierza skupic si~ na tworzeniu wielordzen iowych klastr6w z GPU o duzej mocy obzapewniajqc sp6jne wsp6ldzialanic rdzeni graficznych

REKLAMA

nuvoTon ISD + kontroler z rdzeniem Cortex-MO = jednoukfadowy 1509160 m_in_ do rozpoznawania mowy 145 kB Flash I 12kB SRAM lnterfejsy UART. SPI. 12C, 125 eotowa blblloteka do rozpoznawanla mowy dedykowane oprocramowanle na PC do opracowanfa kodu

Gotowy zestaw do rozpoznawanla mowy: podlqcz I testuj

TI otwiera w Chengdu lini~ tworzenia pol:iczen typu bumping w p6lprzewodnikach Texas Instruments oglosil rozszerzenie dzialalnosci produkcyjnej w Chengdu w Chi nach o proces lworzenia pionowych pol'lczef\ wewn<llrznych za pomocq tzw. bumps - czyli guzk6w - na plytkach p61przewodnikowych o srednicy 300 mm przed ich podzialem na pojedyncze chipy. Rozpocz~cie procesu prod ukcyjnego jest odpowiedziq na zapotrzebowanie klient6w i dodatkowo zwi~ksza zdolnosc wytw6rcz<i TI w zak.resie uklad6w analogowych na plytkach 300 mm. Pol<iczenia wewn~trzne lworzone przez bumping sq wykorzystywane w spi~trzaniu uklad6w i technologii TSV, a takZe flip-chip. Pol&czenia le coraz cz~sciej zast~puj<t konwencjonalnq metod<i lqczenia drulowego (wire bonding). TI wykorzysluje technologi~ bumping w prawie 40% swojej fabrycznej produkcji p6tprzewodnik6w. Uruchomienie nowej linii zbieglo si~ w czasie z olwarciem w Chinach przez TI juz si6dmcgo z kolei zakladu montazu i testowania uktad6w. Zaktad ten, o powierzchni 33,3 tysi~cy metr6w

eWy·d a ei~T«~mt<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

Dosto:pne w sklepie internetowym: http://sklep.marthel.pl

www.marthel.pl 17 bez prawa do rozpowszechniania.


PROJEKTY Podzi~kowania

Au tor sklada serdeczne podzi~kowania pani Beacie Stosik z fi rmy STOFL za dostarczenie wielu darmowych pr6bek uklad6w CY8CPLC10, panu Slawomirowi Szweda z firmy Unisystem za dostarczenie darmowych modul6w wyswietlaczy TFT oraz panu Dariuszowi Kowalczyk za cenne uwagi przekazywane w t rakcie projektowania urzijdzenia. Au thor would like to thank Mr Prem Sai v from Cypress Semiconductor customer support team for his huge and inestimable support and commitment while developing the device !

iControl System automatyki domowej (2)

~~~ ~

Film demonstr1.1j<1cy dziatanie systemu iControl: http://goo.gVQ99yjy

W swojej praktyce konstruktora-pmgramisty kilkukrotnie podejmowalem wyzwanie skonstruowania prostego systemu sterowania i kontmli typu ,,inteligentny dam", wykorzystujqc w tym celu r6ine interfejsy w mli medium umoiliwiajqcego wsp6lpracrt specjaliz owanych modul6w. jednym z przyklad6w takiego dose mzbudowanego i nowoczesnego projektu moie bye system intelli-Dom opublikowany na Jamach Elektmniki Praktycznej 10... 11/2011, kt6ry wykorzystywal specjalizowane i bardzo dobrze wyposaion e moduly modem6w ZigBee. System ten, mimo nie dawal jednak pelnej elastycznosci w zakresie konfigurowania sieci modul6w wykonawczych, gdyi korzystal z predefiniowanej funkcjonalnosci tychie modul6w nazywanych tam ,,modulami pokojowymi", a poza tym uiywal transmisji bezprzewodowej o ograniczonym zasirtgu, realizowanej w pasmie 2,4 GHz, opartej na standardzie IEEE 802.15.4. Czas wirtc na projekt zaawansowany, w pelni konfigurowalny i pozbawiony poprzednich ograniczefl a dodatkowo wyposa2:ony w ultranowoczesny inte1fejs uiytkownika. Rekomendacje: pmjekt przyda sirt jako baza dla rozbudowanego systemu zarzqdzania inteligentnym budynkiem.

eWycnsni e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI

rnKTRONtKA PRAKTYUNA 21201 s

Wydanie elektroniczne przeznaczone Wy'tqcznie do uZ.ftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


System automatyki domowej

• Maksymalnie modul6w wykonawczych (typu Slave) w ramach j ednej sieci systemu iCon trol. • Maksymalnie 16 modul 6w sterujqcych (typu Master) wyposaionych w interfejs uzytkownika z wyswietlaczem TFT. • Adresy logiczne modul6w wykonawczych nadawane Sq automatycznie przez moduly sterujqce podczas konfigurowania sieci. zas adresy logiczne modul6w sterujqcych nadawane Sq przez uzytkownika za pomocq interfejsu uzytkownika GUI. • Kazdy modul sterujqcy moze zapami~tac i zaadresowac 64 moduly wykonawcze. • Wszystkie moduly wykonawcze zapami~tane przez dany modul sterujqcy mogq zostac polqczone w maksymalnie 8 grup, dowolnie podczas konfiguracji sieci. reprezentujqcych pomieszczenia. nad kt6rymi modul ten ma kontrol~ (np. pokoje). • Kilka modul6w sterujqcych moze miec kontrol~ nad jednym modulem wykonawczym. • W ramach graficznego interfejsu uzytkownika modul u sterujqcego kazdy modul wykonawczy jest identyfikowany przez unikalnq nazw~. • Kazda z 8 mozliwych grup, w kt6re mogq bye lqczone moduly wykonawcze moze miec nadanq nazw~. aktywowana lub wylqczona. • Przewidziano 5 rodzaj6w modul6w wykonawczych: wylqcznik 1-biegunowy, wylqcznik 2-biegunowy, sciemniacz, sensor temperatury, sterownik oswietlenia RGB LED. • System iControl sygnalizuje dolqczenie nowych. jeszcze nieskonfigurowanych modul6w wykonawczych oraz wystqpienie bl~d6w transmisji. • System iControl umozliwia usuwanie modul6w wykonawczych z sieci, a co za t m idzie - rekonfi urac"

...

.

m1en1one ar kul

s

w calosc1 dost

ne na FTP)

AVT-5490 iControl. System automatyki domowej (EP 1)2015) ' Uw.tga· leo!t,.,....,. AVT mC9t1 wy>t~W41t w n<l'!t~pUHqdl -~jad1. A.V T 1'W! UK

A.VT uxx A

to

Adres DA Rozkaz Dane Typ adre· GA Rozkaz REMOVE_NEW_NODE Dlugo!t 8 SU DA Wartost Ox01 Wartosc Ox38 Wartost Slave adresu PA DA

Po wyborze modulu wykonawczego, uzytkownik moze albo porzucic jego konfiguracj~ i modul ten znowu zacznie rozsytac sw6j ad res PA (i w r6ci do statusu Slave Status = NODE_AVAILABLE) lub tez moze powiqzac modut wykonawczy z modutem sterujqcym staj'lc si~ jego ,.rodzicem". Aby porzucic wyb6r modulu wykonawczego modul steruj(\Cy wysyla nasl~puj4cy pakiet: Dane UNSELECT NODE Olu osc 0 Ox32 Warto!c

uprog1am0w.,.,y 11U11d. Tytko i wyt40,.., k l ll'leme1>16w do&ltkOwyth. ~iii w op1..i~ wyriln~ l•Ul\k!QnO}, b~ tl~t6w dodatkO-

plytkll d•!Jt.Ow&n6 PCB (lub plytk.l dNkow.int,

"Y''

AVT Uxx A+ plytkll

d•~nll

i UpogramCM"illny ui.1itd lcryli ¢11¥tW.il" Wft'Sji Ai

"""'•>i• UK)

btt ll'l-nt6w dodatko>

""'

plytkll dn.1low,.,na Oub ptytti) Ot.U kompltt tlt>m~lbw ~..ony w tat~un1k11 pdf 10 nit • mt<,JO jak miontowany li!'il&w 8, U1' ll'IM1o!nty wtutOw.!lnt w KB. Nlll"fy miK n.o uwa.bt, h O i t rW H~nllc!Oo'oO wyra!nit w Opisit, u~ 1<111 nft. ma obudowy arM ll!li!mtnt6w dod~tkoWJd'I, k16..~ n~ l!Mtafy wymi@niol'll! w zal<1ct,.b1 pd'f A.VT bliJc CO oprogramo!Jwallll! jnil!Clt'•to ipot)'kaRa wtr>ja, k!a jMli wy•t~ujt, 10 ni~~l'M! oprowramowan~ moina ki~'!Jr'lfll. kl1hj~ w lil'lk um.hZtbOf'ly w °"isit .mi) Nit la!lty h!~taw AVT wy>t~Jt .w. w•:ty>tkich wtfi,adl! K&tda 1Wf1ja ma t.a!¥:ZOny ttn i am phk ~t! Podc:las :>ktad.inot u m 6 - u!)twtli1 o.e. kt6t" w;,,~~ umawiaszt ~UK, A. I...+, B lub Q. Imp ' ·>kJ.fy nt. .pJ A.VT .UXX 8 A.VT DX>c C

Adres SA Typ adresu LA SA Warto!c Master adresu SA LA

Aby powi<1zac modul wykonawczy ze sob<t. modul sleruj<tCY wysyla nast~pujqcy pakiet danych, kt6ry de facto przypisuje mu unikalny adres logiczny korzystaj&c z predefiniowanego rozkazu stosu komunikacyjnego (Slave Status = NODE_ACTTVE):

Proiekty pokrewne na FTP (

modul6w slerujqcych wiadomosc by usun~ty zapami~lany wcze5niej modul wykonawczy z listy swoich, jeszcze nieskonfigurowanych modul6w, gdyz wlasnie zostal on wybrany do konfiguracji. W tym celu sterownik ten przesyla nast~pujqcy pakiet danych:

Kazdy, nowy, nieskonfigurowany jeszcze modut wykonawczy co 4 sekundy wysyla pakiet danych rozglaszajqc w sieci sw6j adres fizyczny (Slave Status= NODE_AVAILABLE). Jcdnaczesnie sygnalizujc ten stan za pomocq dedykowanej diody LED (oznaczonej STATUS), kt6ra migocze za kazdym razem, gdy przesylany jest taki pakiet danych, czyli co okolo 4 sekundy. Rozkaz Adres DA Dane Typ adresu GA Rozkaz NEW_NODE Dlugosc 10 DA Wartosc Ox01' Wartosc 0'30 Wartosc Slave PA, typ adresu DA Slave, status Slave ; 'Kazdy modul steruj~cy ma ustawiony adres GA Ox01 oraz przydzielony przy oomocv GUI adres LA (z zakresu OxFO... OxFFl Adres SA Typ adresu LA SA wartosc OxOO adresu SA

Pakiel taki odbierany jest przez kazdy modul steruj4cy dol4czony do sieci powoduj4c dodanie nowego modulu wykonawczcgo do Iisty modul6w przeznaczonych do skonfigurowania (modul sterujqcy sprawdza za kazdym razem. czy nie dodano juz takiego adresu PA do listy) oraz odpowiedniq sygnalizacjQ w ramacb in lerfejsu uzytkownika GUI. Taki modul wykonawczy, moze nast~pnie zostac wybrany do konfiguracji (wylqcznie z poziornu jednego mod ulu steruj(\cego), co skutkuje zrnianq jego stanu (Slave Stotus = NODE_SELECTED), zaprzestaniem rozgtaszania adresu PA oraz odpowiedni& sygnalizacj& (dedykowana dioda LED na module wykonawczym zaczyna szybko migac). Aby go wybrac modul sterujqcy wysyta nast~pujqcy pakiet: Rozkaz Slave PA Wartosc Ox31

Dane Wartosc

Jesli uzytkownik wybierze modul wykonawczy z poziomu obstugiwanego modutu sterujqcego to stero"~1ik ten wysyla do pozostalych

Adres SA Typ adresu LA SA Warto!c Master adresu SA LA

Adres DA Rozkaz Dane Typ adresu DA Physcial Rozkaz SET_LA_AODR Dlugosc 1 Warto!c adresu Slave PA Warto!c Ox04 DA

Jcdnoczesnie biezqcy modul sterujqcy wysyla wiadomosc do innych tego typu modul6w by zapisaly sobie ostatnio przydzielony adres logiczny (by nie mogty go uzyc w procesie nadawania nowego LA): Adres SA Typ adresu LA SA wartosc Master adresu SA LA

Adres DA Typ adresu DA GA

Rozkaz Dane Rozkaz SAVE_LAST_LA Dlugosc 1

Wartosc adresu OxOt wartolc 0'33 DA

ele~:troniczne

wartosc Ostatnio nadanv LA

Modut steruj11cy moze r6wniez w kaidej chwili (przy uzyciu interfejsu uzytkownika GUI) porzucic powi11zanie z modutem wykonawczym wysylaj4c nast~pujqcy pakiet (modul wykonawczy przejdzie w tedy do stanu Slave Status = NODE_AVAILABLE): Adres SA Typ adresu SA Wartosc adresu SA

Adres DA Typ adresu DA Master LA wartosc adresu DA LA

LA

Rozkaz Dane Rozkaz UNBIND_NODE Dlugosc O

Slave LA Wartosc Ox34

WartoSC -

W takim przypadku, jesli biez11cy modut sterujqcy udost~pnil wczesniej sw6j mod ul wykonawczy innym slerownikom to mus i ich poinformowac, ze utracil z nim powiqzanie (nie jest juz jego ,,rodzicem") wysylaj11c nast~puj11cy pakiel: Adres SA Typ adresu SA WartoSC adresu SA

Adres DA Rozkaz Dane Typ adresu GA Rozkaz UNBIND_NODE Dlugosc 1 DA Master LA WartoSC Ox01 WartoSC Ox34 WartoSC Slave LA adresu DA LA

Mod ul sleruj'!CY moze r6wnie:i. z<idac od swojego modulu wykonawczego przeslania biezqcego statusu wysytajqc do niego nast~pujq­ cy pakiet danych :

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI Wydanie

Warto!c Unikalny LA

przeznaczone wytqcznie do uZ.ftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

19


PROJEKTY Adres SA Adres DA Rozkaz Dane Typ adre- LA Rozkaz GET_NODE_STATUS Dlugosc 0 Typ adresu LA DA SA Wartosc Master LA Wartosc Slave LA Wartosc Ox35 wartosc adresu SA adresu DA SU

Modul sterujqcy moze r6wniez, co oczywisle, zmieniac biezqcy status modutu wykonawczego (slerowac nim) przesylajqc naslQpujqcy pakiel danych: Adres SA Typ adresu SA Wartosc adresu SA

Rozkaz Adres DA Dane Typ adresu LA Rozkaz SET_NODE_STATUS Dlugosc 1 DA Master Wartosc Slave Wartosc Ox39 Wartosc nowy LA adresu DA LA Status

LA

Modul wykonawczy wysyla sw6j status przesylajqc nastQpUj<tCY pakiet danych: Adres SA Typ adresu LA SA Wartosc Slave adresu SA LA

Adres DA Rozkaz Dane Typ adresu LA Rozkaz SEND_NODE_STATUS Dlugos< 2 DA Master Wartosc Ox36 Wartosc Slave LA, Wartosc adresu DA LA biez~cy Status

Taki pakiel danych odbierany jest przez modut slerujqcy biidqcy ,,rodzicem" modutu wykonawczego powodujqc odpowiedniq zmiarni stanu interfejsu uzylkownika GUI. Gdy modul slerujqcy wsp6ldzielit wczeยงniej ten modul wykonawczy z innym modulem slerujqcym, to musi go takze poinformowac o zmianie slanu tego modutu (gdyz modul wykonawczy poinformowal tylko swojego ,,rodzica") wysylajqc nast~pujqcy pakiet danych (wyslaniu tego pakietu danych towarzyszy kr6tkie zaswiecenie diody sygnalizacyjnej STATUS umieszczonej na plytce modu:lu wykonawczego): Adres SA Typ adresu LA SA Warto!c Master adresu SA LA

Adres DA Rozkaz Dane Typ adresu GA Rozkaz SEND_NODE_STATUS Dlugos< 2 DA Wartosl Ox01 Warto!I Ox36 Warto!c Slave LA, adresu DA bie;~cy Status

Modul sterujqcy, na zqdanie uzytkownika, moze r6wniez, co napisano wczesniej, podzielic uprawnienia do sterowania powiqzanym modulem wykonawczym wysylajqc do innych modul6w sterujqcych nastQpujqcy pakiet danych: Adres SA Typ adresu LA SA WartoSC Master adresu SA LA

Adres DA Rozkaz Dane Typ adresu GA Rozkaz SHARE_NODE Dlugos( 3 DA WartoSC Ox01 WartoSC Ox37 WartoSC Slave LA. typ adresu DA modutu, status modulu

Podobnie jak w przypadku rozkazu NEW_NODE pakiel taki odbierany jest przez kazdy, podlqczony do sieci, modul steruj4cy powoduj&c dodanie go do listy nowych modut6w wykonawczych przeznaczonych do skonfigurowania [mod ul sterujqcy sprawdza za kazdym razem, czy nie dodano juz lakiego adresu LA do listy) oraz odpowiedniq sygnalizacjQ w ramach interfejsu uzytkownika GUI. Taki modul wykonawczy, moze nasl~pnie zoslac wybrany do konfiguracji (wylqcznie z poziomu jednego modutu slerujqcego), lecz w odr6Znieniu od scenariusza dla rozkazu NEW_NODE, do modutu tego nie Sfl wysylane juz zadne, inne rozkazy zmieniajqcego jego stan, czy nadajqce mu nowy adres LA, bo przeciez jest to juz modul skonfigurowany wczesniej przez inny sterownik. W takim wypadku biezqcy modul sterujqcy przyporzqdkowuje wyl<tcznie tenze modul wykonawczy do odpowiedniej grupy w ramach interfejsu uzytkownika (do wybranego pokoju) i wysyla do innych modut6w sterujqcych rozkaz, kt6ry

nakazuje im usunqc wspomniany modu.1 wykonawczy z listy nowych modul6w wykonawczych, gdyz wlasnie zostal on skonfigurowany. W ramach tej czynnosci wysylany jest naslQpujqcy pakiet danych: Adres SA Typ adresu LA SA Wartosc Master adresu SA LA

W sys temie iControl skorzystalismy wyl<icznie z jednego, predefin iowanego przez slos komunikacyjny rozkazu sleruj4cego, przy pomocy kt6rego mozemy zdalnie nadat adres logiczny konfigurowanemu modulowi wykonawczemu (rozkaz SET_WGICAL_ADDRESS, Ox04). Wszystkie, in ne rozkazy steruj4ce nalezq do grupy rozkaz6w definiowanych dowolnie przez uzytkownika i zostaty zaimplementowane w celu zapewnienia logicznej konstrukcji calego systemu. Co oczywiste, kazdy modul podl4czony do tak skonstruowanej sieci, przed wyslaniem pakietu danych, sprawdza kazdorazowo zajQtosc magistrali danych PLC (wykorzystujqc wbudowany detektor BIU), przez co wyslanie takiego pakielu danych maze zaj4c dluzsz4 chwil'l. Aby wyeliminowac polencjalne zjawisko zatrzymywania aplikacji modu.lu sterujqcego (w przypadku oczekiwania na rezultal lransmisji) zwlaszci.a, ze korzysla on z graficznego interfejsu u:i:ytkownika, zaslosowano odpowiednie mechanizmy wysylania, synchronizacji i kontroli transmisji pakiel6w danych, o czym p6Zniej.

Budowa urzctdzenia Modul wykonawczy (wylitcznik) W tym miejscu zakoncz~ opis cz~sci poswi~conej logicznej konslrukcji systemu iControl przechodzqc w kof1cu do realizacji praktycznej. Zaczniemy od sterownika prostszego, kt6rym jest modut wykonawczy typu wytqcznik 1-/2-biegunowy (uklad realizuje obie funkcjonalnosci) pokazany na rysunku 5. To system mikroprocesorowy, kt6rego ,,sercem" jest mikrokontroler ATmega8 odpowiedzia.lny za realizacjQ calej, zaloronej fu.nkcjonalnosci. Mikrokontroler ten, przy pomocy wbudowanego, sprz~towego inlerfejsu TWI (odpowiednik l'C) steruje pracq modemu CY8CPLC10 a dzi~ki wykorzyslaniu przerwania zewn~trznego INTl, kt6re lo wyzwa.lane jest przez modem (jego wyprowadzenie HOST_INT), umozliwia odbi6r i odpowiedniq analizQ wysylanych pakiel6w danych. ATmegaB odpowiedzialna jest r6wniez za obslug~ Jokalnego inlerfejsu wejsciowego (zaciski SW1, SW2 i COM) lo znaczy, obslug~ dolqczonego do modulu wykonawczego, typowego wylqcznika 1- tub 2-biegunowego. jest to niezbQdne, gdy:l modut wykonawczy zaprojektowano w taki spos6b, aby opr6cz slerowania zdalnego i.a pomoc.1 magistrali PLC i modulu sterujqcego, zapewnic mozliwosc sterowania Jokalnego zwyktym wylitcznikiem nasciennym. Aby zrea.liwwac t~ funkcjonalnosc zaprzQgni~to do pracywbudowany w mikrokontroler TimerO, kt6rego przerwanie od przepelnienia, gcnerowane co 32 ms, sprawdza czy nie zmienilo siQ polozenie lokal nego wylqcznika i w wypadku detekcji takiej z1niany inicjuje przeslanie odpowiednfogo rozkazu sterujqcego (SEND_NODE_STA7VS) do modulu sterujqcego, by bie:lqcy stan pracy pokazany przy udziale jego inlerfejsu u:lytkownika tegoz modu.lu zgadzal siQ ze stanem faktycznym. Opr6cz lego, mikrokontroler steruje pracq diody LED oznaczonej STATUS, kt6ra lo sygnalizuje biezqcy slan pracy modulu wykonawczego, pracq dw6ch stopni tranzystorowych sterujqcych wyjsciowymi przekafoikami duzej mocy b~dqcymi wyjsciowym interfejsem wylqcznika 1-/2-biegunowego oraz obsluguje dwie zworki oznaczone TYPE i UNBIND. Pierwsza z nich (TYPE) decyduje o typie modutu wykonawczego, co determinuje spos6b jego sterowania przez modul steruj<tCY oraz spos6b prezenlacji w rarnach graficznego interfejsu uzytko,mlika. Pozoslawienie lej zworki rozwarlej powoduje wyb6r trybu pracy w roli wylqcznika 2-biegunowego, a wtedy kazdy z przekaznik6w wyj5ciowych jest slerowany niezaleznie. Zwa rcie zworki powoduje usta-.vienie trybu wylqcznik 1-biegunowego i jednoczesne sterowanie przekaznikanli mocy.

e' 'fy'dt011 ie d Ia: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

Adres DA Rozkaz Dane Typ adresu GA Rozkaz REMOVE_SHARED_NODE Dlugosc 1 DA Wartosc Ox01 Wartosc Ox3A WartoSC Slave adresu DA LA

uzftku Vilt asn ego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


System automatyki domowej Co oczywiste, raz skonfigurowany i zalogowany do sieci modul wykonawczy nie powinien bye rekonfigurowany w ramach tego ustawienia fil'i: spowoduje to ·~o bl~dne dzialanie oraz nieodpowiedni<t reprezenlacj~ w ramach graficznego inlerfejsu uzytkow· ltika. Ustawienie to moze bye zmienione dopiero po wylogowaniu modulu z sieci a nast~pnie wyl<tczeniu i ponown:rm jego wl<tczeniu Dmga ze zworek, oznaczona jako UNBIND sluzy do ,,awaryjnego", lokalnego zresetowania slan u modulu wykonawczego do stanu wyj· sciowego (modul nieskonfigurowany). przy czym jej slan jest sprawdzany wyl<\CZUie podczas W)<\CZania UIZqdzenia, zas potwierdzeniem zadzialania lego mechan izmu jest zaswiecenie si'l diody STATUS na czas 0,5 sekundy. Funkcji tej mozna uzyt na przyklad w przypadku, gdybysmy odl<1czyli zalogowany wcze5niej i skonfigurowany modul wykonawczy od sieci (z nadanym adresem LA) i chcieli go uzyc w innej sieci. Wtedy, poniewaz ten modul mialby juz nadany adres LA, nie zglosilby si'l automatycznie w nowej sieci i jedynym sposobem ,,zmuszenia" go do tej czynnosci byloby sprz'ltowe, lokalne zreselowanie jego slanu. Niemniej jednak, nie polecam tego scenariusza posl~powa­ nia, gdyz konfiguracja czy rekonfiguracja sieci powinna bye procesem przemyslanym i wykonywanym z poziomu modul6w sleruj(lcych. Dia porz<1dku, nalezy dodac, i:i: modut wykonawczy obsluguje nast~pujqce rozkazy sleruj<1ce: SELECT_NODE, UNSELECT_NODE, SET_LOGICAL_ ADDR, UNBIND_NODE, GET_NODE_STATUS i SET_NODE_STATUS. Przejdzmy, zatem do czi:sci analogowej naszego modulu wykonawczego, w konstrukcji kl6rej poslufono si'l schematem aplikacyjnym firmy Cypress (nota CY3274), dzi~ki czemu cale urz<1dzenie spelnia wymagania norm CENELEC EN50065·1:2001 i FCC part 15. jak widac, zmodulowany sygnal wyjsciowy ukladu CY8CPLC10 dost'lpny na wyprowadzeniu FSK_OUT wchodzi na aktywny filtr pasmowo-przepu· stowy 4-rz~du typu Czebyszewa, zbudowany przy uzyciu wysokiej k.lasy, szerokopasmowych wzmacniaczy operacyjnych U3 i U4 typu LMH6639MF, by nast'lpnie trafic na wejscie wzmacniacza mocy zbudowanego przy uzyciu wzmacniacza operacyjnego U5 i pa ry komplementarnych tranzystor6w mocy T2(r3. Charakterystyk'l przenoszenia filtra wyjsciowego pokazano na rysunku 6. Wspomniany wcze5niej wzmacniacz mocy zapewnia dodatkowe \•vz1nocnienie sygnalu \<\ryjSciowego na pozimnie 12 dB i, co wai:ne,

1H Rysune k 5. Schemat ideowy modulu wykonawczego system u iCont rol t ypu wyl<1cznik 1-/2-biegu nowy

jest zdolny do wysterowania obciqzenia o niskiej impedancji, jakie lo stanowi siec zasilajqca. Wyjscie ze wzmacniacza mocy, poprzez kondensator C23, separujijcy sktadm¥ij stalij, wchodzi na transformator separuj<1cy wysokiej czQstotliwosci TRl by nast'lpnie trafic do sieci zasilajqcej. Dodalkowo, w budowie obwodu wyjsciowego wykorzysta· no mozliwosc dezaktywacji konc6wki mocy (w momencie, gdy uklad CY8CPLC10 nie transmituje danych), a wszystko dzi'lki wykorzysta· niu wyprowadzenia T X_DISABLE modemu. Funkcja ta ma dwojakie znaczenie: po pierwsze zmniejsza pob6r mocy przez modem ze zr6dta zasilania, gdy modem nie transmituje zadnych danych, a pod drugie, powoduje, ii. uklad wyjsciowy (w czasie, gdy jest nieaktywny) przechodzi w stan wysokiej impedancji nie wprowadzajqc tym samym dodatkowego tlum.ienia do uzytecznego sygnalu wejsciowego (nie obCi(!Za sygnalu wejsciowego). Warto w tym miejscu podkresli6, iz jesli nasz projekl nie musi spelniac wymagafl wspomn ianych wyfoj norm, cal<1 wyjsciow<1 cz'lsc analogow<1 mozna zwyczajnie pominqc. Jesli zas chodzi o uklad wejsciowy, kt6rego zadaniem jest kondycjonowanie wejsciowego sygnalu sieciowego, mamy do czynienia ze znacznie prostszij aplikacjq. Wejsciowy sygnal sieciowy, przez ten sam trans· formator separujqcy TR1 wprowadzany jest, pop rzez rezystor R22 zapewniajqcy odpowiedniq impedancj~ wejsciowq, na filtr separujqcy cz'lstotliwosci niepoz<1dane (np. czQstotliwosci AM) zbudowany z kondensalora C24, cewki Ll i rezyslora R22, aby nast(lpnie lrafic na Uumik amplitudy w postaci diody Schottky 02 (BAT54S). Dalej, za pomocij rezystor6w R23 i R24, sygnat jest polaryzowany polowij napi(lcia zasilajqcego (+5 V) by trafic na wejscie sygnalu FSK mod em u CY8CPLC10 oznaczone jako FSK_IN. Charakterystyk'l przenoszenia wspomnianego fiJtra wejsciowego pokazano na rysunku 7.

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

21 bez prawa do rozpowszechniania.


PROJEKTY ~

-2

/

-4

-6

. s

or

=

f"'

,.,-

/

v

"' "'

/

-12 -14

""'- "'-.

/

-8

~ - 10

...

"'-.

/

~

_,,.-

./

--.......... "'

-16

~

, . . ____ ----. ~

-18 ·20

SOk

60 k

70 k

80k

90k

100k

200 k

Frequency (lfz}

300 k

400 k

soo k

600 k

Rysu nek 6. Charakterystyka przenoszenia fi ltra wyjsciowego sygnalu FSK ukladu CY8CPLC10 20

(\

10 -0

.

!...

i ii.

f

/

-10 -20

/

-30 -40

__....-

v--

_,,.

I

\ \_ ~

,,,,.. / /

__

---~ ~

r--...

-SO

so k

60k

70 k

80k

90 k

100 k

300 k

Frequency f,./z}

- r---_ 400 k

,_

500 k

600 k

Rysunek 7. Charakterystyka przenoszenia fi ltra wejsciow ego sygnalu FSK u kladu CY8CPLC1 O

Dodatkowo, urz<1dzeniu wykorzystano wyprowadzenie ukladu CY8CPLC10 oznaczone BIU_LED, do kt6rego dol<1czono czerwom1 diod<i LED. jej zadaniem jest sygnalizowanie zajlllosci medjum transmisyjnego, czyli faktu zaj<icia sieci zasilaj<1cej przez transmisj'l danych dokonywan'I przez inny modem PLC. Kilka slow uwagi nalezy sill r6wniez aplikacji zapewniaj<1cej zasilanie modulu wykonawczego. Podstawowym W)~naganiem odnosnie do zasilacza modulu wykonawczego byla koniecznosc zaprojektowania najprostszego, niezawodnego i charakteryzuj'\cego si<i najmn iejszymi wymiarami z.ewn<ilrznymi zr6dla napi'lcia zasilania, poniewaz modul wykonawczy jest przeznaczony do zamontowania w typowej puszce podtynkowej o srednicy 60 llllll (najlepiej o zwi<ikszonej gl(lbokosci). Muszt: przyznac, iz nie bylo lo 7..adanie la twe, gdyz zastosowanie standardowego transformatora SMD, nawe t ntlniahuowego, po\.vodowaio zwiE(kszenie wymiar6w obwodu clrukowa-

nego, co praktycznie uniemozliwialo zamontowanie plylki w puszcze. Szybko okazalo s ill, iz jedynym sensownym rozwi'\zaniem jest zastosowanie specjalizowanej przetwornicy napi'lcia. Ostatecznie zastosowalem specjalizowany uklad scalony nieizolowanej (bezlra ns formatorowej) przetwornicy i.mpulsowej typu LNK305 z rodziny LinkSwitch-TN finny Power Integrations. w jego typowej aplikacji dostarczaj<1cej napi'lcia zasilan ia 12V przy maksymalnym pr<1d zie obci<1zenia 225 mA, co wpewnialo spory zapas mocy. Niestely, szybko okazalo si<i, ze rozwi~anie lakie przysparza wielu klopol6w. Po pierwsze, CZ'lstotliwosc pracy tej przetwornicy r6wna podw6jnej wa.rtosci cz<istolliwosci rezonatora kwarcowego modemu PLC (32768 Hz) wplywala na slabilnosc pracy oscylalora PLL zintegrowanego w ukladzie CY8CPLC10 powoduj<1c problemy z jego uruchomien iem i pra~ interfejsu PC. Po drugie, fakt braku izolacji galwanicznej wymuszal stosowanie zewn'llrznego zr6dla zasilania podczas programowania mikrokontrolera w trakcie urucha.miania i testowania

modulu. Niestety, mimo wielu za.let ta.kiego rozwi<1zania zmuszony bylem porzucic pierwolne rozwiqzanie i poszuhlwac alternatywy. W tym czasie nalkn'\lem siq na golowe rozwiqzan.ie firmy Myrra pod postaciq izolowanej, kompletnej p rzetwornicy napi<icia zabudowanej w typowej, niewielkiej obudowie chara.kterystycznej dla malych transformatork6w prz.eznaczonych do montazu na plylkach drukowanych. Mowa o prze· twornicy M47114 z szerokfoj palely produkt6w tej finny (serii M47000), kt6ra ma nasl'lPlli'lce parametry: • Napi<icie wejsciowe 85 ... 265 VAC. • Cz'lstotliwosc napi'lcia wejsciowego 47.. .440 Hz. • Napiflcie wyjsciowe 12 V DC. • Maksymalny pr'\d wyjsciowy 200 mA. Moc 2,4 W. • Sprawnosc 74%,. • Wymiary zewnfltrzne takie, jakie ma najmniejszy transformator do druku - 31 mm 7 mm x 26,7 mm. Rozwiqzanie to, mi.mo ze drozsze, idealnie nadaje si'l do wyko· rzystania w tej aplikacji i dlatego zostalo wybra ne jako alte rnalywa dla pierwszej koncepcji. jako e leme n t zapewniaj'\CY zasilanie ukladu CY8CPLC10 (+5 V) zas losowano zwykly s tabilizator liniowy 78M05, gdyz pob6r mocy przez mode m PLC jest niewielk i i slraty mocy na stabilizalorze liniowym Sq akceptowalne i nie powodujq dodalkowego nagrzewania si'l element6w. Tak oto powstal niewielki zasilacz, k t6 ry z powodzeniem moze bye wyko rzystywa ny w tego rodzaju aplikacjach.

Modul sterujilCY Schemal idcowy modulu sterujqcego pokazano na rysunku 8. )ego sercem jest zaawansowany mikrokontroler ATmega644A

e' Vy·c~2n i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

uzftku Vilt asn ego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


System automatyki domowej

~i

o! .~ v~

g .~

Rysunek 8. Schemat ideowy modulu steruj<1cego systemu iControl

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

23 bez prawa do rozpowszechniania.


PROJEKTY Listing 10. Konstrukcje struktur danych

przechowu j ~cych

parametry modul6w wykonawczych i

ich grup

// De kla r acja t ypu prz echowujqce90 i nfo rmacje o modul e wykonawczym t ypede f struct {

vol atil e uintB t LA;

//NODE EMPTY : OxFF

vol ati le u i nt8- t Typ e ; volat i l e u int8- t Sta tus ;

vol ati le uint 8-t Owner; c har Name(B ] ;

-

//NODE_OWN : OxFF, NODE_SHARED_TO

OxOl , NODE_S HARED_fROM

Ox0 2

-

ui nt 8 t Room; n o d eTyp e ;

I / De klaracj a t ypu p rzechowu j acego i n formac j e o g rupi e modul6w wykonawczych typede f s truct {

u in t8 t S t atus ;

//ROOM_ACTIVE • OxSO , ROOM_INACTIVE • OxFF

char Name(B J ; roomT yp e ; ~u···~···••M ''

• ••• •••••• ••••• •••••• '' •••

'· ~ ·'' ~ ·· ••M • •••••••M••··················••u•••u••••u••················••u•••u••••U•HUOOOOUO••u••••u•••u••••u••••M

taktowany zewn<:trznym rezonatorem kwarcowym o cz<:slotliwo5ci 11,0592 MHz. Mikrokontroler za pomocq wbudowanego, sprzfllowego interfejsu TWI (odpowiednik I'C) steruje pracq modemu CY8CPLC10, a dziflki wykorzystaniu przerwania zewnfllrznego INTO, kt6re jes t wyzwalane przez modem PLC (wyprowadzenie I-IOST_INT], umozliwia odbi6r i odpowiedniq analiz<i wysylanych pakiet6w danych. ATmega644A jest r6wniez odpowiedzialna za obslugfl graficznego inlerfejsu uzytkownika GUI z wyswiellaczem TFT firmy Winslar typu \>\IF35QTIBCDBCO# (sterowanego za pomocq 16-bitowej magistrali danych) ze zintegrowanym kontrole rem pojemnosciowego panelu dotykowego CTP. Dodatkowo, za pomocq przerwania zewnfllrznego INT1 i interfejsu TWI mikrokontroler komunikuje sifl z wbudowanym w wy§wietlacz TFT kontrolerem panelu dotykowego. Dzi<:ki duzej czqslolliwosci laktowania mikrokonlrolera oraz 16-bitowej magistrali danych wyswietlacza TFT, szybkosc wczytywania z pamiflci Flash mikrokontrolera obrazk6w stanowiqcych elemenly graficznego inlerfejsu uzytkownika (zajmujq one wi'lkszq cz'lsc pami<:ci programu aplikacji] jest na tyle duza, iz zapewnia ptynne i zgodne z zalozeniami dzialania wspomnianej platformy wsp6lpracy mzqdzenia z uzylkownikiem. jakby Lego bylo mato, i co pewnie zaskoczy wielu Czytelnik6w, mimo niewielkiej, zdawaloby sifl, mocy obliczeniowej mikrokontroler6w AVR, w implementacji interfejsu uzytkownika udaio si<i nawel zaimplementowac mechanizmy zapewniajqce uzyskanie przefroczystosci obiekt6w (dokladnie okna opcji modutu wykonawczego), co czyni sam interfejs jeszcze bardziej atrakcyjnym i nowoczesnym. Mikrokontroler jest zasilany napiflciem +3,3 V (z uwagi na napiqcie zasilania panelu TFT), zas uklad CY8CPLC10, napi<iciem +5 V, niezbfldnym stai sifl odpowiedni, dwukierunkowy translator pozio· mu napiQcia zbudowany przy uzyciu lra nzystor6w Tt i TZ. Ponadto, mikrokonlroler steruje praq buzzera piezoelektrycznego, kt6ry syg· nalizuje fakt naci5ni~cia panelu dotykowego. Jako opcj~ alternatywnq, moi.na zaslosowac sil niczek elektryczny o specjalnej konst.rukcji (tzw. vibro znana z telefon6w kom6rkowych) i dol11czyc go do zh1cza VIBRA, dajqcy wrazenie wciskania rzeczywistego przycisku mecha· nicznego dz i<:ki gene rowaniu wibracji. Tor analogowej transmisji FSK nie r6zni siq on od tego, kt6ry zastosowano w module wykonawczym i dlatego nie b<id'l powtarzal przytoczonych wcze§niej zalozen dotycz<)cych jego budowy. Zupelnie lnaczej majq siQ sprawy, jesli chodzi o aplikacjQ zasilacza modulu sterujqcego, poniewaz ten modul wymaga k.ilku napi~c zasilajqcych: • +3,3 V do zasilania mikrokonlrolera i panelu TFT. + 5 V do zasilania modemu CYBCPLClD. + 12 V do zasilania aplikacji kondycjonujqcej sygnal wejsciowy/ wyjsciowy modemu PLC. Poniewaz moje doswiadczenie w zakresie projektowania zaawansowanych, impulsowych przetwornic w ukladach zasilania jest - m6wiqc ogl~d nie - niewystarczajqce, zdalem si~ na apl ikacj<: firmy Feryster (w zakresie napi~c 5 i 12 V). kt6ra udostqpnia projekty skomplikowanych uklad6w zasilania o dowolnej konfiguracji. W ten spos6b powslal projekt zasilacza pokazany na rysunku 8. Zasilacz ten wyko· rzystujc specjalizowany uktad scalony przeznaczony do budowy wysokosprawnych przetwornic impulsowych typu TNY274PN z rodziny

e' Vy·c~~1 i e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI

•••••. ••••••••••• ' ··- ' ••• ''' - ·'' ..... ..... ...4

• • • • • • • • • 4 44 • <444 . . 0044 . . .4 4 . .

TinySw itch-lll firmy Power Integrations. Tym razem do czynienia mamy ze znacznie bardziej skomplikowanq aplikacjq, tak naprawdfl wygenerowanq przy udziale doskonaiego narz<idzia PI Expert Design Software. Zastosowano rozwiqzanie z separacjq galwanicznq przy udziale specjalnej konstrukcji transforma tora impulsowego wysokiej cz<istolliwosci TRl (fumy Feryster) i transoptora OKl. Wspomniany zasilacz dostarcza napi~c +12 Vi + 7 V. Napiflcie +5V uzyskujemy poprzez zaslosowanie typowej aplikacji, liniowego stabilizatora 78M05, zas napi<icie + 3,3 V uzyskujemy z + 12 V przy uzyciu przetwornicy impulsowej zbudowanej na podslawie standardowej a pl ikacji ukladu APE1723Y5-HF-3TR finny Advanced Power Electronics Corp. DziQki temu uzyskano wysok<1 sprawnosc ukladu i male straty mocy przy za· chowaniu wymagan dolyczqcych prqdu obci<1zenia. DziQki takiej konslrukcji bloku zasilania, zasilacz zajql niewielkq czqsc obwodu drukowanego modulu sterujqcego, mieszczqc si~ cz~sciowo pod modulem wyswiellacza TFT. Ma przy tym bardzo wysokq sprawno§c (ele menty nie wydzielajlj w og6le niekorzystnego ciepla) i niski koszt budowy.

Oprogramowanie rnodulu steruj'lcego Modul s terujqcy mo:ie obslugiwac do 64 modu l6w wykonawczych nadajqc in1 unikalne adresy logiczne w procesie konfiguracji sieci. Moduiy le, mogq z kolei zostac podzielone na maksymalnie 8 grup reprezentujqcych pomieszczenia, w jakich zostaly one zamontowane. Wszystkie informacje dotyczqce zar6wno samych modul6w wykonawczych jak i ulworzonych grup przechowywane Sq w nieulotnej pamiQci mikrokontrolera lypu EEPROM w postaci slruktur danych, kt6re pokazano na listingu 10. Informacje le wczytywane Sq do pamiQci RAM przez program obslugi aplikacji na samym poczqtku programu obslugi (i wedlug potrzeby aktualizowane p6Z1liej) i wykorzystywane nast<ipnie przez funkcje za· pewniajqce obslug~ graficznego interfejsu uzylkownika GUI. Ponadto, przewidziano dodatkowqslruktur<l danych (listing 11), kt6rej zada niem jest przechowywanie parametr6w nowych, jeszcze nieskonfigurowanych modul6w wykonawczycb, kt6re zglosily fa.kt podlqczenia do sieci poprzez cykliczne rozglaszan ie swojego ad resu PA. Zarejes trowanie przynajmniej jednego, nowego i jeszcze nieskonfigmowanego modulu wykonawczego powoduje pojawienie si~ na ekranie graficznego interfejsu uzylkownika ikonki ~ i daje moz· liwosc jego p6Z1liejszej konfiguracji tj. nadania mu unikalnej nazwy i przyporzqdkowania do jednej z utworzonych wczesniej grup modul6w (pokoj6w]. Co wazne, program obslugi aplikacji na samym poczqlku sprawdza slan konfiguracji grup modul6w wykonawczych i w przypadku, gdy nie zostala jeszcze zdefiniowana fadna grupa (nie uczyniono jej aktywn<i i nie nada no nazwy] nie pozwala na przej· §cie do ekranu gl6wnego aplikacji. Aby przyblizyc nieco ide~ fnnkcjonowania graficznego interfejsu uzytkownika systemu iControl nie spos6b nie opisac kluczowych element6w i ekran6w tego interfejsu. Na rysunku 9 przedslawiono przykladowy ekran gl6wny systemu iControl z wys wietlonymi wszyslkimi elementami sterujqcymi. Zaprojektowano estelyczny, przejrzysty, graficzny interfejs u:i:yl· kownika, kt6ry na ekranie gl6wnym pokazuje wszystkie, przyporzqdkowane do danej (wyswietlanej) grupy moduly wykonawcze (z ich rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do uZ.ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


System automatyki domowej

Rysunek 9. Przykladowy ekran g16wny systemu iControl

Rysunek 10. Ekran konfiguracji modulu steruj<1cego systemu iControl

nazwami wlasnymi), nazw'l grupy (w prawym, dolnym rogu ekranu), liczb'l zdefiniowanych grup i znacznik polo:i:enia aktualnie wyswietlanej grupy (w lewym , dolnym rogu ekranu). Dwie ikonki J..;l i (w prawym, g6rnym rogu ekranu) dajq dostf!p do konfiguracji nowego modulu wykonawczego, jesli taki modul zglosil si'l w sieci i konfiguracji modulu slerujqcego w zakres ie defin icji grup (ich aklywacji!dez· aktywacji, nadania nazw) oraz adresu logicznego w sieci (z zakresu OxFO... OxFF). lkona O (w lewym, g6rnym rogu ekranu), kl6ra pojawia si<: w wypadku wyst@ien ia bl<:d6w lransmisji daje dos l<:P do konsoli blfld6w syslemu iConlrol. Co oczywiste, graficzna reprezentacja kazdego z modul6w wykonawczych, jak i mo:i:liwosci w zakresie jego slerowania, zale:i:<t od typu modulu ;vykonawczego (w tej chwili aplikacja umozliwia obslugfl 3 typ6w modul6w wykonawczych: wyl<jcznik 1- i 2-biegunowy oraz sensor temperatury). Dia przykladu,: dla modulu wykonawczego typu wylqcznik 1·/2-biegunowy, kazde nacisni<icie elemenlu symbolizujq· cego wyl<1cznik (jeden lub dwa, niezalezne wyl<jczniki w zaleznosci od typu modulu) powoduje stosown<i zmianti na ekranie modulu sterujqcego jak i zmian'l stanu pracy tegoz modulu wykonawczego, zas dla modulu wykonawczego typu sensor temperatury nie powoduje ±adnej akcji ani po stronie modulu steruj&cego, ani tez po stronie modulu wykonawczego (gdyz modul ten cyklicznie i samodzielnie wysyla biei&cy pomiar temperatury do modulu steruj<1cego). Naci§ni'lcie pola opcji na wybranym module wykonawczym (symbol ,,krzy:i:yka" w prawym, g6rnym rogu pola modulu wykonawczego) powoduje wyswietlenie p61prze:lroczys tego okna opcji i oczekiwanie na ruch po stronie u:i:ytkownika. Dost'lpne Sq nast'lPUi<1ce opcje: !m!ll umo:i:liwiajqca wsp61dzielenie modulu wykonawczego z innym modulem steruj<1cym (jeS!i tylko modul ten jest ,,dzie· ckiem" bie:i:&cego modulu sterujqcego). • iilll!m umoi:liwiaj<1ca us un i<:cie modu lu wykonawczego z listy tych:i:e modul6w dla bie:Z<jcego modulu steruj<1cego (i wylogowanie z sieci, jesli biezqcy modul sterujqcy jest ,,rodzicem" usuwanego modu·l u wykonawczego). tillmmJ powodujqca powr6t do ekranu gl6wnego zamykajqc lis lQ opcji (taka sama akcja zostanie podj'lta przez modul sterujqcy, gdy

a

Rysunek 12. Wygl<1d okna edycyjnego pozwalaj<1cego na dodanie nowego modulu wykonawczego

wybierzemy jakikolwiek inny obszar ekranu poza obszarem wyswietlonej listy opcji). Dodatkowo, w wypadku, gdy modul wykonawczy nie wykonal przeslanego rozkazu (gdyz zos tal usuniQly z sieci bez wylogowania lub tez na skutek nieudanej transmisji PLC), aplikacja interfejsu uzytkownika zasygnalizuje ten fak l poprzez zmian<: barw modulu wykonawczego, co pokazano dla modulu o nazwie ,,Lamp" na przykladowym rysunku. Przejdzmy, zatem do ekranu konfiguracji modulu steruj<1cego, kt6ry pokazano na rysunku 10. Umozliwia on umozliwia aktywacj~/dezaklywacj~ kazdej z grup modul6w wykonawczych, edycj~ nazwy tychze grup (poprzez wybranie pola nazwy edytowanej grupy i pod wa runkiem, ii: grupa ta jes t aktywna - wybrano wczefo iej odpowiedni checkbox) oraz umozliwia wyb6r adresu logicznego naszego modulu steruj<1cego. Adres logiczny kazdego z modul6w steruj<icych musi bye unikalny w ramach jednej i tej samej sieci (z przedzialu OxFO... OxFF). Co wazne, dezaktywacja grupy mozliwa jest wylqcznie wtedy, gdy do grupy tej nie przyporzqdkowano jeszcze i:adnego modulu wykonawczego. Nie jest tak:i:e mozliwa dezaktywacja grupy, do kt6rej nie przyporzqdkowano zadnego modulu wykonawczego, ale grupa ta jest jedynq aktywn<1 grup<1 w rarnach modulu steruj<1cego. Pole oznaczone ,;vibra" sluzy do wl<1czenia/wylqczenia opcji obslugi silniczka wibracyjnego symulujqcego efekt naciskania rzeczywistego przycisku. Zaznaczenie tego pola powoduje w rzeczywistosci wydluzenie czasu wysterowania buzzera/silniczka zapewniajqc odpowiednie wrazenia dotykowe. Na koniec opisu Lego elementu GUI warto podkreSlic, ze wyb6r edycji nazwy grupy modnl6w wykonawczych powoduje wyswietlenie okna przeznaczonego do edycji nazw w systemie iControl (okno to wyswiellane jest za kazdym razem w przypadku wyboru edycji jakiejkolwiek nazwy), kt6rego wygl<1d pokazano na rysunku 11. To okno jest zbli:Zone wyglqdem do rozwiqzan znanych chocby z interfejs6w stosowanych w telefonach kom6rkowych. Jak latwo siQ domyslic, klawisze numeryczne slu:Z<j do zmiany wartosci edytowanego znaku nazwy (kazdy, w ramach listy znak6w zdefiniowanej dla niego), zas klawisze oznaczone ..<" i .. >"sluz4 do zmiany pozycji edylowanego znaku nazwy. Klawisz ,,OK" zamyka okno edyq1ne i zatwierdza wprowadzone dane. Pole oznaczone symbolem .,krzy:Zyka" (w prawym, g6rnym rogu okna edycyjnego) sluiy do zamkni4'1cia okna edycyjnego i porzucenia zmia n.

Rysunek 13. Wygl<td okna decyzyjnego (lub informacyjnego) systemu iControl

eWy·d a ei~Tll.~t'lo<ai~ia·rMmri§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

Rysunek 11. Wygl<1d okna przeznaczonego do edycji nazw w systemie iControl

Rysunek 14. Wygl<1d konsoli blt:d6w systemu iControl z przykladow<1 list<\ b1Qd6w

25 bez prawa do rozpowszechniania.


PROJEKTY Przejdzmy, zatem do okna edycyjnego pozwalajqcego na dodanie nowego modutu wykonawczego, kt6re jest wywotywane poprzez nacisni~cie ikonki ~ z poziomu ekran u gl6wnego systemu iControl, jednak lylko wtedy, gdy system zarejestrowal dolqczenie nowego modulu. \>Vyglqd wspomnianego okna pokazano na rysunku 12. Klawisze Wykaz element6w Modul wykonawczy wyl<1cznika 1-/2-biegunowego Rezystory: (SMD OSOS) R1:20k0 R2, R3 : 4,7 kn R4 : 2,1 knt1% RS .. .R7, R16, Rl 7, Rl 9, R20: 10 k!l RS: 7, 5 k0/1% R9: 36, S 0/1% R10, R13: 37,4 k!l/1% Rl 1: 3,S3 k0/1% R12: 41,2 0/1% R14, R27, R2S: 1 k!l/1% R15: 4,990/1% R1S: 4,02 kfl/1% R21: 22,1 D/1% R22 : 2 kD/1 % R23, R24: 20 k!l R2S, R26: 2.2 kO Kondensatory: (SMD OSOS) Cl , C2, CS, C9, Cl 7 . ..C20, C27: 100 nF (X7R) C3, C4: 22 pF C6, Cl 0, C25: 10 nF (X7R) C7' Cl 1, Cl 2, C23: 1 µ F (X7R) CS, C13 .Cl 6: 1000 pF/1 % (NPO) C21: 10 µF (SMD 1206, X7R) C24: 1,5 nF (X7R) C26: 150 nF/300 V (polipropylenowy X 1, raster 15 mm) C2S: 22 µF/1 0 V (tantal., SMD ,.Pi') P61przewodni ki: Ul : ATmegaS (TOFP32) U2: CYSCPLC10 (SSOP2S) U3 .. . U5: LMH6639M F (SOT23-6) U6 7SM05 (DPAK) Tl, T4, TS: BCS17 (SOT23-BEC) T2: FCX591 A (SOTS9-BCE) T3: FCX491A (SOTS9-BCE) D1: SMAJ 12CA (D0-214AC) D2: BATS4S(SOT23) D3. D4: 1N414S (MINIMELF) STATUS: zielona d ioda LED SM D OS05 BIU: czerwona dioda LED SMD OS05 lnne: TRl : t ransformator sepa rujqcy SMD Murata 7S250MC L1 · dtawik SMD 1 mH (Ll Sl 2) PWRl : przetwornica do druku Myrra M47114 0 1: rezonator kwarcowy, zegarkowy 3276S Hz V1 : warystor V2 50LA4P PKl, PK2 : przekainik Relpol RM40-3021 -S5-101 2

en,

Modul steruj<1cy Rezystory: (SMD OSOS) Rl: 22 kn R2 .. .R6: 4,7 kn R7: 2, 1 kfl/1% RS ...R10, Rl 2, R13, R22, R23: 10 k!l R11:22,10/1% R14: 7,5 k!l/1% R15: 36,5 D/1% R16, R19: 37,4 k!l/1% Rl 7: 3,S3 kflJ1% RlS: 41,2 D/1% R20, R36, R3S: 1 kn R21: 4,99 0/1% R24: 4,02 k!l/1% R2S, R37: 2 kntl % R26, R27: 20 k!l R28: 8,2 0/1 W (rezystor bezpiecznikowy) R29: 9,4 MO (0, 25 W, raster 5 mm)

e' \i<y·c~6n i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI

oznaczone ,.<" i ,.> "sluz'I do zmiany numeru grupy, do jakiej przyporzqdkowujemy nowy modut wykonawczy (typ tego modulu pokazany jest na .,belce" informacyjnej okna), przy czy:m dost~pna lista grup zalezy od konfiguracji przeprowadzonej w ramach okna konfiguracyjnego systemu iControl (pokazywane sq wylqcznie numery aktywnych R30: 130 0 (SMD 1206) R3 1: 11 00(SMD 1206) R32: 1 kn (SMD 1206) R33: 100 kn R34: S,2 k!l R3S: 2.4 k!l Kondensatory: (SMD OSOS) Cl , C2, C6, C7: 22 pF C3..CS, CS, C10, Cl 8, C21 ..C23, C39, C40, C4 3: 100 nF (X7R) C9, C16, C17, C19, C20: 1000 pF/1% (NPO) Cl 1, Cl 3, C28: 10 nF (X7R) Cl 2, Cl 4, Cl 5, C25, C26: 1 µ F (X7R) C24: 10 µF (X7R, SMD 1206) C27 1,5 nF (X7R) C29: 150 nF/300 V (polipropylenowy Xl . raster 15 mm) C30: 1 µF/400 V (elektrolit .. 8/3,S m m) C31. 2,2 µ F/400 V (elektrolit., 8/3,5 mm) C32, C42: 100 nF (SMD 1206, X7R) C3: 2.2 nF/250 V (polipropylenowy Xl, rast er 7,5 mm) C34: S2 pF COG (SMD 1206, X7R) C3S: 100 pF COG (SMD 1206, X7R) C36, C38: 100 µF/16 V (etektro lit .. 5/2 mm) C37: 220 µF/16 V (elektrolit .. 8/3,S mm) C41. 220 µF/ 10 V (elektrolit ., S/ 2 mm) P61przewodniki: U l : APE l 723YS-HF-3TR (SOT23-S) U2: TNY274PN (DIP08) U3: ATmega644A (TOFP44) U4: CYSCPLCl 0 (SSOP2S) US .. .U7: LMH6639MF (SOT23-6) US: 7SMOS (DPAK) Tl, T2: BSSl 38 (SOT23) T3: FCX491A (SOT89-BCE) T4: FCX59 1A (SOT89-BCE) TS: BCSl 7 (SOT23-BEC) T6: BCS07 (SOT23-BEC) Dl ... D4: 1N4007/400 V (D041) DS: BZW06-1 S4 (D01 S) D6: SUF4007 (MELF) D7: SUF4003 (MELF) DS: SUF4001 (MELF) D9: ZSMD-11 V (MINIM ELF) Dl O: SS14 (SMA) Dll : BAT54 S(SOT23) D12: SMAJl 2CA (D0-214AC) OKl : PCS l 7 (DIL04) lnne: TFT: wyswietlacz TFT W instar WF3SOTIBCDBCO# ze zintegrowanym kontrolerem panelu pojemnosciowego CTP (320 x 240px, zlqcze ZIFF36 pin) TRl: transformator Feryster Tl-EF l 2-7-12-3W TR2: transformator separuj4cy SMD Murata 7S250MC L1, L2 : dtawik mocy Feryster DSZ-6/1000/0 ,2-V L3 : koralik f errytowy 1.5 µH Feryster BDW-3,5/ S,9-452 L4: dtawik mocy SMD 100 µH DE1207- 100 (obudowa DE1 207) LS: dtawik SMD 1 m H {obudowa L1S12) L6: dtaw ik mocy Feryst er DSZ-6/1500/0,15-V 01 : rezonator kwarcowy 11 ,0592 MHz, niski 02: rezonator kwarcowy, zegarkowy 3276SHz BUZ: buzzer z generatorem piezo 5 V (raster 5 mm) EXT.PORT: gniazdo m~skie k4towe 90° 4-pin (NSL25-4W} VIBRA: gniazdo m~skie k4towe 90° 2-pin (NSL2S-2W) CLEAR: microsw itch SMD typu TACTM-34N-F V1: warystor V250LA4P AC: zl4cze srubowe AKS00/2 Zlqcze ZIF 36-pin, raster O.Smm. dolny kontakt, np.: ZIFOS36DH Tasma FFC (Flexible Flat Cable) 36-pin, raster 0. Smm, dlugosc m inimum 1Ocm, np.: FFCOS36150: do polqczenia wyswietlacza TFT ze zlqczem ZIF

rnKTRONtKA PRAKTYUNA 212015

W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do uZ.ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


System automatyki domowej grup bez ich nazw). Wyb6r pola nazwy rnodulu wykonawczego powoduje, jak poprzednio, wyswietlcnie okna przcznaczonego do edycji jego nazwy ze wspomnianym wczesniej sposobem obstugi. Klawisz ,.OJC slu:i:y do zamkniQcia okna edycyjnego zalwierdzajqc tyrn sarnyrn dokonanq konfiguracj'l i aktualizujqc ekran gl6wny modutu sterujqcego (i powodujqc wystanie odpowiednich komunikat6w sieciowych), zas pole oznaczone symbolern .. krzyzyka" (w prawyrn. g6rnym rogu okna edycyj nego) sluzy do zam kn i(lcia okna edycyjnego i porzucenia dokonanej edycji (w tym usuniQcia rnodutu wykonawczego z listy nowych i nieskonfigurowanych modul6w wykonawczych). Ostalnim rodzajem okna. z jaki m na pewno spolkamy si'l w czasie obslugi graficznego interfejsu uzytkownika systemu iConlrol jest okno decyzyjne (lub informacyjne) pokazane na rysunku 13. Okno takie jest wyswietlane za kazdym razem, gdy uzytkownik jest informowa ny o jakims zdarzeniu lub gdy oczekuje si'l od niego podi'lcia jakiejs akcji (decyzji). Klawisz .,OJC sluiy w tym wypadku do potwierdzenia zapylan ia wysla nego przez system i zam kni'lcia okna informacyjnego. zas pole oznaczone symbolcm ,.krzyzyka" (w prawym, g6rnym rogu okna edycyjnego) sluzy do zamkniQcia okna informacyjnego i odrzucenia zapytan ia wyslanego przez system. Ostatnim elementem graficznego interfejsu uzytkownika system u iControl jest, wspomniana wcze§niej, konsola b1Qd6w, kt6rej wywolanie mozliwe jest po wystqpieniu bl<ld6w lra nsmisji sygnalizowane na ekranie gl6wnym aplikacji i wywolaniu wspomnianej konsoli zainicjowane przycisniiiciem ikonki bl'ld6w. Wyglqd konsoli bl'ld6w systemu iConlrol pokazano na rysunku 14. Nalezy zaznaczyc. iz wywolanie wspomnianej konsoli powoduje wyczyszczenie biezqcej listy zarejeslrowanych bt'ld6w. Pozoslala jeszcze jednak kwestia, nad kt6r<1 zapewne zastanawia si'l kazdy. uwazny Czytelnik. W jaki spos6b zmieniamy aklualnie wyswietla nq grupoi modul6w wykonawczych? To proste. Wystarczy, na ekranie gl6wnym, wykonac gest przesuni'lcia w lewo lub w prawo by przel<1czac siQ pomioidzy zdefiniowanymi grupami modul6w wykonawczych. Prawda, ic proste i intuicyjnc? Co ciekawe, w tym mechanizmie, wykorzystano wbudowan<1 w kontroler pojemnosciowego panelu dotykowego. obslug<l tzw. gest6w znanq chociazby z interfejs6w telefon6w kom6rkowych! Na koniec, kilka slow na temat mechanizmu zapewniaj<1cego efektywny spos6b transmisji danych na magislrali PLC. Poniewaz lransmisja poprzez siec PLC moze zajqc dtuzsz'l chwil'l (nawet do 3 sekund w skrajnym przypadku), bezcelowe z punktu widzenia interfejsu uzytkownika byloby oczekiwanie na rezultat jej wykonania i lym samym blokowa nie programu obslugi aplikacji. w zwiqzku z tym konieczne okazalo siQ zastosowanie efektywnego mechanizrnu jej przeprowadzenia. W niniejszym rozwiqzaniu zaslosowano specjalny bufor kolowy pakiet6w transmisji (z odpowiednimi wskainikami miejsca zapisu/odczytu), kt6rego elementem jest slruktura danych opisujqca komplelnq ramkQ transmisji oraz 2 funkcje obslugi przerwan: od przepelnienia Timera1, wywolywana cyklicznie co 1.00ms, kt6rej zadaniem jest sprawdzanie czy sq jakiekolwiek danc przeznaczone do wyslania, inicjacja procesu wyslania danych, jego nadz6r i obsluga bufora kolowego oraz funkcja obslugi przerwania zewn'llrz· nego INTO, kt6rej zadaniem jest zar6wno odbi6r ,.zwyklych" danych przesylanych przez moduly wykonawcze do modulu sterujqcego jak i odbi6r slatus6w biez(lcej i za inicjowanej we wczesniej wspomnianej procedurze obslugi przerwania, lransmisji danych. W tym, drugim przypadku, funkcja obstugi przerwania zewnQlrznego INTO sprawdza slalus wysylania biezqcej transm isji danych i w zaleznosci od jego stanu modyfikuje biezqca struktur<i danych dajqc asumpt do ponowienia tejze transmisji (w przypadku jej niepowodzenia i nie przekroczenia maksymal nej liczby retra nsmisji) lub lez konczqc jej przebieg poprzez uslawienie odpowiednich flag w strukturze danych (przeprowadze· nia transmisji zakof1czonego powodzeniem lub niepowodzeniem) oraz flag dla funkcji obslugi in lerfejsu uzytkown ika, dzioiki czemu uzytkownik informowany jest na biczqco o aktualnym stanie systemu (czyli odpowiedzi ze slrony sterowanych modul6w wykonawczych).

0 ~0 .&. .&. o--o OO r

0

.&.

.&.

·a

o

0

~~ O IJll O •• ~ 1

Rysunek 15. Schemat montaiow y modulu wyko nawczego systemu iControl typu wyl<1cznik 1-/2-biegunowy. W ten prosty spos6b unika sioi niepozqdanego wstrzymywania pracy graficznego lnterfejsu uzytkown ika w przypadku problem6w z komunikacjq po magistrali PLC.

Montaz Opis montazu zaczniemy od modulu wykonawczego typu wylqcznik 1-/2-biegunowy - jego schema! montaiowy pokazano na rysunku 15. Zaprojektowano bardzo zwart<i konstrukcj<i dwustronnego obwod u drukowanego, kt6ry w swoich zalozeniach ma bye montowany w typowej puszcze eleklroinstalacyjnej o srednicy 60 mm i gl'lbokosci 40 mm, przy czym nalezy zaznaczyc. iz z uwagi na spor<1 liczb'l eleme nt6w i mal<1 powierzchni'l, zastosowano dose g'lsty montaz element6w SMD po obu slronach laminatu. Dia zminimalizowania zakl6cen. na plytce urzqdzen ia poprowadzono obszerne pola masy po obu Stronach obwod u drukowanego oraz zaslosowa no szereg przclotek pomiqdzy nimi w celu zmniejszenia pojemnosci pasozytniczych. Z uwagi na zastosowanie niew ielkich element6w SlvfD. montaz tego lypu ukladu najlepicj jest przeprowadzic z uzyciem slacji lutowniczej wyposazonej w grot o niewielkiej srednicy, odpowiedniej jakosci topnik6w lutowniczych oraz dysponujqc sporym doswiadczen iem. Jak zwykle. montaz zaczynamy od przylutowania wszystkich p61przewodnik6w w obudowach SMD (po obu stronach laminatu), nastQpnie Jutujemy rezystory, konde nsatory, elementy indukcyjne. a na sa mym koncu wszystkie elemenly przeznaczone do montaiu przewlekanego, w tym przetwornicQ Myrra M47114. Nalezy zaznaczyc, ii z uwagi na spore zag()szczenie element6w po obu stronach obwodu drukowa nego specjalnego sposobu montazu wymaga rezonator kwarcowy podlqczony do ukladu CY8CPLC10, co najlepiej zobrazuje zdj'lcie obwodu drukowanego od slrony spodu pokazane na fotogra fii 16. Poprawnie zmontowany uktad nie wymaga 2adnych regulacji i powinien dziatac tuz po wll!czenju zasilania. jedynq czynnosci<1,

eWy·d a ei~Tll.~t'lo<ai~ia·rMmri§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

CJ

i'h

27 bez prawa do rozpowszechnianja.


PROJEKTY

Fotografia 16. Spos6b montazu rezonatora kwarcowego podl<1czonego do ukladu CY8CPLC10

kt6rq nale:i:y wykonac przed uzytkowaniem urz<1dzenia jest wybranie rodzaju modulu wykonawczego, jaki ma petnic uruchamiany uktad w systemie iControl, czego dokonujemy za pomocq zworki oznaczonej TYPE (o czym byla mowa wcze§niej). Przejdzmy, zatem do schemalu montazowego modutu sterujqccgo, kt6ry pokazano na rysunku 17. 1ym razem, jest to duzo wi<ikszy, dwustronny obw6d drukowany,

Rysunek 17. Schemat montafowy modulu steruj<1cego systemu iControl

kt6ry s"voimi wyrniarruni przek.racza nieco wyrniary zastosov.ranego pa-

nelu TFT i chocby z uwagi na ten fakt, mozna bylo tym razem zastosowac nieco wi~ksze elementy SMD montowane wylqcznie po stronie TOP jak i wi<iksze odsl<iPY pomi<idzy nimi upraszczajqce nieco proces uruchamiania. Z drugiej strony, z uwagi na fakt, iz na plytce ukladu zamontowano zlqcze typu ZIFF przeznaczone do podlqczenia wyswietlacza TFT o bardzo S'lStym rastrze wyprowadzef1 (0.5 mm) monta:i; tego elementu wymaga pewnej wprawy. Najprostszym sposobem montazu element6w o takim zag<iszczeniu wyprowadzef1 niewymagaj&cym jednoczesnie posiadania specjalistycznego sprz<itu jest u:i;ycie typowej stacji lutowniczej, dobrej jako§ci cyny z odpowiedni<i ilo§ciq topnika oraz plecionki rozlutowniczej, kt6ra umozliwi usuni<icie nadmiaru cyny spomi<idzy wyprowadzeii. uklad6w. Nalezy przy tym uwa:i;ac by nie uszkodzic termicznie tegoz elemenlu. Nast'lpnie lulujemy wszyst.k ie elemenly p6lprzewodnikowe typu SMD, kolejno elementy bierne a na samym koficu pozostate elementy przeznaczone do montaiu przewlekanego (w obr<ibie zasilacza modulu) jak r6wniez elementy mechaniczne (zl4cza. dyslanse). Z uwagi na zag~szczenie wyprowadzef1 zlqcza ZIFF jak i uklad6w scalonych, przed pierwszym podlqczeniem ukladu nale:i;y jeszcze raz sprawdzic jakosc wykonanych pot11czen by nie dopuscic do ewentualnych zwarc. v\lspomniana kontrola bQdzie znacznie latwiejsza, jesli zmonlowana plytk<i sterownika przemyjemy alkoholem izopropylowym w celu wyplukania nadmiaru kalafonii lutowniczej. Tui przed przykr~cen iem wyswietlacza do plyty naszego ukladu (przy pomocy czlerech, odpowiedniej dhigosci tulei dyslansowych), nalezy go podl&czyc korzystajiic ze ztiicza ZIFF umieszczonego po stronie elemenl6w i odpowiedniej dlugosci tasmy pot11czeniowej. Poprawnie zmontowany uklad powinien dzialac tu:i; po podl<iczeni u zasilania. Ewentualnego sprawdzenia mog11 wymagac warlosci napi~c wyjsciowych zastosowanej przetwornicy. Widoczne na ptytce opcjonalne zt11cze oznaczone .,EXT.PORT" sluzy do podliiczenia modulu interrejsu Bluetoolh lub LAN, kl6ry daje moiliwosc dodalkowej, zdalnej kontroli modulu sterujqcego tub calej sieci PLC (np. z poziomu aplikacji mobilnej), przy czym funkcjonalnosc ta nie jest

e' Vy·c~sn i e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI

tymczasem zaimplementowana w programie obslugi urz11dzenia. Opcjonalnie, o czym wspomniano wczesniej, mozemy do naszego urZ'ldzenia podl<1czyc takie dowolny silniczek typu vibra (z telefonu kom6rkowego) przy pomocy dedykowanego zlqcza VIBRA, zas sam element umocowac od spodu modulu wyswietlacza TFT, co zapewni optymalny efekt, jesli chodzi o odczucia towarzysz<1ce naciskaniu panelu dotykowego.

Problem sieci 3-fazowych Kazdorazowo, piszqc o komunikacj i poprzez siec zasi lai<iC'l mamy na m ysli komunikaci<i w ramach urz&dzen transmisyjnych podl&czonych do jednej i tej samej fazy tejze sieci, gdyz, jak latwo si<i domysl ic, komunikacja pom i~dzy urz<idzeniami podl<jczonymi do r6znych faz, w typowych warunkach pracy nie jest mo:i;liwa. Jest to spowodowane du zq impedanci'I mi~dzy poszczeg6lnymi razami sieci zasilaj4cej (podyklowanq impedancj(\ poszczeg61nych urzqdzef1 do n iej pod lqczonych dla lak wysokich cz~stolli­ wo5ci) a co za tym idzie niemozli wosci'I przejscia uzytecznego sygnal u PLC poprzez I(\ barier~ (zbyt duzym tlumie nie m sygnalu). Z tego samego powodu (impedancj i elemenl6w indukcyj nych dla duzych cz<istotliwosci) sygnal PLC nie .,przechodzi" do sieci zasilaj(lcej znajd u j(\cej si~ za licznikiem e nergi i elektrycz nej. Aby wyeliminowac len problem slos uje si~ r6inego rodzaju, mniej lub bardzie j rozbudowane, uklady sprz~g6w 3-fazowych (phase coupler) lub repea ter6w (z u:i:yciem lechnologii bezprzewodowych). Skomplikowanie stosowanego rozwi<izania zalezy gl6wnie od rozleglosci sieci zasilaj11cej a co za tym idzie, potrzeby zapewnienia odpowiedn iej propagacji sygnalu PLC. W tak stosu n kowo prostych i niewielkich systemach, jak uklad iControl mo:i:emy jednak zastosowac jedno z najprostszych rozwiqzafi, kt6re spotyka si ~ w lego rodzaju uktadach - schemat pokazano na rysunku 18. Pomi~dzy ka:i:dq z faz sieci zasilajqcej wt11czono szeregowo wt<iczony kondensator 22 ... 100 nF (koniecznie na napi<icie minimum rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do uZ.ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


System automatyki domowej F1

C1

100nf/600V

Rysunek 18. Tr6jfazowy sprz119 dla sieci PLC. 600 VJ i bezpiecznik 250 mA. Kondensator taki sta nowi niewielk<t

impedanci'l dla cz<istotliwosci rz'ldu 130 ... 133 kHz, z ktorii pracui'I modemy PLC, co zapewnia dobni propagacj'l sygnalu pomi<idzy poszczeg6lnymi fazam i sieci zasilaj<icej. Z kolei dla cz'lstolliwosci sicciowej 50 Hz kondensator taki stanowi dose d uzq impcda nc jQ, a co za tym idzie niewielkie obci<1zenie i straty mocy. Bezpiecznik stanowi proste zabezpieczenie na wypadek uszkodze nia (zwarcia) kondensatora szeregowego.

Uruchomienie i konfiguracja systemu Tak jak wspomniano wczesniej, proces konfiguracji syslemu iControl wymaga pewnego, wyjsciowego stanu systemu. Tym stanem wyjsciowym jest taki, w kt6rym do s ieci zasilaj<1cej zostaly podlf!czone wszyslkie, planowane do ui.ycia moduly sterujf!ce, zas w kai.dym z nich skonfigurowano unikalny mimer adresu logicznego (z zakresu OxFO + OxFF) jak i przynajmn iej jednq grup<i modu l6w wykonawczych (pomieszczei1). Nas l'lpnie dolqczamy do sieci kolejne moduly wykonawcze, za kai.dym razem dodajiic je do wybranego modulu sterujqcego (czyniqc go ich rodzicem). W przypadku, gdy wybrany modut wykonawczy zamicrzamy wsp61dzielic inncmu modu!owi sterujqcemu, operaci'l l<i najlepiej przeprowadzic jest przed podl<1czeniem do sieci i dodaniem kolejnego, nowego modu!u wykonawczcgo. Tak przcprowadzona konfiguracja sicci zapewnia optymalnq i bezproblemow<1 obslug'l wszystkich urz<1dzen i jednoczesnie skraca czas wdrozenia docelowego sys temu. Ola porzqdku nalezy dodac, :i:e przewidziano tak:i:e mozliwosc wyczyszczenia wszystkich ustawiefl modulu steruj&cego, tj. parametr6w wszystkich, zalogowanych modul6w wykonawczych. ustawiefl grup (pomieszcze6) jak i pami'lci zaj<itych numer6w LA biez<1cej sieci by modul sterujqcy mofoa bylo przywr6cic do stanu wyj§ciowego (fabrycznego). W tym celu, w trakcie uruchamiania urzqdzenia nalezy wcisnql przycisk oznaczony na obwodzie drukowanym ,,CLEAR", co spowoduje, wyczyszczenie pami<ici danych modut6w wykonawczych, pamiQci ustawiefl grup pomieszczen oraz pamiQci, w kt6rej modul steruj4cy przechowuje informacje o przyznanych i zaj~ tych numerach adres6w LA (oczywiscie zostanie wyswietlonc stosowne zapytanie). Wygl'ld inlerfejsu uzytkownika podczas procesu czyszczenia pam i~ci modu·l u sterujf!cego pokaza no na rysunku 19. Muszfi zau waZyC, ze testy praktyczne systemu iControl potwierdzily wr'lCZ doskonalf! funkcjonalnosc rozwi<iza nia

Rysunek 19. Wygl'!d interfejsu ui:ytkownika podczas procesu czyszczenia pami11ci modulu steruj<1cego.

zaproponowanego przez firm~ Cypress! Komunikacja z wyko rzystaniem sieci zasilaj11cej dzialala bez jakichkolwiek problem6w, a jedyne, jakie zauwazono wysl<1pily wtedy, gdy do sieci zasilajqcej podlf\CZOOO tanif! lamp~ ll uorescecyjnq {lzw. swiell6wk~) z lypowym ukladem zaplonowym. W taki m przypadku, by zminimalizowac wplyw pracy !ego 2r6dla swiatla na funkcjonowanie system u iControl, nalezaloby w szereg z zasila niem lampy lluoroscencyjnej dolqczyc dlawik mocy o indukcyjnosci rzqdu 100 . .. 300 µ. H (o odpowiedniej mocy). kt6ry ograniczylby wplyw zaburzen o wysokiej cz<islotliwosci na propagacj(! sygnalu PLC w sieci. Zreszl<t. dose czqsto przyczynq lego stanu rzeczy nie jest wlasciwie poziom zakl6cel1, kt6re generuje odbiornik tego typu (znacznie zmniejszaj11c stosu nek SfN), zas fakt, ze na jego wejsciu zastosowano kondensator przeci wzakl6ceniowy wlf!CZony r6wnolegle do zacisk6w zasilaj11cych, kt6ry to dla CZQStotliwosci nosnych sygnalu PLC (132 kHz) stanowi obciqi:enie skutecznie tl umiqc uiyteczny sygnal transmisji. Rozwiqzaniem tego problemu jest zastosowan ie na wcjsciu (przed przedmiotowym kondensatorem) dlawika mocy lub nawet proslego fil tru LC. Temalyka la zostala zresztq dose ciekawie opisana w nocie apli kacyjnej firmy Cypress oznaczonej symbolem AN58825, kt6rej to leklur'l szczeg6lnie polecam, gdyz zawiera szereg informacji o tematyce poprawiania jakosci sieci zasilajqcej w swietle zastosowania technologii PLC! Z uwaoi na fakt. iz na t •tkach obu uklad6w zbudowano kom letne ukladv zasila" ce zasilane na i ciem sieciowvm 230 V islnic"c nicbcz icczci1slwo oraZcnia r dcm clcklr ·czn rm o nai ciu 230 V, co stanowiC n10Ze za roZenie dla Zvcia i zdrowia

uz •tkownik6w tvchze urz dze6. W zwi zku z t m, montaz ukla d6w w tvm zakresie wwierz C naleZ osobie 1osiada·· ce· u raw~ nienia elektrvczne w zakresie eks Ioatac'i urz dzell o na i ciu 1

do 1 kV. l\lie"sca na obwodach

lvtek drukowanvch. dzie wv-

st >u·e w ·sokie na >i cie foZne dla Zvcia i zdrowia oznaczone zostal r ocl owieclnimi o isan1i. 7

Robert Wolgajew, EP KEKLA~IA

Dodatkowe informacje: Ustawienia Fuse- bit6w (waZniejszych) modutu sterujqcego: CKSEL3 ... 0: 111 1 sun ...o: 11 CKDIV8: I JTAGEN: 1 EESAVE: 0 Ustawie nia fusebit6w (wa iniejszych) modulu wykonawczego wyf~cznika

1-/2·biegunowego:

CKSEL3 0: 0100

sun ...o: 10 CKOPT: 1 EESAVE: 0

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mKai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

29 bez prawa do rozpowszechniania.


PROJEKTY

HUB USB

+ USB Audio DAC

Kilka miesii;cy wcze5niej opisywa!em na !amach EP przetwornik USE Audio DAC majqcy wyjscia analogowe i cyfrowe. To urzqdzenie powstalo przede wszystkim do wsp6Jpracy z komputerkiem Raspberry Pi. Miniaturowa plytka Rapberry n ie pozwal a na zamontowanie na niej duzej liczby z/qcz. Po dolqczeniu przetwornika do plytki pozostaje tylko jeden wolny port USE, kt6rego mo:lna uzyc dla klawiatury lub myszki. Nie dosyc, :le w zwiqzku z tym mozemy t1zyc tylko jednego lub drngiego, to na dodatek nie ma miejsca na przy/qczenie np. pendriva. Zauwazylem, :le przyda!by sii; HUB USE zwii;kszajqcy liczbi; port6w do przynajmniej 4. Rekom endacje: urzqdzenie rozszerza funkcjonalnosc komputerka Raspberry Pi, kt6ry maze stac sii; odtwarzaczem multimedialnym dajqcym di wii;k o bardzo dobrej jakosci. OczywiScie, mozna kupic gotowy HUB USB kompalybilny z Raspberry Pi, ale zwi~kszy­ loby lo liczbQ wsp61pracujqcych z sobq element6w do trzech: Raspbery Pi, HUB USB, karla USB Audio DAG. Stwierdzilem, ie wygodniejszym rozwiqzaniem b~dzie urzqdzenie inlegruj11ce HUB USB oraz przetwornik USB Aud io DAG. Sklonilo min ie to do zaprojektowania ply lki drukowanej bazujqcej na ukladach GL850G pelni&cym funkcj~ HUB oraz PGM2706G spelniajqcym funkcj~ przetwornika Audio DAG z wysokiej jakosci wyjsciem audio i cyfrowym interfejsem S/PDIF. Uklad GL850G ma 4 inlerfejsy USB2.0. Kazdy z nich moze pracowac w trybie

USB High Speed, z pr~dkosci& transmisji do 480 Mb/s. W moim urz4dzeniu 3 in terfe jsy ukladu GL850G wyprowadzil'em na 3 zlqcza USB A , natomiast czwarty obsluguje uklad PGM2706G. Doh1czenie mojego urzqdzen ia do Raspberry Pi pozwala na jednoczesne korzystanie z 4 port6w USB (1 z Raspbe rry Pi, 3 z HUB'a) oraz z przelwornika Audio DAC z wyjsciem analogowym i dwoma cyfrowymi S/PDIF - COAXIAL iOPTO. przeznaczona przede Plylka jest wszystkim do uzycia jej z Raspberry Pi, dlatego uklad scalony realizuj<1cy funkcje HUB'a USB musiat spelnic dwa podstawowe warunki:

eWyc'B011 i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI uzftku Vilt asn ego

W) d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

Mozliwosc pracy z szybkosci'I High Speed (HS) wynoszqcq 480 Mb/s (okolo 60 MB/s). Musi bye kompatybilny z Raspberry Pi. Przyst~puj11c do realizacji mojego projektu zauwazylem, ze wiele uklad6w scalonych i gotowych urz'ldzen pracuj11cych w standardzie USBZ.O potrafi pracowac tylko w trybach Low Speed {1.,5 Mb/s lj. okolo 186 kB/s) Jub/i Full Speed (12 Mb/s lj. okolo 1,5 MB/s). Nalezy zaznaczyc, ze podane pr~dkosci transm isji dotyczq chwilowych pr~dko­ sci transmisji danych. Poniewaz interfejs USBZ.O moze pracowac w trybie dupleks oraz algorytm przesylania danych jest dose skomplikowany, to rzeczywisle maksymalne prQdkosci przesylu danych sq znacznie mniejsze. Dia Lransm isji Low Speed mozna w praktyce uzyskac szybkosc do okolo 150 kB/s, dla FUJI Speed do okolo 1,25 MB/s, a dla transmisji High Speed do okolo 50 MB/s. Aby bylo mozliwe odtwarzanie przez Raspberry Pi film6w zapami~lanych na pendrive bez .,zaci~C", jesl wymagana praca HUB z pr~dkosci<i High Speed. Uklad scalony GL850G spelnia le warunki. Dodatkow& jego zalet'I jest jego niewyg6rowana cena - udalo mi si~ go kupic u polskiego dystrybulora w cenie okolo 10 zlotych. Uk lad PGM2706G produkcji fi rmy Texsas Instruments nalezy do grupy uklad6w scalonych okreslanych jako ,,Stereo Audio DAC rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


HUB USB + USB Audio DAC HOST

DEVICE

vcc Rpu 1k5 LS

Rx

FS

Rx

TxD+ OE

D-

TxDRpd 20k

Rysunek 1. Uproszczony schemat obwod6w HOST'a i DEVICE'a dla transmisji USB w trybie LS i FS

with USB Interface''. Do tej grupy nalezq uklady PCM2704C, PCM2705C, PCM2706C oraz PCM2707C. Uklady PCM2704C i PCM2705C majq tak samo rozmieszczone wyprowadzenia. Podobnie jest w wypadku uklad6w PCM27D6C i PCM27D7C. Dlatego w uruidzeniu mozna zastosowac uklady PCM2706C lub PCM2707C bez wykonywania zmian na plylce drukowanej. Uklady Sq obslugiwane za pomoc'l klasy HID obejmuj'lcej lakie urz<\dzenia, jak: klawialury, myszki, przelqczniki, joysticki, czytniki kod6w kreskowych, termometry i inne. Uklad PCM2706C umozliwia wykorzystanie trzech [opcjonalnie nawet siedmiu) przycisk6w obslugiwanych za pomoq klasy HID: Volume+ , Volume-, Mute (opcjonalnie: Next 1l"Dck, Pre1rious 1l'Dck, Stop, Ploy ). Systemy Windows rozpoznaj'l dol<1czone urz<1dzenie klasy HID i zwykle automatycznie instalujq potrzebne slerowniki. Bez polrzeby inslalowania dodatkowego oprogramowania w systemach Windows (sprawdzilem w XP, 7) aulomatyczn ie jest instalowane oprogramowanie dla przetwornika DAC (odsluguj<1ce jednoczesnie S/PDIF Out). Uklad PCM2706C jest r6wniez rozpoznawany w syslemach Linux i znajduje si~ na liscie kompatybilnych z Raspberry Pi przetwornik6w DAC. Mozna r6wniez podl'lczyc moj<i plylk~ do laptopa lub komputera slacjonarnego HOST

vcc

Inlerfejsy USB lnterfejs USB zawiera jedn<t par~ linii danych pracujqC<\ w sygnali zacj i r6znicowej: D+, D-. Dane mogq bye przesytane w kierunku HOST · > DEVICE alba DEVICE·> HOST. Fizycznie w danym momencie kierunek przesylu da· nych jest scisle okreslony. Kontroler nadrz~dny (HOST) steruje przeplywem danych. Podlqczone urzqdzenie (DEVICE) moze przesylac <lane do HOST'a tylko na jego zqdan ie. Schemat pol<1czen wewn~trznych nadajnik6w i odbiornik6w dla lransmisji LS i FS jest taki sam. Dia transmisji HS uklad ten jest inny. Transmisja danych w trybie LS i FS jest realizowana przez nadajniki z wyjsciem tr6jstanowym o bardzo niskiej impedancji wyjsciowej (rysunek 1). W szereg z wyjsciam i nadajnik6w S'l wlqczone rezystory Rs o rezystancji 45 n. Zapewniai'l one dopasowanie do r6znicowej impedancji falowej przewod6w D+/D- wynOSZ'\Cej 90 n. w ci.asie nadawania danych [TxD+/·) Lylko jedna

vcc

,~,,.~ TxD 1

uzyskujqc dodatkowe 3 szybkie party USB oraz zwykle ,,lepsz<i" karl<l dzwi<lkOwf!. Zalet'l zewn~lrznej karty dzwi~kowej jest pozbycie si~ r6znych przydzwi~k6w na wyjsciach anaiogowych wysl~pujqCych CZ(lSlO na plytach gl6wnych kompuler6w ze zinte· growanymi karlami.

1

D+-

Rl 45R

ass: qn2jbq4t

ProJekty pokrewne na FTP (w m 1enione a

kut

sa w calosc1 dost pne na FTP)

AVT-5449 USB Audio DAC - karta muzyczna z interfejsem USB (EP 5/201 4) AVT-5430 USB Audio - karta muzyczna z interfejsem USB (EP 1/201 4) AVT-5299 Karla dzwi~kowa z przetwornikiem PCM2902 i interfej sem USB (EP 7/201 1) AVT-5188 Kompaktowy przetwornik CJA dla Audiofil6w (EP 6/2009)

z dw6ch par nadajnik6w mo:le bye wl<1czona (OE=l) - alba nadajniki hosta, alba nadajniki de1,ice. Odczyt danych (Rx) odbywa si~ przez odbiorniki z wejsciem r6znicowym o czulosci okolo 200 m V. Host rozpoznaje szybkosc lra nsmisji dzi<lki rezyslorowi Rpu 1,5 k!l przyl<1czonemu do napi~cia 3,3 V w urzqdzeniu device. JeSli rezystor ten jest doh1czony do linii D+, lo jest zah1czany tryb transmisyjny Full Speed. Dla transmisji Low REKl.AI\·IA

0 TxO

Rx

RL 45R

Rysunek 2. Uproszczony schemat obwod6w HOST'a i DEVICE'a dl a transmisji USB w trybie HS

eWy·dal:l ele~:troniczne ~r«~mi<ai~ia·rMmD§kaweczynski.pl

Wydanie

...

ft :/le .com. I user: 54721

,~ ,,,~

0

Rx

DEVICE

• USB HUB na bazie ukladu GL850G (Genesys Logic). • Audio DAC na bazie uktadu scalonego PCM2706C (Texas Instruments). • 3xUSB2.0 pracuj11ce z szybkosciami Low Speed. Full Speed oraz High Speed. • 1 wyj scie analogowe ,.Line Out" (L/R). • 1 wejScie analogowe ,.Line In" (L/R). • 1 wyjkie cyfrowe S/PDIF COAXIAL (CX). • 1 wyjscie cyfrowe S/PDIF OPTO (FO). • Sygnalizacja dot11czenia urz11dzen do USB i stanu pracy ukladu PCM2706C za pomocq LED. • Najwazniejsze (teoretyczne) parametry prze· twornika Audio DAC: • Znieksztalcenia nieliniowe (THD + N) na wyjsciu .. Line Out": 0,006%. • Stosunek sygnaVszum (SNR) na wyjsciu ,.Line Out": 98 dB. • Dynamika sygnalu na wyjsciu ,.Line Out": 98 dB. • Nier6wnomiernosc charakterystyki cz~stotli· woSciowej (DAC): ± 0,04 dB. • Przetworniki DAC: 16-bitowe, delta-sigma. • Akceptowane cz~stotliwosci pr6bkowania: 32 kHz. 44, 1 kHz. 48 kHz.

przeznaczone Wy'tqcznie do uZ.ftku Vlltasnego bez prawa do

- ~hni'~~- A I~,~~ 1 1 10!~

~_,.. ~---~_ ,·-_·=___a_"_" _a_" _' _ _ _ _ _ _ _~


PROJEKTY Dâ&#x20AC;¢

Speed rezystor jest przylqczany do linii D-. Odl4czenie rezystora Rpu oznacza odlqczenie urzqdzenia device. Po stronie hosta linie D+ i D- sq obciqione rezystorami Rpd 20 kf1. Amplituda napiqcia na liniach D+/D- w obu trybach transmisji wynosi okolo 3 ,3 V. Transmisja danych w trybie High Speed jest reali zowana w inny m ukladzie elektrycznym. )ego schemat ideowy poka zano na rysunku 2. Nadajniki majq wyjscia symetryczne, a odczyt danych (Rx) od bywa si<i za pomocq odbiornik6w z wejsciem r6znicowym. !ch czulosc jest na poziomie 10 mV. Brak rezystora 1,5 kn, linie D+/Dsq po obu stronach obciq:i:one rezystoram i 45 !1. Nadawanie danych polega na przel4czani u w nadajniku ir6dla p r4d owego 17,8 mA. Taka wartosc pr4du sterujqcego daje na liniach D+ i D- amplitud'l napi'!cia rz<)du 400 mV, jesli d o nadajnika jest p rzyl4czony odbiornik. Po odlqczeniu odbiornika amplituda napi'lcia na liniach D+ /D- wzrasta dwukrotnie do okolo 800 mV. Ten efekt zwiQkszenia si<l amplitudy napiQcia na liniach D+/D- mo:i:na wykorzystac do detekcji od l11czenia odbio rnika. Kontroler USB (host USB) rozpoczyna prac<i zawsze p rzy szybkosci F'S lub LS. Programowa procedu ra negocjacji pom i<idzy kontrolercm i urzqdzeniem mo:i:e zakoficzyc si<i przel11czeniem ich obwod6w z wersji FS na HS. Jak wynika z powyzszego opisu, elektryczny intcrfejs USB kompatybilny z szybkosc iq transmisji HS musi miec mozliwosc zmiany swej struktury w trakcie procedury negocjacji.

0-

RA

GPIO

ROM

M

c~u

Control/Status

Register

TT (Transaction Translator)

REPEATER I TT Routing Logic

D+

0-

LEO/

D-

D+

LEOf

D+

D-

LEO/

D+

D-

LEO/

OVCUR/

OVCURI

OVCURJ

OVCURJ

PWRENB

PWRENB

PWRENB

PWRENB

Rysunek 3. Schemat blokowy ukladu scalonego GL850G V00

r---

PGND

AGNDL

AGNOR

OGND

ZGND

-----o--~---0----0---0-- l

Uldad scalony GL850G Uklad scalony GL850G produkowany przez firm<i Genesys Logic zawiera wszystkie bloki funkcjonalne potrzebne do zbudowania koncen tratora USB. Uklad ten ma 4 in terfejsy wyjsciowe USB - DSPOTR. Na rysunku 3 zamieszczono schema! blokowy ukladu s calonego GL850G. Port USPORT jest dol4czony do urz&dzenia na drz<idnego (komputera hosla). Blok PLL wytwarza z sygnalu wejsciowego 1.2 MHz wewn<itrzne sygnaly zegarowe 120 i 480 MHz. Blok CPU zawiera jednostk'l mikroprocesorowq. Jest niq 8-bitowy proceso r RISC z 2 kB ROM i 64 B RAM. Dziala z szyhkosci~ 6 MIPS. Procesor slu:i:y gl6wnie d o dekodowania polecen wydanych p rzez hosta oraz tworzenia i wysyla nia odpowiedzi. Opcjonalnie moie czytac zewnQlrzny EEPROM oraz moze slerowac wyjsciam i GPIO. Blok FRTIMER wykrywa poczqlek i koniec lransmisji pojedynczych ramek danych (np. SOF). Blok UTMI wykonuje zadan ia niskiego poziomu, takie jak formowanie ramek d anych, odlwarzanie sygnalu zegara itp. Blok SIE obsluguje protok61 wnikaj&cy ze specyfikacji 2.0. Wy konuje miE:dzy in nymi kontrol~ bl~d6w CRC. Blok REPERATOR transmituje sygnaly w sytuacji, gdy szybkosc

1

S-Vto3.3-V Volt11ge Reg1,1l3tor

I

D+ D-

oour

FSEL

I

l _ ~CK

FUNC<I O...>-- - < l-'-"--1 FUNC1 O...> - --<l--""'--1

~DT --- - - - - - ----<> HOST

FUNC2 O..._.+-+-< l--"--'-"--1 FUNC3

c;>->-- - - - ' ---L_ 111 1 -

-

-

_____

I

I

PSEL

-

l - - - - -

_J

f!!D~~t":',~''_

- - - - - _.!

~04_:P~Yi~s.!._rae~'l_ _ _ _ _ ~

~o~ s~!~

- c1>- - - -

HI06; P1.ey/P~use

Serial Peripheral

- - ....,

'"

lnteffac:e

I

~ 0 ----------------- - - - - - - - - - - - - - - - --+-...

HIDOIMS HID1i'MC HID2/MD

TEST 0---------.-

1 Tracker (SpAct)

I xn 12 MHz XTO Rysunek 4. Schemat blokowy uklad6w scalonych PCM2706C/PCM2707C

eWyca2ni e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI W) d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

uzftku Vilt asn ego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


HUB USB + USB Audio DAC BOLD

zz

@

cp

1

ZZ1

-'V,,, BLI"'S"-1--<~rl

vzz

;~

::;:c2

2 'i:..._L

.I. 1UO

FCR681465

;:

1 ~

D-

G~; f+--o or-,

0

,___L

"' 1

IN

......... . ,~"'

4--

OVC21

~~= o~3.--r~•~•~"~"~-

OUT1

S rednie

LI01 LISSA

-~

Sredni(i}-

MICRO_USB_Fd

'~02

voo

GND

Srednie(!}-

LISSA

i1J.

GND

1

1

<"I

L1

LEOCZ

0

Stednle LX3 SCDS_470_47uH

-Q

p.Av,, ,c.,._c____._ ...1.._c_cr -1y---,-,,,,_-___ ...l.._c_c_2-+.r-t-> vcc

>--L--J

~

1 VBUS2

1u0

CD

BOLO

11'°2

__i._

J

Sledni~ L 't

~{our f-'-'-:-+-=-~ua-26-1tt>:/cc

VIN

IOm:ND i1J.

g; gl2=:::;:ti~=~=::;:=====::t:;:::::t::::l:LI~SB~D~~1:=~ GND l-'-4- -+-+1=°"1Fc._, U4 , I U02

: :C:

U10 LM2°'36t.1P

1VS8240 02f.i

~: g:i=::t:=o[!v~c!Jj~!t::=

our2

"'r•=s= 206 =2=o=R--1-~

1

Vbus

Srednie

>

VBUS Nn

GND g:

2

~

...

LIIN

Vbus

-'v,,,su"'s,._2--<~

Z4

I C12 1000

IOI w,.._

10uFc

CLI6

AVOD AGND

4

5 6 C13

I

hl Dt.IO

TVSB240026

1000

10uFc

""

ff Ft 10

-

11

,__1L

DPO DM1 OP1

AVOD

AGND

DM2 DP2

RREF AVDD GREEN2

USBDP4

GREEN4

... \JD11~4

opqa

/.-"·~

~---+(~''-<I I

St~Ilo

'+1

OC11~ D"".+---O~V~C~31~3 PEN31 ~: t;:t1:'===~ei'V;r;IC~,41t:=

OUT1

ft

-"""'"----..... -+--CC<---~\,.......I OlJT2

I

1 0uFc

~i~

1

~S2062DR·1 VCC

V1Nl

RML

49R9

V1NR

vcc LINOL

RMR 49R9

LINOR

GREEN1

R1

470

R12

470

GREEN3

R13

470 LOI LEDZIEL

L02 LEOZIEL

L03 LEOZOlT

•srakpolaczenia nadruku

Rysunek 5. Schemat ideowy plytki HUD USB z USB AUDIO DAC ( 1)

eWy·d a ei~T«~mr<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

33 bez prawa do rozpowszechniania_


PROJEKTY transmisji na jego wejsciu i wyjsciu jest taka sama. Blok TT [7J·onsoclion 1l'onslotor) transmituje sygnaly w syhiacji, gdy szybkosc transmisji na jego wejsciu i wyjsciu jest r6i:na. Blok ten zmienia np. szybko§c transmisji z HS na FS lub LS. Porty DSPORT sluz11 do podlqczenia urzqdzefl - device. Kai:dy taki blok ma dodalkowo blok DSPORT Logic steruj11cy diodami LED oraz sygnalami sterujqcyrni blokowaniem zasilania danego portu po wykryciu jego przeci11zenia. W opisywanym urzqdzeniu do kontroli zasilania zastosowalern uklady scalone produkcji Texas Instrument lypu TPS2062DR-1. Zawiera on dwa klncze analogowe o rezystancji w stanie wlqczonym ok. 80 n.

Prqd kaidego z kluczy jest ograniczony do 1,1 A[maksymalnie1,9 A). Przekroczenie pr11du znamionowego jest sygnalizowane wyzerowaniem odpowiedniego wyjscia OCn#. Uklad scalony GLB5DG wl'lcza wybrany klucz analogowy przez wyzerowanie odpowiedniej linii PENn#.

Uklady scalone PCM2706C i PCM2707C Uklady PCM2706C/07C zawieraj'l stereofoniczny przetwornik DAC, koder S/PDIF oraz interfejs I'S. Majq r6wniez bloki potrzebne do komunikacji z kompulerem nadrz~dnym przez USB. Uklady PCM2706C/07C maj'l wbudowany stabilizator napi~cia 3,3 V, kt6ry

zasila wewn~trzne bloki funkcjonalne. Linie D+/D- przez interfejs USB SIE S'l dolqczone do bloku USE Protocol Controller. Blok ten jest odpowiedzialny za (szeregowq) transmisj~ danych do przetwornika DAC, kodera S/PDIF oraz opcjonalnie do bloku I'S. W strukturze ukladu scalonego znajduje si~ tez blok generatora kwarcowego 12 Mliz. Generowana cz~stotliwosc jest mnozona X8 przy wykorzystaniu p~t­ li PLL. Wyj§ciowa cz~stotl iwosc 96 MHz taktuje prac11 bloku USB oraz p~tli PLL przetwornika DAC. Na schemacie blokowym uklad6w PCM2706/07C [pokazanym na rysunku 4) elementy wyst~puj11ce tyko w ukladzie typu PCM2706C oznaczono (1),

VDD

LINOR

R22 1k5

R21

CU4

22

VBUS(5V)

FUNCOILRCK

U1 PCM2706

1-"'~t-~

D+l-""'-4-1""""""

V1

D- l-""'-4-1""""""--'

Vdd

VDD(Out) i---~-t-::~-::'.':-:--.-------;;> VDD

DGND

I-""'-._,,,,...

FUNC1/BCK FUNC2/SYSCK

1

vcc 1k5

12MHz

VDD

~s

R96 C97

I

22p

SPDIF DO

74LVC2G34DBVT

Rysunek 6. Schemat ideowy plytki HUD USB z USB AUDIO DAC (2)

eW'y'cMn i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI uzftku Vilt asn ego

W) d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


HUB USB + USB Audio DAC a elementy wysl'lpujqce tylko w ukladzie typ u PCM2707C oznaczono (2). W ukladzie typu PCM2706C jest mozliwy odczyt trzech (opcjonalnie siedmiu) przycisk6w doh1czony do wejsc HIDO, HID1 i HID2 (opcjonalnie r6wniez FUNCO .. .3). Mogq pelnic rolE; przycisk6w regulatora sily glosu: Volume + , Volume- oraz Mule. Na mojej plytce nie zamontowalem :i:adnych przycisk6w, ale jest to mozliwe, poniewaz wyprowadzilem dla nich punkly lulownicze. Uktad typu PCM2707C nie pozwala na dolqczenie przycisk6w sterujqcych, natomiast ma interfejs szeregowy do slerowania za pomocq zewn'ltrznego procesora (linie MS, MC,MD). Blok inlerfejsu I'S wykorzystuje 5 sygnal6w: DIN, SYSCK(MCLK), BCK(BCLK), LRCK(LRCLK) oraz DOUT. Interfejs ten pracuje w formacie 16-bitowym I'S (bit MSB danych op6foiony o jeden hit]. Blok interfejsu I'S jest uruchamiany, jesli wejscie FSEL zoslanie wyzerowane. Na mojej plytce nie przewiduj'l wykorzystywania tego interfejsu, ale wyprowadzilem punkty lutownicze ze wszyslki mi jego sygnalam i. Zainteresowanych czylelnik6w odsylam do dokumentacji technicznej uklad6w PCB2706/07. jesli na wejscie FSEL zostan ie ustawione, to na wyjsciu DOUT pojawi si'l cyfrowy przebieg S/PDIF.

Plytka HUB USB z USB AUDIO DAC Schema! ideowy urz4dzenia nie zmiescil siQ na jednym rysunku i dlalego podzielono go na dwie CZ'lSci pokazana na rysunku 5 i rysunku 6. Gl6wnym elementem plytki jest uklad scalony Ull typu GL850G. Jest on zasilany za pomocq USB, przez gniazdo UIN. Slabilizator U1 O (LM2936MP-3.3) stabilizuje napi'lcie 3,3 V. Uklad Ullwymaga zasilania napi'lciem + 5 V (V5, pin 47) oraz napi'lciami 3,3 V: V33, DVDD, AVDO. Wszystkie napi<icia zasilaj&ce S<l filtrowane za pomoc11 kondensator6w 100 nF. Uklad GL850G pracuje w trybie Power Self. Przewidzialem pracQ port6w ,, wyjsciowych" USB z zasilaniem z magistrali USB lub z zasilan iem zewn'ltrznym (gniado ZZ]. Zworki Z3 i Z4 decydujq, kt6re party mojq bye zasilane z zewn'ltrznego zasilacza. Zworka Z3 decyduje o zr6dle napi~cia zasilania dla port6w U01 i U02, a zworka Z4 dla portu U03 i ukladu AUDIO DAC. Poszczeg6l ne porly USB mog<1 miec zabezpieczenie przed zwarciem. Uklad scalony U3 typu TPS2062DR-1 zabezpiecza party U01 i U02, uklad U8 zabezpiecza port U03 oraz zasilanie ukladu Ul lypu PCM2706. Na plytce drukowanej przewidzialem zworki (ZZ1, ZZ2, ZZ3, ZZ4) zast~puj<1ce uklady U3 i UB. W maim prototypie wlutowalem tylko pierwszy uklad U3, a zworki ZZ3 i ZZ4

' " Dioda L1 L2 L3 L01 L02 L03

Nazwa PWR DAC UR USB1 USB2 USB3

Obecnosc napi~cia 3,3V Prawidtowe dzialanie ukladu PCM2706C (renumeracji) Poziom wyjsciowego sygnatu analogowego Poprawne podl~czenie do magistrali USB u rz~dzenia nr Poprawne podl~czenie do magistrali USB urzqdzenia nr 2 Poprawne podlqczenie do magistrali USB urzqdzenia nr 3

zostaly zwarte. Powoduje to, ze tylko pierwsze dwa porty USB sq odporne na zwarcia i przeci4i.enia. Uklad scalony GL850G steruje zasilaniem port6w USB. Wybralem tryb sterowania lndividuol Mode (rezystor R14 dol&czony do masy]. W tym tryb ie pracy uklad GL850G generuje 4 sygnaly: PENl#, PEN2#, PEN3# oraz PEN4# wl4czajqce zasilanie w danym porcie. Uklad czyta r6wniez 4 sygnaly: OVCl#, OVC2#, OVC3# oraz OVC4# wystawiane przez uklady scalone U3 i U8 (TPS2062DR-1). 1Nyzerowanie dowolnego wyjscia OVCn # oznacza przeci&zenie odpowiadaj&cego mu kanalu. Uklad Ul 1 (GL850G] po wykryciu logicznego o na kl6ryms z wej§c OVCURn# (linia OVCn#) natychmiast ustawia odpowiadajqce mu wyjscie PWRENn# (linia PENn#). Uktad U11 mo:Ze zasygnalizowac stan przeciqzenia zaswieceniem diody LED z odpowiedniego wyjscia PAMBERn. W moim urz4dzeniu z tej mozliwo§ci nie korzystam. Wykorzystalem natomiast wyjscia PGREENn (linie GREENn) dla diod LED oznaczajqce prawidlowe podlqczenie do danego portu urz&dzenia np. pendriva. Uklad GL850G mozna odpowiednio skonfigurowac przez odpowiednie dolqczenie diod LED do masy lub do VCC. Wybralem konfiguracj~ domyslnq, w kt6rej wszyslkie diody LED Sq przylqczone do masy. Uklady Ul 1 (GL850G) i Ul (PCM2706C) wymagajq doprowadzenia cz~stotliwosci laktujqcej 12 MHz. Zaslosowalem scalony generator typu CFPS-73-12 MHz taktuj&cy obydwa uklady scalone. Jego wyjscie jest doprowadzone do ukladu Ul 1 przez kondensator C4, a do ukladu U1 przez rezystor R96. Linie danych dla portu wejsciowego (UIN) i lrzech port6w wyjsciowych (U01, U02 i U03) zostaly zabezpieczone przed uszkodzeniem specjalnymi ukladami scalonymi lypu TVS8240026 (U2, U4, U6, U7). Zawieraj& one diod~ Zenera i dwie pary szybkich diod przel&czaj&cych o bardzo malej pojemnosci pasozylniczej. Na plytce drukowanej pary linii danych USBDNn i USBOPn zostaly poprowadzone z wykorzyslaniem opcji Oiffrential P.air programu Altium Designer. Orugim waznym uktadem scalonym na mojej plytce jest uklad scalony U1 typu PCM2706C (lub PCM2707C]. Aby uzyskac lepsz& funkcjonalnosc mojego urz11dzenia

eWy·d~tail\'i<T«'<!>m~i~m«h£D~kaweczy.nski -~I

Wydan1e

Znaczenie poszczeg6lnych diod LED Znaczenie

dodalem kilka dodatkowych element6w. Uklad scalony PCM2706C pracuje w typowej konfiguracji ,,Bus-Powered". Wyjsciowe sygnaty audio LINOL i LINOR zostaly doprowadzone na wejscie filtr6w dolnoprzepustowych zbudowanych na wzmacniaczach operacyjnych U5A i U5B typu OPA2353. Sq to wzmacniacze o bardzo malych znieksztalceniach z wyjsciami (i wejsciami) typ u Rail-lo-rail. Filtry dolnoprzepustowe majq po dwa wejscia. Pracujq jednoczesnie jako su malory. Na kaidym z wyjsc wzmacniaczy USA i U5B (VOXL i VOXR) pojawia si~ suma sygnal6w analogowych: analogowy sygnat z wyjscia ukladu scalonego U1(LINOL dla kanaly lewego, LINOR dla kanalu prawego) oraz analogowy sygnat z gniazda JIN UACK 3,5mm - VINL dla kanalu lewego, VJNR dla kanalu prawego). Po odci~ciu skladowej stalej przez kondensatory elektrolityczne CEL i CER sygnaly wyjsciowe VOYL i VOYR trafiaj~ na styki wyj§ciowego gniazda JOUT typu JACK STEREO 3.5 111111. Ola obci11zen.ia r6wnego lub wi~kszego od 10 kn znieksztalcenia nieliniowe na tych wyjsciach nie powinny przekraczac poziomu 0.006%. Aby zmniejszyc ewentualne zafalowania charakterystyki przenoszenia zwi&zane z obci~:i.e­ niem pojemnosciowym (pojemnosc podlqczonych kabli) dodalem szeregowo w wyjsciam i rezyslory RML i RMR o rezystancji 49,9 !1. Wejsciowe gniazdo JIN przewidzialem do przyl11czenia analogowego wyjscia dzwi~ku z Raspberry Pi. Z doswiadczenia wiem, ze oprogramowanie dla Raspberry Pi nie zawsze obsluguje zewn~trznq przystawk~ USB Audio. Aby na wyjsciu (gniazdo JOUTJ nie zanikal sygnal w zaleznosci REKl.AI\·IA

Ly I . I( A I ~ ~ ~ 11 ele~:tron1czne przeznaczone wytqczn1e do uzftku Vlltasnego bez prawa do ~r_o~ ~_-_ _!!'!:J_ h_n_1_a_n_" _a_." __ '_ _ _ _ _ _ _~


PROJEKTY od tego, na kt6rym z wyjsc z Raspberry Pi (wyjscie analogowe albo wyjscic z uklad u PCM2709C) wystQpuje dzwiQk, zastosowalem wspomniany wczesniej sumator. Uklad scalony PCM2706C ma wyprowadzenie SSPND (n6zka 11), kt6re pocz'llkowo jest wyzerowane. Po prawidlowym polqczeni u SiQ ukladu PCM2706C z czwartym portem USB ukladu GL850G oraz pomyslnym zakonczeniu procesu enu meracji urz&dzenia przez host. na wyjscie SSPND zostaje ustawione. Powoduje to wysterowanie tranzystora Tl i zaswiecenie siQ diody L2.

Wykaz clement6w Rezystory: (SMD 080S): R14: 100 kn R96: l OOn R3, Rl S, RAL, RAR. RBL, RBR, RCL, RCR: 10 kO R3, Rl S, RCL, RCR: 11 kn RDL. RDR. RE1. RE2: 13 kn R2, RG L. RGR: 1.0 kn RS, R22, R23: 1,5 kO R30, Rl 14. R01, R02: 200 0 R20, R21, R03: 22n R32: 330 n R4, Rl 8, RL3, RL4, RR3, RR4: 33 n R36, R37: 39 kO Rll, RRl: 3,3 kO Rl O, R12, R13, R19: 470 0 R17: 47 kn RML, RMR: 49,9 n Rl 6: 680 !1/1% R9, R11 · 6,8 kO Kondensatory: C8, C9, C12. C17, C90, Cl 10: 100 nF (SM D 0805) CEF: 100 µF (SMD 734 3) CE l : 10 µF (SMD 3528) Cl 0, C18, CCL . CC6: 10 µ F (SMD 121 0) Cl .. .C3, Cl 1, C26, CU2 .. . CU6: 1 µ F (SMD 080S) C3L, C3R, C4: 220 pF (SMD 0805) CL1, CR 1. 22 nF (SMD 080S) CS, C97: 22 pF (SMD 080S) C2L, C2R: 2,2 n F (SMD 080S) CEL. CER: 47 µ F/16 V (SMD 6032) CU 1, Cl L. Cl R, C6, C7: 4, 7 µ F (SMD 080S) P61przewodniki DL.D3, D41: BATS4S (SOT23) L3: dwu kolorowa d ioda LED L1, L2: czerwona dioda LED L01, L02, L03: zielona dioda LED Tl: BC847 (SOT23) T4, TS: BC8S7 (SOT23) U2, U4, U6, U7: TVS8240026 (SOT143-4L) U9: 74LVC2G34DBVT (SOT23-6) U 11 : GL850G (LQFP48) U1 0 : LM2936MP-3.3 (SOT223) U5: OPA2 3 53 (508) U1 · PCM2706 (TQFP32) U3, U8: TPS2062DR- 1 (SOS) lnne: OSC l: generator CFPS-73-12MHz (SG-710) ZZ: FCR68146S (FCR68146S) JIN, JACK OUT: zfijcza Jack UIN: gniazdo micro USB LX3: dlawik 4 7 µH (SCDS47) JO: gniazdo RCA TOO: nadajnik TOTXl 47 UO l , U0 2, U03 gniazdo USBA

Kondensatory CUl...4 filtrujq wewnQlrzne napiqcia zasilania uktadu PCM2706C. Na p lytce zan10ntowalem cyfrowe wyjscia sygnalu S/PDIF Wyjscie optyczne obsluguje nadajn ik TOO (TOTX14 7PL). Wejsciowy sygnal dla tego elemen tu to SPDIF_DO. Wyjscie SPDIF COAXIAL zastalo przeprowadzone p rzez dwie bramki ukladu U9. Wyjscia z bramek ukladu U9 zawierajq rezystory R01.. .R03 oraz Rl 14 zapewniajqce impedanCj(! wyj§CiOWq zblizOllq do 75 n. Na plytce urz&dzenia zamontowalem kilka diod LED. Dioda Ll sygnalizuje zal<tczenie napi(!cia zasilania + 3,3 V. Dioda L2 sygnalizuje poprawn e dzialanie ukladu PCM2706C. Diody L01. .. L03 sygnalizui'l poprawne podl4czenie d o magistrali USB urzqdzen zewnqtrznych. Dia wyjsc a nalogowych zbudowalem na tranzystorach T4 i T5 proste fr6dla prqdowe sterowane ujemnymi pol6wkami sygnat6w sinusoidalnych audio z wyjsc wzmacniaczy U5A, U5B. Pary tranzystor6w sterujq dwukolorowq diod(! LED (L3). Dia sygnalu z lewego kanal u swieci siQ dioda zielona, dla sygnalu z prawego kanalu swieci si~ dioda czerwona. Je§li obecne sq sygnaly w ohydwu kanalach d iody te swiec<1 kolorem wypadkowym zhlizonym do z6ltego (tabela 1). Na plytce dru kowaniej przwidzialem otwory KEY przeznaczone do dol<1czenia przycisk6w Volume+ , Volume- oraz Mute. Pod anie logiczn ej 1 (!uh 3,3 V) na dane wejScie jest interpreto\•vane jako naciSniecie przycisku. Jak wspomniano, pr zyciski obstugiwane sq tylko przez uklad scalony PCM2706C. Podohnie mozna wykorzystac

otwory ,.12S". Podczas normalnej pr a cy ukladu PCM2706C piny 1 i 2 zworki ZZ (FS) powinny bye rozwarte. Dia zwartych pin6w 1 i 2 zworki Z2 (FS) uklady scalone PCM2706C/07C wykorzystujq piny DOUT, MCLK, BCLK, LRCK oraz DIN jako magistralo: I'S. Spos6h uzycia tej magistrali mo:i;e bye r6zny (wspominalem o lym wcze§niej). Po szczeg6ty odsylam do noty katalogowej PCM2704C_2705C_2706C_2707C.pdf

-

(Ot"J"""""'

J

Rysunek 7 . .,Glosniki USB AUDIO DAC" na liscie urz<1dzen Audio w systemic Windows

Rysunek 8 . Schemat monta:Zowy plytki drukowanej HUB USB z USB AUDIO DAC

Listing 1 . Modyfi.kacja zbioru / e tc/modprobe . d/alsa-base . conf # Keep snd- pcsp from bee ing loaded as first soundcard opti ons s nd-pcs p i nde x =-2 # Keep snd- usb- audio fr om beeing loaded as first soundcard opt i o n s s nd-usb-a udio inde x =O # options snd-usb-audio nrpacks•l » Prevent abnormal d rivers from grabbing index 0 options o ptio n s options o ptio n s options

bt8 7 x index• -2 c x88 alsa inde x • - 2 snd-at iixp-mode m inde x• -2 snd-i ntel8x0m i nde x • - 2 s nd-via 82xx-mo d e m ind e x• -2

opti o n s s nd-bcm2835 i ndex =-2

..................'''''' '''''' .. '''''' ''''' ''''' ,,,.,

· ···········~·······••H•••H•••H••············································••u••·· ·~··· ·~ ··· ·~ ··u~· ···~··

eWyc'BBni e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

W) d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do u±'ftku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


HUB USB + USB Audio DAC

Fotografia 9. Plytka HUB USB z USB AUDIO DAC w obudow ie

Eksploatacja System Windows

cyfrowym. W systemach Linux nie zawsze tak jest.

Plytka po doh1cze niu do kompu tera z sys lemem Windows inicjuje instalowanie sterownik6w dla HUB USB. Po pomyslnym zainstalowaniu tych sterownik6w powinien bye wykryty r6wnie:i; u klad USB Audio DAC. Po pomyslnym zainstalowaniu Audio DAC ma w syslemie Windows lub Linux jedno wyjscie [gtosnik i] nazwane USB AUDIO DAC z mozliwosci'I programowej regulacji poziomu wyjsciowego (rysunek 7). Fizycznie jednak uklad PCM2706C ma dwa wyjscia - stereofoniczne analogowe oraz cyfrowe S/PDIF Regulacja poziomu wyjsciowego dolyczy lylko wyjscia analogowego. \Nyjscie S/PDIF pracuje zawsze z petnym wysterowaniem. Przez to wyjscie nie mozna przesylac danych skompresowanych (AC-3 lub DTS]. W systemach Windows sygnaly wyjsciowe pojawiai'I siti jednocze5nie na wyjsciach analogowych, jak i na wyjsciu

AUDIO DAC jest wykrywany r6wniez przez Raspberry Pi. W systemie Raspbian mo:i.e bye potrzebne zmod yfikowanie zbioru /etc/modprobe.d/alsa-base.conf. Na lis tingu 1 zamieszczono ostatnie linie zbioru I e lcfmodprobe.dfalsa-base.conf zmodyfikowane w taki spos6b, aby przystawka dzwitikowa USB miala wyzszy priorytet niz ,,karta" procesora BCM2835. Najwazniejsze '"r ty 111 listingu S."t linie druga, czwarta oraz ostatnia (pogrubione dla wskazania]. Po modyfikacji tego zbioru AUDIO DAC jest obstugiwany przez programy ., play", ,,mplayer", .,moc p" itd. W syslemie Raspbian zai nstalowanym na Raspberry Pi pojawia siti cyfrowy dzwitik z wyjscia S/ PDIF. Audio DAC jest obslugiwany r6wn iez w systemie Raspbmc.

System Raspbian

2 otw. rd 6,4

Montaz i uruchomienie Schema! monta:lowy plytki pokazano na rysunku 8. Montaz element6w najlepiej rozpoczqc od wlutowania ukladu Ull [GL850G]. Uktad ma obudow~ LQFP48 o rozs tawie n6zek 0,5 mm. Wl utowanie tego ukladu nie jest tatwe, ale mozliwe w warunkach amatorskich. Po w lutowaniu tego elemen tu nalezy dokladnie sprawdzic czy nie wyslqpily zwarcia pomi~dzy wyprowadzenia mi. NastQpnie nalezy wlutowac stabilizator napiticia UIO (LM2936MP-3.3) oraz zl'lcze mikro USB UIN. Dalej, proponujQ wlutowanie generatora kwarcowego OSCl (12 MHz], wszystkich kondensalory filtruj'lcych napi~cie zasilania oraz dlawika LX3 (47 µHJ. Po wlutowaniu element6w rezystor6w R15 ...R18, pojemnosci C3 ...C5, CB oraz diody 03 (BAT54S) mo:i.na podl'!czyc pie rwszy raz nasz<J plytk~ przez kabel USB do komputera. Kompu ter powinien znalezc uklad GL850G. JeS!i pr6ba przebiegla pomyslnie, propo nuj~ wlulowanie ukladu Ul (PCM2706C]. Ma on obudowti TQFP32 o raslrze 0,8 mm. Po wlutowaniu tego elemen tu nale:i.y r6wnie:i. sprawdz ic czy nie wyst.f!pily zwarc ia pom iQdzy REKl.AI\·IA

r-~~-r-~~~~~~~~-:::::tz::::~~r-~..,,....-

Pokrywa prz6d

5,9

061 obudowy prz6d 2 otw. rd 6,4

29 3 36 7 53,5

61 ,4 82,8

Rysunek 10. Projekt obudowy - prz6d

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmri§kawe czynski. pI uzftku Vilt asn ego

Wyd an i e e I e~:tro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'I. czn i e do


PROJEKTY

~

-1~1-~11--. . 1c:.......J• ~"I I''·' I

82.8

fr-1

68

7

13

6

061 obudowy tyl

Rysu nek 11. Projekt obudowy - tyl

78 '

.

7 1,7

.

32,8

M - ._J\_ 1r-r.

I

41

I

6,5

G6ra

56,6

obudowy

.

82,6 Rysunek 12. Projekt obudowy - g6ra

wyprowadzeniami. W miejsce ukladu Ul mozna ewentualnie wlutowac PCM2907C. Po wlutowaniu ukladu Ut proponui'l zamontowanie kondensator6w CUl. . . CU5 oraz rezystor6w przylqczonych do Ul. Po wlulowaniu tych element6w mozna powt6rnie dolqczyc plylkfl przez kabel mikro USB do kompulera. Komputer powinien wykryc USB AUDIO DAC. Jesli uklad PCM2706C zostanie poprawnie wykryty przez komputer, to proponuj'l wlulowanie

lranzyslor6w Tl ...T3 ze wsp61pracujqcymi komponentam.i. Warto r6wniez wlutowac diod~ LEO L2. Po wlutowaniu lych element6w kazde przylqczenie karty do komputera powinno spowodowac zaswiecenie Sifl diody L2. Nast~pnie proponuj~ wlutowanie wzmacniacza operacyjnego U5 (OPA2353) i elementy pasywne filtr6w aktywnych oraz zl<icze JOUT. Po wlutowaniu tych element6w mozna podlqczyc do zlqcza JOUT sluchawki. Podl<1czone sluchawki pozwolq

eW'y'cll8ni e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI

na sprawdzenie poprawnosci dzialania analogowego wyjscia karty. Dzwi<ik powinien bye czysty, bez znieksztalcefi. W naslflpnym kroku proponujfl wlulowanie ukladu scalonego U9 (74LV2G34DBVT) wra.z z rezysloram.i i kondensalorami z nim wsp6lpracujqcymi ora.z element6w interfejs6w cyfrowych S/PDIF (zlqcze JO i nadajnik TOO). Inlerfejsy te najlatwiej sprawdzic przez podlqczenie ich do wejsc amplitunera kina domowego. W kolejnym kroku nale:ly wlutowac podw6jnq diodfl LED 13, tranzystory T4 i T5 oraz wsp6lpracujftce z nimi elementy bierne. W kolejnym kroku proponujfl wlutowanie zlqcz USB: UOl, U02, i U03. Nale:ly zdecydowac czy lutujemy uklady U3 i U7 lypu TPS2062DR-1. W prolotypie wlutowalem tylko pierwszy z nich - U3. Jesli nie jest wlutowany uklad U7, to nalezy zewrzec zworki (pola lutownicze na druku) ZZ3 i ZZ4. Nale:i:y r6wniez wstawic odpowiednio zworki Z3 i Z4 doprowadzajqce zasilanie do zlqcz USB. Po wlutowaniu tych element6w mozna podlqczyc plytk~ do komputera i sprawdz.ic najlepiej za pomocq pendriva dzialanie trzech port6w USB. Jesli testy przebiegnq pomyslnie, proponui'l wlutowanie uklad6w zabezpieczaj<1cych: U2, U4, U6, U7 (TVS824026). Ewentualnie mo:i:na zrezygnowac z ich obecnosci na plytce, ale wiq· ze sifl to z ryzykiem uszkodzenia w przysztosci kt6regos z port6w USB podczas podl<1czania i odlqczan ia r6Znych urzqdzel1 USB. Na koniec mozna wlutowac wszystkie diody LED (wraz z odpow.iednimi rezystorami). W kanatach USB1 i USBZ zastosowalem zielone diody LED, poniewaz le dwa kanaly sq zabezpieczone przed przeciqzeniem ukladem scalonym TPS2062DR-1. Dzialanie kanalu USB3 i ukladu AUDIO DAC sygnal.izuj'l z61te diody LED. Plylkfl drukowanq o wym.iarach okolo 80 mmx54 mm umieszczono w czarnej obudowie z tworzywa szlucznego (po elementach elektronicznych) o wymiarach okoto 83 mmx57 mmx19 mm. Zmontowan<1 plytk~ pokazano na fotografii 9. Na rysunkach 10... 12 pokazano rozmieszczenie otwor6w w proponowanej obudowie.

Zbyszko Przybyl zbyszekjob@interia.pl

rnKTRONtKA PRAKTYUNA 21201 s

W) d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do u±'ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


PROJEKTY

Czujnik inercyjny LSM9DSO oraz jego zastosowanie praktyczne ~ W artykule opisano projekt modulu piytki PCB z uldadem czujnika inercyjnego LSM9DSO. Dzifiki zastosowaniu zlqcza goldpin jest mozliwe wielokrotne zastosowanie jednego uldadu IMU w wiefll urzqdzeniach. W dalszej kolejnosci om6wiono przyldady praktycznej komtmikacji z czujnikiem inercyjnym LSM9DSO za pomocq interfejsu FC. Oprogramowanie wykonano w jfizyku C dla mikrokontrolera ATmegaB. Rekomendacje: tekst jest przeznaczony dla os6b, kt6re chcq w kr6tkim czasie rozpoczqc pracfi z uldadem IMU i zastosowac go we wlasnych projektach. Zaprezentowane w dalszej CZElSCi artykulu kody zr6dlowe napisano w j(lzyku c dla mikrokontmlera ATmega8. Nalezy miec na uwadze, iz pominiElto niekt6re funkcjonalnosci, dlatego zawarte tu informacje nalezy traktowac jako wst~p i ulatwienie do dalszej analizy dokumentacji producenta. Opis jest jednak wystarczajqcy, aby uruchomic LSM9DSO na 8-bilowej platformie wyposa2.onej w interfejs FC.

Moi:liwosci LSM9DSO IMU (Inertial Measurement Unit) LSM9DSO jest inercyjnyrn urzqdzeniern porniarowym firmy STMicroelectronics wykonanym w technologii MEMS. W jednym ukladzie scalonym znajdujq siEl sensory: 3-osiowy zyroskop, 3-osiowy akcelerometr, 3-osiowy magnetometr. Taki zestaw czujnik6w jest nazywany 9DOF (9 stopni swobody). Dodatkowo, w struktur~ uktadu wbudowano r6wnie:i; termomel.r. Uldad umozliwia porniar sil przyspieszenia, pr~dkosci k<1towych oraz wartosci p61 magnetycznych w przestrzeni 3D. Wysoka, 16-bitowa rozdzielczosc odczyt6w odzwierciedla: Przyspieszenia liniowe w zakresach ±2g, ±4g, ± 6g, ±8g, ±16g. Wartosci indukcji pola magnetycznego w zakresach: ±2, ±4, ±8, ±12 Gs. • PrEldkosci k<itowe w zakresach ± 245/ ± 500/±2000 stopni na sekund~. Kazdy z 3 czujnik6w maze zoslac wprowadzony w tryb uspienia, dziElki czemu mozliwe jest wykorzystywanie tylko wybranych sensor6w oraz oszcz~dnosc w poborze pr<'.\· du. Duze mozliwosci i niewielkie wymiary

umozliwiai'l zastosowanie w wielu projektach opa rtych na procesorach 8 lub 32-bitowych. Komunikacja z ukladem mozliwa jest poprzez magistralEl SPI lub I'C. Uklad jest kornpatybilny z FC o standardowej szybkosci linii danych 100 kHz, jak r6wnie:i; 400 kHz w trybie szybkim. Wyposa:i.ony jest w konfigurowalne generatory przerwan na okreslonych pinach, kt6re umozliwiaj<'.\ programowe wykrywanie ruchu lub reakcje na zmianEl polozenia w przestrzeni 30. Uklad zasilany jest napi~ciem od 2,4 V do 3,6 V.

qn2jb~

IWiliBMllAl.ltii.i.!J.t!Jli AVT-1 006 Detektor drgar\ (EP 7/ 2014) AVT-5393 ASO - Automatyczny system ostrzegania (EP 4/2013) AVT-5387 glogger - 3-osiowy rejestrator przyspieszenia (EP 3/2013) AVT-5223 Kieszonkowy akcelerometr EP 2/ 2010)

Konfiguracja sprzl;ltowa modulu LSM9DSO Na rysunku 1 zamieszczono schema! plytki drukowanej z ukladem LSM9DSO. Projekt uwzgl~dnia 7..alecenia producenta dotyczqce filtrowania zasilania, a takZe przewiduje latw<1 zmian~ pararnetr6w uzytkowych. Plytk~ wyposazono w dwie zworki lutownicze )2) stcruj<'.\CC doprowadzeniami CS_G i CS_ XM oraz SDO_G i SDO_XM. Pierwsza para umozliwia wyb6r interfejsu komunikacyjnego dla G oraz XM zgodnie z tabelq 1. Druga para spelnia dwa zadania - umozliwia ustawienie adresu Iub wyprowadzenie danych za pomocq odpowiedniego interfejsu komunikacyjnego (tabela 2). Zmiana poziom6w na wyprowadzenfach jest wykonywana poprzez rozwarcie lub zwarcie za pomoC<t zworek sciezek l<tCZ<\cych rezystory R3 ... R6 z lini'l Vee. Domyslnie uklad zostal przygotowany do pracy poprzez magislral~ I' C z adresami Ox6B (G) i Ox1D (XM). Na schemacie ideowym mozna zauwazyc rozmieszczcnie wyprowadzefl plytki drukowanej. Jch funkcje opisano w tabeli 3.

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

ftp://ep.com.pl, user: 54721 , pass: ~ekPCB

u1.

Schema! monta:lowy pokazano na rysunku 2. Sensor zamontowano na plytce dwusl.ronnej, a wszystkic komponenty urnieszczono na warsh.vie g6rnej. VV pierwszej kolejnosci nalezy zamontowac uklad !MU (LSM9DSO), kt6rego polaryzacja musi bye zgodna z nadrukowanyrn schematem wektor6w pomiarowych. W nast~pnej kolejnoSci naleZy zmnontov.raC ele menty pasyv.rne: kondensatory i rezyslory. Przed montazem listwy goldpin naleiy zwr6cic uwag~ na umiejscowienie ukladu w docelowym projekcie, gdy:i; zmiana orientacji !MU, pomimo ii ta jest dowolna, niesie za sob<i okrestone konsekwencje, jesli chodzi 0 interpretaCjEl wynik6w pomiar6w. Niestety, montaz ukladu LSM9DSO na PCB metod<'.\ ,,domowq" jest bardzo trudny ze wzglEldu na male i trudno doslElpne

39 bez prawa do rozpowszechniania.


PROJEKTY pady. Z lego powodu mo:i:e sprawic znaczne trndnosci osobom niemaj![cym wprawy w monta:i:u uklad6w elektronicznycb.

vcc LSM9DSO by Aftyum

vcc

Komunikacja 12C

Rl lOk

Ul LSM9DSO Komunikacja za pomoq l'C VDD SDA jest dwukierunkowa i przebieVDD_IO SCL SDO(XM) ga w konfiguracji mas ter - slave. CS(XMI SETC Mo:i:liwe Sq 4 tryby komunikacji: SDOIGI CS(G) wyslan ie bajtu do ukladu slave, C2 220nF wyslanie wielu bajt6w do ukla1NT2(XM) INTl(XM) SETP d6w slave, odczyt bajtu z ukladu Cl DRDYIG) slave, adczyt wiel u bajt6w z uklaINT(G) Cl d6w slave. lnicjalizacja polqczenia DENIG) GND 4,7uF jest wykonywana po slronie uklad u master, kt6rym z reguly jest mikrokon troler. Dia uproszczenia kodu przyj~to definicje pokazane na listingu 1. Zasllanle 2,4...3.6V Zmiennq l2C_ILOOP ntworzono w celu zabezpieczenia p rzez zawieszanie m si~ programu w wypadku wystqpienia problemu w trakcie komunikacji. lnicjalizacja inte rfejsu T\>\11 SVl SV2 (l'CJ mikrokontrolera ATmega8 sprowadza sifl do okreslenia CZfl- ---- - --- --------- - --------- ---------- --L----- ------ ------- ---- ---------- -------sloll iwosci pracy zgodnie ze wzo- Rysunek 1 . Schemat ideowy plytki z sensorem LSM9DSO rem znajduj11cym si~ w dokumentacji. Zale:i:nie od tryb6w pracy interfejs6w s11 szczeg61owo opisane w dokumentacji uklad6w dolqczonych do FC, maksymalna CPU. Dzialanie funkcji przesylajqcej 1 bajt cz~stotliwosc przebiegu zegarowego moze danych (listing 4) polega na zapisaniu bajtu w rejestrze TWDR, a nast~pnie wlqczeniu inwynosic 100 kHz lub 400 kHz, co odpowiada pr~dkosci transmisji 100 kb/s lub 400 kb/s. terfejsu sprz~towego. OczywiScie, trzeba przy ty m uwzgl~dnic Przy odczycie danych wyr6znia s iQ 2 trycz~stotliwosc taktowania mikrokontrolera. by: z potwierdzeniem (ACK) lub bez potwierRys unek 2. Schemat montai:owy plytki 1/V wypadku taktowania za pomocq przebie dzenia (NACK). Sterowanie opcjq ACK winz sensorem LSM9DSO gu o cz~stotliwosci 8 MHz do rejestru TWBR terfejsie sprz~towym TWI zaimplementowanale:i:y zapisac liczb~ dziesi~tn& 8 (listing nym przez Atmel odbywa si~ za pomocq bit transmisy jne i umo:i:liwia przesylanie daTWEA. Jesli bit jest ustawiony 1, w6wczas 2). Odpowiednie dobranie cz~slotliwosci n ych przez inne urz&dzenia dolqczone zmniejsza prawdopodobienstwo wystqpiezostanie wygenerowany sygnal ACK. Odczyt do F C lub nawi<izan ie nowego pol<iczenia. nia bl~d6w w transmisji danych. danych z opcjami ACK oraz NACK pokazano Funkcj~ wysylaj&C'I sekwencjQ Stop pokaNa listingu 3 pokazano funkcj ~ sluz![· na lislingu 5. zano na listingu 6 . Kolejne funkcje sluzqce Cq do inicjalizacji interfejsu TWI. Status TransmisjQ danych konczy wyslado transm isji danych wy konano na podTWI zwracany jest w rejestrze TWSR w binie sygnalu Stop, kt6ry zwalnia linie stawie dokumentacji ukladu LSM9DSO tach o numerach 7 ... 3, dlatego pozostale 3 bity (2 ...0) zostaly zamaskowane liczbq OxFB [Ob11111000). Kody stat us6w T\i\11 Nazwa Opis funkcji SDA Linia SDA dla FC SCL l'C - Linia SCL SPI - Linia SPC SDO_G l' C - Wyb6r adresu SPI - Linia SDO dla zyroskopu SDO_xM l' C - Wyb6r adresu SPI - Linia SDO dla akcelerometru i magnetometru INT2 XM Linia przerwania nr 2 dla akcelerometru i magnetometru Tabela 2. Wyb6r funkcji za pomOCij INT1_xM Linia przerwania nr 1 dla akcelerometru i magnetometru zwory J2 DRDY_G Linia inlormujqca 0 gotowosci danych do odczytu z zyroskopu SOO GI SPI l'C soo_)M CS_XM Wyb6r interfejsu komunikacyjnego dla akcelerometru i magnetometru Seria Data CS G Wyb6r interlejsu komunikacyjnego dla iyroskopu Konfigu racja SDO_XM Output (SDO) INT_G Linia programowalnego przerwania dla zyroskopu adresu XM dla XM DEN_G Wtqcznik danych zyroskopu Seria Data Konfiguracja GND GND SDO G Output (SDO) adresu G dla G ACC Zasilanie 2,4 - 3,6 V

... .

••

.

.

e' Vy·c~fln i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s Wi, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do uZ.ftku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


Czujnik inercyjny LSM9DSO oraz jego zastosowanie praktyczne do odczytu (adr). Nast~pnie, jest wykonywane odwr6ccnie k ierunku komun ikacji poprzez wykonanie rozkazu Repeated Start oraz ponownie przeslanie poprzez TWI adresu ukla du slave, Jeez Ly m razem z us tawionq flagq Read. Nalezy zwr6cic uwag~ n a to, :le na kazdym etapie komunikacji

oraz ATmega8. Pokazano jest na lis tin gu 7 . Odczy t rozpoczyna siq od wys lania na p oprzez interfejs TWI (I'C) adresu urz<1dzenia s lave (s/a) wraz z ustawiom1 flag'! Write. Po te j operacji u klad s lave oczekuje na olrzymanie od master kolejnego bajtu, tym razem z adresem kom6rki pami~ci bit nr 7 ORI

4

6

ORO

DRl..DRO BW1 .. BWO PD Zen Yen Xen

BW1

0

BWO

PD

Zen

Yen

Wyb6r cz~stotliwosci pracy Ustawienie szerokosci pasma Wtqcznik zyroskopu (0: wytqczony, 1: praca norma lna lub uspienie) Wt&cznik osi Z (0: os Z wyt&czona; 1: os Z wt&czona) Wt&cznik osi Y (0: os Y wytqczona; 1: os Y wt&czona) Wfqcznik osi X (0: os X wyfqczona; 1: os X wlqczona)

Rysunek 3. Rejestr kontrolny akcelerometru CTRL_REG1_G Listing 1 . Definicje ulatwiaj-ce zrozumienie dzialania programu !'define I2C READ OxO l Meline I2C-WRITE OxOO !'define I2C-TWINTSE'l' {TWCR & (l«TWINT I ) !'define I2C-RETTWSR {TWSR & OxF8 1 !'define I2(:rLOOP 255

Listing 2 . Ustawienie czestotliwoSci sygnalu SCL

// I ni cjal i zacja Master d l a CPU 8 MHz voi d i2c i nit (void)

-

{

//SCL freq: r CPlJ/ (1 6+ 2 {TWBRJ *4'TWPSI TWBR:8 ; //8 :100KHz TWSR: {O«TWPSl I I {O«TWPSO I; //Prescaler :

Listing 3 . Inicjalizacja interfejsu TWI m.ikrokontrolera ATm.ega8 uintB t i2c s t art (void) {

-

-

Xen

nast~puje weryfikacja kod6w kontrolnych opisanych w dokumentacj i mikroko ntrolera. W przypadku wyst<1pien ia bl~du na do wolnym etapie wymiany danych odczyt jest dyskwalifikowany, a funkcja zwraca wartosc 0. Operacja zapisu bajtu do urz<1dzenia slave jest analogiczna do powyzszej, Jeez tym razem nie ma koniecznosci zm iany kierunku komunikacji. Dzi~ki ustawieniu si6dmego bitu w ch w ili przekazywania adresu (adr) zostaje u ruc ho miona automatyczna inkrementacja adres6w do odczytu . Za pomocq tego mechanizmu jest mozliwe od czylywan ie wielu nast~p uj<tcych po sobie rejestr6w, d op 6ki potwierdzenie ACK jest w lqczon e. Nie ma w6wczas koniecznosci przesylania adres6w w kolejnych odczytach (lis ting 8). Dia ulatwienia analizy, na listingu 9 umieszczono deklaracje nagl6wk6w opisywanych funkcji.

Adresowanie LSM9DSO Kazd e urz<tdzenie typu s lave d olqczone do I'C musi miec unikalny a dres. Uklad LSM9DSO funkcjonalnie podzielono na dwa urzqdzenia. Pierwsze z nich udost~pnia <lan e z zyroskopu i oznaczono G. Drugie - oznaczone XM - dostarcza <lane z a kcelerometru oraz magnetometru. Producenl przewidzial mozliwosc zmiany domyslnych adres6w. Mozna to zrobic za pomocq odpowiednich poziom6w na wejsc iach SDO_G i SDO_XM. W tabeli 4 podano adresy interfejs6w sensor6w wbudowanych w struktur~ LSM9DSO.

uint8 t i:l2C ILCOP;

I /WycZyszczenie tlagi TWI interrupt,

Konfigurowanie LSM9DSO

//wyslanie sygnalu sta r t , wlqczenie TWI TVICR • {l«TWINT) I {l « TWSTA) I {l«TWEN) ; //Oczekiwanie na p r zeslanie s y gnalu start while { (i) && (!I2C TWINTSET J I i -- ; //TWSR & Ox F8 - za rnask o wan ie preskale ra w TWSR i f {I2C_TWINTSET J return I2C_RETTWSR; else r eturn 0 ;

Listin9 4. Funkcja

przesylaj~ca

pojedynczy bajt za

pomoc~

uin t8 t i2c wr i te data (u i nt8 t data} {

-

-

-

-

ui nt8 t i : I2C ILCOP; TWDR• data ; //- put data i n TWDR TWCR: {l «TWINTI I {l «TWEN) ; while {{ i) && (!I2C TVIINTSET)) i-- ; i f {I2C_TWINTSETJ retu rn I 2C_ RETTWSR; e l se return 0 ;

Konfigurowanie ukladu sensora jest wykonywane poprzez zapisanie rejestr6w konfigu racyjnych. Zostaly one podzielone n a cz~sc

TWI

Tabela 4. Zaleinosc adresu sensor6w wbudowanych w LSM9DSO od poziomu na doprowadzeniach SDO_G, SDO XM

SDO G I SDO=XM

I Ox6A I Ox6B

0 1

Listing 5 . Odczyt danych z potwierdzeniem (ACK) uin t 8 t i2c read data ack (ui nt8 t *data ) {

-

-

-

-

G

XM Ox1 E Ox1D

REKl.AI\·IA

-

uint8 t i : I2C ILCOP; TWCR: (l«TWINT I I {l « TWEN) I (l«TWEA) ; while { {i) && ( ! I2C TVIINTSET ) ) i-- ; i f {I2C TWI NTSET I (*data ""' TWDR; r e turn I2C_RETTWSR; else r eturn O; uint8 t i2c read data nack(uin t 8 t *data ) uint8 t - i:I2C ILCOP; TWCR: (l<<TWINTI I {l<<TWEN) ; while {{i) && (!I2C TWINTSET ) ) i-- ; i f {12C TWINTSETI ( *data :: TWDR;

r etur n I2C_RETTWSR; else return 0 ;

eWy'd a

iail\"i<T«'<!>mKai~~'md25'D~kawe czynski. pI

Wydanie

LyI

ll AI~

r:1 ~ 11

ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego bez prawa do ~r_o~ ~_-_ _!!'!:J_ h_n_1_a_n_" _a_. _ "_ '_ _ _ _ _ _ _~


PROJEKTY Wykaz element6w

Listing 6. Funkcja

przesylaj~ca sekwencj~

Stop

uintS t i2c stop {void) {

Rezystory:

uint8 t-i =I2C ILOOP ; TWCR=(l «TWINT) I (l«TWEN) I (l «TWSTOJ ; while ( ( i ) & & ( ' I 2C TWINTSET I ) i - - ; if ( I2C_TWI NTSET ) return I2C_RETTWSR; else return O;

R1...R6: 10 k!1 (SMD 0805)

Kondensatory: Cl : 4,7 µ.F (SMD 0805) C2: 220 nF (SMD 0805) C3: 10 µ.F/16 V (SMD ,,B") C4: 100 nF (SMD 0805)

Listing 7. Funkcje przesylaja.ce dane za pomoca. TWI (I 2 C) uint S t i 2c read byte(uintS t sla , ui n t S t adr , uintS t

-

(

P61przewodniki: IMU: LSM9DSO lnne:

-

-

-

//Start if ( i2c start ( )

JP1 ...JP3: listwa goldpin (11 wypr.)

!•

-

-

Ox08 ) { i2c stop () ; r eturn 0 ;

~data)

}

//Wyslani e adresu urzadzenia SLAVE + WRITE I I2C WRITE) != Oxl8)

i f (i 2c write data ( (sla«l)

-

{

-

-

i2c stop() ; r e tUrn 0 ;

odpowiedzialn'l za funkcjonowanie iyroskopu (G) oraz cz~sc zawieraj4c4 nastawy akcelerometru i magnetometru (XM). Spos6b konfigurowania ukiadu zyroskopu zademonstrowano na przykladzie rejestru zyroskop u CTRL_REGl G. Zawartosc rejestru CTRL_REG1_G pokazano na rysunku 3 . Mozliwe kombinacje bit6w DRLBWO wymienione zostaly w kolejnej tabeli w dokumentacji. Zgodnie z tymi informacjami, aby wlqczyc iyroskop i ustawic jego CZ<l· stotliwosc pracy naleiy zapisac do rejestru CTRL_REG1_G przykladow<1 wartosc: OblOl 11111 (OxBF). co oznacza:

)

//Wyslanie subadresu if (i 2c write data (adr)

-

{

-

!= Ox2S )

i2c stop() ;

retiirn 0 ; I //Repeated Start if (i2c start()

{

-

!= OxlOl

i2c stop (); retiirn 0 ; I

//Wys la nie adresu u rzqdzenia SLAVE + READ if (i2c write data( ( sla<<l)

-

{

-

I2C READ)

!•

Ox40 )

i2c stop (); retUrn 0 ; )

//Od c zyt danych if ( i2c read data nack (data) {

i2c stop() ; retUrn O;

!•

Ox 58)

)

10 11 380Hz I 100 Cutoff

1 1 Osie Z, Y i X wlqczone

Zyroskop wlqczony

Wykorzystujqc wcze§niej opisane funkcje, konfigurowanie sensora G sprowadza si~ do zapisania liczby OxBF do rejestru CTRL_ REGl_G w urzqdzeniu G: i2c_write_byte(Ox6B, Ox20, OxBF); Liczba Ox6B jest adresem slave sensora G (pin SDO_G jest ustawiony), natomiast Ox20 to adres rejestru CTRL_REGl_G.

i2c stop {) ;

retUrn l ; { int 8_t i2c _wri te byte (const uintB_t s la, const u int8 t adr , u i nt8_t data) //Start i f I i2c start () {

-

I I /Wyslan i e adresu urz.adzenia SLAVE + WRITE (i2c _write_ dat a ( (sla<<l) I2C_ WRITE) != Oxl81

7f

i2c s t op ();

ret iir n 0 ; )

//Wysl anie subadresu if (i2c write data (adr)

-

{

lr.111:. •

. '

..,

'

-

! = Ox 2B )

i2c s t op (); retiir n 0 ;

Odczytywanie danych z LSM9DSO Dane z sensor6w udost~pniane Sq do odczytu z pantillci wewnlllrznej !MU w 3 grupach. Kazda grupa sklada si~ z szesci u 8-bitowych rejestr6w, kt6re zawierajq dane dla osi X. Y i Z w parach komplementarnych. Przykladowo, mierzone pr~dkosci kqtowe Z zyroskopu udost'lJllliane Sq W 6 nast~puj'lcych po sobie kom6rkach pami~ci o adresach: Dia osi X: 2Bh, 29h. Dia osi Y: 2Ah, 2Bh.

! = Ox081

i2c stop (); r e tiir:n 0 ;

I

//Wyslan i e bajtu if{ i2c write data(data) { -

!= Ox 2B )

i 2c stop(); retUrn O; )

i2c stop{) ; retUr n 1;

Dia osi Z: 2Ch, ZDh. Do odczytania wskazaf1 danej osi konieczne jest pobranie obu

komplementarnych kom6rek. Przykladowy odczyt pomiar6w prqdkosci kqtowych z iyroskopu polega na odczycie

....

Adres Nazwa Ox20 CTRL_REGl _G

Przeznaczenie Za pomocq pierwszego z rejestr6w ustala si~ cz~stotliwosc wykonywania pomiar6w: 95 Hz, 190 Hz, 380 Hz, 760 Hz. Bity 3... 0 Sq odpowiedzialne za wlqczanie i wylqczanie sensora G.

Ox21 Ox22

CTRL REG2 G

Ox23

CTRL REG4 G

Ox24

CTRL_REG5_G

Konfigurowanie liltru g6rnoprzepustowego. Rejestr umozliwia sterowanie sygnalami na doprowadzeniach ukladu scalonego w zaleinosci od zdarzen. Bit 12 DROY powoduje ustawienie wyprowadzenia DRDY_G, jesli sensor G jest gotowy do odczytu. W tym rejestrze konfigurowana jest czulosc iyroskopu w zakresach: 245, 500, 2000 dps (dps = stopnie na sekund~) oraz jest ustalana kolejnosc bajt6w 16-bitowego wyniku pomiaru. Rejestr 5 zawiera mi~dzy innymi wlqcznik kolejkowania FIFO, filtrowania g6rnoprzepustowego. Umoiliwia takie wyczysmenie pami~ci IMU (reboot).

CTRL_REG3_G

e' Vy·c~:2n i e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI uzftku Vilt asn ego

W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 212015

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Czujnik inercyjny LSM9DSO oraz jego zastosowanie praktyczne szesciu nasti:puj qcych po so bie rejestr6w poprzez wywolanie funkcj i odczytu sekwencyjnego:

uint8_t dane[6]; i2c_read_sequence(Ox6B, Ox28, <lane, 6);

Liczba Ox28 jest adresem rejestru OUT_X_L_G - pierwszego z serii rejes tr6w zawieraj'lcych <lane X, Y oraz Z. Dane zostajq zwr6cone w formie 8-bitowych liczb w tabeli done[]. Finalne 16-bitowe odczyty

Listing 8. Sekwencyjny odczyt i sekwencyjny zapis danych uint8 t i2c read sequence(uintB t sla , uintB t adr, uintB t des t(] , u int8_t cnt) (

//Start i f (i 2c start()

!= OxOBI ( i2c stop() ; return O; ) //Wyslati"ie adresu urzC\dzenia SLAVE + WRITE if (i2c write data ( (sla<<l) I I 2C WRITE) != OxlB) ( i 2c stop( );

otrzymywane Sq po przeksztalceniu komplementaruych par za pomocq operacji bitowych: inl16_t ex= (dane[1]< <8) I dane[O]; int16_l CY= (dane[3]< <8) I dane[Z[; int16_l CZ = (dane[5]< <8) I dane(4]; Nalezy pamii:tac, iz zwracane wartosci Sq typu calkowitego ze znakiem. Dia uzupelnienia przykladu w tabeli 5 zamieszczono opis rejestr6w konfiguracyjnych G, natomiasl w tabeli 6 rejeslr6w ko nfiguracyjnych rejestru XM.

r etUr n 0 ; )

Kolejkowanie FIFO

//Wys l ani e subadresu + autoincrement i f l i2c wr i te data ladr I 11«7 )) != Ox2B I ( i2c stop( ); retUrn O; I //Repeated Start i f (i 2c start I) != OxlOI t i2c stop() ;

Uklad LSM9DSO umozliwia odczytywanie danych z bufor6w kolejkowych FIFO o pojemnosci 32 wynik6w pomiar6w (slol6w) z zyroskopu i akcelerometru dla osi X, Y i Z. Bufory mogq dzialac w 5 r6znych trybach. FIFO Bypass. W lym trybie bufor przechowuje tylko <lane tylko z oslalniego odczytu z sensor6w, kt6re Sq bezpowrolnie tracone w chwili nadpisania przez kolejne odczyly. FIFO. Dane sensor6w X, Yi Z zapisywane Sq w kolejnych kom6rkach kolejki do chwili, gdy wszyslkie 32 sloty zoslanq wykorzystane. W6wczas naslf1puje zalrZ)~nanie odczyt6w do czasu przywr6cenia trybu Bypass. Stream. W tym trybie <lane zapisywane sq w kolejce, dop6ki wszyslkie 32 sloty zostan11 zapelnione. Gdy to sii: stanie nasti:pu je nadpisywanie najstarszych danych przez nowe odczyty. Stream-to-FIFO. Dane kolekcjonowane Sq w trybie Stream do czasu wyslqpienia zdarzenia zdefiniowanego w rejestrze !NTl_CFG_G. Bypass-to-Stream. Ten tryb zaklada przej§cie ze stanu Bypass do Stream po zajsciu zdarzenia kontrolowanego poprzez rejestr INT1_CFG_G.

r etUrn 0 ; )

//Wyslanie adresu

urz~dzenia

if (i 2c write data ( (sla<<l) I -

SLAVE + READ I2C_READ) ! • Ox40)

i2c stop(); retUrn O; I //Odczyt danych for (uint8 t i =O; i<cnt ; i ++ ) I if {i < cnt-1)

t

//Odczyt z ACK if (i2c read data_ack(&dest [ i])

t

-

-

!•

Ox50)

i2c stop() ; r etUrn 0 ; )

e l se I //Odczyt ostatniego baj tu z NACK if (i2c read data nack (&dest[i ) ) != OxSS l I i2c stop I) ; retUrn O; )

i2c stop() ; retUrn 1 ;

Listing 9 . Dekl aracje nagl6wk6w funkcji obslugi TWI void i2c init (void) ; uin t B t T2c s t art (void);

Podsumowanie

u in tB- t i 2c-write data (u int8 t data) ; u in t8-t i 2c-read data ack(uints t ~ data); uint8-t i 2c - read-data- nack (uintS t *dat.a) ;

uint8-t i2c-stop(voidf; uint8- t i2c- read byte{uintB t s l a , uintB t adr , uint8 t *data) ; u i nt8-t i2c-write byte(uint8 t sla , uint8 t a dr, uintB t data) ; u i n t 8-t i2c -read Sequence(ui0 t8 t sla , uiOtB t adr, ui0t8 t dest( ) , uintB_t

cnt) ; -

.ti:..

Ad res Ox1F Ox20 Ox21 Ox22 Ox23 Ox24

Ox25 Ox26

-

-

·-·•··

-

'

I

-

-

.

Arkadiusz Witczak

Nazwa Przeznaczenie CTRL_REGO_XM Uruchomienie procesu ayszczenia pami~ci XM (reboot). Rejestr umoiliwia takie wlqczenie kolejki FIFO oraz filtr6w 96rnoprze· pustowych. CTRL_REG1 _XM Wlqaenie sensora XM oraz konfigurowanie a~stotliwosci wykonywania pomiar6w: 3,125 Hz, 6,25 Hz, 12,5 Hz, 25 Hz, 50 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 400 Hz, 800 Hz, 1600 Hz. CTRL_REG2_XM Bity 5..3 odpowiedzialne sq za wyb6r skali odczyt6w z akcelerometru sposr6d nast~pujqcych zakres6w: ±29. ±4g, ±69, ±89. ± 16g. Dost~pna jest takze opcja antyaliasin9u. CTRL_REG3_XM Bity sterujqce 9eneratorami przerwar\. Wsr6d nich Sq bity P1 _DRDYA i P1_DRDYM odpowiedzialne za generowanie przerwania od akcelerometru lub magnetometru (INT1 _XM). CTRL REG4 XM Bity sterujqce przerwaniami: P2 DRDYA i P2 DRDYM. Zalqczaj~ przerwanie od sensora XM (INT2 XM). CTRL_REG5_XM Rejestr umoiliwia wlqczenie lub wylqaenie termometru oraz steruje cz~stotliwosciq pomiar6w wykonywanych przez magneto· metr: 3,125 Hz, 6,25 Hz, 12,5 Hz, 50 Hz, 100 Hz. Cz~stotliwosc 100 Hz jest mozliwa do uzyskania przy ustawieniu wartosci powyiej 50 Hz w rejestrze CTRL_REG1_xM CTRL_REG6 XM Wyb6r zakresu ma9netometru : ±2/±4/±8/±12 Gs. CTRL_REG7_xM Wyb6r trybu pracy ma9netometru.

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

Mam nadziejQ, ze podane infom1acje oraz projekl modulu ulatwi4 jego samodzielne wykorzyslanie. Wkr6tce w miesiQczniku EP opublikujQ praktyczny przyklad zastosowania ukladu LSM9DSO do zdalnego sterowania kamer4.

43 bez prawa do rozpowszechniania.


PROJEKTY

Kontroler obciqienia portu

USB Obecnie port USB komputera cu;sto stanowi ir6dfo zasilania zestaw6w ewaluacyjnych, plytek mikrokomputer6w, s!uzy tez do ladowania telefon6w, urzqdzefz do nawigacji CPS itp. Wydajnosc takiego portu jest scisle okreslona i nie nalezy jej przekraczac, chociaz komputer powinien miec wbudowane zabezpieczenie przed przeciqzeniem. Uk/ad kontrolera obciqienia po1tu USB umozliwia biezqcy odczyt prqdu p!ynqcego z portu USB komputera oraz napi~cia na tym porcie. Rekomendacje: kontroler przyda si~ w pracowni konstrukcyjnej oraz r6znym ,,eksperymentatorom ". Prezentowane urzqdzenie moze sluzyc w roli .,przedlufacza" portu USB z 3 gniazdami. v\lyposafono je w wyswie Llacz LCD, na kt6rym s11 prezentowane parametry napi~cia i pr11du. Gniazda USB Sq poh1czone r6wnolegle i mozna ich uzyc do zasilania r6Znych odbiornik6w, ale tylko jeden z nich moze komunikowac si~ z kompu terem. Na rysunku 1 pokazano schema! ideowy urz11dzenia. )ego sercem jest mikrokontroler PIC12F675 (!Cl). Dokonuje pomiaru napiEicia i prqdu oraz steruje wyswietlaczem LCD. Z uwagi na ograniczorn1 liczbEl wyprowadzefl mikrokontrolera do sterowania wyswietlaczem zastosowano dodatkowy rejeslr szeregowo r6wnolegty 4094 [ICZ). Za pomocq wyprowadzefl 2 i 3 mikrokontrolera dane szeregowo podawane s4 na wejscia DATA i CLK rejestru, a ten s teruje liniami dan ych D4 ... D7 oraz sygnalami RS i R/1N. Wejscie ENABLE wyswietlacza jest bezposrednio doh1czone do mikrokontrolera, k t6ry steruje nim w rytm p rzesytanych danych. 'A'yswiellacz LCD ma rozdz ielczosc 8 znak6w xz linie. W g6rnym wierszu jest wyswiellane napiQcie portu USB, aw dolnym natEizenie prqdu, kt6ry jest pobierany z portu kompulera. Wyswietlacz pracuje w lrybie inlerfejsu 4-hilowego, wi~c kazdy znak do wyswietlenia czy rozkazy sq przesylane w dw6ch porcjach po 4 bity. Mikrokontroler jest zasilany napiqciem Uref uzyskiwanym za pomocq uktadu

TL431 (IC3). jest to uklad precyzyjnego stabilizalora, kt6rego przeznaczeniem jest zas tosowanie do budowania zr6del napiqcia referencyjnego. )ego napiElcie wyjsciowe moze bye regulowane w szerokim zakresie. w zwiqzku z tym, ze napiQciem odniesienia dla przetwornika NC wbudowanego w mikrokontroler !Cl jest jego napiE;cie zasilajqce, to IC3 stabilizuje ustala je na wartosc 4,096 V Dodatkowo, lo napi~cie moze bye precyzyjnie ustawione za pomocq potencjometru wieloobrotowego, monlazowego RS. DziQki temu najmniej znaczqcemu bitowi 10-bitowego przetwornika NC odpowiadajq 4 mV NapiQcie mierzone jest doprowadzone do linii GPO mikrokontrole ra [wyprowadzenie 7). Ta linia pracuje jako wejscie 0 przetwornika A/C. }est do niej doprowadzone napi~cie +5 V z portu USB kompule ra za pomocq dzielnika rezystancyjnego R8/R6. Gniazda zlqcz USB S<I doprowadzone ., na wprost" do porlu USB komputera opr6cz masy, kt6ra jest przytiiczona przez bocznik pr<\dowy RZ o rezystancji 0,1 !l. Spadek napi'lcia na tym boczniku - b~dqcy wynikiem poboru prqdu przez odbiorniki - jes t wzmacniany 40-krotnie przez wzmacniacz pomiarowy IC4. 'A'yjscie wzmacniacza pomiarowego jest doprowadzone do portu GP1 mikrokontrolera pracuj<1cego jako wejscie 1 przetwornika NC. Wzmacniacz pomiarowy wymaga symetrycznego napiElcia zasilania.

e' Vy·ct1~1 i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI

• Zasilanie z portu USB

ze-

wn ~trz nego .

• Pomiar sumy prqd6w pobieranych z 3 gniazd USB. • Wyswietlacz LCD 8 znak6w x 2 linie. • Dwustronna plytka drukowana.

• Przystosowana do montaiu w obudowie Z-75. 54721 , pass: qn2j bq4t

AVT-1823 Monitor prqdu USB (EP 8/2014 )AVT-5233 3-kanalowy woltomierz z USB EP 5/2010

Ponadto, napi~cie + Ucc powinno bye o 2 V wyisze od maksymalnego napi~cia wyjscio\,v ego wznrncniacza. Dlatego leZ zastosowano

uklad IC5 typu MAX232, kt6ry s luzy tylko do wy tworzenia symelrycznego napi~cia zasilania :!:8,5 V

Montaz i uruchomienie Uklad zmontowany jes t na dwustronnym obwod zie drukowanym. Schema! montazowy rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do uZ.ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Kontroler obciqienia portu USB

(_ _ Lc_o~)

• 5V

R3 R2 0,1

•5V

15

~ C4

+SV

16V 10u

I

cs

I

100u 16V

+5V

R9 39k R7 1k

Rysunek 1. Schemat ideowy kontrolera obci<1zenia portu USB

pokazano na rysunku 2. Plytka jest przystosowana do zamontowania w obudowie Z-75. Z uwagi na wysokosc obudowy (24 mm pomniejszone o gru bosc scianek) pozostaje niewiele miejsca. Dlatego najlepiej uzyc cienkiego Jaminatu np. o grubosci 1 mm, a potencjometry wieloobrotowe R5 i R6 powinny bye min ialurowe. Montaz najlepiej zacz11c od mikrokontrolera. PIC jest w wersji SMD i nie kazdy ma odpowiedniq podstawk€), aby zaprogramowac go przed wlutowaniem. Dlatego mozna zaczqC od niego, po czyrn przylutowaC przewody do programatora i wgrac program przed montazem pozostalych element6w. NastE)pnie nalezy przylutowac pozos tale elementy SMD. W dalszej kolejnosci nalezy przylutowac zl11cze do wyswie Uacza LCD. S11 to zwykle goldpiny z tym, ze w celu zm niejszen ia wysokosci ukladu S<\ one montowane bez trzymajqcego je plastiku. Dlatego najlepiej wetkrn1c je do gniazda, nas t()pnie do plytki i przylutowac od spodu, potem W)1qc gniazdo. Jesli plytka jes t zrobiona samodzielnie to nale:i:y przylutowac zl11cze r6wniez od g6rnej strony, tak jak wszystkie te miejsca, w kt6rych sq przelotki z dolnej na g6rn11 warstw() laminatu. Nast()pnie

montujemy pozostale elementy przewlekane. Kondensatory elektrolityczne nalezy polozyc, aby zmiescily siey pod wyswie tlaczem. Bocznik pn1dowy R2 latwo zdobyc

Rysunek 2. Schemat monta:Zowy kontrolera obci<1zenia portu USB

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

wymontowujqc go ze starego, uszkodzonego multime lru. Zazwyczaj S'! w nich slosowane boczniki 0 ,1 n w formie kilku zwoj6w drutu. Moin a w ostatecznosci u zyc rezystora o,1 !1,

45 bez prawa do rozpowszechniania.


PROJEKTY Wykaz element6w Rezystory: (5MD 1206) Rl : 1 kn R2 : 0, 1 0 (boczni k) R3: 15 fl R4: 3,9 kl! RS: 5 kO (pot. wieloobrotowy) R6: 10 kO (pot. wieloobrotowy) R7 : 1 kO R8: 12 kn R9: 39 kn R1 0 : 1 kO R11:4,7k0 Kondensatory: (SMD 120 6) Cl , CS: 10 n F C2, C7: 100 nF C3, C4, C9.. .Cl 0: 10 ÂľF/16 V C6: 100 Âľ/16 V P61przewodni ki: IC1: PIC12F675 (508) IC2: CD4094 (5016) IC3: TL431 (T092) IC4: OP07D (508) ICS: MAX232 (5016) lnne: Wyswietlacz LCD 8 x 2 Ztqcze gold pin 7 x2 pin Gniazdo U5B A do druku - 4 szt.

a le nalei.y liczyc si'l z tym. ze pom iar pn1d u nie bfldzie zbyt dokladny. Na koflcu monlujemy gniazdka USB i przew6d t<1cz<1cy uktad

z kornpulerem. Ja wykorzystalem golowy kabel USB. To rozwiqzanie, chociaz estetyczne, nie jest dobre. Kahle USB maj'l dose cienki przekr6j i wyslflpuje na nich slosunkowo dufy spadek napi~cia. Lepiej zaslosowae rozbieran'l wlyczkl[ USB i kabel masy oraz zasilania +5 V zdublowac dodalkowyrn przewodem lub wykorzyslac tylko 2 przewody, jesli ktos rezygnuje z lransmisji i polraktuje USB jedynie jako :lr6dto zasilania. Jako oslalni mo nlujemy wyswiet lacz LCD. Wczesniej nalezy do niego przylutowac gniazdo goldpin i wciSBqC w piylkfl. Najlepiej zastosowac wyswietlacz o jak najmniejszym poborze pr<1du, poniewaz wynik porniaru prqdu pobieranego przez urzqd zenie nie jest sumowa ny z pn1dami odbiornik6w i d latego powinien bye pomijalnie maly. Najlepiej zastosowac matrycfl bez podswiellan ia, choc iaz osobiscie u zylem wyswietlacza z podswiellaniem niebieskim, kt6ry pobiera niewielki prqd - cale urzqdzenie, h1cznie z moim wysw ietlaczem, pobiera pn1d rz'ldu 30 mA. Moina tez zasilic urzqdzenie z zewnfllrznego zasilacza + 5 V. Po wlqczeni u zasilania nalezy pote ncjomelre m R5 u zyskac na konden salorze C6 napi~cie 4,096 V. Nalezy r6wniez sprawd zic

czy na wzmacniaczu operacyjnym IC4 jest zasilanie :!:8,5 V. Po osiqgn iqciu tych parametr6w mozna wlutowac zwor'l lqCZ<\C'l dodatnie doprowadzenie kond ensatora C6 z n6zkq 1 mikrokontrolera !Ct i przylqczyc urzqdzen ie do porlu USB kompulera. Na wyswietlaczu pojawi<i si~ wartosci napi~cia i pr<1du. Nasl~pn ie, do gniazda USB urz11dzenia nalezy dol11czyc obci<1zenie przez miliamperomierz. Maze lo bye rezyslor l ub zar6wka pozycyjna z samochodu (5 W/12 V). Po dot<1czeniu obci<1zenia wartoSC wskazyv.ranego prq.du powinna zmieniC si~ z O do zbl izonej do wskaza fl miliamperomierza. Dia zar6wki swiatel pozycyjnych lo okolo 250 mA. Naslflpnie nalezy skorygowac t~ wartosc potencjometrem R5, aby byla zgodna ze wskazaniem naszego mullimetru wzorcowego. Teraz nalezy ocilqczyc wzorcowy miliamperomierz. a nast~pnie dolqczyc obciqzenie i wollomierz. Polencjomelrem R6 ustawic wskazanie napi'lcia zgodne ze wzorcowym woltomierzem. Pozostalo jed yn ie wlozyc uklad do obudowy Z-75, co odpowiedniego wykonan ia olwor6w dla wyswiellacz i gniazd USB.

Grzegorz Mazur grmazur@poczta.onet.pl


MINIPROJEKTY

EH ADP5090 - inteligentna przetwornica doenergy harvesting Dzi~ki zmme1szeniu poboru mocy przez urzqdzenia elektroniczne coraz bardziej popularne staje si~ zasilanie ich za pomocq energii pozyskiwanej z otoczenia. Do tego celu sq wykorzystywane ir6dla niekonwencjonalne, takie jak: miniaturowe ogniwa sioneczne, generatory piezo- i termoelekt1yczne (TEG), anteny pozyskujqce energi~ z pola elektromagnetycznego wielkiej cz~stotliwosci. w niekt61ych wypadkach jest mozliwe calkowite wyeliminowanie zewn~trznycl1, typowych ir6del zasilania, jak siec energetyczna lub baterie czy akumulatory. Rekomendacje: urzqdzenie przyda si~ do samodzielnie wykonywanycl1 aplikacji energy harvesting lub do eksperymentowania z alternatywnymi ir6dlami zasilania.

Aby efektywnie wykorzystac energiii pozyskanq z oloczenia, producenci uklad6w scalonych uzupelnili oferl'l o specjalizowane kontrolery zarz(ldzaj11ce nie tylko samym procesem gromadzenia energii, ale zapewniajqce odpowiednie zabezpieczenia i rozdzial pozyskanej energii. Przyktadem takiego uktadu jest ADP5090 firmy Analog Devices. ]ego schemat wewn<itrzny pokazano na rysunku 1. Uktad ADP5090 zawiera pomp'l ladunkow11 i przetwornicti podwyzszaj<1c<1 napi<icie, zdolnq do pracy w zakresie napi<icia

wejsciowego 0,1. .. 3,3 V. Umozliwia to stosowanie lanich, niskonapi'lciowych ogniw slonecznych lub generalor6w TEG. Przy wsp6tpracy z ogniwem stonecznym jest mozliwe wykorzystanie algorytmu MPPT (sledzenie punklu maksymalnej mocy) i elaslyczne dopasowanie si'l przetwornicy do poziomu pozyskiwanej energii. Energia pozyskana ze srodowiska mo:ie zostac zgromadzona w kondensatorze lub w akumulatorze BAT. Uklad nadzomj<1cy tunozliwia wyl<1czenie przetwornicy podwyzszajqcej. gdy energia

ADP5090

SYS

Rsvs

~

Csvs

BAT

,r-so~ BSTOL T '

<

SYS~>+-< rR_E_F_--t~-+----. MPPT .__ _ _, ,___, CONTROLLER

~--._,TERM_REF _____.,/,

SETSO

EN_BST BOOST CONTROLLER

PGOOD STE PG

tt

> -' "'"' "' 0

BIAS REFERENCE AND OSCILLATOR

PGND

AGND

BSTO

Rysunek 1. Budowa wewn(ltrzna ADP5090 (za not<i AD)

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

47 bez prawa do rozpowszechniania.


MINIPROJE KTY R2 3,3M

W oferc1e AVT•

AVT·1846 A R1 4,3M R4 4,7M

W kaz element6w Ptytka przetwornicy Rezystory: (SMO 0805/ 1%) Rl : 4,3 MO R2: 3,3 MO R3: 5,6 MO R4 ...R6, R9: 4,7 MO R7: 22 kO RS: 10 MO Kondensatory: (SMO 0805) Cl, 0 : 4,7 .,.F C2: 10 nf C4: 0.1 .,.F CS: 0,22 F/3,6 V (superkondensator) P61przewodniki: U1: AOP5090ACPZ (LFCSP16) lnne: BAT: CR1220 (bateria litowa z oprawk4 do druku) EHM, S.C.: zt4cze SIP2 L1: 22 .,.H (OE0703, dlawik SMO) PWR: zt~cze SIP4

R3

5,6M

U1 ADP5090

R7

22k

cs

0,22F

Eksperymentalne ir6dto energii LD1 ...LD20: BPW34 (fotodioda)

Ilefttifrtb.MWufilMtfjfl.6iji• ftp:l/ep.com.pl, user: 54721 , pass: qn2~ 1

1

Rysunek 2. Schemat ideowy modulu e nergy harvestera z ADP5090

• wzory plytek PCB

""""i9•

lH~ A'l/f

-·-

SC

Ult

to

Avt

A

~ clr1i1kOW~ 'Cf (l>.tb ~ cklllow.JM, IKil W Ol)l5'JI! u1~t. btl ~·ow doH~

llNJI

1

~ltl)OW~ W !'MlitPWjit(ydl Mf"l!i<h Uopr()91fm!Ow.ll"t 11Hid ~ I w'ff¥;Zl'lle " '' NmtntOw

"l094

AVf -

wr••

/I. VT llNJI A • ~ clrwkOWMi I~'~'"¥ 11kl.cl klyl1 ~

wtnl• A

~ Wfl''tl

AVf :o.llllll•

pfytk.joclr1.1kOWM.1 M pf\ll:U)OfH~l ~IOw~

AVfllJlllQI (

'ir""''~"'"'

toNt~~l"l'IOM~Hit.i1¥rl.aytl~wllll•

W;tMwl'O ,.._IYll'llfCIWI_...,. ltO-~lol.lMOOl'IO .......~W~lft"""'ttft--obvdowy-~

INl-Co

LD10

L020

BPW34

BPW34

LD1 1

BPW34

L09

l019

LD12

BPW34

BPW34

BPW34

LD8

L018

LD13

BPW34

BPW34

BPW34

L07

L017

LD14

BPW34

BPW34

BPW34

L06 BPW34

L016

L015

BPW34

BPW34

UIO Iliff ~!Ow ctodil!kCIWYC"h

. . . .~ ... . llllf lOtQ!'r....,.._ .. '~"

,ctf

~.........,......,_,_,.~~lrfaitill~

'10~-~-~l:lUMr:•Mk

~-~~

Not lflldit~IWI~. . . . . . . ~~ !Wdi~JN

. . . ,_,• ...,,. • .._.,......._.~111e.'10q -'ftl~CUll:.A.A• , 8 .... 0 "' ·~-

dostarczona ze t r6dla jest zbyt mala i islnieje zagroie uie niepoLrzebnym rozladowauiem clcmcntu gromadzqccgo MINOP. Dodalkowo, realizowane sii zabezpiecze nia przed przeladowauiem TERM (ograniczenie maksymalncgo napiQcia ladowania) i przcd nadmicrnym rozladowaniem SETSD (ograniczenie rninirnalnego napiQcia rozladowania) zapobicgajflCC uszkodzcniu ogn iwa chcmiczncgo. Uklad uzupelnio obw6d zr6dla rezerwowego z au lomalycznym przelqczeniem, umozliwiaj<1cym realizacj~ funkcji BACK_UP np. z uiyciem ogniwa litowego w wypadku niedoslatecznej ilosci energii zgromadzonej w zr6dle podslawowym BAT. Do konlroli pracy ADP5090 jest doslqpny sygnal wyl<tczenia DIS_SW i potwie rdzenie poprawnoSci 1.1silania ?GOOD (Power Good) z ustalanym progicm zadzialania SETPG. Scbe mat ideowy modulu z ukladem ADP5090 1.amieszczono na rysunku 2. Do pozyskiwania oncrgii z otoczcnia mozna zas tosowac np. modul fotoelektryczny, kt6rego schema! pokazano na rysunku 3. Zbudowano go z cztorcch pol'\czonych r6wnolegle laJ\cuch6w zlozonych z piqciu fotod iod BPW34. lloM: liiczonych galQzi zalezy od oczckiwancj wydajno~ci priidowcj ,,ogniwa". W modelu zaslosowano dwa lancuchy. Oczywiscie, jes t mozliwe zaslosowanie typowcgo mikroogniwa sloncczncgo. Waznc, aby nie przekraczac clopuszczalnego napiqcia wejsciowego ADP5090 wynoszi1cego 3,3 V. NapiQCio z ogniwa jest doprowaclzone do wejscia przelwornicy Ul. Konde nsator Cl

e

1Mni ri

Rysunek 3 . Modelowe ..fotoogniwo" MAXIMUM DEVICE RATING VOLTAGE

t

} MAIN BOOST CHAR GER O FF

TURN OFF MAIN BOOST

VeAT_TERM VeAT_TERM_HYS

w

t

(!)

<(

I-

..I

PGOOD BECOMES HIGH

0

>

VeAT_PG_HYS

11'1

> 11'1

VeAT_PG

(!)

t

z u; <( w 0:::

0 ~

MAIN BOOST IN SYNCHRONOUS MODE T URN ON SWITCH BETWEEN BSTO AND BAT

MAIN BOOST CHARGER ON

VeAr_so_Hvs VeAT_SD

t

1.8V

ov

TURN ON MAIN BOOST IN ASYNCHRONOUS MODE

SYS REACHES 1.8V

t

}COLD STARTUP

ENABLE CHIP

~

9

"' <O

~

Rysunek 4. Tryby pracy ADP5090

llci. aleksander@kaweczynski.pl lektroniczne pr:zeznaczone wyt'l,cznie do uZytku w\asnego bez pra1111a do ro

ELEKTRoN1KAPRAKTYczNA21201s -~

=~

t nianiJ.


MINIPROJEKTY

Rysunek 5. Schemat montai:owy modulu energy harvestera z ADP5090

filtruje napi~cie wejsciowe i przez niewielkq wydajnosc i;r6dla napi~cia musi miec jak najmniejszy pn1d uplywu, aby nie marnowac energii ir6dla. Dzielnik rezystancyjny RB/R9 oraz kondensator CZ S'l elementami obwodu MPPT. Wartosc napi(lcia mocy maksymalnej mozna ustalic za pomocq dzieln ika RB/R9. W prototypie to okolo 70% napi~cia maksymalnego. Funkcja MINOP jest ustalana przez rezystor R7. Pozyskiwana energia jest gromadzona w superkondensatorze CS o pojemnosci

0,22 F/3,6 V Aby zabezpieczyc CS przed uszkodzeniem zbyt wysokim napiQciem ladowania, wykorzystywano dzielnik dol'lczony do wyprowadzenia TERM. Wartosc maksymalnego napi~cia tadowania ustalono na 3,5 V zgodnie ze wzorem: V_TERM = 3/2 Vref (1 + R1/R6} gdzie Vref= - 1.22 V Napi~cie minimalne ladowania ustalono na 2,1 V, zgodnie ze wzorem: V_SD = Vref {1 + R2/R5) Pr6g sygnalizacji poprawnego zasilania 2,7 V okresla dzielnik rezystancyjny zlozony z R3/R4: v_so = Vref(1 + R2/H5J Rezystory dzielnik6w mozna zmienic dostosowuj4c si.:i do potrzeb wlasnej aplikacji. Nalezy pamiQtac o spelnieniu warunku, aby suma rezystancji kazdego z dzielnik6w przekraczala 6 MO, aby nadmiernie nie obci4zac fr6dla. KaZdy z komparator6w TERM/SD/ PG ma wbudowan<1 histerez~. Poszczeg6lne progi i lryb pracy ADP5090 przedstawia rysunek 4 .

i sygnaly sterujqce doprowadzone Sq do zlqcza Kondensatory C3 i C4 filtrujq zasilanie i podobnie jak Cl musza miec mo:i:liwie mal11 uplywnosc. Wylqczenie przetwornicy jest mozliwe przez podan.ie poziomu wysokiego na wyprowadzenie PWR-4 (sygnal EN). Stan wysoki sygnalu PG sygnalizuje poprawnosc zasilania. Jest on dos!Eipny na wyprowadwniu PWR-3. Uklad jest zmontowany na niewielkiej, dwustronnej plytce drukowanej. Na osobnych plylkach zmontowano ogni wo i przetwornic~. Rozmieszczenie element6w przedstawia rysunek 5. Wazne, aby po montazu dokladnie umyc i odtluscic plytki, poniewaz ze wzgl~du na niewielkie pr11dy i duze rezystancje dzielnik6w, kazde zabrudzen.ie wplywac na poprawIH\ prac~ ukladu. Montaz ukladu nie wymaga opisu, prawidlowo zmontowany modul dziala od razu do dolqczeniu do fr6dla. Po uruchomieniu pozoslaje tylko zyczyc powodzenia w lapaniu elektron6w ze srodowiska .. Adam Tatus, EP P\NR.

Uklad uzupetnia bateria CR1220 peb1i11ca funkcjQ zasilania rezerwowego. Zasilan.ie

PAmp_TDA7388 Wzmacniacz mocy audio 4x20 W/4 n Uklad n iewielkiej, 4-kanalowej konc6wki sredniej mocy, kt6ry m aze znaleic zastosowanie w nag!ofoieniu samochodu, akiywnych zespolach glofoikowych lub w PC-audio.

Modul jest oparty na ukladzie TDA7388 zawieraj11cym cztery kanaty mos tkowego wzmacniacza mocy, ze wsp6lnymi obwodami zal4czenia i wyc is za nia. Zmontowana plytka jest gotowym blokiem funkcjonalnym systemu audio. Schema! ideowy wzmacn iacza pokazano na rysunku 1 . Uklady wzmacniaczy Ul (TDA7388) pracujq w konfiguracji mostkowej, co umozliwia osi4gni~cie sporej mocy wyjsciowej bez koniecznoSci uZywan ia przetwornic

podwyzszajqcych napi~cie zasilania. Moc podawana przez producenta przy zasilaniu 14,4 V to 4X25 W/4 fl. Rzeczywis ta moc zalezy od jakosci zasilania i skutecznosci odprowadze nia ciepla z ukladu. Uklad ma wzmocnienie ustalone na 26 dB oraz zintegrowane odwracacze sygnalu dla wszystkich czterech kanal6w. Eliminuje to z aplikacji kilkanascie element6w upraszczajqc zastosowanie samego

uktadu. Sygnal wejsciowy wymaga jedynie odseparowania sktadowej stalej poprzez kondensatory C3 ...C6. Rezystory polaryzujqce wejscia wbudowane sq w uktad, ich rezystancja wynosi ok.100 kfl, co ustala dolnq cz'lslotliwosc przenoszenia na ok. 16 Hz. TDA7388 ma zintegrowane obwody wyciszania i stand-by. W aplikacji

wzmacniacz jest \•\llE!_czony na state, z n ie-

wielkim op6Znieniem ustalonym przez rezystor Rl i kondensator C7 oraz wyciszeniem ustalonym przez rezystor RZ oraz kondensator CB. Te komponenty eliminuj<j ni epoz<jdane efekty dzwi.:ikowe przy wlqczaniu i wytqczaniu wzmacn iacza. Obw6d wyciszania wyprowadzony jest

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uZ.ftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

49


MINIPROJEKTY W oferc1e AVT"' AVT-1 843 A AVT-1 843 C W kaz element6w·

Rl: 10 kn RZ: 47 kn R3: 100 Kondensatory: (SMD 1Z06) Cl : 0,1 µF CZ: 0.47 µ F C3 ... C6: 0 , 1 µF (foliowy, R=5 m m) C7,C8: 1 µF CE l : Z2 µF/ Z5 v (elektrolit. R=2,5 m m) CEZ, CE3: 1000 µF/2 5 V (elektrolit. R= 5 mm) P61przewodniki: Ul: TDA7388 (Flexiwatt25) lnne: HS: np. SKl 25 84 (radiator. dobrac w zaleznosci od mocy- wyjSciowej) IN: zlqcze KK5 proste, kompletne MUTE: zlqcze KKZ proste, kompletne 01...0 4, PWR: zl cze ARK2/5 m m

.

R2 47k

R1 10k

CB

C7 1uF

1uF

H

n

... .

C2 0,47uF

vcc AVT-1 843 B

CE1 22uF

CE2 1000uF

.:r.

.I

.:r. .:r.

U1 TDA7388 lO SVR

H

16 4 22

CE3 1000uF

ACG STB MUTE

IN

HS

~

SK1 25_84

Rysunek 1. Schemat ideowy modulu wzmacniacza

.

ftpJ/ep.com.pl, user: 54721 , pass:

n2'b 4t

:~?ry_gjy!~ ek~P~C~B~~~~~~~~~~--<

iV:~:2/: ~~~~~;!.;' 111fa!i~~ ._;~J~~. B@z e*ment6YAVJ lOOOI A

""'""""'

plyt~

dr~~.

d11.1k0W<Jni PCB llub

jMll w QJJIS!e

AVf lOOOI A+AVl~ B

A\11

lOOO<

c

AVI lOOOI CD

to

l'IK lf'llle90Jik z:mootow.JnyMSt...., 8. cz,-11 elemeflty wtutowaM w Kit Nilezy ml@( Ill, ) u~e. ze o . . nle zat~Ol'IO .....,-~nle w opisie. zest<lw !efl noe moo oblldo~ .Jfll e,lemetltOw dod.i.ll~. kt6re iw zo~aot~ w~m!er.lone w 1~1k\I pdf

~gi~::::n~,~~=ill~~%':i: =i~~~.~c~~i;:1e.

umleszczooy- w Ol)IS1e ~•tuJ Noe kili(fy zesww 1..vr WfStepu,e w-e wu~stbdl

~JKh' ~d•

we1sjoo m<t

I ~~~!:v.i~~ fu'~ ~t~~ilfibsi<.8.a;~~ z;~0v.1_;~ upewn11 si~. ''~ I

na zewn11trz ply tki, co umozliwia jednoczesne wyciszenie wzmacniaczy poprzez zwarcie styk6w zlqcza MUTE. Pozostale elementy filtruj11 zasilanie. Wzmacniacz jest zasilany napi~ciem 14,4 V, obwody wyjsciowe majq zabezpieczenia przez zwarcien1 oraz przed

Rysunek 2. Schemat montai:owy modulu wzmacniacza Fl

_ _ -E

przegrzaniem.

Wzmacniacz

zmonto\•va no na d\•vu stronnej plytce drukowanej. Rozmieszczenie element6w pokazano na rysunku 2. Montaz jest wykonywa ny typowo i nie wymaga opisu. Ze wzgl~d u na wydzielarn1 moc, uklad Ul wymaga montazu na radiatorze o powierzchn i dostosowanej do wydzielanej mocy. Model ma radiator SK125-84, kt6ry wys tarcza do osiqgni~cia ok. 4X10 W/4 n. W wypadku pracy w trudnych warunkach term icznych lub potrzeby osi~gni~cia pelnej mocy ukladu, nalei.y zas tosowac znaczn ie wi~kszy radiator lub chlodzenie wymuszone. Wkladka radiatorowa jest pol<tczona z masq ukladu, o czym naleiy pamil)tac. Spos6b polqczen ia wzmacniacza pokaza no na rysunku 3. Milego odsluchu !

Adam Tatus, EP

PWR

I

PAmp_TDA7388

S~~R lgjti::::::§~~~~~~

IN1

IN4

04 SPKR I

1

'---~ :UTE _____ _ ~------

I I I

---. I

$1

I I

I I

I I

I

I

·----------~

Rysunek 3. Sche mat pol<jczenia wzmacniacza

e'/fy'cl>flni e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

uzftku Vlltasnego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.


MINIPROJEKTY

Miniaturowy sterownik tasmy LED w ostatnich Jatach popularnosc oswietlenia diodowego bardzo wzmsla, gl6wnie z powodu spadku cen diod LED i unikatowych mozliwosci aranfocji oswietlenia. Prezentowany sterownik jest Jatwy do wykonania i umozliwia wykonanie atrakcyjnego oswietlenia. Tabela 1. Opis funkcji sterownika l. p. Dzialanie funkcji Wylqczony 1. 2. Swiecenie w 100% 3. Swiecenie w 50% 4. Miganie 0/100% z wypelnieniem 50% 5. Miganie 50%/100% z wypelnieniem 50% 6. Plynne rozjasnianie i sdemnianie 0-100% 7. Ptynne rozjasnianie i sdemnianie 50-1 00% 8. Pila plynnie narastajqca 0-1 00% 9. Pila plvnnie opadaiqca 0-100% 10. Pila plvnnie narastajqca 50-1 00% 11. Pila plvnnie opadaiqca 50-100%

Okres powtarzania

W oferc1e AVT*

AVT· 1847 A AVT· 1847 B AVT-1847 UK AVT-1847 C W kaz element6w R1...R3. 10 kn (SMD 1206) C1, C2: 100 nF (SMD 1206) C3: 22 JLF/16 V (SMD B) C4: 100 pF (SMD 1206) 01: 1N41 48 (minimelf) T1: IRLL014N US1: LM78L05 (SOT89) US2: ATtiny25 (SOS) S1: microswitch 3x6mm sokoSC 1 5 mm

... . .

.

ftp://ep.com.pl, user: 54721 , pass: qn2jbq4t • wzory_ Jllytek PCB

2s

4s

Ou 0 GN

us2 01

US1

}--+-i9f---t-~"-i IN 1N4148

78L05

1

Ol1T 1--'GND

R1

R2

t Ok

tOk

PBO(AINO/AREFJMOS)

PB1{AIN1/MISOIOC1A) H--+--t---+~.,,_, PB2(AOC1/SCK/l'G'INTO) P83(AOC2J GNO P84(AOC3)

-+- -+-- -.---+-"-i VCC

C1

C2

100.

100n

!-+- -+- -.

PBS(RESET/ADCO)

C4

$1

P2

co ~

100p

~

ATtiny25

~

R3 10k

sw1teh3x6

GND

Rysunek 1. Schemat ideowy sterownika diod swiec<icych

Schemat ideowy uklad u widn ieje na rysunku 1. Napi~cie z zasilacza podawane jest na zaciski Pl i P2. Stabilizator US1 dostarcza napi~­ cia 5V dla mikrokontrolera ATtiny25. Dioda Dl zabezpiecza uklad stabilizatora przed zniszczenien1 w razie odwrotnego podJctczenia zasilania. Przycisk 51 sluzy do wyboru p rogramn. Tranzystor Tl, slerowany bezposrednio z wyjscia mikrokontrolera, steruje tasmq LED dolqczon<i do zacisk6w P3 i P4. Rezyslor R3 rozladowuje bramk<; Lran zyslora w syluacji, gdy mikrokontroler nie jest uruchomiony (np. dioda Dl zoslala zalkana nieprawid lowo podlqczonym zasilaniem). Diody zasilane sq przebiegiem o zmiennym wypelnieniu (PWM). Sterownik ma 10 r6znych program6w oraz mozliwosc wytqczenia lasmy. Wybrana opcja jest zapami~tywana w pami~ci nieulotnej EEPROM mikrokontrolera i odczytywana po wlqczeniu zasilania. Opcje przewijane sq w zamkni~tej Mtli przyciskaj11c klawisz S1

- ich opis umieszczono w tabeli 1. Oznacz.enie .,50-100%" informuje, ze w momencie najwiQkszego sciernnienia, diody swieC'l ok. dwukrotnie ciemniej w odniesieniu do pelnej jasnosci. Dzi<;ki temu, w oswietlanym pomieszczeniu nie zapada calkowity mrok. Uklad zostal zmonlowany na dwustronnej plytce drukowanej o wymiarach 63x8 mm, kt6rej wz6r scie±ek znajduje si~ na r ysunku 2. Do poprawnego dzia.lania polrzebny jest mikrokontroler z wgranym do pamiqci programem oraz wy zerowanym bilem zabezpieczaj11cym CKDIV8 - domyslnie, przez producenla,

Rysunek 2. Schemat montafowy sterownika diod swiecijcych . - - - - -...... +

zasilacz 12V

GND

plytka sterownika

GND

-+L _ ____. ~sma

diodowa

Rysunek 3. Schemat blokowy sposobu wl<iczenia sterownika m ic:dzy zasilacz a tasmy

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mKai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

jest o n ustawiony. Po takiej operacji, uklad moze rozpocz11c pracQ - potrzebne jest zasilanie napi~ciem stalym o wartosci takiej, do jak iej przystosowane Sq sterowane lis lwy diodowe. Maksymalny prqd pobierany przez ta§my nie moze przekraczac 2 A. Schemat blokowy sposobu wlqczenia sterownika miEldzy z.asilacz a tasmy pokazano na rysunku 3. Po poprawnym podlqczeniu i sprawdzeniu, plytk~ s lerownika mo:i:na zabezpieczyc w rurce termokurczliwej - nie przeszkadza lo w obsludze przycisku. Michat Kurzela, EP

51 bez prawa do rozpowszechniania.


PROJEKTY CZYTELNIKOW Dzial ,.Projekty Czytelnik6w" zawiera opisy projekt6w nadeslanych do redakcji EP przez Czytelnik6w. Redakcja nie bierze odpowiedzialnosci za prawidlowe dzialanie opisywanych uktad6w, gdyi nie testujemy ich laboratoryjnie, chociai sprawdzamy poprawnoSC konstrukcji.

Prosimy o nadsylanie wtasnych projekt6w z modetami (do zwrotu)_ Do artykutu nateiy dolqczyc podpisane oswiadczenie. ie artykut jest wtasnym opracowaniem autora i nie byl dotychczas nigdzie publikowany. Honorarium za publikacj~ w tym dziale wynosi 250,- zl (brutto) za 1 stron~ w EP. Przysylanych tekst6w nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie prawo do dokonywania skr6t6w.

• '\2.\J '\ /:>..

9\J 1A

{a·

~

• --':)

• --;)-

"Z. a s i l ac z

9V 1A

9V 1A

9V 1A

9V1A

9V1A

jj'

·~ -

~-

. -=>s t ab i l i z ow a n '-=' do

efekt6w

Zasilacz do efektOw gitarowych Urzqdzenie sluzy do zasilania efekt6w oraz multi-efekt6w gitarowych. Przydatny na scenie koncel'towej omz w studiu nagrafl, polecany dla wszystkich muzyk6w i Dj- 6w wyposa:Zonych w sporq liczb~ generator6w efekt6w dzwi~kowyc11 wymagajqcych zasilania stabilizowanego o duzej wydajnosci. Prezentowany w tym artykule zasilacz jest nieskomplikowanym i ekonomicznym rozwiqzaniem. Cz~sto

na scenie koncertowej w malych k.lubach napotyka si~ problem zwi(!zany ze zbyl malq liczb'l gniazd zasilajqcych, a co za lym idzie i problemy z odpowiedniq liczbq przedluiaczy, nie wspominaj11c o zasilaczach, kt6rych energi'l ,,nap~dzamy" efekty gitarowe lub inne efekty dzwi~kowe wykorzystywane przez muzyk6w i DJ--Ow. Zasilacz prezenlowany w artykule ma jedno wyjscie napi~cia przemiennego 12 V o wydajno§ci do 3 A, dwa wyjscia napi~cia stabilizowanego 12 V oraz siedem wyjsc napi~cia stabilizowanego 9 V. Kazde napi~cie

stabilizowane moze bye obci<1fone pn1dem rnaksymalnyrn 1 A. Do zbudowania zasilacza nalezy uzyc lTansformatora o wyjsciowym napi~ciu zmiennym 12 V, mocy 150 W i wydajnosci pn1dowej 12,5 A. 1;\I zasilaczu uzyto dw6ch stabilizator6w LM7812 dodatniego napi~cia oraz siedmiu stabilizator6w LM7809. Wszystkie stabilizatory zasilane sq z jednego transformatora sieciowego. Po wypros towaniu napi~cia przemiennego przez mostek Graetza (maksymalny prqdzie 15 A) na wyjsciu otrzymujemy napi~cie stale ok. 16 V. Uzyty kondensator

e'/fy'cl>:2ni e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

uzftku Vlltasnego

duzej pojemnosci 10000 µ.F/50 V lagodzi t~tnienia napi~cia stalego. Mozna latwo obliczyc poziom napi~cia statego, kt6re b~dzie wyst~powalo na kondensalorze majqc tylko wartosc napi~c ia przemiennego. Wystarczy wartosc skutecznq napi~cia przemiennego przemnozyc przez pierwiastek z 2. W tym wypadku 12x 1,41 = 16,92. W praktyce otrzymuje si~ napi~cie pom niejszone o spadek na diodach mostka prostowniczego. a tym samym wsp6lczynn ik rnaleje do l.35 (napi~­ cie nizsze o 0,7 VJ. Smialo mozemy wi~c przyjqc, ze wartosc wsp6lczynnika 1,35 mozna brae za optymalnq w celu dopasowania napi~c kondensator6w ka:Zdego zasilacza nies tabilizowanego pr'ldu stalego.

Budowa i zasada dzialania Schemat ideowy zasilacza pokazano na rysunku 1. Kazde wyjscic stabilizowane zasilacza moze bye obci11zone maksymalnie rnKTRONtKA PRAKTYUNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.


Zasilacz do efekt6w gitarowych pn1dem 1 A. Dlatego sumaryczny pr<[d 9 wyjsc ma warlosc 9 A. Pr'ld o takim natiizeniu b~dzie pobierany z transformatora przy pelnym obci<1zeniu kazdego z wyjsc. Transformator s ieciowy o zaloi<onej mocy moze doslarczyc pr11d ci<tgly o nal~zeniu

0

12, 5A, co daje zapas 2,5 ..3 A dla gniazda

,_ u_E

0

..,8 u"'E u-

«>8 u-

_.,N :5

0

N

0"'

_,_

gi o~

gi

gi .... .,,

u-

"'

.,,:;i o,_

~

:5

~ ~

~

~

E E

_ "' ]l DO

~

Q) Q)

"'"' 0"'

o ....

0

u-

-'

"'0

~E u§l u-

c::ie

0"' ::;;

:5

Q)

~5

gi

"'"'

0"'

~

:5

u~

0

..,.,gi :5

s~

~g

u-

u-

0

o~

~~

u-

0"'

~

;: E

o.5 - o

"'E

<X>8 u-

Na:;

o ....

zasilania przemiennego jako tzw. lransformator bezpieczeflstwa. Praktycznie nasz zasilacz b~dzie pracowal z obci11zeniem nie wi~kszym niz 50%, sporadycznie 80%. Przeci~tny efekt gilarowy, w zaleznosci od przeznaczenia i budowy

zasilania napiQcia przcmienncgo 12 V. Gniazda napi~cia przemiennego 12 V mozna uzyc do zasilania niekt6rych multiefekt6w firmy Line6, przedwzmacniaczy lampowych wykorzystuj11cych niskie napi~cie

.., 0

::0 E

u§l

~E

u§l

u-

u-

.., E '-'~

....

"'

QO 0

~

.... 0

8

o ... NZ

00

o-

]l 0

"'~

- z o-

E E

"'al Ci

::; 0

.,.., -z o-

E E

"' Ci " 'O

.... g ....... -z o-

"tj E

,g ]l 0

0

-8 u-

00 +

00

00

00

Rysunek 1. Schemat ideowy zasilacza efekt6w muzycznych

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI uzftku Vlltasnego

Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do

53 bez prawa do rozpowszechniania.


PROJEKTY CZYTELNIKOW

Rysunek 2. Schemat monta:Zowy za silacza efekt6w muzycznych Wykaz element6w Rezystory: Rl .. .RlO: 10 kf1

Kondensatory: Cl ,C2,C4,C6,C8,Cl0,C12,C14,Cl6, C18, C20: 100 nF/50 V (ceramiczny) C9, Cl l, C13, Cl 5, C17, Cl 9, C21: 1000 µF/l 6 V (elektrolit.) CS, Cl: 1000 µ F/2 5 V (elektrolit.) C3: 10000 µ F/50 V (elektrolit.)

P61przewodni ki: Dl ... DlO: czerwona dioda LED 5 mm D11...D20: 1N4007 Ql , Q2 LM781 2 Q3 ... Q9: LM7809 Mostek Graetza 15 A

lnne: Gniazd zasilacza do obudowy- 10 szt. Wyfqcznik sieciowy Bezpiecznik topikowy 1,5 A Gniazdo bezpieczn ika topikowego Transformator 230 V AC/12 V AC, 150 W t qcz6wka 2-pin, raster 5 m m (Conl)

wewntitrznej, jest zasilany napiticiem stabilizowanym 9 V i pobiera pn1d w granicach od 15...500 mA. Dlatego jedno wyjscie stabilizowane mogloby bye niewystarczaj<1ce do zasilenia kilku kilkunastu ,,pr<1dozernycb" efekt6w. R6wnolegle do kondensatora 10000 µF/50 V jest dol<1czony kondensator ceramiczny 100 nF/50 V, kt6ry pelni rolti filtra szum6w i innych zaburzen duzej CzEl· stotliwosci, kt6re mog'I przedostac siti z sieci elektrycznej do zasilacza. Dodatkowo, will· czona zaporowo dioda prostownicza 1N4007 tagodzi przepi<lcia w momencie wl<1czania i wyl'lczanja zasilania. Czerwona dioda LED sygnalizuje wl4czenie zasilacza. Napiqcie jest kicrowane do wszystkich stabilizator6w. Na wyjsciu kazdego stabilizalora wl4czono kondensator ceramiczny 100 nF/50 V i elektrolityczny 1000 µF/25 V dla stabilizator6w 12-woltowych i 1000 µF/16 V dla stabilizalor6w na 9-woltowych. Kondensalor elektroHtyczny 1000 µF jest takhn malym buforem mocy, co jest wskazane przy zasilaniu efekt6w gilarowych, kt6re podatne S'I na zakl6cenia od slrony sieci, np. chwilowy spadek napil)cia. Spolaryzowana zaporowo dioda prostownicza 1N4007 chroni stabilizalor przed przePi<lciami, kt6re moglyby go uszkodzic i spowodowac, ze na wyjsciu pojawi si<l napi<lcie niestabilizowane wyzsze od zamierzonego. Dodatkowo, kazdy stabilizator ma na wyjsciu

sygnalizacjl) obecnosci napi<lcia na djodzie LED, kt6ra gasnie przy ewentualnym zwarciu na wyjsciu lub odwrotnej polaryzacji, co mo:i:e doprowadzi(; do uszkodzenfa efektu gitarowego. Mimo iz wiQkszosc cfekt6w ma zabezpieczenie w postaci iliody impulsowej lub prostowniczej spolar yzowanej zapo rowo wzglQdem napiQcia zasilania, lo nalezy liczyc siQ z ewentualnosciq, i:i: taka dioda nie wytrzyma dlugolrwalego przeplywu pn1du rzQdu 1. .. 1,5 A i mo:i:e doprowadzic do uszkodzenia jej i pozostalych p6lprzewodnik6w w efekcie gitarowym.

Montaz i uruchomienie Wszystkie elemenly sprawdzone monlujemy zgodnie zc schematem montazowym [rysunck 2). Kolejnosc montaiu wykonujemy od najmruejszych element6w do najwiQkszych, stabilizatory napiqcia nic wymagaj4 dodatkowych radiator6w, co znacznie ulatwia zamontowanie plytki w obudowie. Zmontowany zasilacz dolqczamy do sieci 220 .. .230 V i sprawdzamy napiticia wyjsciowe kazdego gniazda, jesli napil)cie wyjsciowe kt6regos ze stabilizator6w bQdzie wyzsze ni:i: powinno, nalezy wymieni(; stabilizalor na nowy. R6:i:nice napil)G wyjsciowych slabilizator6w nie powinny

p

przekracza(; ± 0,5 V. Jest to maksymalna tolerancja dla stabilizator6w tego lypu. Uklad zmontowany ze sprawdzonych element6w dziala bez :i:adnej regulacji. Jesli nie polrzebujemy takiej ilosci wyjsc stabilizowanycb mozemy zredukowac uklad montujqc wystarczajqcq dla nas liczbti stabilizalor6w nalezy pami<ita(; o tym by optymalnie dopasowaC n1oc lransformatora.

Kondensator ceramiczny Cl montujemy na stykach lutowniczych gniazda zasilania zmiennego AC12V. Mostek Graelza na 15 A przykr<lcamy do obudowy. Scie:i:ki plytki nal e:i:y pogrubic cyn4 lub przylulowujqc do sciezek przew6d o grubosci ok. 0,5 ... 1 mm. Catosc montujemy w duzej obudowie plastikowej np. Z39. Gniazdo napiQcia zmie1rnego AC12V celowo zamontowano na tylnej sciance obudowy, aby uniemozliwi(; ewentualnq pomylkti przy dotqczaniu do tego gniazda urzqdzel1 dzialaj<1cych na napi<lcie stale. Diody LED oraz gniazda zasilacza montujemy na goldpinach. Ulatwi to nam monta:i: podzcspol6w w plycie czolowej. Uklad zmontowany ze sprawdzonycb element6w dziala bez regulacji, nalezy tylko sprawdziC napil)cia wyjsciowe stabilizator6w. Piotr luciuk

e'/fy'cl>~1 i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. I rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


ZAWARTOSC DODATKOWEJ PlYTY DVD

TYLKO Ol_A

niezbtidnik

PRltlUMlRATOROW

elektronika EPl/2015 1. Lattice Diamond

1. Altera Quartus II 14.1 Najnowsza wersja pakietu Quartus II firmy Altera (bezplatny Webpack), z kornpletem bibliotek do syntezy logicznej projekt6w w ukladach Arria 11, Cyclone IV, Cyclone V, a Laboe MAX II, MAX V i MAX 10.

~86

x64

~1~:~1:&::!:fi~~ ~p~~r:~·ri~~~nne~.

Najnowsze wydanie (7.2.0) bezplalnej wersji popularnego pakietu Eagle do projektowania PCB i rysowania schemat6w,

S..MiaochipMPLABDl'Yice

8.SJL6S62APFCCakulator r.alhlatorautomatyzu)i!cy OOliaaniewartoScielemetJt6w waplikacjikontroleral'FCl.£152.

=:r~r~~~l~;-h

9.SJ SPCS65.lud"IOIOE lfawa Wmta IOE 0 narnie SPC56 SllJdio.kt6re bazujenaEclipse

6. MPLAll.XIDE2.00 Uajnow~a wersja bezplatnego

pracyzobrabiarkami CNC.dzi~

~~1~~~~~mnji

EP812014 1. Aitera OuartlJS II 14.0.0.200 Na,iawsla. bezplauiaW11rsjapakie1u projektONego dla uk!ad6w PLDlirmyAtter.i. omtuguj<jU mil.CPl.DzrodnnyMAXlO

prograrmtyc:zneg0Ene19ia.

2. LlSpicelV 07 2014

EP11!2014 l.Atme1Studio6.2(b.Jild 1153)

-IJS~erv.

~~eia~::~ea~~c:ir:~h

3. MDKARM S..11a

g6wap11kacj1.

4.11 Energia IOE

Linuha-12 i 64} VOOawiska

2. Cadsoft Eagle

elementliw dla WZIT\laiiaay.

2. Front0esignet4.3.1 Prograrnnarz¢zicrt1ydopro,ek1awaruapanelicmlcrwych urzqdlet'lel@ktronianr<fl. kttiry ,e\t Wj•pos.aiorry w modul ws¢1·

onmweViYado lilmy~

~~raC:S~::/«~~~~

2. Crollworn fu1 ARM

~~rok:~~~~=~~

Cortex·M.

~::=~~~=~dl

aemu W)i<,onaf'81' tego rstotnego f1agmE'f!t11 cbudo~ moina 1au1omatyzawaCiprrp-spieyYC

~r==~~7tZisra

zwal~cyza~tom.atyzow;Kdob01

~~~~;~;li:~racila

rnibol:orruoler6wSPCS6 (rdzeri ]_Murata NTC Vohage Simi.Jato1 Prostywobskldze symulator 1errnistor6w piodukowanydl przez firmi:Murata,hfly umoiiffla wl~o~ntudowyrrro­

ARM·MDK {z pcpulamym IDE uVl5ior\l,l:t6rejestZOfien1owane narnibokontroleryW)'JXlsaZOf"ll! w rdzmie finnyARM.

"""''°

10. T-Fl.EXCADSll.JdentEdition S11.Jdenckawe1Sjapabetu 1.flexCAD. EP4/2014 1 .~~iurnOesignerfK.e Vll!wi!r

tfaJnoiwa-opiJJlikcrwanaprzez 4.M..nata EMI Fit«Selector· ·Sm..ilaux Narzfz!fWSflOIT\l!Jil:cedobOr _ EMr wyrrro·

;:i!~i::r

3. DesignSparkPCB Najnowsza wersja bezplatnego pakietu projektowego OesignSpark PCB 7.0.0, opracowanego i udost~pnionego przez firm~ RS Components.

4. tfXPRashmagicTool

Na,!CMY.a wmja zintegrowa-

S.MurataMedit1111Voltage CapacitmSeleaOJ

~= ~~~~~i=~

londien!;ato16wS1ednionai:-e-

naGCCiEclipse.

Najncrt1SZawersjaprogramu

~~/a~~f!~r!mauiroo ~NXP.

:~~]1~ ~;~w~:t!~rirogra- lo~~~~:z prodl.ICeflta

5. TI CodeCornJX1!oetStudio6

!Wmy rexas lnstrumems.

5. Sllink].4.0 Najncrt1SZawersjaprogramu

~Flfill:E~~;2

EPJ/2014 1. Any(AD 'lil'Wl!f 3.0 N•CMY.awenjabe.zplallll!j przeglotlfarki pliktrw mOOeli

iSlMBI.

3Dpoc~d~hzr0inyc.h

6. SThB2F429Di5£1M!ry .NE1 11.icrofrilrnewort Pabet biblio!Et umalhia;¥YCll implememaci~ Srodomska .NET w mikrokonuolemh STM32.

2. AAyhdlangdDS Na,iCMY.awenja konwertera modeli3D.

pH>grambw CAD.

4. Freescale Freemaster Graficzny pakiel konfiguracyjno-debugujqcy do analizy pracy mikrokonlroler6w oferowanych przez firm~ Freescale, w tym uklad6w z rodziny Kinetis.

5. Microchip MCC MPLAB X Plugin Plugin o nazwie Code Configurator dla pakielu MPlab X firmy Microch ip, kl6ry umozliwia latwe i wygodne przygotowanie driver6w do obslugi blok6w peryferyjnych wbudowanych w mikrokontrolery tej finny.

6. Microchip MPlab X 2.30 Najnowsza wersja interfejsu TOE (srodowiska programislycznego) MPlab X firmy Microchip, kt6re jest uniwersalnym narz~­ dziem dla wszystkich programist6w mikrokontroler6w produkowanych przez firm~ Microchip. Na plycie publikujemy wersj~ dla Windows i Linuksa.

przeglijdalli~prajektONydr,

Bezplatna, najnowsza wersja pakietu MultiSIM firmy National Instruments, wyposazona wylqcznie w biblioteki podzespo16w z oferty firmy dyslrybucyjnej Mouser. Jest lo zinlegrowane srodowisko projeklowe, umozliwiajqce rysowanie schemat6w, symulowanie i analizowanie projekt6w oraz projektowanje PCB.

~~r~~~ z u

u

2. ArtelUBEROVautt Opcjo1talne ronzeaerne Srodowiska UBERD &my A:tel.

B. RF AppCAD 1.0.2 UrrtlE'fSalrtykalkulator

~r~rt~~~~=i=h

Pabet-opro~ramowania

9. STMicroele«ronic:sSTM32MAT-

isterowniteiwdoOO!.kigi interfejsu gestaw 30 firmy Microdlip -ukladu MCG3130.

·1"9'1

Elezplatna~pakielu dowwalizacp.kon~ianaizy

modEi3D. 2. Blended.71 Win&4 N:t'crt1SZawer~ewaluaqJ1a

rmv~:~:o~a=~~de3. SRJ...(A07.24.0 NajnO'tl5Ulwersjaopet1-sou1a>'owego narz~

Pakiet oprogramowanla

Na,iow~a wenja liniegawariego

zmikrokormoler6w~i firmt: Silico~ 10. Murata~mSurfing3.4. l

Ud:i~!~nionybezplatrrie przez

firmi: Muiatasym11~0fpc:d~

!:!~;!or~crzZ:.:iilp. pooad15000t'pp6wetemerrt6w.

~~~;:a~i=~~~ng

mpomaga~o konstruktor6w

11tZ<jdralbazu~cychnaplytkad1

E~srlogicbezplatnaprz~l~daika

11. STSPCS6Studio3.0 N•CMY.a wenja ~zplallll!gD

~rl~~~~~~~:9°

(rdrel'IP'owerf'Q&mySTMicro· eledranic:s.

2. Keil MDl:-ARM 5.01

FPGA lmiy X9rx EPS/2014 LABVll!wer 9 Pabet opn:grarrowar.a CAD

OOlia eniadlat«OOradimvych. tor6wdrstrybucjiyYbbch

s/011.)'Ch,1ab::hjakmag1Stt• ARM AXl ay metadant IP'-XACT. Zbudcrflanynafurdamemie

barujena~dardachp1zerny­

YodcrMska programi!>tyanego IDEudos~ionebezpiatnie

V~adoOe:signSL&te,IPllltegraior

przezfir1114!~er.

jestg1a6cznymnarztdziern, Wf'bywaj'1C_Y_ m r6.lnice mM:drf platfoonam11 JXIZWalaj~cym napis.anitWJptOw.lkno.i:lftiia

9.SourceryCodeBenchfor MIF'SElf 200eritowana11a rdzel"li'MlF'S

~~~=~~fo~r~'

Meritor Graphics.

10.STMl2CubeF4Y1.0.0 Kompletbiblio1ek.Cubedla mikro· korrtroler6wzrodziny5TM32F4 firmyS1MKroelect1onic:s.

3. CAO~t.arExpres~ 14 Najno1vsza'flmtapakie1u

iprzykladami a~i, napiQ.

zdokumm taq.:i iprogramami pornocrwczymi.

2. ARM-MDK S.01 Kolejna, najnoww wm.ja ~rodo-­ v.isb prll.1owego MDK Snry

rnistyc:mego dla~nstruktor6w lorrysta~cychzm1krokontrol«6"n

nychwV~alStudio..Towszystko

na mikrokontrolery5.TM32!

t!z~~~~~~f.ubti~irty

1.tattict Diamondlinw/ Ymdovr>l2bity tfajno1wa {3.0.0.97)we1Sja Sro-

13. TIPLCUte lnd1JStrialPcrwer-LineCornnu.rnita:tionModern Mietbezplatnrchbil:lotek

S.lnfirieon DAvE3.1.10 Najnowsza WMf'l bezp&atnego Srodowiska PfOQtam&yanega

:;d!;n~l~r::~= i Linuba,

d=u!~cych:~=~:misji

DArllmiylnfineon.

prqel.1owego Snry S«on tabs.

4. tattictMicoSystemfo1 Oiamood Srodowislo prqeklowe Oral inXlta OP Coit!) rdzenia miboprocesooi Mico firrny tanice. Glbst

J_ srcu11en1Sensirg OpAmp

:~i:~:ra:~%7~0

:awu::~1~7t°pt_~~ Lattice. Na ¢,"tie umie:Sc*5my

~-a~:=~~~~~:

EP~2014

~~a,~:r:i::~~~~rr=·

~~~:~~:!vawenja

rnibofa•m'i!jitp

EP.312014 1. .tmMiaoFrarnewo1kdla STM32 l'tatforma .NOdtazestawu STM32F4291-0ISC.0,dostaraana zOOolloaderem,driYl!rami USB

4. CrO!o~Woiks ARM Najnowszawer5Japakisuprogir

=::.e~:s:c;i:i':Sci

-Ttal"l5fert.even. modul6w IP firmyXiliro: iinnyc.hproducenttiw om moliJl6w IP ~'f'ltezowanych z kodu w CJ(.+ + . Na1~2it

2. AVX Sp(ap 3 Opracowane i udost~pnione

~~~~:~i~e~=[

~ki: MDK-ARMCore(bara

i:::r.,~~°3~.

1 L STM32Cubet.1X v 4.0.0 lnstalacyjnaweisiaprogramu narz~wego MicroXph:ter.

rnamicmr<fl.

w,nosi 31 tll. Wenja S.01 s~a 5it: z dw6di 0501lflo imo1alawanych

3. Xilihll\livadoDesignSuite 20 1Hful1

kaltulatorOww~inagaj~cydl

~=~aj~~~r~~

~o~~~~~~;~==~e

frmy AAWK!il. lB1

~Wl!ISfaEWaluacyjna,obstugu-

r: ~~;h!e:j~~(M.

1. RFc.afe CaWata1 Wo«book AlkustXl.5zamtra,cicyJX1nad20

wyposaZooydl w rdreme ARM Cort&·M. Conn-A oraz ARMJ/9111.

1. Ex.ar CAD Components

l'ppem picgramatora,'dehu911ra.

odpotrzebixogiamist(i.

12.TICadeComJXlser Studio \fer5ion6.0.0.00190 N•CMY.a wenja Code Ccmposera firmyler.as Instruments.

PlC (z m:rii.anw JXISlad ~ii energetycrnydl).

+,

oradiagrarntiwUML

6.PCBlm-ei.tigatar,wenja ewaluacyina EwaluaC)JlavrersSi· '"""' doanalizy!ecl"llo icmej ikoncepcyinej proj 6-wPCB

wers)a~pulamego pabetu

11. Xiliro:VivadoSDK 2014.1 0405 1 NajnoMza, Wpla1na wenja pabelu projekt1mt'90 dla uktadfm

~=~:t~afu!:::~- zapisan~wfu1matieSTEP. trolery5TM32 10.STMnoelectronic:sSTM S!udio3.3 Nawa wer\ja pal:.ietu STM Studio. no.y ~do wspomagania diagnos · dziatania aplikacji narnibo ontrolerach5.TM8 iSTM32

~:t:b~~~~~~fiobrate

4.Fntting'l(l.8Jb

f'(rcd:negol)pu. DE'Nki1dla1\lli,

dlazakresOORF.

EP9/2014 1. 1DJoolV11

9.Sitab~SimpidtyStudio

~~~~o~:~~~eon ~w analogowr<fll'.z~~modl!li 1 ~ rt::i~~~~fi~~er:!1. ~~:~~~~

4. MitrochipMCG3130Softwafe Package

7.Slimnl.absSsnpliatyS.tLM!io Corteic·MxlDE Najnow_y.awersjabe.zpla1nego Srod:Jw1sbpr09rarr1St)anego mny Silicon Labs.

8..NXPtf'Cxpresw7.1.1.125

~~1~~~;rwmi!l)anegoch

~rfi~'~':i:P~~!~

1zadn;(Ch to;!tilniaeri ™5-?1~

pl1k6wGeorberorazNCDnll.

Cor111x-Mprcxlutowa1Yp111iprztz

7. MicrochipMPt.ABXIDEY2.10

Src:dOl~ka.Wersjadarmowa

~~a~~: ~:doix~nzc~~~~~

dost~newarianly i wersjelego

~~u~~~~nia cb1\<odfltt

dlaiOS,Linubai Windows.

6. Microdlip MPlAll X lOE v2.20 Najncrt1SZawersjapoptJamego

1

==~~=nego

5. Eagle6.6.0 Na,icrwszawenjaprognrn.r

3. AnalogDeticesPL.AtoolM3 v1.2 Program nam:dmwy do koofigutlmilnia blokOO Pt.Aw mibokoo· trolerach AOuCM320.

5. Microchip MPLAS HARMONY Wtyaka dla Vodowiska MPLAS s~iaw.a rolii" aplikacyjnego frameworl:a,ttt.yularNia X'fib1~a ~nie pH>gramfltt

l. FreescaleCc:de'Warnar 10.5

!~1~~~i{~~~t~

W~)'5!l'rt11e.

o mahym'*1e uprosroel"li' izautomat\'lOWaf'81'obstugi

AAM·MDK

r::!~;:;(Lk~~\ld~

6. lnfirieooDAv£3.UO N•CMY.a wenja Yodowiska

:~~~:~=t!~~~:~~~ c~~~w::ze Jego h'otlrtyli1dbali

<Ila mikrokontrolerOO MSPUO {Windows, Lltui:iMacOS)

S.Gerberl.ogixFreeViefm Udost~pniona przez fi1m~

~7k~~~~~a;~ne dla

EPl0/2014 l . ArtelUBEROIDE ~zplatne Srodcmisto da ~~ra-

Eclipse, kt6re umoiliwiapisaf'81' piogram6w, kampikmanie,

Zi'fSTl.'lllUArdi.io.

~::::=o~aj~allll!gD

10041

EP2/2014 I . Atallic TrueSTUDK> for AAM l.Jtt4.3.I

7. NXP tPCOpen 1.0l/2.0 I Najno1vs.zewer.opfDgramoWillliaLPCqiendlamikrokootrcr lerOwlPCfirmy NXP.Nal*icie puta:.Jjemy w~ystkie OOecme

dorealizacjiprojekt6wnarnibokon1rolerachfittm"Almel

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

~~:nc:~I~

wyd"IS.TVP1STVD,twon11Cr<fl

Najncrt1SZawersjapakietu

=~~~itfi_nie

::;rzhr~~w~~~-mhlron-

~~:%7~u:~ka

rnikrolontrolerOwLPCfi1my NXPI dlaWindowsi Lltul:sil.

ViY~O

7. 5.TM3211.icroJC91orer3.2 Uajnows.za wersja bezplatnego programu narz~dliowego, l:tOry

(Unifi!! modetling 1a_nguage) t w!¢lpiiic.a tylko z Jednym

fl:~r;!~~1:0~~::Z

4. AtJnelStudio6.2

9. .Xilil'lltliWadoSDK Win 2014.3

l"uli:bljemywer* dla Wfidow~.

MacOS i l.l'ruha. atakiepod~ wo~dol:Jitnefltaqi:

w•~f. rogramu w .i4Jl'ptu { +

Zestawpro~nar~zio­

::!C:~~C~~~itn~~~

(rdrel'ICortex-MO).

ro~~~~~iX~::

Kam~elDENbazit tfajno1wa wenjazin~rowanl'"-

~fr~~~~~~;;a~~y'N

B.STSTVP32

3. AAM-MDK 5.10 d!a XMC1000 8ezpla1nawe1Sjapftti.JMDK zlDEu\lisioo, przeznac:zona

Simu~ka_

6. MurataPoW!!rlnductorSelect« Kolejnana11aszejplyaebezplatrie zpabeta1111billliotetdlammych v.w..jimikrotontrolerfltt.

--

1. STM32 CubeMX Najncrt1SZawersjapakietu nar~ziom-go do ~rafic.zriej kon&gurac:jlper,ieri6wwm1krokontroterachSTMl2.

==~~rarrlSt)anego

7. MultiSIM BLUE

Narz~ZJe'NSflOIT\l!Ji'li~cedobOr

~~J:!;%~;:u'::li~'fd

Blod:~fllfS.ilf'l.l!ink

mihokootrole16w PIC za p:imCQ

firm~Altii.anwe1Sjabezp1at11e,

00sl.Jgiwanyc.h?Zl'Zpal:.ie1 AJtaJmDesigner.

2. Cros5Worb MSPOO v2.2.1 4. Re~e2S.tucf:KJ3.0.0.22

na plyCJe publilwjemy wersjt dla Windows i LintJ3a.

Calculator P'rostywobY.Jdre kal:JJlat01po-

prZygotowanychiudos~pniooych

4. Xiliro:VivadoSDK201ll.2.0612 Na,tmrttawenja pakietu doprojektowaniawFPGA.i SoC

3. Sil.abs SimplicifySNdio ZintegroWane Wdowiska prog.rami~tyczne dla ARM-Ow od Silicon Labor.11Cfies.

ROM

Pakietbil:lotetko1ff!Onen.l.6w (jei.11:hblisko600!)dla programfm CAD w formacie 8.XL. Pfllel"fir~EXi'll.

Lattice (Windetm 32- i 64-tJt).

DVD.

~~;:1~(~0';::ieregLI ~~~Z7d!;~::;

moZti1\l:lSci w zabe;sit debugowarua. Do iealiziKJl algorytmOw DS.PzkoduMATlABaJSimulinka lub 5.ystemC Wfy N1tomiast 5.ys1ernGerierator. EPl/2014 1. Altera0uartusll13.1

~~~~d~~c~go

~ystem6w cylrow~ irnplemeotowanych na uktadach FPGA. i CFtD firmyAtte1a

2. CSVtaFootprint

~~~~:O~~~~f:oC:cz~­

~~;do~~t.:o:,~~ db KiCADa(".mo~I.

3. DtsignSparkPCBo/5.1 nainows.za wei:t bezplatnego

f:r~~~=ila ~~:~·

koos11UktOJ6wfirft\lRS Cornpoomts. 3. KiCAD Win

::t::r~d~~1eTi:::2.

0

przeznaaooa tla ~emu Windows

4. QAutollou1er 2013.04 Bezplatrirautorotuterwwer\ji betrtesto1\'i!j. JXJzwa&ai~cr naw!¢1praci:pabettiwKiC.ad

orazgEDAPCBzeSpecctr<j.

S.. Rffltsa~ CIJ>e5uite+ Code GeoneratorfurR1.78178KOP/7BKO V2.01.00

55 bez prawa do rozpowszechniania.


PREZENTACJE

Jakosc zasilania

Dodatkowe informacje: Astat Sp. z o.o. ul. D~browski~o 441. 60-451 Poznan tel. (61) 848 88 71 , faks (61) 848 82 76 www.astat. com.p/, e-mail: info@astat.com.pl

Teoretycznie napificie sieciowe wystfipujqce w Polsce w sieci niskiego napificia to sinusoida o wartosci skutecznej 230 V AC i CZfiStotliwosci 50 Hz. ,,Teoretycznie", bo w praktyce maze to wyglqdac inaczej. Wystarczy, ze jestesmy oddaleni od stacji transformatorowej i juz napificie maze bye niisze. Dodatkowo, w sieci mogq wystfipowac zapady, przepificia i wiele innych niekorzystnych zjawisk, na kt6re sq wrazliwe urzqdzenia elektroniczne. W artykule opisano sposoby rozwiqzania tego problemu.

> er:: 0

I-

<(

Fotografia 3. Kolumna regulatora napii;:cia z rolk'l

Podz1al ze wzgl~du na

napi~cie

zasilania odbiornika

Urzqdzenia na zas1lama

Urzqdzenia na nap1i;:c1e zas1lama

nap1~c1e

230...400VAC

12...24, 24... 48 V DC

...J

::> ~

::> ~

<(

Stabilizator napii;:cia

Zasilacz bezprzerwowy UPS

Zasilacz buforowy

Rysunek 1. Przykladowy algorytm post'lpowania p rzy rozwi<1zywaniu problem6w z zasilaniem Czasan1i nav,,ret nie w ie1ny, Ze \<Vina za nie-

prawidlowe dzialanie urz<1dzenia le:i:y nie ty le w nim, co w s ieci zasilajqcej. jak temu zaradzic, jesli nie chcemy, b<td:i: nie mo:i:emy sobie pozwolic na ryzyko zwiqzane z niew lasciw'l jakosci'l napiqcia zasilajqcego luh wr'lcz z przerwami w jego dostawie? Narys unku 1 pokazano przykladowe drogi do rozwi'jzania p roblemu.

Stabilizator napi!lcia \l\lsp61czesne stabilizatory napi'lcia S<t wyposa:i:one w autotransformator i kontrolowane za pomoc'l mikroprocesora. Na fotografii 2 pokazano przykladowy stabilizator napi'lcia Vega, a na fotografii 3 kol umnQ regulatora napi'lcia z rolkq.

--- --

==

Fotografia 2. Stabilizator napii;:cia Vega

Zaletami tego rozwi'lzania S'!: 1. Bardzo dobra stabilizacja napi'lcia wyjsciowego na poziomie :!:0,5% przy zmie-

niaj'lcym si'l napi'lciu wejsciowym w zakresie :!: 30%. Szybkosc stabilizowania s iq napiqcia ksztaltuj'l s iq na poziomie 8 ... 16 ms. 2. Nie ma potrzeby stosowania akumulator6w, kt6re bywajq kosztowne i co okolo 6 lat nale:i:y je wymienic na nowe. Wady: 1. N ie rozwi4zuje problemu zwiqzanego z przerwami w dostawie pn1du. )esli chcemy uzyskac czasow'l autonomi'1 na路 lezy zastosowac UPS.

UPS (bezp rzerwowy zasilacz) on line Zasilacze UPS online dzialajq na zasadzie podw6jnej konwersji. to jest napif1cie wejsciowe jest proslowane, laduje akumula tor, a nastf1pnie to napif1cie za pomocq falownika jest zn6w przeksztalcane na przem ie nne. Wsp61czesne zasilacze UPS dzialajq w oparciu o tranzys tory IGBT, co daje swietne rezultaty w postaci podwy:i:szenia sprawnosci, zwif1kszen ia obci<1zalnosci i niezawodnosc i. Przykladowe zasilacze UPS o mocy 1 kVA oraz 30 kVA pokazano na fotografiach 4 i 5. Wsr6d zalet stosowania zasilaczy UPS mozna wymienic:

e' ', 1 cl>6ni e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

od zakl6ce6 sieciowych, poniewaz uzyskuje siq je dzi'lki podw6jnej konwersji. 2. W wypadku zaniku napiQcia sieciowego energia jest pobierana z akumulatora, od kt6rego pojenmosci zalezy czas pod路 trzymania zasilania. W praklyce zasilacz UPS slandardowo podlrzymuje zasilanie przez okolo 10 minul, ale mo:i:na ten czas wydluzyc dolqczajqc kolejne akumulato路 ry. jednak, jesli chcemy zwiqkszyc autonomiQ d o godzin czy dni, lepiej zastosowac zestaw UPS + agregat pr<1dotw6rczy. 3. Nie wystqpuje tu op6:Znienie, jak przy zastosowaniu stabilizatora. Wady: 1. Akumulatory wymagajq wymiany co okolo 6 lat. Warto dodac, ze nowoczesne zasilacze UPS aulomalycznie wykonuj'j test zywolnosci alcumulator6w i informujq uzytkownilca 0 potrzebie wymiany na nowe. 1. Napif1cie wyjsciowe jest wolne

uzftku Vilt asn ego

Zasilacz buforowy (DC - UPS) Zasilaczy buforowych uzywa siQ w szczeg61nym przypadku, gdy zasilanym urzqdzen ie m jest dla przykladu sterownik PLC zasilany napiQciem stalym 24 V Przy k1adowy zasi路 lacz buforowy pokazano na fotografii 6, natomiast wsp61pracujqcy z nim mod ul baterii na fotografii 7.

Fot ografia 4. Zasilacz awaryjny typu UPS online o mocy 1 kVA rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Jakosc zasilania

Fotografia 7. Modul bateryjny 7 Ah/24 V DC

Fotografia 5. Zasilacze awaryjne UPS o mocy z zakresu 6 ... 30 kVA

Zaletami zastosowania zasilacza buforowego Sq: 1. To rozwiqzanie jest taflsze i bardziej kompaktowe niz UPS. 2. Wsp6lczesne zasilacze S<\ wykonywane jako impulsowe, co umozliwia uzyskanie duzej sprawnosci oraz mozliwosci zasilania napi~ciem wejยงciowym z zakresu 93 .. .264 V AC przy zasilaniu 1-fazowym z sieci 230 V AC. Jednoczesnie taki zasilacz ma bardzo dobry wsp6lczynnik stabilizacji, nawet przy zmiennym obci<1zeniu.

Fotografia 6. Zasilacz buforowy 24 V DC/SA

3. Przy zaniku napi'lCia z sieci energetycznej zasilacz bez przerwy zasili odbiornik korzystajqc z energii zgrornadzonej w akumulatorze. Co ciekawe, gdy jest zasilanie z sieci energelycznej, zasilacz moie w razie potrzeby dostarczyc do obci<t:i'.enia dwukrotnosc swojej mocy nomi.nalnej. B~dzie to moc zar6wno z sieci, jak i z akumulatora. Wsr6d wad mozna wymienic: 1. Wada tego rozwi<1zania jest zblizona do lej, kt6rq majq zasi lacze UPS. Jest niq potrzeba stosowania akumulatora. Nowoczesne zasilacze, podobnie jak

UPSy, kontrolui'l stan wsp6tpracujl\cych z nirni akmnulator6w i powiadamiajq o koniecznoยงci ich wymiany. Podsumowujqc - opisane wyzej urzqdzenia pozwalajq na zalezne od potrzeb i dost~pnego budzelu uniezaleznienie si~ od zmiennycb parametr6w sieci. Pelnq autonorni~ na czas nieokreslony uzyskamy stosui<ic wspomniany zestaw UPS + agregal, jest to jednak rozwiqzanie stosw1kowo drogie, na kt6re zastosowanie decydui'l si~ gt6wnie firmy i instytucje maj<1ce naprawd~ wa:i:ne powody. \Ill warunkach biura, malej firmy i innych zalecamy stosowanie taflszych rozwiqzan, w kt6rych doborze powinien pom6c ten artykul oraz specjalisci z firmy Astat.

Astat Sp. z o.o.

RF.KLA~I A

ASTAT

Cl"Gt.OSC ZASILANA OPARTA NA AKUMULATORACH


WYBOR KONSTRUKTORA

Akumulatory kwasowo-olowiowe

> er::

Akumulatory kwasowo-olowiowe sq najpopularniejsze i najtal'1sze wsr6d wszystkich akumulator6w. Wynalezione ponad 150 lat temu (Gaston Plante, 1859), niezbyt du:Zo sii; przez ten dlugi czas zmieni/y. Wprawdzie pojawily sii; wersje tak zwane bezobslugowe, a takZe akumulato1y ACM i ielowe, jednak zasada dzialania podstawowe parametiy elektiyczne wszystkich sq jednakowe. Warto o tym pamii;tac wybierajqc akumulator do projektowanego przez siebie urzqdzenia.

i rozladowywane. Akun1ulatory olowiowe

0

100

znajdujq szerokie zastosowanie z urzqdzeni ach bezprzerwowego zasilania, poczqwszy od malych domowych zasilaczy UPS do pot~znych system6w w serwerowniach. W takich zaslosowa niach akumulalory kwasowo-olowiowe pracujq w tak zwanym trybie buforowym: sq na stale podlqczone do ladowarki, kl6ra utrzymuje na akumulatorze ,.napi~cie buforowe" i jest on stale gotowy do oddania energii w przypadku zaniku napi~cia w sieci energetycznej. W pokrewny spos6b akumulatoy kwasowe pracuj'l w samochodach. Podczas pracy silnika regulator alternatora utrzymuje na akumulatorze okreslone napi~cie (14.4 VJ, zapewniajqc, ze jest on w pelni naiadowany.

I-

<( ...J

::> ~

::> ~

Wp rawdzie kluczowe wlasc iwosci akumulator6w kwasowo-olowiowych sq stabsze, niz wi~kszosci innych akumulator6w, jednak ni ska ce na powoduje, iz nadal s4 to akumulatory najbardziej popularne. Akumulatory olowiowe S'l powszechnie wykorzystywane do nap<'/du eleklrycznych w6zk6w widlowych, w6zk6w golfowych, skuter6w elektrycznych itp. W takich zastosowaniach pracujq cyklicznie: na przemian Sq ladowane

"'

'C:

~

0

~ 50 •(J

•(/)

0

c: ~

I.!

Q.

I/)

<(

Stopien natadowania [%] 100

"'

'C: 90

,,~

--

0

~

:i;: 80

,/ ·

,,,.."

...-·--· -·- ---i--I

,,_

--·-·

0

c: ~

~

0.001

Rysunek 1.

0.002

0.005 Pr~d

I/)

Zalei:no~c

0.01

---0.02

~o· c

Zasada dzialania

we

Przypomnijmy, ze w akmnulatorze kwasowo-olowiowym podstawq magazynowania energii jest odwracalna zam iana melalicznego olowiu [i llenku olowiu) w siarczan olowiu (PbSO,), co zachodzi przy udziale elektrolitu, kt6rym jest dose mocny, bo 37-procentowy roztw6r kwasu siarkowego (H,SO,).

o•c 0.05

0.1

tadowania wzgl~dem wartosci C

sprawnoSci ladowania od stopnia naladowania (g6ra) oraz pr<1du

ladowania (d61)

Fotografia 2. Akumulatory z korkami

e' ', 1 cl>8ni e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

uzftku Vilt asn ego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Akumulatory kwasowo-olowiowe

b) Tr

D

+

E

" ~

c~

+

E

"'<"

Tr

Rysunek 3. Proste ladowarki do akumulator6w kwasowych Najprosciej m6wiqc, w naladowanym w peln i akumulatorze elektrolil - kwas siarkowy ma maksymaln<t gQs tosc. \II/ trakcie rozladowania akumulatora tworzy siQ siarczan olowiu i stQze nie kwasu w elektrolic ie maleje. \II/ calkowicie rozladowanym akumulatorze stiizenie kwasu jest zerowe, a elektrolitem jes t... woda (destylowana). Sumarycznie, te odwracalne procesy chemiczne mozna zapisac nastiipujqco: Pb+ PbS04 + 2ePbO, + ze- + 4H+ + PbSO, + ZH,0 Moina powiedziec, ze podczas ladowan ia ene rgia eleklryczna powoduje .,rozrywanie" s iarczanu olowiu (PbSOJ, przez co elektrolit zawiera coraz w iQcej kwasu siarkowego. Problem w tym, ze gdy zoslanq ,,rozerwane" wszystkie cz11stki siarczanu olowiu, czyli gdy akumulator zostanie calkowic ie naladowany, dalsze dostarczanie e nergii eleklrycznej powoduje ,,rozrywanie" cz11steczek wody (H,0), w wyniku czego powstaje gazowy tlen i gazowy wod6r. Taki proces nazywany gazowaniem akumulalora. Nominalne napiQcie jednego ogniwa kwasowo-olowiowego wynosi 2 V. Akumulalory 6-wollowe skladaj4 siQ z trzech ogniw, nazywanych celami (ang. cell), a 12-woltowe - z 6 ogniw (scislej biorqc, napiQcie nominalne wynosi 2, 1 V, stqd wziQlo si'l nap iQcie farzenia 6,3 V lamp elektronowych, Z8rzonych czQsto z pomoc<i akumulator6w}. Rys unek 1 zawie ra wazne dla gl6wnego tematu artykulu informacje. Z dolnej czQsci wynika, ze w typowych warunkach sprawnosc ladowania przekracza 95%. czyli prawie cala wladowana energia zostaje zmagazynowana, a na cieplo zamienia siQ tylko kilka procenl dostarczonej energ ii. Wai.niejsze i niepokojqce dane niesie g6rna CZQSC rysunk-u. Mianowicie sprawnosc spada, gdy

so:- so:--

Fotografia 4. Samochodowy akumulator bezobslugowy z ,.magicznym oczkiem" (Centra Futura)

akumulator dochodzi do stanu calkowitego naladowania. W zasadzie to oczywiste, ie gdy reakcji ulegnie cala masa czynna akumulatora, nie ma juZ czego Jadov~'aC, a gdy pr4d dalej plynie i dostarczana jest energia, to nie moze ona bye wykorzystana i po CZQsci zarnienia siii na cieplo, a po CZQSci powoduje elektroliz~ wody. czyl i gazowanie. Niepokoj'lce jest to, :i:e sprawnosc ladowania zaczyna s iQ zmniejszac juz przy naiadowaniu do okolo 75%. A Lo oznacza. ze szczeg6ln4 uwag~ nale:i:y poswiecic wla§nie ko6cowej fazie ladowania. Dotyczy to zwlaszcza wersji ze szczeln<i ob udow4.

Rodzaje akumulator6w kwasowych \II/ klasycznych akumulatorach ka:i:de ogniwo ma korek-zaw6r. Do dziS produkowane Sq akum ul alory, lzw. s ucholadowane, k t6 re p rzed pierwszym u:i.yciem Lrzeba nape lnic elektrolitem (o gQstosci 1,28 glcm' }. a potem dolewac wody destylowanej, gdy poziom elektrolitu spadnie poni:i:ej zaznaczonego minimum. Fotografia 2 pokazuje akumulalory z korkami, pozwalaj<1cymi na dolewanie wody. Podczas ladowania s tarych akumulator6w lego lypu nalezaio odkrQcic korki, by umozliwic ulolnienie si~ z wn~trza powsta jqcych gaz6w. IN nowszych odkrQcanie kork6w nie jest potrzebne, bowiem wbudowane zawory wypuszcz4 nadmiar gaz6w. W kazdym razie akumulatory wyposa:i:one w korki nie wymagajq szczeg6lnych warunk6w ladowan ia. Gdy nastqpi ich przeladowanie i w procesie gazowania czQsc wody zostan ie zamieniona w lien i wod6r, rnozna latwo naprawic problem, dolewajqc wody destylowanej. \II/ da wn ych akumulatorach konlrolowanie gQstosci elektrolitu za pomoc<i areometru pozwalalo okreslic stan naladowania (w calkowicie naladowanym 1,26...1,28 gl cm' , w rozladowanym blisko 1 glcm 3} , a d olewanie wody bylo powszechnq i koniecz1111 praktykq. Do ladowania takich s tarych akumulator6w stosowano prymitywne prostowniki , zawie raj<ice Lylko transformalor i mostek prostowniczy. Akumulator byl ladowany pn1dem lQtni<icym, a wi~c o du:i.ej skladowej zmiennej. Do regul acji pn1du wykorzystywano albo odczepy transformatora, alba rezystory drutowe na stronie wt6rnej, albo w najprostszym przypadku i.ar6wk~ wlqczonq w szereg z uzwojeniem pierwotnym - rys unek 3.

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmri§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

Takie stare ak'tmmlatory nie baiy siQ przeladowania. Towarzyszqce lemu gazowanie nie uszkadzalo akumulatora, a jedynie elektrolizQ i ubytek wod y. Wystarczylo co jakis c zas dolewac wody destylowanej. PostQp tech niczny, miQdzy inn ymi zastosowanie jako dodatk6w wapnia zamiast a ntymonu, pozwolilo s tworzyc akumulatory, w kt6rych w prawidlowych worunkoch eksploatacji majq bardzo maly t1bytek wody. Pows taly tak zwane akumulatory bezobslugowe. Samo okreslenie .,bezobslugowy" oznacza tylko tyle, :i.e ubytek wody jest maly i producenl nie przewiduje polrzeby dolewania wody. Niemniej w wielu .,bezobslugowych" jak najbardziej istnieje mozliwosc d olania wody. Doshwne Sf\ tez wersje calkowicie bezobstugowe, kt6re nie majq kork6w do wlewania wody, a co najwy:i.ej zawory c iSnieniowe lub jeden wsp6lny zaw6r, umo:i:l iwiajqcy usuni~cie nadmiaru gaz6w w przypadku przeladowania. Zawory te chroni<i przez wybuchem i uniemozliwiajq wyciek elektrolitu przy przewr6ceniu akumulatora. jednak w kazdym silnie p rzeladowanym akumulatorze kwaso\.vo-olo\•viowym nastqpi oczywiScie intensywne gazowanie i ubytek wody, kt6rej w calko\•vicie bezobslugowy:m nie n10Zna uzupelnic z powodu braku kork6w. Wsp61czesne akumulatory samochodowe CZf:lSlO Inaj'l_ wbudowane lZW'. 111agiczne oczko", kt6rego kolor z grubsza okresla stan akumulalora (z ielony - OK, czarny - trzeba ladowac, bialy - uszkodzenie, niedob6r elektrolitu}. Dia ciekawosci mozna wspomniec, ie nie jest to zaden uklad e leklroniczny, tyl ko prosty miernik gQstosci i poziomu elektrolitu z... zielonq kulk<i. Na fotografii 4 pokazano samochodowy akumulator bezobslugowy z .,magicznym oczkiem" (Centra Futura]. 11

GELiAGM W wielu zastosowaniac h potrzebne sq a kumulatory bezpieczne w eksploatacji, calkowicie szczelne, w kt6rych na pewno nie naslqpi wyciek zrqcego kwasu. Powstaly akumulatory nazywane VRLA battery (va/1,e-regulated lead-acid battery), czasem okreslane jako SLA (Sealed Lead-Acid}. Tu podstawq jest nie tylko zastosowanie szczelnych zawor6w, ale lez uwi~zienie elektrolitu w celach. Znane sq dwa lyp y akumulator6w VRlA, a mianowicie bardziej popularne ACM i z nacznie rzadziej spotykane zelowe (GEL}. ACM to skr6t .,Absorbed Glass Mat''. W celach miQdzy plytami umieszczona jest

59 bez prawa do rozpowszechniania.


WYBOR KONSTRUKTORA

Fotografia 5. Przykladowe akumulatory AGM

> er:: 0

I-

<( ...J

::> ~

::> ~

<(

wata (mata) szklana, w kt6rej uwi~ziony jest zr(\Cy elektrolit. Na fotografii 5 pokazano r6Zne akumulatory AGM. Natomiast w akumulatorach zelowych (fotografia 6) elektrolit ma poslac ielu, a to dzi~ki dodatkowi krzemionki. Przeci~tny uzytkownik nie dostrzefo ,,na oko" r6znicy mi~dzy AGM i zelowymi, poniewai ich konstrukcja i obudowa mog(\ bye jednakowe, czego przyklad pokazuje fotografia 7 (akumulatory brytyjskiej finny Camden). Cz~sto oznaczenia AGM na akumulatorze nie ma; nic zawsze tez na zelowych jest napis GEL. Takie szczelne akumulatory nazy\ÂĽane sq niesiusznie ,,Zelowyrni",

choc

najcz~sciej

Sq to akumulatory AGM.

R6znice mi~dzy akumulatorami AGM ielowymi polegaj(\ gl6wnie na trwalosci oraz zalecanych warunkach ladowania i rozladowania. Og6lnie biorqc, wi~kszosc ielowych nie maze pracowac przy duiych prqdach, wi~c np. do UPS-6w powszechnie stosuje si~ akumulatory AGM. Natomiast zelowe maj<1 zwykle wi~ksz<1 trwalosc, ale lylko w lagodniejszych warunkach pracy. Spotyka si~ jednak akumulatory zelowe do ci~zkiej pracy cyklicznej i gl~bokiego rozladowania - przyklad na fotografii 8. Nalezy bardzo wyraZllie podkreslic, ze z jednej strony zalelq akumulalor6w AGM i zelowych jest szczelnosc i bezobslugowosc,

a z drugiej wymagajq one starannie dobranych warunk6w ladowania. Wprawdzie mai'l one zawory, jednak zadzialajq one tylko w przypadku awarii, gdy nastqpi przeladowanie i silne gazowanie. Natomiast podczas prawidlowego ladowania wydzielai'l si~ wprawdzie pewne ilosci gaz6w, rosnie cisnienie, ale dzi~ki obecnosci katalizalora, nast~puje rekombinacja, czyli ponowna zamiana wodoru i tlenu w wad~. Zawory Sq zamkni~te, a olworzq s i~ tylko przy duiym wzroscie cisnicnia, gdy nastqpi silne gazowanie wynikajqce z przeladowania. Trzeba wiedziec, ie nawet jednokrotnc silnc przcladowanie jest zawszc bardzo

Fotografia 6. Przykladowe a kumulatory zelowe

Fotografia 7. Przeci!ltny uzytkownik nie dostrzeze ,,na oko" r6znicy mi!ldzy AGM i ze lowymi, poniewaz ich konstru kcja i obudowa mo9<1 bye jednakowe

e' ', 1 c!'iflni e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

uzftku Vilt asn ego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Akumulatory kwasowo-olowiowe Temperatura +25°C

Fotografia 8. Akumulatory zelowe do ci~zkiej pracy cyklicznej i gl~bokiego rozladowania szkodliwe i moze bezpowrotnie zmniejszyc pojemnosc akumulatora ACM i zelowego. 0 ile w przypadku starych, klasycznych, olwartych akumulalor6w, gazowanie bylo dopuszczalne, o tyle nie wolno dopuscic do gazowania w akmnulalorach AGM i zelowych. Bardzo szkodliwe, zwlaszcza w akumulatorach AGM, jest tez nadmierne rozladowanie. W gr~ wchodzi kilka niekorzystnych zjawisk, mi(ldzy innymi tzw zas iarczen ie, czyli wytworzenie wewnqtrz akumulalora nieprzewodz<1cej warstewki krysztalk6w nieprzewodz<1cego siarczanu olowi u. Nawet jednokrotne ,,wyladowanie do zera wolt6w" moze spowodowac powa:Zn<t trwal<1 utrat~ pojemnosci (tak wyladowany akmnulator nalezy jak najszybcie j naladowac]. Jednakowo wazne jest wi~c, zeby ani nie przeladowywac, ani nadmiernie nie rozladowywac akumulatora. Jest to w sumie proste. Aby nie dopuscic do przeladowania wyslarczy ograniczyc napii;cie Jadowania do bczpiecznej warlosci. Aby nie dopuscic do nadmiernego rozladowania warto zasto-

sowac uklad sygnalizacji obniienia 11apii;cia, a gdzie lo mozliwe (przy mniejszych pr<1dach pracy] dodac uktad aulomalycznego odl<1czania. Sama idea jest prost.a. Jednak optymalne wykorzystanie akumulator6w AGM i zelowych wymaga pewuej wiedzy i odpowiedniego sprz~tu. Zanim przejdziemy do szczeg616w, jeszczc jeden dose istotny szczcg6t.

Przeznaczenie ... Nietrudno zauwazyc, :Zc akumulator samochodowy o danej pojemnosci jest zdecydowanie lanszy od ,,niesamochodowego" o lej samej pojemnosci. Wynika to przede wszystkim z faktu, ze akumulator samochodowy jest przeznaczony do pracy w slosunkowo lagodnych warunkach. Wprawdzie zmiany temperatury podczas jego uzytkowania Sq du:i.:e, od -20°C do ponad + 40°C, jednak w samochodzie jest on stale podladowywany przez alternator i regulator, utrzymywane na nim jest wledy nap i'lcie 1.4,4 V, a pn1d oddaje niezbyt cz~sto, na pewno duzy prqd przez kilka do kilkunastu sekund podczas

rozruchu oraz niewielkie pn1dy podczas postoju. W zwi<1zku z tym akumu- ~ ao..-----\""'\----t-'i~.-+---+---t-----'._~­ latory samochodowe majq :ib g oo..----1c=J--+--C::::J-+--gl-~bo -1-kos~ · c--+---L-~ stosunkowo delikatnq budoE roztadowania -~40t---+---+----+----+-----+--__,..,__ w~ i nie nadajq si~ do ci~iliej Cl. pracy cyklicznej, gdy po naladowan iu Sq rozJadowywane prawie calkowicie, wi~c nie 200 400 800 1000 1200 600 Liczba cykli pracy nadajq sill, na przyklad, do nap~du elektrycznych w6zk6w Rysunek 9. Zaleznosc trwalosci akumulatora widtowych i golfowych ani od gl~bokosci rozladowania do nap'ldu elektrycznych silzelowych, r6:i.:niqcych si~ m.in. wla:lnie nik6w do lodzi w~dkarskich . Przy ci~:ikiej pracy cyklicznej (ladowanie/petne rozladozdolnosciq do pracy cyklicznej oraz :Zywotwanie], b'ld'I po prostu miec zaio5nie malq nosciq. I tak na przyklad Yuasa opr6cz serii trwalosc i strac<1 pojemnosc po niewielkiej podstawowej NP, ma le:i.: seri'l ,,dlugow ieczlicznie cykli. nq" NPL oraz scrie NPC, YPC, En, ENL, UXF, FXH. Europower obok podstawowej serii Do ci~zkiej pracy cyklicznej, np. w w6zEP oferuje serie EPL, EV, EH, EPS, UPS, EC kach widlowych czy golfowych. produkowane S<t tak zwane akumulatory (baterie) traki inne. MW Power obok MW ma serie MWL, cyjne, kt6re maj<1 solidniejsz<1 budow~, ale MWS, MWH, LMRA, Akumulatory CSB dole:i.: Sq dro:i:sze. Nie ma tu jednak konk.relnej sl'lpne Sq w serii GP. ale lei: GPL, HR, TPL, EVX, EVH... Warto zainteresowac sifl tez granicy, a akumulator samochodowy o dufoj pojemnosci, kt6ry nie b!ldzie rozladowywatymi mniej popularnymi, drozszymi odny w pelni, tylko cz~sciowo, te:i: moze zdac mianami, kl6re w trudniejszych waru nkach egzamin nap~dzajqc np. silnik lodzi wfldkareksploatacji mogq okazac siii bardziej ekoskiej. Trwalosc silnie zale:Zy od gl!lbokosci nomiczne. Wracamy do kwestii tadowania rozladowania. Poj~cie o tym daje rysunek 9, i rozladowania. dotyczqcy akumulator6w AGM. Jezcli chcemy zwi'lkszyc trwalosc, powinnismy zaopaOchrona przed rozladowaniem trzyc si'l w akmnulator o pojemnosci wi'lkJesli chodzi o ochron~ przed nadmiernym szej, niz wymagana i nigdy nie rozladowyroztadowaniem, to w katalogach zawarte wac go w pelni. sq krzywe rozladowania i pokazane sq minimalne napi'lcia rozladowania. Powszechnie Istnieje mn6sh¥o rodzaj6w ,,niesamochodowych" akumulator6w kwasowych (fotograprzyjmuje si~ dopuszczalnq granice rozladofie 5.. .8). Wszystkie nadai'l si~ do lagodnych wania 1,75 V/cel~. czyli 10,5 V dla akumulatora 12 V warunk6w pracy buforowej. Ale nie wszystkie nadai'l sill do ci~zkiej pracy cyklicznej - tu naNa rynku dost~pne Sq sygnalizatory leZy s tosowaC ,,wzn1ocnione" wersje przedzwi~kowe, ostrzegaj<1ce przy rozladowaniu znaczone do takiej pracy, kt6re sq oczywiscie ponizej napi~cia 10,5 V oraz r6zne ukladro7..sze. 0 ile na przyklad 100-amperogodzindy zabezpieczajqce z przekafoikami lub ny akumulator samochodowy sensownej finny MOSFET-ami, odt<1czaj<1ce obci<1:Zenie przy mozna kupic za znacznie mniej niz 500 zl, nadmiernym spadku napi~cia. Sq to zwykle o tyle z.a akumulalor gl~bokiego rozladowania bardzo prosle uklady i mo:i.:na je wykonac we wtasnym zakresie niepor6wnanie taniej. (trakcyjny) 12 V/100 Al1 trzeba zaptacic od 750 do ponad 1000 zl. Proste rozwiqzanie z MOSFET-em P przed}e:i.:eli chodzi o najpopularniejsze szczelstawione bylo w EdW- kit AVT-772. Schemat ne akumulatory AGM, to wicle z nich na rysunku lOb. Po zmianie tranzystora przeznaczonych jest gl6wnie do pracy w rezerwowych systemach

./4-

zasilania w stosunkowo

lagodnych warunkach. W kartach katalogowych mozna sprawdzic, czy dany lyp nadaje si'l (jest zalecany] takZe do pracy cyklicznej. Koniecznie lrzeba tez wiedziec, ze poszczeg6lni producenci majq w ofercie kilka, a nawet kilkanascieserii (rodzin) akumulator6w

+

a noda

A K

12V

R,

Aku

obci~i:enie

zabezpieczenie akumulatora

~

Rysunek 10. Proste rozwi<1zanie zabezpieczajijce akumulator (AVT-772)

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone wytqcznie do uZ.ftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

61


WYBOR KONSTRUKTORA (koniecznie MOSFET-a P) na typ o mniejszej rezyslancji, prqd maksymalny bqdzie odpowiedn io wi~kszy. Mozna na przyklad wykorzystac lani i popularny IRF4905 o pn1dzie maksymalnym ponad 70 A i rezy stancji R0 So., 20 miliom6w. W jednym z pierwszych numer6w EdW (4/ 1996) p rzedstawiony byl bardzo prosty uklad zabezpieczenia akumulatora z wykorzystaniem duzo popularniejszego tranzystora MOSFET N . Do tego pozylecznego sch ematu jeszcze wr6cimy.

Ochrona przed przeladowaniem

> er:: 0

I-

<( ...J

::> ~

::> ~

<(

Zasadniczo sprawa jest bardzo pros ta, poniewa:i: akurnulatory kwasowe majq t~ bardzo wazni:i zaletfl, ze nap iflcie odzwie rcied la stan naladowania. Aby uniknqc przcladowania po prostu nic nale:i:y przekraczac okreslonego nap il;cia. Prqd tadowania zawiera siii zwykle w granicach 0.1 C ...0,3 C (w nielicznych do 0,4 C). czyli jest liczbowo r6wny 10%...30% pojemno§ci akumulatora (C) wym:i:onej w amperogodzinach. Przykladowo dla akumulatora o pojemnosci C = 7 Ah prqd 0,1 C wynos i 0,7 A, a 0,4 C to 2,8 A. Zwy kle w karcie katalogowej podany jest maksymalny pn1d ladowania dan ego aku mulatora - przyktad na rysunku 11, dotyczy pop ularnych akumulator6w AGM Europower seril podstawowej EP. Przyl<ladowo maksymalny prqd ladowa nia akumulator6w 12-amperogodzinnych wynosi 3,6 A, wi~c jest to prqd 0,3 C (30% liczbowej wartosci poje mnosci). Ladowanie pn1dem 0,3 C przez 3 godziny i 20 minu t godziny dostarczyloby do akumulatora ladun e k r6wny nominal nem u (C) . Ze wzgl'ldu na niedoskonal'l sprawnosc akumulatora (rysunek 1), dostarczony ladunek musi bye wi<ikszy ni:i: C. Ladowanie niezmiennym prqdem przez okreslony czas, by wladowac okreslorni ilosc lad unku (120% pojemnosci nominalnej) jest zalecan e w przypadku niekt6rych innych akumulator6w, np. NiCd czy NiMH, jednak jest p raktycznie niedopuszczalne d la aku mulator6w AGM i fo!owych (chyba, ze do konlrolowanego podladowania podczas diugiego p rzechowywania). Ladowanie przy stalym p rqdzie przez odmierzony czas byloby ewentualnie dopuszczalne przy malym pr'ldzie ladowania, znacznie ponizej 0,1 C (10% liczbowej wartosci pojemnosci). jed nak to tez niosloby ryzyko gazowania. Problem w tym , ze napi(lcie akumulatora olowiowego ros n ie i przy znacznym prqdzie przekroczyloby dopuszczalny poziom, a to spowod owaloby inte nsywne gazowanie. Teore tycznie mozna by loby wykorzystac jakikolwiek prymitywny p rostownik wedlug rysunku 3, kontrolowae wol tomie rzem napi~cie i wylqczyc ladowanie, gdy napi<:cie wzrosnie do wartosci granicznej. W praktyce

Szczelne, bezobslugowe akumulatory olowiowo-kwasowe taki spos6b konlroli nie zda seri i egzaminu. Trzeba wyelimiUn P o jemn osc Waga Rezyst Maks. nowac udzial czlowieka . Typ [Ah) wewn. prqd Ponadto wielu producenakum ulat. [VJ ladow. t6w podaje, ze akumulalory 20[h]10[h) 5 [h) 1 [h) [kg) [mn] [A] AGM i :i:elowe powinny bye 1,2 1, 14 l ,02 0 ,72 0,30 0,36 E P 1,2 - 6 65 ladowane ,,gladldm" pn1· l<: l' 3- 6 3 ,0 2,85 2,55 1,8 0,65 30 0,9 dem slalym o jak najmniejE P 4,S - 6 6 4,S 4,28 3,83 2,7 0,9 1 21 1,35 szej zawartosci h;tnien. EP 7-6 7,0 6,65 5,95 4,2 1,30 16 2, 1 Dlatego do wsp6lpracy F:l' 12 - 6 12 ,0 11 ,4 10,2 7,2 2 ,05 10 1,6 z akumulalorami :i:elowymi 12 I 14 I 02 .Q,72 0 59 120 0,36 E P 1.2 - 12 i AGM stosuje siQ ladowarE P 2.3 • 12 2.3 2.19 196 1,38 0 94 75 0 69 ki, kt6re w istocie Sq stabil<: P 3,6- 12 3,6 3,42 3,06 2, 16 1,35 1,08 50 1izatoram i o okreslonym EP -12 4.75 4 25 30 1,92 27 I5 napiQciu, zwykle zawiera7.2 6.84 6,12 4,32 2,54 25 2,16 EP z,2~ jqcymi te:i: obw6d ograniczE P 12 - 12 12 11 ,4 10,2 7 ,2 4 ,03 18 3,6 n ika pn1du. E P 17 - 12 17 16, 15 14,4' 10,2 6,15 16 5, 1 Schema! ladowarki EP 28 - 12 12 28 26,6 23.8 16 8 960 10 84 z ogranicznikiem pr'ld u poli'P 'l'l. I? 'l'l '114 ?II I 10 II II ?~ a 00 kazuje rysunek 12. W po- Rysunek 11. Maksymalny pr<td ladowania akumulatora czqtkowej fazie ladowania (fragment karty katalogowej) akumulator ladowany jest s talym prqdem, wyznaczonym p rzez warlosc rezystora R3 (I - 0,7 V}R3). Gdy spadek napiQcia na R3 zbli:i:a siQ do 0,7 V, zaczyn a siQ otwierac tranzystor T1 i napi~cie jest obn i:i:aAku ne na tyle, :i:eby utrzymac niezmienny prqd. W tej pocz<tlkowej fazie w ladowarce dziala Pb 12V ogran iczn ik pn1du, a napiQCie s topniowo rosnie. Gdy napi~cie dojdzie do warlo§ci wyzn aczonej p rzez R 1 oraz R2 +Pl , ladowarka zaczyna pracowac jako zwyl<ly stabilizator napiQcia z kostkq LM317 w najprostszej aplikacji. Nap i'lcie juz nie rosnie, a to powoduje, :i:e w bliskim pelnego naladowania akumulalorze prqd sa moczynnie zaczyn a si~ plynnie Rysunek 12 . Sch emat ladowarki zmniejszac, p raktycznie do zera. z ogranicznikiem pr<tdu Przebieg tej najpopularniejszej procedury ladowania, zwanej CCCV (constant current, pojemnosci nominalnej C przez prqd ladowania (ogranicznika). Jak widac, podstawoconstant voltage), przedstawiony jest na rysunku 13. Niedopuszczenie do nadmiernego we uklady eleklroniczne ladowarek mogq wzrostu napi~cia s kutecznie zapobiega gazo· bye i Sq proste. Pozostaje jednak problem waniu. Melodii CCCV ladowane S<\ te:i: akunapi'lcia. mulatory litowe (Li-Ion, LiPo, LiFeP04), tylko r6ine Sq dopuszczalne prqdy i napi~cia. Praca cykliczna i buforowa W zasadzie kwestia maksymaln ego prq· Na niekt6rych akumulatorach na obudowie du ladowania zostala om6wiona . Warto jedpodany jest maksyn1alny prqd ladowania oraz dwa napiQCia, a wlasciwie dwa zakresy napi~t. nak zauwazyc. ze w ka talogach podawane sq ch arakterystyki takiego ladowania przy Przyklad na fotografii 15. stosunkowo malym pritd pn\dzie 0 .1 C. Przyklad napi~cie ........ tryb cc .......O>k..................... tryb cv ··················O> na rysunku 14. Przy (niezmenny pr'ld) j (stale napi~ci e) takim prqdzie czas lanapi~cie akumulatora dowan ia wynosi 15... 20 godzin, co w wielu przypadkach bytoby czasem niedopuszczalnie dlugim. Mozna skr6cic czas ladowania, zwiQkszaj&c pr<\d do katalogowej tadowarka pracuje tadowarka pracuje war tosci maksymalnej. jako stabilizator jako stabilizator napiqcia (ogranicznik) pr<tdu p~d tadowania samoczynnie maleje Takze i wtedy czas laczas ladowania (h) dowan ia b~dzie 1,5... 2

EUROPOWER

s

razy dtuzszy. n i:i: wynikaloby z podzielenia

e' ', 1 di2ni e d Ia: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

EP

so

Rysunek 13. Przeb ieg najpopularniejszej procedu ry ladowan ia CCCV (constant curren t, constant voltage)

uzftku Vilt asn ego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


EUROPOWERÂŽ akumulacja jakosci

aI ' a

emu T

EMU Sp. z o.o. Sp. k. ul. Twarda 12, Gdansk, tel. 58 344 04 01+03

T

info@emu.com.pl, www.emu.com .pl

eWyd an i e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

uzftku Vlltasnego

bez prawa do rozpowszechniania.


WYBOR KONSTRUKTORA

> a:: 0

I<( ...J

::> ~

::> ~

<(

Dopuszczalne napi~cie Cycle use dotyczy pracy cykliczncj, czyli takiej, gdy akumulalor jest w ciqgu kilh1 do kilkunastu godzin ladowany, a polem w dluzszym lub kr6tszym czasie rozladowany. Przykladem jest akumulator od elektrycznego skutera, kt6ry pracuje cyklicznie. Natom.iast Standby use to tzw. p raca buforowa, gdy akmnulator jest caly czas pod napi~ ciem, gotowy do pracy. Typowym przykladem jest UPS. lnny p rzyklad do rezerwowe zr6dlo zasilania domowego systemu alarmowego. V\ltedy przez caly czas aJ..'Uillulator dO!l\CZOllY jest do ladowarki-zasilacza, wi~c nic dziwnego, ze napi~ie jest ni:i:sze, niz przy pracy cyklicznej. Jak widac na fotografi.i 15, napi~cie przy pracy buforowej ma wynosic 13,5...13.8 V, przy pracy cyklicznej koC1cowe napi~ie ladowania mo:i:e wynosic 14,4 ...15,0 V. Poniewaz akmnulator 12-woltowy ma szesc eel. daje to w trybie buforowym 2,25...2,30 V/cel~, a w trybie cykli=ym 2,4 ... 2,5 V/cel~.

Problem temperatury Podane zakresy napi()cia koncowego zasadniczo dotyczq temperolury 2<J'C. Gdy natom.iasl lemperatura akumulatora jest inna, nalezy dostosowac napi~ie tadowania. I u zaczyna si~ k.lopot. R6zne firrny podajq nieco inne dane na ternal kompensacji wplywu temperatury. W r6Znych Z..6dlach mozna spotkac infonnacje, ze w ladowanym akumulatorze nopi~cie kozdej celi naleiy zmieniac ze wsp6lcz)~mikiem od - 3 do -6 miliwolt6w na stopien Celsjusza. Oznacza to, ze w nizszych temperatmach napiticie ladowm1ia ma bye wyisze, bo inaczej akumulator nie naladuje si~ w pelni. Przy wy:i:szych temperaturach napi~cie ladowania naleiy obni:i;ac, bo wzrost temperatury obni:i:a pr6g gazowania i pojawia sioi ryzyko tzw. przebicia tem1icznego (them1al nmaway). Ol6z sytuacja jest podobna jak w diodzie p61przewodnikowej, w kt6rej przy niezmiem1ym napi~iu przewodzenia, pflld przewodzenia rosnie wraz ze wzrostem lemperatury. Ola diody 1N4148 ilustruje lo ry· sunek 16: przy niezmiellll)~ll napi()ciu 0,6 V na diodzie, w temperaturze - 25°C prqd wyniesie okolo 0,15 mA. w tempera.tune + 25"C wzrosnie do ponad 1 mA, aw temperaturze +125"C przekroczy 20 mA. Gdy pn1d roSnie, rosnie tez moc strat i ilosc wydzielanego ciepla. co dodatkowo podwy:i:sza tempera.tu~ zlqcza. v\lyisza temperatura zlqcza jeszcze bardziej zwi~ksza plynqcy pn\d. Przy wi'lkszych pn\dach naSl'l· puje dodatnie sprz'lzenie zwrotne, kt6re moie doprowadzic do nadmiemego wzrostu temperalury i uszkodzenia. Podobnie jest w akumulatorze kwasowym. W diodach i tranzystorach bipolamych problem ten wyst~puje przy r6wnoleglym ich l<1czeniu, natomiast w akumulatorach kwasowych problem przebicia lermicznego maze wystitric nawet przy ladowarce z ogran iczen.iem napi~ia, o i.le temperalura b~dzie za wysoka a prqd ladowania duzy. W praktyce dotyczy to gl6wnie pracy cykliczuej, gdzie chcqc

EUROPOWER EP c harakterystyka ladowania (praca buforowa) jak najszybciej naladowac 120 0, 14 akumulator pracujemy / ~ ~ z moi.liwie duzymi, maksy- l: »100 ju / / c ~ / malnymi dopuszczalnymi .!! .!! I " prqdami ladowania, rz~du 11 so c I ~ 0,2...0,3 C. Przy pracy bu1.Akumulator. EP7.2-12 t 60 .!! 2. Rozladowanle forowej problem wysl()puje ¥-1 100~%l (o osc,l.f]'20[h)) Q. 6 • c r7..adko, bo zwykle ternpera3 .ta!°Jan1o0, SC[ '10[h)) z " 11 ~~~ieie;gz~~~·= •3,65M tmy pracy sii niZsze, a pn1· 40 10 ntdladowanla: ,1C[A] ... Te mperatura: 20 [•CJ dy ladowania mniejsze, cz~slo 0,1 Club mniej. 20 W kaZdym razie problem przebicia termicznego 10 15 20 25 Czasladowanla [h) szczel nych akumulator6w :i:elowych i AGM przy pra- Rysunek 14. Chara kterystyka ladowania cy cykli=ej jest istolnym zagrozeniem, kt6rego nie nalezy lekcewazyc. W niekt6rych kartach katalogowych podaje si~ wartosci wsp61czynnika cieplnego, najcz~sciej -3 rnVfC na eel~ dla pracy buforowej oraz -5 mVfC na eel~ dla pracy cyklicznej. Ola ako.1111tilatorowa 12-woltowego daje to odpowiednio -18 VfC Or'dz -30 mVf C. Moina trafic na informacj~. ze wsp6lczynnik cieplny powinien bye dostosowany nie tylko do trybu pracy (cykliczna/buforowa), ale tez... lempe· ratury. W niZszych lemperaturach korekcyjny wsp61czynnik cieph1y powinien bye wioikszy. W jeszcze innych kartach katalogowych mozna znalezc wykresy, a ich nieliniowy przebieg wskazuje, iz kwestia kompensacji cieplnej jest dose zlofona. Przyklad masz na rysunku 17. Nie zawsze jednak ladowarka mus i miec Fotografia 15. Na obudowach niekt6rych obw6d czujnika temperatury, korygujqcego naakumulat or6w jest podany maksymalny piticie ladowania. Przyk.ladowo, je:i:eli akumulapr<jd ladowania oraz d wa zakresy tor bQ<lzie pracowal buforowo w systemie alarnapi'lcia n1owy1n w mieszkaniu, to 1no.Zna zalo:ZyC, iZ zakres spodziewanych zmian temperatury otomoze 1niee nawet +35°C, a przy pn1dzie ladoczenia i akumulatora wyniesie 15'C, od + 15°C wm1ia 10 A dojdzie do tego podgrzewanie wnqdo + 30"C, czyli inaczej m6wiqc 22,5°C±7,5"C. trza akumulatora, wi~ mozemy przyjiic maksyPrzyjmujqc dla trybu buforowego akmnumalnit temperatmoi ako.unulatora + 55°C. Z kolei lemperalura wiosnq i jesien.i<1 moi.e spasc nawel latora 12 V wsp6lczynnik cieplny -18 rnVf C, przy zmianach temperatury o 15 stopni po· poniZej 0 s topni i wn~trze dobrze chlodzonego winnismy zmieniac napi~cie akumulatora akumulatora b~dzie mialo okoio zera stopni. o 270 mV (0,27 V). Tymczasem jak widzimy Jei.eli zalozymy 7..akres temperatur pracy od O na fotografii 15, zalecany zakres napioicia przy 1N4148 pracy buforowej wynosi 13,5...13,8 V, czyli mar0,1A gines 300 mV jest witikszy, niz wyliczona kompensacja. Oznacza to, ze mozna uproscic uktad I I ladowarki buforowej i ustawic w temperatuI J rze 22'C niezmienne napi'lcie buforowe okolo I 13,6...13,65 v. .u ~ = 'I Przy pracy buforowej w zakresie lemperolur +15"C... +35 nie ma konieczno§ci dodawania obwodu kompeI1Sacji lemperatwy ;!I - wyslarczy w temperaturze pokojowej usta.u wic napiqcie buforowe 13,65 V, czyli 2,275 VI ~u "'0 ogniwo. II~ {!. l/ I lnaczej jest przy pracy cyklicznej. .:!.1 Rozwazmy leraz przyklad akumulatora AGM do l6dki woidkarskiej przy znacznym prqdzie la0,1mA dowm1ia. Zal6zmy, ze jest to stosunkowo maly 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 0 Napi~cie przewodzenia UF M akumulator 40 Ah. kt6ry ladujemy w domu let-

a

...

...i

.. r·

j12

..• ..

'

J/ I

~~ l"

I

niskowym duzq ladowarkq prqdem 10 A. Nalezy zalozyc, ze podczas upalnego lata otoczenie

e' ', 1 di~1 ie d Ia: a Ie ksa n de r@kawe czynski. pI W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

uzftku Vilt asn ego

Rysunek 16. Cha ra kterystyka przejsciowa diody 1N4148 rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Akumulatory kwasowo-olowiowe 0 stopni Celsjusza, akumulatora po prostu nie nalad ujemy. Przy wsp6lczynniku - 30 mVf'C zakres napi<ic tadov.rania

w

te1nperalurze

bliskiej zeru powinien wynosic 15,0...15,6 V. Natomiast przy temperaturze akumulatora + 55°C napitJcie kof1co- Rysunek 21. Przebieg ladowania we powinniSmy zmniejszyc przyspieszonego do 13,35... 13,95 V, by nie dopuscic do gazowania i przebicia sprzyjaj'!Cll jest fakt, ze nagrzewanie wn~trza 2.2 '--'---L-_JL___:;..L_ _.L_ _L_==='-"'!:..:l aklllllulatora znacznym pn1dem ladowatermicznego. -20 -10 0 10 20 30 40 Temperature ("C) nia b~dzie najsil niejsze w pierwszej fazie. Zgadza si'l to, a przynajmniej Rysunek 17. Zaleznost napi11cia ladowania jak najbardziej zgadzaiit sitJ g6rne Natomiast po osi<igni~ciu wyznaczonego naod temperatury piticia, prqd b<jdzie malal i aklllllulator b~dzie granice napi<jc, z rysunkiem 17. Niemniej poszczeg6ln i producenpomalu stygl do lemperatu ry otoczenia. J.0..-- -- - -- -..,..---,.--.,..-- --,.- - . , - -....,-- - - . ci dla swoich akumulator6w I tu trzeba wspomniec o przyspieszoi '1 : -·---·--! ·---. 2.9 ~--- , - - - -- : - I podajit nieco inne informanym procesie ladowania, kt6ry jednak wy: .. J -- - __.:.________ l 2.8 cje. I tak mo:i:na znalezc zamaga nieco bardziej inteligentnej ladowar ki. I 2.7 lecenia, zeby napi'lcie przy Miano"~cie przyspieszcnie polega na tym, Chllll!'QllllVobQM ~ 2.& ze w pierwszej fazie ladowania ustawione jest ladowaniu cyklicznym wyI • 2.5 - --1 . nos ilo 14,5...14,9 V, a przy podwy:i:szone napi~cie maksymalne, dzitiki ~ 2... I czemu akumulator mozna naladowac szybbuforowym 13,6 ...13,8 V. > 23 Rysunek 18 pokazuje znacz· ciej, bo p6zniej zacznie si<i zmniejszac pr11d. 2.2 _____.. ______,_ .. _____ nie wti:i:sze zaleca ne zakresy gdy b~dzie ju:i: praklycznie w pelni naladonapi<icia dla pracy cyklicznej wany. Gdy napif1cie ladowanego akumulatora 21 ---i ~O-+---+----;!--+----+----T;--~-~--+---; i buforowej, okreslone z todojdzie od ustawionej podwyzszonej granicy, ·40 ·30 ·20 -10 10 20 3-0 40 50 Battery Temperature •c lerancjq 20 mV. Rysunek 19 a pr<\d wreszcie zacznie si~ zmniejszac, nasl~­ Rysunek 18. Wijskie zakresy graniczne d la pracy to zalecane charakterystyki puje przelqczenie - obnizenie wartosci napi<i· cyklicznej i buforowej cia ladowarki, co wprawdzie powoduje gwalladowania pewnego akumulatora zelowego. Interesujitce towne zmniejszenie prqdu ladowania, ale dane zawiera rysunek 20, pokazujitCY zaleceza to nizsze, bezpieczne napi~cie wykluczy do + 55"C i wsp6lczynnik cieplny - 30 mV/'C przy pracy cyklicznej powinnismy zmieniac nia dotyczitce r6znych serii akmnulator6w zegrozb~ gazowania nawet wtedy, gdy akumulakoiicowe napiticie ladowania az o 1,65 V! lowych Sonnenschein. Jak widac, w zwiitZku tor pozostanie dlugo dolqczony do ladowarki. W temperaturze +20°C zalecany zakres z r6Znicami konstrukcji, inne s~ zalecane warCharakterystyki takiego ladowania pokazane napi<ic ladowania wynosi 14,4...15,0 V. Gdy sq na rysunku 21, a taka ladowarka wbrew to5ci napitJcia ladowania. jezeli uzytkownik takie napi<icie zastosujemy przy lemperaturze pozorom, moze bye prosta. ma dosltiP do tego rodzaju danych swojego akumulatora, nalezy si<i do nich Taka idea jest interesujqca, jednak w lite1 6.2~----------------~ raturze trudno znalezc konkretne wskaz6wki stosowac, by uzyskac optymalne ~ 15.61 - -Nl>l.l'>.l'---J'---1--1--1--1--+--+-I parametry i trwalosc. i i.nformacje o poziomach napi<ic podczas la·c: m6glby tu stwierdzic, dowania dwustopniowego. Niemniej podobKtos ; 15.0l--1--+"IA-~-+--+--+--1--1--1-1 0 iz nalezy monitorowac nie tempene ,,przyspieszone ladowanie" zachodzi wte't:I .ll! 1 4.41--+-+-+~t!-ah;;f--+-+-t--l-l ratur~ otoczenia, tylko temperatu· dy, gdy w pierwszej fazie temperatura wzrasta ·u r~ wn~lrza akum ulatora, co jedpod wplywem znacznego prqdu, a potem prqd ·[ , 3.81--l--1f--1f--1--l~mllffi,.,.,.c---+--+-I nak jest bardzo trudnym, a nawet maleje i akumulator stygnie. Tal<Ze i w tej kwe~ z , 3.21--1--+--+--+--+--+--l-""'l"""l!El--I niewykonalnym zadaniem. W za- stii nie ma konkretnych informacji, a le, kt6re sadzie tak, ale w praktyce juz czujmozna znalezc w materialach prod ucent6w, 12·0' - -_3""'0-nie sq sp6jne. Przy pr6bie samodzielncj reali-2"'"0-.-1... o_ _.__ _. 10--2"'"0--3'""0-""'40_ _. so_. 1°c1 nik tempcratury otoczenia moze zacji trzeba pami~tac o mozliwosci przebicia -22 -4 14 32 50 68 86 104 122(°F] zapewnic prawidlowq kompenTem peratura otoczenia sacj~. a nawet okazac si~ lepszy termicznego, by don nie dopuscic. Rysunek 19. Zalecane cha rakterystyki ladowania 11iz mierzenie temperatury wn~­ Piotr Gorecki pewnego akumulatora zelowego trza akumulatora. OkolicznoSci'I pg@elportal.com.pl

I

-

--M--1 .1--·--~-. . I

£

1-

---t -

..

A400

2,50 _ 2.45

• J max. 2.40 Vpc for max. 48h

~2.40

"'~st/Equal~lng for m1x. 48h

:g,2.35

-

~ 2.30 > 2,25

Float

2,20

............

2,15 2,10- 0

-10

0

10

20

30

40

Temperature

r CI50

ASOO

2.55 .,2,50

..

" -• . max. 2.45 Vpc for max. 48h

~2,45

'1

.. '5

~2,40

It

" "oost/Equalizin llM max. 48~

2,35 > 2.30

~

Float

2,25 2,20

~

0

10

20

30

.....

40

• J max. 2.40 Vpc for m~x. 481

~2,4

--.

~2.3

~

50

Temperature [° CJ

t

~oost/Equalizing for

2,3

"""

>2.2 5 ~

-10

A 600 A 700

2,5 02,4

2,2 2,15 2,1

- 0

-10

0

10

Float

20

30

-

max. 48t

40

50

Temperature (° CJ

Rysune k 20. Zalecenia dotyczijce r6znych serii akumulator6w zelowych Sonne nschein

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmri§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

65 bez prawa do rozpowszechniania.


PREZENTACJE

Miniaturowe moduly akumulatorowe Seiko

> er::

Mobilnosc, maly cuizar i nieduze wymiary to wazne cechy nowoczesnych urzqdzefi elektronicznych. Aby je uzyskac, nie wystarczq juz typowe akumulatorki w postaci paluszk6w, gdyz charakteryzujq siti one zbyt malq gtistosciq energii, a ich ksztalt utrudnia uzyskanie ergonomii urzqdzenia. Dlatego warto zwr6cic uwagti na niewielkie litowo-jonowe moduly akumulatorowe, sterowane zintegrowanym, inteligentnym kontrolerem. Znajdziemy takie w ofercie firmy Seiko. r6Zllych klient6w. Ponadto niekl6re elementy oferowanych modui6w mogq zostac przeprojektowane na potrzeby danego 1.am6wienia. Jui standardowo mozna samodzielnie dobrac dlugosci i przekroje przewod6w oraz zlqcze wyprowad zen ia. Co wi<:)Cej, mo:i:liwe jest nawel zbudowanie modul6w baleryjnych wzbogaconych np. o dodatkowe termistory, czy zlqcza.

0

I-

<( ...J

::> ~

::> ~

<(

Fotografia 1 . Modul SEL172272

Kontroler KluczoW)~ll

)apollska firma Seiko Instruments Inc. wytwarza wysokiej jakosci, nieduie akumulatory litowo-jonowe, przeznaczone do zastosowania w maiych urzqdzeniach, w kt6rych konieczna jest obecno8c przeno5nego. wydajnego, a zarazem niezawodnego Z..6dla energii elektrycznej. Producent opracowal specjalne procesy technologiczne, kt6re pozwalajq budowac miniaturowe ogniwa, dopasowane wymiarami do oczekiwan

elementem, decydujqcym o moz-

lhvoSciach i niezawodnoSci n1odul6w jest ich

kontroler. jest to wysokiej jakosci uklad scalony, zaprojektowany przez infynier6w Seiko. Otaczajqce go komponenty pasywne r6wniez sq produkowane w )aponii, co gwaran tuje ich bardzo dobrq jakosc. Podzespoly montowane sq na bardzo cienkiej plytce, aby niepolrzebnie nie powi~kszac pakielu. Dodatkowo,

Charge_CCICV 4_2V. O.OSC-cut off, Discharge. CC 0.2C. 3.0V cut off.

Charge Characteristics

-

2s·c

Dodatkowe infor macje: GLYN Poland ul. Krupnicza 13. 50· 075 Wroclaw tel. 71 782 87 58, faks 7 1 782 87 59 sales@glyn.pl, www.glyn.pf

plylka jest montowa.na do reszty element6w poprzez zgrzewanie rezystancyjne, dzi~ki czemu wyklucza si~ wszelki ruch element6w wzgl~dem siebie, kt6ry m6glby prowadzic do uszkodzenia. jednak nawet gdyby doszlo do jakiejs usterki, to redundantna architektura moduh.t sprawia, ze pojedyncze uszkodzenia nie powodujq zaprzestania dzialania modulu. Kontroler moze wsp6lpracowac z opcjonalnym termistorem, kt6ry pozwala na monitorowanie temperatury pakietu zabezpieczajqc go przed przegrzaniem. W opracowaniu jest takze druga, ciekawa opcja, pozwalajqca na bezprzewodowe ladowanie akumulator6w.

Ogniwa 0 niez

Discharge Characteristics

2s·c

r6wogniw

niezawodnosc zadbano w trakcie projektowa.nia

Charge_CC/CV 4_2V, O.SC, O.OSC-cut off. 2s·c Discharge. 3.0V-<ut off.

2s·c

,..

··· ~-------------------~ - 0.2(

0.2(

.,

-o.sc

--

Sil

-1.0C

-o.sc - 1.oc

t ...

...

),4 .

u

...

....

··~---------------~~--~ 0 200.0

Rysu nek 2. Cha rakterystyki ladowania modulu SEL172272 IF.'lt•.

Model SEL320926 SEL360829 SEL401230 SEL371826 SEL172272 SEL402035 SEL312538 SEL571830 SEL372730 SEL512229 SEL621733 SEL422238

1r;1•11.

Pojemnosl nominalna [mAh] 43 61 105 135 155 240 250 275 300 305 310 340

llllff

I PojemnoSl minimalna [mAh] 40 58 100 130 150 230 240 260 280 290 300 325

1r;111,

'!.Jiff

Rysunek 3. Charakterystyki rozladowywania modulu SEL172272

'

'

Maksymalne wymiary modulu [mm] Grubosl 37 4,1 4,2 39 22 4,2 3,7 60 39 5,3 64 44

Szerokosl 95 8,5 12,5 19 0 23 0 21,0 26,0 19 0 28 0 22,5 18,0 23 0

Dluqosl 28 0 31,5 32,0 28 0 78 0 37,0 40,0 32 0 32 0 31,0 35,0 40 5

e' ', 1 d36ni e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI

""'

Maksymalne wymiary modulu, po 500 cyklach ladowania i rozladowania Imm] Szerokosl Dluqosl Grubosl 37 95 28 0 4,1 8,5 31,5 4,4 12,5 32,0 41 19 0 28 0 78 0 22 23 0 4,4 21,0 37,0 3,7 26,0 40,0 64 19 0 32 0 41 28 0 32 0 5,5 22,5 31,0 7,0 18,0 35,0 46 23 0 40 5

I

Rezystancja wewnetrzna (mil] 950 950 400 350 350 260 250 270 300 270 250 250

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do uZ.ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


I~· ·•

1r;ut

'~

Warto~l

Parametr ~

nominalne M_ Naoiecie w trakcie roztadowvwania IV1 Pojemnosc nominalna [mAh)

od 3,7 do 3,95

Pojemnosc minimalna [mAh)

150

Maksvmalne napiecie ladowan@_M Standardowv nrad ladowania ICI Maksvmalnv orad ladowania ICI Na ii:_cie odci~ w trakcie rozladowvwania IVl

42 0,5 1 3

~m2.!!!Y ~ozladowywania

37 155

ICI

Przy roztadowywaniu 1pr4dem 0 2 C Przy roztadowywaniu oradem O 2 C

-

= 75 mA = 150 mA

350 500

-

ponad 80%, przy pr~dzie rozfadowvwania 0 5 C

od 0 do 45 od -20 do +60

lQQp_tJSzczalne temepraturv w trakcie tadowania l°Cl Dopuszczalne temepratury w trakcie rozladowywania

-

7,50 mA

1

Rezvstancia wewnetrzna lmfll Liczba cykli iycia

Uwagi

Iorzv pr4dzie 0 2 C

-

lt9_ Charge CC/CV 4 2V, O.SC, 0 OSC-cutoff. 2S'C Discharge CC:O 2( 3 OV-Cut off

Temperature Characteristics

...

- :i:s•c

••

-

lOC IOC

oc

t ,.

l··.. J2

Rysunek 4. Charakterystyki temperaturowe modulu SEL172272 s losowanych w omawianych akumulatorach. Przoprowadzono szcroko zalcrojonq anali~ polencjalnycb usterek oraz opracowano szczeg6lowy system kontroli produkcji. Dziqki tcmu udalo siQ tak doslosowac proces produkcyjny, by nie lylko zminimalizowac odrzuly z linii, ale lez niemal zupelnie wyelim inowac ustcrki pojawiajqcc siQ w trakcie uzytkowania akumulator6w. Przykladowo, caly montaz odbywa siti w spos6b w polni zaulomalyzowany, za pomocq maszyn. Nalomiasl krawQdzie i rogi ogniw S!\ specjalnie laminowane, aby zapobiec ic h owe n lualnym uszkodzeniom mechanicznym. Nadz6r nad produkcj4 oraz zaslosowanie golowych modul6w w innych urz'ldzeniach sq ulatwione dziQki znalcowaniu 2-wymiarowymi kodami graficznymi. Pozwalai'I one na prowadze nie zautomalyzowanej inspekcji zaraz po produkcji, ~lcdzcnie pojcdynczych modul6w oraz na icb rozpoznawanie w trakcie monlaiu u klient6w. Warto dodac, :i;e omawiane akumulatory majq ccrtyfikaty UUUN.

Przyktady Omawiane moduly umicszczono w labcli 1. lcb przykladowe zastosowania obejmujq wszelkiego rodzaju UJ'Z'ldzenia przeno5ne, takie jak np. sluchawki i innc produkty, kol"'qstaj<icc z komunikacji Bluetooth, urzqdzenia noszone, czy to na nadgarstku, czy w innych miejscacb , sprzlll medyczny oraz domowo ur.t.1dzonia mcdyczne, a takZe r6znego rodzaju, nowoczesne, niewielkie UJ'Z<\dzenia bezprzewodowe. Spo§r6d ofcrowanych modu l6w szczog61nie warto zwr6cic uwagq na ultra-cienki model SEL172272 (fol. 1.) o pojemnosci 155 mAh, kl6ry cech uje siQ wyj"!lkowo malq grubosciq - nie przekracza ona 2,2 mm. Zosta l on zapro· jektowany z myslq o takic h urZ!\dze11iach, jak klawialury bezprzewodowe Bluetooth - i tak, jak pozostale moduly Seiko Instruments, do jego budowy uzyto niezawodnych japoi\skich uklad6w scalonych i pasywnych. Parametry SEL172272 zoslaly zcbranc w tabcli 2., a na rysunkach przedslawiono jego charakteryslyki pracy.

Marcin Karbowniczek, EP °'"'ll< CCJCV 4 lV. 0 SC. 0 OSC-cut olf. 2s·c

Cycle Characteristics

D!Khorvo CC 0 2C 3 OV·<ut olf. 2S'C - 1cyc

-10c:yc

...

- 10 )\J~

-JOO<yc

-SOOcy

t ,.

Ju ••

,,,.__________________......_....._____, 0

50.0

lOG.O

200,0

c..,.dly/lnAll

Rysune k 5. Zmiany charakterystyk pracy modulu SEL172272 wraz z kolejnymi cyklami ladowa nia i rozladowania

~Wy •l EilliKT~Nfl<AllRAkn:m¥.b52n@kawe czynski. pI I e wyt~cznie do ufytku wlasnego bez prawa do

Wydar


PRE ZENTACJE

iPDA

lnteraktywny Program do Doboru Akumulatorow Dodatkowe informacje:

iPDA to nowoczesna aplikacja internetowa wspomagajqca obliczanie, wyszukiwanie oraz dobieranie optymalnych rozwiqzafl do zasilania awaryjnego i podstawowego. Narzitdzie jest przeznaczone dla projektant6w, serwisant6w oraz konstrnktor6w, kt61ych urzqdzenia zasilane sq akumulatorami AGM i zelowymi z oferty firmy EMU.

> er:: 0

I-

<( ...J

::> ~

::> ~

<(

Uruchomiona w 2007 roku przez firm~ EMU aplikacja lo lalwe w obsludze i wyposafone w szereg uzylecznych modul6w oprogramowanie, kt6re przyspiesza, uia-

twia i usprawn ian ia wszelkie prace zwi(!zane z eksploalacj'l bezobslugowych akumulalor6w i ogniw kwasowo - olowiowych. Zaimplemenlowane w iPDA narz~dzia zaprojeklowano pod kqlem uzyleczno§ci w branzy zasilania awaryjnego, jednakze zachowa na uniwersalnosc i elaslycznosc powodujq, ze program spetni oczekiwania zar6wno profesjonalist6w zajmuj11cych si~ szeroko poj~t'l temalykq zasilania gwarantowanego, jak i konslruklor6w i hobbyst6w poszukuj11cych odpowiedniego akumu latora do zasilenia swojego urz11dzenia. Podstawowq funkcjonalno§ciq aplikac ji, z kt6rej korzysta wi~kszosc zamieszczonych modul6w jes t mechanizm odpow iedzialny za dokladne ustalanie czasu podtrzymania akumulatora oraz obliczania jego wydajnosci mocowej i pr11dowej dla wskaza nych p unkt6w czasowych. \i\lhudowane, specjalnie skonstruowane algorytmy liczqce wykorzystuj&c indywidual ne slalomocowe i slalopn1dowe tabele akumulator6w wiernie inlerpoluj11 ich rzeczywiste charakterystyki rozladowania. Dzi~ki lemu otrzymywane sq precyzyjne rezultaty o dokladnosci znacznie wi~k­ szej niz gdyby do obliczeil uzyto og6lnodost~p nych wzo r6w pomocniczych. lub wykorzystywano by inlerpolacj~ prostym i (rysunek 1). W iPDA najistolniejsze dla u:i:ytkownika S'l umieszczone w menu Norzr;dzio moduly narz~dziowe, z kt6rych kazdy pelni r6zne funkcje. Jednym z nich jest ciesz(!Cy si~ najwif!ksZ'l popularnosci:t modul do doboru akumulator6w (Narz~dzio » Dob6r baterii). To najwyzej ocen iane przez projeklant6w narz'ldzie iPDA, kt6rego mozliwo§ci tak naprawd'l zalez11 od kreatywnosci obslugui&· cego. Zoplymalizowane pod k<1lem przydalnosci w branzy zasilania awaryjnego i dedykowane dla os6b w niej pracuj11cych, kt6re korzystajq z op rogramowa nia najcz~sciej przy doborze akumulator6w do zasilaczy bezprzerwowych UPS (Norz~dzia » Dob6r

Przemyslaw Kujaszewski Doradca Techniczno-Handlowy EMU Sp. z o .o. Sp. k. ul. Twarda 12, 80-8 71 Gdar\sk info@emu .com.pl, www.emu.com.pl

baterii » Sta/omocowy), oswietlenia awaryjnego lub silowni tel ekom unikacyjnych [Norzr;dzia » Dob6r botcrii » Sto/oprqdowy). Dzi~ki wspomnianej elastycznosci modul ten jest takZe doskonalym wsparciem np.: przy doborze akumulatora do podstawowego lub rezerwowego zasilania urzqdzenia eleklronicznego, do pojazd6w eleklrycznych, przyczep i samocbod6w campingowych, czy nawet w doborze baterii do odnawia lnych ir6del energii.

Przeprowadzenie doboru, czyli szybkie wyszukanie od powied niego akumulatora wy maga od uzytkownika posiadania zaledwie podslawowej wiedzy z elektrotechniki oraz z zakres u budowy akumulatora. Sprowadza si'l do podania niezb'ldnych danych wejsciowych takich jak np. warlosc s podziewanego obciq:i:enia, ilo§(; ogniw w szeregu, oraz co najistotniejsze zdefiniowania m inimalnego czasu podlrzymania (d la wymagaj<1cych dosl~pne

----

500 450

- - interpolow.ana w iPOA

- - interpolowan:a pronymi

400

"i" 350

ii :: 300

n~ podmw~ dost(pnych

punkt6w z t • li slAHomocowej

I

150

100

+-~~~;..-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

5

6

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 cz:as rorladowania (min)

Rysunek 1. Por6wnanie przykladowych krzywych rozladowania akumulatora i wskazanie r6znicy w uzyskanym wyniku dla 7 minuty rozladowania

~· F

cos""'C

Pot1• 310371W109\.)

lP •

MOO.I

M• t1c1

o\1411·12

ACUM.lX

AMtH U

.t.CtJ1,u.x

AMt.120· 12 AMC. 140· 12 AV 22 12 (H 123 12

EH 16tl·12 lH 200-12 EP 7 • 12

II

U'l H•l2. P l 110· 12

12

EPllS0· 12

10

,._ .. 'iOjWI rr 90N

"sc.4· 100N(.-w} ..._ •

&.· H'FCI n•['2iO'jf .._._. Jsiiiiiil

A(UMAX

A(UUAX 4CUMAX WAOPOWCA

EUAOl'OW£A l:llAOP'OWVI El. AOPO'WEA EUAO.-OWEI' IEUROPOWUI EUROPOwER

U..· ~

.,...,~

.,.. "... ......., ,.,," .." ....,,, ... ....,...., '"

. . . . . ::·

~1·

11

c.a- NE

Ur.Ni· ~ I

O KOfl'IUflik1tyioa1rmzetM&....(O) ~-

-· ...... ........... ..•• ••• •~c •

ff(flft•

A 81"7we<wnt112M - (O)

~It kOneowt IJrlNI

IEJt!2l·l1ie~·lml Cz•s 1t11onoml lmH 1S

Afil,I

• $;"

AV

'".. .... .... .... (H

,,u

" "

u

"" " "

l~S.C oOMY H 140

AGM AGM

Spr.,.,..,ol!ol 90

AC·U

Obci-ltnlt ZllSJIACZll N 100

....... .. "°" ,.,. .. .... .... .... ...•••.

..u

Rysunek 2. Przykladowy wynik wyszukiwania przeprowadzonego w module doboru baterii

e' ', 1 cesnie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

uzftku Vilt asn ego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


iPDA - lnteraktywny Program do Doboru Akumulator6w _.,.,....-lnrobOx~ · ..

Colcp- ..

P141'!• Mllk'WI

Pce1 • 3:lo..nrwr09•.J e 1• 2s1-ci

'I"' 901\f

n• -2..oH

f"ltas•

1001\l(IOk'W)

'*--· u.._.

P'b. • q.nf1M1

lJbc• • M

0 Komunitatyiouraz«lia . (O'}

6A• NIE

"'- · l.10rv"°9ft.I

tP- -

wm3+flii§f

~_,..nn.._(O)

Nap~it kc>ncowt Util\ll!

IU@Elli@

Wl@@IMll

1"1~ja doklu llprl*6w k1Mowychl~ •,... . ........ IOJIW....&n.»OI flllpillMll•nMf!DCMMW'Htl ..

gF1

:;[000

] .,.

t•'· l

&

'°oL_ _ _L __

. ,.._......._,. .............. ...lt

·==er.~

Copync;~·o2007

1·:LL ·-""

---

CHS Mnonomil lml.nl 1S llOSC-M 1<0

Obel4Zttjf U$ila<:U 19'1 100 Ttf'l"IC). OtOClenla I-cl: 25

20!.tEM'JSp zoo Sp K

Rysunek 3. Ekran z propozycj<1 zabezpieczen elektrycznych oraz kabli wygenerowany w module doboru baterii S<\ zaawansowane opcje domyslnie nieak-

tywne). Wynikiem wyszukiwania jest propozycja spelniajqcych kryteria wejkiowe aku mulator6w ze wskazanych wcze:ln iej serii z oferty EMU wraz z innymi uzytecznymi informacjami jak uzyskane czasy aulonomii dla nowej oraz wyeksploalowanej [z uwzgl~dnieniem wsp6kzynnika starzenia) baterii, obliczone minimalne parametry wyrniany powietrza w pomiesz-

czeniu z bateriq, propozycje zabezpieczef1 elektrycznych oraz kabli i inne. Znikomy czas jaki nalezy przeznaczyc na dob6r akumulatora w por6wnaniu z tradycyjnymi ,,r~cznymi" metodami to gl6wna ale nie jedyna zaleta tego narz~dzia. Warto takZe nadmien ic, ze ustalony z rnzdzielczosci<1 1 minuty czas autonomii baterii jest czasochlonny i bardzo trudny do uzyskania melod<1 lradycyjn<i. Jak znacz<1ce mogq bye r6:Znice pomi~dzy wynikami uzyskanymi w iPDA. a obliczonymi w typowy spos6b przedslawia rysunek 1 . Rezu ltaly doboru mozna zapisac do pliku PDF w formie raportu, a w przypadku jakicbkolwiek trudnosci czy n iejasnosci skorzystac mozna

z dosl~pnej pomocy i podpowiedzi (rysunek 1 , rysunek 2 ). Drugq, r6wnie uzyteCZllq funkcjonalnosciq programu jest modul obliczeniowy sluzqcy do symulowania rozladowania akumulatora (Norzi:dzio » Hoz/adowanie). Narz~dzie najcz~sciej okazuje si~ pomocne w sytuacji, kiedy uzytkownik posiada akumu lator oraz urzqdzenie, w kt6rym on pracu je i chce obliczyc czas podtrzymania tego zestawu. Mozliwosci modulu sq jed nak duzo wiElksze i ograniczone pomyslowosciq obslugujqcego, kt6ry z powodzeniem moze uzyc go m.in. r6wniez do przeprowadzania dobor6w baterii. W6wczas po wprowadzeniu parametr6w wejsciowych rozladowania i wskazaniu modelu akumulatora otrzyma on przewidywany czas podtrzymania nowego oraz wyeksploatowanego akumulatora lub balerii akumulalor6w. W ten spos6b mozna dokonac sprawdzenia czas6w podtrzymania wszystkich dost~pnych modeli i samemu zadecydowac o przydatnosci kt6regos z nich. Opr6cz narz~dzi obliczajqcych dosl~pne S<t takZe inne ciekawe i uzyteczne

moduly, dzi<iki kt6rym wszystkie niezb<idne parametry techniczne i materialy informacyjne akumulator6w Sq um ieszczone pod r~kq. Jednym z nich jest narz<idzie ,,Tabele rozladowafi" (Narz~dzia » Dodatki » Tabel e roz/adow01i), gdzie uzytkownik moze zbudowac wlasnq tabel<i rozladowania stalomocowego i stalopr<1dowego dla r6znych, wybranych przez siebie punkt6w czasowych. Dzi'lki temu uniezaleznia si'l od label zamieszczonych w kartach kalalogowych, w kt6rych rozdzielczosc czasowa np. 5, 10, 15, 30, 45. 60 rninut cz'lsto okazuje si~ niewyslarczajqca. Na ostatnie wyr6znienie zasluguje jeszcze modul por6wnywarki (Narz1;1dzia » Por6wnoj). kt6 ra zestawi ze sob4 najwazniejsze paramelry i cechy wskazanych akumulator6w, dzi~ki czem u mnogosc do st~pnych marek i serii akumulator6w przestanie stwarzac problem w dostrze:i:eniu r6znicy pomi<idzy modelami o identycznej pojemno:lci. ale r6znej seri i. Zaktualizowan4 w zeszlym roku aplikacj'l udost'lpniono pod nowym adresem www.ipda.pl. iPDA jest programem calkowicie darmowym, aby z niego skorzystac nale:i:y si'l zalogowac wpisujqc jako login oraz haslo: demo. U:i:ylkownik zalogowany jako demo ma dost~p do wszystkich funkcjonalnosci aplikacji opr6cz modulu dobo ru balerii. Pelna wersja oprogramowania

dostqpna jest dla wszystkich pa rtner6w EMU. w ramach demonstrac'i 1eln ch mozhvoSci ro ramu rzv otowanc zosla lo ec'a lne . o raniczone czasowo konto lo-

in i haslo: e avt z dost em do wsz stich modul6w, kt6re ozostanic aktvwnc rzez ierwszv kwartal te o roku. Cz'lSC z opisanych w artykule modul6w jest obecnie w fazie ostalnich wewn~trz­ nych test6w i w momencie publikacji niniejszego numeru powinno zostac juz udosl~pnione. Uruchom ienie pelnej funkcjonalnosci iPDA planowane jest na koniec lutego tego roku.

--·

Moo.IP'L Zl• l l 5.i!•!:l'l

-

....~u

~

----1~

H[A~(C.)

w. t,TO(Jitl ~"'M9¥- n ~. ,.,

----------

•• Rys4. Dodatkowe informacje dotycz<1ce wybranego modelu akumulatora wyszukanego w module Doboru baterii

••

_... ,_--

....

. . . -.1-ccm. '""'"' ~ 1•-12 11tio1

,_

not

U...

1a

._

nn

IW/oplw<C

M 1o1rt

'"''~

Rys.5. Obliczanie czasu podtrzymania akumulatora w module Rozladowania

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia'tMmD§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

' ,. B"'

-

·_..,..._ ~ -~­ ...,........

t.lll!lt•IEUfOllO'Qf

Tf("""'"'• AQM H_.:.. 12M

69 bez prawa do rozpowszechniania.


WYBOR KONSTRUKTORA

Akumulatory niklowe (zasadowe)

> er:: 0

I-

<( ...J

::> ~

::> ~

<(

Historycznie najwcze§niejsze byly akumulatory kwasowo-otowiowe (Plante 1859). W 2 potowie XIX wieku inne, lepsze akumulatory pr6bowal skonstruowac mi~dzy innymi Edison, kt6ry w roku 1901 uzyskat patent na akumulator niklowo-zelazowy. Niekt6re wlasciwosci miat lepsze od kwasowych, na przyktad gt1stosc energii, ale byl drozszy i miat stabe wlasciwosci w n iskich temperaturach. Akumulatory niklowo-zelazowe, choc malo popularne, byly produkowane w niewielkiej liczbie przez ostatnie sto lat. Niepor6wnanie wit1kszq popularnosc zdobyty akumulatory n iklowo-kadmowe (NiCd) i niklowo-wodorkowe (NiMH) . Akumulatory niklowo-kadmowe zacz'llY zdobywac popularnosc od pocz&tku lat 40. XX wieku. W wielu zastosowaniach okazaly si~ lepsze od kwasowo-otowiowych. Nie jest p rzypadkiem, ze nadal S'l stosowane w taf1szych elektronarz'ldziach, choc generalnie ustqpity miejsca akumulatorom niklowo-wodorkowym. Ozis prawie wszystkie aku mulatorki o rozmiarach .,paluszka" (AA = R6) to akumulatory NiMH. Choe og6lnie bior11c. akumulatory niklowe sq wypierane przez akurnualtory litowo-jonowe, niemniej na razic majq moc1111 pozycj~ na rynku.

Rodzaje akumulator6w niklowych Hislorycznie biorqc, najpierw pojawily si~ akumulatory niklowo-zelazowe (NiFe). Byly stosowane w niekt6rych krajach w kolejnictwie i g6rnictwie. Na pocz<itku XX wieku p r6bowano je wykorzystac do nap'ldu samochod6w elektrycznych, kt6re w tamtym czasie byly konkurencjq dla niedoskonalych

-···

pojazd6w spalinowych i parowych. Nie nadawaly si'l natomiast jako akumulatory rozruchowe do samochod6w spali nowych. Podobnie nie odniosty komercyjnego sukcesu akumulatory niklowo-cynkowe (NiZn), r6wn iez opatentowane w roku 1901 przez Edisona. Ogromny sukces odniosty natomiast akumulatory niklowo-kadmowe, wynalezione w roku 1898 przez malo znanego Szweda Waldemara jungnera. Najpierw byly to klasyczne akumu.latory mokre, z cieldym elektrolitem. Okazaly si~ niezawodne i odporne na ci'lzkie warunki pracy u wielokrotne calkowite rozladowania, co jest wyj<1tkiern wsr6d akumulator6w. Fotografia 1 pokazuje mokre akumulatory NiCd, d o dzis oferowane na rynku. W polowie XX wieku pojawily si'l akumulatory NiCd ze spiekanymi elektrodami. Szybko okazalo sill. ze ogromnie przydatne okazaly si'l szczelne akumulatorki NiCd, i.asl'lpujqce baterie jednorazowe

-···-

•.'..

Fotografia 1 . Mokre akumulatory NiCd

e'f, 1 cf.011 i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI

Fotografia 2. Akumu latorki NiCd zast<:pujijce baterie jednorazowe - fotografia 2 . Pojemnosc akumulatork6w NiCd o wielkosci ,,normalnego paluszka", czyli AA wynosila 5 0 mAh do 1000 mAh. Mialy wprawdzie pojemnosc kilka razy nizsz'l od alkalicznych baterii jednorazowych i nizsze napi~cie [1,2 V zamiast 1 ,5 VJ, jednak mogly pracowac przy wielokrotnie wi'lkszych pn1dach obciqzenia. We wszyslkich akumulalorach ,,niklowych" katoda jest zbudowana z NiOOH, kt6ry to zwi&zek n azywany jest oksowodorkiem niklu Ill, nodwodorotlenkiem niklu lub zasodowym tlenkiem niklll. W NiCd anoda zbudowana jest z kadmu [g<tbczastego, by mial duz<t powierzchni~). W akumulatorach NiFe, NiZn, anoda zbudowana jest odpowiednio z zelaza i z cynku. Elektrolitem jest roztw6r wodorotlenku polasu (KOH) W czasie rozladowan.ia ma katodzie NiOOH przeksztalca si~ w Ni(OH),, a na anodzie kadm przeksztalca si~ w Cd(OH),. co opisuje wz6r: 2NiOOH + Cd + 2H,O +> 2Ni[OH), + Cd[OH)2 Analogicznie jest w akumnlatorach NiFe iNiZn. Mokre i szczelne akumulalory NiCd znalazly szerokie zastosowanie w przemysle i w modelarstwie. Sluzyly tez jako ekonomiczny zamiennik baterii jednorazowych w urzqdzeniach, pobierajqcych znaczny prqd. jedrn1 z powaznych wad jest w nich zawarlosc truj11cego kadmu. W lalach s iedemdziesiqlych XX wieku opracowano akumulatory, w kt6rych elektrod<1 dod atni!( tez by! NiOOH, na tomiast druS'l kluczowq subslancjq by t gazowy wod6r. Zapis kluczowej reakcji wygliida nast~pujiico: rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

W) d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do u±'ftku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


Akumulatory niklowe (zasadowe)

Fotografia 5. Akumulator przeznaczony do cel6w wojskowych

Fotografia 3. Akumulatorki o rozmiarach standardowych baterii

NiOOH + H2 . . Ni(OHJ,. Akumulatory niklowo-wodorowe (NiH) wykorzystywano tylko w misjach kosm icznych. Mialy one istolne zale ty, w tym gf!slosc magazynowania energii du zo wi~ksz& od NiCd, ogrornm1 trwa:losc oraz brak trujqcych substancji. Jednak byly to kosztowne, wysokocisnieniowe zbiorniki, zawierajqce wod6r pod du:i:ym cisnien iem. Przez kilkanascie lat bezsku tecznie pr6bowano skomercjalizowac akumulatory wodorowe,a gl6wn<1 przeszkodq by! problem cifo ie nia wodoru i szczelnosci obudowy. Rozwiqzaniem problemu bylo zastosowanie w roli anody stopu r6:i:nych metali, takich jak na przyldad wanad, ty tan, cyrkon, nikiel, c hrom, kobalt, :Zelazo. Co jcdnak bardzo wazne, metalowa anoda nie bierze udzialu w reakcjach takich, jak w akurnulatorach NiCd, NiFe, NiZn. Rolq anody jest tylko wi<1zanie gazowego wodoru w postaci wodork6w r6:i:nych metali zawartych w anodzie, co zapisujemy jako MH. I tak dochodzimy do akumulatora NiMH, zwanego wodorkowym lub niklowo-rnetalowo-wodorkowym. Reakcje zachodzqce w katodzie Sq takie same, jak we wszystkich innych akurnulatorach niklowych: NiOOH lqczy si~ z dodatnim jonem wodoru (protonem) w N i(OHJ, i na odwr6t. Natomiast w anodzie gazowy wod6r na przemian jest uwalniany i wi'lzany w wodorki metaIi.

Akumul atorki wodorkowe pojawilysif! na rynku dopiero w roku 1991, czyli praw ie sto lat po NiCd. Dzis w przenosnym sprz"!cie elektronicznym wykorzystujemy przede wszystkim cylindryczne akumulatorki NiMH o rozmiarach slandardowych ,,paluszk6w", przed e wszyslkim AA (R6) oraz AAA (R03). Przyklad na fotografii 3. Akumulalorki o w ielkosci AA majq pojemnosc do 2500 mAh. Niekl6rzy prod ucenci podajq znacznie wif!ksze pojemnosci, jednak albo jest to tylko chwyt markelingowy, albo pojemnosc po pierwszych cyklach pracy znaczqco sif! zmniejsza. Warto parni~tac, :i:e opr6cz ,,paluszk6w", ist.niejq te:i: akumulatory NiMH o innej budowie i innej wielkosci. Dawniej akumulatory NiCd i NiMH byly podsawq w rnodelarstwie. Dzis zostaly wyparte przez akumulatory litowe, niemniej nadal mo:i:na kupic niedrogie pakiety modelarskie NiMH - przyldad na fotografii 4 . Fotografia 5 pokazuje wersjq przeznaczonq do cel6w wojskowych . Wi~ksze akumulatory NiMH S'I tez wykorzystywane w samochodach elektrycznych i hybrydowych oraz w duzych systemach bezprzerwowego zasilania. Akumulatory NiMH Sq lepsze niz NiCd pod wzglQdem pojemnosci oraz braku substancji toksycznych (kadmu). jednak akumulatory NiCd Sq trwalsze, do 1000 cykli, odporne na przeladowania i calkowite

rozladowanie, mogq pracowac p rzy d u zych prqdach ladowania (1C ...4C) i rozladowania (10C). Dobrze radzq sobie w niskich lemperalurach. Dawniej uwaiano, ie d uzym problemem w akum ulatorach NiCd, kt6re nie Sq do kofica rozladowywaoe, jest lzw. e fekl pami<ici: bateria niejako zapam i<:tuje, ile pobiera s iq z niej e nergii w jednym cyklu i z czasem wykazuje utral~ pojemnosci. Aby uniknqc tego zjawiska wystarczy co kilka (5 ...6) cykli niepelnego rozladowania przeprowadzic cykl konserwujqcy polegajqcy na pelnym naladowaniu i pelnym rozladowaniu kontrolnym, przy czym pelne rozladowanie to nie rozladowanie ,,do zera" lylko do napiQcia okolo 1 V (nie mniej niz 0,8 V na ogniwo). W praktyce bardzo czqsto wyslf!puje tu mylna kwalifikacja - zazwyczaj utrata pojemnosci jest spowodowaoa i.nnymi przyczynami, w tym slab<1 jakosciq ogniw, a calq win~ zrzuca si~ na efekt pan:ti~ciowy, co jest na pewno wygodne dla producent6w. Dyrektywy europejskie mocno ograniczajq stosowanie akumulator6w NiCd, niemniej nadal stosowane S<! one z tafJ.szych elektronarzQdziach. Nadal dostqpne Sq na rynku, czego przykladem mogq bye sklepy internetowe - przyklad na rysunku 6 (www.bto.pl).

ls tolnq wad& zar6wno akumulator6w NiCd, jak i NiMH jest duze samorozladowanie, zwlaszcza w podwyzszonych lemperaturach. Po niewielu miesi11cach przechowywania akumulator moze si~ okazac pusty. Wiodqcy producenci oferujq wersje o malym samorozladowaniu i polepszonej stabilnosc i. W roku 2005 Sanyo, firma, kt6ra juz wczesniej byla znana z prod ukcji akumulalor6w wysokiej jakosc i, wypuscita na rynek ulepszone akumulatorki NiMH, kt6re maj'I bardzo male sa morozladowanie. Dodatkow<1 zaletq jest podwy zszona t.rwalosc, nawet ponad 2000 cykli pracy, plaska krzywa rozladowania oraz potwierdzona p rzez uzylkownik6w stabilnosc parametr6w, w tym pojemnosci. Dzis Sanyo jest cz~sciq koncernu Panasonic, a ulepszone akumula lorki Sq sprzedawane pod markq eneloop - fotografia 7.

Ladowanie Fotografia 4. Pakiety modelarskie NiMH

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

Standardowy, bardzo prosty i skuteczny spos6b ladowania akumulator6w NiCd i NiMH

71 bez prawa do rozpowszechniania.


WYBOR KONSTRUKTORA +-

c

A

'

"-'BTO

A ·~· H(lll..)VTGA I 2'Y

v ....

..-in 1,tOOmAh -

~INJN'4-..H....-..r.W.H.l'Ofrt

-

JJJ SC180HT 1800mAhSC I HIGH TEMP 1,2V 22X42,0f"

.... ca11111 Fotografia 7. Ulepszone akumulatorki eneloop

> er:: 0

I-

<( ...J

::> ~

::> ~

<(

ill SC2COHP 200JmAh SC NiCO

P.Jn.lSOOK N-700A..\Cl 700rnAh AA.

SA~YO KR-1700AU 17001'1'

1.'111 22x42,0mm

H.CD 1:ZV 14.3x49J>mm

NtCD 1.2V 16,5x48,Smm

-----

-----

Fotografia 6. Przykladowa oferta akumulator6w Ni Cd

lo ladowanie pn1dem o wartosci 1/1O ich pojemnosci nominalnej (0,1Cj przez 14 ...16 godzin. Ogniwa mo:i:na przy tym lqczyc w szereg. Rysunek 8 pokazuje proste uklady tadowarek. Co bardzo wa:i:ne, przy lak niedu:i:ym prqdzie omylkowe ladowanie przez dluzszy czas nie grozi ani uszkodzeniem, ani zmniejszeniem pojemnosci akumulatora NiCd - nadmiar energii zamienia siti na cieplo. Przy takim trybie ladowania, ladowarka moze bye bardzo prosta i nie musi za\\~e­ rae ani zadnych uklad6w stabilizacyjnych, ani wylqcznik6w czasowych. W skrajnym przypadku ladowarkq jest transformator z prostownikiem. Oznacza to, ze majqc akumulatorki NiCd o niewiadon1y1n slanie rozlado\.vania moZna je smialo naladowae wedlug standardowej procedury (0,1C; 14... 16h). Jest to cenna wlasciwosc popularnych akumulator6w NiCd. Niekt6rzy producenci akumulatork6w NiMH nie zalecaj<1 przekraczania czasu ladowania 16 godzin; podajq, :le akumulatory NiMH mog11 bye dowolnie dlugo ladowane, ale nie prqdem O, lC, lylko prqdem trzykrotnie mniejszym - o,o3C. Szczeg616w nalczy szukae w katalogach. Stqd nawet w niekt6rych prostych ladowarkach z prqdem O,lC. przeznaczonych dla akumulatork6w NiMH stosowane byly u.k.lady czasowe wylqczajqce lub zmn iejszajqce pri\d ladowania po uplywie okreslonego czasu. Praca buforowa. Z podanych wiadomosci wyn ika wazny wniosek praktyczny: akumu.lalor NiCd lub NiMHmo:le bye caly czas podladowywany niewielkim pn1dem: 0,05C dla NiCd, 0,03C dla NiMH. Nie ma tu zgodnosci: jedne :Zr6dta podajq, ze prqd lakiego konserwacyjnego ladowania powinien wynosic 0.001 ...0.oozc (1 mN t Ah ... 2 mNl Ah), inne zc 0,03...0,05C. W razie potrzeby nalezy szukac informacji n producenta konkretnego

akumulatora. Bezpiecznq wartosci<t wydaje si~ prqd 0,01C. Z zapasem pokryje lo straly samowyladowania i zapewni nieuslann& gotowosc do pracy. Trzeba jednak pami~lac, :i:e chodzi tu tylko o pokrycie strat samowyladowania. Po wyladowan iu akumulalora w jego ukladzie

a)

b) +

0--.---• .,. . . , +

pracy, ponowne naladowanie go tak malym prqdem konserwujqcym jest moZ!iwe. ale trwaloby bardzo dtugo (przy zuzylych, slarych akumulatorach maze bye niemozliwe). Je§li przewiduje si~ mozliwosc gl~bokiego rozladowania lak pracujqcego akumulalora, trzeba przewidziee moZ!iwose r~cznego lub automatycznego naladowania go wi~kszym prqdem, np. 0, 1C.

Ladowanie przyspieszon e Producenci infnrmujq o mozliwosci ladowania wi~kszym prqdem. Dawniej reklamowano specjalne aku mulalorki NiCd, kt6re AKU1

c) 0--..---.,..-., + 2,2...

Rx

10k

12V 110...1 5VI

12V

_

:..

o-----'

1,2V

AKU

Rx

Rysunek 8. Proste ladowarki akumulator6w niklowych

Ni-C d J-SC2000P 2000mAh

D

Nominal Capacity

ril

Nominal Voltage Charge current

I

..c

I I I

I

Charge time

Standard

2000 mA.h 1.2 v 2 00mA

Fast 1000 mA Standard 14- 16 Hrs Fast 2.4 Hrs

Standard O'C-45'C Ambient Charge Fast 10'C-45'C Dim e1~sions Temperature without Tube (mm) Discharge -3 0'C-60'C Storage -20'C-40 'C D 22. 00±0. 10 d 10. 00±0. 08 Internal Impedance(mil) s; 12 (After Charge) H 42. 00±0. 50 h 41. 50±0. 50 Weight 48 g I I

Rysunek 9. Charakterystyka ladowania akumulatora NiCd

e'f, 1 cR2ni e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI uzftku Vilt asn ego

W) d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Akumulatory niklowe (zasadowe)

GP. Batteries

Nominal Voltage:1.2V Capacity:Nominal: 2200mAh Charging Condition:220mA for 16 hrs at 20°C

Fast Charge:1100mA to 2200mA (0.5 lo 1C) charge termination control recommended control parameters: -tN : 0-5mV t1T/dt : O.S' C/min (0.5 to 0.9C) : 0.8 -1 ' C/min (1C) TCO : 45 - SO' C Timer : 105% nominal Input (for ref. only} Continuous Overcharge: 220mA max. current for 1 year Internal Resistance:Average 22mn upon fully charged (Range 16-28mn) at 1000Hz Max. Charging Voltage: 1.5V at 220mA charging

Rysunek 10. Charakterystyka ladowania akumulatora NiMh

-10"C

.!! 1.6 c

-; 1.4

·;:;

..

J.~ O"C

--

1.5

·[1 ,3

70

~ 60

·g 1.46

~

60

1ii

40

-~

1.40

c. 30

2 1.35

~ 20

1.30

10

a;

E

0

m

40 00 oo 100 W140100 Wtadowany fadunek %C

.....

~

2 1,2 0

e:::-~

20

40

60

80

20'C 40'C

100 120 140

Wladowana pojemnosc ('loC)

Rysunek 11 . Zaleinosc napiE:cia na a kumulatorze od wladowanej energii przy r6inych temperaturach mozna bylo naladowac w ciqgu 15...30 minut. Oferowane dzis wersje NiCd do elektronarz~dzi i NiMH o r6znyrn przeznaczeniu zazwyczaj mogq bye ladowane zwi~kszonym prqdem 0,3C , rzadko prqdem lC. Rysunek 9 pochodzi z karty katalogowej akum ulatora NiCd, a rysunek 10 - z NiMH. Sposoby przyspieszonego ladowania w czasie 1,2... 4 godzin pn1dem ladowania 1C...0,3C, z wylqcznikiem czasowym (aby wladowac okolo 110... 120% pojemnosci C) wyglqdajqna bezpieczne. Choe przy uwzgl~d­ nieniu r6znej sprawnosci energetycznej

mogq bye slosowane do wszyslkich akumulator6w NiCd i NiMH, Sq wykorzystywane Sf! zalecane przez producent6w akumulalor6w. Chodzi gl6wnie o to, :le ktos moze poddac cyklowi ladowania akumulatorki tylko troch ~ rozladowane. a poza lym akumulatory z czasem mogq stracic pojemnosc, a wledy przy witikszych prqdach latwo o przeladowanie i nadmierny wzrost temperalury. A lemperatura jest zab6jczo szkodliwa: zalecana g6rna granica dla ogniw NiCd wynosi tylko + 45°C, dla NiMH + 60' C. Tylko przy prqdzie 0,05...0,lC w akumulatory NiCd i NiMH mozna bez obawy wladowac do 160% ich pojemnosci nominalnej. niezaleznie od stanu naladowania. Przy prqdach znacznie wi~kszych niz O,lC nawet jednorazowe przeladowanie, np. omylkowe ladowanie przez calq noc, znacznie skraca zywotnosc, a nawet moze prowadzic do uszkodzenia ogniw. Skutecznq eliminacj~ ryzyka daje kazdorazowe rozladowanie wszystkich ogniw do napi~cia 0,8...1 Vi dopiero wtedy zaaplikowanie cyklu przyspieszonego ladowania. Ze wzgl'ldu na wi'lkszy prqd, konieczne jest wtedy zastosowanie tajmera wylqczaj11cego ladowanie po ustalonym czasie. Podczas ladowania pn1dami wi~kszym i niz 0,1.C warto

eWy·d a ei~T«~mi<ai~ia·rMmD§kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

0

m

40 00 oo W01W 140160 Wfadowany fadunek O/oC

Rysunek 12. Przebieg zmian napiE:cia i temperatury akumulator6w NiCd i NiMH podczas ekspresowego ladowania d uzym pr<1dem

stosunkowo rzaclko i, co moZe zaskoczyC, nie

~ 1.7

.. .,,..~

1.60

~ 1.55 .. 1.50

GP220AAH

Recommended discharge current 220 to 6600mA

tez co jakis czas konlrolowac temperatur'l ladowanych ogniw. Szybszy wzrost temperatury jest sygnalem. ze ladowanie trzeba zakoiiczyc. Nie mozna natomiast sprawdzac stanu naladowania przez sprawdzanie wartosci napi~cia akumulatora - taka kontrola daje dobre efekty tylko w przypadku akumu lalor6w lilowych i kwasowo-otowiowych.

Szybkie ladowanie W przypadku wszelkiego rodzaju akumulator6w NiCd i NiMH problem polega na tym. :i;e w trakcie ladowa nia wzrost napi'lcia nie jest miarodajnym wskafoikiem slopnia naladowania - udowadnia to rysunek 11 gdzie pokazana jest zaleznosc napi<icia na akumulatorze od wladowanej energii przy r6znych Lemperaturach (prqd ladowania = O, l C). Wykresy dotyczq NiCd. ale analogiczne charakterystyki NiMH sq podobne. Widac tu silnq zaleznosc od temperatury, a przy temperaturze akmnulatora + 40°C napi~cie w koiicowej fazie ladowania praktycznie nie zmienia siQ. Rysunek 12 pokazuje przebieg zmian napi~cia i temperatury akumulator6w NiCd i NiMH podczas ekspresowego ladowania duzym pr11dem lC. Dia obydw6ch typ6w, gdy akumulator jest bliski pelnego naladowania, charak terystyczne sq dwa zjawiska:

73 bez prawa do rozpowszechniania.


WYBOR KONSTRUKTORA

> er:: 0

I-

<( ...J

::> ~

::> ~

<(

• nasl'!p uje szybki wzrost temperatury, wystQpuje spadek napiQcia akumulatora. Zjawiska te mog'I bye kryterium wyznaczaj<1cym koniec ekspresowego ladowania. Choe wartosc napi~cia akumulatora nie jest dobrym wska:inikiem stanu naladowania, przy szybkim ladowaniu takim wskaznikiem mog<1 bye zmiany napiitcia (t.V/6t). Poniewaz dzis w ladowarkach stosowane S'! mikroprocesory (z przetwornikami cyfrowo-analogowym i) lub specjalizowane uklady scalone, stosunkowo latwo mozna wykryc fakt, ze napi'!cie akumulatora przestaje rosn4c (t.V/M =O). Nie powinno to jednak konczyc ladowania, bo akumulator nie jest jeszcze pelny. Po wykryciu tego faktu mozna jeszcze ladowac akumulator przez ustalony, niewielki okres czasu (np. przez 20 minut pn1dem 0,lC). W praktyce stosuje si'! tez uklady, wyl4czaj4ce pr4d po spadku napi~cia o 10... 20 mV ponizej napi<icia szczytowego - laka metoda ladowania bywa oznaczana delta V. Ola NiMH i NiCd dobrym kryleri um konca ladowania jest temperatura. Mozna wprosl mierzyc temperatur~ ogniwa i wyl<iczyt ladowanie po przekroczeniu dopuszczalnej temperatury (Tmax). Lepiej byloby mierzyc zar6wno temperatur'! otoczenia, jak i akum ulatora, a pmces tadowania konczyt po osi1)gniQciu zalozonej r62:nicy temperatur (t.T). vV praktyce stosuje Si'! pomiar szybkosci wzrostu lemperalury [6T/6t) Proces ladowania konczy si'!, gdy temperatura zaczyna szybko wzrastac (gdy ii.TIM wzro5nie do ustalonej wartosci). We wszystkich om6wionych przypadkach pr6ba ladowania naladowanych ogniw nie grozi katastrof<i - kryteri um

konca ladowania wyslqpi po prostu wczesniej i pr<id zosta nie wyl<iczony. T'rzeba podkreslit, iz zaleznosc z rysunku 12 jest prawdziwa tylko przy ekspresowym ladowaniu pr<idem rzQdu l C. Przy malych pr<1dach ladowania zmiany napi'!cia i temperatury sq inne i nie mogq sluzyc do wyznaczenia koftca procesu ladowania. Ilustruje to rysunek 13, pokazuj<1cy zmiany napi'!cia przy r6znych prqdach ladowania. Z uwagi na duzy prqd podczas szybkiego ladowania i zwi<izane z tym powazne zagrozenia, w takich szybkich ladowarkach powinien bye dodatkowy obw6d, kt6ry zapobiegnie przeladowaniu w przypadku, gdyby z jakichs powod6w ladowanie nie zostalo zakonczone. W ladowarkach NiCd i NifvfH takie podw6jne zabezpieczenie moze zapewniac wylqczn lk termiczny dzialajqcy po przekroczeniu dopuszczalnej temperatury albo uklad czasowy. '\N lileraturze mozna znalezc liczne schemaly ekspresowych ladowarek NiCd i NiMH. tatwo dost~pne s<i tez karly katalogowe oraz opisane w nich specjalizowane uklady scalone. W wielu z nich cykl tadowania jes t znacznie bardziej zloi.ony, ni:i. podano warlykule. Praktyczna warlosc ekspresowej tadowarki wlasnej konstrukcji i jej niezawodnosc zale:i.<i w ogromnej mierze od konstrukcji mechanicznej i kontaktu cieplnego m iedzy ladowanym akumulatorem, a czujnikiem temperatury. Z tego powodu nie Sq to projekty od powiednie dla pocz<itkujqcych, a nawet Sredniozaawansowanych. Niedopracowana

szybka ladowarka-samor6bka moze radykalnie zmniejszyt trwatosc ogniw, a nawet doprowadzit do ich wybuchu - ze wzrostem temperatury silnie wzrasta bowiem wewn~Lrzne

ciSnienie gaz6'"'·

e'f, 1 cMn i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI

~ 1,7 ~---~----~~~-~ .. 1~ ·~ 1,6

+--+--+--h.L-lf7''-1.,-o:i---1

~ ~ 1.5+--~.-"1::...""f'7"""l-~-1""--=......"'1

~ 1,4 .!

J~=i~~;;;:;:J;~:t::::r:._l--_J

·....."a 1.3 ...__...___..__.___,'-__._ z

__.__ __, 20 40 60 80 100 120 140 Wladowana pojemnosc (%Cl

Rysunek 13. Zmiany napi~cia przy r6znych pr<1dach ladow ania

Zawsze bezpieczn<1. prost<i i polecan<1 pozostaje stara, sprawdzona, standardowa metoda ladowania pr4dem O,lC przez 14...1.6 godzin, przy czym w przypadku akumulator6w NiMH warlo dodatkowo zastosowac wyl<icznik czasowy. Dzis na rynku dostQpne S<l rozmaite szybkie ladowarki, gl6wnie dla aktunulator6w NiMH, laduj4ce je znacznym pr4dem przez czas okolo 1,2...4 godzin. Stosowane sq w nich dose skomplikowane syslemy i algorylmy kontroli slanu naladowa nia. Nalezy miet na wzgl~dzie, ze prqd szybkiego ladowania powinien bye dostosowany do pojemnosci ladowanych akumulator6w i do zaleceft producenta. Czujnik w kazdym przypadku musi mierzyc rzeczywist<1 temperatur~ akurnulatora. Przy szybkim ladowaniu kilku ogniw ze wzgl()du na nieuniknione rozrzuty parametr6w nie powinno si~ ich lqczyc szeregowo, tylk.o ladowae oddzielnie i oddzielnie kontrolowac napi'lcie i temperatur'l kazdego. Dlatego warto wykorzystywac ladowarki, dedykowane do konkretnego lypu akumulator6w NiMH lub NiCd lub stosowat rozwiljzania, zalecane przez producent6w.

Piotr Gorecki piotr.gorecki@elportal.pl

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

W) d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do uZ.ftku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


PODZESPOtY Digital Output for MCU control

Low-power 12C interface NFC and RFID compatible RF interface

High-reliability EEPROM

Energy Harvesting (M24LRxxE)

Dwuportowe pamic:ci EEPROM z NFC z oferty STMicroelectronics Produkowane przez STMicroelectronics pa mirtci EEPROM z rodziny M24LRI SR majq niezwykle wlasciwosci: modyfikacja ich zawartosci maze odbywac sirt za pomocq typowego interfejsu PC lub bezprzewodowego interfejsu radiowego, bazujqcego na popularnym protokole RFTD (tor radiowy pracuje na czrtstotliwosci 13,56 MHz zgodnie z TS015693). lnterfejsy bezprzewodowe sq stosowane w coraz wi<lkszej liczbie aplikacji, a dzi~ki pami'lciom M24LR/SR firmy STMicroelectronics wkraczajq takZe w obszar dotychczas sciSle zarezerwowany dla ,.drul6w" - komu nikacji ze slandardowymi pamiiiciami EEPROM. Producent wykonal krok dalej: w niekt6rych wersjach pami<lci

inlerfejs radiowy 7.apewnia nie tylko dwuw pasmie 13,56 MHz, z pr~dkosci<t z czylnika do pami<lci 1,6 lub 26 kb/s (w zaleznosci kierunkow& komunikacj<l, stuzy on takze do transporlu energii z czytnika do systeod zastosowanego kodowania] i w odwrotmu wsp6lpracujqcego z pami~ci<t EEPROM nym kierunku 6,6/26 lub 53 kb/s. Kazda pa(rysunek 1). Na rysunku widac tor zasilania mi<lc jest wyposazona w 64-bitowy unikalny identyfikator. Interfejs przewodowy l'C energy harvesting, Sq to: stabilizator i k.lucz zah1czajftcy zasilanie obci<ii.enia. pracuje z pr(ldko8ci4 do 400 kHz. Zawartosc Producent ofcLEO ruje trzy podstawoVOUT we rodziny pami<:ci EEPROM wyposafonych w interfejs radiowy (zestawienie ich najwazniejszych 20kll parametr6w znajduje si'l w t.abeli 1): t------ IDO IFWNIU8Y 1--__.-- RF WIP/BUSY M24LR, kt6re 1124LRtlE-A t - + - - - - Mll ea. ,,__ _~ od strony radiowej 12C bu.t 8Qll l ' r - - - - ( Sq zgod ne ze slandardami 1$015693 oraz JS018000-3 mode 1. Sq przyslosowane do prowa- Rysunek 1. Schemat blokowy t ypowej aplikacji pami41ci z serii dzenia komunikacji M24LR

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

75 bez prawa do rozpowszechniania.


PODZESPOlY Tabela 1. Zestawienie podstawowych danych i cech parni~ci EEPROM z rodzin M24LR/SR Typ M24LR04E·R M24LR16E-R M24LR64-R M24LR64E·R M245R02·Y M245R04-Y M245R16-Y M24SR64-Y

lnterfejs RF

Pojemnost (b)

15015693

4096

15015693 1501 5693 1501 5693

16384 65536 65536

15014443 15014443 15014443 15014443

2048 4096 16384 65536

Wyjscie RF Status

+ +

Wyjscie GPO

Energy harvesting

+ + + + +

(VJ

+

32-bitowe 32-bitowe

1,8. .. 5,5 1,8... 5,5

+

32-bitowe 32-bitowe

1,8.. . 5,5 1,8.. . 5,5 2,7... 5,5

+

-

Zasilanie

Haslo

128-bitowe 128-bitowe 128-bitowe 128-bitowe

+ + + +

Taktowame l'C (kHz) 400 400 400 400 1000 1000 1000 1000

2,7 ... 5,5 2,7 .. . 5,5 2,7 . .. 5,5

Zas1~

ko munikacji (m)

1,5 1,5 1,5 1,5 0,1 0,1 0,1 0,1

Pami~ci M24LR w aplikacjach energyharvesting Pami~i z serii M24LR wyposazono w system pozyskiwania energii z pola elektromagnetycznego

fali noSnej sygnalu, kt6rym Scl transmitowane dane

z i do

Fotografia 2. Wygl<1d zestawu M24LR-DISCOVERY

pamiqci jest chroniona od strony interfejsu radiowego za pomocq 32-bitowycb base! (moze bye ich kilka), haslo dost~powe mozna wykorzystac takZe torze dostqpu do danych od strony magistrali FC. M24LRxxE, kt6rych cechy uzytkowe S'l takie same jak pamiqci M24LR, dodatkowo wyposaiono je w system pozyskiwania energii z toru radiowego, dzi~ki czemu mogq - podczas prowadzenia wymiany danych z czytnikiem - zasilac wsp6lpracujitce uklady. W zaleznosci od trybu pracy i mocy loru nadawczego, moc wyjsciowa loru pozyskiwania energii moze dochodzic do 10 mW (1,7 V/6 mA), co w zupelnosci wystarcza do zasilania dobrze skonstruowanego systemu mikroprocesorowego, czego dowodz i zestaw M24LR-DISCOVERY - fotografia 2. 1N sklad zestawu wchodzq dwie plytki, z kt6rych jedna spelnia rolfi in terfejsu-czytnika RFID (z transceiverem CR95HF), druga (z wyswiellaczern LCD) lo system docelowy. Ta plytka jest wyposaiona w pami~c z rodziny M24LR, kt6ra zasila - mi~dzy innymi - mikrokontroler STM8L152C6T6. M24SR, kt6re Sq lakZe wyposaione w inlerfejs radiowy pracuj11cy w pasmie 13,56 MHz, ale spelniaj<i wymogi standard6w NFC Forum Tag Type 4 oraz ISO/IEC 14443 1)'Pe A, co utatwia stosowanie ich w typowych aplikacjach NFC. Schema! blokowy pamiqci z rodziny M24SR pokazano na rysunku 3. Uzyskiwania pr'ldkosc transmisji

danych wynosi do 106 kb/s, co wiqze siQ z ograniczeniem zasi'lgu transmisji do kilku-kilkunastu centymetr6w.

pami~ci.

Kazda pam i~c z rodziny M24SR ma indywidualny identyfikator o dlugosci 56 bit6w. Zawartosc pami~ci M24SR jest chroniona 128-bitowym haslem, a trwalosc matrycy EEPROM wynosi (tak samo jak w pami~­ ciach M24LR) 1 min cykli kasowanie-zapis. Czas bezpiecznego przechowywania da nych w malrycy pami'lciowej wynosi 200 lat, co jest jednym z lepszych wynik6w na swiecie (uzytkown icy pami'lci M24LR mog<i bye spokojni o swoje dane ,.zale"wie" przez 40 lat). Ponadto, pami'lci M24SR wyposazono w uniwersalne wyjscie cyfrowe (open-drain), kt6re uzytkownik moze skonfigurowac jako wyjscie przerwania lub sygnalizuj11ce okreslony etap lransmisji danych.

~ -----

~'"""""

t'c 5.5V 2.7V-

Rysunek 3. Schemat blokowy dwuportowej pamiE:ci M24SR zgodnej ze standardem NFC

Fotografia 4. Wygl<1d zestawu ewaluacyjnego ROBOT-M24LR16E-A

eWyc'r/.f5ni e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI W) d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

uzftku Vilt asn ego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Dwuportowe pami~ci EEPROM z NFC z oferty STMicroelectronics

Fotografia 5. Zestaw startowy M24SR- DISCOVERY Z myslit o ulatwieniu testowania prezentowanych w artykule pami<ici we wlasnych aplikacjach uzytkownik6w, producent przygotowal kilka lanich narzfldzi starlowych, kt6re umozliwiajq szybkie i latwe zweryfikowanie ich dzialania. Najtanszy i bardzo efektowny, lecz slosunkowo najmniej uzyteczny, jest zestaw ROBOT-M24LR16E-A (fotografia 4). Konslruktorom zainteresowanym testowaniem aplikacji z pozyskiwaniem energii polecamy wczesniej wspomniany, dwuplytkowy zestaw M24LR-DISCOVERY. Producent przygotowal takZe podobny zestaw dla pamiflci M24SR (M24SRDISCOVERY - fotografia 5), kt6ry wyst<ipuje w dw6ch wersjach: Standard Edition oraz Premium Edition . Wersjfl Premillm dodatkowo wyposazono w modul Bluetooth (BTM760) oraz wzmacniacz audio, dzi'lki kt6rym zestaw emuluje bezprzewodowy zestaw audio, parowany z nadajnikiem za pomoc'l NFC. Kolejnym tanim zestawem umozliwiajqcym samodzielne poznanie mozliwosci

Fotograf ia 6. Wygl <id ekspandera X-CUBENFC1 dla plytki STM32NUCLEO

/r-r1 ISO 1 5693 re ade r -wr1

close to a tag

-

P1M . - F,omloooo l NbBlocks Eii!.li fi!!E ll1llH1 1llllll :11·11·•

*'·"ii.!·• , I' 11-1111%11111 · M24l.Ao ~oMJ

0016

Block 0000

El 40 40 05

Block 0001

03 11 01 01

Block 0002

OD 54 02 65

Block OlJ

6E 77 77 77

Block 00

2E 73 74 2E

Block 0005

63 6F 60 FE

Block 0006 00 00 00 00 Block 0007

00 00 00 00

Block 0008

73 73 73 FE

Block 0009 FF FF FF FF

-

Rysunek 8. Przykladowe ekrany apl ikacj i na Android do obslugi via NFC pami(lci M24LR

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do uzftku Vlltasnego

Wydanie

Piotr Zbysiriski, EP

~ LR1 d'1d M24LR pr od11~

-> Place your phone

Fotografia 7. Zestaw ewaluacyjn y z antenami RFID dla pami(lci M24LR/SR

prezentowanych pami<ici jest ekspander dla plytek NUCLEO oznaczony symbolem X-CUBE-NFCl (fotografia 6). jest on wyposazony w pamiflc z rodziny M24SR, producent przygolowat i udosl'lpnil kompletne oprogramowanie dla mikrokontroler6w STM32 bazujqce na systemie bibliotek STM32Cube (o nazwie X-CUBE-NFCl). Producenl pami<ici przygotowal lakZe wiele projekt6w referencyjnych anten do pami<ici M24SR/LR (jak na przyklad zintegrowany pakiet anten MATRIX-M24SR - fotografia 7), kt6re pozwalajq na szybk.ie dobranie optymalnego rozwiqzania dla wlasnej aplikacji. Nie sq to wszystkie dostflpne narz<idzia oferowane przez STMicroelectronics, zwiqzane z apl ikowaniem dwuportowych pamiflci EEPROM, w artykul e skupilismy siQ na prezentacji najtanszych z nich. Poniewaz bezprzewodowy interfejs pamiflci prezenlowanych w artykule jest zgodny ze standardem NFC (Near Field Commllncation), stosowanym coraz cz~sciej w smartfonach, producent przygotowal bezptatnq aplikacj<i dla systemu Android, kt6ra umo:i.liwia wykonywanie bezprzewodowo wszelkich operacji na zawartosci pami~ci. Dzi<iki temu do testowania pami<ici wystarczy tablet lub smartfon z Androidem oraz bezptatna aplikacja (w zaleznosci od typ u pami<ici: STSW-M24SR002 dla M24SR, STSW-M24LR012 dla M24LR), kt6rej kilka ekran6w pokazano na rysunku 8. jak widac, firma STMicroelectronics dolozyla staraiI, zeby umozliwic konstruktorom szybkie i niemal beznakladowc poznanie mozliwosci swoich pamiflci EEPROM z interfejsem RFID. Zachflcamy do korzystania z tej oferty.

77 bez prawa do rozpowszechniania.


PODZESPOlY

Kontroler FT801 w wySwietlaczach Riverdi Ostatnio firma Riverdi rozszerzyla ofert~ swoich wyswietlaczy o nowe produkty wyposa:i:one w kontroler FT801 firmy FTDI. Ten innowocyjny uklad rozszerza mozliwosci, wczefoiej opisywanego juz na lamach Elektroniki Praktycznej, modelu FTBOO m.in. o obslug~ pojemnosciowych ekran6w dotykowych. Dzi~ki temu nowe wyswietlacze Riverdi pozwalajq na tworzenie nowoczesnych, multimedialnych, graficznych interfejs6w uzytkownika, w niczym nieust~pujqcych najnowszym trendom. Co wi~cej, specyfika uklad6w z rodziny FTDI EVE sprawia, ze wszystko to jest mozliwe bez wi~kszego obciqfonia gl6wnego mikrokontrolera aplikacji. Podstawowq zaletq uklad6w serii EVE jest latwosc obslugi wyswietlacza i pane1u dotykowego. Dane i polecenia pom i~­ dzy m ikrokonlrolerem a wyswietlaczem z ukladem FT800 lub FT801 Sq przesy!ane przez interfejs FC albo SP!. Uklad FTBOO jest stosowany w wyswietlaczach bez ekranu dotykowego lub z ekranem rezystancyjnym. Uklad FT801 - w wersjach z ekrancm pojcmnosciowym, r6wniez z wielodotykiem. Ponadto uklad FT801 jest w pelni kompatybilny z FT800, a to za sprawq mozliwosci wyboru trybu pracy. W trybie kompatybilno5ci obsluguje tylko pojedyncze punkty dotyku, dzi~ki czemu maze udawac uklad FTBOO, pomimo

podlqczenia do ekranu pojemnosciowego. W trybie rozszerzonym jest obslugiwane do 5 punkt6w dotyku. Schematy polqczenia obu uklad6w zostaly pokazane na r ysunku 1, a schema! blokowy FT801 zilustrowano na rysunku 2.

Wyswietlacze Riverdi serii B Kontroler FT801 zastosowano w nowych wyswietlaczach Rivcrdi zaliczanych przez producenta do serii B. Majq one identyczne, 20-pinowe zlqcza ZIF (rozstaw 0,5 mm) oraz wbudowane przetwornicc do zasilania podswietlenia sterowane za pomocq sygna!u PWM pochodzqcego z uklad6w FT800/FT801. Przedstawiciele Riverdi

RGB (6,6,6)

TOUCH XV

AUDIO

SPEAKER

RGB [ 6,6,6)

Ff801

Capacitive

Touch

Audio

Rysunek 1. Schemat podl<i.czenia uklad6w FTDI EVE: a) FTSOO, b) FT801

~ Riverdi

~ our pixels behave

(ll~lllSYSTEMI TW6J PARTNER W ELEKTRONICE Dodatkowe informacje: UNISYSTEM ul. Aleja Grunwaldzka 212, 80-266 Gdansk tel. 58 761 54 20, faks 58 553 29 68 biuro@unisystem.pl, www.unisystem.pl

twierdzq, ze sq to pierwsze na §wiecie wyswietlacze, ktorych zastosowanie pozwala kons truktorom na unikni~cie samodzielnego wykonywania proced ur obslugi ekranu pojemnosciowego. lnformacje o koordynatach punkt6w dotyku lub o wykonywanych gestach Sq odczytywane z odpowiednich rejestr6w kontrolera. Do t<id do oferty wprowadzono 4 modele z ukladem FT801 , rozszerzajqc tym samym dotychczasowe portfolio wyswie tlaczy Riverdi z ukladami serii FTDI EVE do 1 2 modeli. Dos t~pne produkty majq przek'ltne 3,5" i rozdzielczosc 320 x240 pikseli lub 4,3" i 480X272 piksele. Jasnosc swiecenia wynosi, odpowied nio, 480 cdJ m 2 lub 500 cd/m' . Niezaleznie od wybranej przek&tnej, mozna je nabyc w wersji z ramki\. z otworami montazowymi lub bez. Wszystkie mog'I pracowac w temperaturze od -20°C do + 70°C. Podswietlenie jest realizowane za pomoc4 6 diod LED w mniejszych modelach i 10 w wi~kszych. Zywotnosc podswietlenia jest szacowana na 50 tys i~cy godzin. Wyswietlacze pozwalai'I na wy§wietla nie 262 tysiQcy kolor6w, przy czym kqty obserwacji wynoSzq 40° z g6ry i 60° z pozostalych stron, dla modelu mnie jszego oraz 50° z g6ry i 70° z pozostalych w modelu wi~kszym. Wyswietlacze wy magajq zasilania pojedynczym napi~ciem 3,3 V. Ponadto, zasilanie przetwornicy podswietlenia wyprowadzono na osob nych pinach dzi~ki temu do samej przetwornicy mozna doprowadzic napi~cie w zakresie 3,3 ... 5,0 V, obn izajqc tym samym zapolrzebowanie prqdowe na zasilaniu 3,3 V, je§li w uktadzie mamy dost~pne dwa napi~cia.

eWyc~sn i e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s W) d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do uzftku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


Kontroler FT801 w wyswietlaczach Riverdi

.. Prze. Rozdziel· czosc k<1tna RVT3.5B320240CNWC81 3,5" 320 x 240 Typ

RVT3.5B320240CFWC81

Ramka nie

Jasnosc [cd/m') 480

Wymiary ze. [mm)

wn~trzne

70,08 x 52,56

76,9 x 63,9x8,05

Temperatury pracy [°CJ ·20 .. . + 70

Kontrast

Kqty obserwacji 0 [ )

350:1

40, 60, 60, 60

3,5"

320 x 240

tak

480

70,08 x 52,56

77,7 x 64,7 x8,60

·20 .. ' + 70

350:1

40, 60, 60, 60

RVT4.3B480272CNWC81 4,3"

480 x 272

nie

500

95,04 X53,86

105,5 X67,2 X8,20

·20 .. . +70

500:1

50, 70, 70, 70

RVT4.3B480272CFWC81

480 x 272

tak

500

95,04X53,86

106,3 x 68,0 x8,70

-20 .. ' + 70

500:1

50, 70, 70, 70

SPl_CLKI 1'2C_SCL $Pl_M1$0t

12C_SDA

SPl_MOSat 12C_ SAO

SPl_CSll 12C_SAt

GPIOOI 12C_SA2 MOOE

4,3"

............

llOIORYOllOCDSING

D 8

R7••R2

( REGOST£Ra )

G7..G2 B7.. B2 HSYNC V$YNC

~

IHTt

,_XTAlt

-

PCLK

(= )

CTP_RST_N CTP_INT_N CTP~SCL

OE BACKUGHT

Dl$P

EJ

XTAL2

RESETI

GP.01 POI VCC

VCCIO

AUOIO_l

Fotografia 3. Wyswietlacz Riverdi RVT3.5B320240CNWC81

CTP_SDA

G ND

Rysunek 2. Schemat blokowy ukladu FT801

Temperatura przechowywania mo:i:e wynosic od -30°C do + 80°C. Obecnie dost~pne modele Riverdi serii B zostaiy zebrane w tabeli 1.

Podsumowanie Nowe wyswietlacze pozwalajq na latwe wykorzystanie efektownej lechnologii dotykowej, o parlej o ekrany pojemnos· ciowe, a kompatybilno§c z analogicznymi modelami z ekranami rezyslancyjnymi umo:i:liwia szybkq modernizacj" dotych· czasowych projekl6w. Co wazne, nowe

wyswie tlacze dost.,pne sq z magazyn6w, bez potrzeby dlugiego oczekiwania na realizacj~ zam6wienia. W Polsce produkty Riverdi oferuje firma Unisystem - jeden z najbardziej rozpoznawalnych dostawc6w wyswietlaczy w kraju. Warto tez dodac, ze niebawem w dystrybucji majq si~ pojawic kolejne modele Riverdi z ukladem FT801, nale:i:qce do se· rii uxTouch . Rodzina ta cechuje si" atrakcyjnym wyglqdem, uzyskanym dzi"ki ramce ze szkla dekoracyjnego. 0 wyswiet· laczach tych poi n formujemy czyteln ik6 w.

Fotografia 4. Wyswietlacz Riverdi RVT4.3B480272CFWC81

U dystrybutor6w pojawilj si~ one maksy· malnie za miesiqc. Marcin Karbowniczek, EP

REKLA~I A

Ewolucja obejmuje wszystko... kontrolery r6wniez

FT800

RA8875

FT801

SSD1963

liJ~lllSYSTEMI zoproszomy no www.unlsystem.pl

kontroler FT801 to:

L] Riverdi

~ our pixels behave

(lj 2 w 1- obslugo zor6wno wyswietlacza. jak i paj emnosciowego panelu dotykowego t:) latwosc progromowanio

danie dla. aleWiau~w-~~yaski.pl danie elektroni ·zn

pz zn .1 z •n

cf

t ·zni~

:l

www.riverdi.com/ft801

u:±ytku wtasnego bez prawa do rozp ows:ze c, h n i an i a.


PRE ZENTACJE

Nowa funkcja Sciemniania ukladOw oSwietlenia domowego ,,Zar6wki" LED to kolejna generacja ir6del swiatla o szerokim zakrnsie zastosowan, obejmujqcym oswietlenie mieszkan/dom6w, budynk6w komercyjnych, ulic itd. Zalet}' wynikajqce ze stosowania :i:ar6wek LED zamiast ir6del :i:arowych obejmujq takze oszczftdnosci energii, kt6re mozna jeszcze bardziej zopt}'malizowac stosujqc funkcjft sciemniania. Do czego jest potrzebna funkcja sciemniania oswietlenia? Zastosowanie lamp LED powoduje nie tylko znaczne obnizenie rachunk6w za energi~ elektryczn<1, Jeez takze nowe doznania estetyczne wyn ikajqce ze stosowania urz&dzen sciemniajqcych, np. stworzenie atmosfery w danym pomieszczeniu/pokoju, kt6ra ma wplyw na zachowania si~ os6b w nim przebywajqcych. Moze to spowodowac, ze dzi'lki tej funkcji domownicy lubiq sp'ldzac wi'lcej czasu w swych mieszkaniach, a klienci rnbiq wi'lksze zakupy. Czasami pomieszczenie o obnizonym nal'lzeniu oswietlenia maze odgrywac rol'l w terapii medycznej. Dzi'lki lemu funkcja sciemniania oswietlenia ma znaczqcy wplyw na wzrost popytu na Jampy LED. W artykule opisano stars zq 1netod~ Scien1niania lamp Zarowych oraz nowoczesn'1, stoso\o\ran-1

w przypadku lamp LED-owych b~d<1cych funkcjonalnymi odpowiednikami :lar6wek, kt6ra maze zn iwelowac niedociqgnif!cia niekt6rych zastoso\•v all.

Por6wnanie metod sciemniania oswietlenia - :.iar6wki i lampy LED Pierwsza metoda regulowania nat'lzenia oswietlenia stosowana z typowymi zar6wkami wykorzysluje zmian<: kszla llu fali wejsciowego pr<1du przemiennego przy uzyciu p6lprzewodnika. Wynika to z faktu, :le swiatlo emitowane przez zar6wk'l jest proporcjonalne do kwadralu wejsciowego napi<:cia skutecznego. Sciemniacz z kontrolowanym ksztaltem fali prqdu przcmiennego zapewnia szcroki zakres napi~­ cia skutecznego poprzez usuni'lcie cz'lsci fali napi'lcia zasilajqcego o ksztalcie sinusoidalnym. Metoda ta jest nazywana odcinaniem fazy i zapewnia bezpieczne oraz niedrogie rozwi'lzanie ul<ladowe. Rozw6j technologii slerowania oswietleniem skutkowal opracowaniem kilku innych metod sciemniania Oswietlenia, kl6re Sq obecnie dosl~fme w handlu i zos taly zaprojektowane z myslq zar6wno o iar6wkach tradycyjnych, jak i lampach LED. Najprostsze melody regulowania nal'lienia oswietlenia obejmuj'l zastosowanie rezystora lub potencjometru. Podczas odcinania fazy mamy do czynienia z liniow<1, logarytmiczn'l reakcj<1 w odniesieniu do nastaw rezystancjL Zwykle rezystory logarylmiczne Sq slosowane cz~sciej w rozwi'lzaniach do sciemniania lamp LED, poniewaz Judzkie oko reaguje zgodnie ze skal<1 logarytmiczn<1. Wad<! tego rozwi'lzania jest lrudnosc doboru odpowiedniej warlosci rezysla ncji, poniewaz prqd przeplywajqcy przez rezystor regulatora pochodzi ze sterownik6w LED, kt6re mogq r6znic si~ od siebie w zaleznosci od ich

producenta. W wyniku lego opracowywano potencjometry elektroniczne, kt6rych zadaniem jesl zastqp ienie rezyslor6w sciemniajqcych. Potencjometr elektroniczny jest og6lnie nazywany sciemniaczem DCl-lOV. Obecnie jest to bardzo szeroko stosowane urz<1dzenie do sterowania za r6wkami lradycyjnymi i zr6dlami LED. Na rysunku 1 pokazano og6lny schemat ideowy konwencjonalnego sciemniacza DCl-lOV. Obw6d przedstawiony na rys. 1 wymaga do pracy zastosowania zewnQtrznego zr6dta pr'ldu. NapiQcie na zacisku zalezy od rezystanc ji potencjometru VR1. Potencjometr VR2 stuzy do dol<ladnego ustawienia zakresu sciemniania. Zalet<1 takiego obwodu jest fakt, ze uzytkownik moze zawsze obslugiwac szeroki zakres sciemniania niezaleznie od wielkosci pr<1du pobieranego ze sterownika. jest to wi'lc uniwersalny sciemniacz do stosowania ze wszystkimi sterownikami LED dostf!pnymi na rynku. jednak sciemniacz jest wci<1:i: oddzielnym urzqdzeniem i u:i:ytkownicy zastanawiaj<1 si~, dlaczego nie mozna zintegrowac go ze sterownikiem LED. W wyniku tego powstala tzw. funkcja sciem niania przy u:i:yciu przycisku (tzw. ,,push dimming") stosowana w nowych sterownikach LED. Te sterowniki S<\ wyposafone w mikrokontroler, za pomocq kt6rego zrea lizowano funkcjQ sciemniacza. Zalet'l lego rozwi<1zania jest fakt, ze uzytkownik maze korzystac z przycisku zamiast z drogiego, oddzielnego sciellllliacza. W dalszej cz'lsci artykulu zostanie zaprezentowana kolejna zaleta stosowania tego typu rozwiqzan do sciemniania oswietlenia. Napi~cie

ZD

VR1

14,70hm...40k

8"'

c

3

VR2 18,2...40k

> N

~

<

TB1: -

Rysunek 1. Typowy sciemniacz DC1-10B

e' Vy·ce011 ie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do

wejsciowe: 1...1 OV

TB1: +

uzftku Vilt asn ego

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


N

diody LED N

Driver LED

ir6dlo swiatla

Wyt~cznik.I

$ciemnlacz

Rysunek 2. Podstawowy uklad oswietlenia domowego to uklad z przel<1cza niem jed nostronnym W budynkach zwykle wymaga si~ stosowania protokol6w komunikacyjnych, dziflk i kt6rym slerownik LED komunikuje Si'l z kompu· terem zarzqdzaj<1cym obiektem, np. DALI, DMX ilp. W przypadku stosowania w lrudnodost~pnych lokalizacjach lub nieprzewidywalnych warunkach, skuleczniejsze Sq rozwiqzania bezprzewodowe. Cz~sto stosowane protokoly dla tych rozwiqzal\ to Bluetooth, WiFi, Zigbee oraz Enocean. S& to rozwiitzania niewymagajqce stosowania akumulator6w.

ZASILACZE DO LED

Funkcje sciemniania oswietlenia w zastosowaniach domowych - przel<tczanie jedno- i dwustronne Og6lne wymagania dotyczqce zastosowa1\ domowych sq mniejsze, niz przy zastosowaniach biurowych, kt6re zwykle obslugiwane Sq przez scentralizowany osrodek lub system monitorowania i kontroli warunk6w srodowiskowych, tzn. ogrzewania i oswietlcnia. W budynkach mieszkalnych uklad ogrzewania zazwyczaj jest oddzielony od ukladu oswietlenia. Czasami oswietlenie wewn~trzne jest po prostu sterowane przez uzytkownika. Podstawowy uklad oswietlenia domowego to uklad z przel11czaniem jednostronnym przedstawiony na rysunku 2. Obejmuje on dwie jednos tki, kazda w ukladzie przel<1czania je<lnostronnego, tzn. 2r6<lto oswietlenia i przelqcznik. Z.r6<llo swiatla LED obejmuje modul LED oraz zasilacz. Stosowany przelqcznik maze bye zwyklym przel<1cznikiem kolyskowym z funkcjq sciemniania lub bez niej. Przel<1cznik z funkcj<i sciem niania jest nazywany sciem· niaczem. Funkcja przel<iczania jednostronnego umozliwia uzytkow· nikom latwe wlqczanie, wylqczanie lub nawet sciemnianie fr6dla swiatla. Gdy uzylkownik polrzebuje dw6ch przeh1cznik6w w r6znych lokalizacjach do jednoczesnego sterowania jednym lub kilkoma zr6dlami swiatla, dobrym rozwiqzaniem jest zastosowanie przel<1czania dwustronnego. Przel4cznik taki umozliwia wl4czanie i wyh1czanie oswietlenia w r6znych lokalizacjach. jednak czy to rozwiqzanie pozwala na zastosowanie funkcji sciemniania? Odpowiedz na to pylanie zalezy od stosowanego sciemniacza. WiflkSzOsc sciemniaczy fazowych nie pozwala na zastosowanie dw6ch tego typu urz4dze(1 jednocze8nie, co wynika z faktu, ze prqd przemienny znieksztalcony przez jeden sciemniacz nie maze bye juz wykorzystany przez naStf!pny. Oznacza to, ze w jednej lokalizacji maze znajdowac si'l tylko sciemniacz, aw drugiej tylko przelitcznik (rysunek 3). Niekt6rzy producenci sciemniaczy oferujq rozwi<tZanie z dwu· stronnym przelqczaniem funkcji sciem niania oraz modulem rozszerzajqcym sciemniacza. jest 0110 bardzo korzystne, poniewaz tego typu sciemniacze Sq latwo daSl'lpne na rynku. Czy mozna stosowac sciemniacz z potencjometrem DC1·10V w ukladach z dwustronnym przelqczaniem funkcji sciemniania? Rozwi<1zanie lo nie jest mozliwe do zaslosowania, poniewaz jesli zostanie obnizone napi~cie jednego sciemniacza, to podniesienie na· pi~cia drugiego nie jest mozliwe. W tym zastosowaniu mozna jednak

t ZASILACZE MODUtOWE

ZASILACZE NA

SZYN~

DIN

ZASILACZE TYPU OPEN FRAME

~

:5 ~ ~------------------------------­

eWy·d a ei1E<:Tll.'<!>mi<ai~m«h£o~kawe czynski. pI Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do uzftku Vlltasr

Transfer Multisort Elektronik

~ tme.pl Ustronna 41, 93-350 l6dz, Polska ~ tel. 42 645 55 55, dso@tme.pl Electronlc Components

eg(> btz prd .a do rozpows:zechniania.


PREZENTACJE

N

N

Lokalizacja 2

Lokalizacja 1

c:8

Driver LED

c:8

L1

L1 Zr6dlo Swiatla

L2

L2

C=>

C=>

Przelc:tcznik

Przel~cznik/

sam problem, jak ze sciemniaczem DCl10. W tym wypadku niemo:i:liwe jest nawet wl<1czenie lampy LED, gdy jeden z rezyslor6w jest zwarty. Dobrym rozwi<1· zaniem jest zastosowanie funkcj i sciemniania przyciskiem zasilania. Wymaga ona zastosowania dw6ch proslych przycisk6w (rysunek 4). Poniewa:i: przyciski S'! poi&czone r6wnolegle, ich liczbQ mozna z latwosci'I zwi~kszyc (rozwi<1zanie tr6jstro nne itd.). Kazdy przycisk wlqcza/ wylqcza oraz sciemnia zr6dto swiatta, co pozwala na unikni~cie ograniczen nakladanych przez inne konwencjonalne sciemniacze opisane powyzej. Dlatego teZ to roz\.viqzanie jest

Sciemniacz

Rysunek 3. W jednej lokalizacji maze znajdowac si~ tylko sciemniacz, aw drugiej tylko przel'lcznik

uv~raZane

za bar-

dzo ekonomiczne.

Wnioski

L

Funkcja sciemniania jest ba rdzo wazna w rozwi'lzaniach oswielleniowych. Uwaza sill, ze oswietlenie LED z funkcjq sciemniania zapewn ia wi~cej dodatkodiody LED wych korzysci. W przeszlosci z powodze• N Lokalizacja 1 Lokalizacja 2 Driver LED niem stosowane byty typowe sciemniacze, L jednak okazalo si~. ze w niekt6rych roz· c:8 c:8 ,.....- • ~~jSci~ paycisku sc1emniacza wiqzaniach nie spelniajq one wszystkich / / wymaganych funkcji. Nowe sterowniki .l. .l. LED zapewnily integracj'l funkcj i sciem(l Zr6dlo ~wiatla ~ ~ ~ v niacza, co skutkuje uzyskaniem kompletL L nego i ekonomicznego rozwiqzania. Do wymienionych zaslosowan poC=> C=> lecamy zasilacze z funkcj'l sciemniania firmy Mean Well - swiatowego lidera Przycisk funkcji Przyclsk funkcji Sciemniacza Sciemniacza w produkcji zasilaczy. Aby dowiedziec siQ WiQcej zachQcamy do odwiedzenia Rysunek 4. Sciemnianie za pomoc'l przycisku zasilania strony internetowej oficjalnego i najwi'lkszego dystrybulora marki Mean umiescic tylko jeden sciemniacz, a u:i:ytkownik wci'l:i: mo:i:e wylqczaC/ Well - firmy Transfer Multisorl Elektronik (www.tme.eu). kt6ra ma w ofercie ponad 2000 produkt6w Mean Well, m.in.: zasilacze wl&czac :i:ar6wk'l w r6:i:nych lokalizacjach. Czy w ukladach z dwustronnym przel<1czaniem funkcji sciem- do LED, zasilacze modutowe, zasilacze na szynQ DIN, zasilacze niania mozna zastosowac slandardowy rezyslor? To rozwi<izanie lypu open frame, przetwornice DC/DC, zasilacze dog niazdkowe jest r6wniez niemozliwe do zastosowania, poniewaz kazdy rezy- oraz zasilacze lypu desktop. stor sciemniacza musi bye polqczony r6wnolegle, co oznacza ten TME Sp. z o.o. N

-

._. _

"

"'

--c..

-

e' Vy·cs-:2ni e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 21201 s

W, d an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do uZ.ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Programowanie aplikacji mobilnych (1) lnstalacja narz~dzi programistycznych Wi~kszosc urzctdzen elektronicznych, ktorych uiywamy, wymaga interakcji z uiytkownikiem, a wi~c interfejsu sterujctcego. Typowym sposobem, po jaki si~gajct iniynierowie elektronicy, jest montai przyciskow i diod lub wyswietlaczy, ktore pozwalajct na przekazywanie komendy do urzctdzenia oraz odczytywanie jego stanu. A gdyby tak zrezygnowac z tych elementow i sterowac zaprojektowanym urzctdzeniem za pomocct smartfona? Rozpoczynamy kurs, ktory - mamy nadziej~ - umoiliwi czytelnikom tworzenie interfejsow uiytkownika, a w praktyce nawet samodzielnych aplikacji, ktore b~dzie moina uruchamiac na wi~kszosci popularnych mobilnych systemow operacyjnych: Androidzie, iOS, Windows Phone, BlackBerry OS, a nawet na Firefox OS czy Tizen.

Ten kurs zostal napisany dla elektronik6w i przez elektronika, co istolnie r6zn i good wszelkich kurs6w programowania aplikacji mobilnych dost~pnych w Internecie. Wybrano taki zestaw narz~dzi, aby tworzenie program6w bylo jak najlatwiejsze, kod przenosny oraz zeby wyjasnic wszelkie wqtpliwosci, jakie mogq pojawic siQ w glowie in:i.yniera niezaznajomionego z wykorzystywanymi technikami programowania. Wybrane narz~dzia majq pewne ograniczenia, ale maim zdaniem idealnie nadai'l si~ do tworzenia interfejs6w uzytkownika, czyli aplikacji, kt6re same w sobie nie wymagajq ogromnej mocy obliczeniowej, ani nie realizujq bardzo skomplikowanych zadaii. Maj11 natomiast pozwolic na szybkie i latwe utworzenie programu sternj11cego, kt6rego opraw~ graficzn'l mozna w razie potrzeby upiQkszyc, tak by nie ust~powala najnowszym trendom w tworzeniu graficznych interfejs6w uzytkownika. Zakladam, ze czytelnicy, po dota rciu do konca kursu, b~d'I umieli stworzyc wlasne programy, korzystaj&ce z podzespol6w smartfona czy tabletu, takich jak np.: • akcelerometr, • GPS, • kamera, • mikrofon, • glosniki, • zyroskop, • interfejs sieciowy (Wi-Fi lub kom6rkowy}, • intcrfejs Bluetooth, • interfejs USB. Pozwoli to na znaczotce zwi~kszenie atrakcyjnosci tworzonych projekt6w urzqdzen elektronicznych, usprawnienie ich obslugi, a nawet zmniejszenie koszt6w ich proclukcji. W koncu rezygnacja z wyswietlacza i klawiatury, kl6re zastqpi ekran dowolnego telefonu kom6rkowego lub tabletu, pozwala na osi&gni~cie duzych oszcz~dnosci.

Co wazne, praktycznie wszystkie narz~dzia uzywane w trakcie kursu Sq bezplatne. jedyny problem maze stanowic przygotowanie aplikacji na system iOS, kt6ra - aby byta doslQpna dla kazdego urzqdzenia z tym

KURS PROGRAMOWANIA APLIKACJI MOBILNYCH DLA ELEKTRONIKOW

ELEKTRe NIKA

PRAKr«2NA

systemem - musi zostac wprowadzona do sklepu Apple App Store, co maze wiqzac si~ z dodatkowymi koszlami. Natomiast ze wzgl~du na popularnosc i elastycznosc poszczeg6lnych platform, wi~kszosc kursu b~d z ie koncentrowala siQ na systemic Android, a dopiero p6:Zniej

nie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI e elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

uzftku Vlltasnego

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.

83


Tabela 1. Mozliwosc kompilacji aplikacji korzystaj<1cych z Apache Cordova dla poszczeg61nych system6w mobilnych, w zaleznosci od systemu operacyjnego srodowiska deweloperskiego. Platforma Browser umozliwia symulacjti mobilnego systemu operacyjnego w przegl<1darce internetowej Google Chrome.

...P.l~tfC>.rlTl~.. ~C>.c~l~~~/~~~~l()Jl.e.rs_k~.. : Windows : Linux Mac OS ; Amazon FireOS ...... : t~~...... i~~:::::::J

...............................................................:iai;:::.::::::: iak . :tak

ii~ci;~ici

S.lac~S.~rrx_l.~ .................................................. !tak

R~~m ios ......................................................................:: ~

~ ;~··

Ubuntu Touch wi ~ci~;;;~· .Ph~~e

nie

ii" .. .. ... .. ... .. . .. . :tak

J : nie : tak . J tak ....,' tak.....,: iak ..........;i : tak

~ie

: nie

: nie

wi ~d~;;;~ ..(SO, 8.1, Windows Phone 8.1) :: iak. tak ........: ~i~ .....: ~~~..... ................................................................... . ' tak ' nie i1.~e~

::Jl : :J\

· :iak.....: ~ie..:::

. .i~~:::~:J pokazQ, jak przeniesc kod d o aplikacji pozostalych syslem6w operacyjnych.

Co musisz juz umiec? Jednym ze sposob6w na stworzenie uniwersalnej aplikacji, dzialajqcej na wielu r6Znych mobilnych syslemach operacyjnych, jest wykonanie jej w lzw. lechnologii webowej. jednakZe przygolowanie strony inlemelowej, kl6ra bylaby interfejsem do jakiegos urz.qdzenia sieciowego, uruchamianym w przeglqdarce inlernelowej to cos znaczqco inn.ego niz stworzenie samodzielnej aplikacji, instalowanej na telefonie i korzystajqcej z jego podzespol6w. W niniejszym kursie pokazujemy to drugie rozwiqzanie, kt6re pozwala na stworzenie w pelni profesjonalnej aplikacji. Niemniej b~dziemy korzystali z i'izyk6w programowania, stosowanych w stronach internelowych: z HTMLu i javaScriptu. Oba sq jednym.i z prostszych do nauki, a ponadto w przypadku HTMLu wystarczy tylko jego podstawowa znajomo§c. \Vy:iszy stopiefl znajomooci jQzyka HTML oraz znajomosc CSS bQdq pomocne przy rozbudowie szaty graficznej aplikacji. Natomiast znajomosc i'izyka JavaScript b<idzie konieczna, choe postaramy si~ wyj3Snic specyfik~ i sposoby uzywania bibliolek javaScriptowych, z jakich b~dziemy korzystac.

Czym jest Cordova? W jaki spos6b umiej'itJ1osc tworzenia stron internetowych w HTMLu i JavaScripcie ma umo:i:li'A~C stworzenie uniwersalnej aplikacji na smartfony, gdzie programy uruchamiane na Androidzie sq napisane w javie, a iOS bazuje na opracowanym przez Apple j~zyku Objective-C? Kluczem do sukcesu jest platforma Cordova, kt6rej tw6rcami i opiekunamj S<j czlonkowie Apache Software Foundation, organizacji, kt6ra roz"~ja m.in. najbardziej popularny, otwarty serwer HTrP.

wszystkie ftmkcje wywolywane S'! tak samo. Isrniejq tylko pojedyncze wyjqtki, zwiqzane z n iedostQpnosciq nielicznych funkcji w niekt6rych systemach operacyjnych oraz r6znice w definiowaniu ustawiexi i konfigu.racji aplikacji. Aplikacja napisana w HTh!Lu i javaScripcie, korzystaj&ca z bibliotek Apache Cordova oraz dowoh1ych in nych bibliotek JavaScriptowych, jest nast~pnie kompilowana pod k<1tem wybranego syslemu operacyj nego i w ten spos6b powstaje pill<, kt6ry mo:i:na np. wgrac do telefonu z Androidem, czy nawet umiescic w sklepie App Store albo Google Play. Naturalnie kod napisany w JavaScripcie, kt6ry jest j~zykiem interpretowanyn1 na fywo, ~dzie pracowac znacznie nmiej wydajnie. ni:i: progran1 stworzony bezposrednio w pot~:i:nym Objective-C. ale w pelni wystarczy do real iz.acji nawet bardzo dyn amicznych interfejs6w uzjrtko\\~lika .

Srodowiska deweloperskie a docelowe Napisalismy, ze Ictus b~dzie opieral si'i o wykorzystanie darmowych narz~dzi, a le juz na wsl~pie zrobimy pewien wyjqlek, gdy:i: skorzystamy z syslemu operacyjnego Windows 7, kt6ry prawdopodobnie btldzie bli:i:szy wielu in:i:ynierom elektron ikom, ni:i: Linux. Co wi~cej, zale:i:nie od systemu, n a kt6rym jest kompilowany projekt oparly o platform~ Cordova, S'l r6zne m.o:i:liwosci wyboru system6w, na kt6rych a plikacja b'ldz ie mogla bye u rucham iana. Inaczej m6wiqc - niezaleznie czy postugujcmy si~ systemem Windows, Linux, czy Mac OS, mozemy rozwijac program na dowolny z mobilnych system6w ope racyjnych, ale samo zbud owanie p liku wykonywalnego (inslalowalnego) jest ju:i: ograniczone. Korzystajqc z Windowsa mo:i:na kompilowac aplikacje dla dowolnych system6w operacyjnych, za wyjqtkiem iOS. Korzystajqc z Mac OS mozna kompilowac aplikacje dla dowolnych system6w operacyjnych, za wyjqtkiem Windows Phone i Windows. A korzystajqc z Linuxa nie mozna skompilowac program6w ani pod systemy z rodziny Windows, ani pod Mac OS. Ograniczenia te zostaly przedstawione w ta beli 1. jest lo jeden z czynnik6w, d la kl6rych kurs koncenlruje si~ na aplikacjach kompilowanych na Androida, kt6ry nie dose, :i:e jest bardzo popularny, to nie wprowadza tak ich ograniczefi. jak iOS, czy Windows Ph one.

PhoneGap i PhoneGap Build

APACHE

CORDOVA™ Apache Cordova to zestaw bibliotek i interfejs6w programistycznych, kt6re umo:i:liwiajq dost~p do zasob6w urzqdzefl mobilnych, pracuj&cych pod kontrol& r6:i:nych system6w operacyjnych. Biblioteki zostaty przygotowane w r6:i:nych wersjach, dla poszczeg6lnych syslem6w operacyjnych, ale zachowano w nich identyczny spos6b wywolywania polecefi i interfejs programistyczny, dzi~ki czemu niezale:i:nie od systcmu, na kt6rym b~dzie uruchamiana aplikacja,

Taka syluacja moze sugerowac, ze posiadacz komputera z systemem Linux n ie b~dzie w stanie przygotowac programu na potrzeby bardzo popularnych przecie:i: iPad6w, iPhone'6w czy iPod6w, ale i na lo jest rozwiqzanie. Nie lrzeba kupowac MacBooka, lylko wyslarczy skorzyslac z u slugi Ph oneGap Build, swiadczonej przez firm'i Adobe. Usluga ta oferowana jest w wersjach: bezplatnej i platnej, kt6re r6Zniq si~ ograniczeniami. Przygolowane pliki projektu S'! tadowane na serwery Ad obe i kompilowane w chmurze. w efekcie czego u:i:y tkownik otrzymuje pliki gotowe do wgrania do smarlfona, czy do umicszczenia

e' Vy·c1t4!1i e Ec~kmcml~~ncthM·@diawe czynski. pI W, d an i e e I e~:tro n i czn e p rzezn a czo n e w,tt 'I.czn i e do uZ.ftku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


Tabela 2. Ograniczenia uslugi Adobe PhoneGap Build, w zalei:nosci od rodzaju wybranej subskrypcji; stan na styczeri 2015 r. ; Pl t bk . i Subskrybenci Adobe ~ Bezp1atna : a na su s rypqa : Creative Cloud :

Cecha/Rodzaj subskrypcji Kompilowanie aplikacji open-source, kt6rych kod b~dzie dost~pny P.~b.l~~n_i_~---~~--~-e_rl'/.e.rach Git_h u~.... .................... Kompilowanie aplikacji prywatnych, kt6rych kod nie b~dzie ~~st_~P.."Y... P.~b.l ic~n.ie_ ............................................................................. ~a. ~sY.rn.a.lnY... r()~rn.i.ar. apli ~a.cj i.. Moiliwosc korzystania z olicjalnych bibliotek Cordova. opracowa~Y.~~.. P.~.~~?.. ~P..a~h.e........... Moiliwosc korzystania z bibliotek Cordova, opracowanych przez in.~.e...fi.r_rr:x. ..ni~_ A..P.a.c~~ -~~i.li_l'/()S_c .l'.'9.rxl'.'a.".i.a .~.0:-:V()l~Y.C~ ..b.i b.li~t~k . (I'/ .IY.fll ..l'.'tas~Y.ch) .. ~~i_l_i_l'/()s_c_ .P.r~~-. -~ r_up_o l'/~i ..P.~ P.~e.z .c_h_rr:_u_r~.. ~.d.o_b_e ........................... Koszt uslugi PhoneGap Build

nielimitowane

1 aplikacja

tak nie ...............: t~k ·

.

.............

~i_e_l_i_R1 it_ol'.'~~a...

bezplatny

w sklepie z aplikacjami. R6znice pmni'ldzy wersjami bezplatnq a platnq polegaj(I na ograniczeniu dopuszczalnej wielkosci aplikacji (50 MB i 100 - 1024 MB, odpowiednio), oraz w tym ze w wersji darmowej aplikacja nie moze korzyslac z bibliotek stworzonych przez uzytkownika. innych niz oferowane przez Adobe. Co wi'lcej, w ramach jednego konta Adobe, poprzez PhoneGap Build mozna skompilowac tylko jedn<t aplikacj11 prywatnq, czyli takq, kt6ra nie stanie si'l publicznie dostqpna wraz z jej kodem zr6dlowym. R6znice w opcjach wersji platnej i bezplatnej uslugi PhoneGap Build pokazano w tabeli 2.

Phone Gap Warto tez zauwazyc, ze PhoneGap Build opiera si'l o darmowq platform'l PhoneGap, kt6ra jest pewnego rodzaju dyslrybucjq platformy Cordova. W praktyce PhoneGap jest prawie identyczna z Cordovq i teoretycznie moze zawierac dodatkowe elementy, kt6re firma Adobe dodala do pakietu instalacyjnego. Drobne r6zn ice pojawiajq si'l tez na etapie instalacji lub ladowania bibliotek, ale w praktyce najcz<lsciej sprowadzajq si~ do zaSlfUJienia slowa ,.cordova" wyrazem ,.phonegap", a parametry uzywa nych polecefl siQ nie zmieniajq. Przygotowujqc sobie srodowisko programistyczne nalezy pobrac i zainstalowac tylko jednq z tych platform. W naszym przypadku bQdziemy korzystac z Cordovy, ale postaramy si'l wskazac, w kt6rych momentach wysl'lPlli'I r6inice pomi(ldzy wybranq platfom1q a PhoneGape m.

Podstawowa instalacja Zaczynamy od instalacji uniwersalnej, minimalnej wersji platformy Cordova, kt6rq nast<lpnie bQdzie mozna rozbudowac o dodatkowe narz'ldzia, ulatwiajqce programowanie. Uwaga - caloM:. choc bez na rz<ldzi do kompilacji pod inne systemy operacyjne niz Android, wymaga okolo 21 GB przestrzeni dyskowej! Aby zainstalowac CordovQ, nalezy wczesniej po· siadac dwa dodatkowc narzqdzia: srodowisko NodeJS

Adlont. .- h lM -

_....,.._. . .WMl&ilt.fll-" ftt

- ~ ,_

.........

.........._....,..

::~~'=---=::.=::.~-:....

• U1otl l"-1M ...... <--'~ ,.. ............... .... _ _ ....Oii .... . . . . ,..,

...,..YN_ ... ............... . . . ...,....... ...........,., .................c-...,,...._, ""'™lt .....

.-'lllUI'* . . . , ....... ~,.,._..

_,..~

w--.:ll*----------.n-.o., --·-·----.......-

... Gil ..... ,,. ..................... . . . ..,...-

Rysunek 1. lnst alow anie programu GIT

i program do korzystania z zasob6w Git, czyli srodowiska do kontro!i wersji, ktore CZ'lStO uzywane jest przez doSl8WC6W bibliotek, przydatnych podczas programowania. Node)S pobieramy z witryuy nodejs.org i instalujemy, jak kazdy normalny program. W naszym wypadku pobralismy NodeJS w wersji 0.10.35 na systemy 64-bitowe i skorzystalismy z domyslnych opcji instalacji. Nast'lpnie pobieramy pakiet Git ze strony git-scm.com (w naszym przypadku w wersji 1.9.5-preview20141217) i r6wniez instalujemy go na komputerze, przy czym dla ulatwienia na przyszlosc, w oknie wyboru informacji wpisywanych do systemowej zm iennej srodowiskowej PATH, wskazalismy opcj~ .,Use Git from Uie Windows Command Prompt" (rysunek 1), kt6ra pozwoli nam p6Zniej bezproblemowo, samodzielnie pobierac dodatkowe biblioteki z dowolnych repozytori6w GIT. Majqc zainstalowany NodeJS mozemy przystqpic do instalacji platformy Cordova. kt6ra zostala przygotowana w postaci pakietu srodowiska Node)S. Do instalacji pakiet6w NodeJS sluzy komenda npm, wywolujqca menediera pakiet6w. Uruchamiamy wi<ic liniti polecen i z dowolnej sciezki (komenda npm zostala w trakcie instalacji NodeJS dodana do systemowych zmiennych srodowiskowych) wydajemy polecenie: npm inslall -g cordova Cordova zostaje wtedy automatycznie pobrana z lnternetu i zainstalowa na jako modul w odpowiednim katalogu srodowiska Node)S (w przypadku podanego parametru ,.-g". w laki spos6b by Cordova byla dosl'lP· na z dowolnej sciezki). Wszelkie biblioteki zalez ne zo· stanq pobrane automatycznie i r6wniez zainstalowane. Wydane polecenie instaluje najnowszq dost'lpn<1 wersj~ Cordovy. w efekcie czego u nas pobrala si<i wersja 4.1.2. Informacja na ten temat jest podawana przez mencd:lcra

ni e dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI e elektroniczne przeznaczone Wy'tqcznie do

!25 aplikacji

uzftku Vlltasnego

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.

ss


pakiet6w npm, ale mozna i<i tez sprawdzic': juz po instalacji, wpisuj4c polecenie: cordova -v lstnieje le:i mo:iliwosc': wymuszenia instalacji konkretnej wersji poprzez wydanie polecenia np.: npm install -g cordova@4.1.2 W ten spos6b czytelnicy mogq doktadnie podq:iac': za kursem, korzystajqc z identycznej wersji op rogramowania. W praktyce niewiele nowsza wersja nie powinna sprawiac znaczqcej r6:inicy, ale nasze doswiadczenia pokazuj4, ze tak zlozone srodowisko deweloperskie, jakie docelowo przygotujemy w ramach kursu, wrazliwe jest na drobne zmiany w wersjach bibliotek i narz<ldzi, co dla niedoswiadczonego programisly moze stanowic niemaly problem.

do przechowywania plik6w graficznych, a js do kodu JavaScript. Uzyskana struktura katalogowa zostala przedstawiona na rysnnku 2.

Dodanie obslugi mobilnych systemow operacyjnych Po przejsciu do katalogu g16wnego stworzonej aplikacji sprawdzmy, dla jakich mobilnych system6w ope racyjnych mozemy kompilowac aplikacje na danym komputerze. W tym celu wydajemy polecenie: cordova platform ls jezeli wszystko poszlo zgodnie z planem, powinnismy nie miec': jeszcze zadnej platformy zainstalowanej dla naszej aplikacji, ale na liscie dosl~pnych platform dla komputera z systemem Windows 7 powinny pojawic': siEl: • amazon-fireos,

Pierwsza aplikacja

Minimalne srodowisko deweloperskie jest juz gotowe. Jak na razie rno:ina z niego korzystac jedynie z linii polecen, kt6ra slanowi calkiem wygodny spos6b rozpoczynania budowy aplikacji. Zaczynamy od stworzenia katalogu, w kt6ryrn b<ldziemy przechowywac nasze projekty. u nas bE)dzie to sciezka: c:\kursEP\ przechodzimy do niej i z linii polecen wywolujemy komend<l: cordova create hello com.example.hello HelloWorld Nakazuje ona pobranie odpowiednich bibliotek i wygenerowanie podkatalogu hello, w kt6rym znajduje si<l projekt aplikacji o nazwie ,,HelloWorld". Podanic dw6ch ostatnich parametr6w (w tym przypadku com.example. hello i HelloWorld) jest opcjonalne. ale warto ju:i na tym ctapie wpisac oba paramelry. Pierwszy z nich to idenlyfikator aplikacji, zapisany w odwrotnym formacie domenowym. Drugi lo wlasciwa nazwa aplikacji, kt6ra b<ldzie wyswietlac siQ w wielu miejscach, jako tytul calego, powstajqcego programu. jeSli odpowiednie nazwy podamy ju:i teraz, nie b<ldziemy musieli ich nasl<lpnie f<lCZnie zmieniac w wielu miejscach w kodzie :Zr6dlowym. Nasza pierwsza aplikacja juz dziala, choc jeszcze praktycznie nic nie robi i mozna i<l uruchomic': tylko i wylqcznie za pomocq przegl<tdarki internelowej. Jej strona gl6wna, czyli plik zawieraj11cy kod uruchamiajqcy aplikaciEl w przeglqdarce, znajduje siEl w podkatalogu www aplikacji i nosi nazwoi index.html. Zreszt<1 caly podkatalog www zawiera wlasciwy kod aplikacji, podczas gdy pozostale podkatalogi bEld<! zawierac r6zne biblioteki. Natomiast w pliku config.xml, um ieszczonym bezposrednio w katalogu gl6wnym aplikacji, znajdziemy parametry lworzonego programu, takie jak jej ..... nazwa, opis, dane autora oraz vlska· kursEP zanie na plik startowy. hello Dia os6b niezorientowanych hoob

• android, • blackberryto, • browser,

• fi refoxos, • windows,

• windows8, • wp8.

Android, a wi4=C Java My zaczniemy od Androida, ale nim to zrobimy, musimy zainstalowac srodowisko deweloperskic Java, czyli JDK. Pobieramy je r~cznie z witryny fumy Oracle (www.or acle.com), z dzialu Downloads-> Java SE, gdzie wybieramy wersjQ Java Platform (JDK) 8 - w naszym przypadku Update 25 dla komputer6w Windows z systemem 64-bitowym (plik jdk-8u25-windows-x64.exe). lnstalacja przebiega z domyslnymi ustawieniami i obcjmuj~ instalaciEl takZe srodowiska uruchomieniowego javy ORE), gdy:i: nie bylo ono wczesniej zainstalowane na naszym kompulerze. Nast~pnie nalezy dodac do listy zmiennych systemowych zmienn<1 JAVA_HOME, kt6rej wartosc ma wskazywac': scieZkEl kalalogu, w kl6rym zainslalowany jest Java Development Kit. W naszym wypadku jest to: c:\Program Files\java\jdkt.8.0_25 Wartosc tEl wpisujemy klikaj&c prawyrn przywybierajqc ciskiem myszy na ,,M6j Kompuler" ,,Wlasciwosci". NaslElpnie z menu po lewej stronie wybieramy ,,Zaawansowane ustawienia systemu" i w zakladce .. Zaawansowane" klikamy przycisk ,,Zmienne srodowiskowe". W dziale ,,Zmienne systemowe"

~-~-~-~ .- ~ ...

I ::.:---....-'ldl--~

==...._,,..,._..,....__, ·-.,.,_.,.. ___ -_

-

,._ •

plugins

img

i•

Rysunek 2. Struktura katalogowa noweg o projektu Cordovy

w l\'vorzeniu slron internelo\•Vych

---o=:::=..~':

,,___,.,.._..,,........

1-

<-. ·.10_,on,s._.

....

-.'ft

w.-.P'J·-· 1 0.

\NY·

ja5niamy, :i:e podkatalogi css, img i js, umieszczone w katalogu www sluz<l do przechowywania r6znego rodzaju zasob6w i kodu zr6dlowego, zgodnie z popularnq konwencjq programowania. W podkatalogu css znajdq siEl pliki styli, sluzqce do wygodnego okreslania wyglqdu element6w wyswietlanych w aplikacji, katalog img sluzy

Rysunek 3. Oodawanie i edycja syste mow ych zmi ennych srodowiskowych

e' Vy·cS-6n i 8EC~Rcml~~ncth11r@d1awe czynski. pI W, d an i e e I e~:tro n i czn e p rzezn a czo n e

w,tt 'I.czn i e

do uZ.ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


klikamy ,,Nowa ..." i jako nazw<l zmiennej wpisujemy JAVA_HOME, a jako wartosc, odpowiednif! sciezkq, tak jak zostalo to pokazane na rysunku 3.

Tabela 3. Wersje Androida, ich nazwy kodowe i odpowiadajqce im poziomy API (API Level). Poziom 20 r6ini siE: od poziomu 19 dodatkowq obs!ugq urzqdzeri noszonych, takich jak np. inteligentne zegarki

ANT

API Level ! Android i..................... :;·:0................ .

Teraz kolej na konieczne narz<ldzie, usprawniaj!jce kompilowanie. Apache ANT zast<lpuje program Make i jest oparte o Jav<l, a konfiguracj<l kompilacji odczytuje z plik6w XML. Bylo ono CZ<lSci'l niekt6rych wersji Cordovy i PhoneGap, ale w pobranej przez nas, najnowszej dyslrybucji, Apache ANT si<l nie znalazlo, dlatego musimy je zainstalowac samodzielnie. Program pobieramy ze strony ant.apache.org, przechodzf!C do dzialu ,,Download->Binary Distributions". Szukamy linku do ,,main distribution directory" lub od razu przechodzimy do adresu www.apache.org/dist/ ant/binaries/. Nasttip nie wybieramy jedyny plik zip w zestawieniu, kl6ry zawiera wersjQ ANT dla Windows. W naszym przypadku jest to apache-ant-1.9.4-bin.zip. Pobrany plik rozpakowujemy do wybranego katal ogu. My wrzucilismy go do C:\Program Files (x86). Program nie wymaga instalacji, ale konieczne jest dopisanie §ciei:ek do zm iennych srodowiskowych. Nalezy uslali6 zmiennq ANT_HOME, kierujqcf! do gl6wnego kalalogu programu ANT oraz do zmiennej PATH dodac scie:i:k<l do podkatalogu bin. W naszym przypadku wyglqda to tak: ANT_HOME lo c:\Program Files [x86)\apache·ant-1.9.4, a zmienna PATH zostala wydlu:i:ona o ci&g: %ANT_HOME%\bin, oddzielo ny srednikiem.

Android SDK i ADT To jeszcze nie wszyslko. Konieczne S'! te:i: narz<ldzia deweloperskie dla Androida - Android SDK. Mozna je pobrac samodzielnie lub w ramach !DE (zinlegrowanego srodowiska deweloperskiego - w praktyce edytora, kompilatora itd.). Tu mo:i:liwosci jest kilka. Osoby korzystajqce z popularnej platformy Eclipse bye mo:i:e preferowalyby skorzystanie z pluginu ADT (Android Development Tools) do Eclipse'a, ale od pewnego czasu oficjalnym narz<ldziem dla Androida jest Android Studio. Poniewa:i: W dalszej CZ<lSCi kursu edytor btldzie przydatny, uzyjemy teraz Android Studio, a obslug<l ADT i Ecli pse pos taramy si<l pokazac w jednej z kolejnych CZ<lSCi.

Android Studio pobieramy z adresu developer. andraid.cam/sdk. W naszym przypadku jest lo plik android-studio-bundle-135.1641136.exe. Moze lo chwilq potrwac, gdyz zajmuje on ponad 800 MB. lnstalujemy z domyslnym i opcjami - w lym z emulatorem Androida. Podczas pierwszego uruchomienia pomijamy import danych z poprzedniego srodowiska Android Studio oraz czekamy na aktualizaci<l narz<ldzi SDK. W naszym przypadku pobrala siQ wersja Android SDK Tools 24.0.2. oraz Android Support Repository revision 11. Po pelnym ukonczeniu instalacji zamykamy Android Studio, gdyz teoretycznic nie bQdzie nam polrzebne do pierwszej

2

! 1.1

4

! 1.6

"[ 2:0.............. 6....................: 2:0:;··...................

s

...............................

... j

..

)

; Donut

.........l

: Eclair

.... / B

9

; 2.2-2.n

: F_ra.v.o.................

.......... : 2::;:2:3:2""'

'

...i

!

....................... ................; Gingerbread 10 ! 2.3.3-2.3.7 11 ! 3.0

;·2..................:3:;..................

! Honeycomb

..........................

! 3.2

13

....................

-~ ..................: 4·0•4·0·2 ................; Ice Cream Sandwich

1

1s

4.0.3-4.0.4 ...! ...................

' ;.

..........................

16 4.1 ;·7· .................:! 4:2 .................

; Jelly Bean

......................... , ,,,,,,, , , ..~ 19

20

4.4 ......! .........................

... .

!~:~..<:':.lfl~~r~b.I~!

~,-,.-~J:~. ·~

...; KitKat

)

.,:L_oJ!l~·-· ...

kompilacji przykladowej aplikacji. Nalom iasl konieczne bQdzic dopisanie do zmicnnych srodowiskowych kolejnej sciezki. "fym razem dodajemy zmiennq ANDROID_ HOME, kierujqc'l do katalogu gl6wnego Android Studio - w naszym przypadku jest to: C:\Users\ <username > \AppData\Local\Android\sdk gdzie W miejsce <username> wpisujemy naZW<l uzytkovmika Windows. Dodajemy tez dwie sciezki systemowe do zmiennej PATH, tak aby kierowaly do katalog6w z plikiem an· druid.bat. W tym celu oknie ,.Zmierme srodowiskowe" edytujemy zmiennlj PATH i dopisujemy na jej kof1cu, po sredniku, wartosc: C:\ Users\ <username > \AppData\Loca/IAndroid\sdk\ tools;C:\Users\<username>\AppData\Local\Android\ sdk\platform-tools lub innq, odpowiadajqC<\ lokalizacji tych katalog6w. Oczywiscie w miejsce < username> wpisujemy nazwQ uzytkownika Windows. Uwaga! Te katalogi b~dq si~ znacz4co r6znic, w zalei:no§ci od wersji SDK Androida i w razie trudnosci z ich zlokalizowaniem warto przeszukac dysk w poszukiwaniu pliku android.bat. Po wpisaniu zmien nych srodowiskowych. dla pewnosci warto zrestartowac komputer.

Konflikty wersji Teorelyczn ie mamy juz zainstalowane wszystko co potrzebne, ale w praktyce najprawdopodobniej wyst'!pi konflikt wersji oprogramowania. Apache Cordova i Android rozwijane sq przez niezale:i:ne zespoly i niezale:i:nie od siebie wydawane. Dlatego najcz~sciej Cordova nie jest przyslosowana do obslugi najnowszej wersji Androida, kt6ra automatycznie pobiera siq wraz z Android Studio. Tymczasem od strony programistycznej r6:i:nice pomi<ldzy poszczeg6lnymi wersjami And roida ukladajq si~ nieco inaczej, niz wynikatoby lo z powszechnic

nie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI e elektroniczne przeznaczone Wy'tqcznie do

Nazwa

..............................................

uzftku Vlltasnego

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.

87


YZP

·-.·-r-m..-.f -p;•-

,., _SOt;....._ ./ - D C " - -

, _fl)I(__

./ -~...._

.r -m-.; _1:1<_ _

./" _Roi..._ ./ - 1 ) ( - -

./ - 1 : ) ( - -

.; _oc,......_

, _,,_.....,._

.;-OI!-.; -~.; -~-­

,,_I)(--

./ - l : ) ( - -

r::.-u1 wiai Q_ -

a WOJ.... 1-

-·. ·-

_ ......-_ .

Kompilowanie aplikacji dla Androida

.lll.JJ't-

.,

.au

,.._

... ... "' ..

au...__

::: w

.... ~·

. ._

"

r. -•.•.J"""lli!

i:_-...u1r.ut1«1 C ; ; . -0..UWlll')

.

c:. -o.iJLU!lf.I

"""'-

t; ......UJ(,Olll$)

~ ~~~=:

- J~

---

lrochfl potrwac, a po zakonczeniu instalacji zamykamy mened:i.era.

'- -·~ -------~ o

•·

Rysu nek 4. Menedzer SOK Androida stosowanego nazewnictwa. Dia programisty wazny jest poziom AP! {AP! Level), wspierany przez dane urzqdzenie z Androidem. Poziomy i odpowiadaj(\Ce im wersje Android6w zostaly zebrane w tabeli 3. W naszym przypadku pobrane SDK jest dla 21 poziom u API, czyli Andro ida 5.0 Lollipop. Natomiast Cordova 3.6.4 zostala przys tosowana do SDK Androida 4.4 Kitkat, a wiflc 19 poziomu AP!. Problem ten mozna rozwi11zac na dwa sposoby: • zmieniajqc poziom AP! w ustawieniach Cordovy, • instalujqc starszq wersjfl SDK Androida. P ierwsza opcja jest szybsza i teorelycznie powin· na dzialac. Og6lnq zasadq jest bowiem, ze oprogra· mowanie przystosowane do pracy na starszej wersji Androida bfldzie te:i dzialac na wersji nowszej, a wi</c Cordova dla Androida 4.4 powinna poprawnie p racowac na Androidzie 5.0. Aby dokonac takiej zmiany ustawien, nalezy znaleic plik project.properties, w kt6rym zapisana jest wersja Android a, preferowana przez Cordovfl. W naszym przypadku plik znalazl s ill w katalogu: c : \Us e r s\M ar c i n \. c o r d ova \ Ii b \ n pm _ c a c he\ cordova-android\3.6.4\package\framework\ Wystarczy podmienic wartosc przypisanlj do stalej target na android-21. My jednak na wszelki wypadek wybierzemy opcj'l b), k t6 ra przy okazji pozwoli pokazac, jak dodawac i zmieniac platformy, d la kt6rych kompilo· wane i testowane s11 aplikacje. Polrzebny b'ldzie Android SDK Manager, k t6rego mozna uruchomic albo z poziomu '""'' Android Studio {z gl6wnego ekranu wybierarny ,.Configure->SDK Manager"), albo samodzielnie z katalogu gl6wnego SDK Android a: c:\Users\Mar cin\AppData\Local\Android\o;dk\ SDK Manager.exe W praktyce cziisto dziala tez polecenie: a ndroid Po u ruchomien iu menedzera automalycznie pojawi si'l lista zainstalowanych wersji SDK (rysunek 4). Domyslnie tez menedzer Rysune k 5 . Stru kt ura sugeruje instalacj'l dodatkowych element6w, k t6re w tej chwili nie b<ld(\ nam potrzebne, katalogowa projektu wi'lc je odznaczamy. Zamiast tego zaznacza· Cordovy my pozycje: Android SDK Build-tools w wersji po doda niu 19 oraz wszystkie pozycje z dzialu Android do n iej o bslugi 4.4.2 (API19), po czym klikamy .. Install" (9 paplatformy kiet6w), zgadzamy sill na licencje i polwie r· dzamy instalacjQ. Sciqganic pakiet6w moze a ndroidowej

Ponownie uruchamiamy lini'l polecen i przechodzimy do katalogu gl6wnego utworzonej, przykladowej aplika· cji. Mozemy juz dodac do niej obslug11 platformy Android na poziomie API 19. W tym celu wpisujemy: cordova platform add and roid Spowoduje to pojawienie siti w kalalogu platfonns podkatalogu android , zawieraj11cego kompletny zestaw plik6w potrzebnych do skompilowania aplikacji pod Androida 4.4 (rys unek 5). Warto zwr6cic uwag11 na uzyskanq strukturey katalogowq. Katalogi cordova i CordovaLib zawieraj11 biblioteki Cordovy. Pierwszy z nich obejmuje biblioteki napisane w JavaScripcie. zwiqzane z s rodowi· skiem Node)S. Drugi - biblioteki javy, a wi~c natywne dla Androida, kt6re s tanowiq trzon aplikacji androidowej. Kalalog res zawiera zasoby aplikacji androidowej - w tym przypadku gl6wnie ustawienia i grafiki (ikonki). Natomiast katalog assets zawiera podkatalog www, do kt6rego przekopiowane zostaly kluczowe plik i kodu ir6dlowego, z katalogu www, znajdu jqcego sifl w katalogu gl6wnym aplikacji. W przypadku korzystania z edytor6w takich jak Eclipse, podka talog www w kalalogu assets b<l· dzie domyslnie niewidoczny, gdyz teoretycznie nie nalezy zmieniac znajdujqcej siQ tam tresci. Ma ona bye kazdorazowo na nowo kopiowana z gl6wnego katalogu www, tak by nie r6znila siq n iczym, niezaleznie od platformy, na kt6rq aplikacja jest kompilowana. Zaleca SiQ, by wszelkie zmiany w kodzie wykonywac na plikach w gl6wnym katalogu www. Wszelkie zmia ny w plikach w podkatalogach katalogu pla tforms nalezy robic pod k'!tem konkretnych mobilnycb system6w operacyjnych (uwazajqc, by n.ie zostaly automatycznie nadpisane), co bywa konieczne, jesli slosuje Sifl zintegrowane srodowiska deweloperskie, jakie jak np. Eclipse czy Xcode. Natomiast my skompilujemy nasz pierwszy program, korzystajqc z mechanizmu Cordova CL! (Cordova Command Line Interface), bez po· trzeby uciekania siQ do zewnfllrznych edytor6w. Aby przygotowac kod do kompilacji wywolujemy polecenie: cordova build. kt6re automatycznie buduje aplikacje dla wszystkic h zainstalowanych platform. Czas pierwszej kompilacji dla Androida moze wyniesc okolo 30 ...60 sekund (rysu· nek 6). a rezultatem jest p rzede wszystkim plik o rozsze· rzeniu APK. \!Varto jeszcze Z\-vr6ciC uwag(( na pliki

v~rygenerowa­

ne przez polecenie cordova build. Z nalazly SiQ one m.in. w dw6ch nowych podkatalogacb katalogu platforms\ android. Kluczowy jest an t-build, w kt6rym znajduje

Rysu nek 6. Pierwsza kompila cja p rojektu Cordova na Androida

e' Vy·cesni 8EC~Rcml~~nd'!M"@d1awe czynski. pI W, d an i e e I e~:tro n i czn e p rzezn a czo n e

w,tt 'I.czn i e

do uZ.ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


APACHE CORDOVA MM1lij 3j4J;lfMMM

Rysunek 7. lnstalowanie wlasnej aplikacji wymaga ustawienia w telefonie pozwolenia na aplikacje z nieznanych 2:r6del si~

gotowa aplikacja. W naszym przypadku jest to plik CordovaApp-debug.apk. Pfil ten mozna teraz wgrac na smartfon lub tablet i zainstalowac. Wazne, by w opcjach ur2'\dzenia zezwolic na instalacj~ aplikacji z nieznanych :l.r6del (rysunek 7), czyli takich, kt6re nie

Rysunek 9. Nasza aplikacja pomyslnie uruchomiona na telefonie

pochodzq np. zc sklepu Google Play. W przcciwnym wypadku aplikacji nie da si~ wykonac tego kroku. Po zainstalowaniu naszej aplikacji (rysunek 8) mozna i'I uruchomic (rysunek 9).

Emulowanie Androida Skompilowanie i uruchomienie aplikacji na telefonie to jeszcze nie koniec przygotowywania srodowiska do dalszego programowania. Warto zadbac o odpowiednie emulatory, kt6re pozwolq na lestowanie program6w na rM.nego rodzaju telefonach, tabletach, a nawet inteligentnych telewizorach czy zegarkach. Android SDK jest dostarczany wraz z calkiem dobrym, bezplatnym emulatorem. Domyslny emulator androidowy z SDK mozna uruchomic z linii polecei\ Cordovy, korzystajqc z komendy: cordova emulate android

APACHE CORDOVA M.J ... J;j¡ ij.,W

Rysunek 8 . lnstalow anie utw orzonej aplikacji na telefonie

Rysunek 10. Domyslny symulator now oczesnego telefonu z Androidem

nie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI e elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

uzftku Vlltasnego

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.

89


Trzeba jednak troch'l poczekac na wlqczenie si'l emulatora (rysunek 10), a ponadto btidzie to najnowsza wersja dosl'lPnego syslemu Android, czyli w naszym przypadku Nexus 5 z APT 21 i procesorem x86. Moze to powodowac problemy na niekt6rych starszych komputerach, albo np. w sytuacji. gdy caie srodowisko programistyczne i system operacyjny mamy

-~ 0 •.-W.--

CJ A..-ool-•-

zainstalowane na rnaszy-

nie wirlualnej. Warto wi<ic nauczyc sill konfigurowania innych modeli urzqdzen w emulatorze.

Rysunek 1 1. Menedzer definicji sprzi:tu wirtualnych domyslnego emulatora Androida

-........

""

....

1-

,,_. ,,_.

·--

•w

' '-

··,...,._

Rysunek 12. Defini owanie sprzi:tu emulowanego urz11dzenia androidowego

-•C'..----...-

LO.fl- . . . , - - 0 . -• ...

I

A~-

1....-

....._...,.1.&...aou,.-

C'"J "''°-"'•'•~

......... &.U

U.I

"--~......,..Do.ooa.

..

..... ~-0

--·

~ x .. -,..o-..-r.-.•-Qdi.'ll«M'111- 11w- .

Rysunek 13. Lista profili sprzi:towo-programowych emulowanych urz11dzeri androidowych

Rysunek 14. Definiow anie profilu sprzi:towoprogramow ego emulow anego urz<1dzenia androidowego

W tym celu wywolajmy znaSt:lio: Q'IGA a4(!d.20) ny juz Android SDK Manager, O.,.,tity. Mfdium (115(1) l.J lule ~lo mhi:t np. korzystajqc z komendy: android "'°"".,.,. M [i) wpisanej w linii polecef1. So'e1 1,JO Nast'lpnie z menu ,;fools" wybieramy ,,Manage AVDs". czyli okno zarzqdzania urzqdzeniami wirtualnymi. Znajdziemy tam dwie zak.ladki. ,,Device Definitio ns" (rysunek 11) za- Rysunek 15. Opcje wiera definicje sprz<itu, okre- uruchamiania slajqce urzqdzenia 0 konkret- emulow anego nych: rozdzielczosci, przek<it- urz11dzenia nej i ksztaltcie ekranu. s<istosci androidowego upakowania pikseli, rodzaju wbudowanych przycisk6w (programowe, sprz'llOwe], wbudowanych komponentach, lakich jak sensory (akcelerometr, zyroskop, GPS, czujnik zblizeniowy). kamerach, klawiaturach, dosl'lpnej pami'lC i RAM i obslugiwanych trybach pracy (rysunek 12). Na podstawie lych definicji sprz'llu mozna utworzyc konkretne urzqdzenia, zebrane w zakladce ,,Android Virtual Devices" (rysunek 13). Wymaga lo podania poziomu obslugiwanego AP!, rodzaju architektury procesora (ARM lub x86), rozdzielczosci interfejsu graficznego, zr6dla sygnalu kamery w emulowanym urzqdzeniu, sposobu podzialu pami'lci RAM, wielkosci dost'lpnej, wbudowanej pamitici Flash oraz pojemnosci wlozonej karty SD [rysunek 14). Gotowe urz1tdzenia wirtualne mozna tez uruchomic samodzielnie, bez wl'lczania na nich fadnej konkretnej aplikacji. Jcdnoczesnic emulator pozwala na przeskalowanie wyswietlanego obrazu do rozmiar6w rzeczywistych, w oparciu o rozdzielczosc i g'lstosc upakowania pikseli na ekranie komputera, na kt6rym uruchamiana jest emulacja [rysunek 15). Emulator mo:ie zawierac wszystkie przyciski, jakie znalezc mozna w danym urzqdzeniu i leoretycznie powinien pozwalac udawac zjawiska zewn'llrzne, oddziahtjl\Ce na urzqdzenie z Androidem, dlatego opr6cz samego ekranu, w zaleznosci od symulowanego urz<1dzenia, w oknie emulalora znalezc mozna tez dodalkowe przyciski (rysunek 16). Niestely, emulator dost~pny w ramach SDK nie jest idealny, a do tego wolno dziala. Dlatego na koniec tej cz'lsci kursu pokazemy alternatywny emulator, kt6ry jest wyraznie szybszy od standardowego i bardziej nam przypadl do guslu. Jego instalacja jest opcjonalna.

Rysunek 16. Emulow ane urz<1dzenie z rozbudow an<1 klawiatur<1 sprzi:tow<1

e' Vy·c9011i8 EC~Rcml~~ncth11r@d1awe czynski. pI W, d an i e e I e~:tro n i czn e p rzezn a czo n e

w,tt 'I.czn i e

do uZ.ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Tabela 4. Oprogramowanie zainstalowane w tej czi:sci kursu. lqcznie zajmujq one okolo 21 GB przestrzeni d skowe·

......P.~~~~~Rl. NodeJS Git

........~e.~s)a.

~ O:~.~:~.~--~~-~-~~

Opis... ...............................................

....

:::::::::~ ~~?.~?.~(~~?.::~:~~~~~~~~---~·!·~·· ~P.!~~~-~j~. -~ ~~~-~~~~P.~..................................................... .........~

• 1.:9.:5.:P.r~v.ie_w.~~1.~1.2_17. ..

!~.ie_n_t __repo_Z)'.ID.ri~W...~1!..

......................... ...................................... ! : Platforma programistyczna dla pisania aplikacji na systemy mobilne w j~zykach ......................: ~!~~..:+-...Ja.v.as_criP.t .f .. SSS ........................................................ ...........................i Java SDK ~ ..uP.~.a.te_. _2_5_. _(x~~) ........: ~-a r.~~d.~_ia... ~~;vel_oper_s~ie_. J_a_va. ...+... sr~~°.;vis_k°...U. ru.~h_o_ni_i_e.~i~;v~ ..Ja.v_a_. 9.R.9.... ANT : 1.9.4 : Narz~dzie do kompilowania, wykorzystywane w wybranej wersji platformy Cordova Android stud;~ ... ~~~~;~·. ·;~·~-.·; ~~; ·; ~~......: Zi·~-i~·;;;~;;;~-~~: .. ;~fi~~~ ~ ..~-;~d~-~i~k~. ·d·~~~i~p~~-ki~ . ";jj~· ·A~d;~id~·; ··;;;;~·~· ;··~·~·;~~d~·i·~-~i· 4.1.2

g

~e~mWioti~~·~·Jl::· 1

Mill ...

"'

---

['O

1 ,...,

ll~~~1,~:u1:;0~ Andr~ida -

..

...

iill•w .., ............

iMs'-'MK'""""''~~

Podsumowanie

AVJll~b1e virtual dev1c:n:

-

Rysunek 17. Przykladowe profile realnych urzijdze n, mozliwych do symulacji w emulatorze Genymotion

Genymotion Emulator Genymotion pobieramy ze strony w ww. genymotion.com. Jest on doslQpny w wersji darmowej oraz platncj (24,99 Euro za miesiqc). Wersja darmowa nie obsluguje wielu funkcji poza GPSem i kamerii oraz jes t przeznaczona tylko do uzytku osobislego. Wersja biznesowa wspiera obstugQ wielodotyku, akcclerometry, symuluje llv!El, precyzyjnie, co do p iksela odwzorowuje obraz na ekranie a nawet pozwala na symulacjQ slabej jakosci polqczenia sieciowego. Pobranie Genymotion wymaga rejestracji uzytkownika, a poniewa:i oprogramowanie bazuje na wirtualnym srodowisku VirtualBox, sq one domyslnie i.nstalowane razem. Proces instalacji Genymotion jest bezproblemowy. Po uruchomieniu programu nale:ly dodac nowe urzqdzenie wirtualne. Genymolion korzysta z internetowej hazy urz4dzen, dziQki czemu moma blyskawicznie uruchomic symulacjQ na emulatorze, odpowiadaj11cym jednemu z wielu popularnych, realnie istniejqcych smartfon6w czy tablet6w. Co wiQcej, przygotowane sq nawet gotowe profile dla r6:inych wersji systemu zainstalowanego na danym modelu mzqdzenia (rysunek 17). Jeszcze przed uruchomieSC.-.iM · °"""'· n iem wybra.nego profilu o-

r

dyfikowac'.: jego szczeg61y (rysunek 18), a gotowy, muchomiony emulator ma dodalkowe przyciski (rysunek 19), slu :i:qce np. do obracania ekra.nu, zmia.ny stopnia naladowania baterii czy choeby okreslenia pozycji odczylywanej z modulu GPS (rysunek 20).

, ..,........w .. .-w.. illW

·1

.......................... j

,

"' h•I 1r,..wv11lu •l d 1v1< •

tirzqdzenia, n10Zna zn10-

·

.....: d.~;v_el~P._ers_kiR1i .~n_dr.o_i_d___S_D_K. ..i...s1a.~d.a.rd.°.W.Y.R1.. ~11l.u la.t°.r~111

...........................

-·--

W niniejszej CZQSCi kursu stworzylismy sobie kompletne srodowisko deweloperskie dla aplikacji na Androida, przy czym niewiele potrzeba, by rozbudowac je o programowanie aplikacji dla innych mobilnych system6w operacyjnych. Osoby um.iejqce programowac strony internetowe juz teraz mogq zaczqc w bardzo latwy spos6b tworzyc i leslowac aplikacje androidowe. W naslQpnych czQsciach kursu pokaiemy, jak skorzyslac z zewnQtrznych bibliotek, z zaso- Rysunek 20. Ustawie n ia b6w sprzQtowych smartfona, jak komu- emulowanego modulu n ikowac siQ ze swiatem zewnQtrznym GPS w Genymotion z poziomu aplikacji oraz jak uzyskac dost~p do danych zapisanych w urzqdzeniu. Pokazemy tez, jak skompilowac aplikacje na inne systemy operacyjne i jak wykorzystac doslQpne narzi:dzia programistyczne do usprawnienia programowania. PoswiQcimy tez trochQ miejsca na przedstawienie dobrych prakty k progra.mowania aplikacji z u:iyciem platformy Apache Cordova.

Marcin Karbowniczek, EP

..

....-.v---..-.

~,.....,.~

Oltunn:tUll ......,.. nU.~moclt

Rysune k 18. Opcje uruchamiania emulowanego urzijdzenia w programie Genymotion

Rysunek 19. Emulowane urzijdzenie androidowe w Genymotion, wraz z dodatkowymi przyciskami

nie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI e elektroniczne przeznaczone Wy'tqcznie do

uzftku Vlltasnego

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.

91


Internet Rzeczy w przykladach (2) Konfigurowanie oprogramowania dla mikrokontrolera CC3200 i projekt ,,zero" W tym artykule zaprezentujemy sposob pobrania, zainstalowania oraz skonfigurowania pakietu programow narz-:dziowych niezbt:dnych do pracy z mikrokontrolerem CC3200. Utworzymy tei projekt bazowy, ktory tu nazwalem projektem ,,zero" i przygotujemy go do pracy z modulem CC3200 LaunchPad oraz technologi<1 Internet Rzeczy. Mikrokontroler CC3200 jest obslugiwany przez kompilator CCC oraz przez kilka srodowisk programistycznych, takich jak: Code Composer Studio (wersja 6.0.1 + ), JAR Embedded Workbench for ARM (wersja 7.20+), Energia, EmbcdXCodc. Wspicrana jest obsluga system6w czasu rzeczywistego: FreeRTOS, TI-RTOS. Dost~pny jest tez przygotowany przez Texas Instruments pakiet oprogramowania CC3200 SDK zawierajftCY ponad 50 przyklad6w Warunkiem konieanym do pobrania oprogramowania ze strony Texas Instruments jest posiadanie konta w serwisie ti.com. Aby utworzyc konto, nalezy na stronie ti.com wypelniC formularz rejestracyjny (Login/Register). Rejestracja w serwisie ti.com jest bezplatna.

j •MT·O!Um-----~-11·~­ ' -'IQ,l-ltf$1.Q«_,_Wl,llll---'W.llQPI fOllC_OO' _ _ _ ........ (1] ¥0U. . . Mt;> TOll«tPl- - 1 0 1 " 1 - M _ _ _ _OKl&WO#.oud!l.I ,

DO_Q.IO""l~

··~----<11:11 11>&

E:s-

___

dla CCS, TAR, CCC, procedury SimpleLink APT, biblioteki, sterowniki, schematy i szczeg6lowq dokumentacj~. Do programowania zewn~trznej pami~c S-FLASH Texas Instruments przygotowal aplikacj~ CCS UniF/ash, natomiast do konfigurowania linii wejscia-wyjscia mikrokontrolera aplikacj~ Pin Mux Tool.

Srodowisko CCSv6 Podczas kursu b~dziemy korzystali z rozwijanego przez Texas Instnunents srodowiska prograrnistycznego Code Composer Studio wersja 6. W wersji darmowc j CCSv6 dla mikrokontroler6w CC3200 ma ograniczeny czas dzialania. Licencja darmowa jest aktywna przez 90 dni

""'li>•U..-MO.lo · O ~---MQ.f £

..e - ....-l'C>o a caw--

"mo =:·-

1:~ 1

O<UIOOMWft'l-(r>IOll.......TCDmllHO->OIE.,._. . _ _Ol'MS~Y _Oii_,,,.._,--~.

a ..,.-~

.c---, o -•MO.Jo

,o - -

. o---· •0...,.C.•-

App Center

.,1 1-..---.

Texas Instruments

Rysunek 1. lnstalowanie Code Composer Studio v6: a) akceptowanie licencji, b) wskazanie lokalizacji, c) wybranie produkt6w do zainstalowa nia, d) insta lowanie emulatora XDS100, el pomini11cie dodatk6w, f ) zakonczenie

e' Vy·c92n i 8EC~Rcml~~nd'!M"@d1awe czynski. pI W, d an i e e I e~:tro n i czn e p rzezn a czo n e

w,tt 'I.czn i e

do uZ.ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


V CCSApp Ctntt1 ti

Code Composer Studio Add-ons

•e

Tl-RTOS fors1mplel

Rysu nek 2. lnstalowanie oprogramowania CCSv6 App Cente r od momentu zainstalowania oprogramowania, jednak d la modulu startowego CC3200 LaunchPad , ograniczenie czasowe nie obowi~zuje i mozemy bezter minowo kor~ystac z pelnej wersji oprogramowaitla! Oprogramowanie CCSv6 mo:i:na pobrac ze strony ti.com/tool/ccstudio. W sekcji Download Sq dost~pne we rsje CCSv6 dla system6w operacyjnych Windows oraz Linux. Ten kurs dotyczy wersji dla systemu Windows i to i'I nalezy pobrac i za insta lowac. W tym celu logujemy siQ na konto w serwisie Li.com i wypclniamy formularz informacyjny. Po przeslaniu formularza, na adres e-mail podany w jego tresci otrzymamy link do pobrania oprogramowania (aktywny przez 6 dni]. Pobieramy oprogramowanie CCSv6 oraz uruchamiamy instalator. W kolejnych krokach konfigurujemy paramelry instalacji. Akceptujemy licencjQ [rysunek la). Wybieramy miejsce instalacji oprogramowania_ Zalecana lokalizacja to c:\ti (rysunek l b). Zaznaczamy produkty, dla kt6rych ma bye przeprowadzona instalacja. Nam polrzebne btid&: Tl AllM Compiler oraz CC32xx Device Support [rysunek le). Potwierdzan1y instalacj(j emulatora

XDS100 (rysunek ld) i przechod zimy dalej. W tym momencie rozpoczyna sitj instalowanie oprogramowania. Na koniec jestesmy pytani o dodatki. Pomijamy ten krok (rysunek le). Nasltipnie potwierdzamy zakonczenie instalowania CCS (rys unek t i). Na p ulpicie i w menu start jest lworzony - po klikniticiu rozpoczyna siti pierwsze uruchornienie CCS v6. Po uruchom ieniu aplikacji w zakladce View zaznaczamy opcje CSS App Center. Nasltipnie, w polu wyszukiwania App Center wpisujemy frazti cc3200, aw opcjach wyszukiwania wybieramy fu nkcjtj All. Zostanq wyszukane aplikacje: CC3200 Add-On, oraz T/-RTOS. Zaznaczamy obie aplikacje oraz naciskamy przycisk Install Software (rysunek 2). Powoduje to uruchomienie instalatora. Akceptujemy postanowienia licencyjne (dla obu aplikacji), a po zainstalowaniu obu d odatk6w ponownie uruchantlamy CCS.

CCS UniFlash - programowanie pamif:ci 5-Flash Mikrokonlroler CC3200 ma pami!lci RAM i ROM. natomias t brak w jego stru kturze programowalnej pamitici nieulotnej Flash. Aby pracowac z CC3200, nale:i:y dolqczyc zewntilrznq pami(!C programu. W module startowym CC3200 LaunchPad zamontowano pami<;c S-Flash o pojemnosci 1 MB. Po wl11czeniu zasilania mikrokontroler CC3200 kopiuje p rogram z zewntitrznej pamitici S-Flash do wewntilrznej pamitlci RAM, skqd jest on u ruchamiany. Aby u mo:i:liwic programowanie zewn titrznej pamitic i S-Flash z.a instalowanej w module CC3200 LaunchPad firma Texas Instruments p rzygotowata aplikacjq CCS ln stalow anie sterownika FTDI Korzystaj<1c z modulu startowego LaunchPad naleiy zainsta lowaC dostarczony przez Texas Instruments sterownik FTDI. Plik sterownika jest dystrybuowany razem z aplikacj ami CCSv6, CC3200 SDK. SDK UniFlash. JeSli w systemie jest zainstalowane oprogramowanie CCSv6, to po dolijczeniu modulu LaunchPad do zlqcza USB komputera PC sterownik zostanie zainstalowany automatycznie. Powoduje to utworzenie w syst emie wirtualnego portu COM o nazwie CC3200LP Dual Port (Panel sterowania -+ Menedier urz~dzerl -+ Porty COM i LPD. Utworzony port COM sluiy do programowania i sterowania pracct emulatora mikrokontrolera CC3200 oraz do przesylania danych do PC przez UART. Dodatkowo jest on uzywany podczas komunikacji Z zewn~trznq pami~Ciq S-Flash (programowanie, kasowanie itd.).

... . Se•· «SUnlf..,., (Otn:(dtllonl.U

W•komt toU'lt OC$UNflu h • OCl1::idGl>on U J ~·1riu1d1.

Plu.1cru4111'>1f~LK•n"At'"mtl'lt. V..,muA •"•Pttl'lotcft'n>of1N•

..,....-w....,,-n_.,,-.,...,.wlM>6ft. UUIT tUl.SI Hill T>ll

~ilnl~

• u "' UQ41.~1" IUPU!ll ~-r.

UCblsl

~.lmiln'

"1Tl l -

UUt\ILLT.

· - " " ' u~-..

,.:":'nu":"~~~~·.~::~"':!:: ~~;: £"'~::\;~.::

IU TClll .L1'll .wlJK'IUOIP ro M"~Ul ~ ,l!;IU w ll<I T l - OJ 1'1111' ClllU U.U IJltilf Oii l l>U.L' M TOIUli'llU 1" A>lb 'IOtD. CCll!IP.lft'/ .\Mb !21

Un - TO llnU tlTO , . ,o . . -

-.....

n

flit ,..,....,

f HJS

CoaJllleUnSJt!M!«1i~ · ttbnl-"-'

s.c...,wu.. d $oeip,. _ _ctrtak11ft-l"'IOUl..Wk""'· (Xlm!-l.U...,ya<1t ,._,_

h•tolh1>on<:omplttt4.Y_.,.._,..ctrmican flo~~u1dn.to~

f7 Ltun<h (C:$.inflooto• (C._ ldiboo. U.I

Rysunek 3. lnstalo w anie CCS UniFlas h: a) u ruc homie nie instalatora, b) akce ptow anie w arunk6w licencji, c) wyb6r lo ka lizacji, d ) rozpocz11cie instalowan ia. e) koniec p racy inst alat o ra

ni e dIa: a I e ksa n de r@kawe czynski. pI

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 21201 s

e elektroniczne przeznaczone Wy'tqcznie do u±'ftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania_

93


Akt ualizowanie oprogramowania

r,....,.,..,._._..__

Aby zaktualizowac oprogramowanie dla mikrokontrolera CC3200 (*) naleiy wykonac nast~puj~ce czynnofo: Konfigurujemy modul LaunchPad w trybie programowania pami~i S-Flash (rysunek 5). Dol~czamy modul LaunchPad do portu USB komputera PC. Uruchamiamy program CCS UniFlash, podajemy numer portu COM dla modulu LaunchPad. Z zakladki CC31x Flash Setup and Control programu CCS UniF/ash (okno po lewej stronie aplikacji) wybieramy /syslmcuimg.bin. w nowo otwartym oknie programu (rysunek 6) zaznaczamy opcje

• ((Jl.<llo...,........ ...._ ,.,....._,~

,,,,...,,._ .....-.,_

''""-'or

,,,._._we.., -~

.

""''M ~ ·-tlo<Mrill-

...

lhoto.fot-

~ -~.......ftoiti ...... l>t)'I-•·

1- ·-i,.,..l ·~·-•J>t<t_to,,,,_ I 6ot- j . !li,.,...,.t1oo _ _ , ....,,,."""'"'"-"""'"-~ ~ -U<l·-lilo•,,,..

............

Erase.Update, Verify. W sekcji Uri podajemy adres pliku binarnego programu, kt 6ry chcemy wgrac (naciskamy przyc.isk Browse oraz odnajdujemy plik na dysku komputera PC - rys. 6). Z menu programu CCS UniF/ash wybieramy Operation, a nast~pnie Program (rys. 6).

Rozpoczyna si~ programowanie pami~c i S·Flash. JeSli zostaniemy poproszeni

II Rysunek 4. Ekran gl6wny programu CCS Uni Flash

o restart mikrokontrolera, naleiy nacisn~c przycisk SW1. Po zakor\czeniu aktualizowania oprogramowania. zamykamy program CCS UniF/ash oraz od l~czamy modul LaunchPad od portu USB komputera PC. Zmieniamy konfiguracj~ sprz~tow~ modulu LaunchPad (z pola SOP usuwamy zwork~ z pozycji numer 2 .,Flash", zworki J6 i J7 ustawiamy w pozycji BP).

Po wlctczeniu zasilania modut l aunchPad mikrokontroler CC3200 skopiuje program wgrany do pam i~i S-Flash do wewn~trznej

pami ~i

RAM i aplikacja

zostanie uruchomiona. (") oprogramowanie dla C0200 moZemy r6wnieZ aktualizowat korzystajqc z CCSv6 (launchPad w trybie programowania pamii:ci S-Flash, CCSv6 w trybie debuggowania projektu).

UniF/ash. Plik in stalatora CCS Un iF/ash dla CC3200 pobieramy ze strony ti.com/too//uniflash . Procedura pobiera nia aprogramowa n ia jes t identyczna, jak w wypadku CCSv6. Po zapisaniu oprogramowania n a dysku uruchamiamy instalator (rysunek 3a). Akceptujem y postanowienia licencyjne (rysunek 3b). Zatwierdzamy proponowane przez ins talator m iejsce ins talacji (r ys unek 3c) i potwierd zamy ch~c zainstalowania programu (r ysun ek 3d). W tym momencie rozpoczyna si~ instalowanie oprogr am owania. Gdy oprogramowanie CCS UniF/ash zostanie zainstalowane, kol1czymy prac~ instalatora (rysunek 3e). Na pulpicie jest tworzony skr6t do oprogram owania. Przy p ierwszym uruchomieniu programu jest wyswie tlany ekran konfiguracji CCS UniF/ash. Z dost~pnych opcji konfiguracyjnych wyhieramy New 1/Jrget Configumtion i zatwierdzam y ustawienia dla CC3200: Connection -+ CC3x Serial(UARTJ Intelface, board or device -+ Simp/eLink H'1/i CC3100/CC3200. Nast~pnie jest pokazywany ekran gl6wny programu CCS UniF/ash. (rysunek 4). Oost~p do pami~ci S-Flash zainstalowanej na plycie modulu LaunchPad jest mozliwy po odpowiednim, sprz~towym skonfigurowan iu modulu . W miejscu port6w Pl...P3 (zl<1cze 20-pinowe po lewej slronie) nie nalezy montowac iadnych zworek. W polu SOP ustawiamy zwork~ w pozycji n u mer 2 (Flash). Montuje my zworki w polach od J8 do J13. Zworki J6 i J7 ustawian1y w pozycji ,,FLASH''. Ustawien ie zworek konfiguracyjnych pokazano na r ysunku 5. Oodatkowo, w programie CCS UniF/ash w polu COM Port nalezy podac n u mer porlu COM d o obslug i modulu La unchPad. Uruchamiamy Menedier urz'ldze(1 i w zakladce Porty (COM i LPT) odnajdujemy CC3200LP Dual Port. Odczytujem y n u mer port u COM i wprowadzamy w aplikacji CCS UniF/ash.

Pakiet CC3200 SDK Pakiet oprogramowania CC3200 SDK (Software Developmen t Kit) zostal przygotowany przez Texas Inst rumen ts w celu ulatwienia pracy z mikrokontrolerem CC3200 oraz modulem startowym CC3200 LaunchPad.

Rysunek 5. Prog ramowanie pami11ci $-FLASH. Ust awienie zworek konfiguracyjnych modulu launch Pad W ramach pakietu SOK jest oferowanych ponad 50 przykladowych p ro jekt6w, kt6rc mo:i:n a uruchomic korzystaj'lc z plytki startowej LaunchPad (folder example). Przyklady zostaiy napisane w j~zyku C i S'l to apl ik.acje sieciowe oraz aplikacjc d o obsl·ugi peryferi6w m ikrokontrolera. Projekty utworzono dla CCS, !AR, aw niekt6rych wypadkach r6wnie:i; dla GCC. Oodatkowo, w SOK udost~pniono projekty do wygenerowan ia b ibliotek obslugi: serwera http, klienta lftp, klien t6w smtp i xmpp (folder netapps). Innym elementem SOK jest biblioteka do obslugi modul6w peryferyjnych mikrokonlrolera CC3200 (folder driverlib). W pami~ci ROM mikrokon trolera umieszczono procedury obslugi USART. l'C, SPI, timer6w, przetwornika A/C ilp. Programista moze uzywac sterownik6w korzystaj<1c z dostarczonego przez Texas Instruments API (dokumen tacja w folder ze docs) . Kluczowym eleme ntem pakietu SOK jest SimpleLink Framework (folder simple/ink). Przygotowa ny p rzcz Texas Instruments framework zawiera zbi6r procedur do obslugi sieci Wi-Fi (obsluga gniazdek UDP(fCP, adresacja IP/MAC, skan owanie AP, lqczenie z AP, usluga p ing, itd.). Procedury SimpleLink mog'l bye obslugiwane bez uzycia systemu czasu rzeczywistego l ub z u zycie m system u FreeRTOS lu b TI-RTOS. Ten oraz inne parametry konfigurujemy w pliku user.Ii Do obslugi SimpleLin k wykorzyslujemy d osta rczone p rzez Texas Ins truments API (dokumentacja w folderze docs/simplelink_api). W pakiecie SDK jest dost~pne r6wnie:i: oprogramowania firm lrzecich (folder third_party). S'l to system czasu rzeczywistego FreeRTOS oraz system plik6w FalFs. Plik instalacyjny CC3200 SDK pobieramy ze strony ti.com/tool/cc3200sdk. Proces pobiera nia oprogramowania jest i den tyczny ja k w przypadku CCSv6. Podczas

e' Vy·c9~1i8EC~Rcml~~ncth11r@d1awe czynski. pI W, d an i e e I e~:tro n i czn e p rzezn a czo n e

w,tt 'I.czn i e

do

uzftku Vilt asn ego

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


.... (($~ - .....(~re:.:::r:

'· ~--

':< ~

Noi,

~-­ .........

:;::;::..~

·~~~~~~~~~~~~~~~~! ·J

·-

[~~~~~~~~~~~~~~~1 ·1

,.,,..........-'°"l/f'IC,'llfll:Cl:tll~--o:ll~Mtltt>t~

-· [[]

~

Po zakonczeniu kasowania z opcji programu wybieramy przycisk ServicePock Update. Na dysku kompulera PC odnajdujemy plik binarny z oprogramowaniem Service Pack (plik z rozszerzeniem bin w folderze inslalacyjnym Service Packa) i zatwierdzamy aklualizowanie. Restartujemy modul LaunchPad (przycisk SWl) i czekamy na zakonczenie aktualizowania oprogramowania. Po zakoncze niu zamykamy apl ikacj~ CCS UniFlash.

Narz-:dzie do konfigurowania wyprowadzen Pin Mux Tool

Rysunek 6. Aktualizowanie oprogramowania dla CC3200 instalowania akceptujemy postanowienia licencyjne (rysunek 7b), zatwierdzamy proponowan'I lokalizacje plik6w c:ltil (rysunek 7c). Kolejne kroki instalatora pokazano na rysunku 7.

CC3200 SDK Service Pack Dodalek Service Pack dla pakielu CC3200 SDK zawiera plik binarny z aktualn'I wersj11 oprogramowania dla mikrokontrolera CC3200. Dodatek Service Pack nalezy wgrac do zewnQlrznej pami~ci S-Flash zainslalowanej na plycie modutu CC3200 LaunchPad. Dodalek ServicePack dla CC3200 SOK pobieramy ze strony li.com/too//cc3200sdk (CC3200SDKServicePock). Proces pobierartia oraz instalowania jest identyczny, jak w wypadku pakietu oprogramowania CC3200 SDK. Aby uaktualnic Service Pack przelqczamy modul CC3200 LaunchPad w lryb programowania pamiQci S-Flash [rysunek 5 ). Dot11czamy modul LaunchPad do portu USB komputera PC i uruchamiamy oprogramowanie CCS UniFlash. Z doslQpnych opcji programu wyhieramy przycisk Formal (pojemnosc pami~ci 1 MB). NaslQpnie restarlujemy modul LaunchPad naciskaj'IC SWl. Rozpoczyna siQ kasowanie pamiE!ci S-Flash.

Aby ulatwic konfigurowanie linii wejscia-wyjscia mikrokontrolera CC3200 firma Texas Instruments udost~p­ nila apl ikacj~ Pin Mux Tool. Moina j4 pobrac ze slrony li.com/tool/pinmuxtoo/ (PINMUXTOOL-V3 dla CC3200). Proces pobierania oprogramowania jest identyczny jak w przypadku CCSv6. Instal acja przebiega analogicznie jak w przypadku CCS Uniflash. Kolcjne kroki inslalacji pokazano na rysunku 8. Obsluga programu jest latwa inluicyjna. Uruchamiamy Pin Mux Tool. 1'worzymy nowy projekt dla mikrokontrolera CC3200 (Start a new project -+ Device - CC3200 -+ Start). Gdy program zostanie uruchomiony, dodajemy moduly, dla kt6rych chccmy skonfigurowac linie wejscia-wyjscia ( np.: SP!, UART, GP!O, NC). Definiujemy konfiguracj~ dla wyprowadzen mikrokontrolera. Na zakoflczenie generujemy plik wynikowy z konfiguracjq (przycisk Generate w opcjach programu). We wskazanej lokalizacji na dysku kompulera PC lworzone sq pliki: pin_mux_config.c, rom_pin_mux_config.c oraz pin_mux_config.h. Do projektu CCSv6 dolqczamy plik pin_nwx_config.h oraz jeden z plik6w z rozszerzeniem ,,c" [pin_mux_config.c, jesli chcemy korzystac z proccdu r ohslugi linii we-wy z hiblioteki drivera, rom_pin_mux_ config.c, jesli chcemy korzyslac z procedur zapisanych w pamiQci ROM).

Projekt ,,zero" Projekty dla mikrokonlrolera CC3200 (plytka starlowa LaunchPad) bE!dziemy tworzyli z wykorzystaniem srodowiska programistycznego CCSv6. W projeklach

TEXAS INSTRUMENTS

Rysunek 7. lnstalowanie CC3200 SOK: a) ekran powitalny instalatora, b) akceptowanie warunk6w licencji, c) wskazanie folderu, d) rozpocz11cie instalowania, e) koniec pracy instalatora

nie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 21201 s

e elektroniczne przeznaczone wytqcznie do uZ.ftku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

95


... . ""'"""dlot~\l(_...,..

Pin Mu . .

~ ~.r-- •• :i(

.

)

__ .,Ol.l _

loC,C(ll>te<mt1oio:NI

~MIMc~ _,. tM- lniu~

..... • toU '•••• l-

~•

.

.t..11.-.,i.o.• ........,.,.,... ,.-.-. . i..u u..

~·. ·

u•• t ...... _ ,

_ _d ___

·-..........

.,_

~.._.,i .,...,..,

.. -

..

h~-

• .,.....

~..,.,.

p--·

•- -14..,,...•t...,..1 ..T• Cuo. - ...

..,, _

e

s....,,,_....,.•....,._...,'Q,_,,._T.....

.

,

~ hoo""""h••-..ionfTIPitl -T~il"'l'too'

,...~

....,~

..

{l)i;:"_.' d"•""~

(7' l tuMhTI P..,MIMTMI

I

~CE:>~I

Rysunek 8. lnstalowanie Pin Mux Tool: a) ekran powitalny instalatora, b) akce ptowanie warunk6w licencji, c) wskazanie folderu, d) rozpocz~cie instalowa nia, e) koniec pracy instalatora

Tabela 1. Pliki dot<1czane do projektu dla CC3200 ...........L~.k~li~a.ci.a..P..li.k.6.vv..................... ...................C>P..i.s.............. .,${CC3200_S DK_ROOT}/inc" Pliki nagl6wkowe dla ' cc3200 ..................... Biblioteki peryferi6w dla cc3200 ..${ CC3200_SDK_ROOT}/driverlib" : Sterowniki peryferi6w dla : cc3200 ,,, ,,, ,,,.............................. .,${ CC3200_SDK_ROOT}/simplelink/" ..${CC3200 SDK ROOT}/simplelink/include" SimpleLink framework '.'$JCC32_D.o)_D_(R.0.().T}/sirnP.leli.nl<Js~urc~·: ........................................ '.'.$JC_(_3_2_D.O)_D.K._R.O.C>D/.~~li.bC.................... ; syst~ITl. ope.ra_ cyj_nx_ __R~C>.s.

CCSPtojed Cru~ ~ ntwCCS PtoJ'C'-

TMgtt:

<ttl•ct or typ• filtor tnt>

Corinotct:lon: C -

1;1;.... ,,•

Comp4trwrnon;~TI_"5_.L_ 6 ---------~ · ~ • l>«i1ect l•"'t:'l~teJ tnd tnMptf'

Tabela 2. Biblioteki dolijczane do projektu dla CC3200 Nazwa Lokalizacja biblioteki Opis biblioteki ....................................................................... ........ driverlib.a .....: '.'$JCC32_00_SDK._R_O.()_T}/driv~rli~/~cs!Rel~~se::. ~riv~ry_

~i.rnP.!.~ li~k.·.?....: ....sJ.c.c.3.?.?.o.-.s.o.K._R.O.C>.TJl.~ i1T1P.1.~1;~1</~.~~'-°-s·:........'. 5.i.rnP.1.~.U.~k. ...

1~~~~~~~:3. .....'. :·.H~.c.3.?.9.?~.~-~.K.~~.O.C>.'.H?.s l~~!C~s/f.r_e~~~.o.s:·.......'. F.~~-~.~.'.~s.....'. bQdziemy korzys tali z frameworka SimpleLink, ze sterownik6w sprzQtowych driverlib oraz z systemu czasu rzeczywislego freeRTOS. Aby zademonstrowac konfigurowanie projektu dla CC3200 LaunchPad utworzymy projekt startowy tzw. projekt .,zero". Uruchamiamy srodowisko programislyczne CCSv6. Ustalamy lokalizacjQ dla projekt6w CCSv6 [Select a workspace). W naszym wypadku bQdzie to folder ep w lokalizacji c:lti (wpisujemy c:lti\ep w polu workspace). NastQpnie lworzymy n owy .,pusty" projekl dla m ikrokontrolera CC3200. W tym celu menu programu wybierarny opcj~ Project -+ New CCS Project. Zaznaczamy mikrokontroler CC3200. Podaje my nazw~ projektu. Zatwierdzamy ustawienia przyciskiem Finish [rysunek 9). Gdy projekt zoslanie ulworzony przechodzimy do opcji konfiguracyjnych projeklu (Project -+ ProperUes). DostQpne S<t cztery podstawowe zakladki: Resource, Generol, Build, Debug (rysunek 10). Przcchodzimy do zakladki Resource i w polu Linked Resources w zakladce Path Varibab/es dodajemy zmienn<1 srodowiskow<1 CC3200_SDK_ ROOT 0dnosz<1q si~ do folderu cc3200-sdk z pakictu oprogramowania CC3200 SDK.

tyy;>tfilttrtt:d;

..

Crute>•n •mptyprajutfully1nit1ahndfor

ri EmptyPf(ljttt

4

[i fmptyPra1nt{withm111A.() [o EmptyAmmbly-onlyPr"tut [i EmptyRTSC Pro,tct G:I Bu 1cExtmpl'1

lo

HtlloWorld ~ TI·RTOSfofSlmpl,lint

Rysunek 9. Tworzenie projektu dla CC3200 Nast~pnie przechodzimy do zakladki Build gdzie w polu ARM Compiler wprowadzimy ustawienia d la kompilatora. W polu Processor Options ustawiamy wsparcie dla liczb zmiennoprzecinkowych (--float_support funkcja fpa/ib). IN polu Advenced Options -+ Predefined Symbols definiujemy flagi: USE_FREERTOS ( uzycie systemu czasu rzeczywistego freeRTOS), SL_Pl..ATFORi\.f_MUL17_ THREADED [framework SimpleLink w trybie obslugi wielu w11tk6w). W polu Include Options (dol11czanie plik6w zr6dlowych ) wprowadzamy uslawienia, jak w labeli 1. NaslQpnie, nie opuszczajqc zakladki Build, w polu AllM Linker wprowad zamy ustawienia dla linkera. W polu Basic Options uslawiamy rozmiar slerty [Ox8000) oraz slosu programu [OxBOO). W polu File Search Path dodajemy pliki z bibliotekami dla driver6w, SimpleLink oraz FreeRTOS. Dodatkowo, podajemy sciezki dostE:pu do b ibliotek. Ustawicnia umieszczono w labeli 2.

e' Vy·c9J5n i 8EC~Rcml~~nd-!M"@d1awe czynski. pI W, d an i e e I e~:tro n i czn e p rzezn a czo n e

w,tt 'I.czn i e

do

~

'•~l\!l= r.-,..,,~.-,,.----~ !;,',1~~!!~~.';o~r~:::.rt...;ll~om..,

uzftku Vilt asn ego

b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


-

--

W projektach dla CC3200 korzystac b'ldziemy z bibliotek: driverlib . simplelink. free_rtos. Kody zr6dlowe bibliotek w wersjach dla cc s. IAR. GCC dost~pne Sil w pakiecie oprogramowania C0200-SDK.

--

Cr;;;;:;;-~ ..... ~_ _ _---:] _~- ~

--

'l!i!£!!= .=..,----~::i

r-=-

I

':l

SDK w folderze cc3200-sdk/tools/ccs_patch odnajdujemy plik CC3200.ccxml. Importu jemy plik z opci'I kopiowania do projektu. Nast~pnie w oknie Target Configurations zaznaczamy zaimporlowany plik CC3200.ccxml i naciskamy prawy przycisk myszy. Z dost~pnych opcji wybieramy Set as Default. Konfiguracja debuggera zostaje przypisa na do projektu.

Podsumowanie Rysunek 10. Konfiguracja projektu dla CC3200 Konfiguracj~ debuggera (zakladka Debug) imporlu· jemy z pliku dostarczonego w pakiecie oprogramowania CC3200 SDK. Zamykamy konfiguracj~ projektu i z menu programu wybieramy View -+ Tc:1rget Configurotions. W oknie 1/Jrget Configurations zaznaczamy opcjQ User Defined. Naciskamy prawy przycisk myszy i z dost~p­ nych opcji wybieramy Import Target Canfiguration. W mie jscu instalacji pakietu oprogramowania CC3200

W tym artykule opisano spos6b zai nstalowania pakiet program6w niezb~dnych do pracy z mikrokontrolerem CC3200. Korzystajqc z srodowiska programistycznego CCSv6 utworzylismy projekt startowy tzw. projekt zero dla CC3200. W kolejnym numerze EP zaprezentujemy projekt sterownika inteligentnej szafy na ubrania. Urz4dzenie odczyla z Internetu prognoz~ pogody i na jej podstawie zaproponuje uzytkownikowi odpowiedni zeslaw ubran. Za baz~ sprz~towq projektu poslu:iy nam plytka starlowa CC3200 LauchPad. lukasz Krysiew icz, EP

Serwisywww dla brani:y elektroniki i automatyki

• Sabo 000

ElektronikaB2B

AutomatykaB2B

Ponal brantowy dla elektronikOw

Port.;11 braniowy dla a\t\Qm01tyk6w

odston miesi~cznie

ponad

140 000 ui:ytkownik6w

~r1

miesi~cznie

ooo

subskrybent6w codziennego newslettera bez prawa do rozpowszechniania.


STM32 dla poczcttkujctcych (i nie tylko) RTC, czyli zegar i kalendarz Uklad zegara RTC stanowi integralnct czc:sc kontrolerow STM32. Podane informacje i przyklady powinny pomoc w jego zastosowaniu w roinych aplikacjach wymagajctcych odmierzania czasu. W artykule om6wiono wybrane 7.astosowania modulu RTC zaimplementowanego w STM32. Opisano funkcje biblioteczne sluz<1ce do obslugi RTC oraz Backup Domain. Zaprezentowano przykladowe procedury obslugi sluz<1ce do odczytu czasu, daty, korekty daty. Na koniec zaprezentowano program demonstracyjny, w kt6· rym praktycznie zrealizowano przykladowy zegar.

RTC zastosowania Najbardziej oczywistym sposobem wykorzystania ze· gara RTC (Real-time clock) jest budawa r6Znego typu czasomierzy z kalendarzem i budzikiem, jednak zastosowan moze bye znacznie wiElcej. Dol<1czenie do kontro· !era pamiQci wymiennej typu karta SD i zapis danych w formacie standardowych plik6w wymaga podania

RTC zasada dzialania i budowa

BTI

GND~ I 1i------ - - - ~32 3V/KOSZVK BAT

s

PDO-OSC_IN

~

>

§>

PDt-OSC_our PD2 PCO

PCI PC2 PC3 PC4 PCS

PC6 PC7

PCS PC9

PCIO PCll PCl2

2

GNDt1 - --

I

3 -; 1-------~-1 PCl4-0SC32_1N !Sp

C4

GNDl1 - --

PCl3·TAMP_RTC

!Sp

C3

rzeczywistego czasu i daty ich utworze nia. Moina oczy· wi§cie markowac te warto§ci, ale znacznie rozsqdniej jest uzyc odczytanego z zegara realnego czasu. Za pomoc'I RTC mozna lei okreslac i zapamii:tywac moment wyst<1· pienia rejestrowanych zdarzefi. W rM.nego typu s terownikach zegar mozna wykorzystac do inicjowania akcji w zaleznosci od pory dnia czy daly. do pom iaru czasu ild. Zegar RTC mofo bye uzyty do wybudzenia urzqdzenia zasilanego z baterii z trybu obniionego poboru mocy. W dalszej czEliici tekslu skupimy siEl na podstawowych sposobach wykorzystania RTC do pomiaru czasu. Z kwestia· mi precyzyjnego strojenia zegara czy jego nietypowego uzycia np. do wybudzania systemu mozna siEl 7.apoznac chociazby w notach aplikacyjnych dostqpnych na slronach www. st.com powiqzanych z konkretnym typem mikrokontrolera.

~768kHz

I

-< 1-- - - - -- '4- --< PCIS-OSC32_our

Rysunek 1. Elementy zewmitrzne niezbEldne do pracy RTC

Uklad !UC do dzialania potrzebuje :Zr6dla precyzyjnych impuls6w zegarowych. W mikrokontrolerze STM32 mozna wykorzystac w tym celu np. wewnqtrzne impulsy taktuj<1ce, jednak lepiej postuzyc si<i specjalnym oscylatorem, kt6rego dzia:lanie jest podtrzymywane za pomoc<1 dodatkowej baterii litowej. Na rysunku 1 pokazano dodatkowe elementy zewn<itrzne potrzebne do pracy RTC w takiej wla5nie konfiguracji. Standardowo stosuje siEl zewnEllrzny oscylator kwarcowy pracuj<1cy z Cz'lslotli· wosci<t 32768 Hz (2" Hz). Bateria litowa o napi<iciu 3 V bateria podtrzymuje dzialanie zegara RTC w czasie, gdy zasilanie gl6wne mikrokontrolera jest wyh1czone. Gdy napi'lcie zasilania zostanie zal11czone, to nasl'lpuje automatyczne przel11czenia RTC z baterii na zasilanie mi· krokontrolera. Po przeh1czeniu pob6r prqdu z baterii jest min imalny, co przedlufa jej zywotno§c. Na rysunku 2 pokazano schema! blokowy zegara RTC stanowiqcego integralnq CzEls<'.: kontrolera. Gl6wnym elementem jest 32 bitowy rejestr RTC_CNT. Rejestr zlic za precyzyjnie odmierzone impulsy czasowe o cz<islotliwosci 1 Hz. czyli o ok resie 1 s. lmpulsy formowa ne Sfl w bloku podzielnika RTC prcscalcr z imp uls6w zewn'ltrznego rezonatora kwarcowego 32768 Hz. Rejestr /1I'C_CNTwsp61dziala z rejestrem /1I'C_ALR. Gdy zawartosc obydwu jest r6wna generowany zostaje sygnal alarmu mr;_AJam1. Sygnal alarmu moze bye :Zr6dlem prze· rwania lub sluzyc do wybudzenia kontrolera z trybu uspienia oczywiScie o ile jest w l)~ll czasie podlqczony do zasilania. Innymi Zr6dlami przerwaf1 mogq bye sygnaly sekund z podzielnika l1I'C prescaler i sygnal RTC_Oveijlow generowany w momencie przepclnienia rejestru llI'C_CNT.

e' Vy·c98n i 8EC~Rcml~~nd'!M"@d1awe czynski. pI W, d an i e e I e~:tro n i czn e p rzezn a czo n e w,tt 'I.czn i e do uZ.ftku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


PCLK1

Jak to wczefoiej napisalem gl6wne bloki zegara sq nieprzcrwanie zasilane alba nap iQciem zasilan ia m ikrokontrolera, albo podtrzymywane bateryjnie. Na rys. 2 te bloki zaznaczono ciemniejszym kolorem. Z pozostalymi nkladami kontrolera zegar RTC komnnikuje siq poprzez wewn~trznq magistral~ APBl. Dokladny opis bndowy i om6wienie rejestr6w nl<ladn RTC mikrokon trolera STM32F103 mo:i:na znalezc w dokumencie Reference manual (CD00171190.pdj} w sekcji Jleal-time clock (RTC).

RTC_CR

RTC_Seoond RTC_Ow!tt6ow RTCfi&lm

RTC i Backup Domain

-·-

Obwody zegara nie S<! jedynymi, kt6rych zawartosc jest podtrzymywana bateryjnie w czasie odl&czenia napiQcia zasilania ad kontrolera. W STM32F103 jest wydzielony blok dziesi~cin 16-bitowych rejestr6w, kt6re razem z ul<ladami RTC tworzq tzw. Backup Domain. S4 to rejestry og61nego przeznaczenia i mozna je wykorzystac do przechowywania najwa±niejszych danych, kt6re nie powinny bye utracone, gdy mikrokontroler n ie jest zasilany. Niekt6re z tych dziesi~cin rejestr6w bqd'j wykorzyslane przez przyl<ladowe oprogramowanie zegara z kalendarzem. Poniewa:i: zawarlos6 rejeslr6w z Backup Domain mnsi bye chroniona przed przypadkowym zapisem np. w czasie przet'jczania napi~c zasilania, dostQp do ich zawarlosci jest n ieco bardziej skomplikowany ni:i. do zwyklych rejeslr6w pamiQCi RAM konlrolera. Przede wszystkim, po restarcie nalezy zainicjowac dost~p do RTC i rejeslr6w w Backup Domain. Najwygodniej zrobic to postngujqc siq fnnkcjami dostarczanymi przez bibliotekq S"/M32F10x Standard Peripherals Firmware Library.

--·..

WKUP pin

Rysunek 2. Schemat blokowy zegara RTC

Na szczeg6lna uwag~ zasluguj4 RTC_GetCounterO i RTC_SetCounterO pozwalaj'lce na odczyt i zapis rejeslrn zegara RTC_CNI Funkcja FrfC_SetAlam10 pozwala zapisac now4 wartosc do rejeslru ala rmu RTC_Alarm. lstolne Sq tak· :le d wie oslatnie funkcje na liscie: RTC_ 1'\bitForLastThskO - czuwaj11ca nad prawicilowym zakonczeniem kolejnej operacji zwiqzanej z dost~pem do rejeslr6w RTC oraz RTC_ 1'\bitForSynchroO -synchronizuj'lca przeptyw danych pomi~dzy blokami RTC a magistralq APB1. W podobny spos6b mo:i:na podejrzec funkcje zwiqzane z rejcstrami z Backup Domain . W pasku wyszukiwarki nalezy wpisac BKP. Z wyswietlonej listy najbardziej interesuj<1ce sq fnnkcje BKP_ReadBackupRegisterO i BKP_ lNriteBackupRcgister[). Dzi~ki nim jest nlatw iony odczyt i zapis 16-bitowej danej do wybranego rejestru z Backup Domain.

Funkcje biblioteczne Przejrzenie funkcji STM32F10x Standard Peripherals Firmware Library zwiqzanych z zegarem czasn rzeczywistego jest mozliwe po otworzcnin pliku stm32f10x_stdperiph_lib_um.chm i wpisanin w poln wysznkiwarki skr6tu RTC. Po wybraniu opcji STM32F1 Ox Standard Peripherals Library -Footer i polem HTC_ Exported_Functions zostanie wyswietlona lista doslQpnych funkcji.

lnicjowanie RTC W czasie wylqczenia gl6wnego zasilania zegar RTC jest podtrzymywany przez bateri~ jednak po restarcie nalezy kazdorazowo zainicjowac dost~p do jego rejestr6w.

; Listing 1 . Inicjowanie zegara czasu r zeczywistego ~ //ini c jowanie zegara czasu rzeczywi s t ego : void RTC Inicjac j a (vo id) : { /* Enable PWR and BKP c l ocks */ RCC APBlPe r i phClockCmd(RCC APBlPeriph PWR

I * Allow acce s s t o BKP Domain * I

RCC_APBl Pe r iph BKP,

ENABLE) ;

-

I!

PWR BackupAccessCmd(ENABLE) ; / * Reset Ba ckup Domain ~ ; //BKP De! nit ();

/* En8'ble LSE 32 . 768 kHz ext ernal o scil lator */ RCC LSECo nfig(RCC LSE ON );

I

/* Wait till LSE-is ready */ whi l e {)

RESE'l')

(RCC Getf'lagS t atus (RCC FLAG_L SERDY )

-

RCC RTCCLKConhg (RCC RTCCLKSource LSE) , I * Enable RTC Clock-*/

I

~;cw:~~c~~~m~i~N~=~~~~ers

~

/ * Select LSE as RTC Clock Sou rce * /

j

synchronization */

l

RTC Wa i tForSynchro() ;

i

/* Wait unti l last write operation on RTC registers has finished * / RTC Wait ForLast Task() ; / * Enabl e the RTC Second */ / / RT C ITConf i g I RTC I T SEC ,

~

l

ENABL E) ;

1

I* En3ble the RTC-Al3rm */

~~cw!~~o~~~{~Tia~~-:~~~eE~~=~!~~on

on RTC

i

regis t ers has fini shed*/

J

RTC Wa i tForL ast Task () ;

/* Set RTC prescal er : set RTC period to lsec */ RTC SetPrescal er(32 7 6 7 ) ;

:

:

1_i

/ • RTC period= RTCCLK / RTC PR =

( 3 2 . 7 6 8 KHz ) / (32767+1 )

*/

/ * Wai t until last wr ite operation on RTC regi sters- has fin ished * / RTC_ WaitForLastTask{) ;

l, 1

·- ·--·---------·- ·- ·-·- - - -----·--·- ·----------·- ·--- -·--_____J

nie dIa: a I e ksa nde r@kawe czynski. pI e elektroniczne przeznaczone wytqcznie do

uzftku Vlltasnego

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 21201 s

bez prawa do rozpowszechniania.

99

Elektronika praktyczna 02 2015  
Elektronika praktyczna 02 2015  
Advertisement