Page 1

1111Elllllll 11111111 llllCllllll IEE 1

magazyn e l ektronik6w kons t r uktor6w

Stereofoniczny przedwzmacniacz lampowy zasilany niskim napi~ciem • 8-kanalowy prze111cznik sterowany dowolnym pilotem • Efekt .,Rever b" do gitary lub instrumentu klawiszowego • Sterownik LED RGB o mocy 3 W • Przeisci6wka USB na 4•UART • Samochodowa tadowar ka USB • Uniwersalny zasllacz dlod LED mocy z uktadem PT4115

Red Pi taya - platforma pomlarowa open source• Czujniki indukcyjne i pojemnosclowe w praktyce lntynlersklej • Chlodzenie LED sredniej i duzej mocy: jak to si41 robi I dlaczego jest to waine? • Ptynna zm lana 1asnosc1d1od LED o maleJ mocy • Dlaczego trzeba chtodrn: d1ody LED? • Programowany sterow111k tasm LED RGB typu MS-35 • Raspber ry Pl 2 • STMJ2CubeMX: grallczny konf1gurator apllkaq1 dla STM32 Zestaw demonstracyjny XMC 2Go jako anallzator stan6w l ogicznych • Montaz uklad6w w obudowach WLCSP • Analizowanie protokol6w szeregowych oscyloskopam1 Rohde&Schwarz - UART/RS232 • USBDM: programator SWD dla m1krokontroler6w Freescale KINETIS Programowanle apllkacJI mobllnyc h. Sterowanle przez Ethern et oraz wykorzy stanle paml~cl urzqdzenla • Internet Rzeczy w przykladach. Sterownik mtel1gentne1 szafy na ubran1a. Pol<1czenie CC3200 z siec1<1 WWW• STM32 die pocz11tku111cych (i nie tylko). Przetwornik

"On D ..

-

~ 0.,

;;,"' a;.. m·

C O

.:n o >: N

~ 'i

" '1 ~ 3

8~

~~

inspiruj(\ce

uz~teczne

projekty

MARZEC

e

312015


Czy wiesz, ie

mamy 5000 urz11dzen pomiarowych?

..... KEYSIGHT yYT TEC•MOLOGIES

IIeman

®

pie<.'>

RIGOL

Tektronix

G!:!! lnSTEK

/

Oscyloskop USB Voltcraft DS0-2020, 48 MS/s Oscyloskop w pol<1czeniu z komputerem kompatybilnym z Windows® ze zl<1czem USB, stanowi doskonale wyposaione urz<1dzenie pomiarowe, z moiliwo5ci<t obr6bki danych bezposrednio na komputerze. Urz<1dzenie posiada dwa niezaleine kanaly pomiarowe o pasmie przenoszenia 20 MHz. lnterfejs oprogramowania jest wzorowany na standardowych oscyloskopach z wszystkimi jego moiliwosciami i funkcjami. Urz<1dzenie ponadto posiada funkcj~ Auto Set kt6ra umoiliwia zapisywanie ustawieri oscyloskopu. Urz<1dzenie zawiera sond~ o regulowanej wartosci dzielnika, co dodatl<owo zwi~ksza moiliwosci tego urz<1dzenia i sprawia ie jest niezwylde elastyczne. Produkt nr 122465

VOLTCRAFJ: Polski interfejs )


OD WYDAWCY

Chtodzenie diod LED

Prenumerata naprawd'l warto

Niegdys chlodzenie komponenl6w p6lprzewodnikowych kojarzylo sitj przede wszystkim z chlodzeniem tranzystor6w mocy. Nieco p6:lniej - scalonych wzmacniaczy audio. Nasttjpnie zacziilismy uzywac komputer6w osobistych, a w nich coraz bardziej wydajnych mikroprocesor6w, przelqczanych z coraz wiiikszq priidkosciq, a przez to wymagaj<'!cych coraz bardziej wydajnych system6w chtodzenia. Tym samym zagadnienie odprowadzania i rozpraszania ciepla napralo ogromnego znaczenia. Wymagalo ono opracowania specjalnych, nowych maleriai6w, lechnologii i rozwiqzaiJ.. Bylo to tym wazniejsze, ze nierzadko od wymiar6w radiatora zalezala np. wielkosc kompulera przenosnego. Wsp61czesnie w systemach oswietlania rosnie znaczenie diod swiecqcych. Niestely, kazda dioda wydziela pewnq ilosc ciepla, kt6ra jest tym wiiiksza, im jest wit)ksza moc diody. Mimo iz w okres aplikacji LED konstruklor - eleklronik wkracza majqc pewne doswiadczenia zdobyte podczas chlodzenia komponent6w analogowych i cyfrowych, to chlodzenie d iod LED ma lrochii inne wymagania, z kl6rymi przyjedzie mu si<i zmierzyc. Po pierwsze, slraly mocy wystiipujq w miniaturowej slruklurze p6lprzewodnikowej, typowo nmiejszej od struktury np. mikroprocesora. Odprowadzenie ciepla z tak malej powierzchni wymaga specjalnych metod, ale z tymi mierzq siii glow:nie producenci diod. Po drugie, ta n iewiel ka struktura produkuje naprawdt) sporo ciepla, poniewaz przy typowej sprawnosci energetycznej rziidu 30% i mocy diody np. 5 W do rozproszenia mamy ponad 3 W, a to naprawd<i duio. Po trzecie, nie mozna obnizyc napi<icia zasilania, aby zmniejszyc straty mocy - dioda w og6le przestanie swiecic lub znacznie zmieni siii jej wydajnosc oraz barwa swiecenia. Dlalego poslanowilismy siQ przyjrzec metodom chlodzenia diod LED mocy, ofercie podzespol6w przeznaczonych do syslem6w ch!odzenia LED, dokonac ich przeglqdu i ocenic skutecznosc. Dzi<iki kamerze termowizyjnej odkrywamy dla naszych Czytelnik6w tajniki komponent6w chlodzqcych, udzielamy rad. Wiiicej na ten temat mozna przeczytac w rubryce ,,Wyb6r konstruklora" oraz w wyr6znionych artykutach. Wreszcie pojawilo siQdl ugo oczekiwane Raspberry Pi ver. 2. Wydaje mi sill, ze celowo datii jego premiery wyznaczono Luz przed odbywajqcymi siii w Norymberdze targami Embedded World. Mimo braku wersji handlowej w momencie oddawania EP do skladu, wypozyczylismy egzemplarz leslowy, kl6ry opisujemy rubryce ,,Sprz<it". Jak mozna siti byto spodziewac (wszak swial idzie z postiwem) nowe RPi jest szybsze, bardziej wydajne, a w niedalekiej przyszlosci podobno biidzie lez pracowato pod kontrol<'! Windows! W ,,Notatniku Konslruktora" mozna znalezc bardzo ciekawy pomysl na uzycie zestawu ewaluacyjnego. Autor arlykutu opisat komplelny, n ieskomplikowany projekt analizatora stan6w logicznych zbudowanego z uzyciem ,,niepotrzebnego" zestawu ewal uacyjnego XMC2 Go. Nie Jada gralka znajduje siii r6wniez wsr6d kurs6w! W kolejnym artykule z cyklu ,,Internet rzeczy w przykladach" mozna znalezc opis sposobu wykonania szafy, kt6ra samodzielnie sprawdzi dla nas prognozii pogody i gdy btidziemy ubierali sit), to zaproponuje pewne dodatkowe ,,wyposazenie" dla naszego stroju . Na przyklad, jesli prognoza b<idzie zawierala opady deszczu, to nasza szafa zasugeruje nam zabranie parasola. Wsr6d projekt6w publikujemy opis uniwersalnego komputera san10chodowego wyposaionego w szereg niesamowitych funkcji. To projekl przeznaczony dla kazdego, kto chce poprawic funkcjonalnosc starszego modelu san10chodu. Wielu osobom na pewno przyda sit) lez uniwersatny prze!qcznik/wylqcznik slerowany za pomocq dowolnego nadajnika podczerwieni. Dziiiki temu mozna go zastosowac na przyklad do przelqczania zr6del sygnalu audio, wlqczania lub wylqczania oswiellenia, a wszystko za pomocq pilota do telewizora lub zeslawu audio. Oczywiscie, nic nie stoi na przeszkodzie, aby to urzqdzenie znalazlo zastosowanie w automatyce domowej, chociazby do opuszczania i podnoszenia role! w oknach. W marcowej EP solidna porcja wiedzy praktycznej - zach<icam do lektury!

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

II

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

Adres redakcji:

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 Zbysillski ZastE::pca Redaktor a Naczelnego,

Redaktor Prowadzolcy: Jacek Bogusz, tel. 22 257 84 49

Redaktor Dziatu Projekt6w: Damian Sosnowski, tel. 22 257 84 58 Szef Pracowni Konstrukcyj nej: Grzegorz Be<ker, tel. 22 257 84 58

Menadi:er magazynu Andrzej Tumanski, tel. 22 257 84 63

e-mail: andrzej.tumanski@ep.com.pl Marketin g i Reklama: 8oiena Krzykawska, tel. 22 257 84 42 Kat arzyna Gugala, tel. 22 257 84 64 Grzegorz Krzykawski, tel. 22 257 84 60 Andrzej Tumar\ski, tel. 22 257 84 63

Maja Gilewska Sekretarz Redakcj i: Grzegorz Krzykawski, tel. 22 257 84 60 DTP i oktadka: Dariusz Welik Redaktor strony i nt ernetowej www.ep.com.pl

Mateusz WoZniak

Stall Wsp61pracownicy: Arkadiusz Antoniak, Rafal Baranowski, Lucjan Bryndza, Marcin ChruSciel, Jarostaw Dolirlski, Andrzej Gawryluk. Krzysztof G6rski. Tomasz Gumny, Tomasz Jabloriski, Michal Kurzela, Szymon Panecki, Krzysztof Paprocki, Krzysztof Ptawsiuk, Slawomir Skrzyriski, Jerzy Szczesiul, Ryszard Szymaniak, Adam TatuS, Marcin Wi4zania, Tomasz Wlostowski, Robert Wotgajew Uwaga! Kontakt z wymienionymi osobami jest moiliwy via e-mail, wedlug schematu: imi~.nazwisko@ep.com .pl

Prenumerata w Wydawnictwie AVT www.avt.pl/prenumerata 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 Warszaw a, ul. Leszczynowa 11 Projekty publikowane w .,Elektronice Praktycznej" mogit bye wykorzystywane wyl~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 caloSd lub fragment6w publikacji zamieszczanych w ,.Elektronice Praktycznej" jest dozwolone wyl~c.znie po uzyskaniu zgody redakcji. Redakcja nie odpowiada za treSC: rek.lam i ogloszen zamieszczanych w .. Elektronice Praktycznej".

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

3


Nr 3 (267)

Marzec 2015

Projekty Uniwersalny komputer samochodowy Mee................................................................................... 17 Stereofoniczny przedwzmacn iacz lampowy zasilany niskim napi~ciem .......................................... 29 AVT390v2 - 8¡kanalowy przelqcznik sterowany dowolnym pilot em ....................... ...... 32 Efekt ,.Reverb" Do g itary lub instrumentu klawiszowego ............................................................... 35 Sterownik LED RGB o mocy 3 W ..................................................................................................... 38

Miniprojekty Przejsci6wka USB na 4x UART ....................................................................................................... 42 Samochodowa ladowarka USB.............. .. .................................... ...... 43 Uniwersalny zasilacz d ied LED mocy z uktadem PT4115 .. .............................................................. 45

Projekty czytelnik6w Zasilacz do efekt6w gitarowych .................................................................................................... 52

Wyb6r konstruktora Akumulatory litowe....................................................................................................................... 48 Akumulatory i nie tylko ... 58 Chlodzenie LED sredniej i duzej mocy: jak to si~ robi i d laczego jest to waine? ...T~.11.'.':'l! .~.u.'Y'~~.u..... 63

Notatnik konstruktora Montai: uktad6w w obudowach WLCSP ......................................................................................... 76 Zestaw demonstracyjny XMC 2Go jako analizator stan6w logicznych .... .. ....... 83 USBDM: programator SWD dla mikrokontroler6w Freescale KINETIS ...................... .... 107

Prezentacje Tespol dystrybutorem aparatury f irmy Anritsu. .... 47 NowoSci w ofercie Contrans Tl .................................. .................................................... 74 Programowany sterownik tasm LED RGB typu MS-35 ............... .. ................. 91 Red Pitaya - platforma pomiarowa open source ...... .. 104

Podzespoty Dlaczego t rzeba chlodzic d iody LED? ..... TEMAT NUMERul ... 70 Nowoczesne materiaty termoprzewodzqce w chtodzeniu died LED .... ................!.~~.~!.':'.'!.~~~'!.! ... 72 ... 92 STM32 CubeMX: graficzny konfigurator aplikacji dla STM32 .. Plynna zmiana jasnoSci died LED o malej mocy.. . 102

Sprz~t Raspberry Pi 2 ................................................................................... ............................................ 96 Analizowanie protokot6w szeregowych oscyloskopami Rohde&Schwarz (1) - UART/RS232.. ......... 98

Kursy Programowanie aplikacji mobilnych (2). Sterowanie przez Ethernet oraz wykorzystanie pami~ci urzqdzenia . STM32 dla poczqtkujqcych (i nie tylko). Przetwornik analog owe - cyfrowy .. Internet Rzeczy w przyktadach (3). Sterownik inteligentnej szafy na ubrania. Polqczenie CC3200 z sieciq WWW

........ 111 .... 12 1 ....... 125

Automatyka i mechatronika Logo Soft Comfort v8. Praca z Logoâ&#x20AC;˘ v8 oraz tworzenie fu nkcji uzytkownika .... 130 Czujniki indukcyjne i pojemnoSciowe w praktyce ini:ynierskiej ..................................................... 133 Od wydawcy ................................................................................................................................... 3 Nie przeocz. Podzespoly. ................................ .. ...... 6 Nie przeocz. Koktajl nius6w ............................ .......................................................................... 12 Niezb~dnik elektronika ... ......................... .. .. 141 Info...... ................................ .. .. 138 Kramik i rynek ................ ............................................................................................................ 142 Oferta ............................. .. ........................................ 144 Prenumerata .. ........ 145 Zapowiedzi nast~pnego numeru ............................................... ................................................. 146


,, .

--

I

•. '

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: 12 ( i radiowym, zgodne ze standardami 15015693 i 1501 8000-3 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) umoi liw iajqcych wygodne, szybkie przetestowanie pami~ci we wtasnej aplikacji.

www.st.com/nfc-rfid e\lltydanie dla: Jakub Rudolf (96006) Wydanie elektroniczne przeznaczone Wy'tqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


NIE PRZEOCZ Podzespoty

nowe

podzespoly Z kil kuset nowosci wybralismy te, ktorych nie wolno przeoczyc. Biez ce nowosci mozna sledz1c na www.elektronikaB2B. I Typowe mikroprocesory o du;i;ej CZQstotliwosci taktowania rdzenia (MPU) z pamiqci<t Cache nie nadaj<t siq do system6w konlroli w czasie rzeczywist)~n ze wzglQdu na malo przewidywalne funkcjonowanie tej pamiQci. Z kolei, wydajnosc mikrokontroler6w (MCU) z wbudowan<1 pamiqci4 Flash. promowanych do zastosowan w systemach czasu rzeczywislego, czqsto nie jest w slanie sproslac stale rosnqcym wyn1oganiom syste1n6w sterowania w czasie rzeCZ)'\'\risty111.

Mikrokontrolery RZ/fl do wymagajqcych aplikacji p rzemyslowych

r:i.-...

Renesas Electronics wprowadza do oferty rodzinQ specjalizowanych mikroprocesor6w czasu rzeczy- L:.I L:.I wistego Rzrn z rdzeniem ARM Cortex-R4F taktowanym przebiegiem o czQstotliwosci do 600 MHz oraz akcelerator komunikacyjny R-JN wspomagajq· L!J • cy slerowanie w czasie rzeczywis lym i obslugQ sieci przemyslowych. Uklady z nowej rodziny Sq polecane do zastosowafJ. w serwonapqdach, falown ikach i innych urzqdzen iach przemyslowych wymagajqcych szybkiego modulu sterujq_cego pracujq_cego

f:i

'"', czasie rzeczywistyn1. N.EKLAMA

ilO=tniCO

Dodatkowo, delerministyczne. otwarle standardy sieciowe, takie jak ElherCAT, Ethernel/IP czy PROFINET, coraz czqsciej stosowane we wszelkiego typu aplikacjach przemyslowych, wymagajq najczQsciej zaslosowania oddzielnego ukladu ASIC ze specjalizowanymi blokami kom unikacyjnymi, co zwiqksza koszl realizacji systemu i powierzchniQ plytki drukowanej. Nowe m ikrokontrolery z rodziny RZ/T1 bazujq na rdzeniu ARM Cortex-R4F laktowanym zegarem do 600 MHz i dw6ch blok6w pami'lci TCM (tightly collpied memory) dolq_czonej bezposrednio do CPU (512 kB dla kodu i 32 kB dla danych), co eliminuje koniecznosc korzystania z pamiQci Cache. Bloki TCM wspierajq wykonywanie krytycznych procedur, np. obslugi przerwan i zadan czasu rzeczywistego, zapewniajqc bardzo kr6tki czas reakcji bez op6znienia CAS latency. Ponadto, uklady z rodziny RZ/Tl zawierajq blok R-IN obejmujqcy akcelerator czasu rzeczywistego (HW-RTOS) i akcelerator ethernelowy, zapewniajqcy obslugQ r6znych standard6w komunikacyjnych, w tym ElherCAT. R-IN zawiera wlasnq jednostk<) CPU taktowanq zegarem 150 MHz, ma zaimplementowane sprzQ towo funkcje system6w operacyjnych czasu rzeczywistego oraz obsluguje komunikacjQ i nadzoruje bloki peryferyjne, zwi~kszajqc efektywnosc na poziomie syslemowym. Obsluguje r6zne standardy przemyslowego Ethernetu, takie jak EtherCAT, Ethernet/IP i PROFINET. Pod wzgl~dem wbudowanych funkcji peryferyj nych. rodzina RZ/ Tl jest zblifona do mikrokontroler6w Renesas RX i SH. Dodatkowo, zaimplementowano tu funkcje zwi11zane z bezpieczenstwem i niezawodnosci4, np. zabezpieczenie przed zapisem do rejestr6w, deteklor zatrzymania oscylatora wejsciowego i niezalezny watchdog timer. Renesas planuje wprowadzenie do oferty r6wnie;i; wersji wyposazonych w specjalny inlerfejs do zewn~lrznych koder6w obslugui<\CY protok61 m.in. EnDat 2 .2 oraz prolokoly wykorzystywane przez czujniki i silowniki, m.in. BiSS i SSL Pozwoli to na wyeliminowanie dodatkowych uklad6w FPGA i ASIC. Mikrokontrolery RZ/fi b~d<t doSlf:!pne w wersjach pr6bnych od stycznia 2015. Rozpocz'lcie produkcji masowej zaplanowano na pazdziernik 2015.

http://goo.gl/MKRo7R

Wzmacniacze r6znicowe o pasmie 0 ... 7 GHz Uklady LMH3401 i LMH5401 lo wzmacn iacze

ro;,;mw• o pa<m;• do ' GH' '•pm;•k>o-o• • • doradztwo tedlniane •

r:i. •

proj~ktowonie urzqdzOO i ~em6w

• oprogremowonie SJ')lem6-w wbudo'l'Ollfdi • •·droiane wyrobOw do prcdvkqi • tesry EMC i bodo.nio Stodowislowt z.l:f.d ~ IGINICO .. ~tis}a1S~r-.. ...

do sterowania przetwornik6w NC ze sprzQ:i:eniem staloprqdowym, mog<1ce znalezc zaslosowanie w te- _ lekomunikacyjnych slacjach bazowych, radarach i aparaturze pomiarowej. Poza szerokim pasmem L!J. • pracy charakteryzuj<1 si~ duz<1 szybko8ci<1 narasta nia napiQcia wyjsciowego i mniejszymi znieksztalceniami nieliniowymi od innych przetwornik6w tej klasy.

+~4~S537litl

• 41433655821

@...,.. ~- .. -..i-.:tce..c~I

e' 'fy'cll3nie d Ia: J a ku b Rudo If (96006)

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Od 50 MHz do 4 GHz: Eksperci wybierajq oscyloskopy Rohde&Schwarz. Ekstremalnie szybka praca. latwosc uiycia, precyzyjne pomiary - Oscyloskopy Rohde&Schwarz. R&S9 RTO: Analizuj szybciej. Zobacz wi~cej . (Pasma: 600 MHz do 4 GHzl R&S9 RTE: Po prostu wi~ksze mozliwosci. (Pasma: 200 MHz do 1 GHzl R&S9 RTM: Wt~cz i mierz! (Pasma: 350 MHz i 500 MHzl HM03000: Tw6j oscyloskop na codzien. (Pasma: 300 MHz do 500 MHzl HMO Compact: Swietna jakosc. (Pasma: 70 MHz do 200 MHzl HMO 1002: Edukacja na start. (Pasma: 50 MHz do 100 MHzl Wszystkie oscyloskopy Rohde & Schwarz oferuj~ ana l iz~ sygnal6w Real-time. analiz~ protokol6w oraz analiz~ widma w jednym przym1dzie. Sprawdi nas: www.scope-of-the-art.com/ad/all

Rohde & Schwarz i:isterreich SP z.o.o. Przedstawicielstwo w Polsce Al. Jerozolimskie 92, enter A floor 3 I 00-807 Warszawa Tel.: 22 337 64 99 I E-mail: rs-poland@rohde-schwarz.com

toHDE&SCHWARZ '1.cznie do ufytku wlasnego bez prawa do rozpowszechniania.


NIE PRZEOCZ

7-GHz fully differential amplifiers deliver unparalleled performance

~t

• Highest bandwidth • Highest slew rate • Lowest distortion

ADC16DX370 (16-bitowy, 370 MSps) czy DAC38J84PS (16-bitowy, 2,5 GSps). Sq oferowane w obudowach QFN-14 Wzmacniacze (2,5 mmX2,5 mm). Producent przygotowal dla tych uklad6w modu· ly ewaluacyjne w cenie 149 USD. Doslf!pne Sq modele symulacyjne TlNA·TI SPICE. http://goo.gl/lpqbPN http:f/goo.glfPCW68Z

32-bit MCUs for Cost-Sensitive Designs

LMH3401 zapewnia wzmocnienie 16 dB, szerokosc pasma 7 GHz [·3 dB), slew-rate r6wny 18 kV/ µ.s i zawarto§c harmonicznych - 77 dBc przy 500 MHz. LMH5401 moze pracowac przy wzmocnieniu wynoszqcym 6 dB lub wi~cej. Zapewnia szerokosc pasma 6,2 GHz (dla G=12 dB), slew-rate 17,5 kV/ µ.s i zawartosc harmonicznych - 90 dBc przy 200 MHz. Oba wzmac· niacze zapewniajq bardzo dobre parametry dynarniczne urno:i:liwiajqce odbi6r slabych sygnal6w wyst~pujqcych na tie silnych skladowych zakl6cajqcych. Mogq konwertowac sygnaly asymetryczne na r6:i:n icowe, co eli minuje koniecznosc stosowania symetryz.ator6w. Nadajq si~ do wsp6lpracy z najszybszym i przetwornikami z ofcrty Texas Instruments, takimi jak: ADC12j 4000 (12-bitowy, 4 GSps),

~~

•••• CAN ~

0

~

Tanie, dobrze wyposa:ione, 32-bitowe mikrokontrolery PIC Do oferty Microchip wprowadzono nowq serif! tanich 32-bilowych m ikrokontroler6w PIC, wyr6znia· jqcych si'l duzq, skalowalnq pamiQciq wewnQLrznq i rozbudowanym zestawem funkcji peryferyjnych. Sq to uklady mogqce znalezc zastosowanie w eiektronice uzytkowej i przemyslowej w aplikacjach wymagajqcych obszernej pami~ci programu. Majq moc obliczeniowq si~gajqcq 83 DMIPS. Sq produkowane w wersjach r6zniqcych si{l pojemnosciq pamiQci Flash i RAM (8...64 kB Flash, 64... 512 kB RAM). Z ich wazniejszych cech warto wymienic: Kontroler CAN 2.0B z obslugq adresowania DeviceNet, pracujqcy z szybko§ciq transm.isji do 1 Mbps. 8-bitowy port PMP (Parallel Master Port) dla grafiki i interfejs6w pojemnosciowych. • Port USB 2.0 Device/Host/OTC. 4 interfejsy SPl/I'S do przetwarzania i odtwarzania strumieni audio. • 48-kanalowy, 10-bitowy przelwornik NC o szybkosci pr6bkowa· nia 1 MSps. • 4 tutiwersalne kontrolery DMA+2 kontrolery DMA dla modul6w USB i CAN. Nowe mikrokontrolcry PIC32MX1/2/5 sq ohecnie produkowane w wersjach o mocy obliczeniowej do 66 DMIPS/40 MHz i oferowane w obudowach TQFP o 64 i 100 wyprowadzeniach. Wersja 83 DMIPS/50 MHz ma si'l pojawic na rynku na poczqtku 2015 roku.

~~

m

h ttp://goo.gl/iQ3Byq

> >

Wysoka ochrona przed wytadoNaniami elektrostatycznymi - 15 kV

Miniaturowe konwertery DC-DC o rnocy 60 W

>

Ochrona przeciw przepi~ciom na poziomie 4 kV, chroni komputer

Firma XP Power dodaje do oferty seri{l miniatu· rowych konwerler6w DC·DC o mocy wyjsciowej 60 W, w wersjach do montazu na plytce drukowanej i na szynie DIN. Sq one dostf!pne w niskoprofilo· wych obudowach o wyrniarach 91 rnrnX38 mmX28 mm i majq g~slo§c rnocy przekraczaj11cq 10 W/cal'. Warianty obejmujq przetwornice dla typowych wartosci napif!c wyjsciowych z przedzialu od 3,3 do 48 V DC. Przetwornica moze oddawac do obciqzenia 130% mocy zna· mionowej przez maksymalnie 30 s, co pozwala na zapewnienie

Unlwersalny i praktyczny interfe1s - PCI Express x1

przed uszkodzen1em ). 16 port6w RS-232/422/485 umoilr.Majq podlqczenie urzqdzen

w kaZdym standardz1e szeregowym.

www.elmark.com ELMARK Autotnatyka sp. z o.o. Tel. 22 541"84-60 moxa~rk...com.pt

e' 'fy'cin nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s

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


Podzespoty

10-W wireless charging solution Compatible with any 5-WQi charging product

dastatecznego prqdu slarlowego m.in. przy rozruchu silnik6w, dzif!ki czemu unika si~ koniecznosci zakupu drozszych pr zetwornic, o wi~k­ szej mocy wyjsciowej. Konwerlery z serii ECE60 mogq pracowac z napi'lciem wejsciowym z uniwersalnego zakresu 85...264 V AC. Mai<t sprawnosc si~ga­ jqCq 89%, a przy braku obci<tienia pobierai<i moc nieprzekraczajqC<\ 0,3 W, dzii:ki czemu budowane z ich wykorzystaniem urzqd zenia koricowe mog& z latwosciq uzyskac sta tus produkt6w ,,green energy". Spelniaj<1 wymogania normy EN55022 class B w zakresie przewodzonych i promieniowa11ych zahurzeri elektromagnetycznych, hez koniecznosci stosowania zewn'ltrznych filtr6w. Mogq pracowac w zakresie lemperalury oloczenia od -25 do + 70°C. Sq obi'lle 3-letni<t gwarancjq.

http://goo.gl/5a7rGd

10-watowy chipset Qi do bezprzewodowych system6w ladowania

r:'llr:'I

Texas Ins truments wprowadzil do oferty kolejnq pa r'l uklad6w do syslem6w ladowania bezprzewo· dowego: odhiornik hq51025 i nadajnik hq500215. ~ • '".A Umozliwiajq one realizacj~ system6w ladowania r:1 • o mocy do 10 W, kompatybilnych ze slandardem WPC Qi. Mogq bye stosowane w urzqdzeniach wykorzystujqcych do zasilania jedno lub dwa ogniwa litowo-jonowe. Odbiornik bq51025 generuje do obci<1:i.enia napi'lcie programowa· new zakresie od 4,5do10 V. Przy wsp6tpracy z nadajnikiem hq500215 zapewnia sprawnosc si'lgajqcq 84% przy pelnym obciqzeniu 10 W.

L!J

L!Jr...

IL!J

- - - - - - RJ\KLA\IA

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~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

9


natomiast kolorem pomaraiJ.czowym. Bl<idny znak jest wyswietlany kolorem fioletowym w odr6znieniu od z61tego znaku interpretowanego jako bezbl'ldny. Symbolanli ,,<" i ,,>" opisywane S'! bity startu i stopu. Opcja Mark stanowi do5c specyficzn<i i niestety bardzo nieskuteczn<i kontrol'l transmisji. Bit kontrolny powinien bye w tym przypadku zawsze transnlitowany i niezaleznie od liczby jedynek w znaku zawsze ma wartosc ,.1". Analogicznie jest z opcj<i Space, tylko teraz bit kontrolny ma zawsze warlosc ,,O". Wybieraj<ic opcj<i Don't Care analizator pomija badanie b itu parzystosci, kt6ry oczywiscie powinien bye nadawany zgod1J.ie z kt6r<is z powyzszych metod. War lo jeszcze zwr6cic uwag<i na kilka dodatkowych parametrow z.awartych w opcjach analizy protokolu UART/RS232. Sq_ to: ,.Polarity", okreslaj'lcy poziom logiczny wysl<ipuj'ICY na liniach TxD i RxD w stanie Idle, a wi<ic wtedy, gdy n ie sq_ przesylane i.adne dane. W \vi<ikszosci roZ\vi'lzafl praktycznych jest to poziom wysoki. ,,Rickets", okreslaj<icy czasami stosowanq metod<i organizowania danych w wi<iksze bloki (pakiety). 1N rozwi47,.aniu takim przyjmowana jest zasada, 2e kazdy blok danych zawierajqcy po"~qzane ze sobq dane, np. wynik.i pomiar6w wykonanych w jednej sesji, jest koii.czony urnownym znakiem. Z oczywistych powod.6w, jako znak koiica bloku powinna bye wybierana dana niewyst<ipujqca w samym bloku. Znak kof1ca bloku jest ustalany w opcji ,,End word", po wybraniu kt6rej wprowadza si<i stosowny wzo,..z.ec. Znakiem konca pakielu moze tez bye okreslona p,..~erwa czasowa pomi'lcizy kolejnynli blokanli. Zatem po wybraniu opcji .,T imeout" nalezy wprowadzic dlugosc tej przerwy w odpowiednich jednostkach czasu. Pn:yklad transmjsji, w kt6rej jest przesylany blok danych konczony znakiem ,, *" (OxZA) przedstawiono na rysunku 4. Dodatkowo widoczne S'! tu przerwy mi<idzy blokami, kt6re mog<1 bye r6w1J.iez interpretowane jako kon iec bloku. Analizator protokot6w zanlieszcza interpretacj'l danych na wy kresie BUS, kt6ry wygodnie jest wniescic bezposrednio pod przebiegiem, np. jak na rys. 4. Jeieli zdefiniowano transnlisj'l blokowq, to dodatkowo w Z\Varlej postaci jest wyswiellany caly odczytany komunikat przesylany w bloku. MoZliwe s'l r6Zlle formaty prezentacji danych (np. hex, dee, octal, ASCII itp.). Przy duiej ilo5ci danych, tak prezentowane wyniki staj'l si<i ma.lo czytelne, du:i.o wygodniejsza jest forma tabelaryczna (rysunek 5). W tabeli z latwosci'l mozna odnalezc interesuj<1ce 1niejsce transnlisji. Po klikni<iciu na odpowiadajqcy m u n urner widoczny w koluillllie ,.Word", ponownie zostaje wyswietlony wykres, przy CZ}Oll jego centralny punkt b<idzie odpo· wiadal wybranej w tabeli clmili czasowej.

Rysunek 3. Rozpoznawanie blfld6w pa rzystosci w protokole UART/RS232

i ..'" - znak korica bloku

Rysunek 4. Transmisja blo kowa, w kt6 rej koncem bloku jest znak ,,*" lub przerwa czasowa

Wyzwalanie zdarzeniami w protokole UART/RS232 Podczas analizy danych transnlitowanych badanym interfejsem bardzo przydatne Sq opcje wyzwalania zdarzenianli charakterystycznynli dla protokolu. Niezaleznie od nich mogq bye wykorzyslywane i inne opcje doslflpne w oscyloskopie, w tym standard.owe. Dob6r zdarzerua wyZ\valaj<1cego w wielu przypadkach decyduje o powodzeniu calego pomiaru. f\::J naci5ni'lCiu przycisku TRIGGER na ekranie zostaje wyfa~etlona zakladka, na kt6rej dokonuje Sifl konfiguracji ukladu wyzwalania (rysunek 6). Pierwszq czynnosci<1 jest wybranie Zr6d.la wyZ\valania, do czego sl uzy Hsta rozwijana ,.Source". Poniewaz bfldzie badany protok61 szeregowy, nalezy wybrac opcjQ ,,Serial bus". Nastiipn ie ustalany jest typ badanego protokotu z listy ,,Protocol" - opcja ,.UARTtRS232". Pozostalo jeszcze najwazniejsze - wybranie samego zdarzenia. Dia protokolu UART/ RS232 jest to: bit startu, poczqtek bloku danych, dana o zdefuliowanej wartosci, bt<id parzystosci, przerwa w nadawaniu (stan przeciwny do Idle], bit s lopu. Niekt6re z tych opcj i wymagajq okreslenia dodatkowych parametr6w. Pojawiajq sifl one po zatwierdzeniu wybranego zdarzenia. Wyzwalanie bitem startu, okresloll'l dan<1, bl<idem parzystosci i bl<idem znaku stopu jest dose oczywis te, podstawa czasu jest wyzwalana po stwierdze1J.iu wybranego zdarzenia. Opcja ..Data" jest jednak szczeg61nie przydatna podczas badania transnlisji blokowej. W oscyloskopach R&S zaimplementowano wyzwalanie po wykryciu okreslonej danej w bloku, nawel wtedy, gdy powtarza siQ ona w bloku \vielokrotnie. Na rysunku 7 przedstawiono zakladk<i, na kt6rej "~doczne S'! opcje wyswiellane po wybraniu

Rysunek 5. Tabelaryczna postac wyswietlania d a nych zdekodowanych przez analizator proto kol6w W)'Z\'•alania typu .,Data". Wczes1J.iej w konfiguracji protokotu w polu ,,Rickets" zaznaczono opci'l i.Jm<i niz ..None" (..End word" lub ,,Tuneouf'). W opisywa nym pr-~ykladzie wyzwolenie powinno nasl<lJJic po rozpoznaniu w bloku znaku ..%" wystflpujqcego na pozycji o indeksie 7. PrzyjfltO, ze pierwsza dana ma indeks 0, druga 1 itd. Indeks 7 oznacza '¥i'lc 6smy znak w bloku. Jeilli bfldzie on r6wny ..%'', nast@i wyzwolenje. Syluacjfl takq przedstawiono na r ysunku 8.

BtlldY dekodowania Analizator protokol6w dekoduje danc na podstmvie pr6bek zapisanych w rekordzie akwizycji. Dekodowanie rozpoczyna od poszukiwania

e\l\fy·c~ fl.O ie dIa: J a ku b Rudo If (96006) rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechnianja.


Analizowanie protokol6w szeregowych oscyloskopami Rohde&Schwarz

Rysunek 6. Zakladka konfiguracji ukladu wyzwalania zdarzenia mi w protokole UART/RS232 pierwszego bitu ,,O", kt6ry b~dzie traklowany jako bit startu (w typowej ramce). Problem polega na Lym, 7.e bity slartu nie r6Zni&si~ niczym od bit6w danych. Co si~ wioic zdarzy, gdy na pocz&tku rekordu akwizycji znajdzie si~ polowa danej z inlerfejsu'I Analizator zinterpretuje pierwszy napotkany bit ,,o" jako bit startu, gdy tymczasem moze to bye jakiS wewn~trzny bit danej. Dalsza inlerpretacja b~zie oczywiscie bl~dna, przynajmniej do wyrafoego zako(1czenia ramki i odnalezienia nast~pnej. Taki przyklad prwdstawiono na rysunku 9. Rozpatrywany jest tu blok danych skladaj<tC.Y si~ m. in. z kolejnych znak6w ASCII: ABCD#s. Na rysunku 9a. nie ma iadnych w&Lp liwosci z interpretacj&. Teraz przesuwamy oscylogram polcnitlem POSITION w lewo (w przykladzie o 330 µs), tak i.eby poczqtek znalazl sifl tuz

wyst~puj<1cymi

Rysunek 7. Zakladka konfiguracji ukladu wyzwalania od danej r6wnej ,,%", wyst~puj<1cej w bloku na pozycji o indeksie 7

Rysunek 9 . Bl~dy dekodowania danych przez analizator protokol6w, na kt6re trzeba zwracac uwag~

wyzwolenie

~

........... pocz<1tek bloku

l

ko

c bloku

!

indeks

Rysunek 8 . Oscylogram po wyzwoleniu zdarzeniem zdefinioprzy lewej kraw~dzi wanym na zakladce z rys . 6 ekra nu (rys unek 9b). Nadal wszystko jest szcz'l§cie jednak si~ skonczylo. 'fym razem analizator zupelnie si~ pogubil Pojawily si~ bl~dy w porzqdku, ale dalsze przesuni~cie o 10 µs (rysunek 9c) spowodowalo, ze pierwsza dana ramek, niekt6re dane S'l oznaczone jako bl~dne, znalazla si~ poza ekranem, wypadla tez z rea co gorsze dane wyswiellone jako bezbl~dne kordu akwizycji. Tu zlozylo sifl szcziisliwie zupelnie nie odpowiadaj& tenm, co jest przei analiz.ator tylko wyciql t~ dan<t. wyswiellajqc sylane interfejsem. Sytuacja powtarw si~ przy zdekodowany blok jako: BCD#s. Przy przesudalszym przesu waniu, az w pewnym momennioiciu oscylogranm o kolejne 4 µs (rysunek 9d) cie znowu trafianw na pra"~dlow& lokalizacjfl

bitu startu i analizator poprawnie dekoduje dane (rysunek 91). Podobne klopoty mogq wyslQpowac n a koncu rekordu, o czym uzytkownik musi zawsze pami~tac. Jesli jakas ramka wychodzi poza rekord, najczQsciej jest zaznaczana na oscylograrnie jako blfl<lna, chocby dlatego, i.e dla grupy b it6w nie znaleziono bitu stopu. Sygnalizacja blqd6w jesl w tym przypadku informacjq dla llZytkownika, i.e powin.ien wykonac jakis zabieg zapewniajqcy umieszczenie w rekordzie akwizycji r6wniez tego fragmenlu transmisji, kl6ry zostal oznaczony jako blfl<lny. Rozwiqzaniem mo7.e bye zm iana podstawy czasu. albo odpowiednie przesw1ieicie pwlktu wyzwolen.ia (op6Zl1ien.ie). Przyklad te n powinien wyczuUc uiytkown.ik6w na pewne nielypowe sytuacje wysl~pu­ jqce podczas wykorzystywania oscyloskop6w do analizy p rotokol6w. Jak widac, nigdy nie mo:i:na bezkrytycznie podch odzic do wynik6w, zawsze nalefy zachowac czujnosc. S<t to zreszt<1 efekty wyslElpuj<1ce w kazdym oscyloskopie, niezaleznie od producenla .

Jaroslaw Dolinski

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

101


Plynna zmiana jasnoSci diod LED o malej mocy Nawet sterowanie diodami LED malej mocy coraz rzadziej przybiern form rt ,,zerojedynkowq ". Pmjektanci nowoczesnych urzqdzefl coraz czrtsciej starajq sirt poprawic wra:i:enie, jakie robi na u:i:ytkownikach gotowy pmdukt np. poprzez plynnq zmianrt jasnosci sygnalizacyjnych diod LED. Efekty, takie jak tzw. ,,oddychanie" swiatla oraz reagowanie diod na dotykanie przycisk6w pozwalajq na wzbudzenie odczucia bezposredniego, a jednoczesnie naturalnego, interaktywnego kontaktu czlowieka z maszynq. Pomagajq w tym uklady scalone, takie jak CAPl 188 z serii RightTouch firmy Microchip.

"'

CAl'l 188

Rl

LEO 2 "-"-

1

LEOR1

LE0 1

~------~=~~.A.,r--~~-----1

301

i:i ~

"'

i. ti t! l :z "~ " " " " ~

0:

SPl_CSI

cs~

WAKEJSPl_MOSI

cse

SM/BC_DATAISPl_MSIOJMISO

CS7

SMIBC/SPl_CLK

cse

LE01

AOOA_COMM

LE02

ALERTll8C_IRQ.f

s~ Rysunek 1. Schemat blokowy ukladu Microchip CAP1188

e\I\ 1 enBia ie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

~

~

~

~

8

~

~

~

a~

Uk.lady RightTouch to przede wszystkim wielokanalowe sensory do pojenmosciowych przycisk6w dotykowych, ale zarazem wi~kszosc z nich ma tez wyjscia do sterowania diodami LED. Zaimplementowano w nich kilka tryb6w pracy oraz mechanizmy przelqczania, kt6re umozliwiajq uzyskani e plynnych przejsc przy zmianie jasnosci swiecenia diod LED.

Podstawowa konfiguracja Schemat blokowy ukladu CAPl 188 z rodziny RightTouch pokazano na rysunku 1. Wyprowadzen ia do podl4czenia diod LED mog'l bye ustawione do pracy w trybie otwartego dren u lub w trybie przeciwsobnym (push-pull). Odpowiada za lo 8-bilowy re· jeslr ukladu CAP1188 znajd ujqcy si~ pod adresem 7th. Kazdy z bit6w odpowiada jednemu wyjsciu. Uslawienie konkretnego bitu na ,,D" konfiguruje <lane wejscie do pracy w trybie otwartego drenu, a wpisanie ,,1" - jako wyjscia przeciwsob nego. Domyslnie wszyslkie wyjscia sq uslawione do pracy w trybie otwartego drenu. Wyjscia do podl<1czenia diod LED Sq sle· rowane poprzez wpisywanie odpowied· nich wartosci do rejestru pod adresem 74h. rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Plynna zmiana jasnosci diod LED o malej mocy Typowo, wyzerowanie odpowiedniego bitu tego rejestru powoduje rozpoczQcie przewodzenia pr<1du przez dane wyprowadzenie, a jego ustawienie - wyl<1czenie przeplywu pqdu. jesli polaryzacja diody jest odwrotna, nalezy zmienic ustawienia odpowiednich bit6w w rejestrze po adresem 73h, co spowoduje, ze ustawienie bilu w rejes lrze pod adresem 74h wysteruje diodQ pnidem plyn<1cym w kierunku od ukladu do diody, a wyzerowanie wylqczy diodQ. Dotyczy to syluacji, jak pokazano na f)'Suttku 2.

100 90

80 70

~

~

Q.

60

40

30

Pol'lczenie z sensorem

20

Uklady RightTouch pozwalajq na powi'lzanie stanu d.iody ze stanem monitorowanych przycisk6w dotykowych. Odpowiada za to rejestr pod adresem 72h - wyzerowanie bitu informuje, ze odpowiadajqca mu dioda nie jest powio\zania z danym przyciskiem, a ustawienie wi'IZ'I je ze sob'I. Domyslnie, diody LED nie Sq powiqzane z przyciskami. Jesli ustawione zostanie powi<izanie, warlosc bitu rejestru pod adresem 74h dla danej diody jest ignorowana.

10

Zaawansowane sterowanie Za aktualn'I jasnosc swiecenia diody LED odpowiada wypelnienie sygnalu PWM, kt6re mozna ustawic z uzyciem 1-bajtowej wartosci. Rzecz w tym, :i:e znaczenie tej wartosci bQdzie r6Zne, w zaleznosci od sposobu zasilania diody [a wiqc i rejestru 73h) oraz zawartosci rejestru lustrzanego (79h). jesli wartosc odpowiedniego bitu w rejestrze 73h wynosi .,1", to im wartosc w rejestrze odpowiadaj<1cym PWM dla danej diody jest wiQksza, tym wypelnienie sygnalu PWM jest wiQksze. W przeciwnym przypadku, wi~k­ sza wartosc oznacza mniejsze wypelnienie. Jednak:i:e za charakterystykQ zmian wypelnienia odpowiada tez rejestr luslrzany, kt6ry - dla zera w rejestrze 73h - jesli jest ustawiony, pozwala precyzyjniej sterowac jasnosci<i o malym nalQzeniu. Jesli jest wyzerowany, mozliwe jest uzyskanie maksymalnej jasnosci d.iody i bardziej dokladne sterowanie jej jasnosci<i w g6rnym zakresie natQzen swiatla. Odpowiednie manipulowanie tymi rejestrarni pozwala uzyskac jak najlepsze LEDi LEDZ LE03 LED4

- - Polarity = O', mirrored Polarity = '1' __,._ Polarity = o·, not mirrored

50

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Setting Rysunek 2. Przyklad dol<1czen ia diody LED do ukladu CAP1188, z wyjsciem ustawionym w trybie push-pull

wra:Zenia uzylkowe (rysunek 3). Ludzkie oko bQdzie lepiej rozpoznawalo zmiany jasnosci diody w zakresie wypelnienia sygnalu PWM mniejszego ni:i: okoto 75%. Uktady RightTouch mai'I jeszcze jednq c iekawq funkcjQ. Umo:i:liwiajq zmian~ sposobu sterowania ka:i:dq diodq, tj. ze sterowania niezale:i:nego, do powi'lzania z przyciskami, bez nagiego zmieniania s tanu danej diody. W tym cetu, po uprzednim skonfigurowaniu danego LEDa do pracy niezaleznej od czujnika dotykowego i np. po wysterowaniu diody, nale:i: wpisac wartosc .,1" do rejes tru pod adresem 44h, co spowoduje ustawienie odwr6cenie sygnalu z czu jnika. NaslQpnie w rejestrze kontrolujljcym zmianQ sposobu swiecenia diody (77h), nalezy ustawic bit na pozycji odpowiadaj<tcej danej diodzie, co wymusi wstrzymanie zmiany stanu diody, w chwili powi<tzania jej z czujnikiem. NastQpnie korzystamy ze wspomnianego wczesniej rejestru spod adresu 72h, ustawiaj'lc odpowiednie bity. Pozwala to na uzyskan ie oczekiwanego efektu - nie nastQpuje zmiana stan u diody, az do momentu dotkniQcia przycisku. Od momentu dotkni~cia,

RESET

VDO

powiqzanie b~dzie ju:i: dziatalo w petni normalnie. Warto dodac, ze ustawienie bit6w rejestru pod adresem 88h pozwata na dodatkowe wygenerowanie sygnalu na wyjsciu ALERT# ukladu CAP1188 w momencie, gdy i.aswiecana lub gaszona dioda (o ile nie jest poWi'lzana z odpowiadaj'lcyn1 jej przyciskiem, tylko sterowana niezaleznie) zakoi:tczy swoje zaprogramowane dzialanie.

Podsumowanie Uklady serii RightTouch firmy Microch ip, takie jak CAP1166, CAP1133, CAP1128 i CAP1126 mog& bye uzyte, by w latwy spos6h kontrolowac zachowanie sygnalizacyjnych diod LED oraz by powi'lzac ich dzialanie z przyciskami dotykowymi. Wszystkie wymienione uklady obslugui<i wym ienione w artykule funkcje, przy czym r6Zni'I si~ liczbq obslugiwanych czujnik6w i LED-6w. Zastosowanie plynnego wygaszania diod, ich zapalania oraz cyklicznego zapalania i wygaszania (efekt oddychania swiatla) umozliwiajq wykreowanie atrakcyjnych wrazef1 wizualnych.

Marcin Karbowniczek, EP

WAKE I SPl_MOSI

GNO

SPl_CS#

LED Drivtr. Brtatht. and Dimness control

SMBus/ BC..Lil1k or SPI Slav• Protocol

Capac~ive Touch Sen~ing Algorithm

SMCLK I BC_CLK I SPl_CLK SMDATA/BC_DATA ISPl_MSIO / SPl_MISO ALERT# I BC_IRO# AD DR_COMM

LEDS LE06 LE07 LEDS

CSl

CS2

CS3

CS4

CSS

CS6

CS7

CS8

Rysune k 3. Zaleznosc wsp61czynnika wypelnienia sygnalu PWM od podanej wartosci wypelnienia oraz ustawie n rejest r6w

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

103


It

.4

Red Pitaya - platforma • pom1arowa open source 0 Red Pitaya - otwaitej platformie pomiarowej dystrybuowanej przez RS Components pisalismy w sierpniu 2014 r. Ta platforma jest nadal rozwijania przy wsparciu RS Components oraz szerokiego grona jej uzytkownik6w. Otrzymalismy od dystrybutora nowe infonnacje, H6re prezentuje ten aitykui. Przedsi~biorstwo

pomyslodawc6w bylo zebranie 50 lys. USD

odgal~zienie

z przeznaczeniem na s kons lruo\•Vanie i zalo-

Red Pitaya powstalo jako uznanej firmy Instrumentation Technologies, kt6ra projekluje oraz wytwarza przyrzqdy konlrolne i pomiarowe wysokiej klasy przeznaczone na przyklad do §ledzenia proces6w akceleracji cz<1steczek w Wielkim Zderzaczu Had ron6w w polozonym w Szwajcarii osrodku CERN oraz w o§rodku Diamond Light Source w brytyjskim hrabslwie Oxfordshire. Poczqlkowo projekl platformy Red Pitaya byl finansowany przez internetowq spolecznost Kickstarter. Celem

:i:enie finny produkujqcej rodzaj uniwersalnego przyrzqdu pomiarowego. Ostatecznie zebrano aZ 256 tys. USD, co potwierdzilo du:i:e zainteresowanie, potencjal i innowacyjnosc koncepcji. Platforma Red Pitaya jest bazq dla urzqdzef1 kontrolno - pomiarowych, charakteryzuj<1c<1 si~ zwarlq, ekonomiczn<t konstrukcjq, dzi<:ki czemu mo:i:e bye oferowana w atrakcyjnej cenie. Nie bez znaczenia jest

e\l\fy·cn:0i4ie dla: Jakub Rudolf (96006)

r6wnie:i: otaczaj<1cy i'I ekosystem zawierajqcy oprogramowan ie open source, wsr6d kt6rego mo:i:na znalczc takie aplikacje, jak generator, sterownik PID, rniernik charaklerystyki cz~stotl iwosciowej, oscyloskop czy analizator widma a przy tym oferujqcy wsparcie licznych u:i:ytkownik6w oraz dodatkowe akcesoria. Platforma RedPitaya jest zb udowana w oparciu o SoC Xilinx 7010 Zynq zawieraj<1cy blok FPGA i dwurdzeniowy procesor Cortex A9. Pracuje pod kontrol<t systemu operacyjnego GNU/Linux, dzi~ki czemu oprogramowanie dla niej mozna wykonywac z u:i:yciem r6:i:nych j~zyk6w, mi~dzy innymi HDL, CIC++, Java oraz skrypt6w Lin ux. Oparle na protokole HTML inlerfejsy internetowe zapewniai<t dostf)p do funkcji platformy Red Pitaya z poziomu wiElkszosci ELEKTRONIKAPRAKTYUNA3/2015

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Red Pitaya - platforma pomiarowa open source .,Platforma Red Pitaya budzi ogromny entuzjazm iniynier6w z braniy kontro/no-pomiarowej. Zaden inny produkt na rynku oprzyrzqdowania nie zapewnia takiej funkcjonalnosci i elastycznosci w cenie, kt6ra jest atrakcyjna nawet w przypadku dysponowania najskromniejszym budietem." Philip Dock, Dyrektor ds. Globalnego Zarzq· dzania Produktem i Dostawcami w firmie RS Components

przegl&darek internetowych, w kt6re s& wyposai:one smartfony, tablety i kompulery osobiste. Urz&dzenie jest niewiele wiflksze od karty kredytowej, dzi-iki czemu doskonale nadaje si-i do zabrania ze sobq i moze sluzyc jako przenosny, wielofunkcyjny przyrz<1d pomiarowy. Standardowe aplikacje open source Sf! dostflpne za posrednictwem strony internetowej Bazaar (http://bazaar.redpitaya. com). Dodatkowo, w repozytorium Backyard

um ieszczono w-laSnie opracowywane, nowe oprogramowanie open source i

narz~dzia

umozliwiaj&ce jego tworzenie oraz inspiru· jqce do wsp6lpracy w ramach spolecznosci inzynier6w, kt6ra dynamicznie rozwija si~. czego wynikiem jest rosrn1ca liczba udoSlflpn ionych aplikacji, kt6rych przykladami sq wersje niestandardowe aplikacji oficjalnych, a takZe aplikacje do konkretnych zastosowafJ., takie jak przeplywomierz. Rodzina SoC Zynq 7000 zostala opracowana z myslq o polqczeniu najlepszych rozwiqzafJ. z dziedzin programowania sprz{ltu oraz mikrokontroler6w. Dzi~ki temu powstala niedroga, energooszcz-idna platforma lqczqca w sobie szybkosc reakcji ukladow programowalnych z elastycznosciq rdzenia ARM. Dzi{lki temu tworz&c na przyklad aplikacj~ do rejestrowania i akwizycji danych mamy mozliwosc uzycia szybkiej platformy FPGA, nalomiasl tworz&c prezentnj&c zgro· madzone przez niq dane, transmitujqc je do innych urzqdzefl oraz komunikujqc Sifl z uzytkownikiem ulatwimy sobie zadanie korzystajqc z mozliwosci systemu operacyjnego Linux (pod kontrol4, ktorego pracuje ,,cz~sc mikrokontrolerowa") i dostQpnych dla niego narzfldzi. Podstawowe pararnetry SoC Xilinx Zynq 7010 umieszczono w tabeli 1.

Fotografia 1. Wygl<td platformy Red Pitaya

Plytka drukowana Red Pitaya ma wielkosc zblifonq do karty kredytowej (fotografia 1). Charaklerystycznq cechq jej wyglqdu jest umieszczony centralnie radiator ukladu SoC. Dzieiki zlqczom rozmieszczonym wzdluz kraw{ldzi plytki, moze ona wsp6lpracowac z licznym i urzqdzeniami peryferyj nym i. Na kr6tszej krawQdzi plytki umieszczono zl&cze zasilaj&ce micro USB (+5 V/2 A DC, lypowy pob6r prqdu <0,9 A) oraz zlqcza zwiqzane z funkcjami komunikacyjnymi (interfejsami) obslugiwanymi przez rdzefl ARM. Sq to: Gniazdo micro USB umozliwiajqce dost~p do konsoli systemu Linux. • Gniazdo USB 2.0 przeznaczone do przylqczenia urzqdzet\ zewn~trznych, takich jak pendrive, karta Wi-Fi itp. • Gniazdo karty pamiflci micro SD o pojemnosci do 32 CB. Gniazdo Rj45 interfejsu Gigabit Ethernet. Na przeciwleglej krawqdzi plytki zamontowano cztery zl&cza SMA, w tym dwa wejscia i dwa wyjscia analogowe. Majq one nastQpujqce paramelry: Wejscia analogowe: - Szerokosc pasma analogowego: DC... 50 MHz (przy spadku 3 dB). - Cz-istotliwosc pr6bkowru1ia: 125 MS/s. - Rozdzielczosc przetwornika A/C: 14 bit6w. - Poziorn szumu wejSciowego: poniZej

119 dBm/Hz.

Dwurdzeniowy ARM Cortex A9 Koprocesor Pami~<' podr~czna Pami~<' podr~czna

poziomu poziomu

Pami~<' na strukturze lnterfejsy pami~ci lnterfejsy Platforma FPGA Liczba komorek logicznych Pami~c

RAM

Uklad NEON A o pojedynczej i podwojnej precyzji operacji zmiennoprzecinkowych 32 kB na instrukcje i 32 kB na dane dla kaidego rdzenia 512 kB 256 kB DDR3, DDR3L, DDR2, LPDDR2, 2 x Quad-SPI, NANO, NOR 2xUSB 2.0 (OTG), 2xGigabit Ethernet (trzy tryby), 2xSD/SDIO

- Impedancja wejsciowa: 1 Mn, pojemnosclO pF. - Napi{lciowe zakresy pomiarowe: 2 Vpp lub 46 Vpp (po ustaw ieniu zworki w pozycji malego wzmocnienia).

- Maksymalne napiQcie wejsc iowe: 30 V (zabezpieczenie ESD 1,5 kV). Zabezpieczenie za pomoc& diod. - Blqd offsetu DC: <5% FS (G). Blqd wzmocnienia: <3% po ustawieniu zworki w pozycji duzego wzmocnienia, <10% po ustawieniu zworki w pozycji malego wzmocnienia. - 'l)'powa separacja kanalow wejsciowych: 65 dB przy 10 kHz, 50 dB przy 100 kHz, 55 dB przy 1 MHz, 55 dB przy 10 MHz, 52 dB przy 20 MHz, 48 dB przy 30 MHz, 44 dB przy 40 MHz, 40 dB przy 50 MHz. - Harmoniczne: przy 3 dB"' < 45 dBc, przy 20 dB,. < 60 dBc. - Skladowe czQslotliwosci pasozytnicze: typowo <90 dB"'. - Typ zlqcza: SMA. - Regulowana charakteryslyka cz~stotliwosciowa.

• Wyjscia analogowe: - Szerokosc pasma: DC ...50 MHz (przy spadku 3 dB). - CzQstotliwosc pr6bkowania: 125 MS/s.

mJim8i .• :.. Diody LED Zolty o Zolty 1 Zolty 2 Zolty Zolty Zolty Zolty

3 4 5 6

·lmrmll!E

WyproWewnlllrzny sygnal wadzenie FPGA FPGA Fl 6 IO_L6P_T0_35 Fl 7 10 L6N TO VREF 35 G15 IO_L19N_T3_VREF_35 H15 10 L19P T3 35 K14 IO_L20P_T3_AD6P_35 G14 10 0 35 J15 10 25 35

Zynq 7010 28 tys.

Zolty 7 zotty 8 Czerwony Zielony

J14 E6 08 K18

10 L20N T3 AD6N 35 PS_Ml00_500 PS_M107_500

240 kB

Niebieski

Rl 1

DONE_O

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

105


PREZENTACJA - Rozdzielczosc przetwornika ClA: 14 bit6w - Impedancja obci11zenia: 50 fl. - Pr<idkosc narastania napi<icia wyjsciowego: ZOO V/µs . - 1yp zl11cza: SMA. - Bl<1d offsetu DC: <5% FS. - Blqd wzmocnien ia: <5%. - Moc sygnalu wyjsciowego: >9 dBm. - Harmoniczne: typowe wartosci (przy 8 dBm): 51 dBc przy 1 MHz. 49 dBc przy 10 MHz, 48 dBc przy 20 MHz, 53 dBc przy 45 MHz. Obok zlqcza Ethernet zamontowano diody LED, z kt6rych cz<isc jest przeznaczona do sygnalizo,-vania statusu tITZqdzenia, natorniast

cz<isc moze miec funkcj<i definiowan<1 przez uzytkownika i bye kontrolowana przez aplikacj<i. W tabeli 2 umieszczono wykaz pol<1czen diod LED z wyprowadzeniami ukladu SoC. Wzdluz dluzszych kraw<tdzi plytki zamontowano dwa zlqcza daisy chain oraz dwa wtyki IDC-26. Wszystkie wyprowadze· nia pracujq w zgodnie ze slandardem CMOS 3,3 V. W ta belach 3 i 4 umieszczono wykaz wyprowadzen zl<1cz z odpowiadajqcymi im porlami/sygnalami ukladu SoC. Do zt11cza E2 doprowadzono: Sygnaly inlerfejs6w do komunikacji szeregowej FC i SP!. 4 wejscia (przetwornika NC) . • 4 wyjscia analogowe (przetwornika CIA). 2 zewn<itrzne sygnaly zegarowe interfejsu LVDS. • Napi(jcie zasilania 3,3 Vi 5 V, mas<J (GND).

Wejscia przetwornik6w analogowo - cyfrowych majq nasl<jpuj<1ce paramelry: Liczba kanal6w: 4 . Cz<istotliwosc pr6bkowania: 100 kS/s. Rozdzielczosc: 12 bit6w. Zl<1cze: wyznaczone wyprowadzenia zl11cza IDC-26/E2 (styki: 13 .. . 16). • Zakres napi<Jcia wejsciowego: 0... 3,5 V. • Sprz<izenie wejscia: DC Wyjscia przetwornik6w analogowo - cyfrowych maj11 nast<ip uj11ce parametry: • Liczba kanal6w: 4. Typ wyjscia: PWM z filtrem dolnoprzepustowym. • Rozdzielczosc PWM: 4 ns (1/250 MHz). Zl11cze: wyznaczone wyprowadzenia zl<1cza IDC-26/E2 (styk.i: 17 ... 20). ,, Gdy rozpoczynalismy pracft nad projektem Red Pitaya chcielismy umoiliwic wszystkim klientom stosowanie technologii, kt6re wczesniej byly dosti:pne tylko w specjalistycznych laboratoriach badawczych oraz instytucjach przemyslowych. Dzisiaj cieszymy sii: bardzo z reakcji uiytkownik6w i jestesmy pelni uznania d/a ich kreatywnych pomysl6w. To prawdziwa moc platformy Red Pitaya."

Borut Baricevic, wsp6tzatoiyciel projektu Red Pitaya oraz Menedier Produktu

• Zakres napi~cia wyjsciowego: 0 ... 1,8 V. • Sprzq:Zenie wyjscia: DC. Dwa zl11cza daisy chain zamontowane obok zh1cza karty SD zapewniajq dos l~p do czlerech par sygnal6w cyfrowych, co umozliwia synchronizowa.nie i przesyla.nie danych pomi~dzy urz<1dzeniami z pr<Jd· kosci<1 do 500 Mb/s . Dia platformy tak.iej, jak Red Pitaya oczywistym wyborem jest uzyski· wanie dosl~pu do funkcji za • o:;. pomocq pol<1czenia opartego ·~· Numer na przegl11darce internetowej. wyprowaMozliwe jest tei. jednak nawiq· dzenia zanie pot11czenia z platformq 1 Red Pitaya na inne sposoby - za 2 posrednictwem sieci. terminala 3 zdalnego lub konsoli szerego4 wej. W trybie pracy w sieci dos 6 mowej z dost'lpem do Internetu, 7 opr6cz polqczenia za pomocq 8 kabla Ethernet, dost<Jpne Sq na9 Sl'lpUjqce moiliwosci: 10 • Polqczenia z plytkq z pozio11 mu urz11dzen przenosnych, 12 takich jak smartfon czy 13 tablet. 14 15 • Przydzielenie ptytce sta16 lycznego adresu IP. 17 \'\llqczenie plytki do sieci 18 domowej za pomocq Wi-Fi. 19 Lqczenie si<i z plytkq za 20 posrednictwem przeglqdarki 21 urz11dzenia przenosnego jest 22 barclzo latwe. Wystarczy wl&23 czyc plytk'l do sieci, zat11czyc 24 jej zasilanie, nadac automa2S 26 tycznie lub r<icznie adres IP

i uruchomic wybran<1 aplikacj~. Gdy jest juz znany adres lP platformy Red Pitaya, mozna wprowadzic go bezposrednio na pasku adresu URL w przegl<1darce. Platform~ Red Pitaya mozna zam6wic za posrednictwem strony internetowej firmy RS Components dost~pnej pod adresem www.rs·online.com/redpitayo .

RS Components

. I ............

llillil1lil

a. It •

Numer wyprowadzenia 1 2 3 4 s 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

23 24 2S 26

....

...

llljl!E

Nazwa sygnalu +s v -3V3 (SO mA) SPI (MOSI) SPI (MISO) SPI (SCK) SPI (CS#) UART (TX) UART (RX) 12C (SCL) 12C (SDA) Modo com. GND ADC 0 ADC 1 ADC 2 ADC 3 DAC 0 DAC 1 DAC 2 DAC 3 GND GND CLK+ zewn. ADC CLK- zewn. ADC GND GND

.

Nazwa sygnalu

3V3 3V3 DIOO p DIOO N DIOl p DIOl N DI02 p DI02 N DI03 p Dl03 N DI04 p Dl04 N DIOS p DIOS N DI06 p DI06 N DI07 p Dl07 N NC NC NC NC NC NC GND GND

Port FPGA

E9 C6 D9 E8 CB

cs 89 813

"1111';

I

' I

Port FPGA

G17 G18 H16 H1 7 J18 H18 K17 K18 L14 Ll S L16 Ll 7 K16 J16 M14 M15

Wewn~trzny

10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

sygnal FPGA

L16P T2 3S L16N T2 3S L13P T2 MRCC 3S L1 3N T2 MRCC 3S L1 4P T2 AD4P SRCC 3S L14N T2 AD4N SRCC 3S L12P Tl MRCC 3S L12N Tl MRCC 3S L22P T3 AD7P 3S L22N T3 AD7N 3S Lt 1P Tl SRCC 3S L11 N Tl SRCC 3S L24P T3 AD1 SP 3S L24N T3 AD1SN 3S L23P T3 3S L23N T3 3S

w~~

Wewn~trzny

FPGA

PS MI010 PS MI01 1 PS Ml012 PS MI013 PS MI008 PS MI009 PS MIOSO PS MI051

SOO SOO SOO SOO

S01 501

sygnal

Poziom napi~cia

3,3 v 3,3 v 3,3 v 3,3 v 3,3 v 3,3 v 3,3 v 3,3 v GND (domvslnie) 0...3,S v 0.. .3,S v 0...3,S v 0...3,S v 0... 1,8 v 0... 1,8 v 0... 1,8 v 0 ~ 1,8 v

LVDS LVDS

e\l\fy·c~ fl.6 ie dIa: J a ku b Rudo If (96006) rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s Wyda ni e el ektroni czne przezna cz one wytqcznie do u:±ytku Vlltasneg o bez praw a do rozpowsze c hniania.


NOTATNIK KONSTRUKTORA

USBDM: programator SWD dla mikrokontrolerOw Freescale KINETIS USBDM lo open-source'owy projekt programatora pozwalajqcego na programowanie i debugowanie pracy wi~kszosci mikrokontroler6w firmy Freescale, w Lym takie mikmkontroler6w z rodziny Kinetis, kt6re sq ,,sercem" tanich zestaw6w starlowych z rodziny FREEDOM oraz populamego zestawu startowego FREEboard z mikrokontrolerem MKL25Z (Cortex-MO+), k t6ry do niedawna by! dost~pny bezplalnie jako dodatek do ksiqzki ,,Mikrokontrolery KINETIS dla (bardzo) poczqtkujqcych ". W artykule przedstawiamy projekt konstrukcji sprz~to wej programatora USBDM oraz opis jego konfiguracji i sposobu uzycia z bezplatnymi srodowiskami programistycznymi firmy Freescale. W artykule przedstawiamy programator dla mikrokonlroler6w produkowanych przez firm~ Freescale, kt6ry jest rozwiqzan iem open-source, rozwijanym przez grup~ fan6w rozwiqzan oferowa nych przez lego producenta, w tym uklad6w z rodzin RS08, HCS08, HC12, Coldfire Vl-4, MC56F800xx oraz - to efekl prac z ostatnich kilkunas tu mi esi(lcy - tak:i:e KINETIS. Szczeg6lowe informacje o projekcie sq dost~pne w Internecie pod adresem http://usbdm.sourceforge. net/. Aktywno§c firmy Freescale na naszym rynku skupia si~ na promocji mikrokontroler6w

niskomocowych (Kinetis L), kt6re jako pierwsze na swiecie byly wyposazone w rdzen Cortex-MO+ fumy ARM. Mikrokontrolery z tej rodziny zastosowano w tanich zestawach starlowych z rodziny FREEDOM, jeden z najpopularniejszych mikrokontroler6w - l\!!KL25Z - uzyto w zestawie FREEboard (fotografia 1), kt6ry na poczqlku roku byl bezplatnie dodawany do popularnej ksiq:lki ,,Mikrokontrolery KINETIS dla (bardzo) poczqtkujqcych" poswi~­ conej przyblii.eniu mikrokonlrole r6w KJNETIS L poczqtkujqcym. Co interesujqce, zestaw ten zostal wyprodukowany w Polsce (przez firm~

Fotografia 1. Wyglqd zestawu FREEboard z mikrokontrolerem MKL25Z128, obslugiwanym przez programator opisany w artykule

KAMAl\!U) i zgodnie z informacjami, kt6re uzyskalis my od prod ucenta, do rqk zainteresowanych trafilo ponad 600 bezplatnych zestaw6w tego typu. Sc hemal eleklryczny programatora USBDM pokazano na rysunku 2. jego konstrukcja jest - jak widac - prosta, urzqdzenie bazuje na mikroko nlrolerze MC9S08JS16 firmy Freescale, kt6ry wyposazono w wewn~trzny interfejs USB. Zastosowany

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

107


NOTATNI K KONSTRUKTORA VDD_BDM R1

+SV

VDD_BDM

1,Sk

T BKGDISWD

BKGDISWD_I

Con1 1

2

3 5

4 6 8 10 12 14 16 18 20

7 9 11 13 15 17 19

BKGDISWD 0 BKGDISWD ORV

Con2

BDM T BKG D/SWD BDM T SWCLK

1 3

;;;B"'Dc;M-,;,-~~ii'-'-'.:O ~

BDM T RST

BDM

9 11

,. B,, D;:.: M,_,, T_.R c.:;S ,,_T' --

VDD BDM

-0

R10 47k

R9 47k

10

<;£:: U2D

T SWCLK

11

SWCLK 0

T T T

SWCLK ORV

+5V

+5VC ]

~ +SV

2 uF

J+SV

I II VBUS OM DP ID GND

PTAO PTA1 PTA2 PTA3 PTA4 PTA5 PTA6 PTA7

BKGD/SWD I BKGDISWD SWCLK 0 BKGD/SWD DRV 1 1 C6 1 2

C3 C4 100nF 100nF

Con4

R6 SWCLK 2 BKGDI SWD R7 RST 22 R8 22 .1'.1' 01 LED

~

PTBO PTB1 PTB2 PTB3 PTB4_XTAL

US BON PTB5_EXTAL

R4 22

USBDP 13

MINIUSB_ B

VSS

~;

~~

17 19

18 20

Con3

R11 47k

6 4

5 3

2

1

BDM T BKGDISWD

BDM T SWCLK BDM T BKGDISWD BDM T RST

VSSOSC

~b6T

d ' ] :~' [ 1

C5 18pF

MC9S08JS16CFK

Rysunek 2. Schemat elektryczny programatora USBDM

mHaokontroler jest standardowq platformq sprZQlOW<\ uzywana do impJementacji programator6w USBDM, dzi~ki czemu jego u:i:ytkownicy b~d'I mieli latwosc dostQpu do bezplatnych aktualizacji firmware, kt6re zapewniajq nie ty lko adaptacj~ mo:i:liwosci programatora do zmian na rynku, ale tak:i:e jego prawidlowq pracQ z kolejnymi wersjami §rodowisk programistycznych. Wr6cmy do om6wienia budowy programatora: w zalo:i:eniu ma on siQ komunikowac z programowanym/debugowanym mikrokontrolerem za pomocq dwuliniowego interfejsu SWD. Ka:i:da z linii komunikacyjnych jest buforowana za pomocq bramek VHCl 25, zasilanych takim samym napi~ciem jak programowany/debugowany mikrokontroler, dzi~ki czemu mozna wygodnie programowac mikrokonlrolery zasilane tak:le skrajnie niskimi napi~ciami (co jest moZliwe,

~

10 12

11

VUSB33

~~~~c::==t--~~~-'<9

22

VDD

C1 100nF

SWD

U2C

8 ~STnO

T RST

2 4

•••••• •• •• •• •• •• •• ••

Wykaz element6w Cl , C3, C4, C9, Cl 0: 100 nF 0603 C2, C6, Cl 1: 10 µF SMD A CS, CS: 1S pF 0603 Cl 470 nF 0603 Conl : IOC20/1,27 mm Con2: IOC20/2,S4 mm Con3: M icroUSB Con4: IOC6/2,S4 m m IDC6 0 1: HSMF-Cl 55 HSMF-Cl 55 02, D3: ESOASV3L SOT-23 F1: SOO mA/1206 1206 JP1: SIP-2 z jumperem Rl: 1,S kn 0603 R2, R3 : 100 !l 0603 R4: 10 kfl CAY10_SPIN RS: 27 !l CAY10_SPIN R6: 1M!l0603 R7, RS: 22 !l 0603 U1, U2, U3, U4: 74AHC1G12 5 SOT23-S US: M C9SOSJS16CFK QFN20 SxS U6: MCP1700-3,3 SOT-23 Xl : 12 M Hz SMD 3,2x2,S mm

Rysunek 3. Schemat montafow y programatora USBDM

zwlaszcza w przypadku energooszcz~dnych mikrokontroler6w z rodziny KINETTS L). Uklady 74VHC125 mogq pracowac zas ilane napi~ciem od 1,8 V lub 2,0 V w zaleznosci od producenta ukladu. Programator wyposa:i:ono w trzy zlqcza sluZqce do

progran1owania-debugov~rania:

• ..g~ste" Conl zgodne ze standardem stosowanym przez fi rm~ Freescale m.in. w zestawach Tower, • 20-stykowe Con2 o rastrze wyprowadzeii 2,54 mm i rozmieszczeniu sygnal6w zgodnym z JTAG/S\>\ID (wyprowadzono wyl&cznie linie SWD!J,\

W~lcomt to the USBOM setup Wl?<lr'd

C"ABlL11Y TO 1.ru nmP'ROGltA."I c:r.;a.\,IDP.'\O Bvr

"-h... 1Mwf.. ntlfllUllC* ........ --.00i

...., ........... e-11\111111~.......

s....-

00. ... -

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

~Of mllTU> TO LOSS OF DATA Oft DATA Hll\'G

ro~uo fNACCUJtAn ~ LOSSRS St.:STA.IN!D IV

YOUOlt. THW>J>A.RTlESOlA PAlLW OJITH! PROGRA.\ f TO OPt l\ATI WITH ANY OTHER PROOM.\ fS), 'EN If $\TCH H<>U>U. o i OJHWI. PARTY HM BUN VISED OF THE POSSJB!llTY OF SUC'HDA..\iAOES.

Rysunek 4. Kolejne etapy instalacj i IDE

eVIJ'y'cn:08 ie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 312015

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


USBDM: programator SWD dla mikrokontroler6w Freescale KINETIS Projekt p!ytki drukowanej programatora publikujemy na ptycie DVD-EP3/2015 w wersji dla Altium Designera (zr6dta) oraz w postaci plik6w Gerber + NC Drill.

6-stykowe Con3 o rastrze 2,54 mm, zgodne ze slandardem BDM firmy Freescale (przydatne w przypadku niek t6 rych mikrokontroler6w HC(s)08/ rodzin ColdFire). Dioda swiec<tca 01 sluzy do sygnalizacji pracy programatora, miganiem informuje o aktywnosci interfejsu SWD. Na rysunku 3 pokazano schemat montazowy plytki programatora, poza zl<tczami SWD i jumperern zastosowano wyl<1cznie elemenly SMD. JP1 sluiy do uruchom ienia bootloadera USB, kt6ry umozliwia zapisanie w pami~ci Flash mikrokontrolera Ul firmware, co dokladnie opisujemy w dalszej cz~sci artykutu.

Oprogramowanie narzlldziowe i firmware 0 ile wykonanie prograrnatora - ze wzgltldu na jego prosla konslrukcj~ - nie wymaga specjalnych zabieg6w, lo instalacja oprogramowania i skonfigurowanie go do wsp6lpracy z programalorem wymaga wykonania kilkunastu krok6w, kt6re przedstawiamy w punktach ponizej. Kolejno wykonu jemy nasttlpuj11ce czynnoSci:

Instalacja zintegrowanego srodowiska programistycznego, np. Kinetis Design Studio czy CodeWarrior 10.6 z narz(jdziem Processor Expert. Instalacja sterownik6w USB do programatora USBDM. S'I dosltipne oficjalne ich wersje dla system6w Windows XP 3~64, Windows 7 32/64. Co do innych system6w operacyjnych naleiy sprawdzic, czy jest jui dosttlpne odpowiednie wsparcie. Projekt USBDM jest ci<tgle rozwijany, CZtlSto pojawiai'I sitl poprawki

Tot"'48'.MSP"\01111"tJS2i'C-'lil<:1oiot .............., • ._

-

C~llwr-.. ...... ,... ........... MdiMl'lpr&N~......

r

HC""'4CSWOY!

r ...c~-s...­

r cf\'JulDSC/AflM.JTAG

r

CPNW.11/0.A.ITAG•s....I

~ ~~ I" MC~alM-SWD· s...i

Rysune k 5. Okno programu laduj<1cego boot loader USB

-

i

aktualizacje, warlo F... ktlo.d na bieZ<tco sledzic 1t~ffd~•'•1o1J r AuW~SOM,.,_,.rc 1 informacje publikowane na stronie projeklu lub forach dyskusyjnych poswitlconych temu progra_______.r --"'""=...,-""""='_ _.Ir Alltt~• matorowi. Aktualne wersje slerownik6w to: I IMOM-JSl•-SWO.ooot IMOM-JSl6-5W0-0001 USBDM_ I ............tnlon IMOM SWO ·USl&CWl'J Drivers_1_3_0_ WinXP_x64.msi I • USBDM_ Drivers_1_3_0_ I Wi nXP_x32.msi • USBDM_ Drivers_1_3_0_Win_ x64.msi Rysunek 7. Okno programu la duj<1cego firmwa re do m ikrokontrolera JS16 USBDM Drivers_1_3_0_Win x32.msi wskazanie lokalizacji slerownik6w bootlooOczywiscie nale:i;y wybrac sterownik pasudero. Typowo jest to folder C:\Progrom Files\ pgo. W 64-bitowych syslemach Windows j'ICY do posiadanej wersji syslemu operacyjnego. lnstalacja oprogramowania b~dqcego ..poscieika mo:i.e dodatkowo zawierac ci<tS srednikiem" mi~dzy sa.mym progran1atorem znak6w x64. W zale:i:nosci od wersji syste(spm;lem) a srodowiskiem progran1istycznym. mu i us tawionego poziomu zabezpieczen Aktualna wersja jest dosl~pna pod ad.resem instalacja lych sterownik6w odb~dz ie si~ http://goo.gl/Gq4c2e (obecnie jest lo 4.10.6.240, calkowicie aulomalycznie lub b~dzie wyale tutaj sytuacja zmienia si~ dose dyna.micznie magata rtlcznego wskazania ich lokalizacji. Po za instalowaniu sterownik6w uklad JS16 i licznik wersji dose szybko rofoie). To oprogramowanie koniecznie nalezy zainstalowac (JS16 to skr6towe oznaczenie modelu m ikrodopiero po instalacji Srodowiska zintegrowakontrolera b~dqcego .,sercem" progra.matora USBDM) jest gotowy do zaladowania opronego (IDE), bo tak jest po prostu najwygodniej. Instalator pakietu USBDM sam wtedy znajdzie gram owania uktadowego (firmware). Sluzy do tego specjalne narztldzie ]SJ 6_Bootloader. na dysku komputera r6ine wersje zainstalowaexe zlokalizowane w folderze C:\Progrom nych i wspieranych srodowisk prograrnistyczFilcs\pgo\USBDM 4. 10.6.240 (doktadna scieznych (np. CodeWarrior) i skopiuje potrzebne ka zalezy od wersji systemu operacyjnego wtyczki (ang. plugins) i pliki konfiguracyjne do odpo,·1~ednich folder6w. Moina to samo zroi oprogramowania USBDM). Pojawi siti nabic r~znie, ale zdecydowanie nie poleca.m Lego st~pujqce okienko jak na rysunku 5. Nalezy wybrac wskazan'I na rysunku obok opcjtl sposobu. W trakcie instalacji nie trzeba zmieniac .,HCS08/HCS12/CFV1/ARM-SWD" i zaczedomyslnych opcji usla\\~en. Kolejne etapy inkac kilkanascie sekund. w tym czasie lrwa slalacji wygl<idajq jak pokazano na rysunku 4. tadowanie oprogramowania uktadowego. Nale:i:y zwr6cic uwagtl na to, czy zostala wykryta wczesniejsza instalacja srodowiska W tym czasie program mo:i:e sprawiac wraieCodeWarrior MCU VJ0.6. Jesli nie, lo prawdon ie .,marlwego", ale nie nale:i:y si~ tym przejmowac tylko cierpliwie zaczekac na zakonpodobnie nie zostala poprawnie zakof1czona czenie tego procesu, co zostanie zasygnalizojego instalacja. Moina lei samodzielnie wskazac lokaliz.acj~ folderu. w kt6rym zainstalowany wane pesymislycznie brzmiqcym komunikazostal CodeWarrior 10.6. tem (rysunek 6). fym razem te:i; nie warto si~ za bardzo stresowac, groznie brzmi'ICY tytul Dol'lczenie programa tora USBDM. .,Programming Error" wcale nie oznacza. Jesli rzeczywi§cie podlqczasz programator po raz pierwszy (masz programator [ft 6ction ~- tit'IP • •I •d ~ 1111 -~ '" 1-« 'a <b bez zaladowa nego firm wore) lub chcesz • QtjiJl•pS wymienic oprogramowanie ukladowe [firl t S.taiet. .~ Comput., mware) na nowe, to warto zatoiyc najpierw ., '-'Ol•dri-.on "' 0!1f1lay•~"'1 zamon lowac zwork~ ]Pl i dopiero wledy .U OYD/CO·ROM drltvt1 • f ll1Nlw1re D.t1..99i~ IM.trl.ctt podlqczyc uktad do komputera. W trakf UUIOM IOM lntfftm 1> 0,i H- l"'(l'ta<t~~ cie podl&czania do portu USB programator t.,j IOEAT.VATAPlcontrolltr, ~ ~]m1giin9devi(H przejdzie w tryb ladowania oprogramowan ia ~ Jungo ukladowego. Ten sam efekt mozna osiqgnqc programowo, ale o tym p6Zniej. jesli rzeRysunek 8. Pro gram at or jest widoczny czywiscie podl<iczyles programator po raz pierwszy, lub po raz pierwszy uzyty zostat w syste m ie Windows jako USBDM BDM konkretny port USB. maze bye konieczne Interface wi~c

......

......

:

I>

Do

~ ~o.09;

Rysune k 6 ... Dziwny" komunikat o bl!ldzie, kt6rego tre~c jest o ptymistyczna

eWy·d a1:1.i!E<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

109


NIE PRZEOCZ Jest produkowany w 42-wyprowadzeniowej obudowie CSP o wymiarach 3,6 x 2,9 x 0,5 mm. )ego ceny hurtowe zaczynajq si~ od 4 USD przy zam6wieniach 1000 szluk. Nadajnik bq500215 pracuje ze slalq CZl/Stotliwosciq nadawania. jest kompatybili1y z dowolnym urzqdzeniem ladowanym bezprzewodowo, kompatybilnym ze standardem WPC Qi 5 W. Zawiera funkcill wykrywania obiekt6w obcych (FOD - foreign object detection), kt6ra jest uaktywniana przed rozpocz~ciern transferu rnocy, pozwalajqc na jej zredukowanie w przypadku wykrycia nadmiernych strat. Uklad jest produkowany w obudowie o powierzchni 9 mmx9 mm. Uklady bq51025 i bq500215 mogq znalezc zastosowanie w ukladach ladowania np. skaner6w POS, r~cznych urz<1dzefi medycznych, tablet6w i czytnikach e-book6w, pozwalajqc wyeliminowac zlqcza i uzyskac wyzszy stopiet\ ochrony przed wnikan iem kurzu i wilgoci do wn~trza urz<1dzenia. Poza transmisi'I mocy wymieniai'I tez dane za pomocq interfejsu l'C, pozwalajqce m.in. na lepsze dopasowanie cewek nadawczej i odbiorczej. Texas Instruments oferuje dla nowych uklad6w dwa zestawy ewaluacyjne o oznaczeniach bq51025EVM-649 i bq500215EVM-648.

serwerowniach i centrach danych. Dzi~ki wyeliminowaniu diody blokujqcej Schottky pozwala na obniienie start mocy, a tym samym temperatury pracy ukladu przel<1czaj'lcego oraz na zwiQkszenie niezawodnosci systemu zasilania. Kontroler ZXGD310BNB moi<e pracowac w konfiguracjach high side i low side w syslemach z szynami zasilaj<1cymi 12 i 24 V DC. W por6wnaniu z innymi odpowiednikami charakteryzuje siQ najnizszym napi~ciem progowym wyl<1czania wynosz'!cym -3 mV przy tolerancji :t2 mV. Du:i;a wydajnosc pr11dowa wyjscia na poziomie 5 A pozwala na bardzo szybkie przeladowywanie pojemnosci wejsciowej sterowanego tranzyslora MOSFET. Bardzo kr6tki czas wyh1czania wynosu1cy ok. 600 ns zapobiega przeplywowi pr11du w kierunku do zasilacza i w konsekwencji spadkowi napi~cia na szynie zasilajqcej. W typowej konfiguracji 12-woltowej ZXGD3108N8 pobiera pr11d 400 µA, a pob6r mocy w trybie standby nie przekracza 5 mW. http://goo.gi/9jL8mm

t:fil~·

=~

.l'.

wi:1>#

.. •.;.r

Kontroler OR-ing do r6wnoleglego l~czenia wyjsc zasilaczy Uklad ZXGD3108N8 to aktywny konlroler OR-ing o napil/ciU pracy do 40 V steruj<1cy zewn~trznym tranzystorem MOSFET o bardzo malej rezystancji R00,••, . pelniqcym funkcj~ diody w nadm iarowych systemach zasilania N + 1. Moze znalezc zastosowanie m.in. w systemach telekomunikacyjnych, KEkLAMA

[!] ..

,:1 •

.

·I

~~

~'! ~

:II

-~

·1• .,;;,,.

~ ..:~

~~

ii:

Sterowniki zasilaczy impulsowych SSR o duzej skali integracji Firma Power Integrations opracowala rodzin~ rewolucyjnych sterownik6w InnoSwitch do zasilaczy impulsowych, wyr6zniajqcq siQ na tie

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

:=---~

~1 ~u •

-

~~~~!!!!~~~ oscytoskopy cyfrowe I - systemy do W')W8Zania i pomiaru drgali

- oprogramowanie CAD, CAM, CAE • errolatory, symulatory, debuggery dla r6Znych rodzin procesor6w - kompilatory C/C++ cla r6mych rodzin procesor6w - szl<olenia wzakresie FPGA,VHDL - n~dzia na procesory sygna/owe DSP - projektujemy, produkujemy, szl<olimy, clystrybuujemy

JJ ~.J 4

e\l\fy·c~ fln i e dIa:

J a ku b Rudo If (96006)

--

l!JIAR

W<,f~M\i

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


NOTATNIK KONSTRUKTORA 'PMw~'4~~

CNnt

•n MCU """°"" Proi«I:

(t.ootlt l ...locfll. . ,.. . . _

o-..

,..,...

W.C.tk~-..ool>Nt\t,..._...,i;i.,'°yH

(~---

...

t)'l"'l..lf'lcd

.......

..

PSl'USl"'°'"ioot~fXJJUSI~

....,....,

_,, l('-~ l Mr>ft

'-'

""'"""

.. kthr.....iy

WU:f41~hmitr ;, UUZ{tt~)f...,.;iy

""""' MW;zt,t

Mlil~ZUI

Wlll*MHl)J-it,'

IO.l ••-"t'

KU•'"""' l(jf\«11MIMll KIMtl1 Y~

...""

....... ·--

heJedl)'J'l / °'JtfVll

Gtutt1jltOJ1ftf«t.eU);il.;lf(4IWllJfffh'ltMI

Ctfflti.,iic-tHtjtctll'IMNNotlkldOfWJllllKOf

..... ..... ltlpld A.Hllutlon OW.lopmlflt

t.oc-t..,

,...,,.,. .c <·· fio.t"'O POoolit: 0 $iolt..•t ~·("""""""-.t.twdl ........ . . . lolft.,....., ( - " '....... . . . Ht~...

~.-.~~-....i

.'" Pf'Oet110fbpti'I CWlftl"IHIUfor~~tlwi dMct iMillizlltion toclt. It indudtimltly low--loM!ldrio.-

l ·'"" ! ""'· I ~~

Rysunek 9. Kolejne kroki zakladania projektu (w Code Warriorze) z zastosowanym programatorem USBDM

ze mial miejsce bl<td. tak po prostu progranie maze bye zaloiona, w przeciwnym razie uktad przejdzie w tryb wymiany firmware. Jest mista zatytulowal okienko z komunikatem to sprz'llowy mechanizm wbudowany w uklad sygnalizujqcym konjec programowania. Zgodn ie z wyswietlonym polccenicm nale:iy odl'l!rOje<'I IAQX TOOll ...,_. <ti • QuockA.c(dl a:tl~~P-....t_.. czyc i ponownie podlqczyc • c«lfw...,.. P~..cu r.il ~ £>~.<= - 0 - 0 do portu USB programator. ~... ru:oo..,ffNl"("'"l") ~C\ ~ fiil ( 'JYm razem zainstalowane uot u; id KAMAMl· free&.,.,.M., lf(((o>tlM) •• ..,.1) H (((>ot I ""'1) •• h l) .t'ii..... zostanci vdaSciwe sterownitr((<MI .....) •• ......) r 1bl.lkSVdO ; ij.i.Ooc.-a..... lit-F\&SH ki USBDM i zapali s i~ dioda Qt."-"'4.t:• swiecqca D1 sygnalizu jqca ... ~-­ rj9. ~~ aktywnosc programatora. S1"""l"'I ..-. f\01> .. • DI_DllLD.mOO:llAT! • PN1t•-1'1C-.,. iUC Jesli programator ma juz zaladowane aktualne ...... a os. oprogramowanfo ukladowe, · ~"IJOO lo nic nie musisz zmieniaC, • lilo (ompo<l4'U ~ R..l•••totod..C~ uklad jest gotowy do pra• & '*~ !> ....... cy (jest to typowa sytuacja). Uwaga! W trakcie normalnego uiywania programa- Rysunek 10. Widok okna srodowiska Code Warrior Devetora USBDM zworka JP1 lopment Studio z przykladowym projektem '"°<-~

~

~

~

~i&b'l.~ll"llO; ~.w._Koi-llVllO:

~

......,._

~Y D~Nd()

.,

~ lit ~.c~~

·•Pwoi:-

.,.,.....

e\llty·cLHl ie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

~·-i~a-

. . . . . . . . . . . 04. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

JS16, kt6ry aktywuje bootloader USB zapisany w pami~ci ROM lego ukladu. Co pewien czas warto zaktualizowac wersi'l oprogramowania ukladowego (najlepiej, kiedy wersja firmware odpowiada aklualnej wersji USBDM, chociai pewne rozbieznosci s11 bez problemu akceptowalne). Do aktualizacji firmware sluzy FirmwareChanger.exe. Mo:i:na go uzyc w trybie automatycznym, ale mozna takie r'lcznie wskazac wlasciwy plik z obrazem firmware (rysunek 7). Wskaz6wka: dla programatora mikrokontroler6w Kinelis L wlasciwym wyborem jest USBDM_SWD_}Sl 6CWJ_V4.sx (lub opcjonalnie USBDM_SWD_SERJS16CW]_ V4.sx, jesli programator ma wyprowadzone sygnaly UART Rxt r x konwertera USB-port szeregowy). jesli wszyst.ko przebieglo zgodnie z planem, urz11dzenie zgtosi si'l w systemie Windows jako USBDM BDM Interface (rysunek 8). Programalor jest golowy do pracy. Zaktadajqc nowy projekt nalezy wybrac USBDM jako interfejs programatora.

Jak korzystac z programatora USBDM - przyldad na zestawie FREEboard W kolejny krokach nadajemy nazw~ projektowi, wybieramy odpowiedni model rnikrokontroler (w zeslawie KINETIS FREEboard jest to MKL25Z128], wskazujemy posiadany prograrnator (USBDM), wybieramy i'lzyk programowania aw oslatnim okienku zaznaczamy opcj~ ,,Processor Expert" (rysune k 9). Po skonfigurowaniu komponentu Cpu oraz dodaniu kilku komponent6w takich jak Tunerlnt (przerwanie zegara) oraz 3 komponenty BiUO (3 sygnaly steruj&ce skladowymi red, green, blue diody swiec<1cej RGB, kt6ra jest standardowym wyposazeniem zestawu FREEboard) mozna skompilowac program i zaprogramowac nim mikrokontroler (rysunek 10). Krzysztof Urbanski

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Programowanie aplikacji mobilnych (2) Sterowanie przez Ethernet oraz wykorzystanie pami~ci urzctdzenia W drugiej cz~sci kursu programowania aplikacji mobilnych dla elektronikow pokaiemy jak wykonac przyktadowct aplikacj~. ktora pozwoli nam na komunikowanie si~ z innymi urzctdzeniami przez Ethernet lub pofctczenie sieci telefonii komorkowej. Zademonstrujemy tei prosty sposob zapisywania w telefonie danych gromadzonych przez aplikacj~, aby moina byto przechowywac np. ustawienia bctdi jakies dane historyczne. Zaaniemy jednak od pokazania, jak w ogole zabierac si~ do programowania, gdy mamy jui zainstalowane wszystkie narz~dzia deweloperskie. Plalforma Cordova, kl6rq zainstalowalismy w poprzedniej cz~sci kursu, zawiera nie tylko funkcje potrzebne do wy§wietlania dowolnie skomponowanych tekst6w i grafik na ekranie smartfonu czy lablelu lub reagowania na <lane wprowadzane dotykowo czy za pomoc11 klawiatury. Obejmuje tez funkcje do komunikacji aplikacji

z lnlernetem czy dowolnq sieciq Ethernet (w praktyce WiFi), do kt6rej jest dol11czone urz11dzenie mobilne. To ju:i:

calkiem duzo i w wielu wypadkach wyslarczy do realizacji proslego, bezprzewodowego konlrolera urzqdzenia elektronicznego, jednak czasem b~d& potrzebne dodatkowe funkcje umozliwiajqce obslug~ in nych komponent6w

Tabela 1. Oficjalne pluginy platformy Cordova, opracowane i udosti:pnione przez jej tw6rc6w

Nazwa pluginu

PhoneGap Build

!~r~:a.P.ac~~:coid:~~~:~~~~~Y.:s.tat~s ................!j.~.st

Op is ..................................

...: 1';10,~ito,ro,~~.~-i.~.. P.?~i°.~.~...b.~t-~-~ii ............................................................... . · Wykonywanie zdj~c wbudowan11 kamer11 i wybieranie plik6w graficznych sposr6d zapis.a.nx~h ..":'...b.i~!i~t~~.e ..W.~~n.~trzn ej .. ~ r~~d.z~~ia. ................................ ......................... ! org.apache.cordova.console Rozszerzenie funkcji przesylania informacji do konsoli systemowej dla niekt6rych ...................... .................. P.1a.t10.~rll ..rll?.b.i.l.nxc.h.................... ............................................. : °.~~ a.P.a.c~~:co.rd.o.va.:~.o.n.ta.~. .. ............: j.e.st ...........: ~?S.t~p ..d.o...1.i.str...k.~.nt.~.kt~~..z~pis.a.nx~h ..\/'I.. t.e.l~f~~i~ ........................................ . : o,~~:a.P.ac~~:c.o.~d.o.~a.:d.~v.i.c~.. .. ..... ...............!i_e.st ! o,r~:a.P.ach~:cordova.:d.~v_i_c~:rll°.tio,~ . ... ! je_st .. . : ~?S.t~p d.o .a.kc.e_l~r.olll~tru_ ~r_z~dz~~ia, .. . .......................................................... . : o,~~:a.P.a~~~:~.o.~d.o.~a.:d.~Y.i.c~:O,~i~~ta.tio,~. ! brak ...: ~?S.t~P...~.o).olllP.a.~.~...~!.~~d.~.~.~ia... ........................................................ .

jorg.apache.cordova.camera

: jest

J

i ~;~:~~;~~;:~:~·:~:~~::iiif?:g:s:: :: : ::::::·.....::::::::: ;;~: .. org.apache.cordova.file-system-roots

: jest

~~;:i:.a:d::~~:;;;;~:'~ii~~~:n~~~:~::~~~;:J~;~~r~:.r~z¥e:%jxP.~;~::~~x;i~¥~h.::1~ici~;~~:'

::'. : Dodatkowy

dost~p

do niekt6rych systemowych zasob6w dyskowych, takich jak

•~~.rt.a...s.o,....~.~t~!?~!..~.~.~~~...i...~a.t¥...s¥.st~rr1 ..P.li.k.ov;......................................................

org.apache.cordova. file-transler

Zestaw funkcji umozliwiaj11cy przesytanie przez Internet/Ethernet plik6w na ze!"'.n.~trz.ne.. s.e.r..,,.ery_J.P..o~i~ra.~ie...i.c ~ .. d,() ..~Yb~anx~h ka.ta.1()9.6.!"'. ..,, _urz~~z.eniu 1()r~:a.P.ac~~:c.ordova.:~~(Jlo,ca.tio,~ ...................!jest .......... :: ~?s.1~P. d.o. ko?rdx~a.t6.!"'. ..~a...,,i~ a.~ii _ satelitarnej~ .. "ll:..z ..,,,b ud_o v;a.~~Q(J(Jd~iornika.. -~PS :) !org.apache.cordova.globalization :. jest ! Przydatny zestaw funkcji utatwiaj11cych spos6b prezentacji informacji, zgodnie · • ze standardami i zwyczajami obowi11zuj11cymi w kraju uzytkownika i~'~i~;;;··j~~k'~ji''j;~~~~i~j~-cy··~·~·· ~yk~;~y;i~~·i~··~··~pii'k~~ii···~~;:;~·~1;~~y~·h·· ~i;~~··1~i~;:··· · 1 org.apache.cordova.inappbrowser netowych, 09raniczaj4cy ich uprawnienia. Cordova pozwala standardowo na prezen- j tacje w aplikacji dowolnych stron internetowych, ale dopiero uzycie tego pluginu · ............................ .... . ()d,ci na. ..i".1...d.o,st.~p..~?..~a.~?~~~ ..ar.li ka.cji..i.. s.nia.~o,nu......................................................~ : °.~~:a. P.a.c~~:'.o.~d.?.~a.:lll~~.i.a....::::::::::.::::::::::::::: ~~t.............: ~e.sta.~ ..~~.~~.cj_ i..~.~.?.i!i~i.aj~~...~3.9 ryv;a.~ie...i...o~t.V.3.!.z~.~i.~...d.~~i·~-~~................... ! org.apache.cordova.media-capture ! jest • Dost~p do r6Znych funkcji zwi4za nych z rejestracjq obraz6w, dzwi~k6w i nag ran "I .................... • wi.d.e.o................................. .................................... ...................~ °.~~ a.P.ac~~:co.rd.o.~a.:~~~o.r~~i.n.to.r~a.ti.o.n.......; j.e.st ...........; ~?S.t~P...d.o...i.~~o.~~.~.ci_i ..°...~ta.~ i~ ..Pol.~cz.e Ii.. ~°.rriO.rko.v;xc.~...i...V-'.i:.Fi...ur.~~d.~.e~!3.... ...........~ : o,~~:a.P.a.c~~:c.o.~d.?.~a.:P.l~Qin.:s?ftk~y~o,a.~d........: b.~ak F.u.~.kcJ.a.. P..o.~a.zx~a.~.i.a...kla,!"'.i.a.t.u ~¥.. e.k ~3.~()~ej:...tY.1.k(J ..d.~~...~~d.~o,id.a..................... o,r~:a.P.ach~:cordova.:s_pe_e ~h.sp~~chsynth_es_i_s _! brak ; ~bslu9a ..syst_elll?!"'.e~o. sy~te_za.t?r3. .. lll?1NY... 1°.~~:a. P.ach~:~.?.~d.?.~~:~.P.'.~.~ h.~.~ ~~~." ............... j.~.~t.............. F.~.~.k~J.:...~.~?z.li.v;ia.j~~~.. P.°.~~.~Y\f'/.~.~i~ .. i.. U.~~r.':'.~.~ i~ ..~k.r.~.~.~.. P..?~!!a. !~~.~.?...~.P.l i~a ~ji ...

i

! !

!

:

org.apac~~:'.o.rd·o·v~:s.ta.tu.s~~r········· ..............: j.e.st.............. ~.~~~~~a.U.~;~~.~e~;t.. (~~.k~~ani e, ukrywanie:..~ty.t...k~l~r)..~y.st~~·o·~-e~·o · paska

.. ..

i org.apache.cordova.vibration ·~··

! jest

nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

.... )

.J

; Obsluga wibracji urz4dzenia

:t ·· ~~~~ ·-----------

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 3; 201 s

e elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

111


Tabela 2. W brane ciekawe lu in do Cordov kt6re mo b c rz datne dla elektronik6w : Nazwa pluginu ' PhoneGap : Opis . Build ' ····: li·; af ··· ········: zes!a-;;,··tu·.;"kcji"iinioi:ii-;;,iiil~cycli···a"li·siii9~ ··~iiii;~;,K 1Y·ri·o-;;,yc·i1 ·ci1-a··s\tsiemu··iiia.ckii;:;;;; . ; V>J. ty111 ()~sl.ugUlal'li~t~ry ~~ra.~()v;ej . .. . . .. . . . . . . . .. . .. . . com:ciiari0i5iilliiions:nic.ii1u9iri 'jest :obsluga NFC (zapis i odczyt znacznik6w oraz przesylanie wiadomosci). Tylko dla Androi. ............: d.~1.. ~in.d ()V>JS ..~.h<Jn.e.. ~ .()f~z...B.1.~.ck~.er!Y...1.9 ..i.. B.1.a.c~~.er.r.Y...1.. ..................................................... com:eifrici:co.rcfo.va:piugin.rfidsca;;;;e·; ·'jesi :ciekawy plugin. umoiliwiajqcy obsluge skaner6w RFID firmy MTI. pracujqcych w zakresie ............:~.W:..~V>/~9~!..'.'.'ftyg~i!..r.!~..i.~.~!..9.<l~!.~P..~~..V>l.•<lf!~j~!nY.i:i:i...!~.P().W.()!!~lll...~()!9.<lY.Y........................ !jest !Alternatywny plugin do obstugi Bluetootha. Pracuje tylko i wyt~cznie z Bluetooth Low j Energy i ma inny zestaw funkcji i moiliwosci, nii popularny com.megster.cordova. : bluetoothserial com:gciog le.cordova.admoli ...............:li;af.. ·: 1.iieiiejs.. umotiiwiaj~cy ..p;osie .wy~wi eiiani·;. .·;;.kia m..Googie.i".sieci..iiiiMoii.. w..ajiiikacfi.. .. ; lll()~ilneL Prostyspos9.~ .n~ .z~r.o~i~nie. na be~pWn.ej~plikacji . .. . . .. . . . .... .... ...... ........• com.google.playservices ' brak !Obsluga sklepu GooglePlay, np. celem instalacji aplikacji potrzebnych do dziatania two........: r.?<ln~9()..P.f()9 f~!!!~: ..Q.~?Yl'.'!~.~!~1...t.Y!.~() ..9.!?...!'\n9.rn!9.L ................................................................ 'jest ' Bardziej rozbudowana obsfuga klawiatury ekranowej nii w standardowym pluginie org. .... ...... ........... : ~P.~~.~.~..~9.r~<l~?...P.1.y9_in,.~9.l!~~.Y.~.9.~r.~,.. P.?!~!?...r.?...!'\n9.!<l!~.?!~..! .. n?.. .i.9.~ ........................................ c0.iii1~~0.~ii~.P.lu9:in.s.:;~s. : : : brak ........: J.e.d~n..z.. .E>l.u9.i.~.6.V>J.. ~<l.. ()~~.t.u9.i_ ..~.M.~9.1'.' ................................................................................... com.megster.cordova.ble !jest :Alternatywny plugin do obstugi Bluetootha. Pracuje tylko i wyt~cznie z Bluetooth Low ...: En~rgy . ........................... . ..................... com.megster.cordova.bluetoothserial !jest :Jeden z bardziej popularnych plugin6w, stworzonych w celu umoiliwienia obstugi kla' sycznego Bluetooth (w przypadku Androida) i Bluetooth Low Energy (w przypadku iOS). ............................................ ..,,,,,,,... : ~~P.r<li~~.\9.l'/.~.QY.. V>l ••~.~!~ ..~()lll.Y.Q.i.~~~j!...YfH9.?.~.Qj~ .. !!!()~i),Q.~9().. ~.Ar~.Y!n<l: ................................... ~()lll.,i:i:i.~9.~ms<Jr~<J~i!,r!~yin<J..... .:j~~.t ............: ~~n~sj!! ..9.9...l'l.Y.~rYl'.'i!~.i.~..!.. !~g~n!L~!u...~f~~!n() .. P.!~~.~ .. ~!~~\()()\h .......................................... com.phonegap.plugins.barcode!jest j Bardzo przydatny plugin umoiliwiajqcy skanowanie (a nawet tworzenie) kod6w kreskowych 9

·To:·······

~~i!::~ra~e9aii:jjiii9iii5.lacebaokcon:··:jesi····· · · ······j6f,i~~ni1~;;~~~e~~~ri~u~~~i;1r~nr~~o~ad.;~iuz;~e[;.;;~1ir:6~t:m ~ii9:rit~~jni~~ ir:ti.~ia·

nect

:Facebookowe

com.pushwoosh.plugins.pushwoosh !jest

!Alternatywny plugin do obstugi powiadomien push. w tym r6wniez do wysytania ich.

~~iii;P.h9.ii~9~P:iii~9iiis:.P.:uihPi~9:in.::::::j~S.i :::::::::::::9.~~!~ii~j~~!~ia.iiii :P.!.~Y.~:6:9~~i~~6::P.:9~!~~0.iii!~~:::~P.:~::ii:~ih::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

coffi:ianiidiising.b1uetooth1e ···············:jesi ·········<it1~%a7~~~;/!~~~i~n!~.o..iih'5iii9i..iiiti·;.1tiii'ii1;1:··Praciife··1;,ii<ii··1··w:~~ciiiie ..i ..iiiueioiiiii''i:ow·······

~~e;f:·~;n~~1iXi~}4~.s~~cii~:r~~1~··:~g~:;~~;~· n~~ ~;;~~~~;~er/°s~~:~~~e~~~~~~~' ······· 1

com.rjfun.cordova.httpd···· ···· ··············:jesi··· ······· ··: :Android lub iOS. Przydatny przy realizowaniu komunikacji przez siec, w kt6rej to smartjfon odpowiada na zqdania innego urzqdzenia oraz do realizacji komunikacji pomi~dzy .......: r.o.inY.llli...apli~asja.111i ..d.zi~taj<J.C~lll.i.. .n.a.. ur.z~~z_e.ni~.. lll<l~iln.Ylll................................................... ojest com:ioffivi.ieiickeiioiiC:CiiiioV'a. ·· ' Zmodyfikowany plugin com.megster.cordova.bluetoothserial, tak by obstugiwat tei moibluetoothserial ! liwost inicjacji komunikacji Bluetooth ze starony urzqdzenia sterowanego, a nie tylko :z telefonu. Niekt6re funkcje pluginu wzorcowego mogq nie bye obstugiwane. Uwaga!

(c;;Cioiia·;Ciiiin·o·························· ··········:brak ···········i~i~~~~··~ii<~~·~h~%i\:£·~·a·V>1u~i~ile!i;·ri~it~fai~~;;"k~~i~~~cfi ..i ..ii£\tcie·n;··iiii'e iie)su········ iszeregowego poprzez USB. Wtyczka ta nie znajduje si~ w bazach projektu Cordova. ............: ~.()st.~P.n.~ ..i~.st.I.~.~.re.~.u:...~t!p.s:!lgi!b~R:~o.111/~~.~ig.n~r.d/~()l~()Xa.r~.U.i.~.o..9i.t.......................... 0jest 00bstuga powiadomien systemowych, ay to w obszarze powiadomien, wyswietlanie cie:appplant.cordova.plugin.local-notification jokienek dialogowych, prezentacja dodatkowych etykietek na g16wnej ikonce aplikacji ay ... ..... ..... ..... ..... .... ..... ........................... ............... ;ch()(b'f..()~tv.;!!rza.nie.. ~i.v;i~~U.: .. [)~ia.t.a . r.6V>J.ni~i,..9dy..~P.li~cja .ie~t.. u.r~ch.o.111i.o n~ .V>l ..tle. .......... org.chromium.storage : brak : Dost~p do pami~ci urzqdzenia, synchronizowanej automatyanie za pomoc~ ustugi Google ...:c.h.r.o.i:i:i.e...sY.n.~................................................................................................................................ !brak : Bardzo zaawansowana biblioteka umozliwiajqca obslug~ map google w aplikacji. Tylko ' dla Androida i iOS ..... : b.ra.k.::::: ::::::: fo~a~:j~:.;:i<c{ ~i~i~iaJicY.¥:~Y.5Y.i~iii:e: :~~~a.~:··fii'i'f>..................::·:::::::::::::::·::::::······················ .:j~~.L ........ )eden.. z...Plu9in6w. do obslu9•..i.""' ' S~M~S~6~ .w-·"-=··,,.,.=· smartfonu. W tym celu tw6rcy Cordovy wprowadzili mechanizm plugin6w - wtyczek, kt6re pozwa]ajq na latwe rozszerzenie zestawu funkcji platformy bez zbytniego rozhudowywania jej rdzenia. Dzi~ki wtyczkom osoby, kt6re nie potrzebujq np. obslugi odbiornika GPS czy wibracji, mog4 kompilowac programy pozbawione zb~dnego dla nich kodu, a w razie, gdy zajdzie polrzeba rozbudowy aplikacji, dodanie nowych funkcji nie b~dzie problemem.

Pluginy

-

W momencie powstawania tego artykulu liczba oficjalnie doslQJ>nych plugin6w Cordovy pri.ek:raczala 680. Niekt6re z nich zostaly opracowane przez san1ych tw6rc6w platformy i sq zaliczane do plugin6w podstawowych. Zostaly one wymienione w tabeli 1 i obejmuj4 przede wszyslkim obstugQ

uniwersalnych funkcji sprz~towych, takich jak: nawigacja satelitarna, akcelerometr, powiadomienia, kamera itp. Oficjalne pluginy Cordovy lo zarazem w wiQkszosci wtyczki obslugiwane przez PhoneGap Build w wersji bezptatnej, o czym wspominalismy w poprzedniej CZ'lsci 1..-ursu. Wtyczki stwor7.0ne pr/,ez niezaleznych lw6rc6w. w duzej mierze sluiq uproszczeniu irnplementacji niekt6rych dodalkowych funkcji. Zawierajq gotowe schematy graficzne i mechanizmy prezenlowania informacji w spos6b lypowy dla W7..fldzen mobilnych lub ulatwiai'l dost~p do niekt6rych serwis6w inlernetowych, takich jak np. Google Maps czy Facebook. Warto lez zwr6ci6 uwag~ na pluginy ulatwiajqce tworzenie aplikacji o wyglqdzie natywnym dla poszczeg6lnych platform mobilnych, lakich jak np. Blackberry, czy um0Zliwiai<1ce komun ikacj~ za pomocq allernalywnych interfejs6w. W labeli 2 zebraliSmy ciekawe pluginy, kt6re mog'l przydac si~ elektronikom. Kompletny zestaw wtyczek CordoV)' mozna znale;i.6 pod adresem http://plugins.cordovu.io/, a pluginywspierane przcz bezplatrn\ wersj~ ustugi PhoneGap

eWycnJ ~ i eEC~RclJrdt::ooicN.ai!rdo!tO (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone w,ttqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


·········································1

Listing 1 . DomySlna zawartoSC pliku ind ex . html

<html> <head> <meta cha r set• " utf-8" />

<met a name=" format- detection" con t en t =" telephone=no" /> <met a name="rnsappl icati on- t ap- highlight" content=" no" /> < ! -- WARNING : for iOS 7 , remove the width=device- width and height=device- height attributes . See https : I I issues. apache . org/ j ira/browse/CB- 4 323 --> <meta name • " v i ewport" content• "uset:-scalable• no , i n i tial-scale• l , maximum-scale• l , mini rnu rn-scale•l , width=device- widt h , height=devi ce- height , target - densi tydpi=device- dpi" I> <link rel= "stylesheet" type=" text/css" href=" css/index . css " /> < t i tle>Hello world</ti tle> </head> <body> <DIV s t yl e=" width : 80%; height : 100%; margin : auto ; paddi ng- t op : l20px" > <H2 style=" t ext- align : cent er; rnax- width : l 00%;margin : aut o ; font - size : xx- large ; ">Kurs

programowania aplikacji mobilnych dla elektronik6w</H2> < i mg style• " margi n-left : 0 %; wi dth : 1 00%; " src• "img/ep logo . jpg" /> <d i v i d= "devi ceready" class="b l ink" style=" marg i n : au t o ; text- a fi gn : center ; widt h : 70 %; margin-

top : 50px;" >

<p class="event listening">Connecting to Device</p> <p class • "event recei ved">Device is Ready</p> </di v>

</di v> <script type=" text/javascript " src= "cordova . js" ></script> <script t ype=" text/j avascript " src = u j s I index . js"></script > </body> </html >

Build sq wym ienione na stronie pod adresem https:/lbuild. p/Joncgap.com/plugins. Uwaga - zdarzajq si~ wtyczki, kt6re doslllpne Sq ze stron PhoneGapa, a nie ma ich w repozylorium Cordovy. Moina lez samodzielnie tworzyc wlasne wlyczki, a nawet udosl~pniac je w ramach repozytori6w Cordovy. Zdecydowana willkszosc wtyczek ma dosyc rozbudawane opisy dzialania i sposobu korzyslania z funkcji w aplikacjach. Pluginy przygotowane przez tw6rc6w Cordovy Sq szczeg6ln ie dokladnie opisane i uzywanie z nich nic powinno sprawiac problemu. My nalomiasl pokazemy najpierw, jak takie wtyczki instalowac.

lnstalowanie pluginow

:

Poczqwszy od Cordovy w wersji 3.0, standardowa instalacja, kt6rq przeprowadzilismy, nie zawiera zadnych wtyczek i trzeba je dodac samadzielnie. W tym celu z linii poleceil., z katalogu naszej aplikacji (dla przypomnienia, w naszym wypadku jest lo c:\kursEP\hello\) wydajemy polecenie: cordova plugin add <nazwa pluginu > Spowoduje to aulomatyczne pobranie najnowszej wersji wybranego pluginu i jego zainstalowanie na potrzeby naszej aplikacji, dla zainstalowanych wszyslkich platform docelowych. Katalog z wtyczkq pojawi sill w podkatalogu plugins naszej aplikacji, a do pliku konfiguracji zainstalowanej platformy, r6wniez w podkatalogu plugins, dopisana zostanie linia deklaruj<ica ufycie zainstalowanej wlyczki. My wybraliSmy pl ugin org.apache.cordova.device, kt6ry w mamencie tworzenia kursu byl ofcrowany w wersji 0.2.13. Gdybysmy chcieli wymusic pobranie ak-11ral lej wersji wlyczki, musielibysmy napisac np.: cordova plugin add org.apache.cordova. device@0.2.13 Z poziomu linii poleceli mozemy tez wyszukiwac pluginy dost~pne w repozytorium Cordovy, uzywajqc polecenia: cordova plugin search < fragment nazwy pluginu > przeglqdac zainslalowane pluginy: cordova plugin list czy le:i: usuwac je z da nej aplikacji: cordova plugin remove <nazwa pluginu > W przypadku wtyczek niedoslllpnych w oficjalnym repozylorium Cordovy, mozemy pobrac je z.a pomoc<j Lego samego polcccnia, ze znanego nam repozytorium Gil

nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

cordova add <url repozytorium > luh z katalogu z dysku cordova add <nazwa katalogu z pluginem> Bardziej zaawansowane opcje instalacji plugin6w, lakie jak ich konfigurowanie pod kqlem wybranych platform, mozna ustawic za pomocq polecenia plugman, kl6rego nie b~dziemy leraz opisywac.

Oglc1damy kod Czas na wlasnor~czne napisanie pierwszego kodu. W tym cel u zobaczmy, jak wyglqda automatyczn ie 'Nygenerowany kod naszej aplikacji, kt6rq stworzylismy w poprzed.niej czllsci kursu. Plik index.html zostal pokazany na listingu 1. Jedyn e, cow nim zmienilismy, to tresc nagl6wka H2 oraz pojawiajqce sill logo. Nowy plik z logo wrzucilismy do podkatalogu img katalogu www naszej aplikacji. Warto zaznaczyc, i.e w znacznikach < !--- --> umieszcza sill komentarze. Pod koniec sekcji HEAD znajduje si~ odniesienie do pliku index.css z podkatalogu css, z kt6rego ladowane sq style opisujqce wygl'ld element6w w aplikacji. Na razie nie b~dziemy sill nimi zajmowac. Zwr6cmy natomiasl uwagll na linie: <scrip t type;"text/javascript " src=" c o r dova . js" ></script>

<scri p t t ype;" text /j a vasc rip t " s r c;" j s/i nde x . j s " ></script> Polecenia w nich zawarte powoduj11 zaladowanie skrypt6w JavaScript z plik6w. Pierwszy z nich nie istnieje w naszej podstawowej slruklurze katalogowej i jest dodawany dopiero w mamencic budowania aplikacji na potrzeby konkretnej platformy docelowej. Zawiera polecenia syslemowe Cordovy i nie b~dziemy go modyfikowac. Drugi natomiasl zawiera in teresujqce nas funkcje, wlasciwe dla tej, konkretnej aplikacji. To, ze oba pliki zostaly tak po proslu zaczytane deklaracj<j <SCRIPT> sprawia, Ze zoslanci one aulomatycznie uruchomione

wraz ze startem aplikacji. Kod pliku index.js zoslal pokazany na listingu 2 . JavaScript jest i<izykiem bardzo podobnym w notacji do illzyka C; jest prostszy i obsluguje obiekty. Linie kome ntarzy sq pop rzedzane albo podw6jnymi ukos nikami, albo umieszczane w ukosnikach z gwiazdkami. Kod znajdujqcy sill w pliku jest wykonywany automatycznie w momencie jego zaladowania. W przypadku pliku indcx.js wykonywana jest najpierw deklaracja zmiennej

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 3;201 s

e elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

113


Listing 2 . Pocz~tkowa zawartoSC pliku index . js var app = { I I Appl icati on Constructor initia l ize : func t ion( ) { thi s . bindEvents () ; ).

I I Bind Event Listeners II II Bind any events that are required on startup . Common events are : I I ' load', ' deviceready ' , ' offline ' , a nd ' online ' . b i ndEvents : func t ion ( ) { docume n t . addEventListener (' device ready' , this . onDeviceReady, fa l se) ; ).

II devi ceready Event Handler II I I The scope of ' this ' is the event . In order t o cal l the ' receivedEven t ' II fu nction , we must exp licitl y call ' app . recei vedEvent( . . ) · ' onDeviceReady : fu nc t ion () { app . receivedEvent (' devi ceready ' ) ; ).

I I Update DOM on a Received Event receivedEvent : fu nction( id ) { var p arentElement = document . getElementByld (id) ; var listenin gEleme nt = parentElement . querySelector( ' . l isten ing ' ) ; va r receivedElement = parentElement . querySelector( ' . recei ved ' ) ; l isteningElement . setAtt ribu te ( ' style ' , ' d ispla y : none ;' ) ; recei vedEleme nt . setAttr i b ute ( ' style' , ' display : block;' ) ; console . log ( ' Recei ved Event : , + id) ; J; app . initia l ize( );

(obieklu) app, a naslQpnie urucha miane jest polecenie initialize(), bQ<l'lce funkcjq obieklu app. Slandardowy przebieg inicjalizacji aplikacji rozpoczyna siQ od przypisania funkcji, do pojawiaj'lcych siQ zdarze6, w ramach funkc ji app.bindEvenls(). Domyslnie tworzone jest przypisanie zdarzenia deviceready, kt6rego wyslqpienie oznacza, ze aplikacja jest uruchomiona i urzqdzenie jest gotowe do dalszcj pracy. Przypisanie tworzone jest z uzyciem funkcji document.addEvent Listener(), tak by wywolac funkcj(/ app.onDeviceReady(). Ta natomiast wywoluje funkcjQ app.receivedEvent(), kt6ra tworzy zntienne, zawieraj<1ce odno5niki do znajdujqcych si(/ w plil.0.1 index.html obiekt6w CSS-owych klas listening, reveiced i do warstwy o identyfikatorze deviceready. Nas t(/pnie, w tej samej funkcji, domyslnie widoczny napis ,,Connecting to Device" jest ukrywany, a w jego miejscu pojawia si~ dol'ld niewidoczny (dziqki stylom CSS z pliku index.css) napis ,,Device is Ready". W koncu do konsoli systemowej przekazywana jest informacja o zaistnialym zdarzen iu.

my na wyswiellaczu widzimy juz podstawowy ekran programu. Gdy ladowanie siq skonczy, wyslqpuje zdarzenie deviceready, kt6re obslugujemy przypisarn1 do niego fu nkcjq. W podobny spos6b bfldziemy przypisywac funkcje do wykonania w momencie zakonczenia dzialania (z sukcesem lub z blqdem - w zaleznosci od potrzeb) innych, uruchamianych przez nas operacji. Niestely, czasem mozna zapomniec o Lej specyfice )avaScriptu, co moze prowadzic do trudnych do odnalezienia blqd6w. Nalezy te:i pami(/tac, :ie w przypadku polecenia cordova build, kompilalor wcale nie sprawdza wlasciwego, javascriptowego kodu aplikacji. jest on umieszczany w gotowym pliku APK, bez jakiejkolwiek walidacji i dopiero przy wlqczeniu aplikacji mozc okazac si~, ze W kodzie Slj jakies liter6wki. Diatego dla przyspieszenia programowania, warto uruchomic sobie przegl<1darkq inlernelow'l na kompulerze i przed budow'l pliku APK otwierat w niej plik index.html tworzonej aplikacji. Zagl<1dajqc do okna konsoli JavaScriptu w przeglqdarce mo:i.na zobaczyc, czy interpreter kodu nie zwr6cil :Zadnego blqdu, a wiqc czy skladnia jest formalnie poprawna.

Programowanie zdarzeniowe Tak zawila in icjalizacja nie jest konieczna, ale wynika z zalecanego stylu programowania i nie bqdziemy jej zntieniac, a jedynie rozbudowywac. Warto natomiast zauwa:iyc, :ie programowanie w JavaScripcie, a wiqc caly kod wykonywalny, kt6ry bQdziemy tworzyc, opiera siQ o zdarzenia. Co wazne, wiele z funkcji bf/dzie pracowa·lo asynchronicznie, co nie gwaranluje, :ie wykonajft siq w sekwencji po sable, tak jak sq napisane. Wszystko zalezy od skladni i sposobu ich wywolywania. W przypadku przypisan zmiennych i proslych operacji matema tycznych nie lrzeba miec obaw, :le kolejne linie kodu wykonai'I si'l w innej kolejno§ci. Syluacja wygl<1da jednak inaczej, gdy w jednej linijce np. siflgamy po dane z jakiejs bazy, a w drugiej chcemy z nich skorzyslac. Pohieranie danych moze zakoilczyc siq p6:Zniej, niz rozpocznie siq wykonywanie drugiej li nii kodu, co ma pewne zalety, ale ulrudnia programowanie. Zalelq jest fakl, ze wywolywanie takich funkcji nie blokuje interfejsu ani pracy programu. W naszym przypadku ladujqca siq aplikacja wy konuje wszystkic potrzebne operacje w czasie, gdy

Komunikacja internetowa i ethernetowa Programowanie zaczniemy od komunikacji przez protok61 TCP/IP. Korzysciq z faktu, :i.e aplikacja jest uruchamiana na urzqdzeniu z pelnym systemem mobilnym jest to, :ie nie musimy si(/ martwic o konfiguracj(/ standardowych inlerfejs6w sieciowych, an i o wyb6r pol<1czenia. Z pu nktu widzenia programisly, do naszej dyspozycji (nawet bez instalacji jakichkolwiek plugin6w), dostqpne jest wszyslko to, co oferuje dzialajqca przegh1darka inlernelowa. Oznacza lo, ze system samodzielnie przekieruje nasze Z<1dania do odpowiednich interfejs6w, w zaleznosci od num er6w IP, do kt6rych bQdziemy si'l odwolywac. Domyslnie w zdecydowanej wiqkszosci urzqdzen, jesli dostqpna b'ldzie siec Wi-Fi, ruch b'ldzie kierowany przez niq, a jesli nie - przez siec kom6rkowq, niezaleznie od Lego czy pracuje ona w lrybie 2G, 3G czy 4G. Na poczqtek po prostu zaladujmy jak11s stronq internetowfl, gdy tylko aplikacja siQ w pelni uruchomi i urz<1dzenie b~dzie gotowe do pracy. W Lym celu, w pliku index.js

eWycnJ ~ i eEC~RclJM:ooicN.ai!rd..o!tO (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone w,ttqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


tworzymy funkcjQ app.openWebsite(), kt6ra za pomoc& polecenia location.replace[] przckierowuje nas na wybran'I stronQ internelow'I. Ponadto modyfikujemy funkcjQ app.onOeviceReady(), tak by uzyskac kod jak na listingu 3. Uruchomienie tej aplikacji (po uprzednim skompilowaniu jej Z uzyciem polecenia Cordova build) powoduje wyswietlenie strony internetowej Elektroniki Praktycznej na ekranie telefonu lub symulatora (rysunek 1). To teoretycznie nic specjalnego, gdyz IQ sam& operacjQ moglibysmy wykonac za pomoc& przegl&darki internetowej, ale warlo zauwazyc, ze w oknie nie mamy paska adresu, ani nie mozemy korzystac z :i:adnych gest6w (choc to zalezy od ustawien). Mozemy siQ jedynie poruszac po stronie i korzystac ze znajduj&cych si~ na niej link6w, kt6re nadal b~d& otwieraly siQ w oknie aplikacji. Przypomina to dzialanie przegl&darki internetowej w trybie kiosk, kt6ry stosowany jest czasem tam. gdzie trzeba ograniczyc uzytkownikom dostQp do nieautoryzowanych stron. Zal6zmy teraz, ze za pomOC'! telefonu kom6rkowego chcemy sterowac ruchem automatycznej bramy. Przyjmijmy, ze jej sterownik jest podl&czony do sieci lokalnej i ma prosty interfejs webowy z dwoma przyciskam i. Moiemy go wywolac za pomoc<1 przegl<tdarki internetowej, albo stworzyc aplikacj'l. kt6ra zaraz po uruchomieniu zaladu je tresc tej strony. W tym celu podmieniamy adres strony EP z listingu 3 na adres interfejsu webowego slerownika napQdU bramy, uzyskuj<tC liniQ np.: lo ca t i on . re place ( ' http : / / 192 . 16 8 . 0 . 6/

-;; .•1 q· 0

ti'

06 0 5

x Oowiedz si~ wi~ej

~I ~1 ~-r~ •) ~~

.f1~Df~~-- M i~dzynarodowy magazyn

elektronik6w konstruktor6w

Projekty

Sprz•t

Podzespoly

Kursy Tutoriale

Virleo tutoria e

b r ama . p hp ' ) ;

Po uruchomieniu takicj aplikacji, na ckranic pojawia siQ interfejs webowy, kt6rego fragment przedstawiono na rysunku 2. Trudno oczekiwac, ze interfejs www bQdzie zoptymalizowany pod k4tem aplikacji mobilnej, dlatego skorzystamy z innej funkcji naszego sterownika bramy. Przyjmijmy, ze pozwala on na otwieranie i zamykanie bramy poprzez wyslanie odpowiedniej wartosci parametru ,,akcja" na adres interfejsu WWW slerownika. DostQpne wartosci to: ,,otworz" i ,,zamknij" oraz ,,stan" z czego la trzecia pozwala dowiedziec sifl, czy brama jest aktualnie otwarta czy zamkniQta.

AJAX Parametry wywolan http mozna przekazywac tzw. metod<1 GET, kt6ra polega na tym. ze na koncu adresu serwera, po znaku zapytania, dokleja si ~ list~ nazw parametr6w z ich wartosciami (ze znakiem r6wnosci pomi~dzy kazdym parametrem a wartosciaj, oddzielnych od siebie pojedynczymi znakami &. W naszym przypadln1, aby otworzyc bram~. musiclibysmy wywolac adres http : l/1 92 . 168. 0 . 6/ brama. p hp &akcj a =otworz Nie b~dziemy jednak w Lym celu uzywac polecenia location.replace(), gdyz w faden spos6b nie poprawiloby to naszej sytuacji, nawet jesli serwer, po otrzymaniu para metru akcji, wyswietlalby nieco inny interfejs uzytkownika. Zamiasl lego skorzystamy z wywolania asynchronicznego AJAX (Asynchronous JavaScript and ,,,,,,, ,,,

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

: Listing 3. Zmodyfikowane linie pliku index. js, ~ tak by apli kacja ladowala stron~ ~ http : //ep . com.pl

j o nDev iceReady: funct ion {) ·

app . o p e nWe b s ite () ;

: ),

:

j ope nWebs i t e : f unc tion ( ) ; location . r epl ace( ' http : / / ep . com. pl'I ;

LL:-·- ·-·- - - -··- ··

nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

i l

fbkosc, mniej klikniQc Rysunek 1. Uruchomiona aplikacja, laduj<jca stronll http://ep.com.pl XML]. Na cate wywolanie AJAX sl<ladajq si~ trzy tcchniki: obiekt XHR (XMLHttpRequesl), jQzyk JavaScript i zwi<1zana z formatem otrzymywanych danych, kt6rym - m imo nazwy, wcale nie b~dzie XML. Obiekt XHR jest juz zaimplementowany w przeghtdarkach internetowych, a wiQc w praktyce i w naszej aplikacji. Moglibysmy wiQc po prostu wywolac polecenia: v a r xml = n e w XMLHttpReq uest ( ) ; x ml . open( . GET", . htt p : // 1 92 . 168 . 0 . 6/brama . p hp&akc j a =o t wor z ", true); x ml . send() ;

i w ten spos6b spowodowac otwarcie bramy. Poniewaz jednak b~dziemy polrzebowali wykonywac bardziej zaawansowane operacje, skorzystamy z bardzo pomocnej i popularnej, choc niemalej biblioteki jQuery. Zawiera ona szereg funkcji znacz<1co ulatwiaj<1cych manipulacje na obiektach na stronach internetowych, co przyda nam siQ w trakcie budowy aplikacji. jQuery mozna pobrac ze strony http://jque1y.com/ down load/. W naszym przypadku pobralismy plik jquery-2.t.3.min .js, kt6ry jest zminimalizowan& wersj11

ti'

'-?>

'f .•1

,,

0 06 25

f J

i

,!

i

J

Rysunek 2. Fragment ekranu urucho mionej aplikacji, ladujijcej interfejs www sterownika bramy

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 3; 201 s

e elektroniczne przeznaczone Wy'tqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

11 s


Listin~--4·_---F~-~~~~t--~ii"k~~--i~d~~-~h-W·,·--~b~-j~;;j'~~~--~~k·~·;·~··aooY , <body>

po

d~d~-i~·-·d;;iych przycisk6w sterowania brama ·····

<DIV<~I~ ~d=~~~;~~:~!~~;~g~~~;~~~£~1~~~n~~~i~~?,~~~~~~~t~~~~7~~:~~align : 1

center; widt.h : 70%; margin - top : SOpx;" >

<p class= "event list.ening">Con necting to Oevice</p> </di~; class= " event recei ved" >Device i s Ready</p>

i

l j

j j

</di v> <scrip t type=" text./javasc r i pt" src=" cordova . j s " ></ scri pt> <scr i p t type=" text./javascri pt " src=" j s/jquery- 2 . 1 . 3 . mi n . js" ></ script>

!

<script type=" text/javascri pt"' src=" js/index. js" ></script>

1

j j

l

~f ~~n ~~~~~=:?,~splay : tabl e ; width : 100%; height : lOOpx ; backgrou nd- co lor : g reen ; font - s i ze : xx- l arge ; text-

f

<di v id=" openButton" styl e=" d i spl ay : tabl e - cell ; vert i cal - al i gn : rniddle ; " >OTW6RZ</di v> </di v> <div id=" closeButton " style=" displ ay : table ; width : 100% ; he i ght : l OOpx ; background- color : red; font- size : xx large ; text - al i gn : center" > <di v style=" di splay : table- cell ; vertical - align : mi ddle ; # >ZAMKN I J </di v> </di v>

:'!..~::.~.:::.._.._._._.......·-···-··-··-·······-·······-······-··- ·-

i ! l !

··- ··- ··-··-····-···-···-··- ··- ··-·-···-·····-···-··- ··-··- ··- ··- ·--·-·-·-·-···-··-·j

jQuery w wersji 2.1.3. Plik umieszczamy w podkatalogu www\js aplikacji i dopisujemy linijkf!: <sc r ipt type~ "text/ javasc ript" j query- 2 . 1 . 3 . rnin . js" ></script>

w pliku index.hml, pomi<idzy linijkami wczytujqcym i biblioleki Cordovy i plik index.js. Mofomy teraz skorzystac z polecenia jQuery.get(), kt6re jest uproszczonq formq wywolania AJAX z paramelrami przekazywanym i metod<i GET. Poniewaz w praktyce biblioleka jQuery bywa uzywana w aplikacjacb webowych bardzo obficie, przyi<ilo sif!, ze standardowo definiowany jest skr6l w postaci znaku $, kt6ry zaslf!puje stowo jQuery w wywolaniach funkc ji. Oznacza lo, :i:e bf!· dziemy u:i:ywac zapisu $.get(). Do konlrolowania bramy stworzymy w naszej apli· kacji dwa du:i:e przyciski, kt6re bf!dq powodowaly wyslanie odpowiednich z11dali AJAXowych do sterownika. Z pliku index.html usuwamy niepotrzebne elementy graficzne i dodajemy linijki z nowymi warstwami, kt6re poslu:i:q nam za zielony i czerwony przycisk sterujqcy. Sekcja BODY pliku index.html wyglqda wledy tak, jak na listingu 4. W pliku index.js dodajemy nowe funkc je: app.assignButtons() i app.sendGateCommand() oraz modyfikujemy funkcjf! app.onDeviceReady(), tak by wywolywala polecenie przypisania dzialafl do przycisk6w, tak jak to zostalo przedstawione na listingu 5. W efekcie, uruchomiona aplikacja wygl11da tak, jak na rysunku 3. Warlo przeanalizowac funkcje assignButtons() i sendGateCommand(). Piern•sza z nich czeka na zaladowanie sif! calego kodu strony z pliku index.html i innych,

kt6rych pobranie wynika z kodu index.html. W tym celu zas tosowano polecenie

$(document).ready() Gdyby nie czekac, moglaby zaistniec sytuacja, w kt6rej przypisanie funkcji do przycisk6w zostanie wykonane, za ni m jeszcze przyciski zostan<1 zaladowane, w efekcie czego przypisanie po prostu by si~ nie udalo. Polecenia, wykonywane po zaladowaniu si<i kompletnej strony umieszczone S<t w nawiasach funkcji ready(). W praktyce umieszcza sif! tam deklaracj~ funkcji do wywolania, wraz z jej tresci<\. W naszym przypadku um ieszczamy dwa polecenia. Pierwsze znajduje w Ire· sci slrony aplikacji obiekt o identyfikatorze openButton i przypisuje do zdarzenia kliknif!cia w ten obiekt funkcjf! wywoluj<tC<\ funkcj~ sendGateCommand() z parametrem ,,otworz". Drugie wykonuje analogicznq opcracjq dla warstwy o identyfikatorze closeBullon, czyli dla naszego duzego. czerwonego przycisku. Polecenie sendGateCommand() bQdzie wiqc wywolywane zawsze, gdy nacisniemy zielony lub czerwony przycisk, tyle :i:e z r6znymi parametrami. W definicji funkcji sendGateCommand() znalazta siq deklaracja zmiennej z adresem, pod kt6ry ma bye wysylane :i:qdanie AJAX oraz samo wywolanie AJAXowe pod podany adres, z paramelrem przekazywanym jako argument funkcji sendGateCommand() i z deklaracjami funkcji, kt6re majq sif! wydarzyc w przypadku sukcesu l ub nie· powodzenia komunikacji ze sterown iki em bramy. Warlo zwr6cic uwagf! na spos6b wywolania polecenia $.get(). Jako pierwszy argument podawany jest adres wywolania,

; Listing 5. Funkcj e do obslugi przycisk6w otwierania i zam.ykania bra.my, l na listingu 4. Warto zauwaiyC , ie w j~zyku JavaScript , lancuchy znak6w : symbolu dodawania 1o n DeviceReady : f unction() { l app . receivedEvent(' deviceready'J; : app . ass i gnButton s() ;

znajduj~cych

l~czy

siv ze

si• w kodzie sob~

za

pomoc~

: J,

1 assignButtons : function () { 1 $ (document) . r eady (fun cti o n

() { $( ' .fopenButton') . click(function()

: !, ':,

})

;

app . sendGateCommand( ,, o t worz");

$ ( ' ticloseButton ' ) . c l ick (fu nct i on()

{

app . sendGateCommand (,, zamknij ") ;

:

) ); JJ ;

: J, ~ sendGa teCommand :

·

var

function (cornma nd) I / /192 . 168 . 0 . 6/brama . php";

adres~ " http :

$ . get ( adres , { akcja : command I ) . done(function( data )

{

alert ( ,, Polecenie ,, + command + ,, przeslane pomySlnie" JJ . e r r or (function ( data ) {

>;

alert( ,. Ni e udalo s i e wysla6 polecenia ,, +command);

JJ ;

eWycnJ 6 ieEC~RclJM:ooicN.ai!rd..o!tO (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone w,ttqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


ti'

'.?>

IC

T .••

I('

08 39

to zabezpieczenie, co mozna zrobic na kilka sposob6w. Mozna np. zadbac o to, by aplikacja miata dostQp do domeny, do kt6rej siQ odwotuje (by byta zadeklarowana, jako wywodzqca siQ z niej). mozna skorzystac z techniki CORS (Cross-Origin Resource Sharing), ale ta wymaga by obslugiwal i'I serwer, do kt6rego siQ odwolujemy oraz mozna zastosowac sztuczkQ opartq na technice JSONP. My za chwilQ zastosujemy lQ oslatni4, ale najpierw rozbudujemy naszq aplikacjQ o obslugQ wspomnianej wczesniej funkcji .,stan" sterownika bramy.

JSON Dodajemy w plil.-u index.html kolejnq warstwQ, kt6ra posluzy jako przycisk do sprawdzania stanu bramy: <div i d =" s t a teButt on" style="display : t able ;width : l 00% ; height : 100px; backgrou nd-color : wh ite; font- s ize:xx - large; textalign : cen ter" > <d iv style="display : tab le-cell ; verticalalign : middle;">STAN</div> </div>

Rozbudowujemy funkcjQ app.assignButtons() o przypisanie odpowiedniej akcji do nowej warstwy, dodajq linijki: $ ( ' #stateButton ' ) . c lick( f unct ion()

{

app .sendGateCommand( ,, stan"); ) );

Rysunek 3. Aplikacja z du:i:ymi przyciskami do sterowania bram<1 a jako drugi, lista przekazywanych, oddzielonych przecinkami parametr6w, podana w nawiasach klamrowych, zlozona z nazw parametru i ich wartosci, oddzielonych od siebie dwukropkiem. Co ciekawe, po funkcji $.gel() nie pojawia SiQ srednik, ale kropka i funkcja $.done(), a naslQpnie $.error(). Wynika to ze specyfiki biblioteki jQuery, kl6ra pozwala na wygodne kolejkowanie odnoszqcych siQ do siebie funkcji. W tym przypadku, taka deklaracja pozwala okreslic, co ma siQ zdarzyc w przypadku pomyslnego ukonczen ia wywolania AJAX GET, a co jesli wywolanie siQ nie uda. My w obu sytuacjach wywolujemy systemowe okienko dialogowe z adekwatnyrn kornunikalern, korzystajqc ze standardowej funkcji alert().

Nalomiast w funkcji app.sendGateCommand(), w sekcji done(), skorzystamy z wczefoiej nieuzywanego parametru data funkcji wywolywanej po pomyslnym uk01\czeniu zqdania $.get(). Zawiera on cat11 tresc odpowiedzi. uzyskanq z serwera. Gdybysmy poleceniem $.get() wywolali po prostu adres bttp://192.168.0.6/ broma.php bez parametr6w, parametr data, dostQpny w sekcji done() zawieralby kod HTML z maiymi przyciskami, wyswietlanymi w ramach in terfejsu www przcz sterownik bramy (takiego jak na rysnnku 2). Nasz sterownik zachowuje siQjednak zupelnie inaczej, gdy na adres http:/1192.168.0.6/bromo.php przeka:Ze mu siQ parametr .,akcja", a mianowicie, gdy warlosciq tego parametru bQdzie wyraz ,.stan". wtedy w odpowiedzi otrzymamy informacj(l o aktualnyrn stanie bramy. Co wiQcej, nasz sterownik zwraca informacjQ o stanie w formacie JSON, co siQdobrze sklada, bo to bardzo wygodny format do przetwarzania danych za pomocq jQzyka JavaScript. )SON pozwala przekazywac obiekty zawierajqce zntienne w formacie: { "nazwa pierwszej zmiennej ": "warto§6 pie rwsz ej zmi ennej", "na zwa drugiej

zmiennej ": "wartoA6 drugiej zmiennej ")

Ograniczenia domenowe

:

W tym momencie wypada siQ zastanowic, dlaczego wywolanie AJAX GET mogloby siQ nie udac. Oczywistymi przyczynarni bQdzie bl11d w kornunikacji, niedostQpnosc sieci lub brak odpowiedzi ze slrony serwera. To jednak nie wszystko. Standardowo w wielu przeglqda rkach intern etowych irnplernenlowane jest zabezpieczenie, uniemozliwiajqce wywolywanic zapytan )avaScriptowych, kierowanych pod adresy w innej dornenie, niz strona internelowa, na kt6rej znajdujq siQ uruchomionc skryply. To, czy w naszej aplikacji zqdanie zos tanie zablokowane, bQdzie zale:i:alo od systern u rnobilnego, na kl6ryrn urucharniarny aplikacjQ. Na wszelki wypadck warto wiQC postarac siq ominqc

nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

Liczba tak przekazywanych zrniennych jest nieograniczona, a ponadto zmiennymi mogq bye kolejnc obiekty JSON, co prowadzi do powstawania zagniezdionej slruklury z wielorna nawiasarni. Tworzenie i dekodowanie obiekt6w w formacie JSON jest latwe, zar6wno z poziomu JavaScriptu, jak i innych jQzyk6w, takich jak np. PHP, Java, C, C+ + , Python czy Ruby. Ponadto, korzystaj11c z biblioteki jQuery, mozemy uzyc polecenia $.get)SON() zmiast $.get(), dziQki czemu parametr data, kt6ry b~dzie doslQpny w sekcji done() bQdzie juz przetworzonym obiektem )avaScriptowym, a nie lylko ciqgiem znak6w w formacie )SON. Warto dodac, ze funkcja $.getJSON() dodatkowo sprawdza, czy obiekt JSON jest poprawnie skonstruowany i jesli nie jest - konczy siq

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 3;201 s

e elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

11 1


-- --------·------·------·--··-·--- ·-··

: Listing 6 . Zmodyfikowana funkcja. sendGateCommand, umoZliwiajia.ca. odczyt stanu bramy funkcjl!\

·- ··· ··-

· ·

! $ . getJSON()

!

S . getJSON ( adres ,

:

! l

{ akcj a : command ) )

. done(function( data) {

1 1

var response = ,,Polecenie ,, + command + ,, przeslane pomy.§ l nie '' if ( ' stan ' i n data ) response+=" . Stan bramy to : ,,+data . stan ; aler t ( response) ;

1,,

))

·

. error(function( data )

~

!

)) ;

i J

j

1 sendGateCommand : function (command) I 1 va r adres• " http : I / 1 92 . 168. 0 . 6/brama . php" ;

Ii

i

j

{

·

alert ( ,, Nie udalo sie wysla6 polecenia ,, + command) ;

f

!

:_i..c·········-········-···-···-··········--··-··············-···-···- ··-··-···-···- ··-·-···-···-················-···- ··-·- ··-··- ·-··-··-··-··-·-···-··-····j niepowodzeniem, skutkujqc wyzwoleniem akcji z sekcji error(). a nie done(). Nasz sterownik bramy dziala poprawnie i w przypadku, gdy brama jest otwarta, na z11danie akcji .,stan" odpowiada generujqc ciqg znak6w: {.,s t an" : .,brama otwa rta"} My natomiast modyfikujemy kod sekcji done() funkcji app.sendGateCommand(), tak by w przypadku otrzymania informacji o stanie bramy, wyswietlae i'I wraz z komunikatem o powodzeniu wyslania polecenia do sterownika. Do wartosci zmiennej stan obieklu data w sekcji done() odwolujemy si'l piszqc: dat a.stan Zmodyfikowana funkcja app.sendGateCommand(J zostala przedstawiona na listingu 6, a rezultal dzialania programu na rysunku 4.

JSONP Powyzej opisanc wywotanie AJAX GET JSON r6wniez podlega zabezpieczeniu, o kt6rym poinformowaliSmy wczesniej. Ale znajomose formatu JSON pozwala, po drobnym jego rozbudowaniu, ominqc ten problem. Okazuje siii bowiem, ze zabezpieczenie ograniczaj11ce dynamiczne wywolania do obcych domen obejmuje jcden wazny wyjqtek. System praktycznie zawsze pozwala na ladowanie skrypt6w javaScriptowych z dowolnych serwer6w. Gdyby wiiic nasz sterownik bramy zwracat informacje o stanie w postaci skryptu, a nie danych w formacie )SON, moglibysmy przekazywac mu z11dania, niezaleznie od tego w jakiej domenie si<i znajduje. Problem w tym, by tresc ladowanego w ten spos6b skryplu odnosila si<i jakos do aktualnie wywolywanego kodu. W tym celu wymyslono technik<i komunikacji JSONP. kt6r<1 tlumaczy si'l jako ,.JSON with Padding". W skr6cie, polega ona na tym, ze wsr6d parametr6w przekazywanych serwerowi, podajemy dodatkowo naZW'l funkcji, jaka ma bye wywolana przez skrypt generowany przez serwer w odpowiedzi na nasze Zqdanie. Natomiast wlasciwa trese odpowiedzi jest zwracana jako parametr tej funkcj i, wywolywanej w otrzymanym od serwera skrypcie. Czyli zarniast wywolania:

jQuery, kt6re bardzo aulomatyzuje wywolania JSONP. Wystarczy, ze zmodyfikujemy wartosc zmiennej adres: var adres-"http : //192 . 168 . 0. 6/b r ama . php?j soncal lba ck•?"; co sprawi, ze funkcja $.getJSON() automatycznie potrakluje to z4danie jako komunikacj'l JSONP. Biblioteka jQuery samodzielnie stworzy nowq, publicznq funkc jQ o losowej nazwie, kl6rej wywolanie z dowolnego skryptu b<idzie prowadzilo do uruchomienia kodu z sekcji .done() fu nkcji $.getJSON(). Nazwa tej automatycznie powstalej funkcji zostanie przekazana do serwera jako parametr o nazwie .,jsoncallback" i musi bye przez serwer odpowiednio doklejona do zwracanych danych )SON, tworzqc odpowiedz JSONP. Gdyby nazwa funkcji potrzebnej do umieszczenia w formacie JSONP nie mogla bye przekazywana akurat w ramach paramelru o nazwie jsoncallback, alba gdyby musiala bye z g6ry zdefiniowana, nalezy skorzystae z bardziej zaawansowanej funkcji $.ajax(), kt6ra pozwala dowolnic definiowac paramctry wywolafi AJAXowych.

http://192.168.0.6/bromo.php&okcjo = ston

generujemy wywolanie: http:/f192.168.0. 6/brama.php&okcja =stan&jsoncollb ack= podajstan

a w odpowiedzi zamiast {,.stan": ,.brama otwarta"} olrzymujemy podajstan({ ..stan": .,brama olwarla"}); Musimy siii tylko upewnic, ze funkcja podajstan() jest doshwna dla wszyslkich wczylywanych skrypt6w. Jak to wszystko zrobic? Zn6w skorzystamy z dobrodziejs twa

Rysunek 4. Odczytywanie stanu bramy ze sterownika

eWycnJ a ieEC~RclJM:ooicN.ai!rd..o!tO (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone w,ttqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


POST Omawiaj4c komunikacjQ internelow4 warlo wspomniec o bezpieczellstwie. Zai6:i:my, :i:e do otwarcia bramy, konieczne jest podanie kodu, kt6ry - dla uproszczenia - zostal na stale zaszyty w naszej aplikacji. Zal6zmy tez, ze branrn nie znajduje si~ w naszej sieci lokalnej, tylko sterujemy niq poprzez publiczrn1 siec internetowq. Korzystajqc z :i:<1dafi AJAX GET, wszystkie przekazywane serwerowi parametry S<\ jawnie podawane w adresie serwera. Adresy te s& nierzadko zapisywane przez r6znego rodzaju routery i bramki sieciowe i gdybysmy chcieli unikrn1c sytuacji, ze kod do bramy zostanie zapisany w rejestrach bramek, przez kt6re plynie ruch, musimy skorzyslac z :i:qdall AJAX POST. Ponadto niekt6re serwery z gory obsluguj& tylko jeden rodzaj przekazywanych parametr6w (GET lub POST], a wi~c dobrze bye przygoLowanym na koniecznosc poslu:i:enia s iQ L<t drugft metodq. Biblioteka jQuery zn6w przychodzi nam z pomocq. Teoretycznie wystarczyloby zastqpic polecenie $.get() poleceniem $.post(), ale ze nasz serwer odpowiada danymi w formacie )SON (zai6:i:my, :i:e tym razem nie JSONP), nie wystarczy zas tqpic funkcji $.getJSON(), funkcjq $.postJSON(), gdy:i: taka nie istnieje. Dlatego zast~pujemy funkcj'l $.getJSON() funkcj4 $.post() oraz zmieniamy jej parametry wywolania - wprowadzaj&c dodatkowy kod do przekazania serwerowi, dodajqc null jako trzeci parametr i ,,json" jako czwarty: $ . pos t( a dres ,

{ a kcj a : command, ko d :

,, 12345 " ) , nu ll, " json")

Altcrnatywnie, w miejscu null moglibysmy umiescic funkcji, kt6ra wykonywana jest w przypadku sukcesu :i:qdania, zamiast wnieszczac jq w sekcji done(). Przywracamy te:i: adres, tak by nie pr6bowal skorzystac z komunikacji jSONP: deklaracj~

v ar adre s=" h t t p : //1 92

:

. 168 . 0 . 6/brama . php"; Dlaczego wracamy do typowej wymiany danych w formacie JSON, zamiasl dal ej korzystac z JSONP? Niestety, jest to konieczne, jesli chcemy przekazywac pa rametry niejawnie metodq POST. JSONP to tylko sztuczka - wykorzystanie luki w zabezpieczeniach, kt6re nie dzialajq gdy tadowany jest skrypt z dowolnego adresu internetowego. Rzecz w Lym, :i:e ladujqc skrypty nie mozna przekazywac parametr6w metodq POST, a wi~c ] SONP nie b4';dzie dzialac z POSTem. Oznacza to, ze aby m6c przesylac kod do bramy niejawnie, konieczne jest zapewnienie zgodnosci domen sterownika bramy i aplikacji lub implementacja wczesniej wspom nianego mechanizmu CORS na sterowniku. Musimy dodac, ze samo uzycie melody POST 7..amiasl GET wcaie nie zabezpiecza przed osobami celowo podstuchujqcymi ruch sieciowy, w celu znalezienia np. hasct do r6znych uslug.

nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

Dopiero u:i:ycie protokolu SSL, czyli wywolai:t HTTPS zamias t HTTP daje wzglQdnie duz4 dozq bezpicczcllstwa. jednakze protok6l ten musi bye obslu:lony po stronie serwera, czyli w tym wypadku - sterownika bramy.

Odczytywanie informacji o urz«1dzeniu Teraz wykorzystamy plugi n, zainstalowany na wslQpie tej CZQSci kursu. Zast&pimy staly kod (haslo) przekazywany do sterownika, unikalnym identyfikatorem urzqdzenia mobilnego, z ktorego wysylane jest 74danie otwarcia lub zamkniQcia bramy. Identyfikator ten moze bye np. zapisywany w historii sterownika i moze stanowic podstaWO'/ do udzielania lub odmowy zgody na otwarcie bramy. Unikalne ID urz11dzenia pobieramy korzystajqc z pluginu org.apache.cordova.device. W momencie, gdy go zainstalowalismy, w naszej aplikacji pojawila siQ globalna zmienna device, a kt6ra podczas inicjalizacji programu wypelniana jest podstawowymi informacjami o sprzQcie i systemie operacyjnym, na kt6rym dziala aplikacja. Zmienna device zawiera 5 atrybu t6w: 1. device.cordova - numer wersji platformy Cordova, uiytej w aplikacji (np. 3.6.4). 2. device.model - model urzqdzenia (np. GT-19505 dla Samsunga Galaxy S4), 3. device.platform - system operacyjny (np. Android), 4. device.uuid - unikalny identyfikator w postaci ciqgu 16 znak6w, odpowiadaj&cego 64-bitowej liczbie zapisanej w systemie szesnaslkowym, 5. device.version - wersja systcmu operacyjnego (np. 4.4.2). Zmienna device uzupelniana jest jeszcze o 6 . atrybut available, kt6ry informuje o tym, czy <lane dotycz4ce urz&dzenia zostaiy juz wypelnione.

~i~~~~~~i~~:~~-d;fik~~~~~···i~-~k~j~·-~~-~~-~~t~~~~--d~--~b~l~~-i ..hi~~~~i1···~·~·~i~;~~~~-j ·· ass i 9nButtons : function()

If

S (do~~~:~~~~~~~~~~;~n~i~~~ ~ ~u~ction I)

n;

app. sendGa teCommand ( ,,otwor z ") ;

#c l osesu tton '

>

. click <tuncuon o

1 t

{

(

~)I; #:::~:::::::~~~=::::::::::::,;;; I

I :',;!

app . sendGateCommand ( 11 stan" ) ;

} );

$ (' #sho w8ut ton' ) . c l ick (fu nct i o n( ) {

app . showHistory () ; } );

$ (' #clearButton ') . clic k ( function ()

app . clearHis tor y () ; } ); I ) ;

},

sendGateComma nd : function(command) {

var adres-"http : //192 .1 68 . 0 . 6/brama . php"; $ . pos t( adres ,

{ a kcja : comma nd , kod : device . uui d}, null ,' json' )

. done(function ( data ) { var respo nse ""' ,,Polecenie ,, + command + ,, przeslane pomyAlnie" if t ' stan ' in data ) response+,.," . Stan bra.my to : ,,+data . stan ; alert ( response ); var d • new Da te() ;

var olddata=window.localStor ag e . getltem (,,data") ; if (olddata ! :::nul l ) i nfo:::olddata+command +" : ,,+d . toString ( ) +" \n" ; else i nfo=command+ " : ,,+d . toString ( ) +"\ n" ;

window . loca lSto rage . set Item (,,data ", inf o ); })

. error (funct i o n ( data } f a lert ( ,,Nie uda lo sie wyslat po lecenia ,, + command); } ); ),

showHistory : function( ) f

alert (window. l ocalStorage . getltem (,,data ") ) ; }.

clear History : function () {

window . localStorage . clear() ; alert (,,Wyczyszczono

histori~") ;

}.

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 3;201 s

e elektroniczne przeznaczone Wy'tqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

119


Podzespoty innych tego typu uklad6w przede wszystkim bardzo l':tW, r:t duzym stopniem integracji. Uklady te korzystajq L!J~L!J z nowej technologii komunikacyjnej FluxLink po- ~~ zwalajqcej na bezpieczne przesylanie danych mi~- l':t • dzy obwodem pierwotnym i wt6rnym przez barier'l L!J . izolacyjnq, bez koniecznosci stosowania wolnych, zawodnych i drogich sprz~gaczy optycznych. Technologia FluxLink pozwala z jednej slro ny na wyeliminowan ie sprz~gacza optycznego, a z drugiej na unikni(/cie kompromis6w wynikajqcych ze stosowania architektury PSR (primary side regulated). a wi(/c mniejszej dokladnosci i sprawnosci czy tez powolnej odpowiedzi na zmiany obciqzenia. Sterown iki lnnoSwitch, bazujqce na architekturze SSR (secondary side regulated) Sq mniej czule na tolerancje zewn'llrznych element6w pasywnych. co w duzym s topniu zwi(/ksza uzysk produkcyj ny i zmniejsza sumaryczny koszt realizacji zasilacza. Architektura wewn~trzna sterownika InnoSwitch obejmuje kontroler stopnia pierwotnego i tranzystor FET, kontroler stopnia wt6rnego oraz ob w6d sprZfizenia zwrotnego. Uklady te pozwalajq realizowac zasilacze o mocy do 25 W zgodne z mi~dzynarodowymi standardami w zak resie sprawnosci i poboru mocy w stanie spoczynkowym, zapewniaj'lce precyzyjnq kontrolf! napif!cia i prqdu wyjsciowego oraz korzystajqce z minimtun element6w zewn~trznych, kt6rych liczba jest por6wnywalna z zasilaczami PSR w przypadku realizacji ladowarek o prqdzie wyjsciowym do 5 A. Zapewniajq dokladnosc stabilizacji prqdu i napi'!cia wynoszqcq odpowiednio :t5% i :t3% oraz male wyjsciowe napi'lcie i.aburzen. Pob6r mocy w stanie spoczynkowym nie przekracza 10 mW, co zapewnia zgodnosc z nowy mi amery ka6skimi i europejskimi wymogami w zakresie sprawnosci, maj'lcymi wejsc w zycie w lutym 2016: European Union Code of Conduct (CoC) Version 5, Tier 2 oraz US Department of Energy standards (DoE 6). Pierwsze sterowniki z nowej oferty, oznaczone symbolem InnoSwitch-CH S<t zoptymalizowane do zastosowan w ladowarkach. Producent udoslQpnia zes law referencyjny RDR-420 ladowarki 5 V/2 A dla portu USB. http://goo.gl/5TqPFX

Matryce 5 diod TVS w obudowach o powierzchni 0,94 mmx0,61 mm

Przelllczniki dla motoryzacji o niezawodnosci 200 tys. cykli Firma Alps rozpoczyna masowq prodnkcj~ mikroprzel<1cznik6w TACT serii SKTH zaprojektowanych do zastosowan w elektronice samochodowej. S<1 to elementy o duzej odpornosci na kurz (IP6x), wykazujqce niezawodnosc 200 tys. cykli - dwukrotnie w i'lkszq ni z w poprzednich modelach. Zajmujq powierzchni'l 3,5 x 2,3 mm na plytce drukowanej. lch wysokosc wynosi w zaleznosci od wybranej dlugosci slupka 1.8 lub 2,5 mm. a sila nacisku 1,4 lub 3 N. Dopuszczalne parametry kontaktu to 16 V DC/50 mA. http://goo.gl/YfiSMf

High Density 2MHz Synchronous Boost Regulator

~~

5V

O!'P ~

OH

!H

Up to 10W Output Power in a Compact Solution B i-directional True Load Disconnect Integrated Anti.Ringing Switch

No Load Minimum Switching Frequency of45kHz (MIC2875) ~~~~!!!!!

Up to 95 Percent Efficiency

10-watowe komvertery DC-DC Boost w obudowach 2mmX2mm

Firma Litteliuse wprowadza do sprzedazy 5-elementowe matryce diod TVS serii SP1012 o rekordowej 8'!Slosci upakowania. Sq one produkowane w obudowach 0402 o powierzchni 0,94 mmX0,61 mm , mieszcz<tcych wczesniej tylko jedrn1 diod'l zabezpieczajqcq. Mog'l absorbowac na 5 wejsciach powtarzajqce Si(/ wyladowania ESD o wartosci do :t15 kV, najwiiikszcj dla standardu IEC61000-4-2, bez utraty pa ramelr6w. Charakteryzujq siii malq pojemnosciq wewniitrzn'l (6,5 pF) i malq rezystancjq dynamiczn<t (0,48 fl), p rzez co obciq:i:ajq tylko w minimalnym s topniu linie sygnalowe. Dzi'lki dwukierunkowej konfiguracji zapewn iaj<1 symetrycznq ochron'l linii zmiennoprqdowych przed wyladowaniami ESD. Dopuszczalne ciqgle napi!lcie pracy (standoff voltage) na poziomie 6 V pozwala na wsp6lprac'l z 95% obecnych i przyszlych s tandard6w interfejs6w. Producent poleca te elementy do ochrony ESD m.in. linii sygnalowych na elastycznych plytkach PCB, stosowanych w pojemnosciowych ekranach dotykowych.

Do or.rt, furn, Miorel worowodwoo dw• "'" ""· ~ lery DC-DC Boost o mocy wyjsciowej 10 W lypu ,. MIC2875 i MIC2876. Zawierajqce one wbudowane -" tranzystory kluczuj<1ce MOSFET, co obnifa koszt l':t • aplikacji i upraszcza i'l· Uklady mog<t bye obci<1.i'.a- L!J:'.:.. • ne prqdem do 2 A. W najprostszej konfiguracji wymagaj<1 dol<1czenia tylko 3 zewn(/trznych podzespol6w pasywnych. a calkowita powierzchnia plytki drukowa nej obwodu wynosi w6wczas okolo 120 mm' (11,6 mmxl0,5 mm). Oba konwertery zawierajq dwukienmkowy uklad output disconnect zapobiegaj'ICY przeplywowi prqdu m i'ldzy wyjsciem i obci<tzeniem po wylqczeniu napi'lcia zasilajqcego. Pracuj<j w zakresie napiQcia wejsciowego od 2,5 . ..5,5 V, dziQki czemu idealnie nadajq si~ do zastosowania w ukladach zasilanych z pojedynczego akum ulatora Li-Ion. Sq przel<tczane w tryb pracy bypass, gdy napiQcie wejsciowe osiqga poziom napiQcia wyjsciowego. Sq oferowane w 4 wersjach o ustalon ym fabrycznie napi'!ciu wyjsciowym (4,75 V; 5,0 V; 5,25 V; 5.5 VJ oraz w wersji regulowanej. W zakresie malych obciqzen MIC2875 moze pracowac z cz~stotliwosciq obnifon11 do zaledwie 45 kHz, co zapewnia maly poziom zaburzen elektromagnetycznych istotny n p. w urz<1dzeniach aud io. Pozostale parame lry: Cz'lslotliwosc taktowania 2 MHz. Sprawnosc do 95%. Pob6r prqdu w trybie shu tdown < 1 µA. Zabezpieczenie przed przeciqieniem i przegrzaniem. Zakres temperatury pracy zl<tcza: od -40 do + 125' C. Zabezpieczenie ESD d o 1,5 kV (HBM).

!Jttp://goo.gl/PQ7sXi

!Jttp://goo.gl/cv25cu

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

11


··-······························································--···--······················································· ·····················

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

; Listing 8 . Doda.tkowe przyciski w pliku index.html , przeznaczone do wySwietlania i czyszczenia : ~ historii. Wraz z ich dodaniem zmniejszono teZ odst•p w pierwszej warstwie sekcji BODY do 50 pikseli l : (padding- top: SOpx) ~ <div id= " showBut t on" styl e = " d isplay : t able ; width : 100 %; hei ght : 1 OOpx ; background - col o r : yel l ow; fonti

!

~ size : xx - l a r ge ; t ext- a l ign : center " >

!

1

I.

<di v s t y l e ="d i spl ay : t abl e - cel l; v ert ical - a lig n : middl e ; " >HISTORIA</di v>

: </div> j <div i d= " c l earButton " styl e=" d i s p l ay : tabl e ; widt h : 100%; height : lOOpx ; backg r ou nd- col or : b l ue ; font l. s i ze : x x - lar g e ; t e x t -al i g n : cent er " >

i :

j L.~.~.':1.~.~'.:........-.............................................................-···--·······-···-···-··-···-···-···-··-··-··-··-··-··-··--.-···-···-·-···-··--·--}

.

<di v s t y l e = " d i spl ay : t abl e - cell ; v ert ica l-a l i g n : middl e ,· " >CZYSC HISTORI.E;< / div>

Rysunek 5. Pelna aplikacja z trwalym zapisem historii polecen wydawanych do ste rownika bramy Skorzyslanie z tych danych jest niezmiernie prosle. W naszym przypadku wystarczy tylko podmiertic ciqg .,12345" na device.uuid, tak by uzyskac: $ . post ( adre s , ( akcja : command , kod: d e vi ce . uuid }, n ul l,' j s o n')

Nalezy jednak zaznaczyc, ze o ile na Androidzie uni· kalne ID jest stale dla danego urz4dzenia, w przypadku innych syslem6w moi:e bye z tym r6Znie. Przykladowo, na iOSie identyfikator ten zmienia sii: wraz z aktualizacj'I systemu, a moze tez wraz z aklualizacj4 naszej aplikacji.

Zapisywanie danych w telefonie Na koniec poslaramy si(! lrwale zap isywac dowolne dane w telefonie i je odczytywac. Konkretrtie, b~dziemy rejestrowac polecenia wydawane do sterownika bramy, wraz z godzinami ich wyslania. W lym celu skorzyslamy z najprostszego i chyba najbardziej uniwersalnego sposobu trwalego zapisu danych na potrzeby aplika· cji, czyli mechanizmu localSlorage. Jest on nalywnie obslugiwany przez Cordov'l, gdyz jest to mechanizm

zaimplementowany w nowoczesnych przeglqdarkach inlernelowych. LocalStorage przechowuje lablic'l zmiennych, na kt6r<t skladajq si'l nazwy zmiennych i ich wartosci. Nazwy Sq wi'lc kluczami tablicy. Dosl(!p do localStorage odbywa si'l przez obiekt window.localStorage. Ma on 5 funkcji: 1 . setltem(.,klucz", ,,wartosc") - przypisuje ,.wartosc" do z1n iennej 0 nazwie uklucz", 2. geUtem(,,klucz") - pobiera aktualnq wartosc zmien· nej .,klucz", 3. removeltem[.,klucz") - usuwa z lablicy localStor age zmiennq o podanym kluczu, 4. key(n) - zwraca n-ty klucz w tablicy localStorage; kolejne klucze sq numerowane, a numeracja rozpoczyna si'l od zera, 5. clear() - czysci cal<i lablic!l localStorage. My b'ldziemy przechowywac histori'l komend slerownika bramy w zmiennej o kluczu ,.data", dodajqc do niej za kazdym razem now<i linijk<i. zawierajqCq naZWQ wydancgo poleccnia i datq wywolania. Aktualnq dat'l pobieramy korzystajqc z komendy var d =new Da te (); i zamieniamy i'l na taficuch znak6w uzywajqc polecenia: d . toSt r i ng (); W ten spos6b b'ldziemy tworzyc zmiennq info, do· klejajqc i'l do wcze§niej wczytanej dotychczasowej zawartosci zmiennej localStorage o kluczu ,.data": i n fo=olddata+command +" : ,,+d. t oSt r i ng( ) +" \ n" ; kt6rq nast'lpnie bEldziemy zapisywac do pami'lci lokalnej poleceniem: wi ndow . localStorage . s e titem(,,data", info); Warlo zaznaczyc, i:e pa1rti'lc ta jest dosl'lpna tylko i wylqcznie dla danej aplikacji. Zmodyfikowany kod funkcji app.sendGate Command(), nowe funkcje do prezentacji i czyszczertia historii oraz zmodyfikowanq funkcii: app.assignButtons(), rozszerzonq na potrzeby obslugi dodatkowych przycisk6w, pokazali§my na listingu 7, a dodatkowe warstwy z nO\")~ni przyciskami z pliku index.hbnl, zaprezentowalismy na listingu 8. Natomiasl na rysunku 5 widac kompletn'\ aplikacj'l z wy§wietlonym komunikatem z historiq zdarzefi.

Podsumowanie W niniejszej cz'l§ci kursu pokazalismy, jak korzys tac z plugin6w Cordovy, prowadzic komunikaciEl za pomoc11 sieci Ethernet, przekazywac iqdania do serwer6w, unikajqc przy tym ogranicze(1 wynikajqcych z zabezpieczefi oraz jak odnosiC siEl do niekt6rych zasob6w urzqdzenia mobilnego. W kolejnej Cz(!:lci kurs u pokazemy, jak uzyc innych podzespol6w urzqdzenia: odbiornika nawigacji satelitarnej, akcelerometru, wibracji itp., czyli jak korzy· stac z r6znych plugin6w. Marcin Karbowniczek, EP

eVl/yct 2.o ieEC~RclJrdt::ooicN.ai!rd..o!tO (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone w,ttqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


STM32 dla poczcttkujctcych (i nie tylko) Przetwornik analogowo - cyfrowy W tym artykule zajmiemy si~ przetwarzaniem sygnatu analogowego na postac cyfrowct. W mikrokontrolerach STM32F stuict do tego przetworniki analogowo - cyfrowe wbudowane w struktur~. Opisy i przyktady b~dct dotyczyty sposobu uruchomienia konwersji oraz roznych trybow pracy przetwomika.

Przetwornik - blok o nazwie ADC - zamienia poziom napiQcia wejsciowego na r6wnowazn<1 reprezentacjQ binarnq. 0 tym jak wierne jest cyfrowe odwzorowanie sygnaiu analogowego decyduj(! paramelry przetwornika. W mikrokontrolerze STM32F103RB zamontowanym na Panelu Edukacyjnym przetwornik ma nast~pujqce parametry: • Liczba przetwornik6w pracuj(\Cych niezale:i;nie: 2. • Rozdzielczosc 12-bitowa (mozliwosc konwersji mierzonego napi~cia analogowego na wartosc binarn<1 z zakresu 0 .. .4095). • Minimalny czas trwania konwersji 1 µ.s. • 16 niezale:i:nych kanal6w pomiarowych (oraz zawarte wewn<\lrz struktury kontrolera kanaly dodatkowe np. czujnik tcmperalury). • Rozdzielone zasilania przetwornik6w (w przypadku STM32F103RB b~dqce takie napi~ciami referencyjnymi) od zasilania pozostatych cyfrowych uklad6w kontrolera. Zasilanie przetwornik6w napi~cie z przedzialu 2,4... 3,6 V. Podany na wejscie pomiarowe sygnat nie moze przekroczyc poziomu napiQcia zasitania (referencyjnego). • R6:i:ne tryby pracy i wyzwalania pomiaru. • Mozliwosc pracy przelwornik6w w trybie analogowego watchdoga (po przekroczeniu okreslonego poziomu napi~cia na wybranym wejsciu moze naslqpic przerwanie i programowy restart mikrokontrotera). Przetworniki mog<1 pracowac niezaleznie, jednak nalezy pami~tac. ze kazdy z 16 kanal6w pomiarowych (wejstj jest wsp6lny dta obu przelwornik6w.

pomiary z grupy regular. Dodatkowo, wyniki konwersji grupy injected wn ieszczane S<! w 4 oddzielnych rejestrach danych. Natomiasl wyniki kolejnych konwersji grupy regulor umieszcza ne S<\ we wsp6lnym rejeslrze danych. Moze lo grozic nadpisaniem poprzedniego wyniku, nieodczylanego jeszcze przez program przez nowy. 4. Wyzwalanie pomiar6w programowe lub spr~lowe. W pierwszym przypadku start konwersji nast~puje po wykonaniu przez gl6wny program komendy steruj<1cej. W drugim przypadku konwersja zostaje uruchomiona przez zdarzenie generowane przez stan licznika lub podanie wysokiego poziomu napi~ia na port EXT! kontrolera.

Budowa przetwornika A/C Na rysunku 1 pokazano schemat blokowy przelwornika NC. Rysunek jest uproszczonl'( wersjq schematu z dokumentacji technicznej kontrolera. Konwersja analogowej wartosci napi~cia na postac cyfrowq jest wykonywana w bloku 0110/og lo digital converter. Zaleznie od ustawionego trybu pracy, wynik jest umieszczany albo we

At.'IC'll_INO-

AOCV'1-

AOCCLK

AOCx,_IN1S-

Tryby pracy

:

Pl7..etworniki i.awarte w strukturze STM32F103RB mog<t pracowac w r6Znych trybach pracy. Oznacza lo zmianq sposobu wykonywania konwersji i jej wyzwalania. 1. Pomiar jednorazowy lub ci:mly. W drugim przypadku przetwornik po zainicjowaniu dziala aulomalycznie i nieprzerwanie dokonuje konwersji napi~ z wczesniej przypOI"Z<tdkowanych kanal6w. 2. Praca z pojedynczym kanalem !uh grup<t. W drugim wypadku po zakonczeniu konwersji przetwornik aulomatycznie rozpoczyna konwersj~ napiQcia kolejnego kanalu z wcze$niej przypofZ>ldkowanej grupy. 3. Praca w trybie regular (podstawowej) lnb injected (wstr~ykiwanej). Konwersje wykonywane w trybie injected maj<1 wy:lszy priorytet niz regulor. Mozna zaprogramowac pomiar w dw6ch grupach, do kt6rych zostan<1 przydzielone r6zne kanaly przetwornika. \iVyzwolenie pomiaru injected bQdzie prze1ywalo trwajqce wlasnie

nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

EXTUS

Rysu nek 1. Uproszczony schemat b lokowy przetw orni ka A/C m ikrokontrolera STM32F103RB

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 3;201 s

e elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

121


wsp6lnyrn dla wszystkich kanal6w rejestrze danych regular data register, a Ibo w jednym z 4 rejes lr6w injected data registers. Da rejestr6w danych ma dast(/p oprogramowanie kantrolera. Napi'lcie do konwersji wybierane jest przez analogowy multiplekser sposr6d jednego z 16 kanal6w ADCx_JNO... 15 lub z dodatkowego wewn~trznego zr6d!a np. z sensora temperatury. Sprz~towe wyzwalanie konwersji odbywa si~ oddzielnie dla grup regular i injected. Zr6d!em sygnalu wyzwolen ia konwersji mogi\ bye T!MER-y lub stan wysoki podany na wejscia port6w EXT/. Doktadny opis ir6det wyzwalania dla kazdego konwertera i trybu porniaru mozna znaleze w dokumentacji w rozdzia]e Conversion on external trigger. Pokazane na rysunku rozdzielone wyprowadzenia zasilania [Vdda, Vssa) i (Vref+, Vref-) dla kontrolera STM32F103RB w obudowie z 64 wyprowadzeniami sq wewn~lrznie odpowiednio polqczone.

Funkcje biblioteczne konwertera ADC Zrnian ustawiefJ. konwerler6w ADC dokonuje si~ poprzez rejestry ste rujqce. Opis rejestr6w i ich b it6w znajduje si'l w dokumentacji technicznej w rozdziale ADC registers. Zamiast bezposrednio operowae na rejestrach mozna takze posluzyc si'l funkcjami z biblioteki STM32F10x Standard Peripherals Firmware Ubmry. Po otwarciu pliku stm32f10x_stdperiph_lib_um.chm i wpisaniu w polu wyszukiwarki skr6lu .. ADC" i wybraniu ADC_Exported_ Functions wyswietlone zostanq funkcje obstugujqce przetwornik. Funkcje pozwalajq przeprowadzie auto kalibracj~ przetwornika, ustaw:ie tryb pracy, zainicjowac konwersi'l i odczytac wynik z rejestru danych. W opisach procedm i przyktadach b~d~ korzystat wtasnie z tych funkcji.

Czas konwersji W przetwornikach STM32F103 minimalny czas konwersji wynosi 1 <m>s, co oznacza maksymalnq szybkosc pr6bkowania 1 MS/s. Sam przetwornik moze bye taktowany zegarern o cz~stotliwosci nieprzekraczaj&cej 14 MHz. Kazda konwersja wymaga minimum 14 cykli zegarowych. Ola osi<tg11i'lcia maksymalnej szybkosci nalezy odpowiednio ustawic wewn'llrzne zegary konlrolera. Przede wszystkim magistrala danych APB2 powinna bye taktowana zegarem o cz~stotliwosci 56 MHz. Do zmiany tego ustawienia mozna wykorzystac plik system_stm32f10x.c i zmodyfikowac go. W plikach przyklad6w ustawienie cz~stotliwosci wewn~trznego zegara systemowego wygl<tda nast~puji\CO: / * #de fine S YSCLK_FREQ_ HSE

HS E_VALUE */ / * #define SYSCLK_ FREQ 2 4MHz 2 40 0 0000 */ tdefin e SYSCLK_FREQ_ 36MHz 360000 00 /* #d e fine SYSCLK_ FREQ_4 8MHz 4 80 00 000 * / / * #define SYSCLK FREQ_56MH z 56000 000 * / /* #define S YSCLK_FREQ_72MH z 720 00 000 * / Po zmianie plik powinien wyglqdac nas l<lPUi&co: / * #define SYSCLK_ FREQ_HSE HSE_ VALUE * / / * #define SYSCLK FREQ_2 4MHz 2 40 00 000 */ / * #define S YSCLK_FREQ_36MH z 36000 000 / * #define SYSCLK_FREQ_ 4 8MHz 4 80 00000 */ 4fd efin e SYSCLK_FREQ_5 6MHz 5 60 00 00 0 */ / * #define S YSCLK_ FREQ_72MHz 720 00000 * /

Test konwertera AC/DC

ONDl---2'--"'c:::=""'::r~'---03V3 C20

ONDr--j IOOn AOCl2_1N3 JP.a KPA3

2

Rysunek 2. Fragment schematu z elementami dol<tczonymi do wejkia analogowego IN3

Funkcja dol&czajqca zegar magistrali APB2 do przetwornika RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div4] dzieli go przez cztery: 56 MHz/4=14 MHz. Poniewaz do konwersji polrzeba min imum 14 cykli zegara uzyskana zostanie maksymalna szybkose konwersji r6wna 1 MHz.

Przykfadowe procedury i ustawienia Panelu Edukacyjnego PO<la ne w dalszej G'Z~sci artykulu przyklady latwo moina przetestowac przy pomocy Panelu Edukacyjnego. )ako pojedyncze wejscie analogowe wykorzystano kanal IN3 h'ld<1cy portem PA3. Do uzyskania testowego napi~cia o zmien nym poziomie stuzy zamontowany na ptytce Panelu potencjomctr R9. Fragment schematu z elementami dotqczonyini do wejscia analogowego IN3 pokazany zostal na rysunku 2. Do wyswietlenia wynik6w konwersji zastosowano 2-liniowy wyswietlacz LCD, kt6ry nalezy dotqczyt do zlqcza )5. W niekt6rych przykladach dodatkowymi elementami sygnalizacyjnymi mogq bye niekt6re z diod Dl.. .DB. )c2:cli jako zr6dto mierzonego napi~cia bfldzie wykorzystywany potencjometr zarnontowany na plytce, nalezy zalozye zwo~ na zlqczu )P4. Przy pisaniu program6w demonstracyjnych wykorzystano przyklady dost~pne w sekcji S1M32F10x_StdPeriph_ Examples biblioteki S1M32F10x Standard Pcriplwrals Firmware library. Przyklady pokazujq typowe sposoby wykorzystania przetwornika ADC. Mog& bye latwo zinieniane i adoplowane do potrzeb uzytkownika. Progran1y demonstracyjne przystosowane Sq do natychrniastowego uruchornienia w pakiecie KEll..5. Wszystk:ie przyklady na]eiy umiescic w podkatalogu wewnqtrz biblioteki: \Project\STM32F1 Ox_StdPeriph_Template\Podkatalog_ przykladu. Zr6d!a czyli pliki .c i .h powinno dae si~ bez problemu dostosowac do innych typ6w pakiet6w programistycznych wsp61pracujqcych z bibliotekq STM32F10x_StdPeriph_ Examples biblioteki S1M32F10x Standard Peripherals Firmware libra!J'.

Przetwornik A/C w trybie konwersji cictglej W tyin przykladzie po zainicjowaniu przelwornik doko-

nuje ci<@ych pomiar6w napi'1Cia na wejsciu IN3. Pracuje w trybie regular co aznacza, ze wyniki kolejnych pomiar6w mnieszczane S<! w tym samym rejestrze regular data register. Procedura inicjujqc przet:wornik NC moze wyglqdac jak na listin!,'U 1. Najpierw port PA3 inicjowany jest do pracy jako wejscie analogowe kanalu 3 przetwornika. Podl<iczane sq impulsy zegarawe da portu i prwtwomika. Nast'lpnie ADC1 ustawiany jesl w trybie pracy ciqglej. 1/\~rnik konwersji b~dzie wyr6wnywany do prawej, co znaczy, ze bfldzie umieszczany w 12 mniej znac74cych bitach 16 bitowego rejeslru danych. Po wlqczeniu przetwornika powinna zostac przeprowadzona

ev11yct2~ ie Ec~RclJrdnmK"N!li!~w!tO (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone w,ttqcznie do u:Âąytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Listing 1 . Procedura inicjuja.ca przetwornik ADCl (tryb pracy cia.glej)

void ADC Ini cjacja (void) ( GPIO Ini tTypeDef GPIO InitStructure; ADC YnitTypeDef ADC-InitStructure ; //wiqczenie sygnalu zegarowego dla GPIO pracu jqcego jako //prze twornika i dla przetwornika ADCl

wej~cie

RCC AP82PeriphClockCmd(RCC APB2Periph GPIOA I RCC APB2Periph AFIO RCC-APB2Periph-ADC1, ENABLE) ; -

//port PA. 03 b¢dzie pracowal jako wej Scie-ana logowe kana l u 3 //przetwornika ADCl GPIO Ini tStructure . GPIO Pin = GPIO Pi n 3; GPIO-InitStructure . GPIO-Mode = GPI5 Mode AIN ; GPIO-Init(GPIOA,

&GPIO fnitStructurel ;

-

//w lqczer1ie zegara taktuja,Cego przetwornik ADCl //ADCCLK - PCLK2/4 czes t o tliwosc t aktowan ia - '< //c zestot l iwo.§ci wewnetrznej magis trali mikro kontro l era APB2 RCC ADCCLKConfig (RCC PCLK2 Di v4) ;

I / konfigUracja pr zetwornika ADCl //jeden przetwornik pracu jqcy niezaleinie ADC I nitS tructure . ADC Mode =ADC Mode Independent; //pomiar jednego kana l u bez opcj i s k8nowania pozos talych kanal6w ADC InitS tructure . ADC ScanConvMode = DISABLE; //pomiar w t rybie c i a,glymADC I nitS tructure . ADC ContinuousConvMode = ENABLE ; //bez zewn~ trznego wyzwa1ania pomiaru ADC I nitStructure . ADC ExternalTrigConv =ADC £xternalTri9Conv None ; //dane Wyr6wnane do prawe), znaczqcych 12 najml odsz ych bit6w konwersji ADC In itS truc ture . ADC DataAlign = ADC DataAlign Ri ght ; //jeden kanal

-

-

-

ADC InitS tructure . ADC NbrO fChannel = 1; // i ni cjacja przetwornika ADC Init(ADCl , &ADC InitStructure ); //grupa-reg ularna , kanaI 3, c zas przetwarzania 28 , 5 cykl i ADC RegularChannelConfig(ADCl. ADC Ch anne l 3 , 1, ADC_SampleTime 28Cycl es5) ; //wla,czen ie ADCl ADC Cmd(ADCl , ENABLE) ;

I /zerowan ie rejestr6w kalibracyjnych ADC ResetCal ibration(ADCl) ; //oczekiwanie na zakoflc zenie zerowania while (ADC GetResetCalibrationStatus (ADCl) I; //start kalibracj i ADCl ADC StartCal ibration(ADCl) ;

I /oczekiwanie na zakofl.czenie ka libracj i ADCl while (ADC GetCalibrationStatus (ADCl ) ); //s tart przetWarzani a ADC_So f t wareStartConvCmd (ADCl, ENABLE) ;

Listing 2. Procedura inicjujaca przetwornik ADCl (tryb pracy injected)

void ADC I nicjacja (void)

-

(

GPIO I n itTypeDef GPIO InitStruc t ure ; ADC InitTypeDef ADC- InitStruc ture ;

//wiaczenie sygnalu ze garowego dl a GPIO pracujacego //jako wejScie przet wornika i dla przetwornika ADCl RCC APB2PeriphClockCmd(RCC APB2Periph GPIOA I RCC APB2Periph AFIO RCC- APB2Periph- ADC1, ENABLE) ; -

//port PA. 03 bedzie pracowal jako wejScie- ana l ogowe kanalu 3 //p rzetwornika ADCl GPIO InitStructure . GPIO Pin - GPIO Pin 3 ;

GPIO- InitSt ructure . GPIO- Mode = GPIO Mode AIN ; GPIO- Init(GPIOA, &GPIO InitStruct ure); //wlaczenie zegara t aktujaCego przetwornik ADCl //ADCCLK -

PCLK2/4 czestotliwosc taktowania -

1/ 4

I /czes t otliwoSci wewn~trznej magis t rali mikrokontrolera APB2 RCC ADCCLKConfig (RCC PCLK2 Div4) ;

//konfigliracja przetworni ka ADCl //jeden przetwornik pracujacy niezal eZnie ADC Ini t Structure . ADC Mode =ADC Mode Independent; //pomiar jednego kanalu bez opcji skanowaTiia pozostal ych kanal6w ADC Ini tStructure . ADC ScanConvMode = DISABLE; //wyl acZ pomiar w trybie Ciaglym ADC InitStructure . ADC Cont i nuousConvMode = DISABLE; //zewnetrzne wyzwalanie pOmiaru przez linie EXTI 15 ADC Init Structure . ADC Exte rnalTrigConv =ADC Ex t erna l TriginjecConv Ext I T15 TIMS CC4 ; //dane Wyr6wnane do prawe) , znaczacych 12 najml odszych bit6w konwersjiADC Ini t Struc ture .ADC DataAlign = ADC Dat aAl ign Right ; //jeden- kanal ADC I n i t Structure . ADC NbrOfChannel - 1;

-

//inicj8cja prze t wornika ADC In it (ADCl , &ADC InitSt ructure ); /* Enable ADCl external- trigger conversion */ ADC Ex ternalTrigConvCmd (ADCl, ENABLE); //sekwencer ust awi ony do pomiaru tylko 1 kanalu ADC InjectedSequencerLengthConfig (ADCl ,

1) ;

I /konfigliracja kanalu 3 w trybie injection ADC Inj ectedChanne l Config (ADCl. ADC Channel 3 ,

//star t-konwersji w trybie injection

b~dzie

1 , ADC SampleTime 28Cycles5);

wyZwalany zbOczem narastajacym podawanym na wejScie

EXTI 15

ADC Ex ternalTrig l njec tedConvConfig (ADC l, ADC ExternalTriglnjecConv Ext I Tl S TI MS CC4 ); //start-trybu injection ADC External Trig i n jectedConvCmd CADCl , ENABLE) ; //wlaczenie ADCl ADC Cmd(ADCl , ENABLE) ;

I /zerow8nie rejestr6w kalibracyjnych ADC ResetCalibration(ADCl) ; I / oczekiwanie na zakoftczenie zerowania whil e(ADC Ge t Rese t CalibrationS t a t us(ADCl) I; //star t kalibracji ADCl ADC StartCalibration (ADCl) ;

//oczekiwanie na zakoficzenie ka libracj i ADCl whi l e(ADC_Ge t Cal i brati onSt a t us(ADCl) );

nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 3;201 s

e elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

123


Lisitng 3. Procedura

inicjuj~ca

przetwornik ADCl (tryb wyzwalany synchronicznie za

pomoc~

Tirnera 2)

(oid ADC_I n i cjacja (vo i d) GPI O I nit TypeDef GPIO I n i tStruc ture ; ADC_In i tTypeDef ADC=I nitStruc ture ; //wlqczen i e sygnal u zegar owego d l a GPI O p r acujqcego jako I /wej Sci e p r zetwo r n i ka i d l a przet wor nika ADC l RCC APB2Pe r iphCl ockCmd(RCC APB2Periph GPIOA l RCC APB2 Perip h -

RCC- APB2Per iph-ADC 1 , ENABLE) ;

A~ I O

-

//p ort PA. 03 bedzie pracowal jako wej Sc ie- ana l ogowe kanalu 3 I / p rze t wornika AOC! GPIO InitStructu r e . GPIO Pin - GPIO Pi n 3 ; GPIO-InitStructur e . GPI O-Mode - GPIO Mode AIN ;

GPIO-Init(GPIOA, &GPIO lnitStruct ure); I /wlaczenie zeg ara taktuja.Cego przetworn i k ADCl JI ADCCLK = PCLK2/4 czest otli woSC t aktowania = 1/4 czestot l iwo:Sci //wewnetrznej ma g istra li I /mi kr okontrol e r a APB2 RCC ADCCLKConfig{RCC PC1K2 Div4) ;

I /konfigUrac j a p r zetwornika AOC! //jeden przetwor nik pracujacy niezal einie ADC InitStructure . ADC Mode = ADC Mode Independent ; //pomi a r jednego kan alu bez opcji skanowaTiia pozostalych kanal6w ADC InitStructure . ADC ScanConvMode = DISABLE ; //wyl acZeni e pomiaru w trYbie ciagl ym ADC !nit.Structure . ADC Conti nuousConvMode = DISABLE; //wyzwalani e z T IM2 CC2

-

ADC InitStructure . ADC ExternalTr igConv = ADC Ex t ernalTrigConv T2 CC2 ; //dane Wyr6wnane do pravre) , znaczacych 12 najmlods z ych bi t6w konw9 rs] i ADC !nit.Structure . ADC DataAlign = ADC Dat aAlign Right ; //jeden- kanal ADC Init Structure . ADC NbrOfChannel - 1;

I /inicjacj a przetworn ika ADC Init (ADC l, &ADC InitStructu re) ; / * Enabl e ADC! e x ternal-t rigger conver s i on */ ADC Ex ternal TrigConvCmd(ADC l , ENABLE) ; //gru pa- regularna , kanal 3 , czas przetwarzani a 28 , 5 c yk l i ADC Regu larchannelconfig{ADCl , ADC c hannel 3 , 1 , ADc_ Sampl eTime_28Cyc les5) ; //wl&czen i e ADCl ADC cmd{ADCl , ENABLE) ;

I /zerowan i e r ejestr6w ka l ibracyjnych ADC ResetCal i brat i on (ADCl) ; I /oczeki wa n i e na zakoti.c zeni e ze r owani a wh i le(ADC Ge t Reset Cali brationS t a t us(ADCl) ); //star t kal i bracji ADCl ADC Sta r tCal i b r a tion (ADCl) ; I /oczek.Iwani e n a zakoti.czeni e ka lib r acj i ADCl wh ile(ADC_Ge t Cal ibrationSt atus(ADCl ) );

procedura auto kalibracji. Na koniec komendq ADC_

ADC1, ADC_InjectedChrumel_1}. Tak jak poprzednio wynik

SoftwareStarlConvCmd{ADC1, ENABLE) wlqczany zastaje

konwcrsji wyswictlany jest w mV.

proces ci'!glej konwersji. Odczyt wyniku

konwersji rozkazem ADC_ GctConversion\.Wuc(ADC1} odbywa SiQ w nieskoliczonej

Przetwornik A/C wyzwalany przez Timer 2

p~tli gl6wnej procedury mainQ. Na wyswietlaczu b<idzie wyswietlany wynik ciqglej konwersji. Przy zalozeniu, :le naphicie zasilania (referencyjne) wynosi 3,3 V wynik zamieniany jest na mV i wyswietlany.

Trzeci przyklad slui;y do pokazania jak do wyzwalania pomiaru ADC1 mo:ina wykorzystac Timer 2. Takie rozwiqzanie pozwala dokonac serii pomiar6w w spos6b calkowicie automatyczny. W omawianym przykladzie mozna usta"~c czas pomiaru w zakresie od 1 do 65565 sekund. Wykorzystujqc do wyzwalania pomiaru TIMER2 i jego kanal 2, ADC1 musi pracowac w trybie regulru·. Procedur'l inicjowania pokazano na listingu 3. Procedura jest bardw podobna do tej z list. 2. R6znica polega na wskazaniu jako zr6dla wyzwalania pomiaru licznika TIMER2 i jego kanalu 2: ADC_&1emaJI'rigCanv_T2_ CC2. Poniewai. konwerter b~dzie pracowal w lrybie regular nie ma potrzeby ustawiania sckwcncera trybu injected. vV gl6wnym programie mainO po wywolaniu procedury inicjacji przetwornika ADC nast~puje inicjacja TIMER2. B'ldzie on pracowal jako PWM z impulsami generowanymi przez kanal CC2 i wyprowadzonymi na porcie PA1. Po uruchomieniu licznika procedur(\ Starl_TTMER20 rozpoczyna si11 automatyczne wyzwalanie ADC1 co 6 sekund i zapis wyniku konwersji do rejestru danych. Uzyle w przykladzie przerwa nie TIMER2 sluzy jedynie do zwi11kszenia licznika kolejnego pomiaru numer_konwersji. Stan licznika i wartosc ostatniego pomiaru wyswietlane S<\ na wyswietlaczu. Jezeli polqczy si'l przewodem wyjscie PAl (zl'\cze )6) z kt6rqs z diod sygnalizacyjnych (Zl'\cze )P6) swiecenie diody b'ldzie wskazywac moment wykonywania kolejnego pomiaru.

Przetwornik A/C wyzwalany zboczem narastajcwcym wejscia EXTl15 W drugim przykladzie kolejny pomiar jest wyzwalany zboczem narastaj11cyin impulsu podawanego na wejscie EXTl15. Wejscie to pot11czone jest z portem PB15. Jak mozna zauwai.yc na rys. 1, to wejscie inicjuje pomiar w tryb ie injected. ProcedurQ inicjowania przetwornika NC w trybie injected przedsta"~ono na listingu 2. Jak poprzednio (list. 1) jako pierwszy jest inicjowany port PA3 i S'\ wl'\czane zegary do portu i przetwornika. Nast~pnie ADC1 inicjowany jest do pracy w trybie wyzwalania pom iaru przez zewn~lrzne wejscie EXTl15. Wynik konwersji bqdzie wyr6wnywany do prawej. Przetwornik ustawiany jes t do pracy w trybie injected w grupie z jednym wejsciem IN3 przyporz4dkowanym do injected channel 1. Po wlqczeniu przetwornika przeprowadzana jest jego kalibracja. jezeli teraz na wejscie portu PB15 podany zostanie impuls, jego przednie zbocze wyzwoli kolejnq konwersj'l przetwornika. Dioda DB bQdzie sygnalizowac s tan napiQcia na wejsciu PB15 o ile zostanie zalo:i:ona zwora JP6 15-16. \'\~mik konwersji odczylywany jest w p~tli gl6wnej procedury main() rozkazem ADC_GeUnjectedConversion vtilue(

Ryszard Szymaniak, EP

eWyc~ 2/q i eEC~RclJrdnmicN!t!rd·.o!tO (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone w,ttqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Internet Rzeczy w przykladach (3)

CLOOD

Sterownik inteligentnej szafy na ubrania. POICICZenie CC3200 z sieci'l WWW W tym artykule zaprezentujemy projekt sterownika inteligentnej szafy na ubrania. Sterownik potctczy si~ z siecict WWW i z serwisu meteorologicznego odczyta prognoz~ pogody. Nast~pnie na podstawie odczytanych danych zaproponuje uiytkownikowi ubrania dopasowane do warunkow pogodowych. Do budowy sterownika uiyjemy omawianego podczas kursu modutu startowego CC3200 LaunchPad. Do poprawnej pracy sterownik inteligentnej szafy na ubrania potrzebuje dost~pu do sieci Wi-Fi (2.4 GHz standard IEEE 802.11 b/g/n). Nalezy zapewnic ,,widocz¡ nose" urzqdzenia z Access Point. Punktem dost~pu do sieci moze bye router, komputer PC, telefon kom6rkowy. P.Jrametry tra nsmisji ( nazwa SSTD dla Access Point, szyfrowanie transmisji, ew. haslo dos ll)pu do Access Point) usla\\~amy w plikach konfiguracyjnych projektu.

Bud owa Podstawowym elementem sterownika inteligentnej szafy na ubrania jest modul startowy CC3200 LaunchPad. Poza modutem w stero"miku zamontowany zostat wyswietlacz monochromatyczny o rozdzielczosci 48 x 84 pikseli (driver pcd8544), dwa przyciski ftmkcyjne (czerwony i zielony], dwie diody informacyjne (czerwona i :i:6lta], trzy diody sygnalizacyjne (koloru zielonego). Elementy slerownika umieszczono w obudowie Z-52 o wymiarach 74 mm x 146 mmx40 mm. \Vygl'ld nrz'ldzenia pokazano na fotografii 1 . Pracq wyswietlacza, przycisk6w oraz diod steruje modul CC3200 Launchpad. Schema! elektryczny

L

iot_wardrobe

Fotografia 1. Sterownik inteligentnej szafy na ubrania

3,3V

3,3V

vcc

vcc

P64

P01

LCD 4llx84 (PCD8S44) R1 470

""

R2 470 AP RED

""

CON YELLOW

C1

~

~

(J

.,

z

0 <O

0

"'

I

.... UJ

..."'

w

M

0

~

(!)

UJ

<O a_ a_ ~ 1i' "' "' N

'E

(J N

100n

P 18

~

R4 10k

:;l a_

R7 470

10k P07

P06

R6 1k El

POB

P45

R3 10k

s1 RED

E lGREEN s1

""

RB 470

R9 470

LED1 GREEN<

LED2 GREEN <

"

LED3 GREEN

"

P62

Rysunek 2. Schemat e le ktryczny urzijdzen peryferyjnych sterownika

nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 3;201 s

e elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:Âąytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

12 s


Rysunek 3. Modulu CC3200 LaunchPad. Gwiazdk<i * oznaczono linie ste ruj<ice wykorzystane w sterowniku uklad6w peryfcryjnych sterownika pokazano na rys unku 2. Budow~ sterownika rozpoczynamy od wyfrezowania w obudowie otwor6w na wyswietlacz. diody oraz przyciski. NastQpnie przygotowujemy front panel urzqdzenia i przyklejamy na obudow~ (projekt w materialach dodatkowych dolqczonych do artykulu). W kolejnym kroku montujemy wyswietlacz [ uzyty zostal uklad startowy modLCDl z sygnalami steruj'lcymi wyprowadzonymi na zlqcze goldpin). Montujemy diody oraz przyciski. Urzqdzenia peryfcryjne z liniami sygnalowymi mikrokontrolera CC3200 l'lczymy przy pomocy przewod6w polqczeniowych. Jest to moiliwe, poniewaz piny rnikrokontrolera CC3200 zostaly wyprowadzone na zlqcza 2x20 modutu LaunchPad. Opis wyprowadzeft pokazano na rysunku 3. Modul LaunchP.ad maze bye zasila ny z porlu USB komputera PC (debugowanie/emulowanie/transmisja UART) lub z zewn~trznego ir6dla zasilania (bateria I zasilacz). Na e tap ie rozwoju oprogramowania nalezy korzystac z zasilania z portu USB. W wersji produkcyjnej sterownik nalezy podlqczyc do zasilacza (tryby oszcz~­ dzan ia e nergii i praca na baterii zostan<1 om6wione w kolcjnym artykule). Zasilacz dolqczamy do zl11cza )20. Wartosc napi~cia zasilania ustawiamy na 3.3 V.

Funkcjonalnosc Zadaniem sterownika inleligentnej szafy na ubrania jest zaproponowac uzytkownikowi elemenly garderoby dopasowane do warunk6w atmosferycznych. W prezentowanej wersji slerownika oprogramowane zoslaly lrzy elemenly garderoby: parasol. szalik. okul ary przeciwstoneczne. i'Unkcjonalnosc urzqdzenia mozna rozbudowac o kolejne elementy (kurtka. czapka. kalosze. itp.). Dodatkowo. sterownik moze bye u:i.ywany jako stacja meteorologiczna. Sterownik inteligentnej szafy na ubrania moze pracowac w jednym z trzech lryb6w: normal work, info screen. check access point. Podstawowym trybem pracy

r

Oprogramowanie ste rownika inteligentnej szafy na ubrania zosta to stworzone w srodowisku programistycznym CCSv6. Utworzony zostat projekt o nazwie iot_wardrobe. W projekcie jest obslug iwany system czasu rzeczywistego freeRTOS. fra mework Simplelink. drivery dla CC3200. Konfiguracja projektu jest identyczna jak w przypadku projektu .. zero" omawianego w poprzedniej cz~5ci kursu. Dodatkowo zdefiniowany zostal symbol ccs (Build-> ARM Compiler - > Advanced Opions - > Predefined Symbols ) wykorzystywany przy obstudze uDMA. oraz dot9czony zostat plik startup_css.c zawieraj11cy procedury startowe dla mikrokontrolera CC3200 ( plik z lokalizacji I \.. cc3200-sdklexample\common ). urzqdzenia jest tryb: normal work (aktywacja po nacisni~­ ciu zielonego przycisku). W try bie tym sterownik lqczy si~ z punktem dost~pu do sieci (Access Poi nt). Po uzyskaniu dost~pu do sieci s terownik l11czy si~ z serwerem meteorologicznym opemveathermap.org i wysyla zapytanie o dane z prognozq pogody ( usluga o nazwie: 5 day I 3h forecast). Serwer zwraca dane w formacie XML ( nagl6wek oraz prognoza pogody na 5 dni podawana z rozdzielczosciq 3 godzin). Jesli wyslqpi bl<id pol11czenia, to jest wlqczana dioda funkcyjna CON [dioda koloru z61tego). W wypadku, gdy dane zostanq odczytane poprawnie praca urzqdzenia jest kontynuowane. Mikrokontroler CC3200 analizuje dane pogodowe. Z nagl6wka odczytywana jest godzina wschodu i zachodu Sloftca. Nas t~pnie odczylywana jest prognoza pogody na najblizsze 9 godzin (3 razy po 3 godziny). Kazda 3 godzinna prognoza pogody poddawana jest szczeg6lowej analizie. Dia kazdej 3 godzinnej prognozy pogody na ekran ie wyswietlacza prezentowane sq dwa ekrany z danymi pogodowymi (zjawiska atmosferyczne. sila wiatru. temperatura. cisnienie. w ilgolnosc. opady. zachm urze nie). Nas t~p nie uruchamiany jest algorylm wyboru garderoby. W przypadku gdy spelnione zostanq warunki wyboru garderoby (parasol - opady deszczu. szalik - temperatura poni:i.ej 5 °C. okulary przeciwslonecznc - zachmurzenie ponizej

eWycnw ieEC~RclJM:ooicN.ai!rd..o!tO (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone w,ttqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


W sterowniku zainstalowano monochromatyczny wyswietlacza LCD o rozdzielczosci 84 x 48 pikseli. Jest to wyswietlacza opa rty o sterownik PCD8544 stosowa ny w popularnych telefonach Nokia 3310/51 10. Zalet<1 wyswietlacza jest niska cena oraz tatwosc obslugi. Komunikacja mikrokontrolera z wyswietlaczem odbywa si~ za pomoCq programowego interfejsu SPI. Do sterowania zasilaniem wyswietlacza uiyty zostat klucz TTL. Wyswietlacz moie pracowac w trybie tekstowym oraz graficznym. Oba tryby pracy wyswietlacza sq wykorzystywane w projekcie. Grafiki uiyte w projekcie wykonane zostaly przy uiyciu darmowego oprogramowania MicroLCD by ABXYZ. 10 %), to na 60 sekund wh1czane s4 d iody informacyjne LED (diody koloru zielonego). Ustawienie diod informuje uzytkownika. kt6re elementy garderoby nalezy wybrac (np.: opady deszczu - wez parasol). Tryb pracy info screen (aktywacja po naci§ni~ciu czerwonego przycisku) r6zni si~ od trybu pracy normal work tym, ze nie jest ,.zes tawiane" pol4czen ie z Acccess Point i n ie sq pobierane <lane z serwisu pogod owego. Mikrokontroler korzysla z danych odczytanych w lrybie normal work. Prezenlacja danych na wyswietlaczu oraz algorylm wybom garderoby sq iden tyczne jak w trybie normal work.

W trybie pracy check access point (aktywacja po starcie m ikrokontrolera) sprawdzane jest polqczenic sterownika z punk tem dost~pu do sieci Access Point. W przypadku braku polqczenia z Access Point wlqczana jest d ioda funkcyjna AP (dioda koloru czerwonego). Przykladowe dzialanie sterown ika w kazdym z lrzech tryb6w pracy pokazano na fotografii 3. W trybach pracy normol work i info screen ekrany z danymi meteorologicznymi wyswietlane s<i trzykrotnie (prognoza na 9 godzin - 3 razy po 3 godziny).

Oprogramowanie Oprogramowania sterownika inteligentnej szafy na ubran ia zostalo stworzone w srodowisku CCSv6. Projekt napisany zostal w j~zyku programowania C. W projekcie uzyty zostal system czasu rzeczywistego freeRTOS, framework SimpleLink, d rivery dla CC3200. Dodatkowo wy korzystano przygotowane przez Texas Instruments interfejsy obsiugi urzqdzen peryferyjnych i sieci (uart, udma, timer, network). Pliki z kodem fr6dlowym in terfejs6w zostaly dotqczone do projektu (cc3200-sdk\cxamplc\ common). W katalagu source umieszczona pliki z konfiguracjq linii wejscia-wyjscia mikrokon trolera CC3200. Kon figurac ja lin ii wejscia-wyjscia zos tala wygenerowana p rzy uzyciu oprogramowania Pin Mux Tool (opis

Listing 1 . Tryb pracy normal work void SystemNo r ma lWor kTa sk () {

int sint 16

iSocketDesc; apconne c tion ;

long u l S t a t us ; unsigned l ong u l Des t ina t i onIP;

ScreenWeatherFor ecast () ; g wfBlink - l ;

// on

g- wfPa r s erSt a tus = O; while ( l) {

I I Conne ct to specific AP apConnection = Connect2AccessPoint () ; if(apConnection < 0 ) {

g wfBlin k - O; LedYellowOn c I ; DBG PR INT (..can' t c onnect to %s AP", SSID_NAMEI ; ScreenApError ( SSID NAME) ; b rea k ; )

e l se {

LedYe llo wOff () ; DBG_PR INT(,?c onnec ted t o %s AP", SS ID_NAME ) ; )

11 Get t he serverhost IP address using t he DNS lookup u lStat u s - Network IF GetHostIP IWF SERVER NAME, &ulDestin ation I PI ; if ( ulSta t us < 0) { L e dYe l lo wOn ( ) ;

DBG PR INT (,,DNS loo kup failed . \ n \r") ; break ; )

/ / Cr e a t e a TCP connect i o n to t he s e rve r

i Socke tDe s c • Cre ateConnectio n (ul Des t i nationI P) ; if ( iSoc ketDesc < 0> (

LedYe llowOn { ) ; DBG PRINT ( ,,So c ket c reation faile d . \ n \r") ; b r e ak ; )

WeatherForecastGet (iSocke t Desc, acSendBuff 1 ac Recvbuff) ; g wf?arserStatus = WeatherForecastParse (acRecvbuff) ; 17 Close t he socket Le dRedOf f () ; Led Ye llo wOff () ; close(iSocke tDesc) ; DBG PRINT ( ,.\n\rSocket c l o s e d \n\r" I ; break; g wfBl ink - O; II bl i nk o ff 17 S t op the driver Network IF DelnitDri ver () ; DBG PRINTCGET WEATHER FORECAST Compl eted\n\r") ; if (9 wfPa r se r Sta t us) -

:

ward robeWork (acRecvbuff ) ;

nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

ELEKTRON1KA PRAKTYCZNA 3; 201 5

e elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania .

127


Listing 2 .

Pol~cz

CC3200 z Access Point

static s!ntl6 Connect2AccessPoint () I II Reset The state of the machine Network IF ResetMCUStateMachine () ; II - II Start the driver Network IF InitDriver l ROLE STA) ; II Initialize AP security Params SecurityParams . Key = (signed char *)SECURITY KEY ; Securi tyParams . KeyLen = strlen (SECURI TY KEY); SecurityParams . Type = SECURITY TYPE; II Connect to the Access Pointreturn (Network_IF_ConnectAP (SSID_NAME , SecurityParams)) ;

programu w poprzedniej cz~sci kursu). Plik projektu Pin dost~pny jest w materialach dodatkowych doh1czonych do artykul u. W podkatalogach device, hardware, system umieszczone zostaty pliki fr6dlowe oprogramowania. W katalogu device umieszczone zostaly pliki do obslugi urz4dzefl peryferyjnych ( wyswietlacz, diody, przyciski). W katalogu hardware pliki do obslugi modul6w sprz~towych rnikrokontrolera CC3200 ( uart. timer ). W katalogu system pliki do obslugi logiki pracy sterowuika (konfiguracja urzqdzenia, obsluga sieci, analiza danych z proguozy pogody, wyb6r element6w garderoby itp.). W oprogramowaniu uruchomiony zostaly system czasu rzeczywistego freeRTOS. Utworzony zostat Wqtek o uazwie system, kt6ry monitoruje czy nale:i.y aktywowac jeden z 3 tryb6w pracy urzqdzenia. Procedury do obstugi tryb6w pracy urzqdzenia oraz systemu operacyjnego umieszczono w pliku system.c. Na najwi~ksz4 uwag~ 7..asluguje spos6b implcmcntacji proccdury do obslugi trybu pracy nonna/ work

Mux Tool ( project.pinmux)

(procedura SystemNonnalWork'Rlsk). Koci Z!'6dtowy procedury pokazano na listingu 1.

Na poczqtku procedury wyswietla ny jest ekran informacyjny Weather Forecast. (ikona prezentowana na ekranie pulsuje do momentu odczytu i analizy prognozy pogody). Nast~pnie jest uruchamiana procedura podlqcz.enia stenownika do Acces.~ Point (procedura Connecl2AccessPoint). Kod Zr6dlowy procedury pokazano na listingu 2. W przypadku bl~u polqczenia wlqC7-8na jest dioda koloru z6ltego. Po podlqczeniu do sieci pobierany jest adres IP serwera pogodowego (procedura Nel:work_IF_GetHost_lP). Adres pobierany jest przy u:i.yciu uslugi DNS lookup (adres IP na podstawie nazwy serwera). W przypadku bt~du podczas pobierania adresu IP jest wt<iczana dioda koloru zoltego. Nast~pnie jest tworwne polqczenie TCP z serwerem meteorologicznym (procedura CreateConneclion). W procedurze CreateC011nectio11 jest tworzone gniazdko TCP, a nast~p­ nie jest zestawiane polqczenie z serwerem. Kod Zr6dlowy procednry pokazano na listingu 3. W przypadku bl~u

i a)

0 b)

Cl

c) Fotografia 4 . Sterownik podczas pracy w trybach : a) check access poi nt, bl normal work, cl info screen

ev11yct2a ie EC~RclJrdnmicN!t!rd·.o!tO (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone w,ttqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Listing 3 . Utw6rz gniazdko TCP IPv4 _ Pol~cz z serwerem o podanym adresie IP static int CreateCon nection (un signed long ulOestinationIP>

I int iLenorError; S l SockAddrin t sAdd r ; int iAddrSize:

int iSockIDorError

=

O;

sAddr . sin fa mily - SL AF INET; sAddr , sin - port - sl Htons 180) ; I /Change the Destinati onIP endianity , to big endian sAddr . sin addr. s addr = sl Htonl (ulDestin ation I P) ; iAddrSi ze-= sizeOf (SlSockAddrin t ); //Create TCP socket , I Pv4 iSockIOorError = sl Socket ( SL AF INET , SL SOCK STREAM, OJ ; if( iSockIOorError 0 J - I DBG PRINT(,, Error : Error Number= %d . \n\r", iSockIDorError ) ; retUrn i Sock I DorError;

<

Podczas pracy sterownik inteligentnej szafy na ubrania wysyla komunikaty serwisowe (procedura DBG PRINT). Komunikaty wysyfane Sq za pomocq tra~smisji UART. Zeby odebra<' informacje wysylane przez sterownik naleiy podlqczy<' modul LaunchPad do portu USB komputera PC, a zwor· ki JP6, JP7 ustawi<' w pozycji FLASH. W6wczas w systemie operacyjnym Windows pod nazwq CC3200LP Dual Port aktywowany zostanie port COM do obslugi modu lu LaunchPad. Parametry transmisji UART to: 115200, 8, n, 1.

)

//Connect wi th server iLenorError = sl Connect ( iSockIDorError , if ( iLenorError 0 ) I 11 error DBG PRI N TL~Error : Error Number= %d . retUrn i LenorError;

<

SlSockAddr_t •) &sAddr , i AddrSize) ;

\n\r'', iLenorError );

)

OBG_PRINT (,,Socket Id : %d was created.", iSockIOorError) ; return iSockIOorError ; I I s u ccess , c onnection created

polqczenie z serwerem wlqczana jest dioda koloru z61tego. W momencie, gdy sterownik wstanie podlqczony do sieci i ma zestawione polqczenie z serwerem meleorologicznym jest uruchamiana procedura odczytu prognozy pogody (WeatherForecastGet). Dane z serwera pogcx!owego openwe· athennop.org pobierane Sq zapytaniem HTTP metodq GET. Po odczytaniu prognozy pogody jest uruchamiana procedura analizy odebranych danych ( Weatherfurecastfbrse ). Obie procedury do obslugi serwisu pogodowego um.ieszczono w pliku weother.c. Po odczytaniu prognozy pogody jest zrywane polqczenie z serwerem meteorologicznym (zamkili'l· cie gniazdka TCP procedura close). Nast'lpnie, s lerownik jest odlqczany od p unktu dost~pu do lnternetu Acces.s fuint (procedura Network_IF_DeinitDriver). Na zakoficzenie dzialania trybu pracy nomml work uruchanliana jest procedura wyboru garderoby (\-tbrdrobeWark). Kod 2r6dlowy procedury umieszcwno w pliku wardrobe.c.

Uruchomienie

:

Projekt sterownika inteligentnej szafy na ubrania doslflpny jest w rnaterialach dcx!atkowych dolqcwnych do artykulu (folder iot_wardrobe). Kopiujemy katalog z projeklem do lo· kalizacji c:/tifep/. Nast'lpnie, uruchamiamy oprograrnowa· nie Code Composer Studio i importujerny projekt (Project lmport CCS Projects). W kolejnym kroku zmieniamy ustawienia oprogramowania sterownika. W pliku konfiguracyjnym configure.Ji ustawiamy nazw'l SSID dla Access Point, haslo dost'lPU do Access Point oraz algorylm szyfrowania transmi· sji danych. Dodatkowo wprnwadzamy nazwQmiasta, w kt6iyrn pracuje sterownik. Jest to domyslna metcx!a lokalizacji sterownika. Irrnq metod<t ustalenia lokalizacji sterownika jest podanie wsp61rz~clnych CPS. Zeby zmienic metodQ lokalizacji sterownika z naZ>vy miasta na wsp6lrz~e GPS nale:iy w opcjach projektu w zakladce Predefined Symbols z pola Undefine NAME usunqc wpis WCA710N_GPS a nast~p­ nie do pola Predefine ll/AA1E dodac wpis LOCXI'ION_GPS. Podanie lokaliwcji sterownika jest niezb~ne do poprawne· go dzialatlia urzqdzenia (prognoza pogody jest odczyty wana dla miejsca, w kt6rym pracuje sterownik). Zeby uruchomic projekl w trybie debugowan.ia zwor· k~ w zlqczu SOP ustawiamy w pozycji nwner 1. Zworki )6, )7 ustawiatny w pozycji FLASH [komunikaty serwisowe UART). Nast~pnie wl<1czamy modul LaunchPad do portu USB komputera PC. Kompilujemy projckt (Pmject Build All)

nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

i uruchamiamy dehuger (Run Debug). Po wgraniu aplikacji uruchamiamy oprogramowanie (Run Resume). W trybie de· bugowania kod programu jest wgrywany do pami~ci RAM mikrokontrolera CC3200. Zeby ,,trwale" zaprogramowac sterownik, program nalezjr wgrac do zewn'llrznej pami¢ S-Flash zamontowanej na plycie modulu LaunchPad. Do zaprogramowania stcrownika potrzebujemy pliku binarnego z oprogramowaniem. Wsad do zaprogramowania pami'lci mo:i:emy wygenerowac ko•qstajqc z srodowiska CCSv6. W opcjach projektu w kategorii Buildw zakladce Steps w polu Post-bt1ild steps dodajemy wypis: ,,${CCE_INSU'J.L_ R001)/utils/tiobj2binJtiobj2bin" ,,${B11ildArtifactFileName}" ,,${CG_WOL_ ,,${BuildArtifoctFf/cBaseNome} .bin" IWOT}/bin/onnofd" ,,${CG_TOOL_ROOT}/bi11/an11hex" ,,${CCE_INSTAIL_R001)/utils/tiobj2bin/mkhex4bin" Nast~pnie kompilujemy projekt (Project Build All). W folderze Debug utworzony zostanie plik z oprogramowaniem (plik iot_wardrobe.bin). Konfigurujemy modul LaunchPad w tryh prograrnowania zewn~trznej pamiflci S-Flash. Zwork'l w zlqczu SOP ustawiamy w pozycji numer 2. Zworki J6, ]7 ustawiamy w pozycji Flash. Dolqczamy mo· dul LaunchPad do portu USB komputera PC. Zeby wgrac oprogramowanie uruchamiamy aplikacjfl CCS UniF/osh i po· st'lpujemy zgodnie z opisem podanym w poprzedniej CZ'lSci kursu. Po zakonczen iu programowania usuwamy zwork'l z zlqcza SOP. Turaz po wlqczeniu zasilania sterownika mi· krokontroler CC3200 przekopiuje kcx! prograrnu z zewn 'llrZ· nej pami'lci S-FLASH do wewn'ltrznej pami'lci RAM i rozpoczn ie wykonywanic aplikacji. Na zakonczenie montujerny sterownik w szafie na ubra· nia. Diody informacyjne (parasol, szalik, okulary p17,.eciwsloneczne) umieszczamy przy odpowiadajqcym im CZQSciach garderoby. Dolqczamy sterownik do zasilania.

Podsumowanie W kolejnym odcinku kursu zaprezentujemy projekt um1: dzenia pomfarowego pracujqcego w technologii Internet of Things. Sterownik wykona pomiary a wyniki b~q przechowywane w ,,chmurze". Do wizualizacji danych pomiarowych wyko•Lystany zostanie serwis plot.ly (wykresy liniowe, slup· kowe, kolowe, itp.). Sterownik b~dzie zasilany z akumulato· row ladowanych z paneli slonecznych. Dzialanie urZ'!dzenia zostanie zoptymaliwwane pod k<tlem poboru mocy.

lukasz Krysiewicz, EP

ELEKrRoN1KA PRAKTYCZNA 3;201 s

e elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

129


NIE PRZEOCZ

koktajl •

.I/IT

n1usow t©tJ,t.mt11,.cr.w.mHJ,1,e\mHGt•J•H•ii·imi Wydarzenia krajowe

REKI .A ~ I A

Nowe wydanie Informalora IRE - juz dosl~pne!

0w€.rtv. KLAWIATURY

FOLi OWE MEMBRANE KEYBOARDS FOLIENTASTATUREN

PROJEKTUJEM Y PRODUKUJEMY SPRZEDAJEMY • • • •

klawiatu r y elewacje t ab liczk i zestyki foli o we

TOWARZYSTWO ELEKTROTECHNOLOGICZN E QWERTY Sp. z o .o . ul. Siewna 21. 94-250 Lodz, Polska tel.: +48 42 632 47 92. +48 42 633 32 84 e- mail: qwertyfilqwerty.pl

www .qwerty.pl

e\l\fy·cn2ni e dIa: J a ku b RudoIf (96006)

Na rynku ukazalo si~ nowe wydanie Informatora Rynku Elektroniki - IRE 2015. Publikacja ma form<! katalogow'l i zawiera obszerny przegh1d ofert krajowych firm elektronicznych, zajmuj<1cy i<1cznie az 300 stron. Informacje na temat poszczeg6lnych przedsi~biorstw uzupelniane sq praktycznyrnj indeksami adresowyrni i produktowymi. Niezmienn<1 cech<t informatora jest tez obszerna analiza rynku elektroniki, przybli:laj<1ca skomplikowane zaleznosci panuj<1ce w branzy dystrybucyjnej, dzi~ki czem u calosc slanowi r6wniez dobrq lektur~. W zalozeniach redakcji IRE ma stanowic wst~pn<t pomoc dla dzial6w zaopatrzenia przy selekcji dostawcy tak, aby w prosty spos6b mozna bylo ustalic, jakie lirmy oferujq danq klas~ produkt6w, kto jest reprezentantem danego producenta w Polsce oraz jakie alternatywne rozwiqzania proponowane sq na rynku. Informacje zawarte w IRE majq na celu ulatwienie dalszych szczeg61owych zapylan, po to, aby mozliwie najbardziej ograniczyc ryzyko pominiQcia jakiegos dostawcy. marnov~rania czasu lub po prostu trafienia na nierenmnowanq firm~.

IRE 2015 b~dzie kolporlowane ze styczniowyrn wydaniem magazynu Elektronik, a w kolejnych mfosiqcach dost~pne na targach, semjnariach i konferencjach branzowych.

Powstalo Centrum Szkolenia Polskiego Towarzystwa Fotowoltaiki Na terenie Inslytulu L<1cznosci w \11/arszawie powstalo Cenlrum Szkolenia Polskiego Towarzyslwa Fotowollaiki (PTPV), kt6re b~dzie organizowac szkolenia w zakresie system6w fotowollaicznych. rnKTRONtKA PRAKTYUNA 31201 s

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


AUTOMATYKA I MECHATRONIKA

........ ...

....._.Pr~

1fA6df-. 0 . -

.. • , . . .1ao;:o,09"*l

....

~ r" ....... 1°'911"-

.. . ......n.OGO!~ ,:i .......

rtovoe.::.o.v-

•LotOt->l.'*1~ ,:i .......

r,_._,Dritv"..

I ~••

'--'

....... ...... ' CU-i..l

G

' l()()Oll'IH'U CIOll ...;

••.tt·· -·

.. Si.t..O . . .)

cc (G

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

111Si.M l....-U

----..... .......... ~

C E

Logo Soft Comfort v8 Praca z Logo! v8 oraz tworzenie funkcji uiytkownika lstotnq r6znicq pomi~dzy nowszymi a starszymi wersjami Logo! jest brak koniecznosci uiywania specjalnego kabla do zapisu programu w pam i~ci sterownika. A jesli jui mowa o programowaniu, to przydatnq cechq srodowiska Logo Soft Comfort jest moiliwosc tworzenia funkcji uiytkownika, to z naczy - wlasnych blok6w FBD, kt6re moina wielokrotnie umieszczac na schematach. lch reprezentacja graficzna jest bardzo podobna do blok6w utworzonych przez producenta oprogramowania, dzi~ki czem u nawet spory blok fu nkcjonalny nie b~dzie zajmowal duio miejsca na schemacie, kt6ry dzi~ki temu stanie si~ przejrzysty. Gdy pierwszy raz ogh1dalem nowe Logo! v8 na fotografiach, lo wydawalo mi si~, ze program w jego pami~ci mozna zapisac na dwa sposoby - star<\ melod<t lzn. z uzyciem kabla do progra· mowania oraz nowq, lo jest za pomocq polqczenia EU1emel. W blqd wprowadzila mnie klapka dost~pna na panelu czolowym s lerownika tuz nad przyciskami kursora, lam gdzie starsze wersje mialy umieszczone gniazdo kabla programujqcego. A gdy juz olrzymalem sterown.ik do rqk lo zauwazylem, ze klapka nie zastania donmiemanego gniazda programatora, a gniazdo karty

SD, kl6rej mozna uiywac do przechowywania danych. Sterownik Logo! w wersji 8 jest programowany wyl11cznie za pomocq Eiliernetu. Specjalny kabel interfejsowy niezb~ny do za· pisu programu w slerownikach v5 i v6 nie jest juz potrzeby.

Ustanawianie pol<iczenia Ethernet Pol<1czenie z nowym Logo! odbywa si~ za pomoC<\ Ethemelu -sluzy do lego protok61 TCP/IP v. 4. Kompuler PC, na kt6rym jest tworzony program przesylany nast~pnie do panli~i sterowilika

e\llty·cn.3.o ie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

musi bye w tej samej s ieci, co Logo! Oznacza lo, :i:e maski podsieci slerownika i kompu tera PC musz<1 bye talde same, natomiast adresy IP le7..eC w p uli dost~pnej dla danej maski. Ale lo chyba OCZ}'\'~ste dJa kazdego, klo kiedykol"~ek l<1czyl co5 ze sob'! poprzez Eiliernet i nie wymaga opisywania. W sieciach s tcrown ik6w PLC adreso\<Vania raczej nie

pozostav~ria

siE( serwerowi

DHCP. Odpowiedni adres nalezy wp isat rQcznie korzyslaj'lc z menu slerownika lub oprogramowania IDE - w naszym wypadku jest to Logo Soft Comfort (Tools - Tronsfer - Configure Network Address). )ednak przy pierwszym pol11czeniu slerownik i kompuler PC musz<1 jakos odnaleic si~ w sieci, nalomiasl parametry p rolokolu TCP/IP prawie na pewno b~d'I r6zne. Dlalego za pierwszym razem nalezy sp rawdzic, jaki adres ma nasz kompuler PC, a nast~pnie uslawic rllcznie adres za pomocq menu sterownika Logo! Teraz - w najprostszym wypadku, przy komu· nikacji jeden do jed ncgo i po dol<jczeniu kabli polqczeniowych - mozemy ju:i: nacisnqt skr6t rnKTRON1KA PRAKTYUNA

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

31201 s


Logo Soft Comfort v8 samej sieci oraz ze adres slerownika musi bye znany, wpisany i ustalony ,,rQcznie".

,_,__

···----·--

Tworzenie blok6w uiytkownika

--

-UDF

Rysunek 1. Tw orzenie now ego bloku UDF klawiszowy Ctrl+ D (wywolanie funkcji 1bo/s - Transfer - PC to Logo!), wpisac IP r~cznie lub wybrac z Address Book i przeslac program do s terownika. CzynnoSci zwiqzane z ustalenien1 i zmia-

n4 adresu IP s4 bardzo latwe do wykonania i nie bQdQ opisywal. Myslf!, ze kazdy uzytkownik komputera, a tym bardziej budujqcy siec ze s terownik6w przemyslowych, potrafi lo zrobic. Wyslarczy jedynie zapami~tac, ze kompuler i Logo! lllllSZq pracowac w lej ..tfii"t'.,_

Zanim przystqpimy do wykonywania ,,powa:lnych" aplikacji, zapoznajmy si~ z jednq ciekawq fu nkcjonal no§ci4 §rodowiska, wprowadzon<i wraz z wersjq 7. Przyznam si~. i:e nie pami~tam dokladnie momenlu zmiany - wprowadzenia lej moi.liwo§ci, ale pami~tam, ze brakowalo mi jej we wczesniejszych wersjach oprogramowania, lym bardziej, i:e u2ywalem konkurencyjnego IDE dla sterownika o zblizonych mozliwosciach, w kt6rym bez problemu mozna bylo tworzyc wlasne funkcje. Teraz §rodowisko Logo Soft Comfort umozliwia uzytkownikowi tworzenie wlasnych blok6w ftmkcjonalnych, kt6re dla odr6Znienia od blok6w FBD, nosz<i nazw~ UDF, co jest akronimem pochod2<1C)~n od slow User Definied Function (ftmkcje definiowane przez - -o - x

- -__ · !:.~

_

-o-

• -O(,IM)

..,.._ .., _.,.... · -

l (htlll

·-,....,...."'""'

t;. . . -

• '!:.9-*~

~

::"°(Nft)

-·-

-~ ·~

...

, ~,

- ~....--

·--! -

,. !"~.':~. v

tti.ytkownika). Po mnieszczeniu na scbernacie, blok UDF przypomina zwykly blok FBD. lstotnym ograniczeniem dla blok6w UDF, kt6re trzeba brae pod uwag~. sq: Maksymalna liczba wejsc wynos2<1ca 8. Maksymahia liczba wyjsc wynoszqca 4 . Aby latwiej zapanli~tac le liczby moZlla je skojarzyc z liczb<i wejsc i wyjsc typowego sterownika Logo! Tworzenie bloku UDF rozpoczyna si~ od wybrania z menu program u File - New UDF Diagram (UDF], jak pokazano na rysunku 1 . W przestrze1li roboczej ekranu zostanie olwarte okno (rysunek 2), w kl6rym mo:ina tmliescic niezb~dne komponenty. jesli jest ono za male, to mozna je powi~kszyc korzystajqc z menu podfllCznego i pozycji Properties. podobnie jak dla arkusza schematu podajqc wielokrotnosc poziomq i pionowq wielko5ci ramki. Ola pr-zykladu. wykonajmy blok licznika dwukierunkowego z wejsciami zliczajqcymi ,,w g6~" (Up), ,,w d61" (Dn) oraz zemjqcym (Cir). Do jego wykonania wystarczy pojedyncza ramka. Bloki FBD, z kl6rych sklada si~ Licznik sq nasl~pujqce: Bramki OR. BramkiAND. • Przerzutniki Pulse Relay (przerzutnik dwustanowy, w kt6rym zmiana slan u nasl<lpuje na zboczu narastajqcym impulsu doprowadzonego do wejscia Trg; ma wejscia ustaw:iajqce Set, zernjqce Reset oraz pojedyncze wyjscie QJ. Schemat licznika dwukierunkowego zlozonego z blok6w FBD pokazano na rysunku 3. Przypomina on schematy doslQpne w ksi<\Zkach o ukladach cyfrowych i jest to prawdziwe skojarzenie, poniewai powstal on na bazie schemalu ukladu scalonego SN74193 firmy Texas Instruments.

· ~ LOftio

Rysunek 2. Okno edycji bloku UDF (edycja w taki sam spos6b, jak przy tworzeniu programu, ale w obr!1bie ramki)

--

-

..""

"""'... ---..__ ............. D"-IS

"-o-

· ~ Dfllbll

·•S-..l(hd>) - •°"""1

......,.._ __ ...,

- ~~

--:i-·-··-_.,_ .-.......

Rysunek 4. Okno wlasnosci bloku UDF, w kt6rym moi:na nazwac wejScia, wyjscia, blok UDF oraz zmienic wielkosc ramki

t.-

,..,.

.. MOl'htl)

"'i-t""')

·~

...:Si--·~ .......

· eiff«'lol,,.,....

...._

~ °""°*-oNf

·- °""°"

1";11••

f w...,....,C.-->

~UM

l:

"<

~

11 ... '""""..,_,... ..

•~ 1-

Rysunek 3. Schemat licznika dwukierunkowego ztoi:onego z blok6w FBD

Rysunek 5. Dodawanie bloku UDF do drzewa projektu - ustawian ie dostElPU

eWy·d a1:1.i!E<:Tll.'<!>t>lo<.tJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie e l e~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

131


AUTOMATYKA I MECHATRONIKA llLOGC)$QftComlQrt

""Ut...-r- i - ...... ...!.t .J • •<&. l( x • "".I<"

I'! I! llli \t

·-

w u.i-o..trtM

r-u

....lilt..,..__

·.......................... I ll'. . . . . . . . .

·------

...

.:

_--_.... ·-·---

Rysunek 6. Dodanie bloku UDF do drzewa brojektu Llcznik ma dwa wejscia impuls6w zliczanych. Doprowadzenie przebiegu na wejscie #1 powoduje zliczanie ,,w g6f1l". na wej5cie #2 ,.w d6t'". Kropka na wejsciu Tig przerzutnika oznacza, i.e przebieg wejsciowy jest zanegowany i :le przerzutnik bQCl.zie reagowal na zbocze opadajqce. Kropk~ uslawia si~ dwukrotnie klikaj(\C myszkq na symbolu doprowadzenfa. 1;\I zwiqzku z tym, :le blok FBD ma t:ylko jedn o wyjscie - nazwijmy je umownie Q, to sygnal !Q (zanegowany Ql mo:i.na uzyskac alba doh1· czajqc inwerter, alba stawiajqc kmpki na wejsciach blok6w, do kt6rych jest on dopmwadzony - tak zrobiono w wypadku wejsc bramek AND. Poziom wysoki na wejsciu #3 powoduje wyzerowanie licznika, poniewaz to wejscie jest dolqczone bezposredn io do wejsc zerowania przerzuulik6w. Aby zachowac zgodnosc z pierwowzorem i aby takie liczniki moZlla bylo lqczye kaskadowo nalezaloby jeszcze dodae co najmniej wyjscie przepclnienia (CO - Carry Ot1tp11t) i pozyczki (BO - Borrow 011tp11t), ale nie pozwala na to ograniczenie liczby wyjse do 4. jesli zale:i:aloby nam na lqczenill w kaskady wi~kszej liczby licznik6w, to ze wzgl~du na to ograniczen.ie, m usialby on bye 2-bitowy. jak zapev.01e pamiqtamy z poprzedniego artyku.lu, zatrzymanie kursora natl symbolem wejscia lub wyjscia bloku FBD powoduje wyswietlenie skojar~onej z nim nazwy. Nie inaczej jest w wypadku blok6w UDF. jesli jednak spojrzee na przykladowy schema! z rys. 3, to mozna z.auwa:i.yc, i.e wejscia i wyjscia sq po prostu ponumerowane i nie majq 2:ad.nych nazw opisowych. Aby je nadae, trzeba zatrzymae kmsor na obsz.arze schematu UDF. nacisn11c prawy przycisk na myszy i z menu podrQCzncgo wybrae Edit UDF Properlies.. Zostanie wyswietlone okno pokaz.ane na rysunku 4, w kt6rym nie tylko mozna nazwac wejscia i wyjscia, ale r6wniez blok UDF i zabezpieczye go za pomocq hasla przed nieautoryzowan<i edycj(\. Po ustawieniu wlasnosci bloku UDF oraz zapruni~taniu pliku na dysku, nalefy dodac blok do biblioteki, aby zostal wyswietlony na drzewie projektu i aby bylo mozliwe umieszczenie go na schemacie. W tym celu naje:i:diamy ku.rsorem myszy na pozyciEl UDF na drzewie projektu, naciskamy prawy przycisk i wybieramy Configure UDF (rysunek 5). Z otwartego okna menu kontekstowego wybieramy Add UDF (rysunek 6) i wskazujemy plik ntworzonego p rzez nas bloku (ma on rozszerzenie

·" -

#-.....--_

....--...,_,,_ -~

---

' ~~­

......

· tl ~llU,,...

· ti-

n.-.

Rysunek 7. Przykladowy schemat utworzony z uzyciem bloku UDF .lma). Po klik.ni~iu na OK utworzona przez nas funkcja zostaje dodana do drzewa, sk<1d moina jq przenosic na schema! jak zwykly blok FBD. Przykladowy schema! ntworzony z ufyciem omawianego w p rzykladzie licznika pokazano na rysunku 7. Jak moZlla zauwazyc, nazwa nadana blokowi UDF w oknie jego wlasciwosci jest wyswietlana z.ar6wno na d!7.ewie, jak i na symbolu bloku na schemacie. Z blokanti UDF jest zwiqzana jeszcze jednak istotna fimkcjonalnose - wersjonowanie. KaZde otwarcie bloku UDF do edycji, a nast~pnie jego zapisrutie na dysku powoduje otwarcie okna, w kt6ry:m program proponuje nadrutie numeru wersji. W ten spos6b latwo sprawdzic czy i kiedy blok by! poprawiany oraz ile razy. Nie jest to jednak wersjonowanie pelne, takie jak w programach CAD lub EDA, poniewaz uiytkownik nie ma mozliwosci przywolania i wyboru wczesniejszych wersji, a jedynie maze dowiedziec si~. z kt6rq defi.n icjq ma do czyn ienia i czy jest ona zgodna z oczekiwanq. Co wa:i:ne, jesli blok UDF znajdujqcy si~ na schemacie FBD r6i:ni si~ od z.apami~tanego w bibliotece, to na jego symboln zostru1ie wyswiet.lony czerwony wykrzyknik. W przeciwnym wypadku jest wyswietlana zielona kropka o dosyc sporych wy· m iarach. W wypadku niezgodnosci mo:lna najechae myszkq na symbol bloku, nacisnqe prawy przycisk i z menu podrE!Cznego wybrac Update UDF. jesli chcemy podejrzec jak jest wykonany blok, to w ten san1 spos6b z menu podr~znego naleiy wybr~c Expand UDF.

Podsumowanie W artykule opisalem nieskomplikowanq, ,,lopatologicznq" melodq t:worze1tia blok6w FBD krok po kroku. Nieskomplikowanq, jesli ma si~ w myslach pewien i.a miar, na przyklad chce siE! u tworzyc bibliotekQ wlasnych blok6w funkcjonalnych um; kt6re ~dq nfywane wielokrotnie i na r6inych schematach. Czasami jed nak mozemy spotkac siQ z sytuacjq, w kt6rej mamy na ekranie nadmiernie skomplikowany sch emat

e\11ty·cn.3ia i e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

(przypomnijmy, ze schematy mogq bye tworzone z az 400 blok6w FBD), kt6ry chcielibysmy uproscic. Alba in.na sytuacja - mamy n tworzony program i chcemy uiyc jego CZE)Sci zlo2:onej z blok6w realizujqcych jakqs funkcj~. Moina przez Copy i Paste, ale w ten spos6b po drodze mozemy utracie pew.ne polqcze1tia. A gdyby tak utworzyc blok UDF z czegos, co juz istnieje? Czy mozna to zrobic? Nie prostszego - paini~ta­ jqc o ograniczeniach zwiqzanych z maksymalnq liczbq wejse (8) i wyjse (4) zaznaczye na schemacie obszar uiywajqc lewego przycisku myszy, klikrn1e na tym obszarze prawym przyciskiem i z menu podr~cznego wybrae Create UDF. Ot ca.la filozofia! 0cZ)'"1scie, aby p6zniej uzye tego bloku trzeba go zapanti~tac na dysku i dodae do drzewa projektu, ale caly proces tworzenia uproszczono do 1naksimwn. Podsumowuj'lc opis t:worzenia blok6w UDF trzeba wspomniee o jeszcze jed.nym islomym ograniczeniu dotyc7.qcym calego schematu. Mirna iz blok UDF wyglqda jak predefi.niowany przez producenta pakietu blok FBD, lo jego sklada siQ on z pewnej liczby blok6w FBO, kt6ra pomniejsza liczbQ doslQpnych blok6w. To znaczy, jesli do wykonania licznika z tego przykladu uiylem 14 blok6w FBD, to z.a kazdym ra7.em, gdy nzyjQ tego licznika na schemacie, maksymalna liczba dost~pnych blok6w FBD wynoSz(\ca 400 zostanie pomniejszona nie o 1, jak dla bloku UDF. ale o 14. Niby jest to OCZ)"'1ste, ale z doswiadczenia wiem, ze sprawia pewne problemy poc>.qtkuj(\cym u:i.ytkownikom. Im lepiej poznajQ nowe Logo! i jego srodowisko programistyczne, tym bardziej dociera do mnie idea ,,Simply ingenious" przyswiecajq· ca ich tw6room. Mysl~, ze z ca.lq silq okaze siQ to, gdy w kolejnym artykule om6wimy sobie funkcje sieciowe. Twor/.enie program6w funkcjonujqcych w sieci Ethernet, przekazywanie sygnal6w logicznych i transmisja danych pomiQdzy sterown ikami Logo! sq tak latwe, :t.e latwiej jnz chyba siQ nie da.

Jacek Bogusz, EP rnKTRON1KA PRAKTYUNA

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

31201 s


AUTOMATYKA I MECHATRONIKA

indukcyjne .Czujniki . , . 1po1emnosc1owe w praktyce iniynierskiej Czujniki to dla inzyniera - automatyka e/em enty, z kt6rymi zapewne codziennie spotyka sift w swojej pracy. Sam dob6r czujnik6w do aplikacji to nierzadko podstawowe zadanie, kt61ym zajmuje s ift aulomatyk po okresleniu og6/nej architektury lworzonego systemu. Dobrze dobrane czujniki w duzej mierze decydujq o poprawnosci i niezawodnosci dzialania calej aplikacji, a chybiony wyb6r maze skutkowac trudnymi do zniwelowania problemami ciqgnqcymi sift przez caly okres uzytkowania aplikacji. Dlatego postanowilismy pom6c czytelnikom EP i usystematyzowac wiedzft na temat aktualnie doslftpnych i stosowanych czujnik6w. Zaczynamy od sensor6w zblizeniowych, a konkretnie modeli pojemnosciowych i indukcyjnych.

Czujn iki sq niezbqdne do pracy wiQkszo§ci maszyn i linii technologicznych. Choe niepozorne, to bez nich nie byloby mozliwe wykrywanie obecno§ci obiekt6w, okre§lanie ich cech, kontrola pracy urzqdzefl oraz przebiegu proces6w. Czujniki zblizeniowe nalezq do podstawowych elemenl6w wielu sys tem6w automatyki. Podzespoly te sluzq przede wszystk im do wykrywa nia obecno§ci obiekt6w, ich zliczania, a nawet do okreslania niekt6rych cech fizycznych. Uzycie czujnik6w pozwala na automatyczne slerowanie pracq maszyn i system6w produkcyjnych, kontrolowanie poziomu niekt6rych cieczy

eWy da1:1.i!E<:Tll.'<!>t>lo<.tJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

133


AUTOMATYKA I MECHATRONIKA

Wzmacniacz

Przerzutink Schrritta

Cewta

Rysunek 1. Budowa i zasada dzialania czujnika indukcyjnegoa

i materiaJOw sypkich, a nawet zapewnianie

bezpieczenslwa personelowi, gdy stosowane S'l one w syslemach bezpiecze6stwa.

Czujniki indukcyjne Prawdopodobnie najbardziej rozpowszechnionym.i w przemysle czujnikami zblizeniowymi S'l modele indukcyjne. Slu:i:'l one do wykrywania obecno§ci przedmiol6w melalicznych, charakteryzuj<ic si{! dobr<i odpornosci<i na trudne \•varunki Srodowiskowe, zanieczyszczenia i wi~ bracje. Fakl, ze dzialaj'l bezdotykowo sprawia, ze S<! trwalsze i nie zuzywaj<i si{! tak szybko, jak czujniki stykowe. Co wi~cej, zwykle S<j wykonywane w szczclnic zamkni~tych obudowach, co wydlu:Za czas bezawaryjnej pracy i uodparnia czujnik na warunki Srodowiskowe. Czujnik indukcyjny monilorujc zmiany pola magnetycznego wyst{!pujqce na skutek pojawienia si{! obiektu metalicznego w po· bli2u czola sensora. Zasi~g dzialania, czyli tzw. strefa robocza, jest zalezny ad wielkosci zastosowanego elementu detekcyjnego, kt6rym jest cewka i zazwyczaj jest proporcjonalny do wymiar6w, a konkretnie do dlugosci czujnika. Jest to podstawowy parametr kaidego czujnika tego typu. W zaleznosci ad bu· dowy czola i srednicy czujnika, wynosi ona do kilkunastu milimetr6w.

wejscia sterownik6w. W praktyce jest tez tak, ze im czujnik ma wi~ksz<i srednic~. tym jes t bardziej wrazliwy na zmieniaj&ce si~ pole. Buelow~ i zasad~ dzialania czujnika indukcyjnego pokazan o na rysunku 1. Typowo na wyjsciu lub wyjsciach czujnika Sq tranzyslory NPN lu b PNP, ktore mog4 bye skonfigurowane sq na dwa sposoby: tranzystory wyjsciowe mogq bye zalqczane, gdy czujnik wykrywa przedmiot (typ NO - Normally Open), lub gdy go nie wykrywa (typ NC - Normally Close) . Warto dodac, ze istniejq tez modele bez przerzutnika Schmitta, kt6re generujq na wyjsciu sygnal analogowy. Najcz~sciej 0... 20 mA, 4 ... 20 mA lub 0... 10 V. Jednak zdecydowanie najw i~k­ sza popularnosciq cieszq si~ wersje funkcjonujqce jako tzw. wyl<iczniki kra6cowe.

Co na rynku? Na rynku dost~pne sq czujniki indukcyjne wykonane najcz~sciej w owalnych (M4, M6, MB, M12, M18, fi 3, fi 4, fi 6, fi 8 itd.), metalowych i gwintowanych obudowach. Oferowane sq r6wniez i inne typy obud6w, na przyklad proslopadlo§cie1me. Zaletq cylindrycznej obudowy jest latwosc montazu. W rniejscu urnocowania czujnika wystarczy wy\•Vi erciC otvv6r, vv-loZyC \"' n iego czujnik

i dokr~cic nakr~tkami. JeSli takie rozwiq· zanie nie jest mozliwe, mozna skorzystac ze specjalnych uchwyt6w. Warto dodac, ze w przypadku czujnik6w cylindrycznych , gwinl na obudowie ma dwa zastosowania. Slui;y nie tylko do rnocowania z uzyc iem nakr~tek, ale lei do precyzyjnego ustawiania czujnika. Wynika to z faktu, ze czujniki te, szczeg6lnie modele o najkr6tszej strefie dzialan ia, musz<i znajdowa(; si~ bardzo blisko wykrywanych elem ent6w. jednocze5nie nie jest korzystne, jesli czujni k b~dzie si~ stykal ze zbliiajqcym i si~ obiektami, ho to moie znaczqco zmniejszyc jego trwatosc !uh po prostu doprowadzic do uszkodzenia. Obracajqc nagwintowany czujnik mozna pcwnie, a zarazem precyzyjnie dopasowac jego potozenie, bez stosowania dodatkowych, specjalnych element6w mocuj'lcych. Thzeba lez pami~tac, :i;e czujnik z odsloni~tym czolem (co pozwala na zwi~k­ szenie jego zasi~gu) b~dzie znacznie bardziej podatny na uszkodzenia mechan.iczne i zakl6cenia boczne, niz czujnik z czolem obudowanym. Wiele czujnik6w ma zamonlowane diody LED, kt6re wskazujq aktualny stan sensora. Bywa tak, ze dioda jest umieszczona w gl~­ bi obudowy, ale sama obudowa nawiercona

Budowa czujnika indukcyjnego Jak wspomniano, kluczowym elementem czujnika indukcyjnego jest cewka umieszczona przy czole obudowy. Rdze(l cewki jest otwarty od strony czola, a poniewai jest ona wl4czona w obw6d oscylalora, zblizenie elementu metalowego do czujnika powoduje zrnian~ amplitudy oscylacji. W klasycznych rozwi4zaniach, po demodulacj i, sygnal z oscylatora jest kierowany na przerzulnik Schmitta. Ten zapewnia zerojedynkowe przel<1czanie, z zachowaniem odpowiedniej histerezy, kt6ra konieczna jest w praktycznie wszystkich zastosowaniach czujnik6w indukcyjnych. Sygnal z przerzutnika jest nast~pnie podawany na wzmacniacz, zasilany z zewn<itrz i dostosowuj&cy poziom sygnalu (i dosta rczajqcy pn1dl na potrzeby sterowania wszelkimi innymi elementami automatyki, takimj jak przekaznikj, styczniki, czy

e'tty·cn.3/qie dla: Jakub Rudolf (96006)

ELEKTRONIKAPRAKTYUNA3/2015

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Czujniki indukcyjne i pojemnosciowe w praktyce inzynierskiej na konkrelne srodki chemiczne lub mycie myjkami cisnieniowymi.

Zamiast optycznych

w kilku miejscach, by operatorzy mogli z dowolnego kqla sprawdzic slan czujnika. Opr6cz modeli o ksztalcie walca i prostopadlosciennych, mozna znalezc tez wersje specjalne, np. szczelinowe lub pierscieniowe. Te pierwsze Sq przydatne szczeg6lnie do wykrywania np. kraw~dzi blach. Drugie mogq poslu:i;yc np. do weryfikowania ciqglosci drut6w metalowych. Czujniki r6Zniq si'l nie tylko obudowami, ale le:i: rodzajami zaslosowanych wyjsc. Najcz<isciej slosowanym rozwiqzaniem jesl umieszczenie gniazda, do kt6rego podlqczane jest za pomocq jednej wlyczki zar6wno zasilanie, jak i wyprowadzane sq sygnaly z czujnika. Bywa jednak tak, ze czujnik jest zintegrowany z kablem, co w niekt6rych sytuacjach stanowi zaletQ. Najbardziej popularne wydajq si<i czujniki zasilane napi<iciem z zakresu od 10 do 30 V, ale znalezc mozna tez modele przystoso\·vane d o zasilania napi~cien1 przenliennym, do 240 V Te drugie znajduj<t zastosowa-

nie jako elementy bezposrednio kontrolujqce prac<i maszyn, bez potrzeby slosowania dodalkowych urz<1dze6. steruj<1cych, takich jak np. PLC. Oczywiscie, producenci oferujq r6:lne standardy wykonania czujnik6w, przystosowane do specyficznych warunk6w pracy. Opr6cz czujnik6w klasycznych, s4 tez modele do stref zagrozonych wybuchem, do zastosowafl w przemysle spozywczym, o podwyzszonej odpornosci na tcmperal ury, do zastosowa6. w pojazdach czy tez odporne

Czujniki indukcyjne sq tak powszechnie stosowane, Ze bardzo CZ<iSlo inzynierowie staraj<t si'l znalezc dla nich zastosowru1ie nawet w aplikacjach, gdzie wykrywane majq bye obiekty niemetalowe. Cz'lstq praktykq jest instalowanie r6znego rodzaju metalowych bramek i dzwigienek, kl6re zamontowane na zawiasach mogq byt przesuwane przez przejezd:iajqce na tasmie obiekty - np. kartony. Ruch ten sprawia, ze do czola czujnika przysuwana jest w odpowiednich momentach metalowa

na rzecz modeli optycznych. Choe i jedne i drugie Sq podatne na zabrudzenia, to jed-

czttSC diwigni, co zostaje zinterpreto\.vane,

nak r6Znie reagujct na r6Znego rodzaju za-

jako zbliienie s i~ wykrywanego obieklu. W ten posredni spos6b nawet przedmioty niewykonane z metalu mogq oddzialywac na wskazania czujnika indukcyjnego.

nieczyszcze nia i w zaleznosci od syluacji, jedne lub drugie mogq stanowic lepsze rozwiqzanie .

Podsumowanie Czujniki pojemnosciowe W syluacjach, gdy czujnik indukcyjny nie

moze bye zastosowany - np. ze wzgl~du na wykrywanie obiekt6w niemetalowych i brak mozliwosci zastosowania niezawodnego systemu dzwigni pierwszym, alternaty"~1ym wyborem jes t najcz'lsciej czujnik pojemnosciowy. Sensory Lego lypu pozwalajq na wykrywanie element6w wykonanych z praktycznie dowolnych material6w, ale zwykle majq mniejszy zasi~g niz czujniki ind ukcyjne, a takie charakteryzujq siti duzq wrazliwosciq na zabrudzenia i przeszkody pomi~dzy niml a elementami wykrywanymi. "fypowo, czujnik6w pojem nosciowych uzywa si~ do wykrywania przekroczenia poziomu przez ciecz lub material sypki, wykrywania r6znych ohiekt6w np. lra11sportowru1ych na tasmocil\8u. pomiar6w grubosci np. drewna lub folii. Zewn~ trznie czujniki pojemnosciowe sq zbudowane w spos6b zblizony do modeli indukcyjnych i r6zniq si'l jedynie zasadq dzialania. Zamiast cewki jest stosowany kondensator zlozony z jednej okladki. Drugq okladk'l stanowi obiekt zblizany do czola czujnika. Jego pojawienie si ~ zm ienia paramelry kondensatora i jest to zjawisko wykrywruie przez obwody czujnlka. Czujniki pojemnosciowe wyglqdaj4 najczQsciej tak samo, jak ich indukcyjne odpowiedniki. R6wniez sq dost~pne w r6znych wykonaniach, przystosowanych do specyficznych srodowisk pracy. Konstruktor moze wybierac sposr6d modeli przeznaczonych do zasilania zar6wno napi~ciem stalym, jak i przemiennym. Dobierajqc czujnik pojemnosciowy warto tez zwr6cic uwag~ na maksymalnq CZ'l· slolliwosc przelqczania sensora, kt6ra w praktyce najcz~sciej wynosi kilkadziesiqt herc6w. Ogranicza to mozliwost stosowania tych element6w w bardzo szybkich aplikacjach. Obecnie coraz cz~sciej odchodzi si~ od stosowania czujnik6w pojemnosciowych

lnzynier dobierajqcy czujniki zblizeniowe do aplikacji, o ile ograniczy si~ do modeli indukcyjnych i pojemnosciowych, ma raczej proste zadanie, gdyz dosl'lpne na rynku wersje Sq tak r6znorodne, ze bez problem u mozna znalezc model idealnie dopasowany do konkrelnej sytuacji. Warlo tylko pamiEltac, na co nalezy zwr6cic uwag~. Pocz<1wszy od najwazniejszych, Sq to: • material, z kt6rego wykonane Sq wykrywane obiekty, odleglosc obiekt6w przewidywana od sensora, • moiliwoSci rnontaZu sensora,

dostQpne zasilanie, • rodzaje \·vejSC slero\•vanych z czuj nika,

warunki panujqce w miejscu montazu czujnika (temperatura, wilgoc, zapylenie, ciSnienie, zagroZenie vvybuchen1,

substancje zrqce), • wymagana szybkosc reakcji czujnika. Warlo lez zwr6cic uwag~ na niekl6re nowe czujniki, wyposazone od razu w inlerfejsy przeznaczone do bezposredniego podlqczania ich do sieci, np. AS-Interface lub DeviceNET. Ulatwiajq one tworzenie rozleglych instalacji, zm ni ejszaj4c koszty i usprawniajqc zarzqdzanie systemami czujnikowymi. Marcin Karbowniczek, EP

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1.cloJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

135


INFO

Klaus Conrad, Werner Conrad i premier Baw arii Horst Seehofer otwieraj11 rozbudowane centrum logistyczne firmy Conrad

Conrad Electronic inwestuje 56 min euro w rozbudow~ logistyki 13 lislopada 201 4 r. firma Conrad dokonala oficjalnego olwarcia rozbudowanego cenlrum logislycznego z udzia:lem premiera Bawarii Horsta Seehofera i jest dobrze przygolowana na nadchodz<tCY sezon handlowy. \IV swoim przem6wieniu Werner Conrad, Prezes Zarzqd u finny, podzi~kowal swoim pracownikom i klienlom: ,,Zwi1tkszylismy mozliwosci dla naszych klient6w, wiedzqc, Ze tylko dziqki nim bylo to mozliwe. Dlatego wla.<nie pragni; dzisiaj szczeg6/nie podzi1tkowac wszystkim noSZJ'lll klientom. Nie mozemy, naturalnie, zaprosic 16 milion6w odbiorc6w, ale z przyjemnosciq witamy niekt6rych z naszych 11ajlepszyc/1 i najbardziej loja/11yc/1 klie11t61V, kt6rzy sq tu dzi.~ z nami". Podzi~kowal takze honorowemu gosciowi Horstowi Seehoferowi, kt6ry uczeslniczyl wczesniej w uroczystej inauguracji Lego projektu.

Z powodu rozwoju firmy Conrad w ostatnich latach i szybkiego poszerzenia jej asortymentu centrum logis tycz ne w WcrnbergKiibli tz stalo si~ zbyt male. Od czasu budowy pierwszego centrum logistycznego w 1976 r. firma inwestowala przeciEltnie co piElC lat w budowq nowych lub rozbudowq posiadanych ohiekt6w logistycznych. Obecna rozbudowa powi~kszyla powierzchni~ magazynowq o 13000 m.kw. do 54000 m.kw. Zuzyto 7500 ton betonu - co odpowiada ladunkowi 850 samochod6w ciElzarowych - i 3000 ton stali oraz zainstalowano 500 km okablowania i 10 km przenosnik6w tasmowych. Owukondygnacyjny budynek ma l<1czn<1 dlugosc 325 m, szerokost 175 m i wysokosc 23 m oraz powierzchniEl 100000 m' . Nowy, w pelni zautomatyzowany system magazynowy wyposazony jest w 375 podnosnik6w, dzialajftcych wahadlowo, 60 w6zk6w i podnosnik6w magazynowych majqcych dost~p do 200000 miejsc skladowania. Obok zwiElkszenia wydajnosci dostaw do 100000 paczek dziennie dodatkowym celem inwestycji bylo ulatwienie pracy zalodze. .,Hi:ze5niej pracownicy musieli wchodzic do okreslonych miejsc skladowania, a tam do odpowiednich regal6w magazynowych w celu pobronia pojedynczych produkt6w. W naszym nowym syste· mie pozycje asortyme11to1Ve sq dostarczane pracow11iko1Vi. Dzii;ki temu praca 11aszego z zespolu w nowj'ln obiekcie logistycznym jest duio prostsza i bardziej wydajna" - wyjasnil Werner Conrad. .,Zadbali.~my takie o to, aby .<rodowisko pracy i atmosfera byly przy· jazne. Wy korzystujemy specjalne podesty transportowe obni;i;ajq· ce poziom halasu i bariery swietlne no przenosnikach tasmowych zapobiegajqce zderzeniom pojemnik6w. Szczeg6/nym •>yz1Va11iem IV tym projekcie by/o polqczenie istniejqcego wyposazenia logistycznego z nowymi elementami w celu stworzenia sprawnego systemu". ,,Chociaz firma mia/a wiele po1Vod6w, aby przenie.~(; si~ w inne miejsce, postanowilismy rozbudowac istniejqce centrum Jogistyczne w naszej siedzibie" - podkreslil Werner Conrad. .,festesmy bardzo przywiqzani do tego regionu, nasze korzenie sq IV Berlinie, jednak


INFO

kochamy Gorny Palaty11at w sercu Bawarii i mamy 11adzieji;, fo 110sze inwestycje wspierajq miejscowe przedsiqbiorstwa, a podatki placo11e przez 11as w tym regionie wspiemjq tokZe miosto Hirschau i spolecznosc gminy Wernberg-Kiiblitz". Pan Conrad dodal: ,,Po wojnie region ten i }ego mieszkancy pomogli noszej rodzinnej firmie w odbudowie, o Conrad stol siq firmq globalnq . D/atego swiodomie przeznoczylismy 56 min euro no inwestycje w tym regionie. lqczne noklady no inwestycje od 1995 roku w gminie Wernberg-Kiiblitz siq· gojq okolo 150 min euro. Premier Bawarii Ho1·st Seehafer, kt6rego ftrma Conrad goscila juz kilka razy, pochwalil sp61ki; za lojalnosc w wyborze Oberpfalz na miejsce dzialalnosci oraz zaa11gazowa11ie spoleczne, kt6re jest wzorem doskonalej przedsiqbiorczo.~ci". W biezljcym roku Conrad codziennie wysyla srednio 40000 paczek zawierajqcych lqcznie ok. 360000 produkt6w. Sq to produkty z szcrokiego asortymentu, kt6ry obejmuje komponcnty elektroniczne o wielko5ci zaledwie kilku milimetr6w, tablety i s martfony, az po odbiorniki telewizyjne z 60-calowym ekranem.

,,Obslugujemy ponod 16 milion6w przedsiqbiorstw i klient6w ko1)cowych, kt6rzy regularnie zamawiajq produkty z naszego szerokiego asortymentu obejmujqcego ponad 600000 pozycji i oczekujq niezawodnych i szybkich dostaw" - powiedzial dyrektor genera lny Jorn Werner. Obok Niemiec, Francji, Holandii, Austrii, Polski, Szwajcarii, Wloch i szesciu sp61ek zaleznych w Eu ropie Conrad wysyla takZe swoje produkty do 150 innych kraj6w na calym swiecie.

Interdyscyplinarna konferencja naukowa ,,HighTech za »:i:elaznq kurtynq«. Elektronika, komputery i systemy sterowania w PRL'' lnstytul P'Jmi~ci Narodowej Oddzial w Katowicach oraz Muzeum Historii Komputer6w i lnformatyki w Katowicach zapraszajq na interdyscyplinarnq konferencj'l pt. ,,High-Tech za ,,zelaznq kurtynq". Elektronika, komputery i syslemy s lerowania w PRL. Konferencja odb~dzie si~ w Katowicach w dniach 23 ... 24 wrzesnia (sroda-czwartek) 2015 r. Patronat naukowy na konferencj11 sprawuje lnstytut Historii Nauk i Polskiej Akadem ii Nauk Podohnie jak b udowa sieci kolejowych i e lektryfikacja miast staly si<i wiod11cymi wyznacznikami post<ipu technologicznego w drngiej polowie XIX w ieku, tak autom atyzacja proces6w produkcyjnych i komputeryzacja spolecze6stw stanowily o sile pa6s tw i narod6w w drugiej polowie XX w. Kluczowym katalizatorem w rozwoju e leklroniki o raz sysle m6w sterowania byla bez wqlpien ia druga woj na swiatowa, d ajqca z kolei pocziitck globalnej rywalizacji ameryka6sko-radzieckiej na polu nauki i tech niki. W zastygajqcym w latach

czterdziestych i pi<icdziesiqlych dwubie gunowym ukladzie sit Polska znalazla siQ - na skutek szeregu nwarunkowa6 geopolitycznych - w obozie komunistycznym. W podyktowanych tq wlasnie ideologiq niesprzyjajqcych realiach gospodarki planowej PRL stawiala pierwsze kroki na drodze do modernizacji panstwa i spoleczenstwa w duchu cywilizacji informatycznej. Konferencja organizowana przez IPN Oddzial w Katowicach oraz Muzeu m Hislorii Komputer6w i Informatyki w Katowicach, pod patronatem naukowym Instytutu Historii Nauki PAN, sluzyc ma wymianie doswiadczef1 w zakresie badan natl szeroko rozumianq elektronizacjq, informalyzacjq i automatyzacj4 PRL. Adresalami konferencji sq zar6wno naukowcy reprezentujqcy dyscyplin y htun anistyczno-spoleczne (historycy, ku lturoznawcy, socjolodzy, ekonom isci etc.), jak r6wniez inzynierowie, analizujqcy na przyklad mikroelektronik<i czy oprogramowanie w perspektywie hislorycz nej. Jednocze§nie intencj4 organizator6w jesl wzbudzenie zainteresowania mlodego pokolenia oraz zaspokojenie zapotrzebowania na wiedz<i o historii techniki komputerowej u wszystkich tych, kt6rzy chc4 uzupelnic polityczno-spolecznq perspektyw~ narracji o przeszlosci o kolejny intrygujqcy wymiar. Do szczeg6lnie pozqdanych obszar6w tematycznych zaliczajq si<i: • Zap lecze badawczo-rozwojowe i przemysl komputerowy PRL (systemy operacyjne, programy uzytkowe, systemy sterowania, p61przewodniki, uklady scalone, litografia elektronowa i inne). • Cybernetyka i badania podstawowe na potrzeby przemyslu mikroclektroniki (fizyka, c hemia) i informatyki (matematyka), edukacja spoleczef1stwa w zakresie system6w informatyki. • Polscy wynalazcy i naukowcy w kraju i zagranicq (patenty, koncepcje itp.). • Elektronizacja i automatyzacja przemystu, informatyzacja sluzby zdrowia, szkolnictwa i administracji pafJ.stwa. Adaptacja elektroniki uzytkowej w zyciu codzie nnym (pralki automatyczne, telekomunikacja, technika radiowa, telewizja, komputery osobiste itd.). Apara t bezpieczenstwa panstwa wobec rewolucji informatycznej na swiecie i implementacji nowych technologii w Polsce (wywiad naukowo-techniczny, wykorzystanie nowych technologii przeciwko struklurom opozycji antysystemowej, informalyzacja baz danych MSW etc.); postugiwanie si<i technik& komputerow11 i radioelektronikq przez opozycj~ antykomunistycznq, ataki ,,bakerskie" na krajow4 infrastruktur~ komputerowq. Militarne i konlrwywiadowcze aplikacje technologii elektroniczno-informatycznych (urzqdzenia wykorzystuj11ce zjawisko wi<1zki laserowej, kryptografia i kryplo-analiza, lransmisja satelilarna ild.). Embargo a merykaflskie a transfer teclrnologii z Europy Zachodniej i Azji Poludniowo-Wschodniej do PRL (mi~dzyna­ rodowe kontakty handlowe i naukowe, wymiana slypendialna, zakupy czarnorynkowe e tc.) oraz kopiowanie zachodnich rozwi11zafl w dziedzinie mikroelektroniki. Problematyka komputer6w w relacjach Polski z ZSRR i z pozostalymi pa!'1stwami Ukladn Warszawskiego i Rady Wzajemnej Pomocy Gospodarczej. Rozprzestrze nienie si~ elektroniki w sferze rozrywk i i kultury (sprz<il audio-video, gry komputerowe, czasopi§miennictwo o tematyce komputerowej, literatura SF itd.). R6wnie:i. inne inleresujqce te ma ty zgloszei\, wpisujqce si~ w problematyk<i zakreSlonq tytulem konferencji, bQdq brane pod uwag<i. Propozycje wyst11pien na formularzu rejestracyjnym, wraz

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

137


INFO z abstraktem, prosimy przesyiac do 30 kwietnia 2015 r. r6wnoczesnie na adresy e-mail: Miroslaw Sikora - miroslaw.sikora@ipn.gov.pl, • Piotra W. Fuglewicza - p.fuglewicz@muzeumkomputerow.edu.pl. Program konferencji zostanie ogloszony 31 maja 2015 r. Organizator nie pobiera oplaty konferencyjnej oraz zapewnia nocleg i wyzywienie. W razie pytail prosimy o kontakt telefoniczny pod numerem 32 207 03 26 lub 504 722 780.

Po oficjalnym uruchomieniu w tym roku, sklep z oprogramowaniem stanie si'l integraln&CZ<lsciq Design Center gromadzqc w jednym miejscu ofert'l wiod11cych dostawc6w oprogramowania dla inzynier6w.

element14 wprowadzit do sprzedazy Circuit Studio firmy Altium Na podstawie umowy o globalnej dystrybucji zawartej pomi<idzy firmq Altium a element14, firma element1 4 "'Prowadzila do wylqcznej sprzedazy oprogramowanie Ci rcuit Studio slu:iqce do projektowania plytek drukowanych. Oprogramowanie mozna pobrac, przetestowac i zakupic w element14 Design Center. ..z przyjemnosciq oglosilismy w listopodzie ub. roku strotegiczne portncrstwo z finnq Altium" - powiedzial David Shen, Group Chief Technology Officer w Premier Farnell. ,.Temz jestesmy jeszcze bardziej podekscytowoni mogqc zaoferowoc klientam Circuit Studio, joko WJmik tego parlnerstwo. Circuit Studio jest /atwym w obsludze progromem EDA o bardzo du:iych mozliwosciach umozliwiajqcych wykonanie kompletnego projektu plytki drukowonej, od pomyslu oz do zbior6w produkcyjnych". Oprogramowanie ma naturalny i tatwy w uzyciu interfejs uzytkownika, dzi'lki czemu rnozna za jego pomoc<i szybko i latwo wykonywac projekty. Dzi~ki rnozliwosci edytowania plytek w 3D, uzytkownik moze projektowac takq plytk<i. jak p6zniej b<idzie ona wygl11dala po zmontowan iu i dzi'lki temu un iknqc konnikt6w mechan icznych pomi'ldzy obudowami komponent6w i innymi elementami sktadowymi urz11dzenia. Circuit Studio daje mozliwosc rysowania schemat6w, wykonania projektu plytki drukowanej, jest r6wniez wyposaione w mechanizmy umozliwiai11ce importowanie projekt6w z Altium Designera oraz Eagle. Filozofia pracy jest zblizona do Altium Designera, w kt6rym dzi'lki poh1czeniu z zasobami internetowym i zyskuje si'l dodatkowe korzysci takie jak np. wsparcie on-line. Biblioteki programu zawierajq ponad 35 tysiticy gotowych definicji komponent6w r6:inych firm. ,.festesmy dumni ze wsp6/procy z e/cmenl14, joko naszym wylqcznym dystrybutorem progromu Circuit Studio" - powiedzial Lawrence Romine, Global Director New Business Development w firrnie Allium. ,.lch klienci uzyskoli dostqp do profesjonalnego narzqdzio slu:iqcego do projektowania plytek drukowanych, kt6re rozszerza ofertr: element14 w tym zakresie. Dzir:ki Circuit Studio od firmy Altium umoi:liwiajqcego edytowanie plytek w trzech wymiaroch, interokty wne trosowanie po/qcze1i w/qczajqc w to techniki push oroz shove, zawierojqcego bibliotekr: ponad 350 tys. komponent6w oroz zgodnego ze standardomi przemyslowymi, a przy tym w umiorkowonej cenie, w ofen:ie e/cment14 pojawi/o siQ oprogromowanie, kt6re 211akomicie /ok11je sir: pomi<tdzy najdro:iszymi, profesjonalnymi programami o ogromnych mo:iliwoscioch, a tonimi, przeznaczonymi do nieskomplikowanyc/1 proc projektowych". Oferta Circuit Studio jest cz'lsci'I drugiej fazy uruchamiania elemenll4 Design Center zawierajqcej inicjatywtl utworzen ia sklepu, w kt6rym klienci btldq mogli nabyc programy oraz otrzymac licencje na uzytkowanie oprogramowania dla inzynier6w. element14 Design Center jest nowym przedsi~wzi'lciem. Za jego pomocq jest oferowany szeroki zakres wiedzy na temat narz'ldzi wspomagaj&cych projektowanie, ze szczeg6lowymi informacjami dolycz11cym i produkt6w, ich dokumentacj11 lechniczn11 oraz innymi pomocnymi materiatami. Strona internetowa Design Center dostarcza wiedzy na temat aplikacji i produkt6w wl11czaj11c w to rysunki lr6jwym ia.rowe, filmy oraz zasoby do pobrania. lnforrnacje le Sq uzupelnione danymi na temat cen, dost~pnosci, producenta a przy tym opatrzone komentarzami inzynier6w ze spolecznosci elemenl14.

Ceremonia wrc:czenia nagrody ..Distributor Excelence" firmie Rutronik przez Omron. Na fotografii od lewej: Norman Maj er - Product Sales Manager Relays, Rutronik; Angelo Occiuzzi - Distribution Manager DACH, Omron; Martin Unsol d, Senior Marketing Manager Relays, Batteries, Fuses, Switches and Thermal Management, Rutronik

Firma Omron wyr6i:n.ia Rutronik nagrodit ,,Distributor Excellence 2014" 12 lutego 2015 r. firma Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH otrzymala nagrodti ,,Distributor Excellence 2014" od fumy Omron Electron ic Components Europe B.V. T<i nagrod<1 producent i dostawca wysokiej jakosci zl&czy, przel11cznik6w i przekaznik6w wynagrodzil Rutronik za wybitne osiqgniticia, pierwszorztidne wparcie oraz serwis. Rutronik zajmuje si'l dystrybucj11 komponent6w elektromechanicznych produkcji Omron w Niemczech , Austrii, Szwajcarii oraz Europie Wschodniej od 1998r. oraz w calej Europie od 201.0r. Ze swoim wyczerpujqcym zakresem produkt6w Omron jest dla Rutronika waznym dostawc'I wysok.iej jakosci przelqcznik6w, przekaznik6w, zl<iczy oraz miniaturowych przycisk6w, produkt6w, kt6re mogq bye uzywane w aplikacjach telekomunikacyjnych oraz automatyce budynk6w r6wnie dobrze, jak w instalacjach domowych, aplikacjach do kontroli energii oraz w zastosowaniach przemyslowych. ,.Omron jest jednym z noszych najwazniejszych partner6w, kt6ry nie przestaje nos zadziwiac wprowadzanymi innowacjami arm: pewnosciq dostaw. festesmy bardzo zadowoleni z tej wspanialej wsp6/procy i czujemy siQ szczeg6/nie wyr62nieni tq nagrodq" - wy jaS/liJ Martin Unsold, Senior Marketing Manager w zakresie przekal.'nik6w, baterii, bezpiecznik6w, przel11cznik6w oraz wylqczn ik6w termicznych w firmie Rutronik. Omron corocznie przyznaje nagrodti ,,Distributor Excellence" dystrybulorowi, kt6ry wyr6zn ia si~ najlepsz11 obslug<t. Kryleriami oceny sq: wsparcie klienta, dost~pnosc prod ukt6w, tworzenie popytu, wsparcie przedsprzedazne oraz posprzedazne. ,.Przyznajqc

e\llty·c~.3:8 ie dIa: J a ku b Rudo If (96006) rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


INFO ti; nagrodt; chcemy podzii;kowa(; firmie Rutronik za wiele lat wspaniaJego parlncrslwa. Druzyna Rulronika zapewnia doskonale wsparcic klienlom omz oferuje nasze produkty od wielu lat. Udzial llutronika w dystrybucji naszych "'YI'Ob6w wynosi okolo 20%, co stawia go w pierwsze tr6jce sprzedawc6w i partner6w bizneso"'Ych" - powiedzial Mordang, Chief Operating Officer w firmie OMRON Electronic Components Europe.

W Wielkopolsce zakonczono budowi: najdluzszej wojew6dzkiej sieci szerokopasmowej Powstala juz n iemal polo wa z zap lanowanych 45 tys. kilomelr6w sieci. Reszta zostanie zbudowana do wrzesnia, co na niespotykan q_ dotq_d ska!~ rozszerzy dost~p do szybkiego internetu i uslug e-administracji. Za parEl lat swiatlowody mog<t calkowicie zas t<wic miedzia ne kable. ,,W lej chwili mamy "'Ybudowa11ycl1 20,5 tys. km sieci swiallowodowych. To jest prawie polowa plam1. Ale jezeli w grudniu i styczniu powstalo ponad 10 lys. sieci. czyli prawie palowa z lych wybudowonych, nie mom wqlpliwosci, fo zgodnic z p/anem sicc 45 tys. km swiallowod6w oplecie Polski; do kofica wrzefoia" - zapowiada w rozmowie z agencj<t informacyjn<t Newseria Biznes And rzej Halicki, minister administracji i cyfryzacji. Budowa Wielkopolskiej Sieci Szerokopasmowej zostala zakonczona z koncem grud nia. To trzecia ukonczona wojew6dzka siec swiatlowod6w (po pomorskiej i lubuskiej) i najdluzsza w kraju. WSS ma niemal 4,6 tys. kilometr6w i s klada si~ z 31 w~zl6w sieci szkieletowej w stolicach powiat6w oraz 576 w~zl6w dys trybucyjnych w gminach. Dofinansowany przez UE projekt wart by! 410 mlnzl. ,,Dwie sieci zostoly juz zbudowane w calosci - to sq sieci, kt6re majq od 1,6 do 1,B lys. km, wiQC sq lrzykmlnie mniejsze niz la na Pomorzu i w wojew6dztwie lubuskim. Prawie zakoficzona jest tez siec dolnoslqska" - okolo 1,6 tys. km - wyjasnia Anna Strezynska, prezes Wielkopolskiej Sieci Szerokopasmowej. Jak zwraca uwag~ Leszek Wojtasiak, marszalek wojew6dztwa wielkopolskiego, region ten otrzymal dofinansowanie na budowi: sieci dost'lpowej w 16 powiatach. To nagroda za skutecznq realizacj'l wczesniejszego etapu inwestycji. Komisja Europejska wyasygnowala dodatkowe 70 mln euro dla Wielkopolski z rezerwy wykonania, z czego 40 min zostanie przezn aczonych wlasnie na budowQ sieci dosti:powej. Dzi~ki zakonczeniu budowy WSS juz teraz 73 proc. mieszkaf1c6w Wielkopolski jest w zasi'lgu sieci nowej generacji. Linia obejmuje niemal 3,3 min os6b i ponad 250 instytucji publicznych. Dzi~ki tej inwestycji operatorzy telekomunikacyjni b'ld<i mogli s"~adczyc uslugi tam, gdzie sami nie doprowadziliby swia tlowadu, gdyz byloby to dla nich nieoplacalne. Obecnie trwa przetarg na operatora infrastruktury WSS. Janusz Kosinski, p rezes sp61ki telekomu nikacyjnej lnea, kt6ra ma niemal 75 proc. udziat6w w WSS, zwraca uwagQ na to, 2e dziQki takim inwcstycjom swiatlowody stai<i si~ powszechne. ,,Te wszystkie sieci regionalne. w tym Wielkopolska Siec Szcrokopasmowa, powslaly po 10, zcby .~wiatlow6d dolor! pod strzcchy, czyli wszt;tdzie tam, gdzie dzis nie ma nawet miedzi" - tlumaczy Kosinski. ,,Swiatlow6d zaczyna zast~powac wszelkiego rodzaju media przewodowe. Mozna si~ kl6cic, czy to hQdzie za !al 5, czy za 10, ale ostatecznie przewody nie bi;dq do transmisji". Czlonek zarzq_d u wojew6dztwa wielkopolskiego zwraca uwag'l na to, ze siec dostQpowa jes t niezwykle wazna dla obywateli. To nie tylko szansa d la w ielu z nich na lepszy dost~p do rynku pracy dzi~­ k i zalrudnieniu na odleglosc oraz wykonywaniu zadan p rzez siec. Poprawi si~ takZe jakosc ustug publicznych, jak chocby sluzby zdrowia. .. Bt;tdziemy mogli przesylac zdjt;tcia z tomografu komputerowego, rezonansu magnetycznego, zdjQcia rentgenowskie i opisy choroby. Skr6ci nam to i ulatwi w dui.ej mierze konsultacje specjalistyczne,

dosti;p do wysokiej klasy specjalist6w, rozpoznawanie chor6b, zapobieganie im i pmwadzenie akcji pmft/aktycznych. Nie bt;tdziemy musieli czekac dlugo w kolejce" - przekonuje Wojtasiak. ,,M6wit; o zdrowiu, ale to samo dotyczy edukacji, naszego bezpiecze11stwa i wielu dzia!afl zwiqzanych z rozwojem gospodarczym, badaniami i naukq". Andrzej Halicki podkresla, ze prace idq_ peln'l para takZe w pozostalych regionach kraju, kt6re bud ujq_ sieci szerokopasmowe wolniej niz Wielkopolska. To priorytet dla resortu administracji i cyfryzacji - dzi'lki presji resortu prace trwai'l nawet zimfl, a w niekt6rych wojew6d ztwach, gdzie juz istnieje kilkaset kilometr6w sieci, jeszcze jesieni<t inwestycje nie byly rozpoczElte. Minister ad ministracji i cyfryzacji zaznacza, ze cyfryzacja Polski to najwii:kszy tego typu projekt w Europie. W ramach programu operacyjnego Polska Cyfrowa UE p rzeznaczy dla naszego kraju 2, 17 mid euro, z czego ok. miliarda euro ma zostac przeznaczone na budow~ swiatlowod6w do odbiorc6w koncowych. ,,Ramy podpisalismy w grudniu zeszlego roku, a w tej chwili opmcowujemy kryteria inwestycyjne. Ten drugi elap, a wiqc dostqp do domu,firmy, takze katalog us!ug i kompetencje - te wszystkie elementy bt;tdq obszorem bordzo duzych inwestycji przez nojblizsze Jato" - podkresla Halicki.

Amr P M

~

en ount

Narzi:dzie do wygodnej konfiguracji paneli PenMounl Obecnie technologia projected jest stosowana w "~elu nowych pojemnosciawych panelach dotykowych, a kontrolery do nich odgrywajq wazn'l rol~ w produktach kof1cowych. Koncepcja kontroler6w PenMoun t jest zasadniczo r6zna od innych kontroler6w. Zazwyczaj, kiedy paws laje nowy produkt, klienci albo dystryhutorzy muszq wyslac sw6j system lu b kontroler do producenta kontrolera w celu d ostosowania parametr6w. funkcji i najcz~sciej wgrania dostosowanego firmware'u. Filozofia PenMounl jest zorientowana na klienta. Dystrybutorzy oraz projektanci otrzynrnjq_ szybkie i wygodne narzQdzie do dostosowywania parametr6w kontrolera, wi~c z latwosci<1 mogq_ realizowac biez<1ce potrzeby, a przy Lym oszczQdzic sporo czasu. Aby zapewnic optymalnq_ wydajnosc, PenMount umozliwil regulacjEl d u zej liczby paramelr6w w programie n arz~dziowym i pazwalil dystrybutorom oraz firmom projektowym na wyb6r odpowiednich ustawien, dodatkowo: 1. PenMount dostarcza obecnie dziewiQc typ6w kontroler6w odpawiadaj<tcych r6znym wymiarom i grubosciom paneli dotykowych. Klienci mogq_ dobrac wlasciw<i "~elkosc w programie narzEldziowym PCIMSet. NarzQdzie pozwala takie wybrac grubosc szkla, dzi'lki czcmu nie trzeha martwic siQ jej wplywem na plynnosc operacji, czy nawet na wystqpienie niewlasciwego dziala nia. 2. Kontrolery PenMoun t projektowane sq_ z r6znynli in terfejsami USB, RS232, UART, I'C itp. 3. DostQpna jest nie tylko opcja jedno- lub dwu pu nktowego dotyku. lecz takZe precyzyjne dostosowanie dokladnosci na obrze2ach panela. Pozwala to na dokladne operowanie nawet przy samych kraw'ldziach wyswietlacza LCD. Jesli wyswietlacz musi zoslac u mieszczony pionowo bqdz poziomo, osie x i y touch panela n10g'l takze zostac odwr6cone. 4. PenMount rozumie, jak bardzo czasochlonne moze bye r~czne ustawianie parametr6w w d u 2ej liczbie kon troler6w. Dlatego stworzyl narz~dzie d o kopiowania firmware - PClBatchSet.

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

139


Koktajl nius6w Cenlrum sklada si'i z dw6ch sali stanowisk zewn'ilrznych usytuowanych na terenie Instytutu Lqcznosci. Kursy organizowane w cenlrum szkolenia beyd<i przygotowywaly do pracy instalator6w w zakresie projektowania, montazu, przyh1czania do sieci dys tryb ucyjnej i monilorowania pracy mikro- oraz malych system6w fotowoltaicznych. Uczestnicy kurs6w zdob<id'I wiedzey i umiejfllnosci praktyczne przygotowujqce do egzaminu panstwowego przeprowadzanego w Urz'idz ie Dozoru Technicznego i uprawniajqcego do tytulu certyfikowanego ins talatora system6w fotowoltaicznych.

SWISS CONTRIBUTION Electro-Welle korzysta z programu Swiss Firma Electro-Welle - dostawca uslug projektowo-produkcyjnych EMS z Marcinkowic kolo Nowego Sqcza uzyskala dofinansowanie z Ma.lopolskiej Agencji Rozwoju Regionalnego w ramach programu SWISS na innowacje produktowe i procesowe. Swiss Contribu tion to szwajcarski fundusz i program rzqdowy skupiajqcy si<i na pomocy nowym czionkom UE, k t6ry ma na celu obniianie barier ekonomicznych pomi'ldzy krajami.

ze statusem General Member. Program ten ma za zadanie wspierac tworzenie i promowac nowe in nowacyjne rozwi4zania w zakres ie loT. Do takich zadan firma opracowala jednoplytkowy komputer FermioEM bazujqcy na nowym procesorze Intela Quark [na zdjflciu).

Cypress i Spansion oglaszaj11 fuzj~ Firmy Cypress i Spansion lqczq s i'l w jed nq fi rmq wartq 4 mid dolar6w, kt6ra b<idzie znaczqcym graczem na rynku mikrokontroler6w i specjalistycznych pamiflci do system6w wbudowanych. Nowo utworzona firma przyjmie nazwfl Cypress Semiconductor Corporation i chce bye aktywna w zakresie dostaw produkt6w SoC dla motoryzacji, IoT, przemyslu i komunikacji.

Foxconn inwestuje i w Pardubicach

zwi~ksza

zatrudnienie

Czeski oddzial Foxconna, tajwa11skiego giganta kontraktowej p rod ukcji elektroniki, planuje zatrudnienie kolejnych stu os6b w Czechach.

STRON~

JRZYJ NA TE

Prezes Maus Electronic wyrozniony cennym tytulem Katarzyna Ozga-Lepkowska, prezes zarzqdu firmy Maus Electronics [na zdjflciu ) znalazla si'l w gronie 100 najbardziej przedsi'lbiorczych kobiet w Polsce w kategorii firm o przychodach do 50 min zl w zestawieniu przygotowanym przez Puls Biznesu. Laureatce serdecznie gratuluje my wyr6znienia.

iiiii1 www.piekarz.pl ~ cz~~CIELEKTRONICZNE

sprzedaz@piekar z .p l t e l. 22- 835- 50- 37 fax 22- 213- 92- 82

:-Moduty oraz czytniki RFID ~~~~

_MIFARf'. UN/QU£ /CODC HITAC-, Q S, HID' ~

·.\''.- (.. L -:..\ 3City Electronics czlonkiem Intel Internet of Things Solutions Alliance 3City Electronics (3CTE) - firma projektowo-produ kcyjna z Tr6jmiasta zostala p rzyjflta do Intel Internet of Things Solutions Alliance

C:AlillilA u •

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

t

.

I

ne ron1x.p

~---··:

www.gamma.pl PODZESPOlY ELEKTRONICZNE

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie

ele~:troniczne

-/i

pizeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

13


INFO Oprogramowanie lo pozwala na szybkie kopiowanie parametr6w, co znacznic skraca czas przcd produkcjq lub wysylkq, a tak:ic zapewnia pelnq zgodnost i kompatybilnosc wszystkich produkt6w. Powyisze cztery punkty to zasady, kt6re przyswiecajq przy projcktowaniu PcnMount. Konlrolcry stale sq rozwijane w celu uzyskania najwyiszej mozliwej wydajnosci.

ME-TBUS 4P1S zapewnia czlery linie do transrnisji r6wnoleglej oraz jcdnq liniQ do transmisji szcrcgowcj. Uzupelniajqc system z lqcznikiem piQciobiegunowym (tylko polqczenia r6wnolegle) oraz elemenlami zwi~kszajqcym szerokosc miQdzy sqsiednimi modulami TBUS sprawia, i.c magistralQ moi.na doslosowac wygodnie do wiQkszosci wymagafl konslrukc)1nych tworzonego systemn modnlowego. Wi~cej informacji: http://goo.gVUBLw7S

Wi~cej informacji: Unisystem, ul. Aleja Grunwaldzka 212, 80-266 Gdansk, Polska faks: + 48 58 553 29 68,biuro@:unisyslem.pl, www.unisystem.pl

Nowe manipulatory pulp ilowe bazuj'lce na ha llotronach

t'lcznik magis tra li dla obud6w na szyn~ DIN Phoenix Contact poszcrzyl rodzinQ lqcznik6w magislrali montowanych pod obudowruni serii ME oraz ME-MAX. Najnowszy element umozliwia jednoczesnq realizacjQ polqczefi r6wnoleglych i szeregowych pomiQdzy s4sicdnimi obudowami. DziQki montaiowi poprzez bezposred nie znlrzafoiticie na dnie szyny DIN, system ME-TB US pozwalajq oszczQdzac nie tylko miejsce w szafie czy na obudowach a lakie przyspiesznj11 okablowanie calego systemu. Wystarczy nasadzit obudowtl na magistralti i zatrzasnqc i'l na szynie DIN. t.qcznik

Seria FR to joyslicki minialurowe slerowane kciukiem, maj11 wychylenie w jedncj osi, ruch odbywa siQ w pozycjach: pr.<6d/p.neulralna/tyl. Produkt charaktcryzujc siQ duzq odpornosciq na trudne warunki pracy, pyl, piasek, woda-szczelnosc joyslicka IP68. Joystick do zamontowania w obudowie, do wyboru sq 3 ksztalty aktualora, :lywolnoยงt ok.3mln cykli. Mozliwoยงt dopasowania wartoยงci zasilania, napiqcia wyjยงciowego, kolor6w obudowy oraz CZQSci ruchomej. Produkt polecany do slerowania eleklrycznych w6zk6w widlowych, systom6w lransportu i podnoszcnia lowar6w, maszyn rolniczych, pojazd6w elektrycznych ilp. Witicej informacji: ELT RONIKA Sp. z o.o. ul. Warszawska 41 pok. 7, 05-092 t.omianki tel. +48 22 751 9744, fax: +48 22 188 181 2 e-mail: biuro@eltronlka.pl, w1vw.eltro11ika.pl


ZAWARTOSC DODATKOWEJ PlYTY DVD

TYlKO Dl_A

niezbtidnik

PRlHUMtRATOROW

elektronika ave ROM

1. Devices Elves

EP2/2015 l.AJteraQuarti.nll 14.1 P.!bet Quarrus II ~rmy At!efa

3.0es.ignSpari:Pal

2. Analog Devices PLATool

S. Micrad!ipMCCMPLAB

Najnowsza wersja (2.5) pakietu konfigurujqcego matryce logiki programowalnej PLA, zintegrowanej w rnikrokontrolerach ADuCM7000.

3. Analog Devices WASP Najnowsza wersja pakielu narzt:dziowego WASP (od Windows Analog Software Program), kt6ry jest przeznaczony do badania wydajnosci tom analogowego wbudowanego w mikrokontrolery ADuC702x finny Analog Devices.

4. ARM DS5 Ultimate Eval Aklualn a wersja ewaluacyj na nowego §rodowiska programistycznego firmy ARM, przeznaczonego dla programist6w system6w mikroprocesorowych bazujqcych na uktadach wyposazonych w rdzenie ARM, takze najnowszej generacji Cortex-A.

fitrnyNXP

Najnowsza wersja pakietu PSoC Creator firmy Cypress, wyposazona w biblioteki Component Pack 1, kt6re zawierajq komplet mikrokontroler6w tworzqcych obecnie l<i rodzin<i.

~~~~l~:=~i~a~!~~-

nie SlMicroelearar1a Tia STM32 iSTMB)

4, Ffttsc.a!erreemaster

6.STM32f429DiKOV('rytfE1 MICTO Framework

r~~~~=~=}~~ar~ wmikrokon11toler.idlSfM32.

PkiginonatwieCodeConfiguratordlij pokietuMPl~Xfml~ ~rod"lp.

~EM~~ftt ~ ~~~~1~1p. 1

\, la«Kt'

0i¥OOrd

~86

x.64

:r~~~~~:!°3f~~ 1

Latbct (Windows 32- I 6Al-t:.U.

9. Xiliru:'fl\'ildoSDl::Win2014.1 1004 1 N<1P111WSozaw"1jap.<1kie(u

\oivado,

~n~r~~~!sd: ~ra-

u

2.AclelllBEROl/atilt Opq:inalne ro.zszefltnie ~1odowi· stlUBf.ROflmiyActel.

,11

Wtr~~ iML!li:i(y,i~ (di~

PiogramMr~ziowydokonflgu­

WindoM.Mac0Sim'tOdlWl.'f5ji Liooksa-12 i 64}Yodowiska progra1r1St)>::Znego Energia.

rowania bkllolw PlA w rnikrokor.tra!e!'achADuCM320.

,....,.

4. Mi~l"Q(hip MCG31l0 ~~rt

(P12/2014 1.AD140fftin~p14313

NdjncwSla - prredpojaWieiilem

~!41Sl4!10~0UljlOWl.'ldantjVl5 ·

2.AnalogDe'ocess.;,imaS11Jdio Op-og.lill'llowanie nar~owe

~rz~o;~~: ~~~~~!

SigmaOSP.

piogramunarzl:dzi1JWE9Dfrizting wspomagarqcego b:mstruktof6w

2IDf.~ion.pize1nacion.a

wania l PCopen dla mibokootrole16w l PC finny NXP: Na ply<ie

zsystemciArduino.

:t=~~ci~u~~i~~~:~

&rnwne wananty 1wtrs/e iego

4. Almt1Studio6.2 NaJll(JwWwl!rSf.!lbezpl.:itnego pabetuprze.znacronegir:i dorealincji prajell:Ownamikratontrolera<hfrmyAtrnel.

N.'ljnows.i:e wets,e Srodowi!l..'! IDEll'Cxpres!.Cl(LPCwaredla ribotontrolerOw lPC fimiy NX/l',I dla WindoMiLAluba.

Pakiet~ramowan!a

~r::~~16_:3gofi~1~,1,:e~P

9.Sila~SimpliOtySmtio

r:e~r:n~~:~~~:;~~~~-

~~~1~~~=:: dla iOS, UntJsa 1Windows_ &. RF AppCAD 1.0.2

7. Freescale USBDM Oprogramowanie narz<idziowe do konfiguracji programatora USBDM dla mikrokontroler6w KINETIS, ColdFire oraz HS(S)08 fumy Freescale. Korzystanie z tych narz<ldzi oraz opis konstrukcji programatora USBDM przedstawiamy w biezqcym wydaniu EP.

8. SiliconLabs Simplicity Studio Najnowsza wersja kompletnego, bezplatnego srodowiska programistycznego finny Silicon Labs, kt6re jest przeznaczone dla mikrokontroler6w z rdzeniem 8051 produkowanych przez l<l firm<l oraz nasl<lpujqcych rodzin mikrokonlroler6w z rdzeniam i Cortex-M: EFM32 Gecko, EFM32 Giant Gecko, EFM32 Leopard Gecko, EFM32 Tiny Gecko, EFM32 Wonder Gecko oraz EFM32 Zero Gecko. Na ptycie publikujemy wersje dla Windows 7 oraz 8.1 (32/64-bitowe), Linuksa oraz iOS.

10.STMicroelectrooic:sSTM Stl..ldio33

~Oy s1u~· 00 wspomaganla

d1ag:nos ' d2iat.il'llaaplikaq1 t1am1kro

t1oleradlSJM8

1STMl2.

i

Crossworki 101 ARM

Coit~-M

1~~:r.rzp:~b~~~KtDE o~ieuVi~

~s!,~fu~~;~;P.tym

ele~:troniczne

11. STM32CUbeMX~4{).0

::=~~~cfo~=

~~~::!~~~~~:~~~

EP3/2014 I ..NET MiCIOFramewkdla

Oprac~ane 1 1J:!os1wnione

caamicrnyd!.

NG1f11m<o~zawenjaop151-

-s.curce'awego nam:dzia dom00ekJwania3D,szaeg6tiie

~b~~~~U~:~:~mydl

1.CADstarExp~14 lf.;ljnq~a~jilpatiew

do pr~~owania PCB

ti'"').

"'"'

E/16,120141 1. EaCAl>Cornpooents Pakietbibi:itekko11110ner.t6w

4. (ro'§sWo!b ARM

2.ARM-MDKS.01 Kol@jna, Mjnowsza wtfS}a ~rod0-

~~~=~tiru~!~ra- Wl'ika pro~howega MDI:: fim1y korzystaj¥Y<h z mikrokon1r-OIE'fOw :;:1~ ~~YeC:rublilw}emy

AAt.171911 1

J.latticeDiarnood l.SllJ)f WinQows32 bily N.ajnow2a {3.0 097) wtl"Sja W·

51ilfi<'le<inDAvE31 .10 tfaJfl<rlYS23weiSj3btZi:QtntgO YodOW'ISY progr.flmis1yanego DAvElimy ln&rieon.

=~l~j!~=i lllu~.

6.Siir:llfllab~SmipicitySt"~dio

tfajnqmza~ji!S~sra

prc:,eklowe-galim1ySil1COnlobs.

l MDKAAM 5.113

Prastywob!Judze~ymt1latorier­

~~~~=~;ti:~d1a

ribol:orrtsoler<iw SPCS6 {rdzefi

tim1~Mu1ata,tttry umo~a

~erPO.

~~~~~;:eea~:ltiro~r:~h

10 HIDCADSllJdenr:Editl()(I

Yila!oweogoeiemt!l{u dowyoio9&wapl1kaq1

4 MurataEMI Fil:@rSelettor-Snulatllf

,N::.!r;em~:~r:~~~~r

9Qw;iplik.acji

Lanice.Naplyci@ llmiMcih~y

4. LatoceMicoSystemfor

~~koprojekloweoraz

cesoraMcoflfmy1.<rrtlct,~~

:~~~l!=t~!'7

lfap!yMpubl1lwJf!Jnrwt11jedla Windowoi Linlh1. S. MiaodiipMPLABOl!Yice Bto<hlorSiTrlllink

~;lil~=~~t:;t, m11Jokontrole16w Pl(za pomoc<}

Slmolinka

6. MPl.ABX1Df.2.00 N.ajJ'Hl'Nszawersjabezplatnego

~~~\~caiX~=:

PutibJj~ywersiedlaWi'ldows.,

MacOS11.Sluksa,atal:repodstaSrudenckawttsjapabelu

l-flt).(A0

ARM·MDK (!: popul:imym IOE

~~k~:,i:s~~~== wrdZl'lliefirrrrtARM.

:a~:l1~~~fl~

tr6dtl(JP(ordidZt>n..:lmlkropro-

(jesi 1Chbl~600!) dla

nWstor6'NPfodul::owarry<hprzez

~~~~=1af~~r~:~tb)

fl(lmlkrok.ontro!ery STM321

pomocmcz~·rri.

programoo CAD w lonnade RXL.. 7. STCootntSenslngOpAfll> przygotowanych Iudost~pnlooyc.h <alwlaior "4.Xlliru:V!v.adoSDK2014.2.0612 prtt.zfirmtWL /lrostywob!okidre kalulatOI poN•owm wef1ja pakletu zwal~C)" ?.iutomatyzowal'. dob61 doprajekl:owaniawFPGA.i SoC 2. Front 0esigner4.3.1 elemerllliwdlawzrna1J1iaczy. onmY11!\'iYado frmyx:6ix. Program na~iowydo protektawania palll!li cmtcrwych 8.ST L6!i62APfCCalculatar EPS/2014 t1~ctletl~l:tronii:zn~.kt6ry K.;il~uloJ~r a1,11oma~u...cy 1. Mtera 0~<1rtl,l!S II 14 0 0.200 ~ wypo1o<1rorry w moi;k.Jt w~­ obl11:zan1e w<11toS,1elent('flt6w Na,iowsla. bezpt"iula we1sja pa- pracy z obablarkoml CNC. dzi~ waphkaqi kootroletaPF<L62S2 ldetu proJekI~ego -dla ukiild&# mmu~nan.eteg<>~Ol:f"90 Pt06mryA!tefa,obstugujqca f1agmecirn00vdowymo21\a 9.ST~S6SllJdiolDE m..iCPIDzrodllllyMAXlO uutomaiyzowa~ i pnyspieszy~ tfOwa W!I:~ IOE o MN.ii@ SPC56 Srud10.ktOrtbaiuje naEclpse 2. l1Spicel'IJ072014 J_Murata NTC Vo1!a9e SimiAata1

~:=~~==~di -lJSpicefll.

STM32F4291-0ISCO,do~laraana

z bQotloaderem,driYeroJrni US8

i~~~~=:~

EP412014 1 .~kiumDesigni!r FK'e'fll!wer

tfaJ001vs.zaopiJilikcrwana przei fim11i1JIJtii.nwel!.jabeip1atnf1 pr~9k:jd.;11bplil0w projelu(lll.lyiji,

eWy·d a1:1.i!E<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1doJ !if (96006) Wydanie

firmy ST~oelectranics.

2. AVXSplCap3

~~:~~~:~OfiZ

N:::~)et:~~a~~e-

m~ro0:~1~fe,,~~~~~~ ~%':f'1~~~:~iisko

3. MDK-ARMVersionS.12

C:tien.I

wersja po!Xll.-nego

Platforrna.KETdlare%awu

~iil~~~'g=~:~ :ktr::fc!~~m~otOO

EPll/2014 !.Atme1 Studio6.2 (b.Jild 11S3) XOODW'ISko proganus~me dh mikrokonr:1olenWfimiyAtrnel.

pim t.m~Segges.

10.STM32CubeF4y 10.0 KamiJetbilliob?tCubedla mikio~onttole1tw z rodzinr STM32F4

U-Oief)'Slr.132.

Nowaw~pa1det:11STMStudlo,

fowanaa30ol\ilzv.ie81eoder.

konr:1ole<6w ! mk.rop1ocesorow l\alieOSP)prOOul::owarrydl przt2TI.

IDEudost'3H'1ionebelptatrut

9. SatJrCffyCad!!BfnchfCH

=~o~~~=~d1a~~::J~- ho~Y~=~~e~~·

EP512014

lB!U.-007.24.0

$rOO<irnskoproektowedla m1bo·

:fo~~~~~;SJ3 MIPS ELF

1.ABViewer9 Pakiet oi:mgramowania CAD umoilMiawegopodgli!dip:>dsta-

O~ntedonlOllilo!owanirt

'· "'""""E6

1SOOO~element0w.

-Ta'?et

~csttf~o~rcc«rd

lflfineori paeznaaooy dla mil:rokontraler6w z radzirry XMC.

8. ~eremlDf. Y 2 16

bilJlio\ebch zawilrta ponad

Pak1etop-l)(Jramowal"l!a

lrameworko,klOryula('ffla ~~~pisanie pmgramOw

torfwdy~1ryb.Jcji szybkich ~ygnahm analD;owrch icyfrowych, tedmic:e radarowej. mil:tofalowej11p

MecitorG1a1iilcs.

2. (lender 2.11 Win6A

8. Infineon DAVE v3.LIO Pabel programi!.!yany &my

;"r~t~rd:!f3 fil~~. termi~tc.y,pozystoryitp.l¥2J'lit

1, A.fCaftCakulatorWorkbook

blkulatGrOW wspomaga1¥Ydl oblicmria ita tOl&w rarhowy<h.

FP~ twrny Xinx.

~~~~r~t~ ~~:n-

RXIOO

OCZ'fNIScu.•zoJe11yfi~Mu r.na)

r~~~~~~'it~a. MoszX.l.Szowiera_iiicyponad20

9 STMKtOelectronleiSTM32MAf·

EP9/2014 1. 30 led Vl 1 12. II Code(ompostr Studio Bezp&alna wef!.ja pabetu Veruon 6.0.0.00190 do wizualiz.acji. ~ji i analizy Najoo1vs.za WMfa Code (OflllO· modeli lD. sefa fimiy Texas ln~1rumenu..

Kornpletne~owMD

ixictrespotowanalogow~ {Zba~f110dellpochod~cych

pUOw Geibel Gra? NC Dr•. 6. PCB lffi't!~tigator, wef!.ja ewaluaC)Jla Ewa!uaqJJaWl!rsiapakiettJ

ZOfiemowana !lilrdienleMIPS

~:=na~~~~og;a-

=:i~:=~

~:t~~~:~~ayt:lator

Udost(pnlonaprmfhll'~

Easyloglcbezplamaprre;ilot:laika

11 XilinK Vi~ado SOK l014.1 0465 1

~1i:':~~~~:~srcsr

7.elstudio3. 1.0.2d

fimiir:Si!iconlabi.. 10.Mt11.ataScn5tJrfir1,Jl.4.I

~=~~~~gi~~m~~.

W~ dla Yodowiska MPLAB spetniaMcar~aplikacyjnego

urz~dzeflbaruj~napt,tkach

S.Getbertogo.Free'lhewtr

~~~aifJ~l::O!~~;n

dlazakres6wRf.

(1dMfiPowt'r9()lirrnySTMlcro· tlecrronlc:s.

doimplementacji~6w

p-m

-ul<laduMCG3130.

6. Freescale Kinetis Design Studio

SemlcoodlKtOf.

Cort~-M piodukowan)"ITll

Uniwersalnykallwlator

11.STSPC56Studiol.O

5. Cwres.s PSoC Veatc. 3

tfaJOOWS.Z<lWM)azlntt'9rowarie-

W

Najno1V$U't~bei~egi;>

Najnowsza wersja bezplatnego srodowiska prograrnistycznego KDS fumy Freescale. Publikujemy wersje dla Windows oraz dwie wersje Linuksowe.

I""''" 8.NXPlPGipiesso 7.1.1.125

:I; ~rooo.istaJrot:"""~ z~=le:wzX~\:~

~=~=;:r;:nJz~iineoo

4. ffltzir¥;iv0.8.7b

publ11::tJjemy ~eob«ne

l . E.... 6.6.0

6. lnflneonOAvE3J .10 Najnowsz.a WMfa ~IOdowi!J:a

m~~~j~~~~;;:r

weisjlmlkrokon1roll!l'6w.

N.tijnowS2a weis;a ~2platfl@90

S. Microchip MPl.AB HARMONY

3. Cypress EZ·USB fX3 SOK vlJ llorWindl)m Pabet SOK dla aphl'.a~ USB le.!· lirowanydi na mikrakootrolerad! FX3fim1yCypr6SSaruconductor.

2 .0

:~o:iet~~:OCw~kim

~~~~~;h;la ~6w

, MKr«hripMPlABX IDf.Yl.10

lAAalog De'vlO!SPLAr:oolM3 4.11 Etll!l"Ql.'I IDE

tfajnows.ze ~oprogramo­

1.ActelllBEROIDE

B~zpl.:illl~Yodowiskodlap~ra-

~P~~~-ri~~~Wfe~ ~~~fir~A:i~ydi l ul<l ml$ryane dla AAM-aw od Slllcon L.lboo10l'ie-s.

7.NXPlPCOpen l.01/2.01

NaJflQWSZ<IWefSfilprogramu

EPl0/2014

=t~.=:~==:n

z p<ikietaml b1bio1ek dla flOWJ(h

2 A.nybchangdDS Ni1J110WWwttSf!Jkonwe1te1a modeli3D.

(1dufiCooe~·MO)

7.Mult!SJMBLUE Bezplatna ~ pakiew Mt1lt~ SIM &my Ni11ional ln~truments.

3 .Fm~CodeWarriorlO.S

6. Murata PoNer lnduaor Seleallf Kolejnana n.aszejplyoebezp&atne

fi~~~M~r:i~~~& ~~C:~'ptuCJr~~

~<amOw'tfo'' ,.,"""

1.ARM-MDK S. 10 dla XMCIOOO Bezpiatnawe!lja pa.betu MOK

Xf'lugSI

El'l/2015

EP7/201<1 1.""1yCADViwiefl0 Najoo1vs.za Wm§a bezp&alnej pr_reg~rtij:M:OwmOOel

(OllllOflellU.

~~fo~:O~"~~~~

5TI_CodeCom~rStudlo6

fim1ylex.as ln~1rum@l"lt.s.

~~~~~~;=t:~

G1aficznypakle<kon6gur3C)lni>

noJGCCiE(!i~.

::~07J:~=~~ra-

5.STUlil.4.0 N•0WY.1wersj.ip1ogr.irrt1

wer~aJ!JtiumD@signeL

5. Cypress PSoC Creator

NGlfllllMl.a wenia progran.i

~:~~~·~~~9~=~~ gr~~~~~~~:i:o'.!rnat~

Programowy asystent konfiguracji/parametryzacji bibliotek programowych wykorzystywanych podczas pisania program6w dla mikrokontroler6w ADuCM7000 (ARM7) firmy Analog Devices. Program jest przystosowany o pracy samodzielnej, integruje Sill tak:le ze srodowiskiem Workbench finny !AR.

obslugiwaf!P"hprzezpat:ie'! Altium De:si!Jlei:

Najoo1\'Sla~zin1egrawa·

nego Yodowiska praganus~z­ nego firmy Re~ ktOre bazt.te

4. NXP Flashrn~ic Tool

przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

wow<jdokutrlet1taqi:. 7.STM32~o~ofer32

~~~~a~:~1:e~'.~~ =~~~~fi-"ie

:=;rl11f~~~w~~~-m&roron-

141


Ogloszenia i reklamy hurtowni, sklep6w, importer6w, producent6w, dealer6w, itp. Sq platne. Cena podstawowego modulu (35 x 20 mm) wynosi 66 zl + VAT. Koszt m inimalnej 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%, 7-11emisji 15% 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 fir m poszukujqcych pracownik6w wynosi 25% (wylqcznie dla du:i:ych reklam). Wszelkich informacji udziela Grze gorz Krzykawski, tel. 22 257 84 60, e-mail: grzegorz.krzykawski@ep.com.pl. Reklamy do tej 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 dowolnym edytorze t ekstu (takze z wydrukiem), jesli kr6j czcionek nie jest rzeczq d uzej wagi. Male reklamy mogq bye przygotowane w redakcji (gratis) na podstawie odrE;cznego szkicu lub maszynopisu. Opracowania te nie bE;dq jednak w6wczas uzgadniane z Zamawiajqcym przed oddaniem do druku.

Redakcja nie odpowiada za tresc reklam i ogloszen zamieszczonych w Elektronice Praktycznej

iiiii1 FIRMA PIEKARZ

.--1111 CZ~SCI ELEKTRONICZNE

Frezarka enc Oo prac mechan icznych w elektronice

l!Al>..ulll

Podzespoty:

~SSR

L=lOOmm L=lOOmm L=lSOmm L=lSOmm L=lOOmm L=lOOmm L=lOOmm L=lOOmm UOxlOOx60mm

Fir ma Piekarz Sp. J . ul. Wolczyliska 206 01-919 Warszawa www.piekarz.pl

Zaloguj s~ i t upuj ON-LINE m OUZC"j itroolc:

2,13K/ W 1,42K/ W <0,59K/ W 0,72K/W l , 13K/ W l ,41K/ W 2,47K/W l ,9SK/ W 0,9 1K/W

WWW.AKSOTRONIK.COM.PL :-:,::-z:,~~ ' Wtyk ID($ki Cc:na od 0.42 J>LN

Oupiea;niki dr>mikro&li6wki

0802 S88PL.N

0.7A,0.9A

Cc:rwiod0.90Pl..N A~ti:ry

z PLCC na 01.L Cena od 10,49 PLN

htminioW(' ~ kokwy Cena od O,S9 PLN

0

Aksotronik E:LE:r11ET1T

\1\\\

dopownlcd

(l\11'

Jo ecna~~;~~ 2

Ciilll•

o.~~PI \l

""°"'~""Y ,

~

Miernik • ltrnf.tt.BhHyl.CD ,,_71 Pl N

!>ilnikowc:CB861 '61.M~I

Vchwytmo11ta.towy zpodfwitllrnid ltd 16,78 PLN

Uwag.a111 Poll.Y'.J.7_1! CMY

Qnaod0,9'7PL.-..

n.AA.

...• .

.........rl..F.O ...~,tjmocy IW,lW,SW,IOW,)OW Ccnaod l ,97PLN

tkeyt1~7.a)ru~ m in.im.a!nych ilok.i hunMV)'dl, popr'tt7. NIU naq. lftltrMIO'N)'

W f\\'l)jej aftteie rot1i..::lamym11i: p61r)rtt:W«lniki (c.li(wfy, ultlady galofte, traney~ory, triaki, e~l'r'ltft'Y tlflloelekfn)nie1"1e). elementydyst11nsowe, 7.bcn, pn:~ilc:i, ~. rerystory, kondensltory, t-~rce. podsu1wli, e1ementy •kuJ~.

.t:I

,._,..,....,...., TNFO@aksotronik.com. I, tel: (22) 783-2051

• oswoov

DRUKOWANE

jednostronne, dwustronne z metalizacjct obwody na podtoi.u aluminium

PLN

• • • • •

es· -2e·)

755 PLN

W ielkoSC matrycy: 1,37 Mpx O biektyw: 3,6 mm (kctt widzenia 67°) Rozdzielczol;C: 1280 x 720 (720p) Zasi~ oSwieHacza IR: 15 m Protokofy sieciowe: TCP/IP, UDP, ONS , DHCP, NT P, RTPIRTSP. HTTP, DD NS . PPPOE, SMTP.ONVIF Aplik acje dla: iPhone, Android, Symbian, ..

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

\~\(1Jl{<>\I~

""'°""'

tM:nemodelt

E:LE:>-TF :ir1czni;::

S=wt;

WielkoSC matrycy: 2,43 Mpx Obiektyw: 2.8 - 12 mm (k~t widzenia RozdzielczoSC: 1920 x 1080 (1080p) Zasif{!g oSwietlacza IR: 15 m Protokoty sieciowe: TCP/IP, UDP. HTTP, OHCP. RTPIRTSP. DNS. D D NS. UPNP, SMTP, ONVIF.... Aptikacje dla: iPhone, Android, Symbian, ..

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

~

~JI

<h'u5tronnc

z mct.alLDCJll o4wor6w

GalJci dop<l(cncj(lmt'tr"Qw

WielkoSC matrycy: 2,43 Mpx Obiektyw: 2.8 • 12 mm (k<\t widzenia s1• • 23•) Rozdz ielczosc: 1920 x 1080 ( 1080p) Zasi~g ~wie Uacza IR: 50 m Protokoty sieciowe: RT SP, NTP, UPNP, ONVIF, .. WandaJoodporna, Klasa szczelnoSci IP66 WejScie I wyj Scla alarmowe

819

•"'10~;,..,,.,..

'

2.94.PLN

tel. : 22-835- 50-37 tel. : 22-835-50-41 f ax : 22- 213-9 2-82 sprzedaz@piekar z.pl

Cena detaliczna brutto:

Producent obudow dla c lektroniki tel. 032-230-2301

Hurtownia elemenl6w elektronic:mycb "AKSOTRONLK" zaprasza do swojego sklepu intemet:owego

Posz e rzamy ofert~ r adiatorow o nowe profile, prowadzimy pomia ry rezystancji t e rmiczn ej oferowa nych o dcinko w . P3698 P523 17 C26260 C3054 5 A4291 A5724 A4 240 A5723 55R

www.obudowa.pl

mecharic.zne, elektronlcme, oprogramowanie

vvvvvv. pyffel c orn . p Tel.(07 5)732-4 7 - 00

~

RACK i Eurocarta 19" Wyposaienie szaf 19"

l!Al>..ulll

448 PLN

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

KROTKIE TERMINY Wykonania super expresowe 1

__-l)

... ... ........... O,AO : &IJ C!!!l•

Cliiill

.

J', .

O lim@g l!"liJ ......J

~

SERIE DOWOLNE - r6wniez prototypy

:r

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

www.elma x.waw.pl elmax@elmax.waw.pl


OBWODY J EDNOSTRONNEI DWUSTRONNE Z METALIZACJI\ OTWOR6W PROJEKTY I DOKUMENTACJE OBW006W ORUKOWANYCH KR6 TKIE TERMINY • WYKONANIA SUPER EXPRESOWE DOWOLNE SERIE - R6 WNIEZ PROTOTYPY

CENY PlYTEK DRUKOWANYCH ILOSCI PROTOTYPOWE: JEDNDSTRONNE - 14,00 zUdm'

• DWUSTRONNE - 15,50 zlldm'

SERIE PRODUKCYJNE: JEONOSTRONNE - 2,30 zUdm'

• DWUSTRONNE - 6,20 zl/dm 2

Biuro: 02·743 Warszawo, 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 www.telmat1k.pl tel. 58 624 95 05

_,,_

-

Nie przegap!

I

• Iii

interesuiacvch materialow wsiostrzanvm czasopismie W lutowym wydaniu

Elektroniki dla Wszystkich mi~dzy

innymi:

Plenerowy

www.elportal.pl

impulsowy

wykrywacz

metali. Przekonaj si~, ze realizacja czulego, szybkiego wykrywacza metali o dufym zasi,gu jak najbardziej lefy w zasi,gu mozliwosci hobbysty. A jego wykorzystanie to ir6dlo znakomltej zabawy i zdrowego wypoczynku. Automatyczna ladowarka akumulato· row olowiowych. Projekt godny zaintere· sowania nie tylko j ako inteligentna ladowar· ka du2:ych akumulator6w. Moze tez slufyc do innych cel6w z uwagi na niecodzienm1, oryginal· n~ zasad~ dzialania. Szkolne podstawy elektroniki. Tranzystory JFET i MOSFET Zaczynamy omawiac fizyczne podstawy dziala· nia tranzystor6w polowych. Tranzystory JFET to latwizna, natomiast omawianie MOSFET.Ow trzeba za~c od specyficznego kondensatora. Aktywna antena magnetyczna Dobra antena to podstawa dzialania kaidego u~dzenia

II

II

A RR& V

· proste sterowniki programowalne od 225 zl netto · PLC z MODBUS RTU od 305 zl netto · prosty panel HM! od 369 zl netto · licznik/przek.czasowy/tachometr od 209 zl netto . zasilacze impulsowe DIN od 59 zt netto · czujniki indukcyjne HIGLY , SICK od 39 zl netto · czujniki optyczne SICK od 125 zl netto ·regulator temperatury AT-503 230 zl netto · uniwersalny wskaznik TC-2400 41 zl netto

Monolityczne wzmacn1acze t::I Mini-Circuits'"

radiowego. Projekt anteny odbior·

czej, reaguj~cej na skladow~ magnetyczn~ pola EM moze slufyc w odbiomikach SOR, a takZe w Amile masz pemrsf u cl•kaWJ lllJUI lub llfll•ld? dowolnych innych odbiomikach KF. Sil-aid urnmenle, lzolacja galwanlczna - co to I po co? ktOre Jest alllne zatimentowenla szerszel pabllcznolcl? Pierwsza cz~sc obszemego artykul u, szeroko Motesz artrkul llluklCJlnr? omawiaj~cego trzy gt6wne aspekty zagadnienla: Chem !llllZlellt sle d-enllllll? bezpieczerlstwo, problem zakl6cerl i btt;d6w oraz wlaldm razle zap11sz1mr de ..-p11cr u lalllldl kwestie przeprowadzania ,,trudnych" pomiar6w. Ponadto w numerze Eleldronllll dll WszysUclch. lonlalll: edw@e/p<Xtal.pl • Line Follower Snab II • Sterownik pompy miodu (i nie tylko) . EAIW llltesz z1mOWIC • GLONASS - inny GPS 11 stronle Ul1lllonego lloslW: www.ulublonyltlosk.pl • Podzespoty stosowane w odbiornikach lampowych - rezystory 18111. .ICZlll ZZ 257 B• 51, llX: ZZ 257 B• 55, • Tajemniczy box i wieszal< na ubrania w nowej roli l1$1ewnle lub za ""'"~ e·malla: handlowy@aVl.pl • Szkola Konstruktor6w - uklad elektroniczDa lcupleola takh w Emplllacb ny, zwi~zany z fotografi'I cyfrow~ I wszrstklch WlekSZJCh kloskacb z pra._. lub analogow~ a Ibo z f ilmowanlem Na wsztltde nta•ll czakl lakh DZlll Pm1ma111Y • Szkola Konstruktor6w - Uklad elektroniczny, 111. 2Z 257 .. zz.f1181111/118f1f@aVl.pl maj°'cy zwictzek z zim<t i jej skutkami

.....,C

MAR-3 MAR-4

(2GHz, 35mA, 5V, W105) (1GHz, 50mA, 5.3V, W105)

8,00zt

MAR-6 MAR-7

(2GHz, 16mA, 3.5V. W105)

7,50zi

(2GHz, 22mA, 4V, WW107)

MAR-8

(1GHz, 36mA, 7.8V, W105)

8,50zt 8,50zt

8,50zi

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


Najpopularniejsze Kity AVT

Konwerter USB - RS232

AVT 1 671

z separaC)~ galwanoczn~ Konwerter umotliwia dof~nie uf'Lldzenia z interfejsem RS232 do komputera PC. Jego waln~ cechil jest pe!na separacja gatwaniczna. Umoiliwia to zastosowanie uktadu w obwodach automatylci przemyslowej.

AVT 3125

Wl~cznok sterowany dowolnym polotem

AVT 302S

~~~anytermostat

AVT 1469

Generator PWM - regulator mocy SI lnoka DC

AVT 1680

Wzmacnoacz audio 150W z ukladem TDA7294

Urz11(1zenie jest regutalorem mocy i kierunlw obn>t6w silnika ~ sta!egc>. Jest cennvm uzupe!nieniem wlertllrtd modelarskiei przvdalnej np. przy ~niu •nvch. RegUato< mote r6wniet zasilat la~ - pelni wtedy

WZmacniacz zaprojelrtowany zostal w opardu o P<>PlllalTlY uklad sc.alony TOA7294. Zawarto w nim obwody zabezpieczajilce a w kololwce mocy ptacuJi1 tranlyslD<y MOSFET co polepstylo parametry ct(namk:zne. Uklitd jest latwy w budowie i wymaga jedyniekilku ~ ~nvch·

A VT 5466

AVT MODl 5

-drul<ow-

role Sdemniaaa.

AVT 1 840

Wl~cznok 230V sterowany dowolnym polotern

Prosty uldad zdalnie sterowanego M~ika pozwalaj~ sterowat praq dowolnego odblomlka energi ~. Zasilany bezpoSrenio z sied energetycznej, wsp61prawje prak· tycznie z dowolnym pi1otem na podczerwiet\, a procedura nauld kod6w nt1dajnlka sprowadza .sl~ do ldlku pro5tyth CZ)'T'VlOSd.

A VT 1 468

LOkalne rad1opow1adom1en1e

Jest to proste zdalne sterowanie, jedoo kanalowe. Informacja przesylana jest d~ radlow~, stan na wejSdu nadajnika pnenoszony jest na wyjSde odbiomika. U~zenie n'cie byt stosowane w systemac:h alarmowych do powiadamiania o ~plcnlu alarmu tub o stanlc c:zujck., do zdalnego stel'QW3ni.1, a taki:e wsz~zie tam, gdzie jest konieczne bezprzewodowe

Centralka alarmowa

Wad po ~eniu do komputera PC umotliwia pomiar i

natv<hmiastow.1 1zwl<>cznil, Oo kaZdej z nich nXl!na dol<JC?YC , , . , , _ po kilka C21Jjnikbw, ttkich jak: detBclDry nx:hu, aujnild otw.l<da i dnwl (np. kootoklronowe), banery ~ I innyd1 z wyj$delTI w po5'>d 5'yk6w normolnie zwarty<:ll.

rejestrowanie temperab.lry odczytywanej w maksymatnie o:Smiu punktach. Wymlana danych z kompute<em odbywa Sie poprzez

°"""'

A VT 2 728

Wzmaauacz m1krofonowy

bezpoSredoo

mikrofooowy mote ~ z populamyml 2- 1Ha\aSYl'kowym mllao~nv wzrnacniacz

fonami - -· l!anlzo dolr.t jalco!l diwi<:lcu ~ ml: dZiell 0 wysol<ich paiametrach:

-

-.no.ttntolowyd>

ope<acyjnego NE5532.

1 - . _wzrnacniaczo

-~

przeslanie lnfonnacjl paywolanla.

8-kanalowy termometr do PC

Niesttlmjllikowana cenlralka alannowa z iniami wyzwala~:

lnterfejs use. Term~~ 8 aujnik6w w wodoodpomeJ obudowle z ~ -Im: ....,,,,

AVT 390

8-kanalowy przelqcznik sterowany dowolnym p1lotem

Umotliwia zal;iczanie do 8 u~zetl, do kaldego wyjlda molna przyplsaC d<7Holnv przydsk. praktycznle dowoln"'IO pilota. Moi:liwe jt!st st@rowanie bistabilrte - pnydSn~ie przydsku zat;icza ~. kolejne ~isni~ pr>ydsku rozl~• wyjSdc. lub sterowanlc monostabilnc - wyjSdc jest ul~ dop6ki wd~ jest przydsk, zwolnienie przycisku rozt4cza wyjSde. Do~ motna dcl~ayc ~nlo ~loi'!niij lub Z..OWlci LED na 12V.

;/) AVT 732 Elementem wylconawczym jest brz~k pi@zO lub przel<alnik. Tor mole pracowae w dw6ch trybach, a lch wybc)r dokcn)'Wanv jest ZWOfil w odbiomiku. W tzw. trybie strzelnicy uklad reaguje diwi~ na pojawienie s~ impuls6w z nadajnika. W tryble banery _,, ' 'ill Swiethej dlwiek sygnalizuje •

' - ·-·: ·:::.·

przerwanle wlclzkl podczerwlenl.

.:

~· - ·

• •• ~..r

~---

·.

· J~ .

s

Whisper - lowca szept6w. Superczuly podsluch

AVT 735

Regulator obrot6w s1lnika DC 6... 24V

Uklad doskonale nadaje Sie do rozmaitydl eltspetymenhlw ~nych"' WDna01ianiem rCln\'dl ~. Mole byt

Prosty i niezawodny regulator impulsowy wlitczany miedzy

pomccny osobom z niedosluche'n, sprawdzi Sie jako uldad ~~sen malych dzieci. Znaczne uznanie znajdzie te.i w oc::zam os6b lu~ oba>waC

silnik Pf'ldu Sblego lib lar6wka. Dzk:kl pracy lmpulsoweJ, w uldadzie prawie nie ~(I sb"aty energii. Ukfad sprawdza si~ doskonale do <egulacji obrot6w wiertali<i modelarsldej. l'odaas molych obr«<lw i:opewnlo pra~ non-;dzlo ze stosunkowo

z przyrod;i.

~".\

Wdlo zasilania a odbiomik. Obc~eniem moie byC dowolny

dul:ym m<>rT'l!IIem obrotowym.

-· ~

• Petna oferta oraz prezentacje techniczne kit6w i modut6w sq e\11/ycn~ ie

dla: Jakub Rudolf (96006)

dost~pne

na stronie: sklep.avt.pl ELEKTRONIKAPRAKTYUNA3/2015

Wyd an i e e I ektro nljli.n!J~ ~~~i~o1fvenMjitlti!l~i'i! i,jl(Y 'l~'ilJ>f~Jll\!"tj ~tl:ft!ii:ffe p~!rt<tdG!r'fil~rt.'~'!1l!'~ll-ils<rM!i.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 kwietnia 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 czerwca 2015 - ot rzymasz 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. pam i ~taj o przedlui:eniu prenumerat y. 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% znizl<i na r6wnoleglq prenumerat~ e-wydan (co oznacza dost~p do najnowszych wydan jeszcze przed ukazaniem si~ pisma w kiosku !) • co miesiqc 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

• NOWOSC 30% znizki na www.UlubionyKiosk.pl (patrz str. 15)

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

A wi ~c - zam6w prenumerat~ ! Moiesz to zrobic na kilka sposob6w: • dokonujijc 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 t elefonu, e-maila, fa ksu lub listu.

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


ZA MIESIJ\C Hity nast~pnego numeru

WYKAZ FIRM OCt.ASZAJl\CYCH Slli W TYM NUMERZE ELEKTRONIKI PRAKTYCZNEJ

Elektronika Praktyczna 4/2015 Kolejne gigabajt y

AKSOTRON IK ................... ....... 142 ARMEL.................................... 142 BORNICO .................................... 6 COMPUTER CONTROLS ................ 9 CONRAD ELECTRONIC ........... 2, 90 CONTRANS Tl ...................... 74, 75 DELTA ..... ............................... . 142 ELMARK AUTOMATYKA .............. 8 ELMAX .................................... 142 ELPIN ...................................... 143 FARNELL ELEM ENT 14 ............. 148 FERYSTER ......................... ...... ... 13 FIRMA PIEKARZ ................. 13, 142 GAMMA ................................... 13 KRADEX .................................. 143 M ICRODIS ........... ................ 70, 71 NDN ................................ ....... 147 NETRONIX ................................. 13 PYFFEL .... ................................ 142 QWERTY ................................... 12 RENEX ................ ............. ...... ... 13

nam~dzi niezb~dnych

do pracy konstrukto ra, czyli

NIEZB~DNIK ELEKTRONIKA na DVD. Tylko dla prenumerator6w EP.

Zabezpieczenie glosnikow i sluchawek Za miesici.c opiszemy projekt dw6ch uniwersalnych modul6w do wzmacniacza mocy zabezpieczajci.cych wsp6lpracujci.ce z nimi glosniki lub sluchawki przed przeplywem prcidu stalego oraz stukami przy wlci.czaniu i wylciczaniu zasilania. Doceni je kazdy u zytkownik sprz~tu audio. PC_Speaker- ,,cyfrowe" glosniki komputerowe Systemy audio migrujq w kierunku komputer6w PC. Przy komputerze sp~dzamy wi~kszosc czasu czy to pracujqc, czy odpoczywajci.c, a ze obu czynnosciom sprzyja muzyka, fajnie jest miec wlasnor~cznie poskladane glosniczki komputerowe. Termometr bezprzewodowy z interfejsem USB W kolejnej EP projekt 1-kanalowego termometru , w kt6rym informacja o temperaturze jest przesylana drogci. radiowci. do komputera PC. Dodatkowo, urzci.dzenie wsp6lpracuje z programem do akwizycji danych o sporych mozliwosciach. Audio_Gen - generator sygnalu sinusoidalnego zDSP Za m iesici.c projekt generatora audio, kt6ry przyda si~ w kazdym warsztacie. Generuje on przebieg sinusoidalny z zakresu 20 Hz ... 20 kHz, o malych znieksztalceniach THD+ N < 0.15% i stabilnej cz~stotliwosci. Generator ma tez fr6dlo szumu bialego, a przy tym kieszonkowe wymiary.

RK-SYSTEM ....................... ........ 10 ROHDE SCHWARZ ................. 7, 98 SEMICON ............................ 65, 72 ST MICROELECTRONICS ............... .. ........ ................... 5, 21, 23, 25, 33 TELMATIK ............................... 143 TESPOL ............................ ...... ... 47

e\ . d ~l<'i1~ ~~ in!fPik'tri!FfiMHfo If (96006)

rnKTRoN1KA PRAKTYUNA 31201 s

Wyd inie ti ktr nkznt przeznd• zrne wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


• Szczeg6towe lnformacje w lnternecle na stronle www.ndn.com.pl

• Szczeg6towe lnfonnacje w lnternecie na stronie www.ndn.oom.pl

• Szczeg6fowe lnformacje w Internecie na stronle www.ndn.com.plq.

~

~

RIGOL Beyond Measure

~

.5!

~

""'

j 10

"

f

I V>

Wbudowana pamk!~

flash do 1500 obraz6w 40-sekundOwe nagranie tosowe Laser czerwony, klasa 2, 1mW/635nm

~na-"""' w cusle rnczywlatym (opcJ•>

dek.:08!!~ ~:r~::':.!:'~:~ch (RS232, 12c. SPI>

no•cl wy•w..tl•nych prubiegOw nlkacyjno: USB Host I Device, LAN (LXI), AUX, USB·GPIB (opcJat wymlary, maty c ~Ur, t1twa ob1tuga wy ekran TFT (800x480) WVGA

Transfer obraz6w do kom utera PC

JAKOSC I PRECYZJA

1300 zl +vat

-8800

"'

-=--=- - -

--- ---

e

tel./fax (22) 641 -15-47, 644-42-50 dani~Rud 9~·1lt> 'tfe,rszawa , ul. Janowskiego 15 http://www.ndn.com.pl e-mail: ndn@ndn.com.pl dan1e eleictrOnlCZne prze:<.11a "'- 11e

q ;:n1<!

""-

• >II

"Zr

r


Wi~ksza

mniej

szybkoSC,

klikni~C

Wypr6buj naszq udoskonalonq

stron~

internetowq juz teraz!

Wprowadzilismy kluczowe ulepszenia, takie jak: • Szybsze wyszukiwanie produkt6w • Nowe, spersonalizowane opcje dotyczqce konta i dokonywania ptatnosci • Bardziej szczeg6towe informacje dotyczqce produkt6w

AT

75 1939-2014

..1"1" ..1-:--

111 .µ

z a5

D: E

~~

element 1l+


NIE PRZEOCZ Firma chce ponadto zainwestowac okolo 10 min euro w Pardubicach. Oznacza to kontynuacj~ strategii z 2014 r., kicdy w czeskich zakladach Foxconn taki;e przyjql do pracy stn nowych pracownik6w. Foxconn prowadzi dzialalnosc produkcyjnq w Czechach od roku 2000 w dw6ch lokalizacjach, w Pardubicach oraz w Kulnej Horze, i zatrudnia w nich l'lcznie okolo 7000 os6b.

Google z partnerami zainwestowali ponad 500 min dol. w specjalist~ od rozszerzonej rzeczywistosci Magic Leap, nowa firma skoncenlrowana na teclmologii rozszerzonej rzeczywistoSci, uzyskala 542 mln dol. wsparcia finansowego od Google'a, Qualcomma i innych firm, poinformowal Reuters. W zarz4dzie Magic Leap zasi11sc maj4 m.in. odpowiedzialny za Androida. Cluome'a i Google Apps wiceprezes Google'a Sundar Pichai oraz, jako obserwator, prezes Qualcomma Paul Jacobs. Urzqdzenia Magic Leap maj4 sledzic ruch galek ocznych czlowieka i wyswietlac tr6jwymia rowy obraz bezposrednio na siatk6wce oka. Dziqki temu projektowany obiekt b~dzie si~ prezentowal jako konkretny, namacalny przedmiot, daleko lub blisko widz4cego. Firma nie scharakleryzowala szczeg6lowo na czym jej rozwiqzanie polega, wiadomo tylko, ze pod pewnymi wzgl~dami przypomina technik~ wyswietlaczy Nvidii Near-Eye Light Field Display. 0 ile jednak rozwi<izanie Nvidii opiera sill na mikrosoczewkach, Magic Leap do sterowania o brazem wykorzysluje mikrolustra. Wedlug samej firmy jej urz'ldzenia zapewniai'I bardziej realistyczny obraz niz tech nologie obecnie dost~pne na rynku, w lym gogle 3D do gier wideo Ocnlus Rift.

Lesswire wytwarza i sprzedaje wydajne moduly komunikacji bezprzewodowej kr6tkiego zasi~gu, gotowe do monta:i.u w pojazdac h, gl6wnie dostawcom elektroniki samoc hodowcj z Europy i Azji. Dzi'lki transakcji u-blox staje si~ strategicznym dostawcq techniki bezprzewodowej na rynek system6w komunikacji Vehicle-to-Vehicle (V2V). stosowanych m.in. przez marki Opel, BMW, Daimler, Honda czy Volvo. Komunikacja bezprzewodowa w samochodach obejmuje zar6wno s tandard \/Vi-Fi i in ne cz~stoll iwosci powyzej 5 GHz, jak i sieci kr6tkiego zasiQgu. Te ostatnie sq niezhQdne chocby w zaawansowanych ukladach bezpieczeflstwa i zapobiegania kolizjom.

Sony odpuszcza telewizory i telefony stawiajilc na produkty z wbudowanil komunikacjil

UMC wsp61finansuje inwestycj~ za 6,2 mid dol. w nowil fabryk~ uklad6w 40 nm United Microelectronics Corporation (UMC) zainwesluje 1,35 mid dol. w okresie pi~ciu lat w nowq fabryk~ uklad6w w Xiamen w Chinach. Fab ryka powstanie na poslawie umowy wsp6lnego przedsiQwziQcia o lqczncj wartosci 6,2 mid dol. Przy uzyciu technologii proces6w 55 i 40 nm w Xi.amen wytwarzanych ma bye 50 tys. 300-milimelrowych plytek na miesi(!c. Dw6ch innych partner6w sp6lki joint-venture to Samorzqd Miejski Xiamen oraz Grupa Fujian Electronics and Information. Finansowanie inwestycji ze s trony UMC ma si~ rozpocz4(; w tym roku, po zatwierdzeni u projek tu przez wladze Tajwanu.

U-blox przej<tl Lesswire, dostawc~ modul6w Bluetooth i Wi-Fi klasy motoryzacvinei

~-:!:~n;:~e;~'l ~:SS\~:~:.ydo:;:,~'. Iessw®1 re

Cl! modul6w Bluelooth i Wi-Fi kl asy motoryzacyjne j, w tym zar6wno zesp61 inzynierow jak i produkty.

leading in wireless worlds

W nowym, trzyletnim planie dzialalnosci Sony oswiadczylo, ze planuje znaczm1 redukcj~ oferty produktowej w zakresie tele"~zor6w i telefon6w i chce postawic na wzrost sprzedazy konsol PlaySlalion 4 oraz czujnik6w. Firma chce jednak utrzymac oddzial produkcji smartfon6w, nie zamierza go sprzedac ani wydzieriamac. Sony podkreslilo natomiast. :i:e dzialalnosc ta musi bye dla firmy oplacalna. nawel jesli obroty w segmcncie smartfon6w mialyby spasc o 20-30o/o. W segmencie s martfon6w w roku obrotowym 2013 Sony nie moglo si~ pochwalic sil n4 pozycj4 na iadnym poza rodzimym rynku. ]ego udzial w dostawach w )aponii wyni6st 17,5o/o, w Europie 8,8o/o, w Azji Poludniowo-Wschodniej, Ameryce Poludniowej oraz Afryce po okolo 5o/o. w Chinach 0,9% i USA nikle 0,7%. W ramach nowego planu trzyletniego Sony zamierza zwi~kszyc sprzedai w zakresie gier wideo o 25%, do 13,6 mid dol. Ma mu w tym dopom6c dostarczanie spersonalizowanych uslug w obszarach lelewizji, wideo i muzyki, platnych od poszczeg6lnego uzytkownika. Firma chce tez zwi~kszyc dostawy czujnik6w CMOS i innych um1dzen nawel o 70%, do 12,8 mid dol. Uznawane za niezawodne le sensory Sony stosowane Sq m.in. w iPhone'ach i w lelefonach doslawc6w chifiskich. Przedstawiciele Sony ocenili, ze przyszlosc nalezec b~dzie do produk t6w z wbudowanymi fu nkcjami komunikacji, kt6re zdominujq rynek. Ten obszar produkt6w ma obcjmowac IoT i Sony chce si~ w niego aktywnie zaangaiowac.

e\l\fy·c~ .~n i e dIa: J a ku b Rudo If (96006) rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


ULUBIONY

KIOSK. PL

Prenumerata dowolnego aasopisma AVT uprawnia do 30% znizki na www.ulubionykiosk.pl (z wyfqczeniem przedsprzedaiy, prenumeraty i dystrybucji bon6w). Wpisuj numer prenumeraty w pole ,,Numer Twojej prenumeraty", a zakupy stan01 si~ taflsze o niemal jedn01 trzeci01! Pytania? Mailuj - prenumerata@avt.pl lub dzwor'I - 22 257 84 22


NIE PRZEOCZ Obecna fabryka wiqzek PKG w Sosnowcu powstala w roku 1998 jako inwestycja niemieckiej sp61.ki Segu. PKC Group w roku 2011 przej<ito grupy Segu oraz AEES, niemal podwajajqc w6wczas swoje przychody i wielkosc zatrudnienia. Do lej pory w sosnowieckim PKC powslawaly wiqzki przewod6w dla sektora motoryzacy jnego i przemyslowego, w tym m.in. kable do uklad6w ABS, i drobne elektroniczne komponenty do samochod6w.

General Electric zwi~ksza moce w Bielsku-Bialej General Electric zapow:iedziat w grudniu, ze zainwestuje 54 min dol. w fabryk<: w Bielsku-Bialej. Powstawac w niej maj<j rozdzielnie niskiego i sredniego napi~cia, szafy sterownicze. panele i metalowe obudowy, wylqczniki prqdu przemiennego i stalego. GE przeni6sl takze do Bielska-Bialej wytwarzanie zasilaczy awaryjnych. Fabryka liczyc b(ldzie 36,2 lys. m2 powierzchni, 1,8 lys. m2 laboralori6w oraz 7 lys. m2 powierzchni biurowych, pokazowych i szkoleniowych. Bfldzie to pierwsza na swiecie lokalizacja, w kt6rej GE ma w jednyrn rniejscu fabryk'l, laboratoria i centrum wsp6lpracy z klientem. W laboratorium mozliwa bfldzie certyfikacja, kt6ra dzis odbywa si<i u klient6w. Klienci GE, kt6rzy juz dziS cz<isto odwiedzaj& BielskoBialq, b(ld<l mogli zapoznac sill z produktam i w fazie projektowania. Podobnq inweslycill otworzylo w ubieglym roku we wroctawskim kompleksie fabrycznym 3M o nazwie Centrum Innowacji. W nowej fabryce ma bye zatrudnionych 1200 os6b. Do lej pory amerykaflska firma miala w Bielsku-Bialej fabrykll system6w sterowania i automatyki do urzqdzefl konsumenckich i przemyslowych (GE Power Controls) oraz od 2013 r. fabrykfl podzespol6w dla lotnictwa cywilnego i wojskowego, m.in. moduly do silnik6w [GE Aviation).

Bosch przejmuje Fagor Mastercook za 90 min zl Wroclawska fabryka sprz'ltu AGD Fagor Mastercook zostaje sprzedana firmie BSH Bosch and Siemens Home Appliances Group za 90 min zl, zdecydowal w polowie grudnia Sqd rejonowy we Wroclawiu, po aprobacie oferty Boscha przez rad'l wierzycieli Fagor Mas tercooka. Bosch zamierza dodatkowo zainwestowac w zaklad 120 min zl i zatrudnic 500 os6b. Jest to druga pr6ba sprzedania wroclawskiego Fagora, firmy o wczesniejszej nazwie Wrozamet. Jednak we wrzesniu 2014 r. cena wywolawcza za fabrykfl wynosila 270 min zl. Klopoty fabryki pralek i lod6wek rozpoczflly sifl w 2013 r. , kiedy upadlosc oglosil wlasciciel Fagora, hiszpafiski Electrodomesticos. Na wios nll 2014 r. rozpocz'llY sifl pierwsze zwolnienia i pracll stracito 130 os6b z okoto 1200-osobowej zalogi.

Nokia inwestuje i poszukuje specjalist6w we Wroclawiu Nokia Networks podpisala umowii w grudniu na wynajem 14 tys. rn2 powierzchni biurowej we Wroclawiu. W nowych biurach powstanq laboratoria badan i rozwoju, lqcznie z centrum inzynierii informatycznej. Nokia prowadzic biidzie w nich prace badawcze i testy w zakresie nowych technologii telekomunikacyjnych. Laboratoria biid11 wyposazone w stacje bazowe, analizatory widma i generatory sygna16w radiowych. W zwiqzku z projektem Nokia juz zatrudnila 750 pracownik6w, ale ciqgle szuka kolejnych specjalist6w. Nowe centrum ma bye uruchomione 30 kwietnia br.

PKC Group inwestuje w Serbii i przenosi tam produkcj~ wictzek przewod6w z Sosnowca Fiflska grupa PKC poinformowala o wygaszeniu produkcji wh\zek przewod6w w Sosnowcu i przeniesieniu jej do otwartej w ubieglym roku fabryki w Serbii. To czllsc programu restrukturyzacyjnego grupy, kt6ry w polskich zakladach powoduje zmniejszenie zatrudnienia o pi'lcset os6b. fabryka w serbskim Smederewie rozpocziila prac<i na pocz&tku 2014 r., a do konca 2016 r. ma zatrudniac 1600 os6b. W Serbii i na Litwie ma sill skupic ponad polowa europejskich zdolnosci produkcyjnych grupy. )eszcze w 2013 r. PKC zamknflto fabryki w Irlandii i na Ukrainie. ·w 2014 r. opr6cz sosnowieckiego zakladu zamkniflla m iala bye takZe fabryka w Estonii. W roku 2013 r. obroty PKC wyniosly 884 min euro, grupa chce je zwi()kszyc do poziomu 1,4 mid euro w 2018 r.

Maritex dystrybutorem RuggON Maritex nawiqzal wsp6lpracii z firrnq RuggON - producentem przemyslowych lablet6w RuggPAD. W ofercie Sq urzrtdzenia o przekqtnych ekranu od 7 do 10" oparte na platformie Win dows lub Android. Kazdy z doslflpnych modeli maze pracowac w temperaturach od -20 do +50°C, ma wodoszczelnft i pyloszczeln4 obudOwfl ze stopniem ochrony IP65 i jest odporny na upadki.

EAE Elektronik przedsi~biorstwem Fair Play EAE Elektronik znalazla sill wsr6d wyr6Znionych firm w XVII edycji programu .. Przedsi<ibiorstwo Fair Play" i otrzymala certyfikal swiadcz<icy o rzetelnosci, ciqglym rozwoju i szacunku do pracy. Przedsiflhiorstwa, kt6re otrzymujq ten cerlyfikat, dokumentujq swoje rzetelne podejscie do klienta. Kontrahenci, wybierajqc firmy do wsp6lpracy o wiele CZflSCiej decydujq sill na wsp6lpracll z przedsiQbiorcami, kt6rzy dajq duzq gwaranci'l wywiqzania si'l wobec nich z wszelkich zobowiqzan.

e'l,fy·c~ .6ni e dIa: J a ku b Rudo If (96006) rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


PROJEKTY

Uniwersalny komputer ee samochodowy Mee Zbierajqc wieloletnie doswiadczenia w przedmiotowej materii, postanowilem zaprojektowac nowe urzqdzenie, kt6re to musialo spelnia6 nastitpujqce Jayteria : pelna ftmkcjonalnosc typowego komputera pokladowego, czytelny. intuicyjny j atrakcyjny interfejs uzytkownika, moiliwosc personalizacji urzqdzenia poprzez dob6r wyswietlacza 0 zqdanym kolorze podswietlenia jak i kolorze wyswietlanej tresci. Rekomendacje: komputer jest przeznaczony dla os6b, kt6re chcq podwyzszyc funkcjonalnosc swojego samochodu. Mamy XXI wiek, lqdownik Philae nap~dzany wlasnymi silnikami lqduje na komecie 67P/Czuriumow-Gierasimienko, zas amerykaii.ska agencja kosm iczna NASA oglasza, ze program zalogowych lot6w na Marsa rozpocznie siQ na dobre w okolicach 2025 roku! A na jakim etapie rozwoju jes t rynek motoryzacyjny? Powiem Warn na jakim - jest w r~kach ekonomisl6w i spec6w od markelingu! Bo jak inaczej wyllumaczyc fakl, iz przy dzisiejszym stanie wiedzy, slopniu zaawansowania technologicznego obecnie produkowanych pojazd6w (ale nawel tych sprzed 20 lat). kt6re to jui od dawna S<t wyposazane w r6zne komputery i sterowniki nadal elementem opcjonalnym (czyt. wymagaj11cym doplaty) jest dla wielu producent6w z brallZy motoryzacyjnej tak zwany kompuler pokladowy. Syluacja jesl tym bardziej kuriozalna, iz wszystkie dane, kl6re standardowo pokazuje urz11dzenie Lego typu, dost~pne SI\ bez problemu z poziomu komunikacji ze sterownikiem silnika ECU, w jaki jest wyposaiony kaidy nowszy pojazd, wi~c ich ewentualne wyswiellenie to sprawa kilku linijek dodalkowego kodu. Pikanlerii sprawie dodaje fakt, ze lak forsowana przez Uni~ Europejskq polilyka ekologiczna, kt6ra low oslatnim czas ie wymusila na producentach pojazd6w wyposa:i:anie ich w czujniki niskiego cisnienia powietrza w oponach, tlumacz<1c tego typu wym6g potrzeb<1

W oferc1e AVT" AVT-5495 A

AVT-5495 B

AVT-5495 C

• • • • • • • • • • • • • • •

Napi~cie

zasilajqce: 8 ...15 V DC, Maksymalny prqd obciqzenia fr6dla + 12V: 14 mA. Prqd podtrzymania zegara RTC (ze :Zr6dla BATT): 1 mA. Maksymalny prqd podswietlenia (ze fr6dla ILL+): 15 mA. Rozdzielczosc pomiarowa temperatury: 0,5°C. Zakres pomiarowy temperatury zewn~trznej i wewn~trznej: -55°c ...+ 99°c Zakres pomiarowy pr~dko5ci pojazdu: 0 ... 255 kmtgodz. Zakres pomiarowy pr~dkosci obrotowej silnika: 0 ... 9999 obr./min. Zakres pomiarowy chwilowego zuzycia paliwa: 0 ...99,9 V1 00 km. Zakres pomiarowy sredniego zuzycia paliwa: 0 ...25,5 1/100 km. Zakres pomiarowy paliwa dost~pnego w baku: 0 ...99,9 I. Zakres pomiarowy przejechanego dystansu : 0 ...9999 km. Zakres pomiarowy dost~pnego dystansu: 0 ...999 km. Zakres pomiarowy liczby zaplon6w: 0 ...9999. Zakresy regulacji parametr6w konfiguracyjnych: • Stala wtryskiwacza: 1...999 mVmin. • Stala przetwornika drog i; 1...99 imp./obr. • Obw6d opony: 1.. .255 cm. • Liczba c lindr6w: 2...B. pass: 877yqakt

AVT-5397 AVT-1664 AVT-5280 AVT-5271 AVT-5260 AVT-2799 AVT-434 AVT-2711

Komputer samochodowy (EdW 4-5/ 2014) TripCo - komputer samochodowy (EP 7/ 2013) TIDex - komputer dla samochod6w z silnikiem Diesla (EP 5/2013) Komputer pokladowy z funkcjq tempomatu (EP 5/2013) Transceiver CAN (EP 2/2012) Urzqdzenie diagnostyczne do sieci CAN (EP 3/2011) VAGlogger - Przyrzqd d iagnostyczny dla samochod6w z grupy VW - Audi (EP 1/201 1) Obrotomierz cyfrowy (EP 10/2010) Mikroprocesorowy obrotomierz stroboskopowy (EdW 9/2006) Komputer samochodowy (EP 9-10/2005) Obrotomierz EdW 2/2004

• Uw-'9.t.:

iv;"';i./~ ':9!P'Z~~=~ w u':.~':""a~c~ ~~. Biez •m~Ow dcld~tkowfch

AVI

XXD

A

AVI lOOCl A+

~h~ruhnv....,..~ ~lub ~ dru~OW.Ml.lo

I

pt:,111

dru~owon..,

uiprogr11~ny

jrili w

opi~ie W)'r<i~n;., ~..zn~<.~Dno),

ele~:troniczne

bu danentOw dod.:it·

uklff (ayli po1.licunil' WU'lji A I Wft'$)1 !JI(} b..1 ..~ml'f1U7w dcld,s,llo-

!~ :: ~ ~ 1n=~k ~~~!~ 'z~l~Z~~ty~t:=~ '; ~~(~« ""~wadzl!. 0 1

~ami.. w opuil!, zestaw k!Orl!n1ez0<1afy...,..,..,noone wu~1kl.lpdf

ze o ii..- nie zantaczono

A~

xxn CD

ten nil! ma obudowy ant elmient6w dodo1tlowyc:fi,

:~"'klfi.:t:c_C:i:,f~m'i::l~:: ~:i~iz,.fili ~t<;p.ije. to~,.... o~ramo........,

~;'! !<:~~C::~p~""~~~Pk':.,t!.~~~r~~.~t...~Btb"Q_z~~,~~~_,~ p11k pdf!

eWy·d a 1:1.i!E<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie

AVT-5495 UK

~f~

przeznaczone Wy'tqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

mo.i""

Podtm lldada-

17


PROJEKTY zmniejszania emisji szkodliwych gaz6w do atmosfery (bo odpowiednio napompowana opona to mniejsze opory tarcia, co powoduje mniejsze spalanie paliwa) jakos nie mogla ,,poradzic sobie" ze zmuszeniem tychze producent6w do standardowego montazu komputer6w pokladowych, kt6re pokazujqc statystyki spalania jawnie wp isywalyby siQ we wszechobecrnt modQ na rozwiqzania ekologiczne.

No dobrze, polskim zwyczajem, trochQ ponarzekalcm, lccz czas brae si~ do ,,roboty". Wszak na naszych ulicach jeszcze jezdzi sporo starszych pojazd6w, kt6rych uzytkownicy nawet nie mogli pomarzyc o takim luksusie. Ale czy to tak naprawdQ luksus? Nie sqdzQ! Wszak jest to urzqdzenie raczej nieskomplikowane, do kt6rego dzialania polrzebne sq w zasadzie tylko 2 sygnaly: sygnal prQdkosci pojazdu dostQpny zwyczajowo w zlqczu

ISO ka:i:dego radioodbiornika oraz sygnal wtryskiwacza, kt6ry to mo2emy ,,pobrac" z dowolnego wtryskiwacza paliwa umieszczonego pod maskq pojazdu (bez znaczenia czy pojazd jest zasilany benzynq czy olejem napQdowym). Pewnie zastanawiacie siQ czy nie przesadza m lrochQ w kwestii prosloly lego lypu rozwiqzan? Ot6z nie, a opiniQ swojq poprzec mogQ kilkuletnim doswiadczeniem

+ -' -'

~ <:::>--.,- --<-------<

u

980 sea >--------+-+--vao 1----++--i-. £80 !----+-+-+-+-. zao 1-----1-+-t-+-+-o ~80 !----+-+-+-+-+-+-. 080 !----+-+-+-+-+-+-+-.

lllllBO

l

iSM >-----+--+-+-+--+-+-+--+---+-----+-~ l3>-----+--+-+-+--+-+-+-+---+-~

~31----+-+-+-+-+-+-+-+---+--+-. MIM>-----+--+-+-+-+-+-+-+---~

SMl----+-+-+-+-+-+-+-+---+-+-+-h

u.

u-

H

u

u

a.

u.

> ::;

t;;

N

:::>

"'w

x

-' u

<(

0

g,

"' "' ::\ 0

0

~

z ua.

N

x

"

5 er

::;

\\;,

"'~

,,,

u

Jl

>

"'"' <

0

"'

~ +

Rysunek 1. Schemat ideowy komput era pokladowego Mee

e\l\fy·c~ sni e dIa: J a ku b Rudo If (96006) rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Uniwersalny komputer samochodowy Mee w konstrukcji tego typu urzqdzen, kt6rego owocem byly chocby lakie projckly jak publikowane na lamach EP projekty T!Dex (EP 05/2013 i KIT AVT5395) i TripCo (EP 07/2013 i KIT AVT5405). Po c6:i: w takim razie kolejny? Odpowiedz jest prosta! Prezentowane wczesniej urzqdzenia, mimo, :i:e cechowaly siE: zbli:i:om\ do bie:i:qcego projeklu funkcjonalnosciq, nie byly rozwiqzai1iami

uniwersalnymi w kazdym tego slowa znaczeni u. TIDex wsp61'pracowac m6gl tylko i wylqcznie z pojazdami marki Opel, jako :i:e korzystal z wbudowanego w pojazd, oryginalnego wy§wietlacza pokladowego, za§ TripCo, mimo iz wyposa:i:ony byl w szalenie atrakcyjny interfejs uzytkownika zbudowany przy u:i:yciu nowoczesnego, graficznego wyswieUacza OLED, w tasnie z tego powodu

(a dokladnie ceny takiego elementu i sposobu jego podlqczenia) nie byl w zasi~gu przeci<;tnego Kowalskiego 1 Zbierajljc wieloletnie doswiadczenia w przedmiotowej materii, postanowitem zaprojektowac nowe urzqdzenie, kt6re to musiato spelniac pewne, wst<;pne i nienaruszalne zalo:i:enia funkcjonalno/ instalacyjne. W zwi<izku z tym, nowy projekt musial spetniac nast<;pujqce kryteria:

... ... '

Nazwa TimerO

S11os6b konfiguracji Licznik impuls6w zewn~trznych podawanych na wejscie TO - zlicza przy zboczu opadajqcym. Licznik taktowany wewn~trznym sygnalem zegarowym o cz~stotliwosci 65536 Hz (Preskaler=64, 65536 impuls6w na 1 ms). Wejscie Input Capture dolqczone do ukladu formujqcego przebieg z wtryskiwaaa paliwa. Wyzwalane zboczem opadajqcym na wejsciu INTO, do l<t6rego podlqaono wyjscie cz~stotliwosci wzorcowej zegara RTC

Timerl

Przerwanie INTO

Listin9 1 . Funkcje odpowiedzialne za realizacje mechanizmu pomiarowego void initMeasurment (void )

Funkcjonalnosc Liay impulsy przetwornika drogi WEG zapewniajqc pomiar przejechanego dystansu Mierzy sumaryczny aas wtrysku w a asie 1 sekundy zapewniajqc pomiar zuiytego paliwa. Sluiy do odmierzania a asu pomiaru r6wnego 1 s.

urz~dzenia

Mee

{

//Konfigurujemy Ti merO odpowiedz ialny za zliczanie impuls6w drogi WEG TCCRO = (l <<CS0 2) I (l <<CS Ol) ; //Impu l sy podawane na we jScie TO - aktywne zbocze opadaja,ce TIMSK I= (l«TOIEO ) ; //Konfigurujemy Ti merl odpowiedzialny za ob l i c zanie sumarycz nego c zas u wtrys ku TCCRlB I= ( l<<ICNCl) ; //Wlqczenie ukladu : I nput Capture Noise Canceler TCCRlB &= - (l<<ICES l ); //Zbocze opadaja,ce na ICP wyzwala przechwytywanie wartoSci l i cznika TCCRlB I= il «CSll i 1 il «CSlO J ;

//Licznik rusza , Preskal er = 64 ,

65 . 536 i mpuls6w na l ms

TIMSK I= (l<<TICIEl) ; //Input Capture Interrupt Enable //Podcia,gamy party wejsciowe I NTO, TO i ICPl do VCC PORTS I = (l<<PBO) ;

//TO

PORT O I= (l«PD6) I (l«PD2) ; //ICl'l i INTO //Konfigurujemy przerwanie zewnetrzne INTO , kt6re wyzwalane jest sygnalem lHz z ukladu MCP7940 MCUCR = (l<<ISCOl) ; //Zbocze opadaja,ce na wejSciu INTO wywoluje przerwanie INTO GICR I = il<<INTO) ;

//Externa l

In terrupt Request 0 Enable

//# l# # l # l ##l# l# fl# l# #l# l #fl#l##l#l# #t#l # #l# l ##l# l# #l#l # #l#l# fl #l ##l# l# fl

ISR(INTO vect) //Przerwanie zachodzi co ls, gdyi: wyzwalane jest sygn alern l Hz z u kladu RTC { STOP TIMERO; //Zatrzymujemy TimerO zliczaja,cy i mpulsy WEG TIMSK &= -(l<<TICIEl) ; //Dezaktywujemy tymczasem przerwanie ICP //Obliczarny s uma rycznq l iczb~ impuls6w WEG zliczona, w ciqgu ls WEGpu lses = ( ( uintl 6 t) TOoverflows << 8) + TCNTO ; //S umaryczna dlugoSC czaS6w wtrysku w cia,gu ls injectionT i me = Injections; // Liczba obrot6w walu s i ln ika w czasie l s (r6wna liczbie zboczy impu l s6w wtrysku dla silnika czterosuwowego ) rotationsPerSecond = inj ectionPulses; //Ret a rtuj emy zmienne by rozpocza,C proces obliczeni owy od nowa TCNT O

= 0;

TOoverflows = 0 ; Injections = 0 ; injectionPulses

=

O;

START TIMERO ;

TCCRlB &= - (l <<ICES l ); //Zbocze opadajqce na ICP wyzwala przechwytywanie wartoSci licznika TIFR I = (l <<ICFl) ; //Skasowan ie ewentualnej flagi prze rwa nia ICP TIMSK I= (l<<TICIEl) ; //Input Captur e Interrupt Enable //Zgloszen i e gotowoSci danych obl iczen i owych dla f unkcji Main da taReady

=

l;

ISR(TIMERO OVF vect ) { - TOoverflows++ ;

I /Pr ze rwanie liczy l iczbie przepelniett Ti meraO zliczaja,cego i rnpul sy z we jcia TO (WEG)

//# l ##t#l # #l #l ##l#l # #l #l ##l# l# #l# l##l# l##l #l # #l# l ##l#l # #l #l# #l#l##t# l# #I

ISR(TIMERl CAPT vect) //Przerwan ie od p rzechwycenia Timeral - u rucharniane poczqtkowo zboczern opadaja,cym na ICPl { static uint16 t lastCapture; uintl 6 t pulsewidth; // Ustawione bylo zbocze opadaja,ce na ICPl wi~c odczytuj emy zatrzasnie t q wartosc licznika Timerl if ( ! (TCCRlB & (l«ICES l I )) //Wyst~il

i mpul s rosnqcy,

wi~c

lastCapture = ICRl ;

marny j u ± dlugosc i mpul su wtrys ku - s umujemy czas wtrysk6w w ciqgu l s

else {

//Obliczamy dlugoSC biei:a,cego impulsu na wejSciu ICPl pulseWidth = ICRl - lastCapture ; //Pod uwage bierzemy tylko i wylqcznie i mpul sy , kt6rych dl ugoSC mieSci sie w zakresie dopuszczalnym if(pul s eW idt h>MI N_INJ_TIME && pulseWidth <MAX_INJ _TIME) Injections += pulseWidth; )

·=

II Zmiana zbocza wyz wal ajqcego przerwanie ICP na zbocze przeciwne , niZ aktualne TCCRlB ( l«ICESl) ; //Zliczamy i mpulsy wtrysku (w zasadzie zbocza i mpuls6w, ale podzielone przez 2 dadzq liczbe i mpuls6w} injectionPulses++ ;

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

19


PROJEKTY • Pelna funkcjonalnosc typowego komputera pokladowego. Czytelny, intuicyjny i atrakcyjny (najlepiej graficzny) interfejs uzytkownika. Mo:i:liwosc personalizacji urzqdzenia poprzez dob6r wyswietlacza 0 zqdanym kolorze podswietlenia jak i kolorze wy§wietlanej tre§ci. Mozliwosc regulowania jasnosci podswietlenia wyswietlacza graficznego zgodnie z uslawieniem jasnosci podswietlenia zegar6w pojazdu. • Latwosc monlazu uzyskana poprzez zastosowanie latwo dost11pnych, niedrogich i prostych w montazu element6w elektronicznych. • Niewielkie wymiary zewn<itrzne. Latwosc instalowania uzyskana poprzez zastosowanie pojedynczego zl<1cza pol<1czeniowego o niewielkiej liczbie wyprowadzeli (a wi11c i liczbie niezb11dnyc h sygnal6w sterujqcych). Niska cena calego urzqdzenia na poziomie 100- 120 zl! Ponadto, postawilem dose wysokie wymagania dotyczqce fonkcjonalnosci kompu· tera pokladowego, kt6rego lo zdecydowalem sioi wyposazyc w nasl'!Plli'!C'I funkcjonalnosc: Pomiar i pokazywanie temperatury we· wnqlrz i na zewnqtrz pojazdu oraz ostrzezenia o sliskiej nawierzchni (przy temperaturze zewnoitrznej nizszej ni:i: 3°C). F\mkcja automatycznego powiadamiania 0 koniecznosci wl'lczenia swiatel mijania (po osi<1Sni11ciu przez pojazd proidkosci powy:i:ej 5 km/godz.). Pokazywanie chwilowej proidkosci pojazdu (w km/godz.). Pokazywanie srednie j pr11dkosci pojazd u na przejechanym odcinku drogi (w km/ godz.). Pokazywanie maksymal nej pr11dkosci pojazdu na przejechanym odcinku drogi (w km/godz.). • Pokazywanie pr11dkosci obrotowej silnika (w obr./min). Pokazywanie chwilowego zuzycia paliwa (w l/godz. dla pr'!dkosci S: 5 km/ godz. oraz 1/100 km dla pozostalych pr11dkosci]. • Pokazywanie sredniego zuzycia paliwa (w 1/100 km). • Pokazywanie paliwa pozostajqcego w baku pojazdu(w litrach). Pokazywanie przewidywanego zasi11gu pojazdu na paliwie pozostajqcym w baku pojazdu (w km). Pokazywanie przejechanego dystansu od ostatniego zerowania strum licznika (w km). Pokazywanie liczby uruchomiefi zaplonu. • Pokazywanie aktualnego C7..asu i daty (z zastosowaniem mechanizmu podtrzymania zasilania).

• Cykliczne (co 1 minut11) pokazywanie imienin dla bie:i:4cego dn ia roku (wbudowany kalendarz imienin). Czy mozliwe jest zbudowanie urz<1dzenia spelniaj'lce powyzsze kryleria a dodatkowo wyr6zniajqcego siQ tak niskim kosztem implementacji? Jak najbardziej, a by siQ o lym przekonac wystarczy spojrzec na schema! ideowy komputera samochodowego Mee pokazany na rysunku 1. Komputer zbudowano z uiyciem mik rokontrolera firmy Atmel typu ATmega32APU, zegara czasu rzeczywistego typu MCP7940M-l/P (Microchip) wyposaionego w mechanizm awaryjnego przelqcznika zasilania oraz graficznego wyS\•,rietlacza LCD o rozdzielczosci l22X32 piksele wy· posa:Zonego w slerownik ekran u NJU6450A (odpowiednik SED1520) pelniqcego rol11 graficznego interfejsu uiytkownika GUI. Mikrokonlroler, jak to zwykle bywa, slanowi ,,serce" niniejszego sterownika i realizuje calq, zaloion<1 funkcjonalnosc urzq· dzenia posilkujqc siQ w tym celu szeregiem wewnQtrznych modul6w peryferyjnych. Mikrokontroler jest taktowany zewn11Lrznym rezonalorem kwarcowym 4,194 MHz, dziQki czemu jest zapewniona duza dokladnosc pomiar6w C7..asu, niezbQdna z punktu widzenia zastosowanych mechanizm6w sprz<itowo-programowych realizujqcych funkcje pomiarowe oraz maly pob6r mocy ze :lr6dla zasilania. \IV celu realizacji zato:Zonej funkcjonalnosci, w programie obslugi niniejszego sterownika, wykorzystano dwa sprz11towe uktady czasowo-licznikowe znajdujqce siQ ,,na pol<ladzie" mikrokontrolera oraz jedno przerwanie zewn11trzne. Spos6b konfiguracji wspomn ianych modul6w peryferyjnych oraz realizowanq przez nie funkcjonalnosc pokazano w tabeli 1. Co ba rdziej dociekliwi Czytelnicy mogq zapoznac sioi z listingiem wszystkich funkcji, kt6re odpowiedzialne S'l za realizacjQ wspomnianego mechanizmu pomiarowego, a kt6re pokazano na listingu 1. Dodatkowo, w programie obslugi urzq· dzenia, wykorzyslano takie ostatni, dost11p· ny uklad czasowo-licznikowy mikrokontrolera, Timer2 zostal skonfigurowany do pracy w lryb ie CTC. Jego zadaniem jest gene ra· wanie cyklicznych przerwali systemowych (co 10 ms) sluzqcych mechanizmowi nieblokujqcej obslugi klawiatury uzytkownika (przyciski PLUS, MODE i MINUS) stanowiq· cej element inlerfejsu GUI. Dzioiki zastosowaniu lego typu rozwiqzania, program obslugi aplikacji urzqdzenia nie wykorzystuje zadnych z wbudowanych w kompilator GCC op6inien, co zapewnia jego bezproblemowq prac<i. jak i mozliwosc proslej delekcji czasu nacisnioicia przycisku (kr6tki/dlugi/przylrzymanie itd.), dzi11ki czemu udalo siQw spos6b znaczqcy zoptymalizowac spos6b obstugi calego urzqdzenia zwioikszajqc tym samym

e' 'fy'c~fln i e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

1

ergonomi<i pracy. Tak jak pokazano w tab. 1, urzqdzenie dokonujc w czasie kazdej jednej sekundy pomiaru sumarycznej liczby impuls6w doprowadzanych na wejscie TO mikrokontrolera z przetworn ika drogi pojazdu jak i pomiaru sumarycznego czasu wtrysk6w, kt6rych to sygnal doprowadzony jest na wejscie przech wytujqce licznika Timer1 (wej· scie ICPl). W celu realizacji drugiej z funk· cjonalnosci zaprojektowano kompletny i bezpieczny uklad wejsciowy (przy uiyciu popularnego optoizolatora LT V817) fornrn· i'lcy sygnal wtryskiwacza dla potrzeb wejsciowych obwod6w mikrokontrolera. Na listingu 2 przedstawiono wzory zaczerpnioite bezposrednio z programu obslugi aplikacji a slui<ice obliczeniu wszystkich paramelr6w rzeczywistych kompu tera pokladowego. Czy nie daje Wam do myslenia wz6r na obliczenie dost11pnego dystansu ovoiJableDistancc? Przecie:i: na pierwszy rzul oka, le wszystkie dzielenia daloby si<i uproscic? Wlasnie! Na pierwszy rzut oka, jednak za· wsze nalezy miec na uwadze fakt, na jakiego rodzaju zmiennych operujemy i w jakim zakresie. \IV lym wypadku zmienne oraz wynik obliczeli sq 32-bilowe. Gdyby nie wprowadzono wstoipnego dzielenie zmiennej Accu. remoiningFuel przez 1000, a zmiennej Accu. Distance przez 10, to szybko przekroczylibysmy 32-bitowy wynik mnozenia z licznika ulainka w przedstawionym wzorze, co sku tkowaloby niepoprawnym wynikiem obliczeli. To cz11sty bl'[d pocz11tkujqcych prograinist6w, wi11c zwracam szczeg6ln<t uwag11 na zakresy zmiennych oraz wynik6w poszczeg6lnych obliczeli. ldqc dalej, uwazny Czytelnik z pewnosci'! zauwazy pewnq .,subtelnosc" dotyczqcq sposobu zasilania m ikrokontrolera polegajijCij na implementacji prostego ukladu chwilowego podlrzymania zasila nia zbudowanego przy uzyciu diody Schottky D1 oraz bloku kondensator6w elektrolitycznych C10 ... C12. W jakim celu wprowadzono tego typu rozwi'lzanie sprzoitowe? Urz&dzenie oblicza i wyswietla srednie wartosci zuzycia paliwa i pr~dkosci , obj~tosc paliwa pozostajqcego w baku pojazdu oraz pokonany dystans. jak latwo sioi domySlic i co potwierdzajq wzory podane powyzej. w celu wyznaczen ia wspomnianych warlosci obliczeniowych jest niezb'!dna znajomosc calkowitego zuzycia paliwa oraz dyslansu od momentu wyzerowania slosownych licznik6w, a co za tym idzie, staje siQ niezbQdny mechanizm akum ulowani a m ierzonych wartosci nawel po zaniku napiQcia zasila jqcego (po wylqczeniu zaplonu). Mikrokontroler ATmega32A-PU dyspo· nuje nieulotnq pami~ci& EEPROM, jednak ma ona ograniczonq (zwykle do ok. 100 tys.) liczb'! gwarantowanych cykl6w zapisu. W tak im razie jak i kiedy dokonywac zapi· su niezbQdnych wartosci obliczeniowych by nie spowodowac szybkiego uszkodzenia tej rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Uniwersalny komputer samochodowy Mee Listing 2 . Wzory zaczerpniete bezpoSrednio z programu obslugi aplikacji , sluZ~ce do obliczenia wszystkich parametr6w rzeczywistych komputera pokladowego s p entFuelPerl s = ( (lUL*Config . Cyl i nders'"' i njectionTi me"*Config . CcPerMin) /3932UL) ; Accu . spentFuel += spentFuelPerls; if (Accu . remainingFuel >= s p e nt Fuel Per ls ) Accu . remai ningFuel - = spentFuel Perls ; Accu . Distance += ( ( l UL*WEGpulses*Config . Wheel ) I ( 1 00UL*Config . Pul sPerRot)) ;

Speed

( 136UL*WEGpu l ses •config. Wheel

~

) I

11 OOOUL*Config. Pul

sPer Rot)) ;

if (Speed<:S) Con sum = ( (3UL*Config . Cyl inders* i nj ecti onTi me*Config. CcPer"Mi n ) I 327 680UL );

else Consum

=

(

(3UL*Config. Cyl inders*in j ectionTime*Config . CcPerMi n*Config . Pul sPe.rRot ) I

(l 18UL1'WEGpul ses.,..Config . Whee l )) ;

Sp eedAvg "" ( (36UL*Accu . Distance ) I (10UL*Accu.Measu.rements)) ; if (Accu . Distance>999) {

ConsumAvg = (Accu . sp entFuel /Accu . Distance); // l / l OOkm *10 avai l abl e Di stance = ( ( (Accu . remai ningFUel/10 00 ) * (Accu.Di stance/10)) I Accu . spent Fuel ) >1"10 ;

/ /km

)

else {ConsumAvg = O; ava ilableDis t ance = O ; ~ Gdzie : InjectionTime - sumaryczny czas wtrysku zli czony w czas i e ls [ms*6 5 . 536 J _ WEGpul ses - l iczba i mpuls6w z przetwor n i ka d r ogi z l iczona w czas i e 1 sekundy _ s p entFuelPerl s - pa l iwo spal one w czasie ost atni ej sekundy ( ul ) _ Accu . Measurements - akumul ator l i czby inter wal6w pomi a rowych [s] . Accu . s pe ntFuel - akumul ator i l oSci s p alonego pal iwa ( u l ) _ Accu. rema i ning Fue l - akumulat or i lo.Sci pali wa pozosta j ~cego w baku ( u l ] . Accu. Distance - akurnulator przejechanego dystansu [m) . Consum - chwi lowe zui:ycie p ali wa (1 *10/godz. ) , dla p r edkoSci :5: S krn/godz . l ub [1 "' 10/ 100 kmJ , d l a predko 5ci>5 km/godz . ConsumAvg - Sred n i e zuZyci e pa l iwa [1*10/100 km) _

Speed - pr edkosc chwilowa [km/godz . J . SpeedAvg - pr edkosc sredni a [km/godz . J . avail ab l e Di stance - ori entacyjny, dostepny dysta ns na pali wi e pozostajacym w baku [ km) . Config . CcPerMi n - stala wtryski wacza (ml/min} . Config . PulsPer Rot - stal a przetwor n i ka d r ogi [imp/obr ) . Config . Cy l i nders - l i czba wt r yskiwaczy pal iwa . Config . Whee l - obw6d op ony (cm) _

pami~ci? Odpowiedz wydaje si~ dose prosta, choc samo rozwiqzanie - moim zdaniem - calkiem inleresujqce. Niezb~dne warlosci obliczeniowe ,,zebrane" w specjaln<1 struktur~ danych i.aopalrzonq w sum~ konlrolnq CRCB (pozwalajqcq na sprawdzenie integralnosci danych) zapisywane S<\ ka:i:dorazowo przy wylqczarliu zaplonu (oraz cyklicznie, co 1 sekund~. w pami~ci RAM uktadu RTC). Do wykrycia momentu wyl<1czania zaplonu zastosowano wbudowany w mikrokontroler przctwornik NC pracu jqcy w lrybie F\·ee Running i monitornj<1cy napi~cie Vbok, czyli napi~cie zasilajqce wylqcznie mikrokontroler (po zanlku zasilania dioda Dl zapewnia separacj~ zasilania mikrokontrolera od reszty urzqdzenia a kondensatory ClO...C12 zapewn iajq odpowiedni czas podtrzymania zasilania). Na pierwszy ,,rzut oka" nie wydaje si(l, by komputer pokladowy w jakikolwiek spos6b u:i:ywal przetwornika NC, poniewa:i: :i:aden z kanal6w wejsciowych nie jest przez niego uzywany. To prawda. PatrzqC na schemat ukladu i nic majqc do dyspozycji listingu prograrnu mo:i:na by wysnuc taki

Rysunek 2. Wykres zaleznosci naph:cia podtrzymania w funkcji czasu w momencie wyl<1czenia zaplonu

e\llfy'd a

ei~T«~mKtJ ~k1ub:zJm1.cloJ M" (96006)

Wydanie

wniosek. jest jednak inaczej. Przetwornik NC mierzy wewn~trzne napi~cie odniesienia V11c=1.22 V (warlosc dla mikrokonlrolera ATmega32A-PU), dzi~ki !emu, i:i: wewn~trz­ ny, analogowy mu lliplekser przetwornika mo2e zostac wtasnie w ten spos6b uslawiony. Napi~ciem odniesienia jest z kolei napi(lcie zasilajqce mikrokontroler dostarczane na wyprowadzenie AVCC (czyli nasze Vbak). Spadek !ego napi~cia, podczas wyl<1czania zaplonu, pO\•voduje \•vzrost \•varloSci wyniku

przetwarzania zgod nie z wyra.ieniem (korzystamy z 8-bitowej rozdzielczosci przetwornika): VAoc = (V,0 *256)/ Vbak. Procedura obstugi przerwania przelwornika NC ka:i:dorazowo sprawdza czy nie zostal przekroczony zdefiniowany wczesniej pr6g obliczeniowy, a jesli ma lo miejsce, to inicjuje proces zapisywania danych krytycznych do wbudowanej pami~ci EEPROM, po czym czeka, az napi~cie zasilania spadnie do poziomu zerowania mikrokontrolera, kt6re jest wykonywane przez blok BOD (lypowo przy warlosci 2,7 V). Wspomniany pr6g zadziatania usta-

maksymalnej wartosci rz~du 190 ms (obliczonej i potwierdzonej rzeczywislym pomiarem) daje spory margines bezpieczef1stwa. Co oczywiste, potencjalne uszkodzenie w bloku sprz~lowym odpowiedzialnym za podtrzymanie napiQcia zasilaj<jcego (np. uszkodzenie kondensator6w elektrolitycznych C10 ...C12) b~dzie skutkowalo bl~dny­ mi zapisami pamiQci EEPROM, gdyz dotqczana (do struktury danych) suma kontrolna nie b~dzie zgodna z oczekiwan<1. W lakim wypadku oprogramowanie w pierwszej kolejnosci odczyla kopi~ struktury danych akumulator6w obliczeniowych z pami~ci RAM zegara RTC, do kt6rej cyklicznie jq zapisuje i kt6rej zawarlosc podtrzymywana jest nawet w czasie wylqczenia zaplonu (dzi~ki napi~ciu BATT), a nast~pnie ponownie sprawdzi inlegralnosc odczylanych danych. JeSli nawet kopia tych:i:e danych okaze si(l bl~dna (np. od pojazdu na chwile odlqczono akumulator lub sam kompu ter pok.ladowy zostal odlqczony od zasilania BATT), urzqdzenie poinformuje o tym fakcic uzytkownika wyswietlaj<jc komunikat

wiono na 4 ,3 V, co oznacza, Ze czas opada-

nia napi(lcia zasilaj4cego od wartosci 4,3 V do 2,7 V jest czasem, w kt6rym mikrokontroler musi przeprowadzic zapis wszyslkich danych krytycznych - w naszym wypadku 24 bajl6w danych. jak pokazaly tes ty praklyczne, zastosowanie wspomnianego wczesniej rozwi<izania sprz~lowego (dioda Dl i kondensalory C1D ...C12) i mechanizm6w programowych zapewnia 100% skulecznosc zapisu danych z bardzo duzym marginesem czasowym. Wykres zaleznosci napi<icia podtrzymania w funkcji czasu w momencie wyl<1czenia zaplonu pokazano na rysunku 2. Czas dos t<ipny na zapis danych to okolo 350 ms, co dla wymaganej,

REKl.AMA

{.YI . I( AI ~ ~ 11 ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do ~ro_~ ~-·~_ _!e!:J_ h_n_t_a_n_" _a_." __ '_ _ _ _ _ _ _~

[!]


PROJEKTY Listing 3. Listing konfi.quracji oraz procedury obslugi przerwania przetwornika A/C #define VBG 1 22 I /Voltage BandGap, 122• 1. 22V i td #define CRIT I CAL VOLTAGE 430 //430 - 4 . 30V itd #define TRESHOLD- IVBG* 2 5 6/CRITICAL VOLTAGE! //Obl i czony pr6g zadzialania z a p i su d o EEPROMa ld l a r ozdz . Sbit6w) //Ur uchornien i e monitora napiecia Zasi lajqcego - p ozwal a na zapis akumulat o r 6w obliczeniowych do EEPROMu przy zaniku

//zasil ania . Vref=AVCC , Vin=VBG (1 . 22V), j ustowanie wyniku pomiaru do lewej ADMUX - (l«REFSO) I ll«MUX4) I ll«MUX3) I ll«MUX2) I ll«MUX l ) I (l«ADLAR) ;

(ADHC zawiera 8 - b i towy wynik pomiaru)

I / Ur uchornieni e przetwornika ADC w t r ybi e Free Running {preskal e r • l28) ADCSRA - ll«ADEN) I ll«ADSC) I ll«ADATE ) I (l«ADPS2) I ll«ADPSl) I (l«ADPSO I; I /Zezwolenie na przerwani e ADC nastapi p6iniej - w funkcj i Mai n ISR(ADC vect) { register uintB t Voltage i f IVolt age>TRESHOLD)

-

=

ADCH;

{

//Zapi s krytycznych danych umieszczonych w strukturze do pami ¢ci EEPROM eeprom write block ( &Accu, &AccuEE, sizeof(Accu)) ; _ del ay: ms (200 0) ; I /Czekamy na zresetowanie mikrokontrolera przez ukl ad BOD

,.Save Error" tuz po wl'lczeniu zasilania. w czasie sprawdzania integralnosci tychZe danych oraz wyzeruje je wszyslkie, poniewaZ nie bttdzie \'\ tedy pewnoSci, Ze ich warlosci S<t prawidlowe. Procedury konfigurowania przetwornika NC oraz obslugi jego przerwania pokazano na lis tingu 3. Na koniec kilka sl6w uwagi na tema l zastosowanego ukladu zegara czas u rzeczywistego - ukladu finny Microch ip MCP7940. Pojawia s i~ pylanie, dlaczego zastosowalem taki ,,nielypowy" uklad zegara RTC. skoro zwykle w to miejsce wybierane S<t peryferia znacznie bardziej popularne. Odpowiedz jest prosta: cena, kt6ra oscyluje na poziomie ponizej 1$ za sztukE! przy zakupie detalicznym! PamiE!tamy przeciez, iz jednym z zalozef1 projektu byla mozliwie najnizsza cena koficowa, sl'ld proces doboru kazdego z element6w skladowych zostal dobrze przemyslany, by spelnic wspomn iane wymagania. Uklad scalony zegara MCP7940 opr6cz standardowego zegara i kalendarza (z automatyczn'I korekci'l dla lat przestE!pnych) naSIE!Plli'IC<\ funkcjonalnosc: Mozliwosc uslawienia dw6ch. niezaleznych alarm6w o bardzo rozbudowanej funkcjonalnosci. jeSli chodzi o dostE!pne kryteria wywoluj<1ce alarm, w lym mozliwosc zmiany stanu wyjscia MFP, na skutek wywolania alarmu. • Mozliwosc programowej kompensacji niedokladnosci rezonatora kwarcowego (w zakresie -127.. . + 127 ppm. • Mozliwosc generowania cz~stotliwosci wzorcowej na wyprowadzeniu MFP z zakresu: 1Hz, 4096 Hz, 8192 Hz, 32768 Hz. 1

Listing 4. List.4. Listing pliku nagl6wkowego zegara RTC typu HCP7940

I / Definicje typ6w stru ktura l nych do obslugi zegara RTC typedef struct {

uintB t Hour ; //0 . . . 23 uintB-t Mi nute ; //0 . . . 59 uintS-t Second; //0 . . . 59 )timeType7

typedef struct {

uintB t uintB-t uintB- t u i ntS-t )dat eType7

weekDay ; / /1 ... 7 Day ; / / 1 . . . 31 Month ; // 1 . .. 12 Year ; //0 . . . 99

// Oefinicje adres6w ukladu MCP7 940 w t r ybi e zapisu/ odczytu Jldefine MCP7940 WRI TE ADDR OxDE jdefine MCP7940:READ_ADDR OxDF

I / Definicje najwaZniej szych rej estr6w s t eruj acych i ich wlaSciwoSci »define TIME START REG 0x00 START OSCILLATOR {1«7 ) STOP OSCILLATOR (0«7) DATE-START REG Ox03 CONTROL REG Ox07 MFP AS OUTPUT 1 (1«7) MFP-AS-OUTPUT-0 (0«7 ) MFP-AS-SQUARE-OUTPUT (1«6) MFP-AS-NORMAL-OUTPUT (0«6) NO ALARMS ACTIVE {0«4) ALARMO ACTI VE (l «4 ) ALARMl-ACTI VE {2«41 jdefine BOTH ALARMS ACTI VE (3<<4) Meline EXTERNAL OSCILLATOR 11«3 ) #define INTERNAL- OSCILLATOR 10«31 #defi ne SQUARE lilz Ox OO #define SQUARE-4096HZ OxOl #define SQUARE- Sl 92HZ Ox02 ldefine SQUARE-32 768HZ Ox03

idefine Jldeline »define ldefine Meline idefine ldefine Jldefine idefine Meline #define

.' ?".lin.e ..~~.s!~.R.~~R~~..ox2.o................. • Mozliwosc programowego. niezaleznego (od alarm6w i ge neralora cz~slolliwosci wzorcowej) sterowania wyjsciem MFP. • 64 bajty dodatkowej pami~ci RAM dost~pnej dla aplikacji uzytkown ika. Nie wdajqc si~ niepotrzebnie w szczeg6ly karty katalogowej zaprezentuj~ kluczowe funkcje narz~dziowe niezb~d ne do nawi<izania wsp61pracy z naszym ukladem zegara RTC. Na listing 1 pokazano plik nagl6wkowy,

kt6ry tym razem jest dose kr6tki. gdyz nie zalezalo mi na uj~ciu w jego tresci calej funkcjonalnosci uktadu (tzn. mozliwosci alarmowania i kompensacji niedokladnosci rezonatora kwarcowego). Dia poprawienia czytelnosci kodu wprowadzono dwa nowe typy strukturalne odpowiedzialne za przechowywanie czasu i daty zegara RTC. Na lis tingu 4 pokazano kluczowe funkcje przeznaczone do obslugi zegara MCP7940: funkcjE! odpowiedzialnq

Rysunek 3. Schemat monta2:owy komputera pokladowego Mee

e' Vy·c~2n ie dIa: J a ku b Rudo If (96006) rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Uniwersalny komputer samochodowy Mee

Fotografia 4. Wyg l<jd prototypowego obwodu drukowanego od strony e lement6w (bez wyswietlacza LCD)

Fotografia 5. Wygl<id prototypowego obwodu drukowanego od strony wyprowadzen (zl<icza CON) za skon figurowanie ukladu, funkcje przeznaczone do zapisu i do odczytu godziny oraz daty, funkcje przeznaczone do odczytu i zapisu wbudowancj w uklad MCP7940 pami<ici RAM przeznaczonej na dane uzytkownika. Dodatkowo, na wspomnianym listingu, pokazano dose ciekawq a n iezmiernie prosl'I funkci<i (rzadko implementowam1), kt6ra umozliwia okreslenie czy rok podany jako argument wywolania (w zakresie 0 ...99) jest przesl<ipnym czy tez nie. Funkcja ta jest wykorzystywana do wyszukiwania imienin w kalendarzu imion, aby nie pominqc 29 lutego. Wracaj'lc do tematu funkcji obsluguj&cych zegar RTC warto zauwazyc, iz w tym konkretnym rozwiqzaniu, rozdzielono mechanizmy dotyczqce daty i godziny, gdyz nic zawsze jest celowe operowanie ty1ni d\.vo1na ustav~rienia­ mi, w zwiftzku z czym nie ma powodu, aby zwif!kszac ruch na magistrali I'C. Juz zupelnie na koniec dod am, iz zdecydowam:1 wi<ikszosc pami<lci programu aplikacji zaj<ilY wzorce obrazk6w wyswietlanych w ramach graficznego interfejsu uiytkowuika, tablica uzywanych czcionek oraz wbudowany kalendarz imienin, kt6rego stale znakowe zajmui'I ponad 10 kB pami<ici Flash! Bez tej oslatniej funkcjonalnosci, p rogram obsl ugi aplikacji swobodnie zmiescilby si<i w pami;ici programu mikrokonlrolera ATmega16A-PU, Jeez z uwagi na niewielkq r6znic~ w cen ie obu mikrokontroler6w (ok. 4 zl], ostatecznie n ie zrezygnowalem z tej niespotykan ej opcji.

b<1dz elektronika sarnochodowego przy odlqczonym akumulatorze. Urzqd zenie nalezy zamontowac w suchym miejscu, z dala od urzqdzen eleklrycznych lub eleklronicznych, kt6rej dzialanie mogloby zakl6cic funkcjonowanie sterownika (typu sterownik silnika ECU, modul kontroli nadwozia BCM czy a larm). Najlepiej, aby kompu ter byl zamontowany w odpowied niej, najlepiej ekranowanej obudowie chroni'lcej go przed zwarciem, zawilgoceniem, uszkodzeniem mech anicznym czy zakl6ceniami EM1. W celu wykorzystania wszystkich, dost~p­ nych funkcji urzridzenia, sterownik nalezy dolqczyc ty lko do dw6ch (co nie jes t bez REKl.AMA

Podlqczenie Podlqczenie ste rownika powinno bye wykonane przez doswiadczonego elektryka

~k1uh:zJm1.cloJ !if (96006) {.YI . I( A ~ ~ 11 ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do ~ro_~ ~-·~_ _!e!:J_ h_n_1_a_n_" _a_." __ '_ _ _ _ _ _ _~

e\llfy'd a tail\'i<T«'<!>mKtJ Wydanie

Montaz Schema! montaiowy komputera pokladowego Mee pokazano na rysunku 3. Zbudowano go na d•Nustronnej plytcc drukowanej, z element6w przeznaczonych wyl'lcznie do montazu przewlekauego, przy czym nalezy zauwazyc, iz elementy le mo ntowane S'I po obu Stronach lamina tu. Co bardzo wazne. w przypadku srodowisk o sporej liczbie zaburze i\, jaki m bez wqtpienia jest inslalacja samochodowa, zadbano o odpowiednie prowadzenie masy i sygnal6w krytycznych. Montaz rozpoczynamy od wlulowania rezystor6w, nast~pnie montujemy kondensatory, elementy mechaniczne takie jak przycisk i i zlftcze goldpin przeznaczone do podlriczenia wyswietlacza graficznego, a na samym koncu elementy p6lprzewodnikowe, kt6re mozna umiesc ic w podstawkach. jako osta tnie nalezy wlutowac gniazdo pol&czen iowe CON - montujemy je od spodu (BOTTOM). Opcjo nalnie, aby zmniejszyc odleglosc wyswietlacza LCD od obwodu drukowanego, kon densatory eleklrolityczne C2, C4, c10 ...c12 mog<i bye zamo ntowane od spodu (BOTTOi'vf) . Na rysunkach 4 i 5 pokazano wygl&d prototypowego obwodu drukowanego zmontowanego kompulera pokladowego Mee, bez wyswietlacza LCD.

Wykaz e le ment6w Rezystory: (0, 12 5 W) Rl, R3: 10 k!1 R2: 430 .fl./ 0,25 W R4, RS, R7: 2,2 kn R6, R8. R9: 1 kn R10: 3,3 kn Pl : 1O kn (pot. montaiowy, poziomy) Kondensatory: Cl , C3, C7 ... C9, Cl 5 . ..C18: 100 nF (ceram., R= 2,54 mm) C2, C4: 100 µF/16 V (elektrolit., 5/2 mm) CS, C6, C13, C14: 22 pF (R=2,54 mm) Cl 0 . ..Cl 2: 470 µ F/10 V (6,3/2,54 mm) P61przewodniki: Ul : ATmega32A-PU (DIL40) U2: MCP7940M-VP (DILS) U3: 7805 (T0-220) U4: 78L05 (T092) Tl: BC548A (T092) Dl : BAT85 (0035) D2: 1N4148(D035) OKl : LTV817 (DIL4) lnne: GLCD: wyswietlacz graficzny LCD-AG122032G-DIA N KK-E6 (dystr. Artronic) lub podobny 122 x 32px, sterownik NJU6450N SEDl 520, PCB 80 mmx 36 mm L1 : 10 µ H (dlawik osiowy, miniaturowy R=5 mm) FT: filtr EM I Murata typu DS5306-55F223 lub podobny Ql : 4, 194 MHz (niski) Q2: 32768 Hz PLUS, MINUS, MODE: microswitch z oskq min. 16 mm CON: zlq_cze m~skie, rastrowe 2 x 5 pin z wyci~ciem (raster 2,54 mm)

I [!]


PROJEKTY Listing 5. Kluczowe funkcje przeznaczone do obslugi zegara MCP7940 void RTCinit (uintB t Settings}

{

-

i2cinit() ; //Inicjalizacja magistrali TWI (262kHz) i2cStart (} ; i2cWtiteByte (MCP7940 WRITE ADDR) ; I /Adtes MCP7940 do zapi su i2cWriteByte (CONTROL-REG) ; -

i2cWr:iteByte (Sett.i ngS°) ; i2cStop I ) ;

I I Ad res

startowy rejestru ustawieft zegara RTC

//Ustaw i enia zegara RTC

void RTCwri teTime ( timeType *Time) {

i2cStart () ;

i2cWriteByte (MCP7940 WRITE ADDR) ; I /Adres MCP7940 do zapi su i2cWriteByte lTIME START REG!; //Adres startowy rejestru czasu (w t ym przypadku sekund) i2cWr iteByte ( ( (Ti;e->Se'Cond/ 10) <<4 ) I (Tirne ->Second%10 ) I START OSC I LLATOR) ;

oscylatora

//Sekundy w zapisie BCD + sta rt

-

i 2 cWriteByte ( ( (Time->Minute/10) <<4) I (T ime->Minute%10 ) ) ; I /Minuty w zapi sie BCD i2cWriteByte ( ( (Time- >Hour/10) <<4 ) I (Time- >Hour%10) ); I /Godziny w zapisie BCD (standardowo zapis 2 4-godzinny)

i2cStop I ) ; void RTCreadTime(timeType *Time ) {

register uintB t readByte ;

i2cStart () ; i2cWriteByte (MCP7940 WRITE ADDR) ;

//Adres MCP7940 do zapisu

i2cWr iteByte (TIME. START REG); I /Adres startowy r ejestru czasu (w t ym przypadku sekund ) //I2~ Restirt i2cWr iteByte (MCP7940 READ ADDR) ; //Adr es MCP7940 d o odczytu readByte = i2cReadByte (ACK) & Ox7F; //Sekundy w zapi sie BCD - mas ku jemy bit pracujqcego oscylatora (bit7) Time->Second = ( (read8yte>>4) *10) + (readByte&Ox OF) ; readByte = i2cReadByte (ACK) ; //Minuty w zapisie BCD Time->Minute = ( {read8yte>>4) * 10 ) + (readByte&OxO F) ; readByte • i 2cReadByte (NACK); I /Godz iny w zapisie BCD (stand ardowo zapis 24-godzinny)

i2cStart(J ;

Time->Hour i2cStop I ) ;

~

(((readByte&Ox301>>41*101 + (readByte&OxOF) ;

void RTCwriteDat e(dateType *Date) {

i2cStart () ;

i2cWriteByte IMCP7940 WRITE ADDR) ;

I /Adres MCP7940 do zapisu

i2cWr iteByte (DATE. START REG); //Adres startowy rejest ru daty (w tym przypadku dni tygodnia) i2cWriteByte ( Date= >weekDay) ; //Dzien t ygodnia i2cWriteByte ( ( (Date->Day/10) <<4) I (Date->Day%10)) ; I /Ozien w zapis ie BCD i2cWriteByte ( ((Date- >Month/lO J«41 I (Date- >Month%1 0) ); //Miesiac w zapisie BCD i2cWrit eByte ( ((Date- >Year/ l0)«4 1 I (Date- >Year%10) ); //Rok w zapis ie BCD i2cStop ( ) ;

void RTCreadDate (dateType *Date ) {

r egister uintB t readByte ;

i2cStart () ;

-

i2cWr iteByte (MCP7940 WRITE ADDR) ;

//Ad r es MCP7940 do zapisu

i2cWriteByte ( DATE START REG!; //Adres startowy rejes t ru daty (w tym przypadku dni tygodnia) i2cStart(J ; //I2~ Restirt i2cWriteByte (MCP79 40 READ ADDR); //Adres MCP7940 do odczytu & Ox07 ; I /Dzieti. tygodnia readByte • i 2 c ReadByte(ACK) ; //Dzien w zapisie BCD Date- >Day ~ I (readByte»4) * 1 01 + (readByte&OxOFJ ; r eadByte • i 2cReadByte (ACK) ; //M i es i~c w zapisie BCD 1 pomijamy bi t4 1 Date->Month ~ (I (readByte&Oxl0)»4 ) *10) + ( readByte&OxOFJ ;

Date->weekDay = i2cReadByte (ACK)

readByt e

~

k t6 r y m6wi nam czy rok jest

przest~pny

//Rok w zapisie BCD ( readByte>>4) *10 ) + (readByte &OxOF) ;

i2cReadByte (NACK) ;

Date - > Year =

(

i2cStop (); void RTCwrite RAM(uint8 t *dataToWrite, uintB_t Bytes) { -

i2cStart () ; i2cWriteByte (MCP79 40 WRITE ADDR) ;

/ /Adres MCP7 940 do zapisu

i2cWrit eByte (RAM START REG); //Adres startowy wbudowanej pami~ci RAM zegara RTC while (Byt es--) i2cwriteByte ( *da t aToWrite++ );

i2cStop () ; void RTCreadRAM(uintB t *dat aToRead , uint8_t Byt es) { i2cStart () ; i2cWrit eByte (MCP794 0 WRITE ADDR) ; //Ad res MCP7940 do zapisu i2cWriteByte (RAM START REG); / /Adres startowy wbudowanej pami$Ci RAM zegara RTC

i2cStart () ; I !I2C Restart i2cWriteByte IMCP7940 READ ADDRI; //Adres MCP7940 do odczytu whi le(Byt es-- ) *dat aToRead++ ~ i2cReadByte (Bytes? ACK :NACK) ; i2cStop I) ; uint8 t checkYearLeap(uint8 t Year) {

-

-

//Year: 00 . . . 99

i f I ( (Year+2000 J %4 ~~ 0 && (Year+2000) %100 return O; I / Rok nieprzestepny

e' 'fy'c~~1 ie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

!~

0)

I I (Year+2 000) %400

0) return l ;

//Rok przestepny

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Uniwersalny komputer samochodowy Mee znaczenia dla poczqtkujqcych elektronik6w) podzespol6w samochodu: Zlqcza radioodbiornika: to podstawowe podlqczenie umo:i:liwiajqce zasilenie ukladu po wlqczeniu stacyjki (+12 VJ, podtrzymanie pracy zegara RTC (BATT), doprowadzenie sygnalu pr~dkosci pojazd u (WEG) oraz napi~cia do podswietlenia wyswietlacza graficznego (ILL+ ). • Wtryskiwacza paliwa: to polqczenie umozliwia realizacj~ funkcji komputera pokladowego (INJ+ , !NJ-). Ponadto, urzqdzenie Mee wyposa:i:ono w mo:i:liwosc dolqczenia dw6ch scalonych termometr6w cyfrowych typu DS18S20 (lub

DS1820), dzi~ki kt6rym jest mo:i:liwy pomiar Lemperatury wewnqlrz i na zewnqtrz pojazdu. Termometry le nale:i:y dolqczyc do zlqcza CON (jego pin6w oznaczonych GNO, +5 V i lWIRE) najlepiej za pomocq 3-:i:ylowego, ekranowanego odcinka przewodu. Nale:i:y eksperymentalnie dobrac miejsce zamocowania obu czujnik6w, aby odwzorowac sredniq temperatur~ panujqcq wewnqlrz pojazdu oraz temperatur~ zewn~trznq. Dla czujnika temperatury wewn~trznej unikac nale:i:y jego monta:i:u w pobli:i:u nawiew6w, drzwi, okien itp. Najlepszym miejscem w tym wypadku, wydaje si~ bye tylna cz~sc tunelu srodkowego, bqdz kieszefi-schowek

Widok zlqCZ radiood biornika od strony wn~trza kieszeni rnontazowej

liDI

Bm

..l. .i. i ..!.. .!. ll ll .2! .l. .l..

11 13 Is 11 I• 12 14 Is Is 110

11 12

13 I•

Is Is

11 Is

11 12

13 14

Is Is

11

I• 12

13 I•

I• I•

11 I•

11 12

13

Is Is

11

I•

1-WEG

4678-

I•

+12V ILL+ BATT GND

I•

Rysunek 6. Rodzaje zlqcz radioodbiornika z opisem wyprowadzen

1 -WEG 4 - +12V 6 - ILL+ 7-BATT 8 - GND

1

6

pod radioodbiornikiem. Z kolei, dla czujnika temperatury zewn~trznej (kt6ry to nale:i:y zabezpieczyc przed dzialaniem warunk6w zewn~trznych, takich jak wilgoc i woda) najlepszym miejscem monlazu wydaje si~ przestrzefi za przednim zderzakiem pojazdu. Wyglqd typowych zlqcz ISO radioodbiornika wraz z zaznaczeniem interesujqcych nas wyprowadzen pokazano na rysunku 6. Co ciekawe, w zale:i:nosci od marki prod ucenla pojazdu, piny o numerach 4 i 7 (oznaczone +12 V i BATT) mogq bye zamienione miejscami w stosunku do pokazanych na rysunku 6 opis6w, w zwiqzku z czym ich rzeczywiste funkcje nale:i:y ustalic doswiadczalnie. A zatem, napiQcie na pinie +12 V powinno wyst~powac wylftcznie po wh1czeniu zaplonu (przekrQceni u kluczyka), za§ na pinie BAIT perrnanentnie (tzn. dop6ki akumulalor podlftczony jes t do instalacji pojazdu). Napiqcie na pinie ILL+ to zwyczajowo przebieg prostokqtny o amplitudzie ok . 12 V i wypelnieniu zaleznym od ustawienia pokr'llla rngulujqcego jasnosc podswietlenia zegar6w pojazdu (jak i innych akcesori6w, kt6 re posiadajq elementy podswietlone). Co oczywisle, w naszym wypadku, wykorzystywane jest do regulacji jasnosci podswietlenia wyswietlacw urzqdzenia Mee. Jesli nie zalezy nam na takiej funkcjonalnosci, pin ILL+ nalezy polqczyc na stale z pinem +12 V zlqcza CON.

Spos6b dol~czenia urz~dzenia do wtryskiwacza paliwa Polqczenie w tym zakresie nalezy wykonac nader starannie zachowujqc przy tym du:i:<1 ostro:inosc, by nie doprowadzic do zwarcia przewod6w zasUajqcych wtryskiwacz, co mogloby sku tkowac uszkodzeniem wyjsciowych obwod6w sterujqcych elektronicznego ukladu steruj<jcego praq silnika ECU. Ka:i:dy wtryskiwacz ma dwa wyprowadzenia. Pierwsze, to staly sygnal +12 V, kt6ry zostaje podany po przekr~ceniu kluczyka stacyjki i kl6ry to nale:i:y dolqczyc do wejscia !NJ+ naszego urzqdzenia. Drugie, to sygnal sterujqcy z modulu ECU (komulowana masa), kt6ry to z kolei podlqczyc nalezy do wejscia

ILL+ 0@ +12V WEG @0 GND INJ- 0 0 INJ+ GND @@ BATT 1WIRE 0W +5V

REKl.AMA

ZI cze ukladu

ee. Czujnik temp. wewn~trznei

~ ~

....

Czujnik te mp. zewn~trznei

Widok czujnika od strony wyprowadzeri Rysune k 7. Spos6b dol<1czenia poszczeg61nych wyprowadzeli zlqcza CON do instalacji pojazdu

e\llfy'd a

ei~T«~mKtJ ~k1~:rb:zJm1,doJ M" (96006)

Wydanie

{.YI . I( A ~ ~ 11 ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do ~ro_~ ~-·~_ _!e!:J_ h_n_1_a_n_" _a_." __ '_ _ _ _ _ _ _~

I [!]


PROJEKTY IN}-. Wspomniane przewody nalezy starannie zabezpieczyc przed mozliwosciq ewentualnego przetarcia izolacji i powstania zwarcia - dotyczy to zwlaszcza wszelkiego rodzaj u otwor6w przelolowych, przez kl6re zostan'l one przeprowadzone. Aby rnaksymalnie zabezpieczyc wejsciowy uklad pomiarowy czasu wlrysku od zaburzen (np. od b~d'lcej zwykle w poblizu listwy zaplonowej) najlepiej zastosowac dwuzylowy przew6d ekranowany o odpowiednim przekroju zas ekran tego przewodu podl!jczyc po obu stronach do masy pojazdu. Mozliwe jest takZe podlqczenie ukladu formuj!jcego impulsy wtryskiwaczy paliwa bezposrednio do odpowiedniego wyjscia sterownika s ilnika ECU, na kt6rym to wys t~puje przebieg steruj<1cy pracq wtryskiwaczy. Wtedy nalezy odpowiednio zmn iejszyc warlosc rezystora RB ustalajqcego prqd diody LED transoptora LTV817.

Aby ulatwic zainstalowanie komputera w pojezdzie, po stronie wyprowadzefl obwodu drukowanego, a wi~c r6wniez zlqcza CON, znalazl si~ opis poszczeg6lnych jego wyprowadzefl. Spos6b dolqczenia poszczeg6lnych wyprowadzen zl!jcza CON do instalacji pojazdu pokazano na rysunku 7.

Obsluga Komputer poldadowy Mee jest urzqdzeniem, kl6re zwykle b~dzie obslugiwane podczas jazdy samochodem, wi~c ergonomia i prostota obslugi oraz czytelnosc interfejsu uzytkownika byla podstawowym kryterium przy konstruowaniu stosownych procedur sterujqcych. Zgodnie z tyrni podstawowym i zalozeniami, na plytce sterownika przewidziano jedynie 3 elementy sterujqce (rnicroswitche) umownie oznaczone PLUS, MINUS i MODE). Jak latwo si~ domyslic. przyciski PLUS i MINUS sluzq do zmiany aktualnie wyswietlanego ekranu Menu lub

1?1ra1~11 L=obroty silnika

Rysunek 8. Dost41pne tryby pracy komputera pokladowego Mee w raz z opisem wyswietlanych wartosci

e' Vy·c~6n i e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

tez do regulacji edytowalnych parametr6w pracy urzqdzenia (jesli jestesmy w trybie edycji jakiegos parametru). Dodatkowo, w wi~kszosci tryb6w pracy dlugotrwale przytrzymanie przycisk6w PLUS i MINUS zwi~ksza szybkosc regulacji wybranego parametru urzqdzenia. Opr6cz wspomnianej powyzej funkcjonalnosci, przyciski PLUS i MODE mai'l dodatkowe funkcje: kr6tkie przycisni~cie przycisku MODE powoduje zapisa nie biezqcego trybu pracy urz4dzenia w nieulotnej pamiQci ukladu by tryb ten stat si~ aktywnym trybem pracy po ponownym wlqczeni u zaplonu, zas dlugie przyci§ni~­ cie przycisku PLUS powoduje wykasowanie licznik6w dystansu i srednich wartosci obliczeniowych. Nie Sq lo jednak wszyslkie funkcje wspomnianych swilchy, gdyz ich funkcjonalnosc zale±na jest od aktualnego tryb u pracy kompulera. Na rysunku 8 pokazano wszystkie dosl~pne tryby pracy sterownika, natomiasl na rysunku 9 pokazano diagram obrazujqcy struktur'l menu jak r6wniei spos6b obslugi urz&dzenia (symbole przyciskow wypelnione kolorem czarnym oznaczajq dlugie nacisni'1cic wybrancgo przycisku). Warto zauwazyc, ze funkcja pokazywania ilosci doSlf1pnego paliwa w baku nie korzysla z sygnalu informujqcego o rzeczywistym poziomie paliwa, gdyz jej implementacja w takim przypadku, skalowanie jak i san10 podlqczenie sterownika do instalacji pojazdu byloby dose klopotliwe. Mechanizm jej dzialania jest bardzo prosty i zaklada kazdorazowe uzupelnianie biezqcego odczytu o ilosc zatankowanego paliwa, co jest rnozliwe poprzez wejscie w lryb edycji paliwa dost~p­ nego w baku (dlugie wci5ni'1cie przycisku MODE w trakcie wyswietlania stosownego menu). Reasumujqc, po kazdym tankowaniu pojazdu naleiy wejsc w edycj~ dosl'1pnego paliwa i zwi~kszyc jego ilosc (regulacja nast~puje o pelne litry paliwa). Mechanizm pomiarowy kompu tera pokladowego b'1dzie nast~pnie odejmowal od wartosci dost~pne­ go paliwa zuzywane paliwo, co umozliwia realizacjf1 wspomnianej funkcjonalnosci.

Nastawy i tryb kalibrowania stalej wtryskiwacza Komputer pokladowy wyposa2ono w specjalny tryb pracy sluz<1cy do konfigurowania. Dzi~ki niemu mozemy ok reslic pewne niezbf1dne paramelry regulacyjne nieodzowne z punktu widzenia funkcjonalnosci. Ten tryb pracy uruchamiamy poprzez nacisni'1cie i przytrzymanie przycisku MODE podczas wl<1czania urz&dzenia (czyli zaplonu pojazdu). W tym trybie pracy urzqdzenia mozemy okreslic wielkosc nastf1pujqcych stalych niezbf1dnych w procesie obliczania zuzycia paliwa, pr'1<lkosci jazdy oraz drogi: Stala wtryskiwacza (w [ml/min]): jest to wielkosc charakterystyczna dla rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Uniwersalny komputer samochodowy Mee ~-- mimm -------~

l

r

MODE

MINUS

Tryb Ustawieri

W111czenietwyl11czenie trybu kalibracji

I

PLUS

MINUS

1

MODE

l Wyb6r parametru do regulacj1

Regulacia parametru

N ie

Obliczenie wartosci stale} wtryskiwacza

Menu urz11dzcnia

l

MINUS

i

PLUS

MODE

l

Zmi ana trybu pracy urz<1dzema

Zerowanie pami41ci spalanialprzeb1egu

Zapami41tanie trybu pracy

Tryb zegaralkalendarza

i

l *

PLUS

MINUS

Tryb dostr:pnego w bakupaliwa

MODE

i *

PLUS

MINUS

MODE

l

Regulacia parametru

Wyb6r parametru do regulacji

Zap1same ustawieli

Regulacja 1losci paliwa w baku

Rysunek 9. Diagram obrazujijcy system M enu i spos6b obslugi komputera pokladowego Mee

eWy·d a1:1.i!E<:Tll.'<!>t>lo<.tJ ~brh:zJm1doJ !if (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

27


PROJEKTY Ustawienia fuse-bit6w: CKSEL3 ... 0: 11 11 CKOPT: 0 SUTl...O: 01 BODEN: 0 BODLEVEL: JTAGEN: 1 EESAVE: 0

AG-1 22032G-DIA A/KK-E6 PBF AG-122032G-DIW W/ KK-E6 PBF AG-122032G-FHA K/A-E6 PBF AG-122032G-FHW K/W-E6 PBF

kazdego wtryskiwacza elektronicz nego wtrysku paliwa informujqca nas o ilosci paliwa, jakie mo:i:e on wprowadzic do komory spalania w jednostce czasu (przy zalozeniu 100% czasu otwarcia zaworu i stalym, charakterystycznym dla ka:i:dego wlryskiwacza c isnieniu zasilaj4cym). • Stala przetwornika drogi (impulsatora, w [imp/obr]): jest to wielkosc charakle ryslyczna dla ka:idego impulsalora informuj4ca nas o liczb ie impuls6w przypadaj4cych na 1 obr6t kola {osi); dla przykladu w wi~kszosci nowych modeli marki Opel jest lo warlosc 29 imp./obr. • Obw6d opony (w [cm]). Liczba cylindr6w (a wi~c i liczba wtryskiwaczy zamonlowanych w silniku pojazdu). Wspomn iane stale mozna, co prawda znalezc w Internecie posilkujqc si~ wszelkiego rodzaju forami o tematyce motoryzac)inej lub elektronicznej, Jeez wydaje si~, ze lepszym sposobem na ich pozyskanie jest wyznaczenie ich na drodze empirycznej. Dia przykladu, obw6d opony, a w zasadzie drog~, jakq pokona pojazd w czasie jednego, pelnego obrotu kola, mozemy wyznaczyc dose prosto. W tym celu zaznaczamy (np. kred4) najnizej polozone miejsce styku opony z pov.~erzchniq drogi, nast~pnie standardowo obciq:lony pojazd przetaczamy, aby kola wykonalo jeden pelny obr6t, po CZ)~n mierzymy pokonany odcinek drogi. '\Nszystk:ie wpro-

AG-122032G-YIY Y/ G-E6

Rysunek 10. Wyswietlacze. kt6re mozna zastosowac w aplikacji komputera pokladowego Mee

wadzone wartoSci zoslan&. zachowane w nie-

pomocq kt6rego komputer jest w stanie samodzielnie wyznaczyc poszukiwan<i stal4 na podstawie informacji o zuzytym paliwie i pomiarze sumarycznego czasu wtrysk6w. Do tego celu przewidzia no specjalny tryb kalibracyjny, kt6ry rno:le zostac uruchmniony poprzez naci5ni~ie i przytrzymanie przycisku MINUS podczas wl<1czania urz4dzenia, co zostanie zasygnalizowane wyswielleniem okna informacyjnego z komunikatem ,,Calibr. ON". Ponowne wykonanie wspomnianych czynnosci (podczas ponownego wlqczania urzqdzenia z uruchomionym wczesniej trybem kalibracyjnym) powoduje obliczenie z<idanej s talej wlryskiwacza a nasl'lpnie opuszczenie procesu kalibracji sygnalizowane wyswietleniem okna informacyjnego z napisem ,,Calibr. OFF'. Co oczywiste, do czasu zakoiiczenia procesu kalibracji nie sq dost'lpne nast'lpujqce wartosci obliczeniowe: chwilowe i Srednie zuZycie paliwa oraz ilosc paliwa dostQpnego w baku pojazdu (jest to sygnalizowane wyswietleniem napisu ,,-" w odpowiednich polach wspomnianych wartosci). Aby przeprowadzenie procesu kalibracji mialo w og6le sens nalezy zastosowac nast'1puj4cy algorytm post~powania: • Zuzyc cale, dosl'lpne paliwo, a2 do zaswiecenia si~ lampki sygnalizujqcej tzw.

ulotnej pami~ci EEPROM urzqdzenia, po czym s terownik przejdzie do normalnego trybu pracy. Niestety, jak pokazala praktyka, pewnych trudnosci mo:i:e czasami nastr~czac znalezienie parametr6w stosowanych w naszym pojezdzie wtryskiwaczy, jako ze elementy te sq cz~sto wykonywane na zam6wienie producenta pojazdu i na pr6zno szu kac ich oznaczen na stronach producenl6w stosownych podzespol6w. Dlatego przewidziano pewien mechanizm, za

• Zatankowac 20 litr6w paliwa. • Uruchomic proced ur'l kalibracji. • Zu:i:yc cale, dost'lpne paliwo (zatankowane wczesniej 20 I). az do ponownego zaswiecenia si~ lampki sygnalizujqcej tzw. rezerw~ paliwa. • Zakonczyc proceduf<l kalibracji. Po wykonaniu tych czynnosci komputer obliczy i zapisze, w nieulotnej parni~ci

rezenv~.

e' Vy·c~8n i e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

EEPROM mikrokontrolera, wartosc stalej wtrysk iwacza, po czym przejdzie do normalnego trybu pracy. Gdyby obliczona przez sterownik wartosc stalej wtryskiwacza powodowala zani:i;anje lub z.awyianie rzeczywistego spalania paliwa, w kazdej chwili mozemy dokonac odpowiedniej jej korekty poprzez wywolanie naslaw i zwi'lkszenie (w przypadku zanizania spalania) lub zmniejszenie (w przypadku zawyZania spalania) wspomnianej wartosci. Nalezy zaznaczyc, iz tak jak w wypadku oryginalnych rozwiqzan typu ,,komputer pokladowy", obliczane wartosci zu:i:ycia paliwa S'I obarczone pewnym acz niewielkim bl'ldern wynikajqcym chocby z za!ozenia stalego cisnienia zasilajqcego wtryskiwacz czy tez z zaokrqglefi obliczeniowych, jednak testy praktyczne pokazaly, iz rnaksymalny blqd pomiarowy jest na poziomie 0,5 litra na cal'! pojemnosc baku pojazdu, czyli ok. 1% (w tym wypadku byto to 45 litr6w). Dia porzqdku przedstawi~ typy wys"~etla­ czy, kt6re to mo:i:na zastosowac w komputerze pokladowym, a kt6rych rodzaje - bior'lc pod uwag~ kolor tresci i tla - pokazano na rysunku 10. Nale:i:y jednak miec na uwadze, :i:e niekt6re z nich (zwlaszcza le, w wykonaniu ,,negatywowym") cechuje dose niska c~stolliwosc odswie:i:ania w przypadl.."U pracy w niskich temperaturach {nawet ponizej lO"C), co powoduje lekkie smuzenie przy zmianie wysv.~et­ lanej tresci. Niestety, jak to w :i:yciu bywa, cos za cos! Dzi<:ki temu uzyskujemy bardzo atrakc)inq cen'l urz<1dzenia, poniewa:i: cena samego wyswietlacza stanowi prawie polow~ ceny calego urz4dzenia!

Robert Wotgajew, EP

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Stereofoniczny przedwzmacniacz lampowy zasilany niskim napi~ciem Moda na lampy elektronowe malymi la:okami nadclwdzi od kilku lat. Kojarzq siit ze wzmacniaczami o wartosci tysiitCY z/otych, trudno dostitpnymi podzespolami i wysokimi napiitciami. Prezentowany projekt udowadnia, ze te trzy paradygmaty niekoniecznie sq prawdziwe. Rekomendacje: przedwzmacniacz jest przeznaczony przede wszystkim do wsp6Jpracy ze wzmacniaczami lampowymi.

Uzyta w projekcie lampa nosi oznaczen ie PCL805. Starsi Czytelnicy mog'l i'l pami~tac, poniewai byla stosowana w ukladzie odchylania pionowego wi~kszosci lampowych odbiornik6w telewizyjnych. Dzisiaj mozna i'l doslac za darmo lub prawie za darmo, poniewaz nie znalazla zastosowania we wsp6lczesnie budowanych przez wielu entuzjast6w wzmacniaczach akustycznych. Dia ulatwienia ewentua!nych poszukiwan gieldowych pokazano i<l na fotografii 1. Jakie parametry ma ta lampa? Przede wszyslki m, co mozna odczylac z pierwszej litery symholu, jest to lampa zarzona pr'ldem o nat~:ieniu 300 mA. W telewizorach wszystkie

farniki byly pol&czone szeregowo i zasilane z sieci energetycznej, co eliminowalo kon iecznoSC stosowania drogiego transformatora. Przyblizone napi~cie iarzenia nalezy odczytac z noty katalogowej - typowo wynosi 0110 ok. 17,5 V. Kolejnq cechq lej lampy jest umieszczen ie w jednej bance dw6ch system6w: triody i pentody. Trioda jest lamp'l tr6jelektrodowq, w kt6rej sterowanie odbywa si~ poprzez zmiany potencjalu tylko jednej sialki (zwan ej steruj<tcaj, natomiast pentoda ma ai trzy siatki: slerujqcq, ekranui'IC<l i hamujqC<\. W tym projekcie u:lyto lriody w ukladzie wzmacniacza napi~ciowego i pen.lady w roli wt6rnika zmniejszajqcego impedancj~ wyjsciowq.

...

• Napi~ie zasilajqce: • Przedwzmacniacz stereofoniczny.

• Zbudowany z uiyciem tatwo dost~pnych lamp PCL805 lub PCL85. • Jednostronna ptytka drukowana o wym iaI rach: 120 mmx60 m m. na FTP

AVT-5486 Monoblok lampowy 2 W SET z lampami 684G (EP 1/2015) AVT-5469 Przedwzmacniacz stereofoniczny z la mpami 6111WA (EP 10/2014) AVT-5446 Tani wzmacniacz lampowy o mocy 25 W (EP 4/201 4) AVT-5396 Stereofoniczny wzmacniacz lampowy dla poczqtkujqcych (EP 5/2013) AVT-5392 Wzmacniacz lampowy 3008 SET (EP 4/2013)

eWy·d a1:1.i!E<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone Wy'tqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

29


PROJEKTY Al 01

R3

SR1100 02

100

I

R1

• C3 220u/SlV

?

SR1100 03

'C1

C2

r-~r

ARK 2 SR1100

04 SR1 IOO

A2 R2

?

• C4 H1

A1

I

220u/5lV

Al

C7 1u

R12 1M

R6

R5 1M

IM

H2 HI

ca 1u

R10 1k

R13

R8 1,5k

ARK2

100k

R11 4,7k

Fotogr afia 1. Lampy PCL805 uzyte w projekcie A2

Teorelycznie, do prawidlowej pracy lej lampy jest wymagane wysokie napi'lcie anodowe, rz~u 100 ... 200 V. W tej aplikacji nie jest to konieczne, poniewai nie jest wymagany przeplyw d u:lego prqdu przez katod'l. Oznacza to, ze nie b~ie moZliwe oddanie do obciqZe· nia du:lej mocy, Jeez w tym zastosowaniu nie jest to jakqkolwiek przeszkodq. Uklad ten jest przeznaczony do niewielkiego wzmocnienia ampliludy sygnalu malej c~stotliwosci, a nie do slerowania glosnikami. Slano"1 uzupehtie1tie istniej11cego syslemu, swego rodzaju lampowy akcent wl<1czony nli~dzy tr6dlo sygnalu a wzmacniacz.

C9

R16

1u

12k

A2

C11 1u

R21 1 M C 12

R14 1M

H2

1u

R19 1k

R17

' c10 100u

R22

1,5k

I

100k R20 4,7k

Zasada dzialania

Rysunek 2. Schemat ideowy przedwzmacniacza

Schema! ideowy przedwzmacniacza pokazano na rysunku 2. Podzielono go na trzy cz~ sci: zasilacz i dwa identyczne kanaly. Zasilacz uzyty w projekcie jest bardzo prosty. lecz wys tarczaj4cy. NapiQCie sinusoidalnie jest prostowane przez mostek Graetza wykonany z diod Schottky 01 ...04. Ma to na celu zredukowanie spadku napi'lcia i ograiticzenie stra l mocy na mostku w por6wnaniu do z·wyklych diod proslowniczych. Napi~cie l~tniqce jest fiJtrowai1e za pomoai kondensator6w Ct i CZ, przy czym rol11 tego dmgiego jest zwierai1ie do masy zakl6cen o wysoldej c~stotJiwosciach. Wyproslowanie i odfiltrowanie napiiicia powoduje jego wzrost (w odniesieniu do napifl(;ia skulecznego). przez co mo:ie bye ono uzyle do zasilania dw6ch zarnik6w lainp, pol11czonych szeregowo. Rezystory R1 i R2 sluZ& do uslalenia wlasciwego pf<ldu 7..arzenia, o czym dalej. To samo napi'lcie stuzy zasilaniu elektrod lamp. Dlatego przed kaidym kailalem znajduj&

siQ dodatkowe czlony filtruj<1ce, zrealizowa11e oraz ustala rezystai1cj'l wejsciow11. lmpedai1cja w postaci prostych filtr6w RC. Ograniczai<i one wejsciowa jest juz jednak dwukrotnie mniejsza, przesluchy mii:dzy kanalami oraz dodatkowo poniewaz dla skladowej zmiennej od strony filtrujq l'ltnienia o CZQSlotliwosci 100 Hz powejscia "1doczne jest r6wnolegle polqczenie R5 i R6. Dia nowoczesnych Zr6del sygnalu obci<twstale po wyprostowaniu napi~ia przemiennego przez mostek Graetz.a. :ienie o impeda11cji rz~u 500 kll nie sla11owi Nalezy przejsc teraz do om6"1enia bloku najnutiejszego problemu. Celowo pomijam tu taj sygnalowego. Poniewaz obydwa kanaly S'! zbuwplyw kondensatora C5 na sygnal, poniewaz dowane w ten sam spos6b, 12 zostai1ie om6wiony tylko jerden z nich. Sygnal malej cz~lotli­ wosci jest podawany na zaI ciski zl11cza )2. Kondensator I C5 odcina ewentualna sklaI dowq stalq. kt6ra moglaby siQ w tym sygnale znajdowac i niekorzystnie wply100000 10 100 1000 10000 Czqstotliwosc [Hz] wac na punkt pracy lainpy. Rezystor R5 rozladowuje go Rysunek 3. Charakterystyka czi:stotliwosciowa ukladu

eW'y'ca011 i e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

~

I

/

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


Stereofoniczny przedwzmacniacz lampowy zasilany niskim

Rysunek 4. Schemat montai:owy przedwzmacniacza jego wartosc zostala tak dobrana, aby w pasmie akustycznym mozna go bylo traktowac jak zwarde. lmpedancja wejsciowa lampy jest tutaj pomi jalnie wielka i mozna jq zan iedbac. )ak wspomniano, trioda pelni rol<i wzmacniacza napi<Jciowego. Pn1d plyrn1cy przez anodq przeplywa przez RB (pr11d plynqcy przez siatk<i jest o wiele rz<id6w wielkosci mniejszy) i wywoluje na nim spadek napi<icia, co podnosi potencjal katody. Siatka, za posrednictwem rezystor6w R6 i R7, utrzymywana jest na potencjale masy, dzi<iki czemu istnieje na niej ujemne - wzgl<idem katody - napi~ie. Dzi<Jki tem u, zar6wno dodatnie pol6wki sygnalu, jak i ujemne, mogq zostac przeniesione bez znieksztalcefi, kt6re pojawiaj4 si<J, gdy sialka zyskuje potencjal dodatni wzgl~dem katody. Zmiany napi<ieia na siatce modulujq prqd anody. Te zmiany pr4du sq, poprzez rezystor R9, przekladane na ziniany jej napi~ia. Rolq kondensatora C6 jest stabilizacja potencjalu katody, tak, aby byla niezaleina od aklualnej warlosci sygnalu. Zwi~ksza lo wzmocnienie tego stopnia. Rezystor R7 jest tzw. rezystorem

Zaciski C1 Katoda triody (n6zka 3. lampy) Katoda pentody (n6zka 8. lampy) Anoda triody (n6ika 1. lampy) Spadek na rezystorach R3 i R4

32 v 480 mV 10,5 v 28 v 220 mV

antyparazytowym, mnieszczonym mozliwie blisko lampy i zapobiega jej wzbudzeniu poprzez ograniczenie wzmocnienia dla wielkich (rz<idu megaherc6w) cz<islotliwosci. Kondensalor C7 odcina skladow'l stalq z anody triody i wprowadza wzmocniony sygnal na siatk<i stemjqcq pentody. Fentoda pracuje jako wt6rnik napi<lciowy (w konfiguracji wsp6lnej anody) co oznacza, ze jej anoda jest (z punktu widzenia sygnalu) zwarta z mas'j. Podobnie zoslala potraklowana sialka ekranuj'jca. Wyjscie sygnalu znajduje si<i na katodzie lampy. Rezystory RlO, Rl 1 i R12 stuZ,. jej polaryzacji: cz<Jsl pn\du katody odklada si<J na R10 i wywoluje na nim spadek napi<ieia. Jest to analogiczna syhrncja, jaka miala miejsce w przypadku triody. Kondensalor CB usuwa s kladowf! stal'j, zas rezystor R13 polruyzuje go tak, by jego lewa ok:ladka byla zawsze na potencjale masy. Rol4 lego stopnia jest zmniejszenie impedancji w:i1sciowej ukladu - stopie(1 triodowy ma op6r w11sciowy r6wny anodowemu, czyli 12 kJ1. W uldadzie prolotypowym zostala wyznaczona cbarakterystyka c"'lslotli wosciowa dla stalej amplitudy napi~ia wejsciowego, wynoszqcej 50 m V. Pokazano i<I na rysunku 3. Czerwona linia obrazuje przebieg charakterystyki, natomiast niebieska - pasmo przepustowe ukladu pr-~y 3-decybelowym spadku wzmocnienia. Charakterystyka jest p laska od cz~stolli­ wosci rz~du pojedyn czych Hz az do 100 kHz, kt6ra jest cz~stotliwosciq znacznie wykraczajqC'! poza pasmo akusty czn e.

MontaZ i uruchomienie Uklad przedwzmacniacza zmontowano na jednostrmmej plytce dmkowanej o wymiarach 120 mmX60 mm, kt6rej schema! montaiowy pokazano na rysllllku 3 . MontaZ podzespol6w na plytce dmkowanej nalefy przeprowadzic w typowej kolejnosci, od element6w najniZszych do najwy:i:szych, z pomin i<lciem rezystor6w Rl i R2, kt6re zoslan<t dobrane podczas uruchanliania. Na plytce znajdujq si<i dwie zwory z drutu, od kt6rych warlo zaczq<'.. Pod lampy nalefy koniecznie zastosowac podstawki typu noval" - nie ma znaczenia, czy sq one nowe, czy pochodzfl z demonta:i:u. Do zmontowanej ptytki z wlozon)~ni lamparni nalefy doprowadzic zasilanie z transformatora sieciowego. W ukladzie prolotypowym uzyto transformatora 2x12 v z uzwojenianli polqczonymi szeregowo. Wyzsze wartosci nap i(Jcia. jak 26 V czy 27 V Sq lulaj m.ile widziane. Minimalna mac Lakiego trru1sformatora to 20 VA. Zamiast rezystor6w Rl i R2 nalezy wl<1czyc amperomierz prqdu slalego, wlqczyc zasilanie i obserwowac prqd pl)'ll'!C)' przez zarniki. Je5li wynosi 300 mA (:!:5%), w6wczas rezyslory mozna zasl@ic zworami z drutu. Gdyby okazal si~ zbyt du:i:y, nale:i:y dobrac odpo\\~edni rezystor szeregowy o odpowied.niej mocy. Na plytce p rzewidzia no miejsce na dwa rezystory, poniewaz umozliwia to lepsze rozproszenie mocy. 11

Po wylqczeniu zasilania i ostudze1liu lamp, moZlrn przyst'!Pic do podlqczenia przewod6w sygnalowych. Do zacisk6w )2 i )4 trafiaj'l kable ekranowane prowadZ<tce sygnal n a wejscie przedwZ!Ilacniacza, a, odpowiednio, )3 i )5 - do wyjscia . Uklad nie wymaga dodatkowych regulacji i jest gotowy do dzialrulia. Warto umiescic go w me lalowej obudowie, aby dodalkowo zaekranowac obwody. Gdyby sygnal wyjsciowy by! bardzo znieksztalcony lub nie byloby go w og6le, warlo rozpocZ<tt poszukiwru1ie usterki od pomiaru napi<ic slalych w obwodzie. W tabeli 1 zgromadzono wyniki pomiar6w najwazn iejszych napi<it w ukladzie prototypowynl, zmierzone wzgl<idem masy. Uzupelnic w tym miejscu nalezy, iz Z.lrniki obydwu lrunp polqczone S4 szeregowo, dlatego uklad moZe dzialac wylqcznie z dwiema lampami jednoczesnie. Brak widocznego iarzenia si<i lamp (spowodowane przerwaniem i<amika lub brakiem kontaktu w podstawce) jest podstawq do poszukiwania bl<l<lu w samych lampach lub zasilaczu.

Eksploatacja U:i:ytkowrulie opisanego wyzej ukladu nie nastr<icza jakichkolwiek tmdnosci, o ile zostal poprawnie zlo:i.ony. Trwalosc la mp si<iga tysi~y godzin , zatem ich l"J~niana nie b~ie prawdopodobnie kmlieczna, jesli tylko uzyte egzemplarze nie byly nadnliernie wyeksploatowane. Mozna tu ufyc r6wniez lrunpy typu PCL85 (starsza wersja PCL805), byleby w obydwu kanalach pracowaly le same typy. Nie ma ryzyka uszkodzenia ukladu spowodowanego przesterowaniem wejscia lub zwarciem wyjscia do masy. Mozna dodac polencjometr reguluj'jcy glosnosc, wlqczony mi'l" dzy gniazda wejsciowe a zaciski )2 i )4 na plytce. Jego obecnosc jest o tyle przydatna, ze sam uklad oferuje ok. 11 dB wzmocnienia napi<lciOwego, co moZe niekiedy skutkowac przesterowywaniem wzniacniacza.

Michat Kurzela, EP Wykaz element6w Rezystory: (0,2S W) R1, R2: opis w tekscie R3, R4: 100 n RS, R6, R12, R14, R1S, R2 1: 1 Mn R7, R9, R16, R18: 12 kf1 R8, R17: 1,S k!l R10, R19: 1 kf1 R1 1, R20: 4,7 kfl R13, R22 : 100 kn Kondensatory: c1: 3300 µ.F/SO v C2, CS, C7 .. .C9, C11 , C12: 1 µ F (monolityczne) C3, C4: 220 µF/63 V C6, C10: 100 µF/25 V P61prze wodni ki: DL .D4: SR1100 lnne: J1. ..JS: ARK2/S mm V1' V2: PCL805 lub PCL85 (opis w tekscie) Dwie podstawki .. nova!" Transformator sieciowy (opis w tekScie)

eWy·d a1:1.iJE<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie

ele~:troniczne

napi~c i em

przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

31


PROJEKTY

AVT390v2 - 8-kanalowy przelcicznik sterowany dowolnym pilotem W oferc1e AVP'

Pierwsza wersja kitu AVT390 dziqki swej funkcjonalnosci zdobyla popularnosc i znalazla wiele zastosowan. Urzqdzenie pozwalalo na rozszerzenie zakresu zastosowan standardowych pilot6w od sprzqtu RT\!. Jednak tamten zestaw mial jedno zasadnicze ogranicz enie - obslugiwal ty lko piloty pracujqce w standardach RCS i SIRC. Dzis niemal kazda firma produkujqca sprzqt RTV stosuje swoje standardy, trudno znaleic odpowiedni pilot, a dodanie jeszcze jednego pilota, do domowej kolekcji, zniechqca. Dlatego powstala nowa wersja kitu - AVT390v2. Rekomendacje: przeznaczony do zdalnego wlqczania, wylqczania, przelqczania urz qdzen lub ir6del sygnalu za pomocq pilota przeznaczonego do sprzqtu RT\!. )ak poprzedni zeslaw, lak i Len nmo:i:liwia zalqczanie do 8 urzqdzefl, ale do sterowania kazdym wy jsciem mozna przypisac dowolny przycisk praktycznie dowolnego pilota, dzi~ki czemu mozna wykorzystac normalnie nieuzywane przyciski. Ponadto, urzqdzenie maze ,,nauczyc sifi" kilku r6:i:nych pilot6w, bez wzgl~du na to,

eW'y'cB2ni e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

AVT-390 A

AVT-390 B

AVT-390 C

AVT-390 UK

Podstawowe11n1~

• Wsp6fpracuje z niemaf dow ofnym pilotem na podczerwiell. • Mozliwosc przypisania do kazdego z wyjsc dowofnego przycisku. dowofnego pilota. • Sterowanie wyjsciami w spos6b bistabilny (wfqcz/wyfqcz) lub monostabilny (impulsowy). • Spos6b sterowania ustaw iany indywidualnie dla kazdego wyjscia. • Wyjscia typu OC - stan aktywny: minus zasilania. • Obciq:Zatnosc kazdego z wyjsc 200 mA. • Zasilanie 7...20 V DC, pob6r prqdu samego urzijdzenia 20 mA. • W miar urz dzenia 73 mmx35 mmx20 m m. 64311

ass: 877

akt

dost~pne

na FTP)

Proiekty pokrewne na FTP (

m1enione art kul

s.:i w calosc1

AVT-1838 Uniwersafny przedfu:Zacz pilot6 w RTV (EP 01/ 2015) AVT-1840 Wlqcznik 230 V sterowany dowolnym pilotem na podczerwien (EP 11/ 2014) AVT-1815 4-kanalowy przelqcznik sterowany dowolnym pilotem IR (EP 8/2014) AVT-5455 Zdalny wlqcznik dwukanalowy (EP 6/2014) AVT-5290 3-kanalowa aparatura do zdalnego sterowania modefi (EP 5/2011 ) 'Uwl19':

i~·=Ar 1~di:r?Ekf?i~~~di~~:e_ e:,i~!'1:~0;~~t~~~onoJ. bti e~ment6w ctod~ru.-

•vr

.QJIJI

A+

AVT J!lJuc 8

~~:'& druk.ow.tna i

Up<09u1mo)wony ut.Llld ttl:)tii

wyth. plyth drukow.iona (lub pfyll<i)

pol~enie ~ A

i wer..ji IJIC) be.I:

l!'l~tOw dt>d.tt~C>­

o.a.z kompltt ekom«it6w wyrrw.-..y w zai.j<tnit.11 pdr

AVT ~ C ~~t"!~l:'~J~~~t°n:!O-:iJ~;:~:I:;.c:r~ ~~ty~":i ~';!~t=t~odrz,~.;n~~:· .,~: oile ttlSL!lty w p.tl AVT CD ~~~tf.~'i:c c:,~,t~~:~~ :::!~~r wy1l~11je, 10 niH~dnt opr~1.ttl'M)WiJnit mob'iil wymi~iont

z.-!~ctnil'u

XOJl.11

:~~~L~1.ffl ~VT ~~j!.e~ ~~~!iU~'. ~ra8 :b~.~I ~.~"."W~~ ~m phk pdfl PodaiJS skt~;wii•

rnKTRONtKA PRAKTYU NA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


AVT390v2 - 8-kanalowy przelqcznik sterowany dowolnym pilotem ......

IC1 VDD

PC6(1RESETIPCINT14) PCO(ADCO/PCINT8) PC1(AOC1/PCINT9) PC2(ADC2/PCINT 10) PC3(ADC3/PCINT 11) PC4(ADC41SDA/PCINT12) PCS(ADCSISCL/PCINT13) PB6(XTAL 11TOSC11PCINT6) PB7(XTAL2/TOSC21PCINT7) PDO(RDX/PCINT 16) P01(TXDIPCINT17) VCC PD2(1NTOIPCINT18)

R4

LED1

1,Sk R3

GND LED1 STD/ON

LED2

1,Sk

......,_~..,.,,,_ ,__,,_____,~

H~--i~

PD J~4Wgf~~g:~mi l=l!;==l~ prfs~gf~~~ggg~g:~mi l:::i~=l~ 3

~~~~

P07(AIN1/PCINT23)

I-'~~~

PBO(ICP11CLKOIPCINTO) H.._---)6"'PB1(0C1A/PCINT 1) PB2(SS/OC1B/PCINT2) .-,,~____,,,,..__ PB3(MOSllOC2A/PCINT3 i-;-;.--;;;r-

,_.-r--_,,,,__

prs~~~~~g:~rn r1~~~

GND

11 12 13 14 15 16 17

MEGA328 JP1 PROG

PRgG GN

~

g

C6

~ND

100nF

v

WO

G

GND

IC3 78L05

RS 3,9

IR <ot---+----+-l~ R-

Rysunek 2. Schemat monta:Zowy plytki przel<jcznika 8-kanal ow ego

uklad przed nap i~ciem zasilan ia o bl~dnej polaryzacji, a kondensatory C1...C5 filtrujq napi'lcie.

R2 1,5k

Rysunek 1. Schemat ideowy plytki przel <1cznika 8-kanal owego

Program w jakim standardzie pracuj11 i jaki jest spos6b kodowania. Mozliwe jest sterowanie bistabilne lub monostabilne. Do wyjsc mozna dol11czyc bezposrednio p rzekaZlliki lub ,,far6wki" LED zasilane napillciern 12 V. Urz11dzen ie dosko nale s prawdzi si~ w roli wl11cznika urz11dzef1, przel11cznika sygnal6w lu b s terownika oswietlenia.

Budowa Schernat elektryczny przel11cznika jest p rzedstawiony na rys unku 1 . Gl6wnym elementem jest mikrokontroler typu ATmega328, a zawarte w nirn oprogramowan ie jest odpowiedzialne za analizowanie i dekodowan ie sygnal6w nadawanych w podczerw ieni. Procesor jest taktowany wewn ~ trznym generatorem 8 MHz. Jako odbiornik promieniowania podczerwonego zastosowano specjalizowany od biornik Wykaz element6w Rezyst ory:

Rl , RS: 3,90 R2 ... R4: 1,5 k!l Ko ndensatory:

C1, C3, C6: 100 nF C2: 220 µ. F/25 V CS: 100 µ.F/16 V P61przewodniki:

01: 1N4007 LEDl, LED2: dioda LED (3 mm) ICl. ATmega328 (zaprogramowany) IC2: ULN2803A IC3: 78LOS IC4: TSOP4836 lnne:

CON 1: zlqcze ARK2/5 CON2: goldpin 1 x9 kijtowy CON3: zl<]cze ARK3/5 PROG: goldpin 1 x 2 kijtowy Sl :DIPSWITCH8

Gl6wne zad anie, k t6re wykonuje program to odbieranie sygnalu z odbiorn ika podczerwieni i odnajdowa nie w ty m sygnale ramek, czyli kod6w wysylanych z pilota IR. Taka ramka zawiera zwykle od k.ilkunas tu do kil kudziesi~ciu im puls6w, kt6ryc h czasy trwania i czasy przerwy z reguly rnieszcz'I sill w przed ziale od 0,2 ms do 3 ms. Progr am pozwala na pomiar impuls6w o d lugos ci do 8 ms, a jezeli na wejsciu sygnalu utrzyrna sill niezmien iony poziorn przez 8 ms to jest znak, Ze nad awanie jednej ramki zostalo zako6.czone i najblizszy impuls b~dzie pocz<tlkiern nowej rarnk.i. Gdy pojawi si~ sygnal, program odm ierza czasy impuls6w i czasy przerw pomi~dzy nimi i zapisuje wyniki w tablicy az do kolejnej 8-milisekundowej przerwy lu b do u zyskania 64 pomiar6w. Zatem jed yn ymi ogr a niczeniami odnofoie d o pilota (kodu), k l6rego urz4dzenie potrafi s ill ,, nauczyc" jes t czas trw a nia kazd ego REKl.AMA

~brh:zJm1.cloJ !if (96006) {.YI . I( A ~ ~ 11 ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do ~ro_~ ~-·-_ _!e!:J_ h_n_1_a_n_" _a_." __ '_ _ _ _ _ _ _~

e\llfy'd a tail\'i<T«'<!>mKtJ Wydanie

typu TSOP4836, kt6ry zawiera wszystkie elementy niezb'ldne do odbioru promieniowania podczerwonego. jest zasilany poprzez filtr zlozony z rezystora R1 i kondensatora C6, co poprawia czulosc odbiornika (eliminuje zak l6cen ia pochodzqce od zasilania). jako driver dla poszczeg6lnych kana16w p rzel11czn ika zastosowano uklad typu ULN2803A, kt6ry zawiera 8 stopni wzmacniaczy tranzys torowych z diodami zabezpieczajqcymi umozli wiajqcyrn i bezposrednie sterowanie przekaznikarni. Wyjscia mogq bye obciqzone maksymalnym prq· dem r6wnym 200 mA, a maksymalne napillcie w tym uklad zie moze wynosic 20 V. Sygnaly wyjsciowe zostaly wyprowadzone na zlqcze CON2. Do programowania parametr6w p rzelqcznika zastosowany zostal przelqcznik Sl 8-sekcyjny DIPSWITCH oraz szpilk i goldp in )Pl opisane PROG. Zwiera jqc JP1 mozna przelqczyc procesor w tryb programowania a p rzy pomocy S1 mozna ustaw ic n umer kana lu , d la kt6rego b~dfl prograrnowane parametry. Przelqcznik S 1 s lui.y takZe do wyboru rodzaju reakcji d anego wyjscia na odebran y kod p ilota. Do sygnalizacji s tanu pracy przet11cznika s luz11 d iody swiecqce LEDl i LED2, pie rwsza sygnalizuje a ktywnosc urzqdzenia kr6tkirni migni'lciami (co kilka seku nd). druga sygnalizuje odebra nie poprawnego kodu. Diody sygnalizujq takze etapy trybu programowania, co jeszcze zostanie dokladn ie opisane. Caly uktad jest zasilany za pomocq s tabilizatora 78 L05. Dioda Dl zabezpiecza

I [!]


PROJEKTY

ZASILANIE 7 ...20VDC Rysunek 3. Spos6b dol<1czenia przel<1cznika do urz<1dzen zewm:trznych pojedynczego impulsu i przerwy, kt6re muszq zaw ierac si~ we wspomnianych granicach oraz maksymalna dlugosc kodu - 32 impulsy (i 32 przerwy). Ostatn i warunek to cz~stotliwosc modulacji sygnal u IR - kazdy pilot wysyla kody na jakiejs cz~sto tliwosci nosnej. Najpopularniejsza, najcz~sciej spotykana to 36 kHz. Mniej popularne to 38 kHz i 40 kHz. Zastosowany odbiornik podczerwieni TSOP4836 jest przystosowany do odbioru sygnal6w o cz~stotliwosci 36 kHz, ale z nieco mniejszq czulosciq odbiera r6wniez 38 kHz. W razie potrzeby od biornik mozna wymien ic na podobny o innej cz~stotliwoki np. TSOP4833 - 33 kHz, TSOP4838 - 38 kHz. TSOP4840 - 40 kHz. Pomiar czas6w impuls6w dokonywany jest przy pomocy ukladu licznikowego TIMERO , kt6ry skonfigurowany jest do pracy z okresem ok. 8 ms i rozdzielczosci& 0,032 ms. Kazda zmiana stanu z wejscia odbieraj4cego sygnal IR generuje przerwanie a podprogram obslugi przerwania powoduje odczyl i zapisanie w tablicy scan. buffer[] stanu licz nika i wyzerowanie go w celu ponownego odliczania. Po skompletowaniu calej ramki zmienna scan.sta tus przyjmuje wartosc SCAN_COMPLETE i blokuje nadpisywanie tablicy do momenlu wyzerowania slalusu. Utworzona tablica por6wnywana jest z ramkami zapisanymi w pami~ci eeprom m ikrokon trolera, z uwzgl~dnieniem pewnej tolerancji okreslonej stal<1 SCAN_pU!, SE_TOLERANCE. jesli por6wnanie da wynik pozytyw ny to podejmowana jest odpowiednia akcja. Niekt6re slandardy lransm isji na podczerwien wstawiajq w ramce bit zmienny - np. RC5 i zawarty w nim toggle bit. W takim

przypadku urzqdzenie reagowaloby tylko na co drugie naci§ni~cie przycisku p ilota. Problem ten zostal rozwi<1zany w ten spos6b, ze urzqdzenie zapami(ltuje dwa kody pilota dla jednej funkcji - jest to spos6b prosty ale wymaga od powiednio duzo pami~ci dlatego urzqdzeniem steruje mikrokontroler Atmega328 (10248 pamiQci EEPROM).

Montai: i uruchomienie Przelqcznik zostal zmontowany na plytce, kt6rej schemal monlazowy pokazano na rysunku 2. Montaz nalezy wykonac wedlug og6lnych zasad, rozpoczynaj<1c od wlutowania element6w najnizszych - rezyslor6w, a konczqc na najwyzszych - zl<1czach. Diody LED nalezy zagi&c i skierowac ko kraw'ldzi plytki. a kondensalor Cl warto zamonlowac poziomo. Po zmontowaniu urz<1dzenia nalezy umiescic uktady scalone w podstawkach i zamontowac odbiornik podczerwieni do zlqcza CON3. Teraz nalezy dolqczyc zasilanie, np. z zasilacza 12 V, do zlqcza CONl, jesli diody zaswiecq Si'l na ok 1 s i zgasn4 lo oznacza, ze urzqdzenie dziala prawidlowo.

Obsluga i programowanie W czasie normalnej pracy, aktywnosc urz<1dzenia sygnalizuje kr6tkimi migni'lciami co kilka sekund diod a opisana ST (STATUS}. Dioda miga r6wniez w tedy, gdy do urz11dzenia dotrze sygnal z pilota. Druga dioda IR sygnalizuje nieco dluzszym migni<iciem odebranie sygnalu, kt6ry zoslal wczesniej zaprogramowany. Aby uruchomic tryb programowania nale:i:y w pierwszej kolejnosci na przelqczniku 8-sekcyjnym wybrac numer w yjscia, kt6re

eW'y'cMn i e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

bP,dziemy programowac - przelqczyc danq sekci'l w pozycj~ ON, a wszystkie pozostale w pozycje OFF. Teraz nalezy zewrzec na ok 2 s szpilki opisane PROG. Zaswiecq siQ obie diody a po chwili zostanie tylko dioda ST. Teraz urzqdzenie czeka na pierwszy sygnal pilota. Po odebraniu prawidlowego sygnalu dioda ST zgasnie a zaswieci si~ dioda IR - teraz urz<1dzenie czeka na drugi sygnal z pilota (lub jeszcze raz ten sam sygnal}. Po ponownym odebra niu prawidlowego sygnalu zaswieq si~ na chwil'l obie diody, po czym zgasnq. Oznacza to, ie programowa nie sygnalu pilota zostalo zakof1czone i urz<1dzenie powr6cilo do normalnej pracy. Analogicznie nalezy zaprogramowac wszystkie wyjscia (lub tylko tyle ile potrzebujemy). Nie nalezy programowac tego samego sygnalu dla kilku wyjsc - urzqdzenie zalqczy tylko jedno z lych wyjsc (o najnizszym numerze). Po zaprogramowaniu sygnal6w z pilota za pomocq przeh1cznika 8-sekcyjnego mozna skonfi gurowac tryby pracy dla poszczeg6lnych wyjsc. JeSli dana sekcja przelqcznika jest ustawiona w pozycji OFF, to odpowiadajqce jej wyscie pracuje bistabilnie i przyci5ni~cie przycisku pilota zalqcza wyjscie, a kolejne przyci§ni(lcie przycisku wyl4cza. jesli sekcja przelqcznika jest ustawiona w pozycji ON, to odpowiadajqce jej wyjscie pracuje monostabilnie - wyjscie jest zalqczone dop6ki wci§ni'ltY jest przycisk, zwolnienie przycisku wyl&cza wyjscie. Na rysunku 3 pogh1dowy schemal dotqczenia do urzqdzenia przekaznika lub oswietlenie zbudowanego z diod LED zasilanych napi'lciem + 12 V.

KS rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


PROJEKTY

Efekt ,,Reverb" Do gitary lub instrumentu klawiszowego Spos6b wytworzenia efektu ,,Reverb" mo:i:na podzielic - zale:i:nie ad zasady dzialania - no dwa rodzaje: mechaniczny oraz elektroniczny. Pierwszym i jednoczefinie najstarszym rozwiqzaniem jest uklad spn#ynowy. W drugim rozwiqzaniu wykorzystuje sii; analogowe lub cyfrowe linie op6iniajqce. Efekty budowane z uzyciem sprqzyn dajq staromadnq barwq, ale zakres mozliwosci kreowania poglosu jest bardzo ograniczony. Urzqdzenia z cyfrawymi lub analogowymi liniami op6iniajqcymi pozwalajq na uzyskanie znacznie wiqkszego zakresu poglosu dlatego w swojej konstrukcji postanowilem zastosowac popularny uklad cyfrowy typu ?1'2399.

Rekom endacje: efekt sluzy do imitowania poglosu pomieszczen, urozmaica brzmienie instrument6w strunowych i klawiszowych, przydatny na scenie w studio i w domu. Zastosowany przeze mnie uklad PT2399 mofo bye uzyty do tworzenia innych efekt6w dzwi'lkowych, takich jak: Delay, Reverb, Chorus, Flanger, Stereo Expander. Efekl ,,Reverb"powstat na bazie poprzedniej mojej konstrukcji efektu ,,Delay 500", dlatego zasad'l dzialania ograniczfl do opis u zmian ukladowych. Efekt ,,Delay", jak sama nazwa wskazuje, jest uzyskiwany dziflki op6foieniu (echu). Uzyskiwane op6Znienie musi bye wi~ksze ad 100 ms, poniewaz wtedy jest bardziej zauwaialne zjawisko odbicia dzwiflku z powt6rzeniem. W efekcie .,Reverb" r6wniez wyst'lpuje zjawisko odbicia i powt6rzenia, ale C7..as, w jakim to naslflpuje jest kr6tszy, co przyczynia siq do naktadania si'l na siebie dzwi'lku oryginalnego i powt6rzonego dajl\C

......

zjawisko do ztudzenia przypominajqce W'ldrowanie (odbijanie si'l) dfaviflku w pus tym pomieszczeniu az do wytracenia si'l energii fali dzwiqkowej i jej zaniku. Oczywiscie S'j tez uklady Reverb, kt6re wykorzystui'l znacznie wiflkszy czas op6foienia, ale ich wykonanie nie jest mozliwe z zastosowaniem jednej linii op6iniajl\cej. Do tego celu wykorzystu je si'l co najmniej d"~e linie op6foiaj'lce poll\czone kaskadowo, kt6re przewaznie pracuj'\ z maksymaJnym op6inieniem 100 ms. Przy odpowiednim usta"~eniu sprzflzen w kaskadzie minimum dw6ch PT2399 da sifl uzyskac pogtos dose d uzej hali. Schema! ideowy efektu ,,Reverb" pokazano na rysunku 1. W por6wnaniu z efektem ,,Delay 500" wprowadzono naSlflpUj'\ce

AVT-5484

z1niany:

AVT-1768

• Za stopniem wejsciowym doda no dwa potencjometry. Za pomocq VR6 (100 k!1/A) o nazwie ,,Direct" ustala si'l poziom sygnalu podstawowego, kt6ry zostaje p6Zniej zmieszany na wejsciu stopnia sumu jqcego. Za pomocq VR5 (100 Hl/A) .,Attack" reguluje si~ poziomu sygnalu wejsciowego linii op6inia jqcej PT2399. Potencjome trem VR4 (10 kfl/C) .,Reverb" ustalamy czas op6znienia sygnalu w zakresie 10.. . 100 ms.

• lmpedancja wejScia 1 M!l. • lmpedancja wy1sc1a 47 kJ"!. • Nap i~cie zasilania 9 V, st abilizowane. • Pob6r prqdu ok. 35 mA. • Regulatory: • VR1 .,Gain" (wzmocnienie). • VR2 ..Effekt" (sita efektu). • VR3 .,Feedback" (sprz~ienie, poziom odb ic fati dzwi~kowej). • VR4 .,Reverb" (ustalamy czas op6inienia poglosu). • VR5 .,Attack" (poziom sygnalu wejsciowego poglosu).

• VR6 ,,Direct" (poziom sygnalu podstawo· we o).

AVT-1767

Zasilacz do efekt6w (EP 02/2015) Delay - efekt d o instrumentu muzycznego (EP 1/2015) Efekt gitarowo-basowy Fuzz (EP 08/2013) Efekt git arowo-basowy Distortion (EP 08/2013)

j

• Uwa911 ze,tawy AVT mog.11 w ysl(il'Ow:at w nasltl)UJl!cych w tt'!;j.a.ch

AVT XKKx UKto xap.og1amowany uktad Tylko 1 wyltctno:

Be-x de-men-

tOw dodl!lkowych

AVT un A plytka drukowana PCB (lub ply1k1 drukowane, jeiti w opi· 'ie wyJatnie i:aznllctono), bt.i: element6w dodatkOwych. AVT XICKX A+ plytk.a drukowllna i :t11pr¢91.'lmOwllny ukl~ (<:tirl- p(.11.flU tnlt wer,ji A i vter'4i UK) btx dement6w d CKIJ>tkOWych.

AVT XICKX 8 plytkll c.irukOwllnll (lub plytk•) Od1:t ko mpltt ~entOw wymotniony w 1.11t¥1111ku pdf AVT J()(u C IQ me 1ruicgo jak tmOntOWl'lny ittt.!lw B, c:tyli tkmciity w k.itow11iic w PCB. N111tty mic~ iia uwlldte, ft> o ~ "~ ttotii1tcioiio wy.-11.tiile w Opo$iC, tt"lltw ten iiie ma obudowy ,..,; clemcnl6w dod.'ltl:OWych, kt6re mot ios1aly wymotni~ w tlll+:tniku pdf AVT .IQl.>.:x COopr09ramow11nie (n>e<;i~IO spoly\ana w tri;f&, It<.: ;dh wyH(pute', to r'lrt-l:b~nc ¢programowr.nie ml).i:na ~ctJt9n¥. l:l1k..!11¥ w l il\lc umie-uz0ny w opisie ldlul Nie kaWy t~Uiw Avr wy•t(pu)t w e w$ty~tk.ch we<~j&chl l(.a.td a ~ ma ul~zony ten $&m phk pdfl Pl)dcus skl11d.llnlr. 111m6wicn"' upeWl"llj sit,:, k16r4 ~rs,<: t Jimr.wiaul (l,IK, A, A+, e l ub C). llup:ll#:/<:p.~Vf pi

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

35


PROJEKTY VR1 200k

50%

C2 100p

~

RS

rC:::J--{=:J-10k

I .Gain" I

C4

cs

4 70p

en

R13 33k

33n

R1 7 24k C14

50% 100k i VRS

C17

Cill-l1-e=i-.----c:::tt--c=tt

VR2 100k i

50%

~

D1

01 LM78LOS

~

R19 47k C18 470u

C21

R20 47k

D2 1N4007

,Y

C 19 47u

100n

CD 0

.l.

C22 47u VR4 10k

50%

~

_

Dle<ISmm lk

ll ~ls.4 v l

----i

03

R21

100

R22

Rysunek 1. Sch emat ideowy efektu ,,Reverb" Wykaz element6w Rezystory: Rl: 1 Mn R2, R3: 100 kn R4, RS, Rl 8: 10 k!1 R9 ...Rl 1, R14 .. .R16: 12 kn Rl 3: 33 k!1 R17: 24 kn R7, R8, Rl 2, Rl 9, R20: 47 kn R21: 100 n R22: 1 kn R6: 4,7 kn VR1: 200 kO/A (liniowy) VR2, VR3: 100 kO/C (log.) VR4: 10 kO/C (log.) VRS, VR6: 100 kO/A (liniowy) Kondensatory: Cl : 100 pF C4: 220 pF CS: 470 pF Cl O: S60 pF

Potenciometr VR3 (100 kO/C) wraz z kondensatorem Cl1 (33 nF) i rezystorem R13 (33 k!l) ustala poziorn sprz~ze­ nia zwrotnego w zakresie powyzej 400 Hz. Odci<lcie dolnej cz~sc i pasma jest tu celowc, poniewaz uklad bylby bardziej wrazliwy na dudnienie i rn6glby si~

C12, C16: 1 nF C9, C13, C1 S: 10 nF Cl 1, C26: 33 nF C7, C21, C23, C24, C27: 100 nF C2S: 1SO nF Cl , C3, C6: 220 nF C14, C17: 1 µF Cl 9, C22: 47 µF/ 16 .. . 2S V C18 : 470 µF/16 .. .2S V C20: 100 µF/6,3 .. . 16 V P61przewodniki: Ql: LM78LOS 02: NESS32 Q3: PT2399 Dl, 02: 1 N4007 D3: dioda LED, niebieska S mm Pozo stale: Przelqcznik noiny Truebypass 2-obwodowy, 2-pozycyjny Gniazda jack - 2 szt. Gniazdo zasila nia - 1 szt.

samoczynnie wzbudzac, co jest zjawiskiem raczej niepoi4danym. Sprz~:i.enie dobrano w laki spos6b, aby uzyskac dobr11 imitacj~ poglosu niewielkich pomieszczei\. • Za pornocq potencjometru VR2 (100 kn/C) o nazwie ,.Effekt" regulu jemy

eW'y'cll.6ni e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

Rysunek 2 . Schemat monta:Zowy efektu .,Reverb"

poziom sygnalu wyjsciowego z linii op6zniajqcej, kl6ry zoslaje zrnieszany z sygnalern podstawowym i wzmocniony w stopniu sumy drugiego stopnia wzmacn iacza operacyjncgo. • Potencjometr VR1 (200 kn/A) stuzy do regulacji wzmocnienia, a wi~c uslala poziom sygnalu wyjsciowego z efektu. Pozostale zmiany dotycz11 komponent6w: rnKTRON1KA PRAKTYUNA 3;201 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:±ytku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


Efekt ,,Reverb" do gitary lub instrumentu klawiszowego • Kondensator C7 ma teraz pojemnosc 100 nF, aby ograniczyc zjawisko samowzbudzenia siii w zakresie malych cziistotliwosci pasma akustycznego. Kondensator Cl 2 zmieniono na 1 nF, co przyczyuilo sill do poprawy zakresu filtru dolnoprzepustowego i zakres jego dzialania si'lga do ok. 1 O kHz, przez co barwa efektu jest bardziej ,,jasniejsza". • Kondensator C16 zmieniono na 1 nF Jego zadaniem bylo eliminowanie szum6w, kt6re w efekcie ,,Delay 500" przy maksymalnym op6Znieniu sygnalu wplywaly na jakosc dzwiQku, a w efekcie ,,Reverb" mieszczq sill w wyzszych partiach pasma, ale nie S'I zbyt uci<1Zliwe i dlatego pelni on rolQ ,,kosmetyczn•( i ogran icza tendencje do wzbudzania siQ w zakresie wyzszych cziistotliwosci. • Kondensalor C26 zmieniono na 33 nF. Ten element jest odpowiedzialny za fil. trowanie sygnalu poprzez eliminowanie

szumu w przetworniku N C. Im wiiiksza pojemnosc kondensatora, tym barwa dzwiiiku jest bardziej ,,matowa". Zastosowanie pojemnosci 33 nF przy maksymal nym op6Znieniu 100 ms daje barwll ,,jasrnj". Rezystor RB zmieniono na 47 kfl. Willksza rezyslancja tego elemenlu nico ogranicza poziom sygnalu z linii op6zniaj<1cej, poniewaz przy maksymalnym sygnale wejsciowym ,,Allack" doszloby do zagluszenia sygnalu ,,Direct" i u trudnialoby finalnq regulacj'l efektu. Wszystkie zm iany element6w dopasowane zostaly metodq pr6b i blfld6w w trakcie przer6bki ukladu ,,Delay" na ,,Reverb". Schemat monlazowy efeklu ,,Reverb" pokazano na rysunku 2. Uklad zmontowany ze sprawdzonych element6'w nie

wymaga dodalkowej regulacji. Uklady scalone nalezy mon lowac na podstawkach, aby w razie problem6w z uruchomieniem

miec m ozliwosc wymiany uklad6w scalo· nych i zastqpienia ich nowymi, co pozwoli na latwe usuwanie uslerek. Nalezy pamiiitac, ze uklad PT2399 jest wrailiwy na wyladowania elektrostatyczne. Co prawda ma zabezpieczenie przed ESD do 3 kV, ale przy wiQkszych wyladowaniach moze dojsc do jego lrwalego uszkodzenia. Przed umiesz· czeniem ukladu PT2399 w podstawce nale· zy sprawdzic napiQcie doslQpne na wyjsciu stabilizatora Q1 [LM78L05], poniewai. len uklad moze pracowac przy maksymaln)~U napiQciu zasilania 6,5 V, a wy:i:sze napillcie spowoduje jego uszkodzenie. Efekt ,,Reverb" jest zasilany napillciem stabilizowanym +9 V z zasilacza sieciowego. Dioda prostownicza l N4007 slanowi zabezpiecze nie przed odwrolnq polaryzacj4 napiQcia.

Piotr tuciuk piotras84@o2.pl

Jestes mobilny? My r6wniez. Miesi~cznik APA dost~pny jest jako wydanie

papierowe oraz w kilku wersjach cyfrowych.

·-

-~

~

Wydanie papierowe

Portal automatykaB2B.pl

m:1 ~-· ==h-

">2

~

-

Cyfrowe e-wydanie

Wydanie dla iPada

Strona mobilna

e :. 1 danie dla: Jakub Rudolf (96006) Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


PROJEKTY

Sterownik LED RGB o mocy 3W Wsp6Jcze5nie diody LED sq stosowone powszechnie, poniewoz mojq dufo zolet w por6wnoniu z :lar6wkomi swietl6wkomi. Postonowilem zbudowoc wlosny sterownik diody LED RGB o m ocy 3 W, kt6ry umozliwilby wykononie ciekowego oswietlenia pokoju. M6j sterownik pozwolo no regulowonie josnosci poszczeg6lnych kolor6w zo pomocq PWM. Mozno tez ustowic josnosci poszczeg6lnych sklodowych lub wlqczyc migotanie. Porametry mozno zmienioc zo pomocq menu uzytkowniko, w sklod kt6rego wchodzq wyswietlacz LCD i przyciski. Uklod pomittto ustowienio po wylqczeniu zosilanio. Rekomendacje: sterownik przydo sitt do wykononio niepowtorzolnej Jompki LED lub oswietlenio pokoju, wystowy sklepowej, stoisko no torgoch. Do sterowan ia diody LED zastosowalem doslownie garsc element6w. Schema! ideowy ukladu pokazano na rysunku 1. Calosciq sl.eruje m ikrokonlroler U1 (ATmega8). Jest on taktowany przebiegiem zegarowym o cz~­ stotliwosci 4 MHz uzyskiwanyrn za pornocq zewn~lrznego rezonatora kwarcowego Xl. Potencjometr PRl sluzy do regulowania kontrastu wyswietlacza. kt6re jest wlqczane za pomOCft zworki J1. Zastosowana w prototypie dioda LED ma maksymalny pn1d jednego koloru ok. 350 rnA. Jest on doslarczany za pornocft uklad6w U3 .. U5 typu AMC7135. Sq to specjalizowane do przeznaczone do zasilania diod LED, zr6dla pn1dowe low dropout o pn1dzie obciqzenia 350 rnA. Schema! blokowy uklad u AMC7135 pokazano na rysunku 2. Mozna go zasila6 napi~cie rn 2,7 ... 6 V. Te ir6dla mozna wlqczac i wylqczac na tyle szybko, ze <la si~ nirni sterowac za pomoc11 przebiegu PWM, chociaz producenl nie informuje o lym w karcie katalogowej. Tranzystory Tl.. .T3 stanowi& bufor porni~dzy U2 a zr6dlami

prqdowymi U3 .. .U5. Sq one konieczne gdyz wydajnosc pr11dowa wyjsc U2 wynosi tylko 25 mA.

Uklad PCA9633 Przebieg PWM jest generowany przez uklad U2 typu PCA9633 wyposazony w interfejs I'C. Dzi~ki temu ukladowi rnozna generowac 4 niezalezne przebiegi PWM o parametrach programowanych za pomocq interfejsu szeregowego. W maim urzqdzeniu wykorzystalem lrzy wyjscia tego ukladu do sterowania tr6jkolorowq diod'l LED. Kazde wy jscie generuje przebieg PWM o cz~stotliwosci 97 kHz i rozdzielczosci 8-bitowej. W trybie grupowej regulacji jasnosci (wszystkich wyjs6 naraz) uklad generuje przebieg PWM o cz~slo­ tliwosci 190 Hz, r6wniez z rozdzielczosciq 256 krok6w. Wyjscia mag& bye pracowac w trybie otwartego kolektora Jub totem pole, w kt6rym mogq bye obciqzone prftdem 10 mA lub zwierac do masy prqd 25 mA. W sterowniku wykorzystalern tryb dornyslny, to jest totem pole, kt6 ry doskonale nadaje si~ do sterowania tran zystorami T1. .. T3. W projekcie uzyto ukladu o slalym, niezmiennyrn adresie Ox62 w obudowie 8-n6zkowej. W handlu Sq dos t~pne r6wn iez wersje 10- i 16-n6zkowe. W ukladach o wi~kszej Jiczbie wyprowadzeti jest mozliwosc ustalania adresu za pomocq poziom6w na ,,dodatkowych" n6Zkach . Schema! blokowy ukladu PCA9633 pokazano na rysunku 3. Uklad konfiguruje siEl za pomocq stosunkowo niewielkiej grupy rejestr6w. Widac je w tabeli 1. Za pomocq rejestru MODE 1 wtqcza si~ kostkq oraz wybiera si~ spos6b zapisu dalszych rejestr6w. Decydujq o tym 3

eW'y'cll8ni e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

Podstawowe mformac e

• JasnoSC sktadowych regulowa na za pomocq PWM. • Moi liwoSC jednoczesnego ustawienia jasno.Sci w szystkich kolor6w. • Migotan ie z ustawianym okresem

0,4...10,7 s. • Parametry ustaw iane za pomocci wy.Swietla cza LCD 16 x 2 i przycisk6w. • Zasilan ie 5 V DC/1 A. • Za pami~tywa nie nastaw po wytqczeniu zasilania.

..... -

ftp://ep.com.pl, u ser: 64311 , pass: 877yqakt ~ekPCB

jjiji1i!MA1Jl:iil§IJ.i.IJIJ!Jii AVT-1 847 Miniaturowy sterownik tasmy LED (EP 212015) AVT-5487 PWMLEDz: 10-kanalowy sterownik tasm LE D z interfejsem Modbus lub SPPoB (EP 1/2015) AVT-1 800 LED Dimmer - regulator oswietlenia LED (EP 5/ 2014) AVT-5400 OMX Dimmer & Relay - regulator oswietlenia i wylqcznik z interfejsem OMX (EP 6/2013) AVT-5376 RadioDimmer - regulator oswietlenia w mieszkaniu (EP 1/ 2013) AVT-5361 4dimmer - 4-kanalowy regulator oswietlenia (EP 9/2012) AVT-1669 Sterownik oswietlenia LED w ewnqtrz szafy (EP 3/2012) AVT-5336 Sterownik oswietlenia sufitu (EP 3/ 2012) AVT-1545 Programowany sterownik swiatel (EP 10/ 2009) AVT-1509 Sterownik RGB (EP 212009) AVT-5 164 RGB Driver (EP 12/2008) AVT-2794 Automatyczny sterownik oswiet lenia (EdW 8/2006) • Uwa.ga: Zf:lil.llwy AVT m<>g~ '"#t~owat w n&.UtPufollcy<h we1sjach:

AVT xKJOi; UK to :taprogramowany u klad. Tytl o i wyl-'nniie. Bel e lementOw dodlltko w yc:h. AVT u:a A pty1la dn.ikow11n:i PCS (l ub p tylk.I drukowane-. jtth w opisie wyrdnie zainaczonol. bet elemcntOw dod:a1kowych. AVT x)l)O; A+ pl'ylla drukowan:i I u programowany ult:ad (u)ti pol4czenie wersj1 A 1 wersj1 UK) bu eleme-ntOw dodatkowych AVT x)l)O; B pl'ylb drukowan:i (lub pl'ylki) or.n loml)Jet elementOw wymien10ny w zaltczniku pdf AVT x)l)O; C to nic inn.ego jak zmc>n1ow11ny zeu 11w B, ayl1 demtnty wlutowarie w PCB. NllJtfy m~ na uwadze, b o ~le n.e ziiznaa:ono wyritotn.e w opisie, ze,1aw ten n~ ma ObudOwy ani tlement6w d OdtstkOWy<:h, kt6re n ie zo~laty wymiemone w tal-:ictniku pdf AVT X)l)O; CDoprogram(rwanot ( nitctt$t0 \j)Ofyk.111\11 wCr$ja. ltct ,eil• wy~t~pujt, to n.ezbtdne opo-09r11mow11noe m0tna ~gn-11t, khhJtc: w link u miei:;tc:rony w opi~ ki1u) Nie kr.i:dy zc~t11w AVT wySt~pujc we ~tkkh we1sjac"' Katda wtl"r)t& ma Zflf<'Jc:rony ten sam pl1k pdf! Poda:&.\ ,ktr.dr.nia umQwienor. upewni1 ~t. ktQ14 wer~it zamllWt&itl (UK. A. A+, a lub Q. ht(J>:l/S.lr/ep.avrpt

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


Sterownik LED RGB o mocy 3 W +5V

Wykaz ele ment6w Rezystory:

PR1 SV

$

$

$

$

01

02

03

04

+

PR 1 : 1 0 Hl (pot nastawny) Rl, R2: 10 kfl R3 _ .RS: SlOfl

C1

~~o

T mu o---i

U1

P()l ~-1---~

0 - - - - - - - - _ , l - - - + I POO r -- - - - - - + - ----71 P01

r-------+---'-1

PCJ ~-1-----,

PD2

PC2>-=---4-~

r - - - - - - t - - - : - 1 PD3

PC1 PCO

P04

, . - - --U-----<>----71

r l-tll--

---.-

Kondensatory: Cl· C2: C3, CS:

PC5>-=----<----+-+--"--I

R~$1ilt

vcc

GND

GND

AREF

_,l---"--1 X1

P61przewodniki: Ul: ATmega8 U2: PCA9633 U3 .. US: AMC7 13S T1 .. .T3:SA1013 Dl : PM6B-3LFS

AVCC

PB5 PB4

X2 P05 PD6AINO

OC2 PB3

P07AIN1

PB2

PBO

PB1i-=---~

lnne:

'---- - - - -----' ATMEGA8

33p

220 µJ 100 nF C4: 33 p F 100 µF

Wyswietlacz LCD 16 x 2 X 1: rezonator kwarcowy 4 M Hz Podstawka 28-pin Gniazdo goldpin 16 Przyciski - 4 szt

R2

'5V

10k

U2

LEDO

.,__--C:::J--"-1

VOD

>-'-----<-+--

LE01

SOA

LE02 LEOJ

SCL t-=-----e---GNO

VDD

PCA9633

Band-9•P Reference

Rm , , RK RK

RA

GK GA

GA

,,..

GK

BA

,,..

BK

OUT

BK BA 01

l=>M6B-3LF$

GND

Rysunek 1. Schemat ideowy sterownika/zasilacza diod RGB najstarsze bity !ego rejestru Alx. Rejestry ukladu mozna aktualizowac w trybie autoinkrementacji lub bez niej, zaleznie od ustawienia bit6w konfiguracyjnych. Pokazano to w tabeli 2. Rejestr MODE 2 okresla rodzaj wyjsc oraz spos6b sterowania diodami LED. Za pomocq rejestr6w PWMx ustala siti wsp61czynnik wypelnienia przebieg6w. Za pomocq rejestru GRPPWM jednoczesPCA9633 nie ustala sitl jasno§c wszystkich diod. Moze go wykorzystac r6wniez wraz z GRPFREQ do m igania diodami. Rejestr LEDOUT okresla spos6b voo - + - - -.., pracy ukladu. Nast~pne VSS rejestry sq mniej istolne. Po dalsze szczeg61y odnosnie obslugi ukladu scalonego odsylam do karty katalogowej.

Rysunek 2. Schemat blokowy ukladu AMC7135

reguluje sitl jasnosc poszczeg6lnych diod sygnalem P\11/M 9 7 kHz, w drugiej jasnosc wszystkich diod razem (190 Hz). a w trzeciej okres T w zakresie 0,4 .. . 10,7 s oraz wsp6lczynnik wypelnienia migania LED kw. W tabeli 3 opisano funkcje poszczeg6lnych 1 6~pin

przycisk6w. Przyciskami gr/dl zwitiksza siti lub zmniejsza wartosc paramelru, za pomocq ok wybiera sitl parametr, natomiast me sluzy do przechodzenia pomitidzy poszczeg6lnymi CZQSciami menu.

version

1O-pln version ,.--------A----

AO

A1

A2

A3

A4

A5

A6

12C.Bus Control

Power-ON Reset

LED Slate

SeIeel Register

PWM Register X

Btightness

Program dla mikrokontrolera napisano w j~zy­ ku C za pomocq srodowiska WinAVR. Menu widoczne na ekranie wyswietlacza LCD sklada si~ z lrzech cz~sci . Pokazuje to rysunek 4. W pierwszej cztlsci

LEOn

control

Oprogramowanie i obsluga

GRPPWM Register

i5E-+----------------------------------~

{16-pin

version only)

Rysunek 3. Schemat blokowy ukladu PCA9633

eWy·d a 1:1.i!E<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone Wy'tqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

39


PROJEKTY

m:mm ni ~ !llDm' Numer (hex) OOh 01h 02h 03h 04h 05h

03

Nazwa MODE1 MODE2

0 1 1 0

0 1 0 1

0 1

Funkcja

PWMO PWMl PWM2 PWM3

read/write read/write read/write read/write read/write

Mode register 2 Brightness control Brightness control Brightness control Brightness control

0 1 0

GRPPWM GRPFREQ LEDOUT

read/write read/write read/write

0 1 1

1 0 1

SUBADRl SUBADR2

read/write read/write

0

0

SUBADR3 ALLCALLADR

read/write read/write

0 1 1 0

0 0

-

Mode register 1

0 0 0 1 1 1 1 0

DO

Typ read/write

0 0 0 0

1 1 1 1

OCh

0 1

0

0 1

09h OAh OBh

01

0

0 0

06h 07h 08h

-

02

0

Tabela 2. Opcje auto-inkrementacji I AIO Al2 All 0 0 Bez auto-inkrementacji 0

LEDO LED1 LED2

LED3 Group duty Cycle control Group frequency LED output state 12C-bus 12C-bus 12C-bus LED All

subaddress 1 subaddress 2 subaddress 3 Call 12C-bus address

Funkcja

1 1

0 0

0 1

Auto-inkrementacja dla wszystkich rejestr6w. Powr6t do '0000' po ostatnim rejestrze (1 100). Auto-inkrementacja tylko dla rejestr6w jasnosci 03, D2, D1, DO. Powr6t do '0010' po ostatnim rejestrze (0101 ).

1 1

1 1

0 1

Auto-inkrementacja tylko dla global control registers. Powr6t do '0110' po ostatnim rejestrze (011 1). Auto-inkrementacja dla individual and global control registers. Powr6t do '0010' po ostatnim rejestrze (0111).

Jasnosc [%]

'lmf\l ll ~ .!

.....

Przycisk

Nazwa

Funkcja

R 100 G 100 B 100

gr

G6ra

Zwi~kszenie

Jasnosc [%]

di ok me

Doi OK Menu

Zmniejszenie parametru Wyb6r/ zatwierdzenie parametru Przejscie do nast~pnej cz~sci menu

parametru

RGB 100

Miganie kw 50% T 10,7s

Rysunek 4. Struktura menu

Na lislingu 1 pokazano procedurii slUZ'IC'! do wstiipnego s konfigurowania ukladu. Powoduje ona za§wieccnic diody i us tawienie pelnej jasnosci. Na listingu 2 pokazano budowii menu. Program wykonuje nieskoncz011'1 pflll<i for, nalomiasl odpowiednia cziisc menu jest wskazywana przez zmienn<1 sir za pomoC<! komendy switch. Uklad pan1iiita ustawienia r6wniez po wylqczeniu zasilania. S<i o ne przechowywane w wewniitrznej pami<ici EEPROM procesora. Dostiip do niej odbyw a siii za pomocq dw6ch prostych poleceti ee-

Listinq 1 . Wst•pna konfiguracja ukladu I I Wsb~pn a k o nfigu racja ukladu i 2c star t () ;

/ / s t a rt

i2 c - send (Obl 10001 00 ); i 2c- send (Obl OOOOOOO );

//

s lave ad r ess register

I I contro l i 2c- send (0) ; I I MODEl i 2 c- s e n d (Ob00000 1 00 i ; I I MODE2 i 2c- stop( ); II s t op de layl00u s8 (100) ; I I dela y

i 2c star t() ; I I sta rt i 2c- send (Obl1 000 1 00 ) ; I I s l a ve adress i2 c- send (ObOOOOl OOO I ; 11 c on tro l register i2 c- send (Obl 0101 0 10 ) ; 11 PWM LEDOUT i 2c- stop () ; II stop de l aylOOu sB (1 00) ; I I delay i 2c star t () ; 11 s t art i 2c- send (Obl1 000 1 00 ) ; i 2 c- send (Obl 0 1 000 1 0 I ; i 2 c- send (255 ) ; I I PWM i 2c- send (255 ) ; I I PWM i 2c- send (255) ; I I PWM i 2c- stop (I ; I I s t op de laylOOu sB (100) ;

Warto zaznaczyc, ze przy ich wykorzystaniu mus i bye dolqczony plik nagl6wkowy <avr/ eeprom.h>.

(

I I s l a ve ad r ess 11 c ontro l reg i ster LEDO LEDl LED2

.. . )

11 p etl a g l 6 wna fo r( ;; I (

Montaz i uruchomienie

Rysunek 5. Schemat montai:owy sterownika/zasilacza d iod RGB

Schema! montazowy pokazano na rysunku 5. Plytk<i montujemy zaczynaj<1c od najnizszych element6w a koticz<1c na najwyzszych. Nalezy zaczqc od zworek Zl ...ZB. Uklady U3 .. .U5 przylutujemy bez wi<ikszych proble m6w, pon iewaz majq solidne wyp rowadzenia. Wi~cej uwagi trzeba po§w:i~cic U2 - PCA9633, bo jego wyprowadzenia sq rozmieszczone dosyc g~sto- z raslre m 0,65 mm. Montujqc kondensatory clektrolityczne nalezy zwr6cic na biegunowosc.

e' 'fy'c~fln ie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

f l me n u s witch ( s tr) (

If czeS6 1 case 0 : (

. ..)

b r e ak;

I f c zeS6 2

case 1 : (

... )

b r eak ;

If c zeSC 3

case 2 : (

... )

break ; r etur n 0 ;

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s

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


Sterownik LED RGB o mocy 3 W

Fotografia 6. Przebieg pr<1du diody LED bez dodatkowego kondensatora

Kondensator Cl montujemy na le:i:qco. Wyswietlacz LCD doh1czamy do plytki za pomocq zlqcza goldpin. Mikrokontroler najlepiej umiescic w podstawce, co umo:i:liwia ewenlualne p6zniejsze wykorzystanie w innym celu. Zaslosowana dioda LED powinna miet oddzielne wyprowadzenia dla ka:i:dego koloru oraz miec radiator. Po zmontowaniu plytki mo:i:na przystqpic do uruchomienia. Sterownik nale:i:y zasilic ze zr6dla napi'lcia + 5 \Z Niezb'ldny

Fotografia 7. Przebieg pr<1du diody LED z dodatkow ym kondensatorem

btldzie dobry i wydajny zasilacz, poniewaz pobierany pn1d wynosi ok. 1 A. Trzeba dobrat uslawienie potencjometru PR1, kt6ry slu:i:y do regulowania kontrastu, bo mo:i:e sill okazac, ze wyswietlacz nie b'ldzie pracowal przy pierwszym wlqczeniu. Na koniec warto zaznaczyc, :i:e w tej konfigu racji d ioda jes t zasilana pr<jdem impulsowym 97 kHz. Przebieg prqdu jednego koloru pokazano na fotografia 6. Mo:ie sill to okazac lll'lCZqce dla oczu, dlatego lepszy efekt daje

zastosowanie prqdu ciqglego. Mo:ina to uzyskac przez dodanie r6wnolegle do diody LED kondensatora rz<idu kilkuset mikrofarad6w. Powoduje lo powstanie filtru RC utworzonego przed dodatkowy kondensalor oraz rezystanci'l wewn'llrznq zr6dla AMC7135 i usrednienie pr<1du. Efekt pokazano na folografii 7. Pawet Karcz dekon@ interia.pl


MINIPROJEKTY

Przejsci6wka USB na 4xUART Podczas uruchamiania urzqdzefl z komunikacjq szeregowq, jeden interfejs UART to zbyt malo, a uiywanie kilku konwerter6w jest niezbyt wygodne. Ten projekt rozwiqzuje problem.

Rl , R2: 2,2 kn (SM D 0805) R3: 12 kfl/1 % (SMD 0805) R4: 1 kn (SMD 0805) RPl , RP2: 100 fl (CRA06S08, drabinka SMD, 1206) RP3: 10 kfl (CRA06S08, drabinka SMD, 1206) Cl ...C4, CS: 4,7 p.F (SMD 0805) CS: 0, 1 p.F (SMD 0805) C6, C7: 27 pf (SMD 0805) RXA, RXB, RXC, RXD, PWR: dioda LED, SMD, 0805, zielona TXA, TXB, TXC, TXD: dioda LED, SMD, 0805, czerwona

Ul: LM1 117- 3.3 (SOT-223) U2: 93LC46B (508) U3: FT4232HL (VQFP64) U4: 7 4HCS95 (SO16) A, B, C, D: Zlqcze EH3, k<jtowe L1 ... L3: 10 p.H/0,2 A (dtawik SMD) USB: zlqcze USB micro XT: kwarc SMD 15 MHz (Sx3,2 mm) It t .

t

Opisywany modul wykorzystuje uklad FTDl4232 b~d11cy konwerterem USB na cztery UART. Porty szeregowe pracuj11 w standardzie napi~ciowym 3,3 V i toleruj~ 5 V, co wystarcza do wi~kszosci zastosowafi np . podczas wsp6lpracy z Xbee, Raspberry Pi, MSP430.

Rysunek 2. Schemat montazowy konw ertera USB_4UART

..

..

~

G '-'

~Q

%8

H ,,< H :i:

-<

'ii

F

Rysunek 1. Schemat ideowy konwertera USB_4UART

e' 'fy'c~:2n ie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


MINIPROJEKTY

.....-

..lCl.l!Ji

• • . D llll "'

: * ~~

. . . ic.t,.11 ........

· ~~-­

·.· ·· ~­ ~ ....

KonOollry~Ndtolgllr

' '-1i~ollry1Cl11: 1UA{ATN't

.

Schema! konwertera USB_4UART pokazano na rysunku 1. Przy jego projeklowaniu szczeg6lny nacisk polo:Zono na uzyskanie jak najmniejszych wymiar6w, dlalego aplikacja FT4232 (U3) jest uproszczona do niezb~dnego minimum. Aplikacj~ uzupelniaj'l

'~•1...-Mhl~·-~ .~1,1$19U;i

' "'°"""~ltol'IJ50

'"'°"""~-""""" '~17,.,IM,IQt• O-.CrMJusecmn«tltllt~·lm

- ...

kuzdego z porl6w UART. Dioda LDl sygnalizuje obecnoSC zasilania. Adapter jest zasilany z portu USB i nie wy1naga oddzielnego Konwer ler zmontowano n a niewielkiej ,

>WNMj t ,_..!ION) ~

t

~7jt,IM#QtiO'llpMChnftJIM&NnttdttottCONdlllr-laC> • ~-tl6wrttW:t(ll)U!llJ.O fl'#lt<ollt....... lr'to(l)IJ5IJ(I~.,,..

iJ ..J ,Q ... .

p ;~

d\o\rustronnej plytce drukowanej, kt6rej sche•

~:· ..~ rr•~~ ...--~,~--~~~~~~~~,1

·l.\'1---~ta ttkl---~USI

.,...c,.c.w.

,_,1~~~USI

-... ....

- ,._. . . . D . .. u..~~

nuse~io.1,,._,.._.,te>

. ... ueeccneDHc•• · -+uees.ioo°"""*"'

t \Gl'""CO.-t•A t Ulls..tileor-t..I t USBs...lc.cr-t.C • use,....ecir-t..D

......,,_"""" .... ......

...-

... __,

:a=::~-=-·

·;r1~§~§§~§~1 USlls..11-(~

'W~Jll:wt(C~

--·

'"~

Po poprawnym monlaZu i podlqczen iu

Windows drive ry insta lov. ane s& aulomatycznie (rysunek 3). Po prav,ridtffwym za· 1

instalowaniu nalcZy skonfigurowat uklad

llNl(l)('Yl("(

-

~~use·~ s.....,,_.

'USll 5"1""'-(CQH58.)

•C Proc90y

: ~:::=CD·~ .=j

Rysunek 3. Prawidlowo zainstalowany modul konwertera

mat montaZowy pokazano na rysunku 2. Mon taZ jest lypowy i nie wymaga opisu.

do komputcra PC, ,..., przypadku systemu

Clilo<•

0,.1,...

'U5lls.til'-t(C<MW,I

:D~~=~~~

konfiguracji U2 oraz rejestr U4 odpowiedzialny za sygnalizowanie stanu lransm..isji

zasilacza.

,~use~

'

stabilizutor napiqcia Ul (3.3 V), pamiqc

Rysunek 4. Konfiguracja FTDl4232

FTDl4232 za pomoc11 oprogra mowania FT_ Prog (rysunek 4 ) ustawiaj11c drivery port6w szcrcgowych w trybic VCP (powinicn byC ustawio ny domy§ lnie)

Z\'\• i~kszai&c

zakres

pobieranego pr11du z USB do 500 mA i wydajnosc 1/0 do 8 mA. Przykladowy szablon ustawie1~ ukladu jest dohtc~.ony do doku mentacji (plik USB_ 4UART.xml). Adam Tatus, EP

Samochodowa ladowarka USB Dost!jpne w lrnndlu tanie ladowarki samochodowe z wyjsciem USB sq, na og6f, przeznaczone do fadowania okreslonego typu telefon6w. Ponadto, emitujq one zak16cenia elektromagnetyczne, uniemozliwiajqce praclj radia i CB. Przedstawiony uklad umozliwia rozwiqzanie tych problem6w. Schema! ukladu widoczny jest na rysunku 1. Jako podzesp61 odpow:iedzialny za konwersj~ napiticia zastosowano uklad LM2576S-5.0 w typowej aplikacji. Jego cena jest praktyczn ie taka sama, co jego ,,slabszego kolegi" LM2575, za lo b<lclzie dzialal poprawnie przy poborze pr4du przekraczajflcym 1 A. l:.adowarkQ przewidziano do pracy z instalacjami o napi<iciu z zakresu 9 ... 35 V, wi<lC moze bye uzywana w samochodach osobowych i citliarowych. Na wejsciu oraz wyjsciu zostaly zastosowano filtry C-L-C zawieraj<ice niskoimpedancyjne kondensalory elektrolityczne oraz kondensatory ceramiczne. Ma to na celu odfillrowanie zak16ceii, kt6re moglyby emitowac kable dolqczone do plylki. Dolqczenie spmizenia zwrotnego za dlawikiem L3 powoduje, :le rezyslancja jego uzwojen ia nie ma wplywu na napiQcie wyjsciowe, poniewaz spadek napi~cia na niej jest skompe nsowany.

Wyprowadzen ia DATA+ i DATA- w zlflCZU USB sq przetqczane mi~dzy rezystorami R2 ...R6 za posrednictwem przelqcznika suwakowego SW1. W tabeli 1 opisane sq poszczeg61ne pozycje lego przelqcznika. Rezystory R2 ...R5 tworzq dzielnik napi~cia

· •1:.. Pozycja

f

I

II

5 V, przez kt6ry plynie pn1d ok. l mA. Jest o n 2.r6dlem wymaganych polencjal6w. Uklad ladowarki zrnontowano na dwustronnej plytce drukowanej o wymjarach 53 mmx 38 mm, kl6rej schemal monla:Zowy pokazano na rysunku 2. Diod~ swieC'IC'l nalezy

I

Obslugiwane urz<tdzenia

Konfiguracja wyjsc DATA+: 2,7V 1. Apple DATA·: 2V DATA+: 1,2V 2. Samsung (tablety) DATA-: 1,2V 3. Pozostale DATA+ zwarte z DATA- przez rezystor 470 lnformacje zaczerpni~te z noty katalogowej ukladu TPS2511 produkcji Texas Instruments

eWy·d a1:1.i!E<:Tll.°<!>t'lo<.tJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone Wy'tqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

43


MINIPROJEKTY +SV

P1

US1

L1

)-~~E:::::=T-~~~~~_,Y'>"''--~-1>--~~~~!.-J

IN

v 1N

L2 DE 1207-100

ON/OFF

GNO LM2576S-5.0

L3

our l-'~+---.~"""Y'>"-~...-"""Y'"-~~+-~~~--.~~~__.

33uH FS

TAS

01 SS34

33uH

.I I ~iO<J110v

C6 100n ~

LED1

g'een 3mm

+SV +SV

W kaz elementow R1. R3: 680 n (5MD 1206) R2 : 2,2 k!l (5MD 1206) R4: 820 !l (5MD 1206) RS : 1,2 k!l (5MD 1206) R6: 47 !l (5MD 1206) C1, C6: 100 nF (5MD 1206) C2 , C3: 100 µF/3S V (LowE5R THD C4, CS: 470 µF/10 V (LowE5R THD 01: 5534 LED1: dioda LED zielona, 3 mm U51: LM2S765-S.O l1, L3: 33 µH/2 A, 9X 12. 0,0S !l, p ionowy L2: DE1207-100/2,1A, 0,1S1 !l, 5MD CON 1: gniazdo U5B A THT Fl: bezpiecznik kubkowy 1 A, szybki, prostokqtny, raster S,08 mm 5W1: przelqcznik suwakowy 5523H02-G7 Obudowa B53S Gainta Przew6d: 2x0,7S mm2 \f\1!l'k za~alniczki samochodowe1

Rysunek 1. Schemat ideowy ladowarki.

itMY.@$UfotflM§iefilji·

I

Rysunek 2. Schemat montazowy ladowarki przylutowac na dlugich wyprowadzeniach, aby mozliwe bylo wystawienie jej przez sciank~ obudowy. Kondensatory elektrolityczne nalei.y ,,poloi.yc" na plytce, aby zajmowaly mniej miejsca. Dlawiki L1 i L2 powinny miec jak najkr6tsze wyprowadzenia. Dwa blaszane uchwyty zlqcza USB nalei.y dobrze zalac spoiwem lutowniczym, aby utrudnic jego p rzypadkowe wyrwanie z plytki. Tak zmontowanq plytk~ moi.na umiescic w obudowie aluminiowej BS35 produkcji Cainta. Zapewni ona zar6wno v.')'lrzymalosc rnodulu na uderzenia, jak i zaekranuje go.

Obudow~ z

powycinanymi otworami pokazano na fotografii 3, z osadzon<\ plylk<i na fotografii 4. Warto w tyrn rniejscu wspomniec, ii. przew6d zasilajqcy zostal osloni~ty dwiema koszulkami termokurczliwymi celem uchronienia go od przetarcia przez metalow'I kraw~ scianki. Wewnqtrz obudowy zav.1qzano na nim w~zel, aby nie wyrwac go z plytki. Colowq ladowark~ zamieszczono na fotografii 5. Prolotyp zostal przetestowany w sarnochodzie

Fotografia 3. Obudowa gotowa do osadzenia w niej plytki

e' 'fy'ct\~1 ie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

osobowym maj'lcym radio sarnochodowe UKF FM i CB-radio. Do wyjscia USB dolqczono nawigacj~ GPS pobieraj<1C'l pn\d ok. 0,6 A. Nie stwierdzono przy tyrn jakiegokolv.1ek slyszalnego wplywu na nat~i.enie szurn6w pracujqcych odbiorn ik6w.

Michal Kurzela, EP

Fotografia 4. Plytka osadzona w obudowie rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


MINIPROJEKTY

Fotografia 5. Kompletna ladowarka

Uniwersalny zasilacz diod LED mocy z ukladem PT4115 Ze wzgl~du na funkcjonalnosc diody LED mocy sq coraz cz~sciej stosowane. Prezentowane urzqdzenie rozwiqzuje problem zasilania diody LED za pomocq prqdu o staiej wartosci. Sprawnosc swietlna diod LED jest znacznie wiQksza niz zar6wek. Przykladowo, wydajnosc swietlna typowej, 1-watowej, bialej diody LED wynosi 50 lm/W i wiQcej, natomiast typowej :lar6wki o mocy 60 W jedynie 15 lm/W. Podstawowym problemem. z jakim siQ spotka konstruktor podczas ich wykorzy· stywania jest ich spos6b zasilania. W przy· padku diod malej mocy nie ma z lym problemu, poniewaz d iodQ zasila siQ przez rezystor ograniczaj<1cy pr<td do bezpiecznej wartosci. Dia diod LED mocy zastosowanie rezystora ograniczajqcego pr<td jest nieefektywne, poniewa:i: musialby on miec moc kilku wat6v~'. mieC znaczne J1-1 wymiary i mocno rozgrzewalby siEl w czasie pracy zmniejszaj<(c sprawno§c energetycznq :Zr6dla swiatla. Najlepszym rozwi11· J1-3 zaniem tego problemu jest zaslosowanie :Zr6dla pn1dowego. X1-3 NatElzenie emitowanego swiatla J 1-2 jest proporcjonalne do natE)zeX1-2 nia prqdu, d latego producenci diod Wi<tZ<t ich charakterystyki Rysunek 1.

(natQZenie, kszlalt wi<jzki, kolor) z okreslonym natQi:eniem pn1du przewodzenia I., a nie z napi~ciem przewodzenia v, Poniewaz do zasilania LED mocy jest potrzebne zr6dlo prqdowe o wysokiej sprawnosci i malej mocy traconej, najlepszym takim zr6dlem jest stabilizator impulsowy. Przykladem takiego stabilizatora impulsowego jest scalony uklad PT4115. Jest lo przetworn ica typu step down. Do zalet

X2-1

Rl ...R4: tabela 2 Cl : 470 µ F/35 V ... 50 V C2: 100 nF/50 V (SMD 1206) L1: tabela 1 USl: PT4115 (SOT89-5) Dl, D2: SS1 4 (D0-214AC) Xl : zl<jcze ARK3/3,5 (DG381 -3,5) X2: Zl<jcze ARK2/3 .S (DG381 -3.5) Jl: Zl 403-03TR J2: ZI 403-02TR Opcjonaln ie: radiator, sruba M3, podktadka termo rzewodz ca

J 2-2

ft ://e .com. I user: 643 11

R1'

R4• J2-1

141..

X2-2 0

::: z i5

"'

:i:

I-

US1 PT4115

Schemat ideowy zasilacza diod LED mocy

eWy·d a1:1.i!E<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1doJ !if (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

45


MINIPROJEKTY

Zaleca indukcyjnosl dlawika L1 27 .. . 47 µ H 33 .. .82 µ H 47 .. . 100 µ H 68 .. . 220 µH

Tabela 2. Dobor rezystancji Moc LED Pr'ld LED 0,5 w 150 mA 1 W 350 mA 3 w 700 mA 5 w 1050 mA

w zaleznosci R1 o,3 n o,3 n 0.1 n 0.1 n

8 ... 3QV.

PWM J\1111.

rJ

1181

od prqdu obciqienia R2 Rl -

-

-

-

0, 1 !1

0,3 !1

-

-

R4 o,3 n 0 fl 0,1 fl 0 fl

~

1x1W

Rysunek 2 . Schemat monta:Zowy zasilacza diod LED mocy

zastosowanego ukladu scalonego moina zaliczyc jego wysok'l sprawno§c si~gajqca 97%, malq liczb~ element6w zewn~lrznych, lalwq regulacj~ pn1du wyjsciowego zasilaj11cego diod~ LED mocy ustalanq za pomocq rezystor6w, mozliwosc sciemniania sygnalem napi ~ciowym lub P\IVM. Uklad ma i.abezpieczenia przed przegrzaniem, zwarciem lub rozwarciem zacisk6w, do kt6rych Sq dolqczane diody LED. Schema! ideOl"J' zasilacza pokazano na rysunku 1. )ego napi~cie wejsciowe wynosi 8 .. .30 V i jest doprowadzone do zlqcza Xl /}1. Nale:i:y pamiQtaC, aby napi~cie zasilai'lce modu.t bylo, co najmniej o 3,5 V wy:lsze od spadku napi~cia na polqczonych szeregowo diodach LED. Maksymalna wartosc prqdu

Rysunek 3. Spos6b dol'lczenia diody LED o mocy 1 W

Rysunek 4 . Spos6b dol'lczenia zespolu diod LED mocy

stabilizowana przez uklad scalony wynosi okolo 1,2 A. W tabeli 1 tunieszczono indukcyjnosci dlawik6w zalecane przy danym prqdzie diody LED. Pfl\d nasycenia dlawika musi bye wy:lszy od nominalnego prqdu obciq:i:enia. Nal~zenie pn1du nalezy ustawic za pomocq rezystor6w R1. .. R4 o rezystancji 0,3 fl lub 0,1 fl. Rezystory Rl.. .R3 S'l pol11czone r6wnolegle. Rezystor R4 jest z nimi pol<1.czony szeregowo. Do obliczenia rezystancji mozna skorzystac ze wzoru podanego w nocie katalogowej lub przyklad6w z labeli 2. Sterowanie jasno§ci11 diody LED odbywa si~ za pomoq wyprowadzenia DIMM w zlqczu Xl /}1. Na wejscie to mozna podac napiQcie stale z przedzialu 0,5... 2,5 V, jednak og6lnie przyj~tym sposobem regulowania nat~zenia swiatla jest przebieg PWM. Liniowe przyciemnianie jest stosowane

w tych aplikacjach, w kt6rych zmianQbarwy wynik.tq ze zmiany nal~zenia prqdu ciqglego uwaia s i~ za akceptowalnq. Schema! montafowy pokazano na rysunku 2. Calosc zmontowano na dwuslronnej plytce drukowanej o wymiarach 25 mmx33 mm. Montaz jes t lypowy i nie powinien przysporzyc problem6w, jedynie nalezy zwr6cic szczeg6ln11 uwag~ na spos6b wlutowania element6w biegunowych oraz czy nie powstaly zwarcia punkt6w lutowniczych. Na rysunkach 3 i 4 pokawno spos6b dotqczenia zasilania do zlqcza Xl/)1 modulu oraz przyklady przyl11czania diod LED mocy do X2/j2. Przy zasilaniu diod LED o mocy 3 W i wi~kszej warto przykr~cic radiator odprowadzaj'lcy nad1niar ciepla z ukladu USl.

Jakub Sobanski mavin @ o p.pl


PREZENTACJE

Tespol dystrybutorem aparatury firmy Anritsu W dniu 10 lu tego br. firma Tespol zostala autoryzowanym, wylqcznym przedstawicielem firmy Anritsu na terenie Polski. Anritsu Corporation jest jednym z najwi~kszych swiatowych dostawc6w aparatury kontrolno pomiarowej dla branzy telekomun ikacyjnej, kt6ra od ponad 100 lat dostarcza rozwiqzania z zakresu technologii komunikacyjnych na swiecie. W chwili obecnej Anritsu Corporation jes t swiatowym liderem w telekomunikacji, technologiach op tycznych i bezprzewodowych dostarczaj'lc szerokie spektrum produkt6w poczqwszy od system6w pomiarowych i testowych dla uklad6w pracujqcych przy duzych pr<idkosciach transmisji danych, a sko(1czywszy na komponen tacb uzywanych przez jednostk.i badawczo-rozwojowe. W ofercie firmy Anritsu znajduje si<l szeroka gama przyrzqd6w pomiarowych ohejmujqca wektorowe analizatory sieciowe, analizatory widma, analizatory sygnal6w, generatory RF, mierniki mocy sygnal6w, anali zatory stacji bazowych, analizatory intermodulacji (PIM), analizatory radiokomunikacyjne, uniwersalne testery urzqdzen bezprzewodowych, testery sieci bezprzewodowych. Na uwa8<l zasluguje r6wn iez szerokie spektrum przyrz4d6w przeznaczonych do testowania sieci op tycznych zawieraj4ce anal izatory sieci optycznych, optyczne rellektome try pracujqce w dziedzinie

czasu, miern iki mocy optycznej, fr6dla sygnal6w optycznych i laserowych. Przej~cie dystrybucji produkt6w Anritsu jest niewqlpliwie duzym sukcesem firmy Tespol, kt6ra ma w ofercie produk ty takich marek, jak: Tektro nix, Keithley, Dewe tron, LitePoint, MVG, Rohde & Schwarz, Fluke, Spectracom, AB! Electronics oraz Sonel.

RJ\KLA\I A

/lnritsu

env1s1on ·ensure

®

P~·~· wylctcznym dystrybutorem ANRITSU w Polsce tespol@tespol.com.pl www.tespol.com.pl

Siedziba Firmy: 54-413 Wroclaw, ul. Klecinska 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~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

47


WYBOR KONSTRUKTORA

Akumulatory litowe Akumulatory litowe pojawily sie na rynku dopiero w roku 1991, czyli ponad sto lat po wynalezieniu akumulator6w niklowokadmowych i kwasowo-olowiowych. Zastosowane najpierw w sprzecie przeno5nym Sony, szybk o zaczeiy sie upowszechniac i dzis powszechnie dostepne sq r6ine odmiany akumulator6w litowo-jonowycl1. /ch p opularnosc bardzo szybko rosnie. Sq powszechnie stosowane w telefonach kom6rkowych, tabletach, laptopach, aparatach fotograficznych, elektronarzedziach, a takie w samochodach elektrycznyc11 i hybrydowych. W m odelarstwie wydajne akumulatory Jitowe pozwolily na zastosowanie wydajnych silnik6w elektrycznych do napedu modeli. NajCZQSciej marny do czynienia z akurnulatorami litowo-jonowymi, oznaczanymi Li-ion (rzadziej Li-jon), z akumulatorami litowo·polimerowymi, oznaczanymi Li-poly lub Li-po, a ostatnio tak:Ze z litowo-zelazowo·fosfatowymi, oznaczanym i zwykle LiFeP04 lub sciSlej LiFePO,. Wszystkie majq napiQcie nominalne ponad 3 V. Og6lnie bior11c. akumulatory I itowe oferuj<j najwiQkSz<j gQslo§c energii sposr6d wszystkich akumulator6w dostQpnych na rynku. Nie wystQpuje w nich efekt pamiQciowy, samorozladowanie jest niewielkie, trwalosc jest dufa, w wielu przekracza 1000 cykli pracy. Niemniej wyrnagajq dose troskliwej opieki: zab6jcze jest zar6wno ich przeladowanie, jak tez nadmierne rozladowanie. w praktyce mozna sobie z tym latwo poradzie, stosujqc zabezpieczenia elektroniczne !ch udzial w rynku bardzo szybko ro§nie. Pojawiajq siQ wersje o zwiQkszonej pojemnosci i lepszych parametrach. Do nich nalezy najblizsza przyszlosc, poniewaz choc pojawiaj11 siQzapowiedzi nowych. duzo lepszych

rozwiqza(l, jednak jak na razie nie widac fadnej innej technologii, kt6ra rnoglaby zagrozie akumulatorom litowym.

Zasada dzialania W akumulator-~e litowym pods tawq magazy· nowania energii jest ruch dodatnich jon6w litu miQdzy anodq i katod11 w przewodz11cym elektrolicie, co zwiqzane jes t z przemianami chemicznymi. Eksperymenty z bateriami litowymi podjQto juz w roku 1912 (G. N. Lewis), jednak dopiero na poczqtku lat siedemdziesiqtych pojawily siQ na rynku pierwsze jednorazowe baterie litowe. !ch napiQcie bylo zaleznie od uzytych zwiqzk6w chemicznych. WiQkszosc rniala napiQcie nominalne okolo 3 V, jednak dostQpne sq takze ogniwa litowe o napiqci u 1,5 V. Eksperymentalne akumulatory litowe realizowano juz od pocz11tku lat 70, jednak w ogn iwach, kt6re maja bye ladowane kluczowym praktycznym problemem jest du:la aktywnosc chemiczna metalicznego litu,

+

i innego metalu

separator

WQglowa anoda

Rysunek 1. Zasada budowy akumulator6w litowo-jonowych

e' 'fy'cMnie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

kt6ry w razie przeladowania czy rozszczelnienia moze spowodowac pozar. Ponad to w prototypowych akumulatorach, gdzie metaliczny lit by! jedrn1 z elektrod. tworzyly siQ tzw. dendryty - cienkie wl6kna melalowe, kt6re potrafily zewrzet bateriQ, a nawet doprowadzie do jej po:laru. Dopiero zastosowanie zamiast metalicznego litu jego zw i<tz· k6w, kt6re mogly oddawac lub przyjmowac jony litu, otworzylo drogQ do realizacji bezpiecznych dla uzytkownika akumulator6w. Pierwsze akumulatory litowo-jonowe pojawily siQ w roku 1991 jako :i:r6dlo zasilania kamery Sony CCD TRl. Dzis dostqpnych jest kilko odmian, kt6re ch oc noszq r6ine naz wy, wszyslkie sq okumulatorami litowo-jonowy mi. Dodatnia elektroda wykonana jest w nich nie z metalicznego litu, tylko z r6znych zwi11z· k6w litu, kt6re mogq oddawac i przyjmowac jony lilu. Mo:i:na powiedziec w najwi<lkszym uproszczeniu, :i:e elektroda dodatnia (katoda) zbudowana jest ze zwiqzk6w litu, nalom iast ujemna (anoda) zbudowana jest najcz<lsciej z jakiejs odmiany WQgla (chat niekt6re odmiany majq anody z innych rnaterial6w). Elektrody muszq bye od siebie odseparowane , Zeby nie nastClpilo zwarcie, natomiast

IniQdzy nimi nmsi bye urnieszczony elektrolit, kt6 ry pozwoli na przemieszanie si'l dodatnich jon6w lih1 miQdzy elektroda1ni. Poniewaz kluczowym czynnikiem w tych akumulatorach jest wymiana jon6w litu miQdzy elektrodami, badano najr6zniejsze zwi11zki litu by wykorzystac takie, kt6re latwo oddajq i przyjmujq le jony. Po latach badan okaza!o SiQ, ze do budowy katody nadajq si<l zwiqzki litu, majqce specyficzn11 budowoi krysztal6w. Z grubsza biorqc chodzi nie tyle o szczeg6ly skladu chemicznego, co o budow'l siatki krystalicznej. Rysunek 1 pokazuje zasad<l budowy akumulator6w litowo-jonowych. Zwiqzki o bardzo podobnym skladzie chemicznym zdecydowanie r6znily si<l moz· liwosciami i ch'lciq do oddawania i przyjmowania jon6w litu. Naukowcy zbadali dzieSiqtki i setki r6znych zwiqzk6w lilu (a tak20 licznych innych pierwiastk6w) i doszli do wniosku, ze najlepiej nadaj11 siQ substancje o specyficznej budowie siatki kryslaliczna (w Lym typu spinelu oraz oliwinu). Te zwiqzki to tlenki metali, ale o tyle specyficzne, ze nie tlenki jednego metalu (litu), tylko dw6ch, a nawet trzech. Dia elektronika jest to czarna magia. Odpowiedniq przestrzenn<1 strukturoi krystaliczn<1 tworz<i wiqzania atom6w tlenu z mieszankq atom6w mctali: na pewno litu, a do tego inn ego metaJu lub rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s

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


Akumulatory litowe metali. Co wazne, ubytek jon6w litu podczas ladowania nie niszczy struktury krystalicznej katody, tylko zmienia jej sklad chemiczny. Po pierwsze zazwyczaj nie wszystkie atomy litu S'l uwalniane z katody (co akural nie jest zaletaj, po drugie alomy pozostalych pierwiaslk6w nadal zachowujq wczesniejszq struktur<: krystaliczn<1 materialu. w pierwszych praktycznie uzytecznych akumulatorach litowych (Sony 1991) katoda zbudowana byla z tlenku litu i kobaltu - LiCoO,. Do dzis akumulatory oparte na tym zwiqzku Sq bardzo popularne. W'lglowa elektroda ujemna na poczqlku budowa na byla z... koksu, kt6ry ma porowatq struktur'l, a obecnie wykonywana jest z grafitu. Dia akumulator6w na bazie LiCoO, odwracalne procesy chemiczne mozna zapisac nasl'lpujqco: LiCoO, .. Li,.,coo, + xLi• + xe· +xLi+ + xe· + xC6 e xLiC, Podczas ladowania dodalnie jony lilu przechodz<t z katody do w'lglowej anody, gdzie 1'1czq si<i z atomami w'lgla w specyficzll'l warstwow& struklttr'l opisywanq wzorem chemicznym LiC,. Podczas rozladowan ia jony litu wracajq z anody do katody. Ilustruje to rysunek 2. Zasada dzialania wydaje si'l prosta. jednak z uwagi na liczne problem)'. dopiero po okolo dwudziestu latach badai1 udalo si'l wytworzyc uzyteczne akumulatory litowe. 0 ile akumulatory kwasowo-olow iowe oraz niklowe, maj'I stosunkowo proste zasady dzialania, o tyle w akumulatorach litowych kluczowe znaczenie ma kilka problem6w fizykochemicznych oraz lechnologicznych, kt6re trudno bylo zbadac i rozwiqzac. Akumulatory z kobaltem mai'l dobr'l zdolnoSC magazynowania energii i inue

cenne wlasciwosci, je<lnak w praktyce dose istotnym problemem praktycznym S'l wysokie ceny kobaltu i pewne trudnosci technologiczne. Z uwagi na koszt wytwarzania, z pocz<1tku budowano jedynie akum ulatory litowo-jonowe (LiCoO, ) o malych rozmiarach, przeznaczone do kosztownego sprz'lltt elektronicznego. Jednoczefoie trwaly eksperymenty z substanc jami, gl6wnie tlenkami o podobnej budowie krystalicznej, ale zawieraj<[cymi inny metal zamiast kobaltu. Dose szybko okazalo siQ, iz por6wnywalne wlasciwosci ma zdecydowanie latwiej dosl'lP· ny ma ngan, ale nie zwi<1zek LiMnO,. lylko LiMn20 ,. Akumulatory litowo-jonowe nazywane S'l og6lnie LIB (Lithium-Ion Baltery), a wersje z LiCoO, oznaczane bywaj'l LCO (ale nie LIC, co oznacza litowe kondensatory). Opracowane lroch~ p6iniej akumulalory litowo-jonowe z kalod<t z LiMn,0 4 , oznaczane LMO, nazywane manganowymi lub spinelowymi. Zasadnicz<) ich wad<t jest g<:slosc cnergii, o potowq mniejsza od koballowych, a istotnq zaletq - mozliwosc oddawania

ruch jon6w lit u przy: .._. /adowaniu .._ rozladowaniu

Cu

Al

Lit

Q t len

• w~g iel (grafit) met al (koba lt)

e

Rysunek 2. Zasada dzialania akumulatora litowego duzych prqd6w. Okazalo si'l, ze korzystniejsze niekt6re cechy mai'l krysztaly llenku za. wierajqce atomy litu oraz manganu i kobaltu LiMnCo02 (oznaczenie LMC), a jeszcze bardziej niklu, manganu i kobaltu LiNiMnCoO, (oznaczenie NMC). Wykorzystanie takich malerial6w pozwalalo oplymalizowac parametry akumulator6w do rozmaitych zastosowafi. Prowadzono lei badania natl r6znymi innymi zwiqzkami litu, w tym zawierajqcymi tanie i popularne zelazo. Niestety, bodaj najprostszy pokrewny zwiqzek LiFeO, slabo oddaje i przyjmuje jony litu. Wnikliwe badana wykazaly, i:i; duzo lepsze parametry oferujq zwiqzki o budowie krystalicznej typu oliwinu, a konkretnie LiFePO,, czyli zwiqzek zawierajqcy te:i; fosfor. Zasada dzialania akumulatora ,,zelazowego" jest taka sama jak we wczesniejszych rozwi'lzaniach: kluczowe znaczenie ma krystaliczna budowa LiFePO,, kt6ry podczas ladowania oddaje jony litu i pozostaje jako fosforan zelaza FePO, o lakiej samej budowie krystalicznej. Po przezwyci'l:i:eniu szeregu problem6w, akumulatory zelazowo-fosforanowe, zwane tez fosfatowymi (LFP). pojawily si~ na rynku. Sq to tez jak najbardziej akumulatory litowo-jonowe. Maj<t napi~cie nominalne 3,2 V, natomiast wczesniej omawiane Li-Ion i Li-Po (LCO, LMO, LMC, NMC) maja napi'l· cie 3,6 ...3,7 v.

We wszystkich katoda jest zbudowana z malerialu latwo oddaj'jcego (ladowanie) i przyjmujqcego (rozladowanie) jony litu, a anoda zawiera w~giel. Trwajq te:i; inte nsywne badania natl irmymi zwiqzkami litu, czego wynikiem jest pojawianie si'l na rynku nowych odmian akumulator6w. Coraz cz<islsze sq informacje o akum ulatorach litowo-jonowych zawieraj&cych glin (NCA - LiNiCoAlO,), lytan (LTO - Li,Ti,0 12), gdzie zaletq jest mozliwosc bardzo szybkiego ladowania, czy siark'l (LIS - Li,S,), gdzie zalet'l jest teoretyczna s'lstosc magazynowanej energii do 50 0 Wh/kg. jednak p6ki co, najwi'lksz'I g<:stosc energii, do 200 Wh/kg, oferujq wersje kobaltowe (LiCoO,). I jeszcze jeden wazny szczeg61. W akumulatorach litowych typu LCO, LMO, LMC stosowano i nadal stosuje si'l ciekle elektrolity o r6znym skladzie, w tym wodne roztwory r6znych bardziej i mniej bezpiecznych substancji zawierajqcych lit, jak chocby LiPF,. czyli szesciofluorofosforon litu, czy LiBOB, kt6rego polska nazwa lo bis(szczawiano)bo-

ran Jitu. lstotnym wynalazkiem bylo zaslqpienie cieczy stalym elektrolitem w postaci przewodzqcych polimer6w, zawierajqcych sole litu. Tak powstaly akumulatory litowo·polimerowe, oznaczane Li-Po, LiPo lub LIP czyli akumulatory litowo-jonowe, zawierajq· ce kobalt lub ma ngan, gdzie ciekly elektrolit

Fotografia 3. Pierwsze akumulatory litowo-polimerowe

eWy·d a1:1.ilE<:Tll.'<!>t>lo<.tJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

49


WYBOR KONSTRUKTORA

Fotografia 4. Akumulatory litowe o ksztalcie prostok<1.tnych poduszek

zast<wiono stalym. Zasadniczo polimerowy elektrolit zwiQkszyl rezystancjQ wewnQtrzn!l. ale zwiQkszyl bezpieczenstwo przez eliminaCjQ mozliwosci pozaru. Pierwsze akumulalory litowo-polimerowe byly ogniwarni cylindrycznymi (o ksztalcie walca - ,,paluszka") - przyklad na fotografii 3, nalomiasl zasl<wienie ciektego eleklrolilu stalym otworzylo drogQ do realizacji akumulator6w o niemal dowol nym ksztalcie. ZaczQly si~ upowszechniac akumulalory litowe o ksztalcie prostok&tnych poduszek - fotografia 4. Tu warto wyjasnic pewne niejasnosci. Ot6z zasadniczo Li-Po lub LiPo oznacza akumulatory ze slalym, polimerowym elektrolilem. jed nak niedostateczna swiadomosc uzytkownik6w i wzg!Qdy marketingowe spowodowaly, ze polimerowyrni nazywa SiQ lez akumulalory z cieklym elektrolitem, tylko maj&ce ksztalt prostok&tnych poduszek z tworzywa. Dia niekt6rych wystarczaj'lcym powodem, by m6wic o akumulatorac h polimerowych byla tez obecnosc w srodku separalora (porowatej folii] z tworzywa

~,Q~.!.9...2p Fotografia 5. Por6wnanie ogniwa 18650 z ,.paluszkiem AN'

sztucznego. PoniewaZ wcze§niejsze wersje

mialy metalowq obudowQ, dla innych takim powodern byla obecnosc rniQkkiej, plastikowej obudowy. Pomimo tego rodzaju niejasnosci podslawowe zasady Sl\ proste: ak-umulatory polimerowe to lez akumulatory litowo-jonowe, zwykle zawieraj<1ce kobalt lub mangan, choc istniejq tez ,,poduszkowe" LiFePo4) i ich podstawowe parametry S'l takie, jak klasycznych z cieklym elcktrolitem. Obecnie na rynku dominujq akurnulatory lilowo-jonowe LCO, LMO, LMC, NMC, czyli zawierajqce koball, mangan i nikiel w wykonaniach klasycznych z cieklym elektrolitem i ze stalym elektrolite m poli merowym. Coraz wiQksZ'l pop ularnosc zyskuj'l akumulalory LFP, czyli zelazowo-fosforanowe. W ofercie rynkowej mozna tez znalezc ulepszone akumulatory fosforanowe, domieszkowane ilrem, oznaczone LiFeYPO, .

Rodzaje akumulatorow litowych Pierwsze akumulatory litowo-jonowe byly wykorzystywane w kamerach i aparatach Sony. Byly lo zasadniczo cylindryczne ,,paluszki". Od klasycznych ,,paluszk6w"

Fotografia 6. Akumulatory do aparat 6w, kamer i laptop6w najczElk iej zawieraj<1. dw a lub wiElcej akumulat or6w cylindrycznych

wielkosci AA (R6) i AAA (R03) r6zni<i siQ przede wszys tkim napi<lciem - ponad 3 V. Cylindryczne ogniwa litowe najczoisciej oznaczane S'l kodem liczbowym, gdzie pierwsze dwie cyfry to srednica, a dwie nasl<lpne to dlugosc'. w milimetrach. Zdecydowanie najpopularniejsze sq ogniwa 18650, czyli o srednicy 18 mm i dlugosci 65 mm - por6wnanie z ,,paluszkiem AN' (R6) pokazano na fotografii 5. Cylindryczne akurnulatory litowe dostoip ne Sq tez w innych mniej i bardziej popularnych wielkosciach: 18500, 17670 (2xCR123), 17500, 14670, 14500 (AA), 16340 (CR123), 15266 (CR2), 10440 (AAA), 14250 (1/2 AA). 10220 (1/2 AAA), 10280, 10180 (2/5

poduszki - najCZQSciej jest to jedno ogniwo o napi<lciu 3,7 Vi pojemnosci od kilk-udzieSi<lciu mAh (fotogra fia 7) do kilku amperogodzin (fotografia 8). Wedlug potocznych wyobrazen, wszys tkie powinny bye akumulalorami polimerowymi, ale wcale nie

AAA).

Akumulatory do aparal6w, kamer i laptop6w najcz<lsciej zawieraj'l dwa lub Wi<lcej akumulator6w cylindrycznych - przyklad na fotografi i 6. Dosl<lpnych jest tez mn6slwo odmian litowych akumulator6w o ksztalcie plaskiej

e'/fy'cl>flni e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

Fotografia 7. Ogniwo o pojemnosci od kilkudziesi(lciu mAh rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:Âąytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Akumulatory litowe

Fotografia 8. Ogniw o o pojemnosci od kilkudziesi4:ciu Ah

jest to regulq. Maly akumulator polimerowy pokazany jest na folografii 9. Niemniej plaski kszlall majq lez klasyczne akumulalory Li-Ion z ciektym eleklrolitem do smartfon6w - przyklad na folografii 10. Fotografia 11 pokazuje pojedynczy akumulator Li-Ion (nie Li-Poly) 3,7 V o ci~:i:arze 800 g, wymiarach 288 mmx218 mmx75 mm i pojemnosci 36Ah. Z kolei rysunek 12 pokazuje akumulator LFP, czyli LiFePO,. kl6ry w ofercie handlowej [www.bottcryspacc.com) jednoznacznie nazwany jest polimerowym. Nie spos6b stwierdzic, czy zawiera on polimerowy eleklrolit, czy tylko ..polimerowq obudowQ". Dosl~pne S'! tez rozmaite zestawy o wyzszym napi~ciu. Fotografia 13 pokazuje zestaw modelarski o napiQciu 22,2 V, zawieraj<1cy 6 ogniw, zwanych celami. Warto nadmienic, ze nie tylko litowe akumu.latory modelarskie w oznaczeniu zawierajq informacj~ o liczbie i sposobie pol<1czenia ogniw w pakiecie. Litera S (serial) wskazuje ile ogniw jest poh1czonych w szereg, co decyduje o napi~ciu, a litera P (parallel) wskazuje, ile ogniw jest polqczonych r6wnolegle, co zwi~ksza pojemnosc. Przyklady: 1S2P - 2 ogniwa pol&czone r6wnolegle (3,7 V), 2S2P

Fotografia 9. Maly akumulator polimerowy

- w sumie 4 ogniwa, napi~cie 7,4 V. 3S3P - 9 ogniw, napir,cie 11,1 V 6S1P - szesc ogniw, napi~cie 22,1 V. Na obudowach akumulator6w modelarskich zazwyczaj tez podawana jest ich maksymalna wydajnosc prqdowa, ale nie w amperach, tylko jako krotnosc pojemnosci nominalnej C. Przykladowo akumulator 3200 mAh 30C moze pracowac przy obci11:i:eniu pr11dem 96 A (3,2 Ax30). W niekt6rych modelach (np. w samolotach, helikoplerach i najszybszych samochodach) kluczowe znaczenie ma mo:i:liwosc oddawania bardzo du:i:ych prqd6w, nawet 20...30C. Co ciekawe, istniejq akumulatory o pn'tdzie maksymalnym do lOOC. Fotografia 14 pokazuje modelarski akumu.lator ProTek 2S1P 7,4 V, 7,4 Ah, kt6ry moi:e pracowac z pn\dem ciqglym lOOC, czyli 740 A! OczywiScie przez kr6tki czas ponizej p6l minuty - tylko na tyle pozwoli pojemnosc. Dosl~pne S'[ tez akumulatory litowe, kt6re majq zast&pic duzo ci~zsze akumulatory kwasowe - przyklad na fotografii 15. Od niedawna dosl~pne sq lez akumulalory litowe o naprawd~ duzej pojemnosci. Fotografia 16 pokazuje pojedyncze ogniwo LiFeP04 o wymiarach 106 cm x 79 cm x 17 cm i ci~i:a­ rze 173 kg, kt6re ma pojemnosc 7000 Ah. Winston Battery ma w swej ofercie tak:ie podobny akumulator o pojemnosci 10 tysi~cy amperogodzin! Z kolei fotografia 17 (www.enerdel.com) pokazuje zestaw o wymiarach 2 mxl,1 mx0,27 m, cii:zarze 420 kg, napi~ciu 650 Vi prqdzie 160 A, rnagazynujqcy 20 kWh energii. Sklada si~ z 360 ogniw o pojemnosci 16 A.11wkonfiguracji180S2P. Mo:i:e bye wykorzystany do nap<idu samochodu lub aulobusu, albo lez w przemyslowych systemach UPS.

Fotografia 10. Akumulator do smartfona

oferuj'l r6Zne wlasne wersje i zamiasl inleresowac si~ ich skladem chemicznym, nalezy raczej zainteresowac si~ paramelrami z karty katalogowej. Poszczeg6lne odmiany majq r6:i:n& trwalosc, zwykle 500 ...1000 cykli pracy. R6zni<i si~ zakresami lemperalur pracy oraz maksymalnym prqdem rozladowania i ladowania. Dla uzylkownika i dla elektronika-konstruklora takie szczeg61y majq istolne znaczenie, ale wazne jest tez, jaka jest aktualna oferta rynkowa i jakie Si\ ceny. Opr6cz ogniw litowych og6lnego przeznaczenia, chocby najpopularniejszych ogniw 18650, dost~pne sq tez litowe akumulatory produkowane dla konkretnych zastosowafi i grup odbiorc6w. Oferta akumulator6w litowych jest bardzo bogata, jednak zawsze lrzeba parni<:tac, iz wszystkie akumulalory litowe S'[ bardzo wra:i:liwe zar6wno na przeladowanie, jak te:i: nadmierne rozladowanie. W obu

Wlasciwosci i przeznaczenie Zasadniczo akumulatory na bazie LiCoO, oferujq najwi~ksza g<:stosc energii, do 170 Wh/ kg, natom iasl manganowe mog<i oddawac najwi<:ksze pr&dy. Obecnie liczni producenci

Fotografia 11. Akumulator Li-Ion (3, 7 V, 800 g, 28,8 mm x 218 mm x7,5 mm, 36Ah)

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

51


WYBOR KONSTRUKTORA

Rysunek 12. Akumulator LFP (lifeP04 )

przypadkach akumulator ulega lrwalem u uszkodzeniu, a przeladowanie maze tez grozic pozarem. Do dzis w lnternecie mozna znalezc filmy pokazuj<ice pal<ice siti aku muJatory litowe. Takie przypadki zdarzaly siQ tuz po wprowadzeniu na rynek, gdy akumulatory nie byly jeszcze w pelni dopracowane i gdy nie bylo jeszcze odpowiednich ladowarek, a uzytkownicy nie doceniali wagi problemu. Obecnie w telefonach, tabletach, aparalach, laplopach prncuje juz nie miliony, a miliardy ogniw lilowych i doniesienia o ich uszkodzeniach Sq sporadyczne. Wsp61czesne akumulalory IiLowe Sfl naprawdfl bezpieczne, chyba ze uzytkownik zafunduje im ekstremalne warunki pracy.

Fotografia 13. Akumulator modelarski o napiElciu 22,2 V (6 ogniw)

Fotografia 14 Akumulator ProTek 251 P 7,4 V, 7,4 Ah, kt6ry moze pracow ac z pr<1dem ci<19lym 1 OOC

tadowanie Zasadniczo warunek bezpiecznego lqdowania jest jeden: nie wolno przekroczyc dopuszczalnego napi<icia i pqdu ladowania. Podstawowa zasada jest prosta: wszelkie akumulatory litowe nalezy ladowac najpierw przy stalym prqdzie, wynoszqcym zwykle 0,2C... 0,3C, lylko w niekl6rych dopuszczalny jest pn1d ladowania 0,5C...1C, a gdy napi<icie wzrosnie do wyznaczonej wartosci, ladowarka powinna utrzymywac le wartosc napiflcia, a pr<1d btidzie samoczynn ie spadal. Dia akumulator6w Li-Ion i Li-Po o napiti· ciu nominalnym 3,7 V to napiticie ladowania wynosi 4,20 V± 50 mV. Nalomiasl dla 3,2-woltowych akumulator6w LiFePO, maksymalne napifjcie ladowania wynosi zazwy· czaj 3,60...3,65 V, ale szczeg616w nalezy szu· kac w karcie katalogowej, bo niekt6re majq napifjcie maksymalne 3,8... 3,9 V lslnieje wiele dedykowanych uklad6w scalonych ,J adowarek lilowych", jak chocby rodzina Microchip MCP738XX, w szczeg61nosci popularny uklad MCP73633. Niemn iej Jado wanie pojedynczego ogniwa ok azuje sii; bardzo proste: wystarczy do ladowania wykorzyslac fr6dlo nap iflcia 4,2 V (albo 3,6 V dla LiFePO,) z ogranicznikiem prqdowym odpowiednim dla danego akumulatora. Prosla wersja ladowarka po· kazana jest na rysunku 18 [zam iast LM317 mozna zastosowac np. 5-amperowy LM338). Rezystory Rl, R2 ustalajq napiticie wyjscio· we (4,20 VJ. Tranzystor Tl i rezystor R4 to ogranicznik prqdowy. W pierwszej fazie

w r%~}R

LiFeP04 batte ry with PCM LP12VJ.2AHP

lZ V

12

,.

14..6 V ,,. 1000

12 Ah

"'"""'""'(<Ssl'C)

2•A

Low lifOlfj!IJ:e' prote<.fJOrl 10 V t\,4ln1m.)I C.l~C•fV l l ~

s

Fotografia 15. Akumulatory litow y sluz<1cy do zast <1pienia akumulatora kwasowego

ladowania napifjcie akumulatora jest nizsze od 4,2 V i wledy dziala ogranicznik pr<1dowy. Tranzyslor Tl jest CZIJSciowo otwarty i zmniejsza napi~cie na akumulatorze, zeby spadek nap i~cia na R4 by! okolo 0,7 V. Kiedy akumulator osiqgnie 4,2 V, prqd ladowania samoczynnie zacznie siti zmniejszac praklycznie do ze ra. Uklad z rys. 18 moze bye dobrym punktem wyjscia do realizacji ladowarek o scisle okreslonych wlasciwosciach, ale ma pewne znaczqce wady, w tym brak obwodu kontroli naladowania. TIJ slabosc mozna byloby la two

e'/fy'cl>2nie dla: Jakub Rudolf (96006)

Fotografia 16. Akumulator lifeP04 o pojemnosci 7000 Ah ELEKTRONIKAPRAKTYUNA3/2015

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Akumulatory litowe +

> N > N

""-:

+

..; Akum. litowy

Rysunek 18. Prosta ladowarka a kumulator6w Li-Io n

Fotografia 17. Zestaw o wymiarach magazynujqcy 20 kWh e nergii poprawic, na przyklad dodajqc dwukolorowq, czerwono-zielonq diod'l ze wsp6lnq anodq wec!Jug rysunku 19. Gdy napi~cie akumulatora jest nizsze od 4,2 V i gdy jest on tadowany maksymalnym p r<1dem, przewodz<i oba tranzystory Tl , T2. Tranzystor T2 zaswieca czerwon11 struktur'l diody LED. Zielona s truktura nie swieci, bo ma wyi.sze napi~cie przewodzenia, a tym bardziej, :le w szereg z niq wlqczone Sq dwie zwy kte diody krzemowe. Gdy prqd ladujqcego akumu.latora s i'l zmniejszy, tran zystory Tl, T2 zostanq zatkane i zaswieci zielona struktura d iody LED. Jednak osiqgni~cie napi'lcia 4,2 V i zaswiecenie zielonej diody nie oznacza wcale pclnego naladowania akumulatora. Rysunek 20 pokazuje krzywe ladowania akwnulatora litowo-jonowego stan dardowq metodq CCCV, czyli najpierw p rqd em o stalej wartosci (CC - constant current), a potem przy s talej wartosci napi'lcia (CV - constan t voltage) pr<1· dem o (samoczynnie) malejqcej wartosci. Pr&d ladowania jest w tym przypadku duzy, wynosi 1C, czyli liczbowo r6wna si'l pojemnosci akumulatora. Teoretycznie p rzy takim pn1dzie idealny akumulator powinien naladowac s i'l w pelni przez jedm1 godzin'l. Przy takim pqdzie napiiicic akumulatora osif!ga wartosc 4,2 V juz po okolo 0,66 godziny czyli po okolo 40 minutach, co pokazuje czerwona linia. Akumulato r powoduje, :le od tcj chwili prqd ladowania sam zaczyna si~ zmniejszac. Teoretycznie przy pr<1dzie 1C. w czasie 0 ,66 godziny akumula tor powinie n uzyskac 0 ,66 swojej pojem nosci nominalnej. Jak jednak pokazuje zielona linia przerywana, do czasu osiqgniiicia napii:cia 4,2 V akumulator zd&zy si'l natadowac do co najwyzej do 60% swojej pojemnosci nominalnej, w praklyce prawdopodob nie nieco mniej (niekt6re zr6d la podajq wi'lksze warlosci, nawet do 80%. w kazdym razie na pewno n ie b<idzie to petne naladowania, a ze wzgltidu na niedoskonalq sprawnosc

b~dzie

to mniej, niz wynosi wladowana pojemnosc). jezeli odlqczymy akumula tor w ch wili, gdy napitlcie na nim osiqgnie 4,2 Vi gdy pr&d ladowania zacznie si~ zmn iejszac, lo prawdopodobnie jego pojemnosc wyniesie tylko 50...60% nominalnej. Pojemnosc nominah111 (C) uzyskamy po okolo lrzech godzinach, gdy prqd ladowania spadnie do wartosci rzti· du O,Ol C, czyli 1% pierwotnej wartosci. I tu mamy dylemat. Jezeli chcemy szybko naladowac akumulator litowo-jonowy, nie u zyskamy pelnej pojenmosci. A jezeli chcemy uzyskac pe lnq pojemnosc, musimy pogodzic siQ z czasem tadowania du:i:o dluzszym , niz wynikaloby z zadanej duzej wartosci prqdu (lC). I nie m a dobrego sposobu, zeby ten problem obejsc. W prostym ukladzie z rysunku 19 zaswiecenie zielonej diody wcale nie oznacza pelnego naladowania, a jedynie naladowanie do 50 ...60% pojemno.5ci. Po zaswieceniu zielonej lampki ladowartie nalezaloby kontynuowac jeszcze przez co najmniej godzin~. Mozna si'l wi'lc zastanawiac nad sensem

~

·~ 4.5 "'~ 4.0

,,,

I

:~3.5 r

,

_100 2.5 >'!

I

~ 80 2.0

·;:

I

~ 40 1.5

~

,

'I

0 0I 0

~

--

- - ...

~

I

'1\

Pojemnosc

I

I

I

I

Prqd ladowania

I\ ..

ele~:troniczne

70

""" " Napi41cie koricoweI

50 E

<>

I

40

.-- Pr11d ladowania

i

30

20

""- I'---.._ 0.5

~

""

60 ~ c

=1C

1.0

1.5

,_ 2.0

2.5

10 0

3.o

Czas ladowania (h) Rysune k 20. Krzywe ladowania akumulatora Li-Ion standardowq metodq CCCV

eWy·d a1:1.ilE<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1doJ !if (96006) Wydanie

100 90

\

'g. 20 0.5 - /

a:

takiej sygnalizacji. j ezeli chcielibysmy miec informacjtl o pelnym naladowaniu akwnulatora, nale:i:aloby zastosowac odd zielny obw6d czujnika prqdowego, kt6ry sygnalizowalby spadek wartosci pn1du ladowartia do poziomu od kilku d o 20% p ierwotnej wartoSci. VV 01na\•viany111 ukladzie mo:lna to zrobic na przyklad jak pokaz uje rysunek 21. W obu wersjach wstawiona jest szeregowa dioda krzemowa DJ o prqdzie wi'lkszym od maksymalnego prqdu ladowania. Ja wiadomo, na takiej diodzie, zaleznie od wartosci prqdu wystqpi spadek napiticia rztidu 0,55 ... 0,8 V I to wystarczy do o tworzertia wsp6lpracuj&cego tranzystora. A juz znikome otwarcie tranzystora T2 uniemozliwi

80

Q.

60 1.0

D1 , D2 -1 N4148 Rysu nek 19. Sygnalizacja stanu ladowania za pomocq diody LED

/

~ 3.0

.g

D2

Cons tant voltage (stale napi41cie)

Constant current (staly prqd)

~

D1

przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

53


WYBOR KONSTRUKTORA LM317

swiecenie zielonej diody LED. Gdyby nie bylo rezyslora R5, zielona lampka bylaby wygaszona

nav~ret

przy n1aleftkiej \•VarloSci

pn1du ladowania. Rezyslor R5 wyznacza, przy jak malym prqdzie tadowania przestaje przewodzic tranzystor T2, co powoduje zaswiecenie zielonej lampki. Dobierajqc warlosc R5 mozna wi<:c ustalic, przy jaki m slopniu naladowania akumulatora zaswieci si<: zielona lampka. Jesli chcemy ladowac szybko, zaslosujemy mozliwie duzy pntd ladowania w fazie CC, dozwolony przez producenta posiadanych akumulator6w, podany w firmowych danych katalogowych. Ale czas ladowania do pelnej pojemnosci b<id zie okolo 3-krolnie dlui.szy, niz wynikaloby z podzielenia nom inalnej pojemnosci C przez prqd tadowania. Taka decyzja lo nie jes t jedyny dylemat. Koncentrujemy si<i lulaj jedynie na pajemnoSci oraz na czasie ladowania. A w prak · tyce kolejnym bardzo istolnym parametrem jest lrwalosc akumulatora. Wszystkie akumulalory, takze najnowoczesnie jsze litowe r6:i:nych typ6w i odmian, majq ograniczonq Lrwalosc. Trwalosc wyraza si<: liczbq cy· kli ladowania/rozladowania, a jako koniec :i:ycia akumulalora przyjmuje si(} zwykle spadek jego pojemnosci do 80% wartosc i nominalnej. Trwalosc akumulatora litowo-jonowego (i litowo-polimerowego) zale:i:y od szeregu czynnik6w, mi'ldzy in nym i od temperatury pracy i przechowywania. Ola zwi<ikszenia trwalosci zaleca si<i przechowywanie nieu:i:ywanych akumulator6w Li-Ion [Li-Poly) w lod6wce i co dose istotne, najlepiej naladowanych tylko do 40% pojemnosci. Okazuje si<i tez, :i:e dlugotrwate dolqczen ie do napi'lcia 4,2 V, znaczqco zmniejsza czas :i:ycia akumulator6w. Dingie pozostawianie naladowanych akumu lalor6w w ladowarce na pewno nie grozi ich przeladowaniem, bo pntd ladowania samoczynnie spada do wartosci bliskiej zeru. Jednak dlugie pazaslawanie pad

napit;ciem 4,2 V jest niekorzystne i powoduje zmniejszenie trwalosci. Trwalosc jest tez silnie zwi4zana z innyrni CZ}~rnikami. Przyjqlo siQ uznawac napi<icie 4,2 V jako ,,slandardowe" napii:cie koncowe ladowania akumulalor6w litowo·ionowych i litowo-polimerowych [ale nizsze dla :i:elazowo-fosforanowych LifeP04 - zwykle 3,6 VJ. Tymczasem warlosc 4,2 V nie jest ,,jedynq stusznq wartosciq", tylko swego rodzaju kompromisem. lnteresujqce informacje zawie ra rysunek 22. Wskazuje on, :i:e napi<icie koi:tcowe mo:i:e wynosic od 4,0 V do co najmniej 4,3 V. Czym ni:i:sze napil)cie koncowe, lym oczywiscie mniejsza uzyskana pojemnosc, co pokazuje czarna przerywana linia i skala z prawej strony rysunku. jednak jak pokazuje krzywa niebieska, obni:i.anie napi~cia kol1cowego zdecydowanie zwiiiksza trwalosc. Przy ,,nominaln~n" napiElciu 3,2 V

3x Si

Rysunek 21. Poprawa funkcjonowania u kladu ladowarki z rys. 19 .!!! 2000 c:

., ~

0

N1soo .!::: .,"

~

\ .!- Liczba cykli

""

·~ 1000

.p(

,,0 ..\l!

:>: 500 ~"

Pojemnosc

,,"'

~

E

:J _,,,_

~

,.._ ..__

4.0

4.1 Napi~cie

80 .,,, ~

nlebezpleczny zakres pracy

.c

0

120~

100 ~:J

L. "

""-!'--. ,...-

i';'

., " :J

_¥ ...-

0

\

0

...

0

~ 60

4.2 4.3 4.4 ko licowe ladowania [VJ

c: E

G> ·c; a.

4.5

Rysunek 22. Zaleznosc zywotnosci od koncowego napi!lcia ladowania

I Ikoncowe J I 4 ,2V

napi~cie

10

I/

""- . ~

~ - 1'- -

~

1:::::- :.......... -

-

napi:cie kolicowe 4,1V

~ .............

__r-- I r-..;-.......

'

I 0

0

200

400 600 800 1000 Liczba cykli ladowania/rozladowania

1200

Rysunek 23. Wydluzenie zywotnosci akumulatora poprzez obnizenie napi!lcia koncowego

gl6wne wyprowadzenie

+

balansera

11. IV IUV

Rysunek 24. Akumulatory m odelarskie maj<1 dodatkowe zl<1cze, na kt6re wyprowadzono bieguny wszyst kich ogniw skladowych

e'/fy'cl>~1 i e dIa: J a ku b Rudo If (96006) rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Akumulatory litowe +

3.71J Rysunek 25. Najprostszy balanser

R4

CELL4

R3

CELL3

R2

CELL2

Uk/ad

sterujcicy z mikroprocesorem

PSoC Rsense Rysunek 26. Rozbudowany, zloi:ony balanser

trwalosc szacowana jest na okolo 500 cykli pracy, o tyle przy napiQciu koncowym 4, l V jest ai dwukrotnie wi(lksza, natom iast pojemnosc nie zmniejsza siQ dramatyczne, wynosi okolo 84% pojemnosci ,,nominalnej". Z kolei zwi(lkszenie napi~cia koflcowego do 4,3 V powoduje powazne, ponaddwukrotne zmniejszenie trwalosci do okolo 200 cykli. natomiast przyrost pojemnosci wynosi tylko 15%. Rysunek 22 wyraznie wskazuje, ze jesli komus zalezy na duzej trwaiosci (np. w przypadku kosztownych akumulator6w), to powinien powaznie zastanowic siQ nad obnizeniem koncowego napiQcia ladowania. Przy zmniejszeniu napiflcia koflcowego o 0,1 V strata pojemnosci bQdzie niewielka, najwyzej 15%, a wydluienie zywotnosci - duze, rnniej wiflcej dwukrotne. Dodatkowe argumenly za takq zmianq podaje rysunek 23. Jak widac, obnizenie napiQcia koncowego powoduje tez spowolnienie utraty pojemnosci. Po 450 cyklach akumulator ladowany tylko do napifl· cia 4, 1 V bQdzie rnial pojemnosc wiQksz<1. niz ladowany ..slandardowo" do 4,2 V. Co prawda, nie wszyscy producenci podaj<1 tego rodzajn szczeg6lowe inforrnacje,

\50ft~h

Fotografia 27. Przykladowe akumulatory z wbudowanym zabezpieczeniem

a wyroby niekt6rych firm mogq mice niece inne wlasciwosci od tu opisanych , jednak trzeba pamifllac, ie napiQcie koncowe 4,2 V to kompromis mifldzy pojemnosciq, trwalosci<i, a po czQsci tez czasem ladowania. Praca cykliczna i buforowa, przechowywanie. Wczesniej omawiane akumulatory olowiowe i niklowe powinny bye przechowywane w slanie naladowanym, natomiasl z akumulatorami litowymi sprawa jest bardziej zlozona. Liczne Z£6dla podaj<1. iz akumu latory litowe powinny bye przechowywane w stanie CZflSCiowego naladowania. Poniewaz niekorzystne dla trwatosci jest pozostawanie akumulator6w litowych caly czas pod napiQciem ladowania (4,ZV dla Lilon i Li-Po, 3,6V dla LiFePO,), dlatego przy pracy buforowej konieczne jes t obnizenie napiecia ladowania. Szczeg616w nalezy szukac u producent6w. Ladowanie ,,r6wnolegle i szeregowe''. Ogniwa litowe podczas ladowania mozna lqczyc r6wnolegle i ladowac jednoczesnie - lo najprostsza metoda ladowania kilku ogniw naraz. zapewn iajqca wyr6wnanie ich parametr6w. Duzy problem pojawia siQ, gdy ogniwa Sq trwale polqczone w szereg. W akumulatorach olowiowych ogniwa tez S'l pol<1czone w szereg i caly akumulator jest ladowany do napi<:cia, b<:d&cego sum& napi<:c na ogniwach. Takie ,,szeregowe" ladowanie w przypadku duzo wrazliwszych akurnulator6w litowych doprowadziloby do katastrofy z uwagi na nieuniknione r6Znice parame·

trow ogniw. Jedno z ogniw naladowaloby sill nieco wczes niej i napiQcie na nim wzrosloby nadmiernie, doprowadzajqc do jego uszkodzenia. W przypadku szeregowego pol11czen ia ogn iw, trzeba indywidualnie kontrolowac napiQcie na kazdym ogniwie. Wlasnie dlatego akurnulatory modelarskie majq dodatkowe zlqcze, na kt6re wyprowadzone sq bieguny wszystkich ogniw skladowych - patrz rysunek 24 i fotografie 13, 14. Niezaleznq kontrol<: kazdego ogniwa musi zapewnic tadowarka. Podobnie jest przy ladowaniu akumulator6w litowych

do niekt6rych elektronarz<ldzi - ladowarka ma k.ilka styk6w. Rozwiqzania uk.iadowe sq r6zne. ale og61nie m6wi siQ, ze s& to ladowarki z balanserern (balancerem). lstnieje tez mn6stwo akumulator6w, kt6 re majq kilka eel, ale tylko dwa wyprowadzenia. Wtedy wewnqtrz obudowy akurnulatora na pewno wbudowany jest uklad eleklroniczny, pelniqcy rol(l balansera podczas ladowania. Balansery mog<1 bye r6zne. W najprostszym przypadku moglyby to bye dobrane diody Zenera - rysunek 25. W praktyce wymagan<1 dokladnosc mog<1 zapewnic podobne rozwiqzania z uk.iadami TL431. W praktyce spotyka siQ tez wbudowane na state, znacznie bardziej zloione balansery (rysunek 26), kt6re pelniq wain& rolQ nie tylko podczas ladowania ...

Wszechstronna ochrona Akumulatory litowe sq tez bardzo wrazliwe na nad1nierne rozlado\'\ anie. l)rmczasem 1

w wielu zastosowaniach latwo o wyladowanie .. do zera", a to grozi nieodwracalnq utrat<1 pojemnosci. Og6lnie uznaje siQ, ze szkodliwe jest rozladowanie akurnulatora litowego ponizej 2,5 V/cel<:. W zasadzie dobry konstruktor przy odrobinie wysilku maze tak zaprojektowac uklad elektroniczny, zeby wyl&czyl si(l samoczynnie, gdy napiQcie zasilania spadnie ponizej ok.reSlonej wartoSci. Ale nie zawsze 1noZna liczyc. ze zasilany uklad ma takft cennq cechQ. Grotne dla akumulatora litowego jest tez jego przeci(!zenie, czyli pr6ba pobrania pr(!du wi<lkszego od dopuszczal nego. Nast'jpi wtedy nadmierny wzrost temperatury, co maze nawet grozic poia rem. Szkodliwy, a nawet niebezpieczny moie tez bye nadmierny pr'!d podczas ladowania. Jed nak slosunkowo prosto mozna zapobiec przetadowaniu - wys tarczy odpowiednia ladowarka i ewentualn.ie balanser. zabezpieczyc akumulator Trudniej przed .. zlym obciqieniem", niemniej jest to mozliwe.

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

55


WYBOR KONSTRUKTORA

2

R5472 0.1,tF

Vss

VM

V-

RICOH Dour

COUT VDISCHARGE FET

CHARGE FET

Rysunek 29. Schemat a plikacyjny ukladu zabezpieczaj<1cego NXP SA57608 Rysunek 28. Schemat aplikacyjny ukladu zabezpieczaj<1cego Ricoh R5472 Wprawdzie is tnieje w iele akumulator6w litowych ,,pojedynczych", kt6re nie maj<i iadnych obwod6w zabezpieczaj<icych. )ednak mn6stwo innych, zar6wno pojedynczych ,.3-woltowych", jak i pakiet6w, ma wbudowane r6ine lepsze czy gorsze zabezpieczenia. W najpros tszym przypadku elementem ochronnym moze bye wewn<:lrzny bezpiecznik, kt6ry przerwie lub ograniczy prqd o zbyt duzej wartosci. Taki bezpiecznik moze bye jednorazowy albo termiczny (bimelaliczny), kt6ry zamknie obw6d po ostygni<lciu. Prqd ograniczy bezpiecznik polimerowy, czyli termistor PTC. W niekt6rych akumulatorach wbudowany jest termistor pomiarowy, zwykle o rezystancji 10 kW, wtedy akumulator ma trzy wyprowadzenia. Niekt6re akumulatory z trzema wyprowadzeniami majq w srodku duzo bardziej zaawansowane obwody zabezpieczajqce i monitorujqce, a trzecia konc6wka sluzy do wymiany danych cyfrowych z zasilanym urzqdzeniem. Nawet malenkie akumulatory mogq miec wbudowane elektroniczne obwody zabezpieczajq· ce. Nazywane Sq BMS (Battery Management Systems). Na fotogralii 27 pokazane Sq dwa przyklady akumulalor6w z wbudowanym zabezpieczeniem. Dobry uklad zabezpieczajqcy powinien: zabezpieczyc przed przeladowaniem, nadmiernym rozladowaniem oraz przed zbyt du:Zymi prqdami ladowania i rozladowania. Moina to zrealizowac, wl<iczaj<ic w szereg z akumulatorem tranzystor MOSFET, kt6 ry zostanie zatkany we wszystkich niepozqdanych przypadkach. Trzeba jednak pami<:tac, iz inny jest kierunek pr'[du podczas ladowania i rozladowania, a kazdy MOSFET ma wbudowan<1 diod<: mi<:dzy d renem a zr6dlem. Dlatego w obwodach zabezpieczenia akumulator6w stosuje si<: dwa (jednakowe) MOSFET-y polqczone sze regowo. Istnieje wiele uklad6w scalonych, zar6wno do pojedynczych ogniw litowych, jak lez do zestaw6w - pakiet6w. Rysunek 28 pokazuje schemat aplikacyjny uktad6w zabezpieczaj<1cych Ricoh R5472, wymagajqcych

zewn~trznych MOSFET-6w N. Rysunek 29 dotyczy kostki SA57608 Philipsa (NXP). Rysunek 30 pokazuje uklad aplikacyjny bardziej inteligentnej kostki Dallas DS2720. Akumulatory stosowane w laptopach majq kilka wyprowadzei\. Przykladowy schemat blokowy pokazany jest na rysunku 31. Bateria Japtopa zawiera termistor, a takze zaawa nsowany uklad eleklroniczny i mik roprocesorem. Uklad ten nie tylko pel'n i rol~ balansera podczas ladowania. Zabezpiecza przed nadmiernym rozladowaniem,

PACK-

Rysunek 30. Uklad aplikacyjny ukladu zabezpieczaj<1cego Maxim-Da llas 052720 Pack+

Gas Gauge ADC

Coulomb Counter Non-volatile Mem Tim e Base

CPU RAM

Program Mem

Rysunek 31 . Schemat blokow y akumulatora z laptopa

Pack• 1t! Dig GP10 & Peripherals .fl Dig GPIO or Anaiog G PI

O$tilla 1orandPLL

~

S}'$1emlnter'face

~~ it ''======;-;::::===::::::

L

Ir

2K Bytes of 08UI Fl:iish

2K Bytes of RAM

~ ~ 1:=====~~=====: ~

00

6K IC 22

M8sk R:OM

24K l< 22 Program Flash

Stano8rd DeM~lgma A..so-O Convener

P~k -

Rysunek 32. Schemat zabezpieczenia pakietu akumulator6w z ukladem Texas Instruments bq29330

e'/fy'cl>6ni e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

rnKTRONtKA PRAKTYUNA 31201 s

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


ll Thl!AnatorrvclaProtecteci x

C'

www.lygte-info.dk,/onfo/battery%20protection%20UK.html

••

1

~ IC

P ro\ OCl lOll'I Dul l !

Ll·ion R • c.har9 u blo 3 18'$ 0

2200MA

In tfl1• pkt\lr. I hive colectitd 111 tl'\.e 1Hrt• lrom tN b1tt•rv, th• 1ct\l1I 186Sfl cell In a met1l sh.. l, the protection C1rc1.1!t thtt 11mounted1t the mln\11 pole ol th c.11snd Yaftou• laol1tlon pltcH 1niJ sp.scen, togethu with tl\e bl1ck wrapper tMt Is plued around • verythln9. M•u\lrtn9 th• cell, without wr1pper, wire ond clrailt, It I• •x•cttr 10 mm In dl•m•tw •nc:I only '"'· 7 mm lono, I.e. the 18650 t pecltut lon tits.

Rysunek 33. Budowa ogniwa z zabezpieczeniem

a ponadto caly czas monitoruje pn1dy ladowania i rozladowania i na tej podstawie okre§la liczb~ cykli pracy, aktualn<i pojemnosc i stan akumulatora - dlatego w laptopach mamy precyzyjne informacje o stanie baterii i przewidywanym czasie pracy. Podobne monilorowanie wykorzystane jest w akumulatorach do lepszych elektronarz~dzi . Zagadnienie jest szerokie, a producenci sprz~tu nie sii zainteresowani udost~pnianiem og6lowi szczeg61owych informacji o zaslosowanych rozwi<izaniach. Niemniej sporo informacji oraz uzytecznych link6w mozna znalezc na forach dyskusyjnych i u producent6w uklad6w scalonych. Rysunek 32 przestawia schema! blokowy syslemu zabezpieczaj<1cego pakiel akumulator6w z kostkq Texas Instruments bq29330. Temal zabezpieczen jes t bardzo szeroki, nie spos6b om6wic wszystkiego. Na koniec warlo wspomniec, ze najpopularniejsze akumulatory litowe - cylindryczne 18650 dost~pne S'l w wersji ,,golej", bez zabezpieczen, oraz w wersjach z wbudowanyrn zabezpieczeniem (protec ted). kt6re S'l o 3...5 milimetr6w dluzsze. Pozyteczne dane na temal akumulator6w oznaczanych 18650 mozna znalezc na stronie http://goo.gi/Jqx2Y9, sk&d pochodzi tez rysunek 33, pokazujqcy budow<l ogniwa z zabezpieczeniem.

Pods umowanie lnformacje podane w artykule sygnalizujq najwazniejsze zagadnienia, ale nie wyczerpuj~ tematu akumulator6w litowych. Sytuacja rynkowa szybko si~ zmienia, poniewaz wci<1:i: powslai'l nowe opracowania: akumulatory o wi<ikszej pojemnosci i lepszych innych parametrach oraz ladowarki i uklady zabezpieczajqce. Dlatego najswie:i:szych informacji nalezy szukac u producent6w.

Piotr Gorecki piotr.gorecki@elportal.pl

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vllta


WYBOR KONSTRUKTORA

Akumulatory i nie tylko ... Aktualnie najpopularniejsze sq trzy gl6wne rodziny akumulator6w: kwasowo-olowiowe, niklowe NiMH oraz litowe {Li-Ion, LiPo, LiFePOj. Wszystlde majq istotne wady i zalety. Dlatego konstruktorzy akumulator6w nadal ekspe1ymentujq i starajq sir; zastosowac talde rozwiqzania, kt6re przejmq wii;kszosc zalet znanyc11 nam teclmologii, a wyeliminujq wady.

Na przyklad, akumulatory olowiowe maja bardzo mal<i g~stosc magazynowanej energii, poni:i:cj 50 watogodzin na kilogram. Sq za to bardzo tanie i mog'I oddawac stosunkowo duze pn\dy. Akumulatory litowe na odwrot: zapewniai'I uzyskanie najwi~kszej g~stosci energii, ale jak na razie S<t drogie. Rysunek 1 pokazuje g~stosc energii najpopu larniejszych grup akumulator6w w watogodzinach na kilogram oraz obj~tosciow& w watogodzinach na litr. Trzeba podkreslic. ze tylko najlepsze wsp6lczesne akumulatory litowe oferujq g~­ stosc energii na poziomie 200 Wh/ kg.

Inne akumulatory Opr6cz tych akumulator6w istniej11 tez inne. Niekt6re byly dawniej wykorzystywane, a obecnie stracily swoje znaczenie. Inne to dopiero konstrukcje eksperymentalne, testowane i udoskonalane. Jeszcze inne

s& na rynku. ale ich popularnosc jest niewielka. Takim przykladem s4... Ladowalne alkalicznc akumulatory manganowe (RAM - Rechargeable Alkaline Manganese) to odmiana 1.5-woltowych jednorazowych ogniw alkalicznych - fotografia 2. Mozna je ladowac kilkanascie do kilkudziesi~ciu razy, a czym S<t mn iej rozladowane przed ladowaniem, tym majq dluzszq zywotnosc. Wykazuj11 male samorozladowanie, ale maj<t znaczn<t rezystancj~ wewn~trzn<1, jak jednorazowe baterie alkaliczne i chocby tylko dlatego nie mozna ich ladowac w ladowarkach, przeznaczonych dla NiMH czy NiCd. Pomimo atrakcyjnych parametr6w i cen nie upowszechnily sii: na rynku. 1N handlu S<t dost~1me wspomniane wczesniej akumulatory NiZn (fotografia 3 ). Opr6cz akumulator6w NiFe i NiZn, trzeba wspomniec o akumulatorach

200

·~ Q)

~ 100 -o

'"'~

Q)<

50

Ol

50

100

150

200

250

300

g~stosc

srebrowo-kadmowych (AgCd) oraz o srebrowo-cynkowych (AgZn, gdzie substancjami czynnymi elektrod s11 Zn, ZnO, Ag,O, a elektrolitem wodny roztw6r KOH. Od dawna w nielicznych zaslosowaniach wykorzy· stywano klasyczne mok.re akumulalory AgZn www.greencisco.com/en/Prod11ct-68. (np. html). a obecnie dost~pne Sf! mniejsze wersje, jak na fotografii 4 (http://zpowerbattery. com ). Natomiast tak zwane akumulatory srebrowo-wapniowe, oferowane do samochod6w, S<t w rzeczywistosci akumu..lalorarni kwasowo-olow iowymi z dodatkiem srebra i wapnia.

W ostalnich latach przedstawiono szereg in teresujqcych konstrukcji eksperymentalnych. Nalezq do nicb akumulatory cynkowo·powietrzne (Zn-Air, Zn-Luft). Od dawna znane S<! jed norazowe ogniwa cynkowo· -powietrzne, powszechnie wykorzystywane w aparatach sluchowych. Po przezwyci'lzeniu szeregu trudnosci opracowano w tej technologii takZe akumulatory. Eksperymenty pokazuj11, ze gi:stosc energii przek.roczy w nich 400 Wh/kg, czyli dwa razy wi'lcej niz w litowych. jeszcze wii:ksze nadzieje budz11 akumulalory aluminiowo-powietrzne, ale informacje na ich tcmat sq bardzo skqpe. Podobnic niewiele wiadomo o bateriach i akumulatorach litowo-powielrznych. Jak na razie eks· perymcnty wskazuj'l na g<islosc encrgii rz~du kilkuset Wh/kg, ale teoretyczna g'lslosc tak.ich zr6del wynosi 11140 Wh/kg, czyli praktycznie jest rowna 8'lStosci energii benzyny (okolo 1 3000 Wb.Jkg). Nadzieje budz11 akumulalory niklowo.Jitowe (Ni-Li). kl6re l<tCZ'l zalety akumulalor6w niklowych i litowo-jonowych. Spodziewana s<istosc energii ma przek.roczyc 900 Wh/kg, jednak jak na razie trudno

350 400 energii Wh/litr

Rysu nek 1. G1tstosc energii najpopularniejszych g rup aku mulator6w w Wh/kg Wh/I

Fotografia 2. ladowalne alkaliczne akumulatory manganowe (RAM)

e'/fy'cl>8ni e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

Fotografia 3. Akumulatory NiZn (niklowo - cynkowe) rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s

Wydanie elektroniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.


Akumulatory i nie tylko ...

Fotografia 4. Akumulatory AgZn (srebrowo - cynkowe) rozwiqzac problemy technologiczne zwiqzane z wlasnosciami elektrolitu, a wlasciwie dwoch elektrolitow. Mowi si<i tez o akumulatorach sodowo-jonowych (Na-Ion ], podobnych do litowo·jonowych, ale o spodziewanej g<istosci energii rz<idu 400 Wh/kg. No§nikami pr(ldu sq tam jony sodu, w sod jest wielokrotnie tanszy i popularniejszy od lilu, wi<ic w perspektywie oznacza to niskie ceny. Opatentowano tez akumulalory polasowo-jonowe (K-Ion). Nadziej<l budzq tez akumulatory lilowo-siarkowe (LiS) o 8<lSlosci energii rz<idu 500 \>\lh/ kg, teorelycznie nawel do 2600 Wh/kg. jezeli mowa o wykorzystaniu sodu, to od dluzszego czasu znane Sq akum ulatory sodowo-siarkowe (NaSJ , gdzie melaliczny sod i siarka zostajq stopione. Takie akumulatory maj'I temperatur(/ pracy rz<idu 300 ...350 stopni i wykorzystywane sq wylqcznie w energetyce w duzych systemach bezprzerwowego zasilania - przyklad na fotografii 5 (www.nypa.gov]. Podobnie w wysokiej temperaturze pracuj'I akmnulatory sodowo-niklowe, gdzie slopiony elektrnlit (Na-NiCl,J ma temperaluf<l 245 stopni. 1b tez S'I akumulatory o pot<iznej pojemnosci i duzych rozmiarach. Pol<izne mozliwosci maj<i lez akumulatory wanadowe. Zoslaly wynalezione okolo roku 1985 na Uniwersytecie Nowej Poludniowej Walii w Auslralii. Okolo roku 2000 pojawily si<i na swiatowym rynku pierwsze propozycje komercyjne. Koncepcja jest zupelnie inna. niz w klasycznych akumulatorach: akumulatory wanadowe to akumulatory przeplywowe, cz<isto oznaczane angielskim skr6tem RFB (Redox Flow Battery). Energia jest tam magazynowana w postaci chemicznej w duzej ilosci elektrolitu. Jednak w samym ogni wie znajduje si<i jedynie znikoma cz<lsc elektrolitu. Iluslruje tow uproszczeniu rysunek 6. Dwie komory ogniwa oddz ielone Sq p6lprzepuszczaln<i membran<i. Zazwyczaj elektrody sq grafitowe, komory Sq wyto:lone grafitem, a ich wn<itrze jest wypelnione watq grafitowq. Przez takie przewodzqce komory w obiegu zamkni11lym przepompowywany jest elektrolit, pochodz11cy z oddzielnych zbiornik6w. Membrana nie pozwala na zmieszanie obu elektrolit6w, ale przepuszcza elektrony i jony wodorowe H +

Fotografia 5. Akumulator sodowo-siarkowe

• zbiomik elektrolitu ujemnego

zbiomik elektrolitu dodatniego

Rysunek 6. Budowa akumulatora wanadowego (protony). W akum ulalorach wanadowych elektrolitem jest kwas siarkowy z salami wanadu (siarczanem wanadylu - VO(SOJ Wanad ma t~ 1.alet~, ze wyst<ipuje w piElciu stopniach utleniania i jego zwi11zki w roztworze kwasu siarkowego mogq bye zarowno elektrolitem dodatnim, jak lei ujemnym. t.adowan ie i rozladowywanic akum ulatora to po prostu zmiana stopnia utleniania melalu (wanadu], co wi4ze si<i z pobraniem lub oddaniem clektron6w. Jednq z zalet akmnulatorow przeplywowych jest to, ze ich pojemnosc nie zalezy od wielkosci ogniwa, tylko od ilosci elektrolitu, zgromadzonego w oddzielnych zbiornikach. Natom iast wielkosc ogniwa - reaktora decyd uje tylko, jakq chwilowq moc b~dzie miec akumulator, to znaczy z jakimi pr<idami moze pracowac. Rozladowany akumulalor mozna natadowac pr<idem, ale mozna tez wymienit eleklrolity na .,naladowane". Taka mozliwosc natychmiast przywodzi na mysl zastosowanie w sam ochodach elektrycznych

i ,.tankowanie" polegajqce na wymianie elektrolitu na ,,naladowany". Idea kusz<ica, jednak dost~pne akumulatory wanadowe, opr6cz islotnych zalet, ale tez dose powazne wady. Po pierwsze g~stosc energii jest niska, rz<idu 20 ... 25 Wh/kg, czyli nizsza

Fotografia 7. Akumulator przeplywowy

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

59


WYBOR KONSTRUKTORA

.1 u - •1 +

edoplyw t lenu (z powietrza) doplyw wodoru

02 /

02

Hi

~ .,,"' 9: -~:;;---~ ;;;--.:e e 9 -.B

.,,"' e

~

"'

~ N

~

~

c.

anoda

elektrolit

katoda

Hi O (para wodna)

Rysunek 8. Zasada dzialania ogniwa paliwowego niz w akumulatorach kwasowych. W4ski jest tez uzyteczny zakres temperatur pracy, zdecydowanie za maly jak na zastosowania motoryzacyjne. Niemniej trwaj4 prace nad poprawq parametr6w. Akumulatory wanadowe pr6bowano wykorzystac w w6zkach goifowych. Ale generainie akumulatory przeplywowe nie zdobyly szerszej popularnosci. Nie S<! dost~pne male akumulatory wanadowe. Ekonomiczny sens majq tylko duze instalacje do gromadzenia duzych ilosci energii, na przyklad na farmach wiatrowych czy w d uzych instalacjach solarnych. Ich moc si~ga kilku megawat6w, a pojemnosci wynoszq od 100000 Ah do 10000000 Ah. 'Jakie akumulatory wanadowe zawierajq tysi<1ce litr6w kwasu siarkowego. Dia por6wnania, akumulator samochodowy 12 V 50 Ah gromadzi 0,6 kWh energii, wi{lc akumulator wanadowy o pojemnosci 6 MWh jest odpowiednikiem 10 tysi{lcy przeci~tnych akumulator6w samochodowych. Znane sq tez inne rodzaje akumulator6w przeplywowych, m.in. zelazowo-chromowe czy cynkowo-bromowe - przyklad na fotografii 7 (h ttp://redj7ow.com ). Wedlug Wikipedii (http ://en. wikipedia. org/wiki/Flow_battery ) akumulator przeplywowy wykorzystujqcy wod6r i chloran litu maze osi<1gm1c g~stosc energii 1400 Wh/kg. A jezeli mowa o przeplywowych akumulatorach wodorowych. czy tez akumulatorach protonowy ch (jon wodoru to proton), koniecznie trzeba wspollllliec o ogniwach paliwowych.

przez elektroli t i membra n ~ oddzielajqCfl elektrody wewnqlrz ogniwa. Elektrony nie mog'I przejsc przez t{l membran<i i plyn'I od anody do katody na zewn4trz ogniwa. Jes t to prqd elektryczny, kt6ry mozna wykorzyslac. Na katodzie wod6r l<1czy si{l z tlenem z powietrza i produktem reakcji jest woda (para wodna) i cieplo. Znane S<! r6zne rodzaje ogniw paliwowych, na przyklad z kwasem fosforowym (Phosphoric Acid). z membranq protonoWq (PEM - Proton Exchange Membrane), ze stopionym w~glanem (Molten Carbonate). z tlenkiem (Solid Oxide Fuel Cells), alkaliczne, bezposrednio wykorzystuj&ce metanol (Direct Methanol Fuel Cells), czy regeneracyjne (Regenerative Fuel Cells). Majq odmienn<1 budow{l, pracujq w r6znych temperaturach i mai'I r6zn'I sprawnosc. Wiele informacji mozna znalezc na stronie: www. fuelcells.org. Ogniwa paliwowe, b{ldqce odmiatl'I baterii nie S(\. nowyn1 \•Vynalazkiem. Pierwsze takie ogniwo William Grove zbudowal w Anglii juz w roku 1839, czyli wcze5niej, ni:i. powstal akumulator olowiowy. Jednak dopiero w latach 50. i 60. XX wieku zainteresowano si~ nimi powazniej, a to w zwi11zku z potrzebami przemyslu kosm icznego. Dzis szereg firm produkuje wielkie ogniwa paliwowe, dostarczajqce setek kilowat6w, a nawet kilku megawat6w energii, mogqce slu:i.yc jako ir6dta awaryjnego zasilania dla budynk6w, a nawet osiedli. Podejmuje si{l pr6by wykorzystania ogniw paliwowych do napr,du samochod6w. Wiele u wagi poswiqca si~

Ogniwa paliwowe

teZ miniaturowyn1 ogniwom paliwowyrn,

Klasyczne ogniwo paliwowe zachowuje si~ jak bateria. Ma dwa bieguny i jest zr6dtem pn1du stalego. Wytwarza energi{l elektrycznq wskutek 1<1czenia wodoru z tlenem. I ten wad6r trzeba dostarczyc z zewnqtrz jako paliwo. Klasyczne ogniwo paliwowe nie jest rodi.ajem akumulatora, poniewaz nie mo:i.e bye naladowane prqdem elektrycznym. Rysunek 8 pokazuje w uproszczeniu zasad~ dzialania. Pod wplywem katalizatora atomy wodoru rozszczepiajq si~ na proton (H+) i elektron (e-). Protony przechodzq

kt6re w przyszlosci b~d(I zasilac przenosne urzqdzenia elektroniczne, na przyklad komputery, telefony kom6rkowe, kamery wideo, konsole do gier, itd. 1i\le wszys tkich ogniwach paliwowych ostatecznie paliwem jest zawsze dostarczany z zewnqlrz wod6r (lakze zawarty w r6znych substancjach, np. w metanie, metanolu, etanolu, w~glowodorach, biogazie, itp). Teorelyczna sprawnosc ogniw paliwowych moze si()gnq6 30000 Wh/kg. czyli okolo trzykrotnie wi~cej niz benzyny.

e' 'fy'di0nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

Ei Ei Ei Ei ±Ei 9 ~ ~ 9 ~ ~ Ei 9 ~ ~ Ei 9 ~ ± - Ei 9~ ~ Ei 9 ~ ~ Ei 9 ~ ~ Ei 9 7-- --<11 Ei pole elektryczne

:;i jp

~

~

"'c. ~

+

Rysunek 9. Zasada dzialania superkondensatora Od lat prowadzone Sq lez eksperymen ty. by uzyskac odwracalne ogniwo paliwowe, czyli alrumulat.or wodorowy (akumulator protonowy) . W praktyce duzym problemem okazuje si'l wtedy zapewnienie duzej sprawnosci zar6wno ladowania, jak i rozladowania oraz magazynowanie wodoru powslaj(lcego podczas ladowania. Tu od razu przypominajq si~ akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMH), gdzie wod6r wiqzany jest w slopie metali tworzqc wodorki metali. Pomysl jest, nie tylko zreszt<1 ten jeden, eksperymenty trwajq, jednak jak na razie, nie ma odwracalnych ogniw paliwowych, kt6re mogq bye uzytecznymi akumulatorami. Niemniej perspektywy takZe w tym zakresie Sf! obiecujqce. A jezeli w omawianiu akumulator6w doszlismy do ogniw paliwowych, lo musimy tez wspomniec o superkondensatorach.

Super(ultra)kondensatory Klasyczne kondensatory majq malq pojemnosc, wi~c ilosc magazynowanej energii (E = 0,5CU' ) jest niewielka. Superkondensatory, zwane tez ultralcondensatorami, ni e majq klasycznego dielektryka, a ich dzialanie scisle wiqze si~ ze znanym ze szkolnych lekcji zjawisk iem elektrolizy. Ot6z kwasy. wodorollenki i sole po rozpuszczeniu w wodzie ulegajq dysocjacji. czyli rozpadowi na jony. Tworz4 elektrolit - ciecz przewodzqCfl pr4d elektryczny. Przykladowo w wodnym roztworze kwasu siarkowego (H,SO,J nasl{lpuje dysocjacja i w powstalym elektrolicie mamy dodatnie jony wodorowe (H+j oraz ujemne jony siarczanowe (S0,2-J. Jony obdarzone Sf! ladunkiem elektrycznym i mog4 si~ przemieszcza{: - sq Wi'lC nosnikami prqdu elektrycznego. Jezeli w elektrolicie zanurzymy dwie elektrod y i dolqczymy do nich ir6dlo napi~­ cia, to na ruchome jony zawarte w elektrolicie b~d<t dzialac sily. Ladunki eleklryczne o przeciwnych znakach b~dq si'l przyciqgac, a ladunki jednoimienne - odpychac. Sytuacja jest przedstawiona na rysunku 9. Do eleklrody natadowanej dodatnio zdqZajq jony naladowane ujemnie (aniony), rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Akumulatory i nie tylko ...

u

u

+

e:;;:"

Q Q -jl a :H

Qi

Q~

"8

Q :H

"' "if" ~

I::!

"-

przewodzqcy elektrolit

a~

-

Ei Ei Ei Ei Ei

:~ /: - Ei

ea :a ,a e ;, Q ;l

odWOJna · · warstwa -- $Ei (Oouble Layer) - Ei - Ei

p

+

+

"

~.,

Qi

"" if ~.,

EDLC

"-

(Electrochemical Double-Layer Capacitor)

I::!

Rysunek 10. Zasada dzialania tzw. podw6j nej w arstwy izolacyjnej (E lectrochemical Double-Layer Cap acitor)

a do elektrody ujernnej zdqi:ajq jony dodatnie (kaliony). Jezeli dol<1czone napi<:cie U jest odpowiednio dufo, to prqd bQdzie plynql w spos6b ciqgly. Jony po dotarciu do elektrod oddaj(\ lub przyjmujf! ladunek. wsku lek czego zamieniajq si<: w oboj<llne pierwiastki lub zwiqzki cherniczne, kt6re to w postaci gazowej lub stalej wydzielajq si<l na powierzchni elektrod. W szkolnych doswiadczeniach przeprowadza siQ zwykle eleklrolizQ wody (H,0), gdzie przeplyw prqdu elektrycznego powoduje wydzielanie na elektrodach llenu (H,) i wodoru (0,). Tak jest w sytuacji, gdy napiQcie dolqczone do elektrod jesl odpowiednio wysokie - wtedy przez elektrolit ciqgle plynie prqd, a na elektrodach wydzielajq si</ oboj</tne elektrycznie zwiqzki chemiczne. Inaczcj jest, gdy dolqczonc napiQcie jest male. Juz ponad sto pi</cdziesiqt lat temu Hermann von Helmholtz stwierdzil, ze zaleznic od materialu elektrody i skladu elcktrolitu, istnieje pewne minimalne napi</cie graniczne U, potrzebne do rozpoczQcia elektrolizy. Przy nizszym napiqciu elektroliza nie nastQpuje, a elektrolit zachowuje si</ jak izolator. Jony grornadzq siQ na powierzchni eleklrod, jednak nie naslQpuje wym iana ladunk6w elektrycznych. Na powierzchni elektrody pojawia siQ tak zwana warstwa podw6jna (double layer) i swego rodzaju bariera, kl6ra nie pozwala r6znoimiennym ladunkom siQ pol11czyc. W efekcie uldad zachowuje si<: lak samo jak kond ensalor, a wlasciwie jak dwa szeregowo polqczonc kondensatory wedlug rysunku 10. Taki klasyczny superkondensalor sklada si<: z dw6ch podw6jnych warstw. Wla§nie dlatego elementy takie Sq nazywane EDLC (Electrochemical Double-Layer Capacitor) - kondensatorami podw6jnej warstwy (z podw6jnq warstwq). Taka sytuacja ma miejsce tylko przy malych napi~ciach. Wsp61czesne superkondensalory EDLC tego rodzaju majq napiflcie nominalne najcz~sciej 2,7 V, a niekt6re tylko okolo l V. Wi~ksze napi~cie ,,przebija kondensalory", ptynie ciqgly prqd, nasl'lpuje elektroliza i wydzielenie gaz6w, co doprowadza do rozszczelni enia obudowy. Co istotne, podczas ladowania klasycz nego kondensatora i superkondensatora

EDLC nie zachodzq fodne przemiany chemiczne i mozna pow iedziec. ze energia magazynowana jest w polu elektrycznym. M6wi'lc obrazowo, potrzeba energii, zeby przemiescic jony wedlug rysunku 9 i zeby uporzqdkowac je i us tawic wedlug rysunku 10. Aby je uporz'!dkowac trzeba doslarczyc energii, a polem, gdy syluacja wraca do nieu porzqdkowanego strum wyjsciowego, kondensator staje si~ zr6dlem energii. lnaczej jesl w akumulatorach . Podslaw<1 dzialania kazdego akumulalora sq reakcje chemiczne. Podczas ladowania, energia eleklryczna zamieniana jesl w energi<: chemiczllq (energi~ wiqzat~ chemicznych). Podczas rozladowania energia chemiczna zamienia siQ w energiQ elektryczn'I. Zwi'lzane jest to z chemicznymi reakcjami rcdukcji (reduction) i utleniania (oxidation), st'ld bierze siQ skr6t redox. Przyktadowo w popularnych akumulalorach kwasowo-olowiowych elektrolitem jest zdysocjowany rozlw6r kwasu siarkowego (H2 SO,). Podczas rozladowania, na anodzie metaliczny ol6w utlenia si~ do jon6w olowiu (Pb2 • ) , kt6re tworzf! z ujemnymi jonam i siarczanowymi (So;-J nierozpuszczalny siarczan olowiu (PbSO.J w reakcji utleniania Pb + so,2- = PbSO, + 2e Jed noczesn ie na katodzie ol6w, zawarty w llenku olowiu, ulega redukcji do jon6w olowiu (Pb 2 • ) , kt6re takie tworz11 z jonami siarczanowymi (so;-J nierozpuszczalny siarczan olowiu (PbSO, ) w reakcji rcdukcji PbO, + 4H• + so; - + ze = PbSO, + 2H20 Dlatego w miar~ rozladowywania akumulatora, elektrolit zawiera coraz mniej kwasu i coraz wi<:cej wody. co zreszl<i jest niezawodnym wskaznikiem stopnia rozladowru1ia. Podczas ladowania reakcje utleniania i redukcji przebiegajq odwrotnie. Podstawy sq jasne: w akumulatorach i bateriach jednorazowych energia jesl magazynowana w wi11zaniach chemicznych, a praca akumulotora opiera sit; na ch emicznych re akciach redukcii i utleniania (redox). Hislorycznie biorqc, superkondensalory to kondensatory z podw6jnq warstwq (EDLC), jednak pojawily si~ tez opracowania, kt6re

tez bywaj11 nazywane superkondensatorami, ale do magazynowania energii wykorzystujq reakcje chemiczne. Nazywane Sl\ tei pseudokondensatorami, kondensatorwni redox, a czasem kondcnsatorami farada;owskimi . Trudno w przyst~pny spos6b przedstawic szczeg61y ich dzialania osobom malo zorienlowanym w mea ndrach chemii i fi zyki, poniewai wykorzystane Sq tan1 specyficzne zjawiska, takie jak adsorpcja, kt6rej nie nalezy myliC z absorpcjq. Pok rewna absorpcja lo wnikanie, pochlru1ianie, natomiast adsorpcja to og6lnie bior11c proces wiqzan ia si~ cz<1sleczek, alom6w lub jon6w na powierzclrni lub no granicy faz. I wlasnie na granicy faz, rni</dzy elektrodq i elektrolilem wskutek adsorpcji moze lworzyc si<: nie tylko podw6jna warstwa ladunku (double layer), ale jednoczesnie mogl\ tam zachodzic powierzchniowe reakcje chem iczne redukcji i ulleniania (redox), zwane te:l reakcjami faradajows/dmi. Choe jednostka pojemnosci, farad, pochodzi od nazwiska Faraday'a, reakcje faradajows/de nie majq zwiqzku z elektrostatyczn<i pojenmosci11 kondensator6w, tylko z przemianami chemicznymi. Reakcje faradajowskie lo reakcje chemiczne, podobne jak wyst~pujqce w bateriach i akumulatorach, lylko wyst-:pujf! na powierzchni elektrod, na granicy faz. Reakcje te po pierwsze zwiqzane S'l z przeplywem tak zwanego prqdu faradajows/dego, kl6ry jest wynikiem reakcji chemicznych, a nie rozdzielania ladunk6w, jak to ma miejsce w klasycznych kondensatorach i EDLC. Po drugie, ornawiruie teraz reakcje zachodzq na powiel'Zchni, wi<lc mozna si</ spodziewac, ze b</d'I zachodzic szybciej, niz podobne reakcje zachodz'lce w obj~tosci clektrod. Uklad odpowiednio dobranej elektrody i elektrolitu zachowuje siQ jak kondensator, bo jesl szybki, nalomiasl opiera si<: na reakcjach redox. Otrzymujemy pseudokondensator, lqcz11cy zalety kondensator6w (szybkosc) i akumulator6w (duze ilosci magazynowanej energii). Zasada budowy pseudokondensator6w jest podobna, jak superkondensator6w EDLC - lei polrzebna jest bardzo rozwini<:ta, dui:a powicrzchnia, na kt6rcj b<ldf! zachodzic adsorpcja i powierzchniowe reakcje redox. Perspeklywy Sf! obiecujqce. bowiem przy te j samej powierzchni eleklrody, faradajowskie reakcje redox zwi'lzane z pseudopojemnosciq, moglyby dac pojemnosc nawel wielokrotnie wi<:kszq, niz zjawisko podw6jnych warstw (EDLC). Juz teraz Sl\ dost~pne na rynku - folografia 11 pokazuje pseudokonde nsatory koreanskiej firmy Nesscap. Pokrewnym rodzajem Sq ko11densato11• hybrydowe. Wykorzyslujq one zar6wno pojemnosc podw6jnej warstwy (EDLC), jak tez pseudopojemnosc redox. Moze to bye zrealizowane albo w lej sa mej slruklurze przez dob6r odpowicdnich matcrial6w elektrody i elektrolitu. Wtedy element taki w tej samej

eWy·d a1:1.i!E<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1doJ !if (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

61


WYBOR KONSTRUKTORA Kondensator hybrydowy (asymetryczny)

e ""' e-e e-e e-17 "'"' e-e °'.,.3: e-e e-t: e-& "' e-e ~ e-a e-a ~ 0

,,

;;;

.1l

,,

.,o

~

""' efl ;;;:s-

~

0

"8

c;

c;

~

.!?'O a>O

3:

~

c.

~

c.

Q_

e-11

Fotografia 11 . Pseudokondensatory

strukturze wykorzystuje oba zjawiska: tworzenia warstwy podw6jnej (DL) i pseudopojemnosci redox. Realizowane sq tez kondensatory hybrydowe, gdzie tylko elektrolit jest wsp6lny, natomiast elektrody S'! r6zne, jak pokazuje rysunek 12. Na jednej zachodzi tworzcnie podw6jnej warst:wy (EDLC), na drugiej - reakcje faradajowskie redox. Bywai'l tez nazywane kondensatorami asymct1ycz11ymi . Firma !OXUS (www.ioxus.com), opr6cz ultrakondensator6w EDLC, produkuje tez kondensotory hybry dowe [fotografia 13) kt6re Slj kombinacjlj superkondensator6w i akumulator6w litowych i kt6re dzi~ki pseudopojem nosci gromadzq do 115% wi~cej energii, niz klasyczn e EDLC. Ze szkolnego wzoru E = 0,5CU2 latwo wyliczyc, ze przy pojemnosci tysi~cy farad6w i napi~ciu rz~du 2,5 ...2,7V ilosc magazynowanej energii jest znacz<1ca. G~stosc energii wyrazona w Wh/kg jest wprawdzie mizerna, ale za to superkondensatory majq bardzo mai<1 rezystancj~ wewn~trzn<1 i 1110g<1 pracowac przy ogromnych prqdach ladowania i rozladowania, wielokrotnie wi~kszych, niz w jakichkolwiek akumulatorach. Czyli

~ " (;' :s'O

a;

N

~

~

'"

I

podw6jna warstwa (Double Layer)

dysponujlj ogromna moc'l chwilow<1. Moina je bardzo szybko ladowac i rozladowywac, dlatego s4 stosowane m.in. w pojazdach elektrycznych, takze w autobusach , a nawet lokomotywach. Pelni<1 tam rol~ akumulalor6w pomocniczych, wspomagajftcych procesy przyspieszania i odzyskiwania energii przy harnowaniu. Jed n<i z gl6wnych zalet superkondensator6w jest dufa gqstosc mocy, wyrafana w watach na kilogram, cow praktyce w praktyce mozliwosc pracy z ogromnymi prqdam i, a wi~c bardzo szybkie ladowanie i rozladowanie. Za to ich gi;stosc energii, wyrazana w watogodzinach na kil ogram, jest gorsza nawet od najgorszych akumulator6w olowiowych. Ilustruje lo rysunek 14. Z ogniwam i paliwowym i jest odwrotnie: grtstosc energii jest lepsza od najlepszych akumulator6w, natomiast g<tstosc mocy jest gorsza od najgorszych akmn ulator6w. Odwracalnych ogniw paliwowych, gdy powstanq, nie b~dzie mozna szyhko naladowac.

1000 0) ~

~ cQ)

Opr6cz przedstawionych r6znych odwracalnych fr6del energii elektrycznej, wci4:i: prezentowane Sf! jeszcze inne koncepcje i rozwiqzania. Slyszy siQ o akumulatorach cienkowarstwowych, polimerowych, grafenowych... Chodzi jednak tylko o oryginal ne koncepcje, a najwyzej laboratoryjne prototypy. Jak na razie, nie widac nowej technologii, kt6ra w najblizszych latach moglaby zagrozic aktualnie najlepszym akumulatorom litowo-jonowym. Brak akumulator6w o zdecydowanie wi~kszej g~stosci energii jest te:i. kluczowq przeszkodq w upowszechnianiu si~ sarnochod6w elektrycznych i hybrydowych. Niemniej dalsze perspektywy sq obiecujqce i warto na biezqco sledzic post~py w dziedzinie akumulator6w.

B~e~

i akumulatory

10 - e> Q)

tu zachodzq reakcje redo>

Rysunek 12. Zasada dzialania kondensatora hybrydow ego

i9ti1s

:c 100 1.Q _gpQZin

separator

1 godzina

Piotr Gorecki piotr.gorecki@e lportal.p l

czas 1 1 tadowania ----~--------I

: 1 sek.

------------,I

1UI

I

I

I

I I

ry

1 ---------~---------~--

•U •(/)

0

U5 0.1 (])-

_________:_________ l ___ _!>,03 sek

(.!)

0.0110

Klaayczne kondensatory

I

100

1000 G~stosc

10000

mocy [W/kg]

Rysunek 14. G~stosc energii uzyskiwana w superkondensato rach

e' 'fy'ce2nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

rnKTRONtKA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


WYBOR KONSTRUKTORA

Chlodzenie LED Sredniej i duiej mocy: jak to si~ robi i dlaczego jest to waine? Systemy oswietlenia LED-owymi ir6dlami swiatla coraz podbijajq rynek, co h11orzy konstruktorom urzqdzefl elektronicznych nowe obszary aplikacyjne i - w konsekwencji - wiele 14J!ZWafl konstrukcyjnych i edukacyjnych, co jest skutkiem powszechnie ignorowanych 14Ymog6w stawianych elementom otoczenia LED. Dokladne ich zrozumienie nie jest prostym zadaniem, bo na tym rynku ciqgle panuje ,,Dziki Zach6d", co prawda pozbawiony kowboj6w w kapeluszach i butach z ostrogami, ale z 6wczesnymi regulami ... Por6wnanie podstawowych cech i parametr6w r6znych zr6det swiatta (na podstawie danych opublikowanych przez amerykai\ski Departament Energetyki) pokazano na rysunku 1. jak widac, szacowany lqczny roczny koszt eksploatacji LED-owego ir6dia swiatla jest znacznie nizszy niz rozwiqzaf1 konkurencyjnycb, co wynika z zalo:lonej podczas szacunkowych obliczei1 ogromnej trwalosci LED - si'lgajqcej jak widac 50000 h pracy. jak osi'l!lll'IC tak dobry wynik? vV powszechnym mniemaniu LED-y sq energooszcz'ldnymi, wysokosprawnymi, trwalymi, niezawodnymi, odpornymi

-= ..=::.

Traditional incandescent

......

Halogen incandescent

......

na udary mecbaniczne, do tego szybko taniejqcymi zr6dlami swiatta dobrej jakosci. Tak w rzeczyw istosci jest w wi<ikszosci przypadk6w, ale uzyskanie w realnej eksploatacji tak dobrych wynik6w jest mozliwe pod kilkoma warunkami, z kt6rycb jeden - zapewnienie dobrych warunk6w do odprowadzania ciepla z obudowy LED - om6wimy w artykule. Wielu konstruktor6w planujqcych aplikowanie LED sredniej i duzej mocy w swoich opracowaniach z wiarq bazuje na propagowanych przez producent6w komunikatach sygnalizujqcych, ze LED-y sq elementami .,energooszcz<idnymi", .,wysokosprawnymi" Compact fluorescent (CFL)

......

77•

100

~

Light-emitting

diode(LED)

......

23

6

fM

/' 1,600

0 w ...J

Redakcja Elekt roniki Praktycznej dzi~kuje firmie Tespol (www.tespol.com.p O za udostepnienie kamery termowizyjnej Ti200 firmy Fluke.

w

i ,.niezwykle trwalymi" (tu si~ zazwyczaj pojawia liczba 50000 czy nawet 100000 godz in ci<1glej pracy). Te popularne przekazy sq w znacznym stopniu prawdziwe, ale nie oznaczajq, ze wszystkie LED osi'l!lajq tak dobre wyniki, do tego w kazdych warw1kach. Niestcty w praktyce tak dobrze nie jes t. Jednym z czynnik6w najbardziej szkodliwych dla trwalosci LED i utrzymania przez nie wartosci strumienia swietlnego jest temperatura struktury p6lprzewodnikowej emitujqcej swiatlo. Struktury LED grzejq si~ zdecydowanie mniej niz ma to miejsce w przypadku ir6del :larowych czy nawet CFL, ale ilosc wytwarzanego ciepta jest na tyle duza, ze konstruktorzy. kt6rzy problem bagalelizujq szybko przekonuj& si~. 2e zle chlodzone LED sq elementami o niskiej trwatosci, malej niezawodnosci, do tego emitujqcymi swiatlo o szybko malej&cym strumieniu. ~-

.'J:. 0 11 -~

8 V1 • • '·" -+ ·~·l t1t::

z

w

N

0

...0 J:

u

_q j .,"

1,600

lf£

LUCKY LIGHT eatures

<>

Very long operating 11 (up to100k hours)

o

Available in white, green. lll!>.,...~1"11"...,.'

0 More energy efficient than incandescent and most

halogen lamps

Lll~:1'50houn ~

1:;;:_:;;::::::: ···-····--·

f.lll:fD'CO'lls.4aAO,...,_

--

~c..sr.1.12,...,_

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

O Low voltage DC operated IOJIOO ....

•••••••••• ~Ceo1$lU7,.,..

....

•••••••••• ........... ......... •••••••••• •••••••••• 50,000 HOURS

:

c..SU2,a-reiw

Rysune k 1. Por6w nanie cech i para met r6 w r6znych zr6 del swiatla (dane a merykanskiego De pa rtam ent Energet yki)

<>

Cool beam, safe to the touch

O Instant light ~ess than

eWy·d a ei!E<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1doJ !if (96006) Wydanie

ele~:troniczne

too ns)

Rysu nek 2. Przykla d ,.optym istycznej" deklaracji producenta: z danych o publikowa nych w node katalogowej nie wynika co trzeba zrobiC, zeby LED rzeczyw iscie poswiecil 100000 h

przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

63


WYBOR KONSTRUKTORA

· Forward Cunent vs. Relative Luminous Flux 140%

-"><

~

100%

"E

60%

"·0

Q

w ...J

w

z

w

N Q

...

0

J:

u

120%

j

.::°'

"

~

na to, ze marketing ma nipulacyjny jesl narz.(ldziem stosowanym gl6wnie przez finny o malej renomie, renomowani producenci LED n ie pozwalaj<t sobie na tego typu wybiegi. 1.a----+--+--+--+---+,.~-+---1 ;,. Przykladem definicji parametr6w pozornie po114--+--+---+---+---J!"--+---+---f dobnej do przedstawionej na rys. 4, ale bliZszej rzeczywistosci, jest wykres pokazany na ry0 sunku 5. Niekt6rzy producenci - jest to jednak ~O e---+---+-~,,,_--+---+---+---+---t niezwykle rzadkie zjawisko - podajq parametry dla realnych warunk6w pracy LED (n p. przy o. ~ zalozeniu temperatury struktury wynoszqcej 0. + 85°C - rysunek 6 (Philips Lumileds) a nawet +100"C (Osram)- rysunek 7), co jest dowodem Forward Current 1, [mA) nie tylko wysokiej kultury teclmicznej ale i zaRysunek 5. lnny przyklad manipulacj i daawansowania teclmologicznego producenta. nymi katalogowymi (zalofona nierealnie Producenci dbajqcy o przekazanie komniska tem perat ura zlijcza LEO) pletnych merytorycznie danych technicznych

f oJWafd Current vs. Relative Luminous lnlensi

§

80%

i

40% 20% 0% 0

100

200 l rlmA]

300

400

Rysunek 3. Przyklad nierealnych zalozer'I term icznych, kt6re utrudniajij oszacowanie prawdziwej t rwaloSci LED

Producenci LED zazwyczaj manipulujq oficjalnie podawanymi danymi katalogowymi w taki spos6b, zeby wykazac wyzszosc oferowanych wyrob6w nad opracowan.ianli konl-u rencji (rysunek 2), w Z\\~'l'kn z czym dotarcie do konkretnych informacji - typu ,,jak wysoka moze bye temperatura struktury, nie wplywajqca destrukcyjnie na zywotnosc lub trwalosc LED?" - wynrnga tnva.Znego stucliov~rania \ovykres6w i danych podawanych w tabelach not katalogowych . Co wynika z zazwyczaj podawanych danych? W notach katalogowych mniej znanych producent6w uwaga uzytkownika jes t zazwyczaj zwracana na duzy strumien swieth1y i dlugotrwalosc funkcjonowania, przy czym producenci bardzo chf1tnie zakladajq oplymistyczne wanmki pracy LED, jak na przyklad lemperatura obudowy wynoszqca + 25°C (rysunek 3) czy tez przyj<ieie +25"C jako temperatury referencyjnej, ale nie wiadomo do czego ta wartosc siQ od.nosi (rysunek 4). Podobnych przyklad6w moina mno:iyc bez koiica, przy CZ}~n warlo zwr6cic u wagQ

Product Selectio Junction Tempe Table 3. LUXEON Z

Nominal Min

SYMBOL

I

I

I

Typical Efficacy (lm/W)

I

I

Typlca Etficac• (lm/W'.

CCT

LXZl -2780-y

2700K

80

100

115

280

82

147

2.85

74

LXZl-3080-y

3000K

80

110

124

280

89

159

2.8 5

80

LXZl-3580- y

3500K

80

110

124

2_80

89

159

2.85

80

LXZl - 4080-y

4000K

80

120

130

280

93

166

2.85

83

LXZl -4070

4000K

70

120

134

280

96

172

285

86

LXZl -5070

5000K

70

130

148

280

106

189

285

95

LXZl -5770

5700K

70

140

152

280

109

195

2.85

98

LXZl -6565

6500K

65

140

154

280

110

197

285

99

Flux (Im)

Typical Typical vt Flux (lm) (V)

Typical Typical VI Flux (Im) (V)

Notes fOI Table 3: 1 All LVXEON z en'llUQJS a!XN9 arQ' ~and~ at SOOrnAISS"C Ph1L1~ l.Umlt€1dsmaJf1GllOSa ~anceot •6 5~on kJnW'1oUs ftuK cni · 2onCRI ~

'

3 In the P3rt number N -Y 1s tl"l4t ~anaoon ta N c-oi.or teQIJ"~ On 80 CRt~ -3 ~QNl.t.s l SOCM and -5 des1i;n;nes 5 SDCM 7C ~StSJ\iUtO" and a11 parts ar~ l)lrw\Qd wtNn a s st~ SOCM

Rysunek 6. Po tym mozna poznac wysok<1 jakosc oferowanych LED: w artosci paramet r6w Si\ definiowane dla realnej temperatury pracy zl<1cza LED (LUXEON Z firmy Philips Lumileds)

TEST CONDITION

MIN

TYP

HPR40E-19K50BW

3250

HPR40E-19K50W

3250 IV

M in.

CRI

El ELECTRIC.OPTICAL CHARACTERISTICS FOR LUMINOUS INTENSITY

ITEM

700mA

SOOmA

Part Number

IF=1750rnA

( ;:;s'C

MAX

UNIT'

Im

HPR40E-19K50NW

3175

HPR40E·19K50YW

2925

Rysunek 4 ...Bli!d" w nocie katalogowej jednego z producent6w LED, znacznie zwiElk· szaj<1cy mozliwosc popel nienia blE:du podczas d obierania LED do aplikacji

e' ', 1 ca~n ie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

nale:i:<i na rynku - nieslety - do mniejszosci, co wynika zar6wno z bardzo wysokich wymog6w technologicznych stawianych nowoczesnym LED duzej i sredniej mocy, jak i heroicznej walki o minimalizacj'l cen podzespo16w.

Standaryzacja parametr6w LED zaleznych od temperatury (czyli niemal wszystkich) Minimalizacj'l balaganu i mozliwosci manipulowania publikowanym i parame trami LED sredniej i duzej mocy podjfllo kilka rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s

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


Chlodzenie LED sredniej i duzej mocy: jak to si ~ robi i dlaczego jest to wazne?

organizacji, ale obecnie najpopularniejszym standardem oceny trwalosci LED jest przyj~ty przez Illuminating Engineering Society of North America zestaw regul oznaczony

symbolem LM-80. Zostal on dokladn ie zdefiniowany i - co wazne z punktu widzenia rzeczywistych aplikacji - bazuje na pomiarach w realnych warunkach. LM-80 ok resla GW P9LR31.CM

Ver sion 1.0 Ordering Information Bestelllnformatlon

Type : Typ:

Color Temperature

Luminous Flux

Farbtemperatu r

Llchl&trom

Ordering Code

H~2t

Bestellnummer

11s..t.21

1, = 200 mA

T1= ~ [KJ

<l>v (Im!

GW P9LR31.CM-NSNU-40S5

4000

359 ... 450

Q65111A7160

GW P9LR31 .CM-NRNT-35S5

3500

330 ... 419

Q65111A7161

GW P9LR31.CM-NRNT-30S5

3000

330 ... 419

Q65111A7162

GW P9LR31.CM·NQNS-27S5

2700

304 ... 390

Q65111A7163

Rysunek 7. Kolejny przyklad powai:nego podejscia do odbiorc6w: producent nie boi weryfikacji swoich LED w realnej temperaturze pracy (DURIS SS firmy Osram)

si~

trwalosc wartosci stru mienia swietlnego emitowanego przez LED w zadanych warunkach, niezaleznie od przyczyny jego degradacji. Poniewaz jego warlosc jest zalezna od temperatury struktury (choc nie tylko - rysunek 8), zestaw test6w LM-80 jest dobrym wskain ikiem oceny takie lermicznych warunk6w pracy struktury. Zgodnie z wymogami LM-80 6-krotnie, co 1000 h ciqglej pracy, wykonywany jest pomiar wartosci strumienia swietlnego co pozwala uzyskac zestandaryzowane wyniki, jakich przyklad pokazano na rysunku 9. Widoczna na rysunku czerwona linia jest ekstrapolacjq uzyskanych wynik6w pomiar6w zgromadzonych w ciqgu 6000 h lest6w, kl6ra pozwala slalystycznie oszacowac kolejny parametr powiqzany z chtodzeniem LED - L70. Wartosciq tego parametru jest szacowana liczba godzin swiecenia LED do chwili osiqgni~cia slrumienia swietlnego o wartosci 70% poczqtkowej.

~ SEMICON® w w w.semi co n .co m.p l SEMICON SP. Z0.0., Warszawa, ul Zwolen~ka 43/43A, tet. 21/61S73 71, info, SE>micon.com pl ZAKlAD PRO[MJKCYJN'!'.\ll Ezopa 71.a, •tl. 12/612 6791, SZA8LOPiY: ttl. 221615 27 OS

eWyda ei~Tll.~mKtJ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

65


WYBOR KONSTRUKTORA Metoda ekstrapolacji takZe zostala zes tandaryzowana, nosi oznaczenie TM-21 i bazuje na r6\'\rnaniu Arrheniusa, kt6re wi~Ze ze sobq cz~stosc drgan cieplnych z energi<1 aktywacji czqsteczek testowanego materialu oraz temperaturq, w kt6rej obserwujemy pr6bk<l. Pomiary warto§ci strumienia §'"del· lnego Sq wykonywane dla trzech temperalur obu d6w: 55°C, 85°C oraz dowolnej wyzszej, wybranej przez p roducenla. Na rysunku 10 pokazano fragment raportu z pomiar6w diod mocy fumy Ed ison, w kt6rym wyraznie i.aznaczono temperalury pracy testowanych egzemplarzy, przy czym podano zar6wno temperatury punkt6w konlrolnych LED (7.azwyczaj jedno, wyr6znione wyprowadzenie), jak i otoczen ia.

Q

w ...J

w

z

w

N Q

...

0

J:

u

Moc Iracon a w strukturze LED

'

/;

\I Strumieli swietlny

napi~cia

przew~~zenia

/

\

Nat~zenie

Temperatura struktury LED

prq_du plynq_cego przez LED If

Rysunek 8 . Uproszczone zalei nosci pomi ~dzy parametram i LED, m aj i\cymi wplyw na emitowany strum ien swietlny (temperatura zl<tcza - posrednio lub bezposrednio - ma znaczenie zawsze)

Wspomaganie odprowadzenie ciepl a ze struktur LED - eksperymenty

kazda skiadajqca si~ z trzech szeregowo polqczonych LED z rezystorami ograniczaj~cymi prqd do warto§ci 80 mA (wazne: diody podczas test6w pracui'l na. zaledwie 80% swoich mozliwo§ci!). Bezslykowe pomiary lemperalury obudowy LED (w bezposredniej okolicy struktury) wykawly, ze obudowy d iod montowanych na laminacie FR4 (z lewej strony rysun ku 13) osiljgaj& temperatur<l blisko + 100°C! Temperatura obud6w LED pracujqcych w takich samych warunkach, ale mon towanych na laininacie z rdzenien1 alun1inio\•vyn1 nie przekracza +66°C (rysunek 14). Wynik zdecydowan ie lepszy, ale trudny do poprawienia bez dodalkowych zabieg6w, bowiem niewielka szerokosc paska laminatu, duza g~stosc upakowania LED (co 1 cm) oraz grzejqce si~ rezystory ograniczajqce nat~zenie prqdu plynqcego przez LED (rozmieszczone co 3 cm), powodui'l l<tczn ie lrudne warunki term iczne. Wsl~pne wyniki z pomiar6w pokazuj&, ie stosowa.nie jako podloia do montazu LED laminal6w epoksydowych nie jest dobrym rozwiqzaniem, oczywiScie przy zaloieniu, ze zalezy nam na wysokiej trwalosci budowanego systemu oswietleniowego. Dlatego

Po dlugawym wsl<lpie, kt6rego znaczenia nie naleiy jednak lekcewaiyc, zajmiemy si~ prezentacj& najpopularniejszych sposob6w wspomagania chlodzen ia LED. Zaczniemy od przykladu analizowanego w redakcyjnym Jaboratorium: p rzygotowalismy lrzy testowe paski Jaminatu, na kazdym zamontowano 12 LED w obudowach 5630, produkowane przez firmii Seoul Semiconductor (STW9Q14C, charakteryzujqce si~ emisjq swialla 0 duzej wiernosci reprodukcji kolor6w i prqdzie przewodzenia 100 mA) - fotografia 11. Jeden z przygotowanych pask6w wykona.no na lmninacie FR4, pozostate dwa na Jaminacie z rdzeniem aluminiowym (AlPCB). Pola montazowe PCB wszyslkich LED zaprojektowano w taki spos6b, ze pocynowane pola miedzi spetniarol<l niewielkich, plaskich radiator6w (rysu nek 12), kl6re majq za zadanie ulatwic odprowadzanie ciepla. z obudowy LED. Diody zostaly polqczone w czlery r6wnolegle sekcje,

:; Q. :;

Wartosc

LM-80 only tests to 6,000 hrs.

1.0

0

:E

C>

::; 0.9

..

'C

I

' I

I

I

----1---T---- , ---r--

.!:!

;;;

e 0

z

0.8

---- ~ --- ~ -- - - ~ --- L --

gA: gA:

1,000

N I

M l

I

I

~: ~: V I I

l.0 1 I

50,000 Hours Rysunek 9 . Przykladowe wy niki pomiar6w zgod ne ze standardem LM-8 0

e' ', 1 c!'i6ni e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

6,000

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 s

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


Chlodzenie LED sredniej i duzej mocy: jak to si~ robi i dlaczego jest to wazne? dalszym testom poddamy wylqcznie paski LED montowanych na AIPCB. BQdq one polegaly na zastosowaniu dodatkowego radiatora, mocowanego - za pomocq specjalnych, dwustronnych tasm klejqcych, przewodzqcych cieplo - do spodniej (aluminiowej) cz~sci plytki z zamontowanymi LED.

Na rysunku 15 przedstawiamy zdj~cie wykonane za pomocq kamery termowizyjnej, na kt6rym widac, ze temperatura Zl'[CZa LED wynosi ok. +40°C. Jest to zdj~cie paska wykonanego AIPCB wklejonego za pornoq dwustronnej, termoprzewodz'[cej tasmy klej11cej w walcowany profil aluminiowy (polskiej

~OPTO Laboratory Test Report 1. Test Summary (

53•c s is

Case temperature (Ts) ~nt conditions (TJ

Sample Size

83°C sis

103°CsTs

100°C ~ T.ci

Min~~iz:::i~

10

10

10

10

720mA

720mA

720mA

720mA

2641.9/ 36.9

2637.2 / 36.9

2629.1 / 36.9

2649.7 1 37.5

9833% PaaeS

96.36% P=7

96.01% Paae9

98.17% Pace 11

0

0

0

Drive current of the LEO Initial flux (Im) /V,(V)

68°C sTs

SOQC ~TA 65"C~T, So"C ~T, R.H. <65 % R.H. <65 % R.H.<65 % Minimized airflow Minimized airflow Minimized airflow

Lumen maintenance .at 7000 hrs

LED failure

0.1000.2000,3000,4000,5000,6000,7000

Monitoring interval (hrs)

Chromaticity shift

Page6

Pages

Page l O

)

0

0, 1000,2000,3000 Page 12

Rysunek 10. Fragment raportu z pomiar6w diod mocy firmy Edison, w kt6rym wyraznie zaznaczono temperatury pracy testowanych egzemplarzy

produkcji, z oferty fumy Klus, typu LIPOD, ref. 85554). Profile tego typu sq cz~sto stosowane jako elementy konstrukcyjne lamp w r6znego rodzaju rozwi<1zaniach architektonicznych. w prezentowanym przykladzie uzyto tasmy klej&cej AGT-153 (AG Termopasty) z klejern umieszczonym po obydwu jej stronach (fotografia 16). Deklarowana przez producenta przewodnosc cieplna tej tasmy wynosi 1,5 W/ mK. kt6ra to wartosc jest zbli:i:ona do przewodnosci cieplnej zelbetonu (1.6-1,8 W/ mK). Pomimo tego udalo si~ uzyskac znaczne obniZenie temperatury LED (z +65,6"C do ok. + 40' C). Alternatywnym, ale drozszym, rozwi'lzaniem bazuj'lcytn na ofercie firmy AG Termopasty jest uzycie tasm lepiej przewodz4cych ciepto. jak na przyktad AGT-159 (6W/mK). Wynik kolejnego eksperymentu jest jeszcze bardziej - jak widac na rysunku 17 - zachQcajqcy. W tym przypadku pasek z LED zamontowanymi na AIPCB wklejono w profil LIPOD za pomoq dwuslron nie pokrytej klejem ta§rny termoprzewodzqcej 8940 firmy 3M, kt6ra ma co prawda nie najlepsz'l przewodnosc cieplnq (0,4 W/mK), ale jest

Fotografia 11. Testom poddalismy trzy paski LED z 12 diodami Seoul Semiconductor STW9Q14C kazdy. Zielona plytka jest wykonana z laminatu FR4, widoczne biale plytki maj<1 rdzen aluminiowy !Mio"~

J .,; ....i .J ~ . . . """ .JI ... "' -•/

+

. •

•'

~ - ~ · A · ~ · !J · • mi~ · ·

Rysunek 12. Render 3D projektu jednej sekcji testowanych PCB - footprinty LED maj ij niewielkie radiatory pokryte st opem lutowniczym, dolijczone termicznie do radiator6w LED (ulokowanych w dolnej CZE:Sciach obud6w)

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

67


WYBOR KONSTRUKTORA mechanicznie bardzo odporna, dzi~ki czemu jej grubosc wynosi zaledwie 0,19 mm. Przy tak malej grubosci cieplo jest odprowadzane do profilu aluminiowego nie tylko przez tasm~ klejqcq, ale takZe przez podgrzane powietrze oplywaj11ce LED, co zwi~ksza wypadkow<i skutecznosc odprowadzenia ciepla.

Podstawowe zasady dobrego projektowania Eksperymenly przeprowadzone w naszym laboratorium potwierdzily, ze podczas

Q

w ...J

w

z

w

N Q

Rysunek 13. Wynik bezstykowego pomiaru temperatury LED STW9Q14C zasilanej pr<1dem 80 mA, zamontowanej na PCB wykonanej z laminatu FR4 (ok. +93°C)

projektowania plytek dla LED mocy konieczne jest umozliwicnie odprowadzenia ciepla ze struktur LED, z czego ch~tnie - poniewaz to kosztuje - rezygnui<i producenci tanich rozwiqzafl. Doskonale to widac m.in. w cenach i budowie dost~pnych na rynku fabrycznych retrofit6w :lar6wek halogenowych lub swietl6wek: tanie niemal zawsze S'I wykonywane na malowanym na bialo Jaminacie epoksydowym, co na pewno odbije si~ na dlugosci ich prawidlowego funkcjonowania. Podstawq dobrze przygotowanych projekt6w z LED mocy jest uzycie obwod6w drukowanych z podlozem aluminiowym. Plytki wykonane w tej technologii sq pokryte miedziq tylko z jednej strony, na kl6rej rozmieszczone s4 sciezki i zamonlowane clementy (fotografia 18). Tworzy to powazne ogra niczenia konstrukcyjne, bo nie kazdy projekt da si~ sensownie wykonac na 1-stronnej PCB, do tego bardzo trudne (czytaj: koszlowne) jest przeprowadzanie przez metalowy rdzen plytki polqczen elektrycznych - zazwyczaj konieczne jest uzywanie

izolowanych przewod6w elektrycznych. Niemniej jednak, tylko tak wykonane plylki umozliwiaj'I stworzenie skutecznych mechanizm6w odprowadzania ciepla ze struktur LED. Wielu producent6w LED ma w swoich ofertach gotowe mini-moduly z jedn11 Jub wieloma LED zamontowanymi na plytkach AlPCB (fotografia 19), kt6re Sq wyposazone w otwory umozliwiaj&ce monta:l mechaniczny takiego modulu. Kolejnym krokiem, zazwyczaj niezb~d­ nym ze wzgl~du na g~stosc upakowania mocy na jednostk~ powierzchni plytki, jest montaz LED na radiatorze. Moi na w tym celu wykorzystac moduly LED montowane na AlPCB Uak na pokazano na fotografii 20), na radiatorze mozna takie montowac bezposrednio coraz bardz iej popularne emitery LED wykonane w technologii COB (Chipson-Boord), kt6re w jednej obudowie zawierajq wiele struktur LED i sq przystosowane do bezposredniego montazu na radialorze (fotografia 21). Rad iatory r6znego lypu, czi:sto projektowane specjalnie dla wybranych rodzin LED, oferuje na rynku wielu

~anyLIPOD LED

...

0

J:

u

AIPCB Rysunek 14. Wynik bezstykowego pomiaru temperatury LED STW9Q14C zasilanej pr<l,dem 80 mA, zamontowanej na PCB wykonanej z rdzeniem aluminiowym (ok. +66°C)

Rysunek 15. Wynik bezstykowego pomiaru temperatury LED STW9Q14C zasilanej pr<1dem 80 mA, zamontowanej na PCB wykonanej z rdzeniem aluminiowym (ok. +40°C). Pasek LED zostal przyklejony do profilu aluminiowego za pomoc<1 dwustronnej tasmy samoprzylepnej (AGT153 z oferty AG Termopasty)

Fotografia 16. Przekr6j ilustruj<tCY spos6b w klejenia paska z LED w profil aluminiowy

Rysunek 17. Wynik bezstykowego pomiaru temperatury LED STW9Q14C zasilanej pr<1dem 80 mA, zamontowanej na PCB wykonanej z rdzeniem aluminiowym (ok. +35°C). Pasek LED zostal przyklejony do profilu aluminiowego za pomoc& dwustronnej tasmy samoprzylepnej (8940 firmy 3M)

e' ', 1 casnie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

producent6w (rn.in. Mecbatronix, Nuventix, Fischer Elektronik, Wakefield Solutions. Advanced Thermal Solutions), co ulatwia i przyspiesza prawidlowy dob6r ich paramelr6w do wymog6w LED. Dodatkowym, do§c rzadko stosowanym w praktyce, rozwi&zaniern wspomagaj&cym odprowadzanie ciepla z LED s4 rad iatory montowane na radiatorach, co pozwala zmniejszyc obj~tosc tych ostatnich, ale wi11ze si~ ze sporymi niedogod nosciami wywolanymi konicznosciq zapewnienia olartego obiegu powietrza i halasem wynikaj&cym z pracy smigla wentylatora. z tego powodu jest lo rozwiqzanie slosowane gl6wnie w aplikacjach profesjonalnych. W skrajnych przypadkach - jezeli standardowe radiatory konwekcyjne oraz wspomaganie ich pracy za pomoc& wentylator6w rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Chlodzenie LED sredniej i duzej mocy: jak to si~ robi i dlaczego jest to wazne?

Fotografia 18. Plytka drukowana z rdzeniem aluminiowym - widok z boku (zamontowane LED w obudowach 5630)

Fotografia 19. Wyglqd modulu z LED mocy, zamontowanq na plytce ,.star" z rdzeniem aluminowym

Fotografia 20. Spos6b montazu modulu .,star" na radiatorze - przekladka zwi~ksza powierzchni~ styku termicznego pomi~dzy AIPCB i powierzchnia radiatora

nie zapewniaj4 odpowied niego odprowadzenia ciepta lub ich wymiary sq zbyt duze w stosunku do obj<Jtosci obudowy projektowanego urzqdzenia - mozna stosowac miniaturowe radiatory z chlodzeniem wspomaganym za pomocq cieczy (fotografia 22) lub m iedzia nymi cieplowodam i (folografia 23). W kazdyrn z tych przypadk6w systemy wspomagania odprowadzania ciepla wymagaj<1 dodatkowej infrastruktury, co wi<ize siQ z wi~kszyrni koszlarni, ale sq one przeznaczone gl6wnie do wyrafinowanych zadail specjalnych i S<\ rzadko stosowane w typowych aplikacjach oswielleniowych. Podejmowane przez niekt6rych producent6w pr6by chlodzenia LED za pomoc<1 ogniw Peltiera nie wkollczyly si~ speklakularnymi wdro:leniami, gl6wnie z powodu bilansu energetycznego: moc wymagana do zasilania ogniwa Peltiera jest wyzsza niz moc :larowego zr6dla swiatla zast<jpowanego przez LED.. . Ostatnim elementem, jaki trzeba wziqc pod uwag(j podczas projektowania system6w oswietleniowych LED, jest obudowa, kt6rej konstrukcja powinna uwzg!Qdniac kanaly poboru i odprowadzania powielrza. Bez nich, nawet najbardziej wyrafinowany system chlodzenia zamkni<ity w obudowie, prqdzej czy p62nie j slraci efektywnosc, co odbije si<i negatywnie na trwalosci oswiellacza. Alternatywnym rozwiqzaniem jest stosowanie obud6w z material6w przewodz&cych cieplo, kt6re b<idzie odprowadzane przez scianki obudowy.

Podsumowanie Wsp61czesne LED renomowanych producent6w Sq ir6dlami swiatla bliskimi

Fotografia 21 . Bezposrednio na radiatorach mogq bye montowane LED wykonane w technologii COB

Fotografia 22. Miniaturowy radiator z rurk'l dla plynu wspomagajqcego odprowadzanie ciepla

doskonalosci, ich najpowazniejszq - od strony konstrukcyjne - wadq jest wydzielanie (wzgl<Jd nie) duzych ilosci ciepla. Pomimo tego wypadkowa sprawnosc cncrgetyczna LED-owych ir6del swiatla jest bardzo dobra, co otwiera im szerokie perspektywy na coraz bardziej ,,zielonym" rynku, zwracajqcym uwag(j na aspekty ekologiczne. Przedstawione w artykule wymogi LED zwiqzane z odprowadzaniem ciepla warto brae pod uwagEl. poniewa:i: zar6wno ich niezawodnosc jak i czas pracy zdecydowanie rosnq wraz ze zmniejszaniem lemperatury pracy. W podstawowych aplikacjach naklady, jakie trzeba poniesc na osp rz~t wspomagajqcy od prowadzanic cicpta, nic sq du:i:e, aczkolwiek trzeba je brae pod uwag<i na naszym rynku, na kt6rym podstawowym kryterium jest cena zakupu. Obserwowany obecnie zalew landetnych (bardzo tanich) rozwiqzail oswietleniowych b<idzie stopniowo wyhamowywat, gl6wnie w aplikacjach, w kt6rych istotna jest jakosc emitowanego swiatla, a nie tylko jego ilosc. Wymaga to jednak edukowania uzylkow:nik6w, kt6rzy nie zawsze sq pewni subiektywnych - nie zawsze pozytywnych - odczuc po zaslqpieniu zar6wek wkladami LED. Zainteresowanie rozwiqzaniami wy:i:szej jakosci na pewno b<idzie roslo, wraz z rosnqcq liczbq szybko si<i psujqcych retrofit6w, kt6rych jasnosc po kil ku miesiqcach eksploatacji b<jdzie wyraznie mniejsza ni:i: przy pierwszym wlqczeniu. Piotr Zbysiriski, EP

Fotografia 23. Radiator dla LED firmy Cree wyposafony w miedziane cieplowody

eWy¡d a1:1.i!E<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone wytqcznie do u:Âąytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

69


@ Microdis

PODZESPOlY

Dlaczego trzeba chlodziC diody LED? Czas bezaw01yjnej pracy jest jednym z khiczowych parametr6w wif;kszosci urzqdzefl elektmnicznych, czr;sto decydujqcym o jego sukcesie ry nkowym. Nie inoczej jest w wypodku oswietlenio opartego o technologir; LED. Dia aplikacji tego typu elementem decydujqcym o bezawaryjnej pracy w dlugim okresie czasu jest wlasciwe zarzqdzanie temperaturq stmktury LED.

Q

w ...J

w

z

w

N

Q

...

0

J:

u

Mimo, ze diody LED charakteryzujq si'l coraz lepszq sprawnosciq, w dalszym ciqgu jedynie ok. 35% energii dostarczonej do struktury p6lprzewodnikowej zostaje przeksztalcone w strumien s"~etlny, natomiast pozostale 65% zostaje p1wksztalcone na energi~ ciepln<\, kt6r<1 naJe:i:y odprowadzic do otoczenia z zastosowaniem odpowiednio wydajnego systemu chlodzenia. Od tego czy temperatura zl<1cza diody zo· stanie utrzymana w zdefiniowanym przez producenta zakresie temperatury pracy zalezy czas jej fimkcjonowania. Przyjmuje si<i, ze przekroczenie dopuszczalnej temperatury 2!4cza o jedyn.ie 10 ' C moze zredukowac jej czas eksploa tacji nawet o 50%! Zbyt wysoka temperatura wplywa r6wniez negatywnie na inne parametry pracy diody. Powoduje zar6wno znmiejszen.ie jej sprawnosci, jak i zmian'l kolom s"~ecenia. Producenci oswietlenia LED potrafiq bye bardzo zdeterminowani w poszukiwaniu :Zr6del swiatla 0 jak najlepszych parametrach, CZ'lSlo sp~dzajqc wiele czasu na bardzo wnikliwej analizie dokumentacji, oraz badaniu i por6wnywaniu poszczeg6lnych rozwiqzafJ.. Paradoksalnie, CZ'lSlo traktuj<1 nieco po macoszemu system chlodzenia, kt6ry zapewni optymalnq praC'l ir6dla swiatla, po CZ'lSci n.iweczqc poniesiony trud. W rzeczywistosci zbyt wiele kl uczowych parame tr6w pracy diody zalezy bezposrednio od sprawnosci i wydajnosci zastosowanego systemu chlodzenia, by traktowac go beztrosko. Zazwyczaj jest to r6wniez najbar· dziej kosztowny element calej aplikacji, czasem nawet kilku· krotnie drozszy niz samo ir6dlo s"~atla,

wi'lc kluczowe jest dobranie rozwiqzania, kt6re z jednej strony zapewni diodom LED oplymalne warunki pracy, z drugiej pozwoli na unikni~cie przeszacowania, kt6re spowoduje niekorzystny wzrost koszt6w produkcji. Dlatego na etapie opracowywania aplikacji nalezy precyzyjnie obliczyc wymagania odnosnie wydajnosci systemu chlodzenia i jesli jest taka mozliwosc, przeprowadzic modelowanie komputerowe, a nast~pnie laboratoryjne przetestowac caly uktad w celu zapewn.ienia diodzie LED optymalnych warunk6w pracy.

Obliczenie wydajnosci systemu chlodzenia !lose dosti;pnych na rynku rorn~l\Zal'l przeznaczonych do chlodzen.ia diod LED powoduje, ze wyb6r najlepszego z nich nastr~cza k.lopot6w nawet doswiadczonym inzynierom. R6wn.iez sporo literatury dotykajqcej problemu przedstawia i.agadnienie jako bardzo skomplikowane. Tymczasem oszacowanie paranietr6w syslemu chlodzen.ia w rzeczy samej jest banalnie prosle. Wezmy za przyklad popularn4 diod<i COB, SDWx4F1C fumy Seoul Semiconductor ustalaj<1c jej punk! pracy jak n izej:

e'f, 1 cV..011 i e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

Modul Acrich2 16W fi rmy Seoul Semiconductor zamontowany w customizowa· nym radiatorze SK571

For ward Cu rrent : 700 mA Forward Voltage : 35 , 6 v . Power : 25 W. Nast<ipnie odczytujemy z karty katalogowej parametry: Maksymalna temperatura zlacza d i ody Tjmax = 140 ·c . Rezystancj a termi czna pomied zy zlqczem,

a punk tern lutowniczym di-

ody Tjs = 0 , 48 K/ W. Przyjmijmy, i:e w celu zapewnienia odpowiednich warunk6w pracy te mperatura zl<jcza n.ie powinna przekraczac 90% Tjmax, wi~c ustalamy akceptowalnq temperatur<i Tj :;;; 140°Cx0,9 :;;; 125°C. Jak wspomniano, sprawnosc nowoczesnej dio dy LED wynosi ok. 35% nalomiasl 65% dostarczonej ener· gii jest z.amieniana w cieplo. Przyjmijmy jednak nieco asekuracyjnie, ze nalezy rozproszyc 75% mocy pobieranej ze zr6dla: P= 25X0,75=18,75 W. Zakladaj4c, ze temperatura otoczenia, w kt6rej b~dzie pracowala dioda nie przekracza 40 °C, calkowilq rezystanck termicz nq ukladu pozwalajqcq na osif!Sni~cie akceptowalnego poziomu Tj mozna wyznaczyc nasl<ipujqco: Rthja =(Tj-Ta)/P= {125·40}/.18,75= - 4,5 K/W Przy jmujqc, ze rezystancja diody wynosi 0,5 KJW, a pomii;d zy diod4 a radiatorem u zyto pasty termoprzewodzqcej o p rzewodnosci 0,4 KJW, aby osif!Snqc wymagane zalo:i'.enia radiator powinien miec rezystancj<i cieplrn1 mniejszq lub r6wn<1 3,6 K./W. Oczywiscie oszacowanq w ten spos6b wartosc, trzeba potwierdzic na elapie test6w gotowego rozwiqzania, ale w z nacz<1cy spos6b ulatwia ona dobranic systemu chlodzcnia o odpowiedniej wydajnosci. rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


Dlaczego trzeba chlodzic diody LED? Dob6r konkretnego rozwi~zania Majqc oszacowanq rezystancjq termiczn4 mozemy smialo zacz11c buszowac po katalogach w celu dobrania odpowiedniego rozwi11zania. Dop iero na tym etapie konstruktor powinien zad ac sobie pytania odnosnie do typu uzytego radiatora, konkretnego ksztaltu, czy kierunku ulozenia :i:eber. Biorqc za przyklad rozwiqi.ania finny Fischer Elektronik, optymalnymi radiatorami spelniaj&cyrni wymagania diody SDWx4F1C moglyby bye: pasywne: ICK LED R 66 x 40,

MAMM ITTllr}

llffih ~ ~

SK 619 50 SA

~ ~ lub aktywne: ICK LED R 54 x 20 G,

Rth

=3,2 K/ W

Dwoma podstawowymi typami ch.lodzenia, do kt6rych najczqsciej ogranicza siq wyb6r, jest chlodzenie pasywn e (konwekcyjne), b&dz aktywne (z wymuszonym o biegiem powietrza). Chtodzenie pasywne wymaga wiQcej miejsca i CZQsto jest bardziej kosztowne, jednak zapewnia niezmiennosc parametr6w oraz nieskoi\czenie dlugi, bezawaryjny czas pracy. W wypadku chlodzenia aktywnego, niew<1tpliw<1 zalet& S'l rnniejsze wymiary. Niestety uzyskuje sill je kosztem ogranic7.0· nego czasu eksploatacji determinowanego jakosci& zastosowanego wentylatora. Nalezy r6wniez wzi46 pod uwag'l h alas powodowany przez wentylator radiatora. Jego poziom wprawdzie wydaje sill znikomy i jest pomijalny dla oswietlen ia ulicznego, przemyslowego, sklepowego itp., jednak niemal absolutnie dyskwalifikuje zastosowanie takiego rozwi4zan ia w oswietleniu domowy m. \IV przypad.ku diod duzej mocy, wymagajqcych radia tora o rezysta ncji cieplnej ponizej 1 K./W, chlodzenie aktywne s ta je si'l koniecznosci11.

Parametry jakosciowe radiatora jak wspomniano, czas fu nkcjonowania radiatora jest praktycznie n ieograniczony. Jest to element meta lowy, w kt6rym nie ma siQ co zepsuc. WiQkszosc producent6w wykonuje swoje radiatory z podobnego, jesli nie identycznego, s topu aluminium. Gzym wiQC kierowac siQ wybieraj11c konkretnego dostawcQ, jesli nie cem1? Najistotniejszym parametrem radiatora jest jakosc jego wykon ania polegaj11ca na powtarzalnosci oraz zachowaniu zalofonych tolerancji. Nawet niewielkie zmiany w ksztalcie, wymiarach czy odleglosci miQdzy zebrami, mog& w znacz&cy spos6b wplyn4c na sp rawnosc radiatora,

Firma Fischer Elektron ik powi~kszyla obszernq ofert~ swoich produkt6w dedykowanych do a plikacji LED o rad iator typu LA LED 68, przeznaczony do aktywnego chlodzenia. Profit bazowy jest wykonany z aluminium zoptymalizowanego termotechn icznie w formie pustej komory. Moduly LED zgodne z Zhaga mogq bye przymocowane bezposrednio do jego czola za pomocq srub. lstnieje r6wniei moiliwosc mocowa nia innych modul6w LED, od innych producent6w, a takie system6w ich uchwyt6w, dzi~ki zastosowaniu adaptera - plyty montaiowej z nawierconymi otworami. Wewmitrz komory radiatora zintegrowano cichy wentylator przymocowany do tylnej cz~sci profilu. Silnik wentylatora ma podw6jne loiyskowanie i jest opracowany ze szczeg61nym uwzgl~dnieniem aplikacji LED, w kt6rych duie znaczenie majq dlugi czas eksploatacji oraz jak najmniejszy poziom halasu. Jako opcje Sq dost~pne: dodatkowa obr6bka mechaniczna, pokrywy ze szczelinami wentylacyjnymi, personalizacja o raz wykonczenie powierzchni profilu. Dystrybutorem produkt6w Fischer Elektronik jest firma Microdis Electronics. Jej specjalisci ch~tnie odpowiedzq na pytania, dopasujq ofert~ do wymagan oraz udzielq dodatkowych informacji.

a tym samym na temperaturii zl&cza diody. Decydujqc siq na rozwiqzania mniej re nomowanych dos tawc6w, projektant musi zalozyc wi'lkszy margines bliidu, a wiQc celowo przeszacowac wielkosc uzytego radiatora, co bezposrednio wplywa n a jego koszt. Cziisto oszcziidnosc wynikaj&ca z u zycia lai\szego rozwi<1zania, mniej renomowanego producenta jest wiQc czysto teoretyczna.

Radiatory firmy Fischer Elektronik Fischer Elektronik, jest najwiQkszym w Europie p rodu centem radiator6w tloczonych, od blisko 50 lat oferuj4cym klie ntom produkty o najwyzszej jakosci, pocz&wszy od miniaturowych radiator6w przeznaczonych do uklad6w scalonych , az do agregat6w chlodz&cych ciecz'l czy olejem. Doslrzegaj4c poten cjal rynku, Fisc her Elektronik od w ielu lat bardzo mocno inwes tuje w rozw6j produkt6w dedykowanych d la klient6w z rynku LED oferujqc im nowoc zesn e i funkcjonalne produkty opracowane z mysl11 o nich. Dodatkow11 zalet11 jest mozliwosc dopasowan ia radialor6w do konkretnej aplikacji poprzez obr6bk'l CNC. Dzi'lki temu kazde urz11dzenie moze u zyskac sw6j nie powtarzalny charakter, a radiator o fe rujqc petnq funkcjonalnosc r6wnoczesnie moze s tac s iQ ciekawym elementem dekoracyjnym. Microd is Elec tronics n iemal od pocz4tku swojej 25-letniej dzialalnosci oferuje produkty firmy Fisch er Elektronik na terenie Europy Srodkowej i Wschodn iej, bqd4c jednym z n ajwi'lkszych partner6w firmy Fischer Elektronik w skali globalnej.

Maciej Dziuban Product & Marketing Manager Microdis Group

(iJ] Microdis Microdis Electronics Sp. z o.o 52·271 Wroclaw, Suchy Dw6r 17, Polska tel. +48 71 3010400, fax +48 71 3010404, wroclaw@microdis.net 30·133 Krak6w, ul. J.Lea 114 lok.217 tel. +48 12 6366868, fax +48 12 6360085, krakow@microdis.net 03· 841 Warszawa . ul.Grochowska 278 lok.50 1 tel. +48 22 8103666, fax +48 22 8103300,

warszawa@microdis.net 83·330 iukowo, ul.A.Fredry 8 tel. +48 58 3450585, fax +48 58 3458325, gdansk@microdis.net


PODZESPOlY

Nowoczesne materialy termoprzewodz~ce

w chlodzeniu diod LED Q

w ...J

w

z

w

N

Q

...

0

J:

u

Zagadnienie odprowadzania ciepla z diod LED to coraz cz~stszy zagadnienie, z kt6rym spotykajq si~ inzynierowie - elektronicy. Diody staly si~ wszechobecne, nie tylko jako lampki sygnalizacyjne, ale tez jako ir6dla intensywnego swiatla. Pomimo rosnqcej skutecznosci swietlnej najnowszych struktur LEDowych, a wi~c coraz mniejszych strat mocy, odprowadzania ciepla wcale nie m o:i:na lekcewazyc. Dob6r optymalnych komponent6w chlodzqcych wcale nie jest taki oczywisty - chocby z tego wzgl~du, ze do p oszczeg6lnych rodzaj6w diod b~dq polecane zupelnie inne m aterialy. Choe najnowsze slruklury bialych diod LED, uzyskane w laboratoriach, charakleryzujq si'l sku tecznosci<1 przekrac1.aj<1c<1 300 lm/ W [czyli 3-krotnie wi<ik.~z'l niz 8 lat temu), w praktyce stosuje si~ gl6wnie diody o mniejszej wydajnosci. Wynika to z faktu, ze LEDy o najwyzszych sku tecznosciach swietlnych emituj'l swiatlo zimne i o niskim wsp61czynniku odwzorowania barw, natomiast post~p technologiczny pozwolil na opraco\•v anie w ostatnich latach znacznie

przyjemniejszych i bardziej uzytecznych zr6del swiatla tyle, ze majqcych nizszq skutecznosc swietln'l. I to tego typu diody znajdui'l coraz szersze zastosowanie w r6znorodnych urz<1dzeniach, a co za tym idzie, koniecznosc zapewnienia odpowiedniego odprowadzenia duzych mocy z LED6w wcale nie stracila na znaczeniu.

Diody ma lej mocy Dia LED6w o malej mocy wystarczy zastosowanie niezbyt drogich materiat6w majqcych relatywnie dobry wsp61czynnik przewoclzenia ciepla oraz latwosc nakladania. Dobrym przykladem sq cienkie btony klejowe popularnej fumy 3M - np. blony 467!v[fl i 468MP. Charakteryzujq Si<l one odpornosci<t na chwilowe skoki temperatury [nawet do 200°C) i bardzo dobrze przytwierdzajii nagrzewajqcy si~ element do podloia. Grubosc tych blon wynosi 0,06 nun (2,3 mils) i 0,13 mm (5,2 mils), a za podloze mo:i:e postuzye np. aluminium, tworzywo ABS. plytki akrylowe lub szklane, czy poliw~glany lub poli[chlorek winylu). Choe odpowiednio mocne przylwierdzenie grzejqcego si'l elementu do plytki lub do radiatora jest kluczowe dla skutecznego odprowadzania ciepla, ogromne

znaczenie ma tez wsp6lczynnik przewodnosci cieplnej. W przypadku blon 467MP i 468MP wynosi on jedynie 0,17 W/m·K - 0,18 W/m·K, wi<lc spelniajq one rol~ kleju i muszq bye tak cienkie, jak to mozliwe, aby wprowadzana przez nie rezystancja tern1icz-

na byla jak najmniejsza.Cieplo w tym przypadku jest odprowadzane do metalowych element6w obudowy lampy LED, gdyz rozwiqzanic takie slosuje si'l zwlaszcza w tzw. swietl6wkach LEDowych.

Diody o wi~kszej mocy Do diod LED duzej mocy rekomenduje si~ uzycie pod.ldadek 3M 5590H. Produkt ten charakteryzuje si'l przewodnosciq ciepln'l na poziomie 3 W/m·K i jest oferowany w wersjach o grubosci 0,5 mm, 1 mm i 1,5 mm. R6wnomiemie przewodzi cieplo oraz latwo przytwierdw sill do innych element6w. Cechuje si~ tez korzystnymi wlasciwosciami dielektrycznymi oraz jest bardzo trwaly- niemal nie zmienia swoich parametr6w ani pod wplywem duzych temperatur, ani z upi)'\.vem czasu.

e'f, 1 cV..2ni e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

Dodat kowe i nformacj e: Semicon Sp. z o.o. ul. Zwoler\ska 43/43A 04-76 1 Warszawa, tel. 22 6 15 64 31 faks 22 615 73 75, e-mail: info@semicon.com.pl

www.semicon.com.pl

Ola mocniejszych diod godne polecenia Sq tez termoprzewodzqce tasmy samoprzylepne 3M 8940. Pozwalai'I efektywnie przenosie cieplo z element6w grzej<1cych si~ do obud6w. Tasmy te skladajq si~ z podloza, wypelnionego silnie termoprzewoclz'lC)'lll materialem oraz obustronnie laminowanych warstwan1i akrylowymi, odpornymi na wysokie temperatury. Dzi~ki temu tasmy S'I wytrzymale mechaniczne i mog'I pracowac w temperaturach z zakresu od -40°C do +150°C. Grubose tasmy (po zdj~ciu warstwy chroni'lcej klej, wynosi 0,19 mm i jest ona dost~pna w szerokich, dlugich rolkach, co ulatwia montaz elemenl6w o niemalych wymiarach. Przewodnose cieplna tych tasm to 0,4 W/m-K.

Pozostale produkty 3M Kompletna oferta fumy 3M obejmuje znaczni e wi'lcej ciekawych produkt6w. Dosl'lpne tasmy wyst~pujq w rozmiarach o grubosciach: 0,05, 0,125, 0,13, 0,17, 0,19, 0,2, 0,25,

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


Nowoczesne materiaty termoprzewodzqce w chtodzeniu diod LED

ELECTRO LUBE® THE SOLUTIONS PEOPLE 0,3, 0,375 i 0,5 mm. !ch przewodnosc cieplna moze wynosic 0,4, 0,6 lub ponad 1,5 W/m-K. Podkladki termoprzewodz<ice 3M dost<lpne S'! w wykonaniach z akrylu, polimer6w akrylowych, polimer6w silikonowych innych. Podkladki termoprzewodzqce w wersji z klejem lub bez S<t oferowane r6wniez w formie wykroj6w (die cut, kiss cut) , odpowiadajqcych konlurowi modul6w czy tez diod power LED. Dost<lpne grubosci to: 0,05; 0,1; 0,2; 0,25; 0,45; 0,5; 1,0; l .5 i 2 mm, a przewodnosc cieplna wynosi od 0,8 do 4,1 W/m·K, w zaleZllosci od wersji podkladki. Moduly LED do radiator6w moina tez przytwierdzic za pomocq klej6w termoprzewodz&cych, np. fumy Electrolube, kt6rych przewodnosc cieplna wynosi 4 W/m·K. Kleje oferowane sq w tubkach i w zaleznosci od wersji, cechui<i si<l r6zn<i przewodnosci<i ciepln<t i r6i.n<1 lepkosci<t.

Tabela 1. Podkladki i tasmy termoprzewodzqce z rodziny SARCON firmy Fujipoly Przewodnosc Nazwa Rodzaj Opis cieplna Wysoka przewodnosc cieplna. przy grubosci SARCON GHR jedynie 0,05 mm, wzmacniane wl6knem 1,4 W/m·K szklanym Najwyisza przewodnosc cieplna, przy gruboSci SARCON GSR jedynie 0,05 mm, wzmacniane wl6knem 2,9 W/m·K szklanym Niedrogi material o grubosci jedynie 0,05 mm, Materiafy SARCON GTR 0,9 W/m·K wzmacniany wl6knem szklanym cienkie

SARCON HR

1,7 W/m·K

SARCON QR

M i~kki

SARCON TR

Material og61nego przeznaczenia

1,2 W/m·K

SARCON YR-a

Material o bardzo wysokiej przewodnosci cieplnej

2,2 W/m·K

SARCON GR-d SARCON GR25A SARCON GR-ae SARCON GR-Sd SARCON GR-SL SARCON GR45A SARCON XR-e SARCON XR-j SARCON XR-m

.{Fuji poly®

Material o duiej przewodnosci cieplnej

Standardowe materialy wypelniajqce przestrzenie

SARCON SPG-20A

Fujipoly

SARCON SPG·50A

0 ile oferta 3M jest bogata i dobrze si<l sprawdza w bardzo wielu aplikacjach, znacznie bardziej zaawansowanymi materialami termoprzewodzqcymi moze poszczycic si<l firma Fujipoly. Szczeg61nie godnymi polecenia S'! jej podkladki Sarcon, kt6rych przewodnosc termiczna si<lga az 17 W/m-K. Sq one dost<iµne w wersjach o grubofo 0,3, 0,5, 1. 1,5 Jub 2 mm. S& one wykonane z izolui<i· cych material6w o konsystencji g<lstych zeli. Dzitiki ciekawym wla:lciwo5ciom mechanicznym, swietnie wypelniai<i wszelkie nier6wne przestrzenie. Co wi<lcej, ich parametry utrzymuj&si<l na stalym poziomie nawel po wielu godzinach pracy w lemperaturze 150'C. Producent dostarcza w ramach dokumentacji technicznej wyn iki badan parametr6w swoich produkt6w po 100, 500 i 1000 godzin pracy r6znych temperaturach. Pelna oferta firmy Fujipoly obejmuje bardzo wiele wersji podkladek i tasm Sarcon. Umieszczono

SARCON GR-Pm

Podkladki og61nego przeznaczenia

1,5 W/m·K

Podkladki og61nego przeznaczenia

2,8 W/m·K

Podkladki og61nego przeznaczenia

1,3 W/m·K

Mi~kkie

M i~kki

material wypelniajqcy

1,5 W/m·K

Bardzo

mi~kki

2,7 W/m·K

material wypelniajqcy

Podkladki 0 sredniej przewodnosci cieplnej Materiafy wypefniajqce Podkladki o duiej przewodnosci cieplnej o najlepszych Podkladki o bardzo duzej przewodnosci cieplnej parametrach termicznych Najnowsze podkladki o znikomym oporze cieplnym Materiafy utwardzaj<jce si~ po naloieniu

Materiafy mocujqce

SARCON XR-Um-AL

6 W/m·K 11 W/m· K 14 W/m·K 17 W/m·K

Lepkie, silikonowe wypelniacze przestrzeni

1,5 W/m·K

Lepkie, silikonowe wypelniacze przestrzeni

3,2 W/m·K

Lepkie, silikonowe wypelniacze przestrzeni

2 W/m·K

Lepkie, silikonowe wypelniacze przestrzeni

SARCON XR-Pe SARCON XR-Um

1,1 W/m·K

materiafy wypelniajqce

SARCON SPG-1 SA SARCON SPG-30A

material o duiej przewodnosci

Podkladki wypelniajqce o duiej przewodnosci cieplnej Podkladki wypelniajqce o bardzo duiej prze· wodnosci cieplnej Material silikonowy o najwyzszej przewodnosci cieplnej Material silikonowy o najwyzszej przewodnosci cieplnej z warstwq aluminium

5 W/m·K 6 W/m·K 11 W/m·K 17 W/m·K 17 W/m·K

SARCON XR-v

Material o najwyiszej przewodnosci cieplnej

6 W/m·K

SARCON XR-v-AL

Material o najwyiszej przewodnosci cieplnej z warstwq aluminium

6 W/m·K

Niepalny, niesilikonowy material

1,5 W/m·K

SARCON NR-c

Bez silikonu

je w tabeli 1. Ofertti fi rmy Fujipoly uzupelniajq pasty i :lele termoprzewodzqce. Pasty i kleje termoprzewodzqce oferuje r6wniez znana angielska firma Electro!ube. Uwag~ zwraca rodzina past lermoprzewodzqcych bezsilikonowych.

Rozwi4zania specjalne

termoprzewodnosc wynosi ok 10 W/m·K w osi Z, to w plaszczyfoie foli i wynosi ponad 1000 W/m-K. Aktualnie trwajq prace nad moiliwosciq zast1lJlienia grafilu grafenem, jako skladnikiem tem10przewodzqcym, co daje szans<l jeszcze bardziej polepszyc wlasciwosci termiczne material6w termoprzewodzqcych.

Do najbardziej zaawansowanych konstrukcji Power LED oraz modul6w LED stosuje si~ podlofa ceramiczne i kompozytowe. Wykorzystywana bywa ceramika alundowa (AL,O,) i z Azolku Gli nu (AIN), kt6rej termoprzewodnosc wynosi nawet ok. 170 W/m·K. Uzywane podkladki kompozytowe zawieraj& grafit 1ub w og61e zast<lpowane Sq cienkimi foliami grafitowymi, o anizotropowym przewodnictwie cieplnym. Choe ich

eWy·d a1:1.ilE<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

73


PREZENTACJA - AUTOMATICON 2015

Nowosci w ofercie Contrans Tl Contrans TI zaprasza do odwiedzenia swojego stoiska XX w hali M, na kt6rym bi;dzie mozna zobaczyc - m.in. PowerCube inne wcielenie listwy z asilajqcej oraz maszyny do nawijania transfo1mator6w

CoNTRANS TI zapraszamY

.

-"~I \ Ti ro, _ na targi Automat1con 0 doprowadzeniu zasilania nieco inaczej Plqtan ina kabli pod biurkiem to codzienna rzeczywistosc. Nie wyglqda piElknie, usta\•vicznie przyrasta mimo zabiegOw pielE(gnacyj nych a listwa zasilaj11ca, na kt6rej ph1tanina pasozytuje, nie jest ani estetyczna, an i funkcjonalna. Problem banalny, ale by m u zaradzic trzeba przemyslec rzecz na nowo i wymySlic, co juz wymyslone, jeszcze raz. ZajElli si<l tym projektanci holenderskiej firmy Allocacoc bv, kt6rzy postawili sobie zadanie wymyslenia na nowo listwy zasilajqcej. Kiedy juz to zrobili, zai<lli siEl dodawaniem nowych funkcji. Podstawowy produkt firmy Allocacoc z serii Power Cube nazywa si<l Power Cube Standard i jest swego rodzaju rozgal<l:lnikiem o nietypowym, szesciennym ksztalcie. PiElc scianek kostki zajmuj11 gniazda, na sz6stej sciance znajduje siEl wtyczka. W Power Cu be Extended na sz6stej sciance znajdziemy na stale pol11czony przew6d, kt6ry czyni z tego modelu funkc jonalny odpowiednik listwy zasilaj11cej o jakZe innej fonnie. Modele PowerCube Extended wyposazone sq w uchwyt dokujqcy, mocowany do plaskiej powierzchni za pomocq wkr<lt6w lub przyklejany. Na seriEl Power Cube ReWirable skladai<t siE) modele, kt6re mozna konfigurowac. jednq ze scianek zajmuje standardowe (takie, jak w komputerach PC) gniazdo z bezpiecznikiem. Mozna do niego podl4czyc przew6d lub akcesoryjny adapter do jednego z siedmiu funkcjonuj qcych na swiecie sta ndard6w gn iazd elektrycznych, czyniqc z Power Cube ReWirable uniwersalny adapter podr6Zlly. Wszystkie modu:ly moZlla r6wniez l4czyc ze sob4. by zwi<:kszyc liczb<l dostQpnych gniazd. 0 ile podstawowe cechy Power Cube nie wydaj4 si<l rewolucyjne. to lista opcji pozwala zauwazyc, ze prod ukt jest dopracowany i unikatowy. Wszystkie podstawowe modele PowerCube dostf!pne sq w wersji z wb udowanq 2-wyjsciow11 ladowark& USB o wydajn osci 2 A. PowerCube Remote to wersja PowerCube Ex tended wyposazona we wlqcznik o obci11:i:alnosci 16 A ze zdalnym slerowaniem. Co ciekawe, bezprzewodowy sterownik PowerRemote nie wymaga zasilania bateryjnego, wykorzystuje do tego

<~ >

energi<: kinelycznq. Mozna go skonfigurowac, aby sterowat wieloma kostkami PowerCube. I odwrotnie - wiele sterownik6w PowerRemote maze bye przypisane do jednego wtqcznika. Allocacoc oferuje r6wniez dodatki doserii PowerC ube. Sq to m.in. zestawy wspomnianych wczesniej adapter6w do r6znych, wyst<lpujqcych na swiecie, typ6w gniazd oraz dodatkowe adaptery dokujqce. Do modeli wyposafonych w ladowark'l producent proponuje akcesoryjny przew6d z wtyczkami microUSB, m iniUSB i Apple Lightning. Ofert<l uzupelnia PowerCube Extension - przedlu:i:acz 0 tyle nietypowy, ze posiadajqcy wylqcznik wbudowany w gniazdo oraz PowerBar - kompaklowa lislwa zasilaj4ca z gniazdami lypu N (do plaskiej w tyczki). Allocacoc pracuje nad kolejnymi innowacjami. Moina spodziewac si<l produkt6w

eW'y'cMn i e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

• , ~ •••,, ,,

warszawa

,./

' 17-20 marca 2015

stoisko M12 hala 4

PowerCube wyposazonych w standa rdowe inlerfejsy bezprzewodowe (Wi-Fi i Bluetooth) oraz sterowanych i monitorowanych ze smarlfona.

Maszyny do nawijania i prasy z Ukrainy Zapraszamy do zapoznania siQ z nowosciq, jakq sq maszyny ukrail\.skiej finny Eltech. Firma T zDV Eltech zajmuje si<l produkcjq aulomatycznych maszyn do nawijania uzwojef1 oraz pras elektrycznych . Programowalna nawijarka liniowa SUN1..8M sluzy do nawijania olwarlych uzwojen cewek i ti:ansformator6w. Wyposazona jest w hamulec elektromagnetyczny i niezalezny nap<ld mechanizmu prowadnika. Maze bye sterowana r<lcznie lub jednym z 999 zapisanych w pami<lci program6w. Maszyna posiada interfejs uzytkownika z klaw iaturq

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku VIit asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


NowoSci w ofercie Contrans Tl

i wyswietlaczern oraz port RS-232 a doh1czone oprogramowanie PC wspomaga p rojektowanie program6w i diagnoslyk~ urz'ldzenia. Prasa eleklryczna PK-1.BM to kompaktowa stolowa prasa slu:i:qca do wciskan ia koneklor6w, nilowania oraz giljCia i lloczcnia nicwiclkich delali z ta5my. Maszyna jest zasilana wy1(\cznie elektrycznie, prqdem jednofazowym i dysponu;c naciskiem 15(30) kN. Skok roboczy wynosi 30 nun, a wydajnosc do 12 tys. operacji na godzin~. Konstrukcja umo:i:liwia szybkq wymiarni tlocznik6w. Wi~j informacji o tych i innych maszynach z oferty Eltech znajd4 Panstwo w serwisie 111mwltcch.com.ua.


NOTATNIK KONSTRUKTORA

Montaz ukladOw w obudowach WLCSP W artykule zawarto wyczerpujqcq instrukcjfi monta:iu uklad6w w obudowach WLCSR Podano wskaz6wki umoiliwiajqce uzyskanie niezawodnosci oraz pefne wykorzystanie zalet tej technologii. Moie sill jednak zdarzyc, ie inne od opisanych wyposaienie linii produkcyjnej i przebieg procesu produkcji dla specyficznej aplikacji r6wniei mogq stworzyc warunki, w kt6rych uzyska sifi najwyiszq niezawodnosc. Artykul zawiera og6lne informacje na temat uklad6w w obudowach \<\TI.CSP. Szczeg6lowe paramelry danego ukladu sq dostqpne w jego karcie katalogowej. Ten artykul ma na celu jedy nie podanie zalecen majqcych pom6c konstruktorowi i technologowi w wyborze wtasciwego rozwi'lzania dla projektowanego lub wylwarzanego u rzqdzenia. Poprawnych efekt6w nie da siq uzyskac bez doswiadczenia i nakladu pracy, kt6re Sl\ wymagane, aby zoptymalizowac p roces produkcj i urz11dzenia.

Obudowa WLCSP Termi n WLCSP odnosi si'l do lechnologii wykonywania obud6w uklad6w scalonyc h juz na poziomie .,wafla" zawieraj&cego ich slruktury, zamiasl ciqcia go na pojed}~lcze struktury, a nasl<ipnie u mieszczania ich w obudow ie . Ta czynnosc jest rozszerzeniem typowe go procesu wy twarzania uktad6w scalonych, podczas kt6rego struktury uklad6w nadal sq na tym samym ..waflu ", natomiast ochrollQ uzyskuje s iQ z uzyciem lypowego procesu wytwarzania i stosowanych w nim narzQdzi. Gotowy uklad scalony jest s lrukturq z obszarem wyprowadzen w postaci ..wzg6rk6w" lub kulek cynowych dot11czonych do wyprowadzefJ. struktury, dzi<iki czemu mozna go przylulowac do plytki drukowanej. Uklad scalony w obudowie vVLCSP ma niemal lak<t saml\ wielkosc, jak struktura ukladu scalonego, poniewaz w efekcie koncowym obudowa ma tak.ie same wymiary, jak jej podloze (fotografia 1). Technologia WLCSP r6zni

Fotografia 1. Uklad scalony w obudowie WLCSP

si<i od BGA oraz bazujqcej na laminacie CSP Lym, ze nie ma poh1czen drulowych pomi'ldzy wyprowadzeniami struktury a n6zkami obudowy. W ten spos6b S'l 1nininlalizowane wlasnosci paso:i:ytnicze polqczenia, zmniejszane wymiary obudowy oraz ulatwiane odprowadzanie ciepta ze struktury.

Typowe wymiary i konfiguracje WLCSP Uklady w obudowach \<\TI.CSP wylwarzane przez Freescale majq wymiary od 2,0 mm x2,0 mm do 5,29 mmx5,29 mm. Wyprowadzenia wykonane w formie kulek z cyny o srednicy 0,250 mm sq rozmieszczane z rastrem 0,40 mm. Wielkosc obudowy WLCSP moze bye r6zna nawet dla uklad6w

Artykul powstal na podstawie material6w udost~pnionych przez firm~ Freescale

o tej samej liczbie wyprowadzefJ.. poniewaz zalezy ona od wym ia r6w struktury ukladu scalonego (oczywiscie, takie uktady boid<1 r6wniez r6zniiy si<i typem i paramelrami). Dlatego tez projeklujqC plylk'l drukowanq p rzeznaczol1l\ dla uklad6w w obudowach \<\TI.CSP trzeba poswi'lcic wi<icej czasu na uwaznie przeglq¡ danie dokumentacji, aby nie popelnic bl'ldu. W taheli 1 umieszczono wymiary powierzchni zajmowanej przez obudow<i ze slandardowo rozmieszczonymi wyprowadzeniami w rastrze 0,40 mm, kt6re sq opisane w JEDEC Publication 95, Design Guide 4.18 oraz Sq zgodne ze slandardem JEDEC M0-211. Ply tka drukowana oraz szablon do montazu SMD majq kl uczowe znaczenie d la zapewnienia wlasciwego pol<tczenia pomi'ldzy uktadem WLCSP oraz pty tkq drukowanq. Wy konujqc projekt plytki, nalezy posluzyc siQ rysunkami udost<ipnianymi przez Freescale zawierajqcymi w~niary obud6w WLCSP konkretnych uklad6w oraz ich tolerancje.

Wyprowadzenie

Dielektryk 2

w~:::z'~ Druga warstwa pasywacyjna

Warstwa wicizcica wyprowadzenia (Al)

Rysun ek 2. Typowy przekr 6j ukladu w obudowie WLCSP z warstwami polimerowymi

i RDL

'l.lllimfil 'Dll

. '....mlI!IiCil!i!J ~ ~ .......... ' -

-v--v Powierzchnia obudowy [mm x mm]

1,0xl,O 1,4 x 1.4 1,8x1.8 2,2 x2,2 2,6x 2,6 3,0x 3,0 3,4x3.4 3,8x3,8 4,2 x4,2 5,3 x5.3 6,4x5.S

eW'y'cK6ni e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

......

mmmm (!8:1!J lmiil

Uklad wyprowadzer\

2x 2 3x 3 4x 4 5x5 6x 6 7x 7 8x8 9x 9 10x10 11x11 12x12

Liczba wyprowadzer\

4 9 16 25 36 49 64 81 100 120 143 rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:Âąytku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


Montai uktad6w w obudowach WLCSP Budowa i produkcja ukladu w ohudowie WLCSP Na rysunku 2 pokazano przekr6j typowego ukladu w obudowie WLCSP z warstwq RDL pomiqdzy dwoma warstwami dielektryka. W technologii WLCSP pierwsza warstwa jest dielektrykiem. Uloi:ona na niej przewodzqca wa rs twa miedziana przewodzi sygnal ze s truktury do wyprowadzenia lulowniczego w formie kulki. Druga warstwa dielektryka przykrywa warstwEl metaliczn<\ jednoczesnie izolujqc jq ad plytki drukowanej oraz tworzqc obszar wyprowadzeii. Kulka wyprowadzenia jest wykonana ze s topu bezolowiowego. Przebieg typowego procesu produkcji ukladu w obudowie \11/LCSP pokazano na rysunku 3. Przedstawiono na nim dwuwarstwowy proces RDL, z warslwq RDL

rcmmm s. ~ ~ ..

--'

,.,...

.

-

liim

.11111111•

•••••

- -

'

.,,

-

Op is WLCSP, raster 0,40 mm Ksztalt punktu lutowniczego Okrqgly Srednica miedzianego punktu lutowniczego NSMD: 220 µm (cz~sl odsloni~ta) SMD: 320 µ m Wykoliczenie pu nktu lutowniczego OSP lub NiAu (Au<0,5 µm dla zabezpieczenia przed p~kaniem polqczen) Grubost miedzianych punkt6w - terminali 30 µ m (<1 oz) Otw6r w szablonie do montazu NSMD: 220 µm SMD: 320 µ m Szablon do montazu Wyci~ty laserem ze stali nierdzewnej, niklowanej i po· lerowanej elektrycznie 0,100 mm (4 mil) Grubost szablonu

tunieszczonq pmniE(dzy dwie1na warstwarni

dielektryka.

Zalecenia odnosnie do projektowania plytek drukowanych Wymagania odno5nie do projektu plytki drukowanej jako baz(! wykorzyslujq sta ndard IPC-A-600 w celu uzyskania optymalnego polqczenia elektrycznego i niezawodnych pol<iczen lutowanych. Podstawowe zalecenia firma Freescale odnosnie d o ply tki drukowanej oraz szablonu do montazu SMD umieszczono w tabeli 2.

Zalecenia odnosnie do plytki drukowanej Punkty lutownicze SMD Sq wyznacza ne przez obszary bez maski lutowniczej, jak pokazano na rysunku 4. Powierzchnia odsloni~te przez mask~ jest mniejsza niz caly obszar miedzianego punktu lutowniczego przeznaczonego na przylutowanie wyprowadzenia ukladu. Punkty lutownicze NSMD maj<1 obszar odsloniEllY przez maskEl wiElkszy niz wyznaczony przez miedz. Jest w iele czynnik6w wplywaji\cych na to, kiedy projektant uzywa p unkt6w SMD, a kiedy NSMD. Oba typy punkt6w lutowniczych mogq bye uzywane d la uklad6w w obudowach WLCSP. Firma Freescale zaleca uzywanie punkt6w NS!vlD ze wzgl~du na wlasnosci cieplne oraz SMD dla ze wzglqdu na pozytywnc wyniki uzyskane podczas badan wytrzymalosci polqczenia w tescie upadku. w miejscach , w kt6rych sciezka jest dolqczana do p unktu zaleca si~ stosowanie lagodnych przejsc w ksztalcie kropli (rysunek 5).

Przelotki w punkcie lutowniczym Potrzeba uzywania przelotek w punkcie lutowniczym (fotografia 6} jest w og61 nym przypadku determinowana przez projeklanta urzqdzenia. 'JYpowo, stosowanie takich rozwiqzan skutkuje nier6wnom iernymi polqczcniami lutowniczymi, co doprowadza do skr6cenia czasu funkcjonowania

Rysunek 3. Przebieg typowego procesu wytwarzania ukladu WLCSP Maska Miedz

Maska Laminat Pad NSMD

Pad SMD

widok przekroju

widok przekroju

Pad NSMD

Pad SMD w widoku od g6ry

w widoku od g6ry

Rysunek 4. Punkty lutownicze SMO i NSMO na plytce drukowanej

u rzqdzenia. Dzieje siEl tak na skutek dz ialania pqcherzyk6w powictrza uwiqzionych w otworze przelotki. Jesli z jakichS powod6w muszq bye wykonane przelotkach w punkLach lutowniczych, to zaleca s iq u zywanie przelotek wypelnionych, jak na fot. 6. Podobnie jak d la wiElkszosci projekt6w, przy wykonywani u przelolek w punkcie lutowniczym istotne dla u zyskania niezawodnosci u rz<1dzenia Sq doswiadczenie p rojekta nta plytki oraz producenla wykonujqcego jej montaz.

Zalecen ia odn osnie do szahlonu monta:i:owego Ze wzg!Qdu na n iewie lki raste r oraz mi n iaLurowe wymiary wyprowad zel1 uklad6w w obudowach WLCSP nalecy poswi~cic

0 0

Rysunek 5. Tear drops - technika dofqczania punkt6w lutow niczych

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

77


NOTATNIK KONSTRUKTORA szczeg6lm1 uwagEl procesowi naldadania pasty lutowniczej. W trakcie produkcji jest zalecane sprawdzenie grubosci nalozonej pasty i procentowego pokrycia punkt6w lutowniczych w odnies ieniu do miejsc lutowanycb na plytce drukowanej. Szablon do montazu powinien bye wyciE)ly laserem z niklowanej stali nierdzewnej lub uformowany elektrycznie z kobaltu, lub chromu utwardzanego niklem dla powtarzalnego rozprowadzania pasty lutowniczej r6wniez w wypadku bardzo malych p61 lutowniczych wymaganych przez miniaturowy raster. Przed ui.yciem szablonu montaiowego koniecznie nalezy go sprawdzic pod kqtem problem6w jakosciowych, na przyklad wyStElpowania zadzior6w w otworach. W szablonie monta:Zowym mozna stosowac otwory o ksztalcie okrqglym lub kwadratowym, jednak otwory kwadratowe zapewniajq lepsze rozprowadzenie pasty lutowuiczej i skuteczniejsze pokrycie. Rogi otwor6w mogq bye zaokrqglone dla ustrzezenia siE) przed zatykaniem. Dia stop6w SnAgCu zaleca siEl stosunek 1 :1 przeslony do punktu lutown iczego. Dia obud6w WLCSP z rastrem wyprowadzef1 0,40 mm najlepiej uzyt wsp61czynnika przeslony ~0.66, kwadralowych otwor6w o wymiarach 0,25 mmx0,25 mm (brzegi zaokn1glone promieniem 25 µ111) dla lepszego rozprowadzenia pasty lutowniczej. 'Nsp6tczynnik przestony jest definiowany jako stosunek powierzchni otworu do powierzchni sciany bocznej. Do wykonania szablonu monta:lowego jest zalecane uzycie stali nierdzewnej o grubosci 0,100 mm (4 mil). Jesli te wymagania odnosnie do szablonu Sq w konOikcie z innymi wymaganiami dotyczitcych komponent6w SMT dla plytek montowanych w technologii mieszanej. mozna zaslosowac szablon wykonany zgodnie z zaleceniami standardu IPC-7525.

Montaz plytki z ukladami WLCSP Na rysunku 7 pokazauo przebieg typowego procesu montaiu plytki drukowanej. Zalecane si~ stosowanie pasty lutniczej ,,Type 4" (kulki cynowe o wymiarach od 25 do 36 µm) lub drobn iejszej. o nieduiej zawartosci halogenk6w (poni:lej 100 ppm]. Aby wyeliminowae koniecznose mycia plytek po monta zu, mozna stosowac paslEl lutowniczq typu .,No-Clean". Obudowa WLCSP ma relatywnie male wymiary. Ola uzyskania wi~kszej precyzji przy ukladaniu komponenl6w zamiast Wst~pna kontrola

uklad6w WLCSP

Fot og rafia 6. Przykladowy otw6r w przelotce pneumatycznych automat6w typu chip-shooter zaleca siEl uiywanie aulomal6w pick&place kontrolowanych za pomocit system6w wizyjnych. Dlatego niezbfldne jes t umieszczenie na plytce lokalnych znacznik6w (fiducials] ulatwiajqcych pozycjonowanie i urnieszczenie kmnponent6w.

Urz<idzenia pick&place uzywaj11ce pozycjonowania 1nechanjcznego nie sci zalecane

ze wzglfldu na ryzyku uszkodzenia mechan icznego delikatnej obudowy WLCSP. Aby ustrzec sifl przed uszkodzeniem ukladu w trakcie montazu, nalezy rozmieszczae uklady z min imalna, kontrolowanq sil<t wyst«:pujqcq w osi pionowej. Zamiast pomiaru sily nacisku zaleca si<i stosowanie metody Z-height. Do przenoszenia uklad6w naleiy stosowat niskociSn ieniowe dysze z odpowiednimi konc6wkami. jesli jest konieczne przeniesienie i uioZenie ukladu rl(cznie,

to nalezy uzywat pQsety pneumatyczne z odpowiednimi kol1c6wkami. Kazdy producent wykonujqcy montaz powinien wykonywac badania dokladnosci pozycjonowania komponent6w w obudowach WLCSP, aby uzyskae rzeczywislq wiedz'l na temat kompensacji wymaganej dla obudowy danego typu. Firma Freescale nie jest w stanie przewidziee zakresu urzqdzeil stosowanych do przenoszenia i pozycjonowania komponent6w oraz ich nastaw wymaganych dla obudowy danego typu, wi<ic nie moze ulworzyc og6lnych zalecen odnosnie do kompensowania urzqdzen dla obud6w \11/LCSP.

Rozplyw pasty lutown iczej Jednq z najwazniejszych CZflSCi procesu produkcji jest lutowanie i dlatego. aby uzyskac odpowiedniq niezawodnosc polqczeil, profil temperaturowy powinien bye ustalony i kontrolowany ze szczeg6ln<t uwagq. Profil wymagany do zmontowania plytki urzqdzenia danego typu jest zalezny od wielu czynnik6w, wlqczajqc w to: zlozonosc produktu, lyp pieca, lyp pasty lulowniczej, r6znic<i

Nakladanie pasty lutowniaej

Uktadanie komponent6w

temperatury w obr<ibie plytki drukowanej, tolerancj<i pieca oraz termopary - czujnika temperatury itp. Wszystkie uklady Freescale w obudowach \/\ILCSP spelniaj<t wymagania Moisture Sensitivity Level t w temperaturze 260°C. Maksymalna temperatura obudowy komponentu nie powinna przekraczac podanej warlo§ci. Aklualne nastawy lemperatury lutowania muszq bye okreslone przez projektanla oraz producenta z uwzglfldnieniem dopuszczalnej temperatury dla komponent6w skladowych oraz na podstawie w tasnosci pasty lutown iczej.

Wymiana kornponent6w w obudowach WLCSP Komponenty w obudowach WLCSP wylutowane z plytki nie powinny bye uzywane do ponownego montazu. Komponenty produkowane przez Freescale mogq bye trzykrotnie lutowane (poddawane procesowi nagrzewania], co jest zgodne ze standardowymi wymaganiami stawianym i ukladom scalonym. Uklad, kt6ry zostal przylutowany na plytce drukowanej a nastflpnie wylutowany, by! dwukrotnie nagrzewany, natomiast jeS!i plytka drukowana jest dwustronna - trzykrotnie. Dlatego tez jego obudowa jest na granicy swojej gwarantowanej odpornosci i uklad nie powinien bye uzywany. Wymontowane komponenty WLCSP muszq bye wlasciwie utylizowane i nie powinny bye mieszane z nowymi. Proces wymiany ukladu w obudowie WLCSP jest zbliiony do lypowych obud6w BGA oraz CSP: Aby usunqe uszkodzony komponent z plytki, nalezy ogrzac go od g6ry i od spodu za pomocq gorqcego powietrza. Powinny bye przy tym stosowane dysze o od powiedni ch wymiarach oraz PElSela pneumatyczna wyposa:Zona w koilc6wk'l odpowiedniq dla danego komponentu. Zaleca siEl jednoczesne podgrzewa nia od gory powietrzem o temperaturze 300°C i od spodu tso·c przez 30

Wygrzewanie

Kontrola jako5ci

Rysu nek 7. Typowy proces montazu plytki d rukowanej

eW'y'c~sn i e dIa: J a ku b Rudo If (96006) rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez prawa do rozp owsze ch n i an i a.


Montai uktad6w w obudowach WLCSP MSL=l, les lowany zgodnie z normq IPC/ JEDEC J-STD-OZOD.

Wymiary obudowy Raster Liaba wyprowaMSL* [mm x mm] [mm] dzerl 2,2x 2,2 0,40 25 MSL= 1 przy 260°C 0,40 3,0x 3,0 36, 49 3,45 x3,73 0,40 49 3,8x 3,8 0,40 81 5,29x 5,28 0,40 120 *Uwaga: dla konkretnego produktu nalei y posfuiyc si~ parametrami zamieszaonymi w jego karcie katalogowej lub na stronie internetowej Freescale Semiconductor. Zawierajq one MSL. wfqaajqc w to JEDEC MSL.

sekund. Wi'lkszosc zaklad6w produkcyjnych ma odpowiedni<t wiedz'l na temal demontazu i mozna si'l w tym zakresie konsultowac z ich ekspertami. Po usuni'lc iu komponenlu WLCSP, miejsce na plytce drukowane j nalezy oczyscie i przygotowac do montazu nowego komponenlu. Przy wylulowywaniu komponenlu nie nalezy przekraczae temperalury 245°C, poniewaz punkty lutownicze mogq ulec uszkodzeniu. Do nakladania pasty lutowniczej powinien bye uzywany miniaturowy szablon o lej samej grubosci, wielkosci otwor6w oraz slosunkn powierzchni otworu do wysokosci, co szablon podstawowy. Zel lub g'lsty topnik nalezy nakladac za pomocq metalowej lopalki. Po tej operacji nalezy skontrolowae pokrycie punkt6w lutowniczych - pasta lu-

z uzyciem profilu lemperatury podobnego do uzywanego podczas normalnego procesu lutowania.

Poziom wilgotnosci (MSL - Moisture Sensitivity Level) Poziom wilgotnosci okresla odpornosc komponentu oraz warunki jego przechowywania po otwarciu oryginalnego opakowania. Im nizsza jest wartosc wsp61czynnika MSL, lym mniej uwagi lrzeba poswi11cac magazynowaniu komponent6w. W tabeli 3 wymieniono najlepszy przypadek MSL dla obud6w o r6:inych wi elkosciach. Wszystkie uklady WLCSP produ kowane przez Freescale Semiconductor mai'I

townicza po\·vinna byC naloZona r6wnomier-

H

nie i w odpowiedniej ilosci przed um ieszczeniem komponentu na plytce. Do podniesienia komponentu i urnieszczenia go na plytce powinna bye uzyta dysza pneurnatyczna z odpowiedniq kol1c6wk'I. Do pozycjonowania komponenlu zaleca si~ uzycie syslemu wizyjnego, kt6ry jednoczesnie wyswiella obraz wyprowadzell WLCSP oraz przeznaczone dla niego punkty lutownicze na plytce drukowanej. \'\lymieniony komponent jest nasl'lpnie przylutowywany do plytki drukowanej

G

....

'

Wymiary obudowy [mm x mm[ 3,8x 3,8

......

.. -

I Liaba wyprowa-

dzeli 81

.

3,0x 3,0

49

SMD

2.2 X2,2

25

SMD

5,29X5,28

120

SMD

5,29 x 5,28

120

NSMD

Niezawodnosc plytki drukowanej jest wyznaczruia przez czas niezawodnego funkcjonowania polqczei\ lulowanych. Na niezawodnosc pol'lczell maj11 wplyw wszyslkie czynniki opisane wczesniej. Dia polrzeb leslowania niezawodnosci uzyto pr6bek obud6w WLCSP z wyprowadzeniami polqczonymi parami za pomocq warslwy przewodz<tcej. Nast~pnie uklad przylutowano do testowej ptytki drukowanej, na kt6rej wykonano komplemenlarne pol4czenia, dzi~ki czemu utworzono pojedynczy obw6d eleklryczny (siee) z wyprowadzeniami

polqcz011ymi

szeregowo,

w kt6rym uszkodzen ie polqczenia pom i~dzy dowolnym wyprowadzeniem a ptytkq drukowanq skutkowalo przerwaniem przeplywu pr<1du [rysunek 8).

Niezawodnosc poli!czen Iutowanych (SJP) Zmonlowana plytka drukowana mo:i:e bye wielokrotnie poddawana oddzialywaniu

Pol11czenie na warstwie

-

RDL ukladu WLCSP

Pol<iczenie na plytce drukowanej

F E

Wejscie i wyjscie do pomiaru rezystancji

D

c B

2

3

4

5

6

7

8

9

Rysunek 8 . Pol<1czenia wykonane dla potrzeb testu upadku

t111111

Rodzaj punktow lutowniaych SMD

Testowanie niezawodnosci plytki drukowanej

1cr•

Spoiwo

I

I Grubosc

obudowy I [mil]

Beta

5,52 6,63

I

Liczba cykli do uszkodzenia 63,2% pol11czeli

SAC105

14

SAC105 SAC1205 SAC105 SAC105

16 14 14 16

13,05 6,76 4,53

344,44 360,38 650,01 621,47

436,61

SAC1205 SAC1 05 SAC105 SAC1205 SAC1205

14 14 16 14 14

7,28 5.43 7,76 7,65 5,836

619,26 762,00 863,39 676,39 267,1

SAC1 05 SAC405

14 14

7,355 5,558

418,3 351, 1

SAC1205 SAC105 SAC405

14 14 14

7,791 9,189 4,596

377,2 470,8 577,7

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone Wy'tqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

79


NOTATNIK KONSTRUKTORA Wymiary obudowy liaba wyprowa[mmxmm] dzer\ 5,29 x5,28 120

Rodzaj punktow lutowniaych SMD

Spoiwo

Grubost obudowy Beta [mil] 14 6,149 9,045 14 14 5.7

SAC1205 SAC105 SAC405

liaba cykli do uszkodzenia 63,2% polilaer\ 944,3 1119 1434

Rezystancja termiczna obudowy Wypelniacz A B

c

CTE - 80ppm - 60ppm - 30ppm

Pierwsze uszkodzenie 18 281 1421

szerokiego zakresu temperatury. Najbardziej popularne warunk.i testu dla niewielkich urz4dzen Sq okreslone przez zalecenia )EDEC Condition ,.G" (-40/ + 125•q. Zawarto w nich z 15-ininutowy czasem wygrzewania i w cyklu l raz/godzin'l. Dziqki opracowaniu specjalnego uklad u w obudowie WLCSP oraz plytki drukowanej, firma Freescale na biez4co monilorowala rezystancj~ poprzez lancuch polqczonych wyprowadzen oraz komplementarmi plylk'l d rukowan<1. Uszkodzenia zdefin iowano jako calkowit'l rezys tancj~ laticucha wynoszqca 300 n lub Wi'lcej. Rezystancja taf1cucha byta mierzona przed rozpocziiciem cyklicz nego wygrzewania (moment pocz'ltkowy testu temperaturowego). Freescale kontynuuje prace badawcze zwiqzane z poprawq jakosci potqczef1 lutowanych obud6w WLCSP. Wyniki r6znych eksperyment6w sprawdzajqcych niezawodnosc polqczel1 lutowanych dla obud6w mai'lcych r6zne wymiary, liczb'l wyprowadzefi, grubosc, montowanych przy uzyciu r6Znych spoiw lutowniczych umieszczono w taheli 4. \<\lszystk.ie testy wykonano z uzyciem ptytek drukowanych o podobnych wymiarach. Wykonano r6wnie:i. ocenii w innym zakresie temperatury (O/tOO ' C). Zastosowano ranlp'l o czasie trwania 10 minut oraz 10-minulowy czas wygrzewan ia, cyklicznie 1 raz na 1,5 na godziny. Rezultaty testu zaprezentowano w labeli 5.

Wypelniacze Do wypelniania przeslrzeni pomi'ldzy wyprowadzeniami uklad6w WLCSP mozna stosowac specjalne substancje, kt6rych zadaniem jest wzmocnienie pol'lczenia. Dane dotycz4ce niezawod nosci polqczei\

liczba uszkodzonych ·ednostek

% uszkodzen 100% 30% 7%

30 9 2

po zastosowaniu wypelniacza uzyskano slosujqc go z obudowq o wymiarach 5,29 mmXS, 28 mm, ze spoiwe m SAC1 205 z kulkami 0,25 mm. S taranne wybranie wypelniacza ma znaczenie krytyczne dla poprawy niezawodnosci obudowy WLCSP. Wybranie wypetniacza ze zbyt duzym parametrem GTE moze skutkowac pogorszeniem niezawodno.Sci, nawet w por6wnaniu

do jego braku. z kolei, uzycie wlasciwego wypelniacza maze znacz'lco poprawic wylrzymalosc pol<1czei\ lulowanych obudowy WLCSP. Por6wnanie wyni k6w dla montazu z wypelniaczem i bez niego dla obudowy o wymiarach 5,29 mmx5,28 mm wykazuje nawet 7-krotny wzrost liczby cykli do pierwszego uszkodzenia (201 w por6wnaniu do 1421). Wyniki teslu zaprezentowano w tabeli 6.

Test upadku Komponenty w obudowach WLCSP byly testowane zgodnie ze specyfikaci'l dla testu upadku JEDEC JESD22 -B111. Warunki leslu, wielkosc plytki, osprz'lt o raz kryteria uslalono na podstawie JESD22-B11 t. Wszystkie testy byly wykonywane w osi Z (obudowa w d61). Szczytowe przyspieszenie wynosilo 1500 g przez 0,5 ms (po16wka sinusoidy). Mierzona i rejes trowana byla rezystancja w chwil i zero o raz po upadku. Wyn iki pomiar6w rezystancji byly zapamioitywane przez uklad zamontowany, kt6ry r6wniez mierzyl j4 i zapami<ilywal w lrakcie upadku. Kryteria uszkodzenia us talono na too n przez 200 ns, zapami<itane 3 razy po kolejnych 5 upadkach. Wyniki testu przeprowadzonego dla obud6w o r6znych wielkosciach oraz r6znej liczbie wyprowadzen umieszczono w tabeli 7.

Wtasnosci termiczne obudowy WLCSP Sq charakleryzowane Z uzyciem dw6ch typ6w plylek r6Zni4cych si<i wlasnosciami termicznymi oraz trzech rezyslancji termicznych: Typy plytek: Z pojedyncz<1 warshv'l sygnalow'l - ls (wykonana zgodnie z JEDEC EW JESD51 -3). Z dwoma warstwami sygnalowymi - 2s2p (wykonana zgodnie z JEDEC EW JESD51-5 oraz ElA/JESD51.-7). Rezystancje termiczne: • Zlqcze do oloczenia (Theta-JA). Zl<1cze do plytki (Thela-JB). Zlqcze do obudowy (Theta-JC). Wymienione rezystancje lermiczne pomagajq scha rakleryzowac i rozwi<1zac problemy zwiqzane z r6znymi srodowiskami pracy.

Rezyslancja ,,zlqcze do oloczenia" (Theta-JA) Rezystancja lermiczna zlqcza do otoczenia (Theta-)A JEDEC EINJESD51-2) jest liczbq jednowymiarmv'l, kt6ra okresla zdolnosc do przewodzenie ciepla ze zlqcza (najwyzsza lemperatura w strukturze] do srodowiska w poblizu komponentu. Cieplo, kt6re jest wytwarzane na powierzchni s truklury osi<1ga bezposrednie o toczenie za pomocq dw6ch dr6g: (1) konwekcja i promieniowanie z eksponowanej powierzchni obudowy oraz (2) przewodzenie poprzez plylkti leslow<1 poprzedzone przez promieniowanie i konwekci'l z eksponowanej CZ<lSci plytki. Rezystancja Theta-JA jest podawana za pomocq dw6ch parametr6w, zaleznie od rodzaju plylki drukowanej: R JA oraz R JMA. Rezystancje R ]A i R JMA pomagajq w analizie zagadniel1 zwiqzanych ze sprawnosciq termicznq obudowy WLCSP w aplikacji docelowej. Rezyslancja lermiczna R JA jest wskaznikiem wlasnosci termicznych obudowy zamontowanej na plytce testowej o malej przewodnosci cieplnej (np. ls) w naturalnym

~'Di~ iG}I!I mimi:m \mSil Wymiary obudowy [mmxmm) 3,8x3,8 3,0x 3,0 3,0x3,0 2,2 x2,2 5,29 x5,28

liczba wyprowadzen 81 49 36 25 120

Rodzaj punktow lutowniaych SMD SMD NSMD SMD SMD

e' Vy·ce011 ie dIa: J a kub RudoIf (96006)

Spoiwo SAC105 SAC105 SAC105 SAC105 SAC1205 SAC105 SAC405

Grubosc obudowy [mil) 14 14 14 14 14 14 14

Liaba upadk6w 30 30 30 30 30 30 30

Wynik testu 0/30 0/30 0130 0/30 0/20 0/20 0/20

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Montai uktad6w w obudowach WLCSP

'IE.lmllili ... Liczba wyprowadz; r\ 25 36 49 81 83 120 143

,.~.

,.,,.~\!l!ll!~ Wielkosc obudowy [mm] 2,2x2,2 3,0x3,0 3,0x3,0 3,8x3,8 4,79x 4,79 S,3x5,3 6,4x5,S

0.4 0,4 0,4 0,4 0.4 0,4 0,4

Rq,••(11. m [CJW]

Rq,/I· (>I [CJW]

Raster [mm]

144

82 83 77

52

13

69 39

27

33 39 37 35

I

Rq,.«I (CJW]

12 11 10

Uwagi: Temperatura zfqcza jest funkcjq wielkosci struktury, strat mocy w ukladzie, rezystancji term ianej obudowy, temperatury otoaenia, temperatury ptytki, strat mocy innych komponent6w na plytce oraz rezystancji termicznej plytki. JEDEC EINJESD51 -2 ptytka 1-wartwowa, pozioma. Ptytka odpowiada JEDEC EINJESD51 -3 oraz JEDEC EINJESDSl -5. JEDEC EINJESDSl -6 ptytka pozioma. Plytka odpowiada JEDEC EINJESDSl -5 oraz JEDEC EINJESD51-7. Rezystancja termiczna pomi~dzy strukturq oraz p!ytkq drukowanq zgodnie z JEDEC EINJESD51 -8. Temperatura plytki jest mierzona na g6rze w poblii u obudowy.

srodowisku umo:i:liwiajqcym konwckci'l· Plytk'l ls wykonano zgodnie z JEDEC EW JESD51·3 o raz EINJESD51·5. Rezystancja termiczna R )A przyblifa sprawnosc termiczm1 obudowy WLCSP zamontowanej w dw6ch odr~bnych konfiguracjach: (1) plyl· ka bez wewn<ilrznych obszar6w termicznycb (np., p lytka o malej przewodnosci) lub (2) gdy plyLka wielowarstwowa jest ciasno upa· kowana podobnymi komponentami. Rezystancja termiczna R )MA jest wskazn ik iem wlasnosci termicznych obudowy za· montowanej na plytce z dwoma warstwami sygnalowymi oraz dwoma wewn'llrznymi powierzchniami miedzianymi (2s2p). Plytk'l testowq wykonano zgodnie z )EDEC EIN )ESD51-5 oraz EINJESD51-7. Rezystancja termiczna R }MA okresla sprawnosc termiczn'I obudowy, gdy obok Sq zamontowane komponenty rozpraszajqce podobn'I ilosc ciepla na plytce wielowarstwowej.

Rezystancja ,,zl llcze do plytki (Theta-JB) Rezystancja te rmiczna zl<tcza do plytki (Theta-JB lub R JB zgodnie z JEDEC EW JESD51·8) jest r6wnie:i: okreslana dla WLCSP.

Rezystancja R JB wyrafa poziome rozprzestrzenianie si'l ciepla pomi'ldzy zl<1czem a plylkq . Temperatura plytki jest mierzona w odleglosci 1 mm od obudowy na scie:i:ce ulokowanej na warstwie g6rnej plytki.

Rezystancja ,,zll\cze do obudowy" (R JC) Rezystancja term icz na R JC jest u:i.ywa· n a do okreslenia sprawnosci termicznej obu dowy WLCSP, gdy ta jes t przyklejona do powierzchn i melalowej lub rad iatora. Tabela 8 zawiera kilka istotnych informacji zwi11zanych z wlasnosciami termicznymi obud6w WLCSP. Wszystkie parametry zmierzono d la stru ktury krzemowej (Si). Pomii:dzy w ielkosc i'I obudowy oraz a rezystancj'I termiczrn1 zach odzi relacja odwrotna. Wi~ksze obud owy majq mnicjszq rezystancj'l R )A. Freescale Semiconductor Materialy zr6dlowe: JEDEC Publicalion 95, Design Gu ide 4.18, Wafer Level Ball Grid Arrays (WLBGA), Issue. A, September, 20004. 2. )EDEC M0211, ,,Die Size Ball Grid Array, Fine Pitch, Tbin/Very Thin/Extremely Thin Profile'', June 2004.

1.

3. ANSl/IPC-A-600G, ,.Acceptability of Printed Boards", July 2004. 4. IPC-7525, ..Stencil Design Guidelines", May 2007. 5. IPC/JEDEC J·STD-0200.1, ,,Moisture/Retlow Sensitivity Classification for Nonhermetic Solid Slate Surface Mount Devices", May 2008. 6. JEDEC JESD-A104C, ,,Temperatme Cycling", May 2005. 7. JEDEC JESO-BJ 11, .. Board Level Drop Test Method of Components For Handhcld Electronic Products", July 2003. 8. EWJESD51-3. ,,Low Effective Thermal Conductivity lest Board for Leaded Surface Mount Packages," August 1996. 9. EINJESD51·5, ,,Extens ion of Thermal Test Board Standards for Packages with Direct Thermal Attachment Mechanisms," February 1999. 10. EINJESD51-7, ,,High Effeclive Thermal Conductivity Test Board for Leaded Surface Mou nt Packages," February 1999. 11. EWJESD51·2, ..Integrated Circuits Thermal Test Method Environment

Conditions · Natural Convection [Still Air)", December 1995. 12. EINJES051-8, ,,Integrated Circuit Thermal Test Method Environmental Conditions junction-to-Board", October 1999. 13. V. Chiriac, ,,Wafer Level CSP Thermal Performance Evaluation", Freescale Semiconductor, August 2008. 14. EWJESD 51-6, .. Integrated Circuits Thermal Tesl Method Environment Conditions - Forced Convection (Moving Air)," March 1999.

eWy·d a1:1.i!E<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

81


Serwisy dla branzy elektroniki i automatyki ~I ~¡ ~-rr-{ e) ~ ill{;.\

?i~~I'Ji.~Y -

-

Sbo ooo

odston miesi~cznie ..

ponad

140 000 uiytkownik6w miesi~cznie

~~r1

ooo

subskrybent6w codziennego newslettera

hn1an


NOTATNIK KONSTRUKTORA

Zestaw demonstracyjny XMC 2Go jako analizator stan6w logicznych Zestawy demonstracyjne mikrokontroler6w po spelnieniu swej pierwotnej funkcji, jakq jest zapoznanie uzytkownika z nowym ukladem, kofzczq zazwyczaj sw6j zywot na p6lce pokryte kurzem. Mozna zaryzykowac stwierdzenie, ze taki Jos spotyka dany zestaw tym szybciej, im skromniej jest on wyposafony. 'I)tmczasem nawet minimalistyczny zestaw ewaltiacyjny mikmkontmlera moie zostac przeksztalcony w narz~dzie przydatne w pracowni elektronika i bye dalej uzyteczny w artykule zaprezentowano spos6b wykorzystania jednego z tego typu zestaw6w - modulu XMC 2Go w roli 8-wejsciowego analizatora stan6w Jogicznych. Pokazany na fotografii 1 modul XMC 2Go zostal opracowany przez firm'l Infineon jako zestaw demonstracyjny mikrokontrolera typu XMCl 100 oraz srodowiska programistycznego o nazwie DAVE, przeznaczonego dla o mikrokontroler6w tej fumy. W momencie pojawien ia s i~ modul byl reklamowany jako prawdopodobnie najmniejszy na swiecie zestaw ewaluacyjny mikrokontrolera. Rzeczywiscie, jest mniejszy niz lypowy pendrive, pon iewaz modul mierzy 38,5 mm dlugosci i 14 mm szerokosci. Miniaturowe rozmiary zestawu XMC 2Go idq w parze z jego wyposaieniem, kt6re jest bardziej niz skromne. Poza mikrokontrolerem XMCl 100, zestaw jest wyposazony tylko w dwie diody LED, kt6re mogq bye slerowane przez program uzytkownika. Dodatkowo, dla uzytkownika jest doshipnych 14 linii 1/0 mikrokonlrolera, kl6re Sq wyprowadzone na pola lutownicze rozmieszczone wzdluz kraw~dzi plytki drukowanej. Do programowania mikrokonlrolera XMCl 100 stuzy znajduj<1cy si<i na tej samej plytce drukowanej

Fotografia 1. Zestaw demonstracyjny XMC 2Go

programator/debugger zgodny z J-Link. Pelni on r6wniez rol<i konwertera UART/USB dla ukladu transmisji szeregowej mikrokontrolera XMC1100. Schema! blokowy modulu XMC 2Go przedstawia rysunek 2. Zastosowany w zestawie XMC 2Go uklad XMC1100-Q24F0064 jest przedstawicielcm najprostszej rodzi ny mikrokontroler6w z rdzeniem Cortex-M w ofercie firmy Infineon. Jest on wyposazony w rdzen

Cortex-MO, 8 kB pami'lci ROM, 64 kB nieulotnej pami'lci Flash i 16 kB pami'lci S!~M. Maksymalna cz~stotliwosc taktowania rdzenia lo 32 MHz. Uklady peryferyjne, w kl6re jest wyposa:Zony mikrokontroler XMCl 100 to: • lrzy r6wnolegle porly GPIO: PO, Pl i P2, 4-kanalowy uklad lypu CapturcCompare CCU4, • okienkowy watchdog Li mer WOT, Slabilizator nap~cia

Zl;\cze X1 •3.3V

3.3V +- SV

Programator I debugger J.Link (X MC4200) Pl,2

LE01

Mikrokonlroler

XMC1100 LED2

Pl 1-'-'P..... .1_ P2.

SWCL~

SWD

m

_...,R.,.>0'-+!1-----< ~ T

RS

Gniazdo Mi<ro use

•3.3V

Debug LED

Zl<tcze X2 Rysunek 2. Schemat blokowy zestawu demonstracyjnego XMC 2Go

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

83


NOTATNIK KONSTRUKTORA • zegar czasu rzeczywistego RTC, 2-kanalowy uniwersalny interfejs szeregowy USICO, uklad zarzqdzania zdarzeniami i przerwaniami ERUO, 6-kanalowy, 12-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy VADC, generator pseudolosowy PRNG, czujnik temperatury TSE.

Budowa analizatora 'I)'powy analizator stan6w logicznych skla da si~ z dw6ch blok6w: modulu pr6bkujqcego i zapami(ltujqcego poziomy logiczne sygnal6w doprowadzonych do wejsc pomiarowych oraz modu!u wyswietlajqcego zarejestrowane przebiegi. Pierwszy modul zazwyczaj jest wykonany w postaci ukladu elektronicznego, natomiast prezentacj~ zarejestrowanych przebieg6w zwykle realizuje program uruchomiony na komputerze PC. Program ten stanowi lei interfejs uzytkownika umozliwiaj<tCY obslug(l przyrzqdu. Opisywany w artykule analizator stan6w logicznych ma identyczrn1 budow~. Roi~ mod ulu pr6bkuj<1cego i gromadz<icego w swej pami~ci stany logiczne mierzonych sygna16w pelni w nim zestaw ewaluacyjny XMC 2Go, natomiast prezentowanie wynik6w i programowanie parametr6w pracy odbywa si~ za pomocq komputera PC. Zrealizowany na bazie modulu XMC 2Go uklad analizatora stan6w logicznych ma nast~puj11ce parametry: • Liczba linii wejsciowych: 8. Zakres napi<icia wejsciowego: o . .. 3,3 V. Cz~stotliwosc pr6bkowania wejsc (wybierana za pomocq menu): 10 Hz. 20 Hz. 50 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 5 kHz, 10 kHz, 20 kHz, 50 kHz, 100 kHz, 200 kHz i 500 kHz.

Rysunek 3. Sche mat dzialania analizatora stan6w logicznych na bazie modulu XMC 2Go • Zegar pr6bkowan ia wejsc: wewniitrzny. • Wielkosc bufora pr6bek (wybierana): 64 B, 128 B, 256 B, 512 B, 1024 B. 2048 B, 4096 B, 8192 B. • Wyzwalanie pomiaru dowolnq kombinaci'l poziom6w logicznych wejsc. • Obserwacja sygnalu p rzed momentem wyzwolenia w zakresie od O do 100% rozmiaru bufora pr6bek. • Komunikacja z kompulerem PC przez I11cze USB (wirtualny port szeregowy 115200 b/s, 8Nl). Mikrokontroler XMCl 100 nie nalezy do najszybszych obecnie dost~pnych na rynku, wyposa:lonych w rdzen Cortex-M. Nie on jest tez wyposa:lony w zadne sprz~to­ we obwody wspomagaj'lce przesylanie danych wewrn1trz ukladu, np. kontroler OMA. W zwi11zku z tym, wszystkie funkcje analizatora zwiqzane z p r6bkowaniem slan6w wejsc oraz ich zapisem w pami~ci musz11 bye realizowane przez mikrokonlroler w spos6b

p rogramowy. Schemal funkcjonal ny ukladu zbndowanego wedlug tej koncepcji przedstawia rysunek 3. Mierzone sygnaly Sq doprowadzone do wejsc lnO .. .In7 analizatora, kt6rych rolfl pelni 8 linii porlu PO. S11 one skonfigurowane jako wej§cia cyfrowe z aklywnym u kladem polaryzacji kazdego wejscia do masy, dzi<iki czemu nieuzywane w danym pomiarze linie portu PO majq zawsze uslalony potencjal (poziom niski). Pomiar wejsc jest aktywowany na polecenie z komputera PC. W momencie rozpocz~ciu pomiaru startuje generator zegara pr6bkowania, kt6ry zaczyna generowac przerwania z cz~s totliwosci'l r6wn11 wybranej cz~stotliwosci pomiaru wejsc ln0 .. .ln7. W roli genera Lora pracuje kanal CC40 uktadu Capture-Compare CCU4. Kanai ten jest skonfigurowany do pracy jako licznik zliczajqcy w g6r'l. kt6ry aulomatycznie res lartuje siq po osi11gni~ciu zaprogramowanej warlosci. Licznik ten jest taktowan y zegarem PCLK

Listing 1. Funkcja kon!iguracji ukladu CCU4_ 0 void SamplingTimer Init (void )

-

{ I I Configurat i on of CCU4 0 system c l oc k (clear CCU40 clock gating) SCU GENERAL- >PASSWD = Ox000000COUL ; I/ disable bit protection SCU-CLOCK->CGATCLRO I = scu CLOCK CGATCLRO CCU40 Msk ; II clear gating of CCU40 cloc k SCU- GENERAL- >PASSWD = Ox000000C3UL ; II enable bit protection

II Prescal er enable CCU40 - >GIDLC I = CCU4 GIDLC SPRB Msk;

!/ Configuration of glob al coi1trol- r egister CCU40->GCTRL &= - (CCU4 GCTRL PCIS Msk ); // prescaler i nput c l ock is modul e clock II Configurat ion of CC40 timer SliceCCU40 CC40->TC

=

Ox OOOOOOOO ;

-

11 II II II

disabled mult i channel mode , floa ting

prescaler , dither and single s h ot mode : compa re mode with shadow transfer o n c lr timer counting mode : edge aligned

I I Configuration of timer prescaler (fo r test purposes , prescaler set prior t o inputs capture) llCCU40 CC40->PSC • Ox OB; II normal mode , presca l e r value 256 I I Configuration of timer period (for test pur poses , period set prior t o inp ut s capture) l/CCU40 CC40 - >TIMER = Ox0000 ; II t i mer clear l/CCU4 0-CC40->PRS = 32000-1 ; If test period l OOms l/CCU40=>GCSS I= CCU4_GCSS_SOSE_Ms k; II load s ha dow regist ers

II Interrupt configuration CCU40 CC40->SRS

&•

~

(CCU4 CC4 SRS POSR Msk) ;

I I i nterrupt l i ne : CC40SR0

CCU4 0- CC40 - >INTE I= CCU4 Cc4 INTE-PME Msk ; II interrupt source: period match while counting up event NVI C SetPr i o rity( CCU4 0 0- IRQfl, Ox01) ; - // NVIC : h i gh interrupt priority NVIC=EnableI RQ (CCU40_ ()RQn) ; I/ NVIC : interrupt enable II Enabl e o f CC40 timer slice CCU4 0 - >GIDLC I= CCU4 GIDLC CSOI Msk;

J

J.~.c.g.~:.~;~~~.6.~.~.~~~~~. ~.£~~.~~?~-4?.~~~~?~~-~?~~'..~~~~·~·~·~···~~~~.~. .~.~. .~.~~:.~~..~~.~~.:.~~'... . . ... . . .. ...... . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . . ....! e' 'fy'c8:4n ie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Zestaw demonstracyjny XMC 2Go jako analizator stan6w logicznych Listing 2 . Funkcja obslugi przerwania CCU4 0 void CCU40_ 0_ IRQHandler (void) _ a t tribute_.= ( (sec tion (". ISRAMCode") ) I ; void CCU40 0 I RQHan dler (voi d) {

uint32 t in sample ; II SamPl e i!lputs

I I input sample

in sample = PORT O-> I N; // read input port PO i n-sample'• (in sample>> 13 ) ; // b2bl b0 • /P0 . 15/ P0 . 14/PO. O i n-sampl e'= (in-sample« 1 0 ); II b l 2bllbl0 = P0 . 15 P0 . 1 4 P0 . 0 i n-sampl e»= 5 ; - II b7 . . bO = P0 . 1 5P0 . 14PO . OP0 . 9P0 . 8P0 . 7 P0 . 6P0 . 5

II Store i nputs sample in bu f fer sample buf . d ata ( samp le buf .wr idx ] • i n sample ; //sto r e i nput sample in b uffer sample-buf . wr idx ++ ; - II ind9 x the ne xt free position i n buffer sample=:buf . wr:=idx &= (SAMPLE_BUF_SIZE - l ) ; / / i f buf . overflow, start from the b eginning

I I Service trigger i f (sample buf . trig mask ! • 0 ) { // if sampling not trigge r ed II Ch eck- trigger Conditi on i f ( (in sample & sample buf . trig mask) == sample but . trig val ue) { samp1e_ buf . trig_mask ~ O; II tri gger released}

else I I if sampling tri ggered sample b uf . tr i g cntr //count samples after t rigger i f (saiTiple bu f. tri g cntr == 0) ( I I if specified number of sample s has been reached USI CO CH0->RBCTR &• -USIC CH RBCTR SRB IEN Msk ; // disable UART RxBu f irq CCU40-CC40 - >TCCLR = CCU4 CC C TCCLR-TRBC Msk ; // stop samp l ing timer NVIC Cl earPendingIRQ(CCU40 0-IRQn ); //-cl ear pending time r i r q LED2-0FF ; // switch off LED2 SysTick ->CTRL I= SysTick CTRL ENABLE Msk ; // start SysTick Timer sample _ t x . state • ON;

/7

a ctivate samples transfe r

'

! j

l j

j

..........! o CZ</Stotl iwosci 32 MHz podzielonym w wewn~lrznym preskalerze kanalu CC40. Okres zliczania licznika jest wi~c r6wny: T = 1/f_PCLK * CC40_PSC * (CC40_PRS + 1) gdzie : f_PCLK - cz~slotliwosc zegara ukladu CCU4 (f_PCLK = 32 MHz). CC40_PSC - stopieit podzialu wewn(/trznego prescalera kanatu CC40. CC40_PRS - g6rny pr6g zliezania lieznika w kanale CC40. Stopiefi podzial·u prescalera CC40_PSC oraz okres zliczania CC40_PllS S'! kazdorazowo programowane, aby uzyskac wybranq cz~stotliwosc pomiaru wejsc Jno ... ln7. Osi'Ulni</cie g6rnej wartosci przez lieznik skutkuje wygenerowaniem przez kanal CC40 ukladu CCU4 przerwan ia. Poniewaz w mikrokontrolerze XMC ltOO zr6dla przerwait z uklad6w peryferyjnyeh w ramach danego peryferium nie sq na st.ale przypisane do okreslonego wektora przerwan tylko Sq programowane, w prezentowanym ukladz ie do sygnalizacji przeladowania licznika uzyto pierwszego wolnego przerwania ukladu CCU4, tj. wektora CCU40_0. Szezeg61y konfiguracji ukladu CCU4 oraz jego przerwafi przedstawia listing 1. Wlaseiwy pomiar sygnal6w doprowadzonych do wejsc analizatora jesl realizowany przez funkcj~ obslugi przerwania CCU4_0 (listing 2). Odczytuje ona stany logiczne wejs6 lnO ..ln7, kompletuje pojedynczy bajl i zapis uje w buforze pr6bek, kt6ry jest zorganizowany jako bufor kolowy o pojemnosci 8 kB. W trakcie pomiaru zawsze wykorzystywana jest cala pojemnosc tego bufora, niezaleznie od ustawionego danym pomiarze rozmiaru N bufora pr6bek, co upraszcza kod funkcji i przyspiesza jej wykonywanie. Oopiero przy transmisji zgromadzonych

danych do komputera PC z bufora jest pobierane i wysylane tylko N ostatnich pr6bek. Po zapisie danych do bufora kontrolowany jest warunek wyzwolenia pomiaru oraz zliczana jest liczba pr6bek sla n6w logicznych wejsc ln0 ... ln7 zgromadzonych od momenlu wyzwolenia pomiaru. Po osi'UllliElciu zadanej liezby pr6bek N, ieh dalsza akwizycja jest zaLrzymywana i nastQpuje wywotanie funkcji transmisji danych do komputera PC. Szybkosc obslugi przerwait z kanalu CC40 ukladu CCU4 przez mikrokontroler deeyduje o maksymalnej ez</stotliwosci, z jakq analizator jest w stanie pr6bkowac poziomy na swoich wejsciach. Przy czqstotliwosci pr6bkowania analizatora r6wnej 500 kHz wywolanie funkcji obslugi przerwania oraz jej wykonanie mus i trwa6 nie dlui.:ej nii.: 64 takty zegara MCLK (przy CZ</Stotliwosci MCLK r6wnej 32 MHz). Jest to niewiele, jei.:eli uwzgl~dn imy, i.:e w ukladzie XMC1100 samo op6Znienie pomiEldzy momentem zarejestrowania przez uklad zgloszenia przerwa nia a pobraniem pierwszej instrukcji funkcji obslugi Lego przerwania jest r6wne 21 taktom zegara MCLK, wi</C na wykonanie kodu funkcji obslugi przerwania pozostaj4 43 takty zegara MCLK. W tej liczbie zawierajq sitt r6wnieZ op6Znienia zwiqzane z pobieran iem kodu programu z pami~ci Flash. Co prawda, karta katalogowa mikrokontrolera XMCl 100 nie podaje dokladnych wartosci lych op6Znien, ale na podstawie informacji doslElpnych na forum poswiElconyni mikrokontrolerom XMC wiadomo, ze op6Znienie zwi4zane z odczytem pami~ci Flash w ukladzie XMC l 100 nie jest deterministyczne, poniewaz zalezy ono od rodzaju doslElPll do pam i~ci Flash, temperatu ry, a nawet egzemplarza ukladu. Przy sygnale zegarowym MCLK wiElkszym lub r6wnym od 16 MHz nalezy

liczyc siQ z tym, ze odczyt pamiElci Flash b~dzie obarczony od 1 do 3 cyklami oczekiwania (2.]. Aby uniknqc powyzszych op6znien, funkcja obslugi przerwania CCU40_0 jest wykonywana z pami~ci SRAM, kt6ra jest wystarczajqco szybka i nie wprowadza zadnych cykli oczekiwania. W tym celu funkcja ta zostala umieszezona w wydzielonej sekeji programu o nazwie ISRAMCode. W kompilatorze gee operacja taka jest wyrnuszana przez dodanie przy deklaracji funkeji polecenia _ attribute_ ((section(,,.ISRAMCode"))) (listing 2). Odpowiednio zmodyfikowany skrypt linkeraXMC_2Go./d zapewnia, ze sekeja ISRAMCode jes t llnkowana do pamiQci SRAM. Automatyczne kopiowanie zawartosci tej sekeji z pamiElei Flash do pamiQci SRAM wykon uje z kolei odpowiednio zmodyfikowany kod startowy zawarty w pliku start11p_XMC1100.S. Zagadnienia modyfikacji kodu startowego i skryptu linkera S<l dose ztofone i wykraczajq poza zakres tego artykulu. Osoby zainteresowane tym problemem powinny zapoznac siQ z dokumentem firmy Infineon pt. ,,}(MC1000 Microcontro//er Series for Industrial Applications. C - Start and Device Initialization. Device Guide" (3.(. Pomocna rnoze tez bye analiza doh1ezonyeh do artykulu kod6w ir6dlowych. W kazdym b<idz razie z punktu widzenia programisty piszqcego kod funkcji obslugi przerwania CCU40_0, poza wymaganq deklaracjq _ attribute_ (.. .), nie jest konieczne wgl~bianie si~ w zawilosci umieszczania kodu funkcji w pami</ci SRAM. Caly ten proces jest dla niego niewidoczny. Programista musi jednak zadbac, aby kod funkcji obslugi przerwania wykonywal siEl w ci~gu maksymal nie wspomnia nych wczesniej 43 takt6w zegara MCLK. W tym celu kod funkcji CCU40_0_lRQHandler zostal

eWy·d a1:1.ilE<:Tll.'<!>t>lo<.tJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

85


NOTATNIK KONSTRUKTORA napisany pod kqlem maksymalnej szybkosci wykonania. Z tego wlasnie powodu kompletacja stan6w logicznych poszczeg6lnych wejsc jest realizowana przy pomocy operacji XOR, zamiast typowo spotykanej kombinacji funkcji AND i OR. Z tego samego powodu poszczeg6lne zmienne uzywane przez funkcjQ CCU40_0_TRQHandler zostaly zdefi niowane jako pola jednej globalnej struktury sample_ buf, a za znacznik wyzwolenia pomiaru sluzy nie dedykowana zmienna, lecz wyzerowana maska somple_bttf trig_mask sekwencji wyzwalajqcej pomiar. Fakty te nalezy miec na uwadze przy ewentualnym dokonywaniu

modyfikacji kodu, poniewaz nawet prosta zamiana kolejnosci dw6ch kolejnych wierszy kodu funkcji CCU40_0_IHQJ-Iand/er moze spowodowac, ze wzro5nie calkowity czas jej wykonania i nie uda si~ osi'l8nqc zakladanej maksymalnej cz~stotliwosci pracy ukladu analizalora. Jak wspomniano, wyswietlanie zarejestrowanych poziom6w logicznych wejsc lnO .. .ln7 oraz sterowanie analizatorem S<\ realizowane z poziomu programu uruchomionego na komputerze PC. KomunikacjQ pomi~dzy modulem XMG 2Go a komputerem PC obsluguje uklad UART. W jego

roli wykorzystano kanal 0 uniwersalnego interfejsu szeregowego USICO, kt6ry zostal skonfigurowany do pracy w trybie UART o pr~dkosci transmisji 115200 bit/s i formacie znaku 8N1. Wbudowany w mikrokontroler XMCI 100 interfejs USICO jest bardzo elastyczny i moze on pracowac w trybach UART, SPI, l'C, I'S lub LIN, dlatego jego konfigurowanie nie ogranicza siQ tylko do zaprogramowania generatora pr~dkosci transmisji i wyboru formatu zna ku Uak ma lo zazwyczaj miejsce przy programowaniu typowego UARTa), Jeez obejmuje takze takie paramelry jak: protok61 tra nsmisji, dlugosc i liczba

Listing 3. Funkcja konfiquracji ukladu USICO jako UART void UART Ini t (void) {

II

:

Configuration of US I CO system clock (clea r USICO clock gating)

I: i

SCU GENERAL- >PASSWD = OxOOOOOOCOUL ; 11 disable bit protection SCU-CLOCK- >CGATCLRO I= scu CLOCK CGATCLRO US ICO Msk ; II clear gat ing of US ICO c lock SCU- GENERAL->PASSWD = OxOOOOOOC3UL; II enable bit protection

II

=enable USICO ker nel c l ock and US ICO funct i onal i ty

USICO_CHO - >KSCFG I= USIC_CH_KSCFG_MODEN_Msk I USIC_CH_KSCFG BPMODEN_Msk;

II Configuration of the baud ra te generator

:

// UART transmission clock f r equency equals to :

II fASC - (fPB. STEP/1024)l l (PPPEN+l)*(CTQSEL) ) . ll (PDIV+l) II - fractiona l divider configuration

* ll(DCTQ+l ) . l/(PCTQ+l)

USICO CHO - >FDR &= - IUSIC CH FDR DM Msk I USIC CH FDR STEP Msk); USICO-CHO->FDR I= (Ox02UL << usYc CH FDR OM Pos) -1 - II frac tional divider mode (UART F DR STEP << Usr c-cH-FDR STEP Pas) ; // set divis i o n step

II - baud rate g enerator cofifigurat ion - USICO_ CHO - >BRG &= ~ ( USIC CH BRG CLKSEL Msk I

/ / s e t f r actional divider as clock

USIC- CH- BRG- PPPEN Msk I II 1 : 2 fPPP divider disabled USIC-CH-BRG-PDIV Msk I US IC CH BRG DCTQ Msk I US I C CH BRG PCTQ Msk) ; USICO_CHO - >BRG I= (UART BRG-PDIV « USIC CH BRG-PDIV Pos) I 71 set divi der-to generate fPDIV (UART-BRG-DCTQ << USIC-CH-BRG-DCTQ-Pos> I II set denominator for quanta cntr. (UART: BRG:PCTQ << USic: cH: BRG:PCTQ:Pos) ; II set pre- divider for quanta cntr .

II

Configuration of USI C s hi f t

con trol

USICO CHO - >SCTR &= -(USIC CH SCTR WLE Msk I USIC CH SCTR FLE Msk I USIC CH SCTR TRM Msk) ; USico: cHO - >SCTR I= (Ox07UL << USIC CH- SCTR WLE Pos) - 1 17 set word length to 8 b its(Ox07UL « USIC-CH-SCTR-FLCPos) I II set frame length to 8 bits (0x01UL << USIC-CH-SCTR-TRM-Pos) I II control s i gnal active when high USIC_CH_SCTR_PDL_Msk ; 71 passi ve data level high

i: I :

I'

II Configuration of USIC Transmit Control/Status Register USICO CHO - >TCSR &= •(USIC CH TCSR TDEN Msk) ; us ico::cHO->TCSR 1- ( 0x01UL << USIC CH TCSR TDEN Pas) I // transmission sta r ts at TDV• l USIC_CH_TCSR_ TDssM_ MskY

//-word- by- word data transmi ssion

II Configuration of protocol US I CO_CHO->PCR &• - (USIC CH PCR ASCMode PL Msk I 11 pulse leng t h equal to bit length USIC-CH-PCR-ASCMode-SP-Msk I USIC-CH-PCR-ASCMode-STPB Msk) ; II stop bit = 1 USICO CHO->PCR I= (SUL << USIC CH PCR ASCMode SP Pos) I II sample point

I

USIC_CH_PCR=ASCMode_sMD_Msk; - // t h ree samples pe r bit

II

i

Configu rat ion of transmi t buffer

USICO_CHO - >TBCTR &= •{USIC CH TBCTR SIZE Msk I USI C- CH- TBCTR- DPTR- Msk ); US I CO CHO->TBCTR I• ((0x05UL (< USIC CH TBCTR SIZE Pos ) I II buffer size • 32 ent ries (OxOO « USIC CH TBCTR_DPTR_Pos)) ; I/ data poi nter 0

: 1

:

II Configuration of receive buffer

US ICO CHO->RBCTR

(USIC CH RBCTR SIZE Msk I USIC CH RBCTR RCIM Msk I USI C-CH-RBCTR-SRBI NP Msk 17 standard node pointer = out . SRO USI C-CH-RBCTR-DPTR Msk ) ; USICO_CHO - >RBCTR I= (USIC CH RBCTR RNM Msk I II RCI mode of receiver notificati o n &•

-

(OxOSTIL

"<<

USIC CH- RBCTR SIZE Pas)

I/

buffer size

=

32 entries

(0x02UL << USIC-CH-RBCTR-RCIM-Pos) I // O&WLEN receiver cont r o l mode (32UL << USIC_CH_RBCTR_DPTR Pos )); II data poin ter = 32

I:

II Configur ation of channel control register

USICO CHO->CCR &• -(USIC CH CCR PM Ms k I

II

parity generation disabled

USIC-CH-CCR-MODE Msk) ; USICO_CHO - >CCR I= Ox02UL-<<-USIC_CH_CCR_MODE_Pos;

II ASC!SCI , UARTl operating mode

II Configuration of TxD and Rx D pins (P2 . 1 as TxD, P2 . 2 as Rx D) P2 1 set mode(OUTPUT PP AF6); / / s e t P2 . 1 as alt . function output

I

P2:1:enable_digital 1); -11 switch ana log pi n to di gital P2 2 set mode (INPUT) ; I I set P2 . 2 as input USlcQ CH0->DX3CR &• -(USIC CH DX3CR DSEL Ms k ) ; //select P2.2 a s input for DX3->DXO USIC0-CH0 - >DXOCR &= - (USIC-CH-DXOCR-DSEL-Msk l; I I \ route USIC DX3 input t o USICO-CHO - >DXOCR I= 6UL <<-USIC CH DXOCR-DSEL Pos ; II I USIC DXO (DSEL=DXOG) P2_2_enable dig ital() ; II switC'h a nalog- pin t o digital I I Interrupt configuration ( i nt . line : SRO , i nt . source : receive buffer event on OUTR updating ; I I in t . enabled when in need)

II

NVIC SetPriority(USICO 0 IRQn ,

OxOO) ;

NVIC::EnableIRQ IUSICO_ o::IRQn ) ;

I I NVIC: interrupt enabl ed

NVIC : t he highest

int. priority

; : :

~········· ······ ···· ······ ····· ··········· · · ··············· ······••M••••u ....AA•••OAA•OOAAOOAOOAOOOOAO ............................ u.........................................................,,,,,,,,,,, ················••M••············...............i

e' 'fy'c!56nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Zestaw demonstracyjny XMC 2Go jako analizator stan6w logicznych Listing 4 . Funkcja obslugi przerwania USICO 0

void USICO_O_I RQHandl er (void )

-

{

USICO CHO- >RBCTR &: - US I C CH RBCTR SRBI EN Ms k ; I I d isab l e UART Rx Bu f itq CCU40-CC40 - >TCCLR : CCU4 CC4-TCCLR-TRBC Msk ; I I sto p s<1mpl ing t imer LED2_0FF ; II s witc h off-LED2 s ysTi c k ->CTRL I • sysTic k_CTRL_ENABLE_Ms k ; / / start sysTick Ti me r

~··-···~-·

-

. .··--··-···-····-······ ·· · · ·· · ······· . . ..... .... .......... ..... .... •..... .... . ..•.

:1-·-.. ....

..

,~

i ············•••H••••H••H•••H•••H••n••••••Hn••~···-1

iµoim~

; J -o -CMM(IMll;loc-)

;Jton•-O..""'lU'!m(CICWCI

y,.,..,..... _, :- ~=--a ~-

ll'll'lo'IN<!lll);IQOMI

Rysunek 4. ldentyfikacja modulu XMC 2Go w systemie Windows XP takl6w zegara przypadajftcych na jeden bit transmitowanych danych, czy tez moment pr6bkowania sygna.lu RxD. Szczeg6ly konfiguracji ukladu USICO przedslawia listing 3. Ze wzglqdu na szczuplosc dosl<lpnego miejsca, komentarze w ramce zostaly skr6cone w stosunku do kodu fr6dlowego. Peln4 wersjq opisu kodu konfiguracji ukladu USICO zawierajq pliki dolqczone do artykulu. W zeslawie XMC 2Go kanal O ukladu USICO jest podlqczony do programalora I debuggera )-Link, kl6ry realizuje funkcjfl konwerlera interfejsu RS na USB. Dzi<iki lemu analizalor slan6w logicznych komunikuje si'l z komputerem PC przez lqcze USB. Po stronie kompulera PC odwrotn<\ konwersjQ zapewniajq sterowniki programalora I debuggera )-Link. Podlqczony do portu USB modul XMC 2Go jest widoczny w systemie Windows jako urzqdzenie kompozytowe USB skladajqce siii z dw6ch urz'ldzell: /-Unk OB CDC oraz /link CDC UART Port (rysunek 4). Analizator slan6w logicznych XMC 2Go LA wykorzystuje drugie z nich, tj. /link

4

Reset ustawien analizatora Start pomiaru ldentyfikacja analizatora Odayt metadanych analizatora

OxOO

Brak

Brak

Ox01 Ox02

Brak Brak

Brak 1AL5

Ox04

Brak

Maska wyzwalania pomiaru (stan O)

OxCO

Wartosc wyzwalaj4ca pomiar (stan OJ

OxCl

Wartosc dzielnika

Ox80

Bajt 1 - maski bitowe dla wejsc ln8 ..ln1 Bajt 2 - ignorowany (oryg inalnie maski bitowe dla wejsc ln16..ln9) Bajt 3 - ignorowany (oryg inalnie maski bitowe dla wejsc ln24..ln17 ) Bajt 4 - ignorowany (oryg inalnie maski bitowe dla wejsc ln32 ..ln25) Bajt 1 - wartosci bitowe dla wejsc ln8 ..ln1 Bajt 2 - ignorowany (oryginalnie wartosci bitowe dla wejsc ln16 .. ln9) Bajt 3 - ignorowany (oryginalnie wartosci bitowe dla wejsc ln24 .. ln17 ) Bajt 4 - ignorowany (oryginalnie wartosci bitowe dla wejsc ln32 ..ln25) Bajt 1 - LSB stopnia podzialu dzielnika a~stotliwosci Bajt 2 - drugi bajt stopnia podzialu dzielnika cz~stotli­ woSci Bajt 3 - MSB stopnia podziatu dzielnika cz~stotliwosci Bajt 4 - ??? - ignorowany Bajt 1 - LSB liaby pr6bek N Bajt 2 - MSB liczby pr6bek N Bajt 3 - LSB op6znienia wyzwalania Bajt 4 - MSB op6inienia wyzwalania Brak

OxO 1 - identyfikator pola nazwy urzqdzenia XMC2GO LA v1.0 - nazwa OxOO - znacznik konca nazwy Ox02 - identyfikator pola wersji 1.0 - numer wersji OxOO - znacznik konca wersji Ox21 - identyfikator pola rozmiaru dost~pnej pami~ci pr6bek OxOO, OxOO, Ox20, OxOO - rozmiar pami~ci w bajtach (tj. 8192B) Ox23 - identyfikator pola maksymalnej a~stotliwosci pr6bkowania OxOO, Ox07, OxAl, Ox20 - maksymalna cz~stotliwosc pr6bkowania w Hz (tj. SOOOOOHz) Ox40 - identyfikator pola liaby wejsc analizatora Ox08 - liczba wejsc Ox41 - identyfikator pola skr6cone· go numeru wersji Ox02 - skr6cony numer wersji OxOO - znacznik korica metadanych Brak

CDC UART Port.

Pomimo przedsiQwziqcia przedstawionych przy opisie funkcji CCU40_ o_ IRQHondler srodk6w zaradczych , przy CZfl· stotliwosci pr6bkowania analizalora r6wnej 500kHz mikrokontroler XMCllOO praktycznie caly sw6j czas Spfldza w funkcji obslugi przerwania CCU40_0. Mogloby lo powodowac niedogodnosci z obslugq analizatora z poziomu programu sterujqcego w przypadku, gdy uslawiony warunek wyzwolenia pomiaru nigdy nie wystqpuje. W takiej sytuacji analizator bez kmica gromadzilby dane oczekujftC na wyzwolenie i nie reagowal na komendq przerywania pomiaru wysylanq przez uzytkownika z poziomu komputera PC, poniewaz analiza komend przesylanych

cz~stotliwosci

lqczen1 szeregowym jest realizowana w ana·

lizalorze w P'llli gl6wnej programu. W celi zapobiezenia tej sytuacji, w programie na czas pr6bkowania slan6w wejsc !no ... ln7 aktywowane jest pomocnicze przerwanie USICO_O z interfejsu szeregowego USICO (listing 3). Przerwanie lo ma zaprogramowany wyzszy priorytet niz przerwanie z ukladu CCU4 i jego jedynym zadaniem jest, po odebraniu znaku przez uklad UART, wylqczenie pr6bkowania wejsc In0 .. .ln7 i przelqczenie

Liaba pr6bek Ox81 i op6znienie wyzwolenia pomiaru

9

Zarejestrowane stany logiczne wejsc lnO..ln7

Brak

Brak

Brak

Brak

Blok N bajt6w zawierajqcych kolejne pr6bki stan6w logicznych wejsc ln0 ..ln7

eWy·d a1:1.i!E<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

87


NOTATNIK KONSTRUKTORA

Rysunek 5. Struktura projektu programu analizatora stan6w logicznych XMC 2Go LA

analizatora w stan oczekiwania na nowe komendy. Kod funkcji obslugi tego przerwania przedstawia listing 4. Stan pracy analizatora jest obrazowany przez dwie diody LED, w kt6re jest wyposazony modul XMC 2Go. Mrugan ie diody LEDl z czQstotliwosci<1 0,5 Hz sygnalizuje, ze uklad jest wolny i oczekuje na skonfigurowanie oraz komendQ rozpocz~cia pomiaru, natomiast sam pomiar jest sygnalizowany przez ci<igle swiecenie diody LED2. Oprogramowan ie analizatora stan6w logicznych zostalo stworzone wyl<1cznie przy uzyciu kompilatora GCC, bez uzycia wspom nianego wczesniej srodowiska programistycznego DAVE. StrukturQ pro jektu programu przedstawia rysunek 5. Foldery _bin i _obj zawierajq pliki wynikowe oraz obiektowe projektu. Z kolei folder Cmsis zawiera standardowe pliki nagl6wkowe rdzeni Cortex-Iv! [katalog Cmsis/lnclude) i plik nagl6wkowy z definicjami rejestr6w

uklad6w peryferyjnych mikrokontrolera XMC1100 (katalog Cm.~is/Xmcl l oo/ Include ). W folderze tym znajduje siQ r6wniez plik zr6dlowy realizujqcy inicjalizacj'l systemu (Cmsis/Xmc1100/Source/ system_XMC1100. c) oraz plik z kodem startowym (Cmsis/Xmc 1100/Source/startup _ XMC1100.S). Z kolei foldery Inc oraz Src zawieraj<j odpowiednio pliki nagl6wkowe i ir6dlowe programu g16wnego analizatora stan6w logicznych.

Protok6l komunikacyjny Jako protok61 komunikacyj ny anal izatora zostal zastosowany protok61 SUMP (4., 5.]. Pierwotnie byl on uzywany przez analizator stan6w logicznych o nazwie Sump l,ogic Analyzer, lecz p62niej protok61 ten byt implementowany w wielu projektach analizator6w stan6w logicznych tworzonych na licencji Open Source. Najbardziej znanym z nich jest chyba Openbench Logic Sniffer (w skr6cie OLS). Gl6wnq zale tq implementacji protokolu SUMP we wlasnym projekcie jest mozliwosc wykorzystania w charakterze programu sterujqcego analizalorem oprogramowania stworzonego dla analizatora OLS. Poniewaz prezentowany uklad analizatora na bazie zestawu XMC 2Go ma znacznie mniejsze mozliwosci niz analizator OLS, nie

bylo potrzeby implementacji pelnego protokolu SUMP Tabela 1 zawiera lislQ komend protokolu SUMP zaimplementowanych w oprogramowaniu analizatora XMC 2Go LA.

Program dla komputera PC Jak juz wspomniano, do ustaw iania parametr6w pracy analizatora XMC 2Go LA, oraz do obrazowania zarejestrowanych poziom6w logicznych sygnal6w doprowadzonych do jego wejsc, moze zos tac u:iyty dowolny program klienta obslugujqcy protok6l SUMP. W prezentowanym projekcie zastosowano do tego celu program o nazwie OpenBench LogicSniffer (w skr6cie OLS), kt6rego autorem jest Jan Willem Janssen [6.]. Jest to chyba najlepszy program klienta SUMP dost~p­ ny na licencji Open Source. W chwili pisania arlykulu ostatnia op ublikowana wersja programu OLS nosila numer 0.9.7.1, jednak jak wykazaly pr6by, nie zawsze pracuje ona stabilnie. Zaobserwowano, ze wyst~pujq w niej problemy z automatycznq identyfikacjq dol&czonego modulu analizatora. W zwi11zku z tym do pracy z analizalorem XMC 2Go LA polecana jest poprzed nia wersja klienta OLS o numerze 0.9.7. Program OLS zostal napisany w j~zyku Java. Moze wi~c bye uruchamiany w wielu

Listing 5. Plik konfiguracyjny analizatora XMC 2Go LA dla programu OLS

# Configuration for XMC 2Go Logic Analyzer profile 'It The s h ort (single word) type of the device described in this profile device . type = XMC2GO 'It A longer description of the device devi ce . descr iption •

XMC2Go Logic Analyzer

# The device interface, SERIAL only

devi ce . interface= SERIAL # The device ' s native clockspeed, i n Hertz . device . clockspeed = 32000000

* The c lockspeed used

in the divider ca lculatio n , in Hertz . Defaults to lOOMHz as most devices appear to use this .

device . dividerClockspeed = 32000000 # Whether or not double- data- rate is supported by the device (also known as the "demuxu - mode) .

device . suppo rts ddr • false #Supported samPle rates in Hertz , separated by comma ' s device . samplerates = 10, 20, 50 , 100 , 200 , 500 , 1000, 2000 , 500 0 , 10000, 20000 , 50000, 1 00000 , 200000 , 500000 # What captur e clocks are supported

device . captureclock = INTERNAL # The supported capture sizes , in bytes devi ce . captu r es izes • 64 , 128, 256, 512 , 1 024, 2048 , 4096 , 8192 i Whether or not the noise filter is supported device . featu re . noisefilter = false # Whether or not Run- Length encoding is supported device . feature . rle =false # Whether or not a testing mo de i s supported device . feature . testmode =false Whether or not triggers are supported device . f eature . trigge rs • true # The number of trigger stages device . t rigger . stages = 1 # Whet her or not " complex" t r iggers are supported device . t rigger . complex = false

*

# The total nu mber of channels usable for capturing device . channel . count = a # The number of chann els groups , toget her with the chan nel count determi nes the channels per g r oup device . chan nel .groups = 1 Whether the capture size is limited by the enabled channel groups device.capturesize.bound • false i Which numbering does the device s upport device . channel.numberingschemes = DEFAULT

*

i Is a delay after opening the port and device detection needed? (0 = no delay , >O = delay in milliseconds) device . open . portdel ay = 0 ~e~~~e~~~~~~~e~~~~~~~t f~r ~~e device (in milliseconds , 100 = default , <=0 no timeout)

1

# Does the device nee d a high or low DTR-l ine to operate co rrectly? {high • true, low • false) 0

1e~~~~h ~=~~~~~~d~~Y; ~~~~espond

to this device proflle? Value is a comma- separated list of (double quoted) names . . . devi ce . metadata. keys • "XMC2GO LA vl. O"

j j

!j

;::.~.~-~.:.~~~~P.~.~-~~~~~;~~;-~-~~~~~<-~-~-~-~~:~~. -~.~.~-~. ~-~~--~-~-~-~-~-~-~--~~-~-~~. .~. .~~.~~-·-~-~~-~~-~. '.:~~-~.'.. .~~~~--~- -f·i·~-~.~- ·~~~~-1-~...f'.~~~.... .. . . . ..................I e' 'fy'c88nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Zestaw demonstracyjny XMC 2Go jako analizator stan6w logicznych

__ --

OlSC:.1p1uranl1ln1J1

OlSC:.i.plur1 nt1l"1'J1

~ \~ \trW-o \

.....

~-*- ~

.........

..

~-- .,-o.NI.....,. ,

"""'""'"°'t ~

.._..,...

-

~~ Q'

°"""'''IM' llMCNllOl'l'.ltntJt•

r.;...-.~

~~

"""..

3

-_. "

.... ""'

- u

Rysunek 6. Konfiguracja pol<1czenia klient a OLS z modulem analizatora

Rysunek 7. Wyb6r parametr6w akwizycji sygnalu

Rysunek 8. Konfiguracja warunk6w wyzwolenia pomiaru

systematach operacyjnych, w tym w systemie MS Windows oraz Linux. Sam program OLS nie wymaga instalacji. Po pobraniu go ze strony autora i zapisaniu na dysku w wybranym katalogu nalezy jedynie w folderze lplugins dodatkowo umiescic plik konfiguracyjny o nazwie ols.profile-xmc2go.cfg (listing 5). Plik ten jest dolqczony do kodu 2.r6dlowego opisywanego analizatora i zawiera defi nicje obslugiwanych przez anal izalor XMC ZGo LA tryb6w pracy, dost<ipnych cziistotliwosci pr6bkowania wejsc, rozmiar6w bufor6w pr6bek, kolejnosci przesylanych pr6hek sygnal6w, ilp. Najwazniejszym parametrem konfiguracyjnym analizalora zdefin iowanym w pliku ols.pmfile-xmc2go.cfg jest natywna CZflStolliwosc sygnatu zegarowego analizatora device.

dividerClockspeed. Na jej podstawie program OLS wylicza, w zaleznosci od wybranej CZflstolliwosci pr6bkowania stan6w wejsc, wartosc podzialu dzielnika Czflslotliwosci, kt6ra jest programowana w urzqdzeniu. W przypadku analizator a XMC 2Go wartosc paramelru clevice.cliviclerClockspeed musi bye r6wna 32000000 (lj. 32 MHz). Inaczej rzeczywista CZf1Slotliwosc probkowania stanow wejsc analizalora nie bf!dzie odpowiadala warlosci wyhranej w programie OLS. Nalezy to miec na wzgl'ldzie przy samodzielnej modyfikacji pliku konfiguracyjnego, lub lez uzywaniu konfiguracji innego urzqdzenia, poniewaz wiflkszosc plik6w konfiguracyjnych dla popularnych analii.aLor6w slan6w logicznych doslarczana razem w programem OLS zaklada, ze natywna

cz~stotliwosc sygna!u zegarowego analizatora jest r6wna 100 MHz. Drugim waznym pararnetrem konfiguracyjnym zap isanym w pliku ols.profile-xmc2go.cfg jest definicja klucza tekslowego device.metadata.keys. Program klienta OLS wykorzystuje j<t do aulomalycznego rozpoznawania Lypu dolqczonego analizalora stan6w logicznych. W przypadku modu:lu XMC 2Go LA warlosc Lego klucza powinna bye r6wna ,)(MC2GO LA v1.0" . Pozoslate parametry konfiguracyjne zdefi niowane w pliku ols.profile-xmc2go.cfg nie majq juz Lak newralgicznego znaczenia dla dzialania analizatora. Informujq one program OLS o poszczeg61 nych trybach pracy, kt6re sq obstugiwanc przcz urzqdzcnie. Dzi'lki temu w programie OLS aktywne sq tylko

RJ\KLA\I A

Jestes mobilny? My r6wnie:Z. Miesi~cznik APA dost~pny

jest jako wydanie papierowe oraz w kilku wersjach cyfrowych.

e\lltydanie dla: Jakub Rudolf (96006) Wyd an i e e I ektro n i czn e p rzezn a czo n e wyt 'lczn i e do u:±ytku Vilt asn ego b ez p raw a do rozp owsze ch n i an i a.


NOTATNIK KONSTRUKTORA le funkcje analizatora, kt6re Sq obslugiwane p rzez podll\czony modu t. Spos6b obslugi programu OLS n ie r6:i:ni siQ znaczqco od obslugi innych tego typu aplikacji. Po uruch omien iu programu nale:i:y wybrac n u mer portu szeregowego COM, do kt6rego podlqczony jest analizalor i przyciskie m Show device metadata dokonac iden tylikacji modulu analiza tora. Jest to jednoczesnie test poprawnosci ko munikacji p rogramu klien ta OLS z analizatorem. Je:i:eli operacja przebiegnie pomysln ie, program OLS powinien wyswietlic typ urzqdzen ia i jego podstawowe dane o raz uaktywnic odpowiadajl\Cq mu konliguracj ~ pracy (rysunek 6). Rodzaj dolqczonego modulu analizatora moze lei zostac wybrany rQcznie z rozwij anej listy. W kolejnym

kroku nale:i:y okreslic czQstotliwosc, z jakq analizator hQdzie pr6bkowal stany swoich wejsc oraz rozmiar bufora pr6b ek (r ysunek 7). Calkowity czas rejestrowania sygnalu b~dzie w takiej syluacji oczywiscie r6wn y iloczynowi wielkosci bufora pr6bek i okresu pr6bkowania. W razie potrzeby mo:i:liwe jest lei okreiilenie moment u wyzwole n ia pomiaru poziom6w logicznych wejsc analizatora oraz sekwencji wyzwalaj<1cej pomiar (r ys unek 8 ). W obecnej wersji oprogramowania analizator XMC 2Go LA obsluguje tylko tryb wyzwalania r6wnoleglego pojedyn czq kombinacjft poz iom6w logicznych wejsc InO ... ln7. Nie jest natomiast obslugiwane ani wyzwal anie sekwencjq kolejnych stan6w logic znych wejsc Ino ... In7, ani tez sekwencjq szeregowl\ stan6w logicznych

..._........

- - c) Det -.~--~ . ...J

wybranego we)scia. Po zakoi:tczeni u pracy analiza tora, program OLS powinien wyswietlic zarejestrowane przez modul analizatora s tany logiczne wejsc ln0 .. .ln7. Przyk lad owy, uzyskany w trakcie test6w ukladu analizatora sygnal przedstawia r ysun ek 9. Mozliwosci p rogramu OLS n ie ograniczajq si'l tylko do prezentacji w poslaci graficznej zarejestrowanych przez analizator sta n6w logicznych wejsc. Sygna!y te mogq zostac poddane w programie OLS dalszej analizie. Poza standardowymi pomiarami pa rametr6w sygnalu za pomoc4 kursor6w, program OLS oferuje te:i:. automatycznq analiz<i magistral szeregowych. Na liscie obslugiwa nych magislra l znajdujl\ sif! mi"!dzy innymi takie inte rfejsy jak: 1-wire, DMX512, i2c, SP!, JTAG oraz UART. Przyklad automatycznej analizy przez program OLS sygnalu port u szeregowego przedstawia r ysunek 10.

Podsumowanie

-- "-1~ =--_J ·l ~1ttU f11Xl,OOOlur

Rysunek 9 . Zarejestrowany przez analizator XMC 2Go LA sygnal z pilota Aver Media steruj'lcego kart<\ przetwarzania sygnalu video

Przedslawiony a n alizator stan6w logicznych nie bije a ni rekord6w p r'ldkosci rejestracji sygnat6w, ani te:i: rekord6w w liczbie obslugiwanych wejsc. Pod tym wzgl"!dem n ie maze si'l on r6wnac z profesjonalnymi przyrzl\dami pomiarowy mi. 'fym niemniej, jak pokazujq przy klady z r ys. 9 i 10, do obserwacji i analizy sygnal6w o sredniej szybkosci zmian jest on zupelnie wystarczajqcy. W ty m zakresie analizator XMC 2Go LA mo:i:e realnie wspom6c kons truktora przy d iagnozowaniu b l'ld6w w budowa nym ukladzie czy te:i: w pisanym programie. Dysponujqc zestawem ewaluacyjnym mikrokontrolera o wiqkszych mo:i:liwosciach, w oparciu o powy :i:szy projek t mo:i:na zbudowac analizator stan6w logicznych dzialajqcy szybciej, obsl ugujqcy wi"!ksZq liczbQ wejsc, czy te:i: majqcy wiQkszy bufor danych .

Aleksander Borysiuk alex_priv@wp.pl

__ , _.J

Bibliogralia: 1. Evaluation Board For XMCl 100 Family.

[,,.,.,~·"'"'" =~--J~ ·J -JI

..

~==~==::1 :----+,..-,m-w-t---+---+--+---t---+----+--+----tl: •

l

~.QO.

OliO

·= ==<~•·It . .. J '----+,,.~.m~--t---+---+--t---1-~-,·:-+----+--+----11: ___:;~'----t'~~~.m~--t--+---+--t--F~~"~t=~=t~-+---1 nc.oo.. IOdf

n,oo,..

XMC 2Go Kit with XMC1100. Kit Version 1.0. Board User's Manual, Revision 1.0, Infineon Technologies AG, 2014 2. Infineon Forums. Microcontroller Fortun. XMC Forum. XMC11.00 NVM wait states documen tation, hltp://goo.gl/Hxxawq 3. XMC1000 Microcontroller Series for Industrial Applica tio ns. C - S tart and Device Initialization. Device Guide, Vl .0, Infineon Technologies AG, 2013 4. SUMP Commun ications Protocol,

http://goo.gl/71K<57

Rysunek 10. Automatyczna a n a liza zarejestrowanego sygnalu nadajnika UART w programie OLS

e' Vy·c9011 i e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

5. The Logic Sniffer's extended SUMP protocol, http://goo.gl/ElqREB 6. Open Ben ch LogicSn iffer Client,

http://goo.gl/pXWD4E rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


PREZENTACJE

Programowany sterownik taSm LED RGB typu MS-35 Diody LED dajq niepowtarzalne, unikatowe mozliwosci araniacji of;wietlenia. Dzi~ki miniaturowym wymiarom mo:lna je umief;cic niem al wsz~dzie, of;wietlajqc kazdy obiekt. f eszcze ciekawsze m ozliwosci pojawily si~, gdy opracowano diody swiecqce RGB, kt6re dzi~ki mieszaniu kolor6w podstawowych umozliwiajq zinian~ koloru of;wietlenia zaleznie od nastroju, pogody, okazji, temperatury itp. Sterownik dla takich diod lub zespol6w diod w postaci pask6w ma w ofercie dobrze znany dostawca katalogowy - firma Conrad. Sterownik diod LED RGB ma szereg mozliwosci, kt6re przydadz<i si~ do ciekawej aranfacji oswietlenia, na przedstawieniu szkolnym i do innych zastosowafl, poniewaz opr6cz doslarczania prqdu o stalej wartosci, niezb~dnego do zasilania LED, istnieje tez mozliwosc programowania sekwencji ich zal<tczenia, wyl<tczenia, zmian koloru swiecenia i tworzenia efekt6w swietlnych. Jakby tego bylo malo, mozna zaprogramowac wlasne sekwencje, dopasowane do aplikacji urzqdzenia. Sterownik wymaga zastosowania zasilacza sieciowego lub akumulatora dostarczajqcego napi~cie z zakresu 12... 24 V DC. Trzy wyjscia sterownika mog'I bye obciqzane pn1dem o nal'lzeniu do 5 A zasilai'lc listwy diod LED o napiqciu znamionowym z zakresu 12.. .24 V. Sterownik ma zapisane w pami'lci 7 sekwencji wybieranych za pomocq zworek J1 ...J4, klawiatu ry dolqczonej do zlqcza KEYS lub opcjonalnego pilota podczerwieni (numer artykulu 181819). Uwaga: zastosowanie pilola wymaga doh1czenia odpowiedniego odbiornika podczerwieni do zl&cza IR. )esli to byloby maio lub nie spelniaio wymagafl,

to ui;ytkownik moze samodzielnie zaprogramowac': wlasne sekwencje korzyslajqc z op· cjonalnego kabla USB lqczqcego kontroler z kompulerem PC (numer artykulu 197339) oraz darmowego oprogramowania doslarcza· nego wraz z zasilaczem/sterownikiem MS-35. Zapami<llane sekwencje Sq przechowywane w pami<:ci nieulotnej i odtwarzane r6wnie:i. po odt11czeniu komputera PC. Aby wybrac sekwencj~ odtwarzanq

... .

gramowaniem.

po wt11czeniu zasilania, nalezy zdj<tc osloll<l z tworzywa sztucznego. Zworki Jl ... J4

Sq zamontowa ne przy najdlu:i.szej krawo:dzi plytki. Dosl~pne ustawienia opisano w tabeli 1 . Szybkosc zmian moze bye': ustawiana za pomoc14 przehtcznika obrotowego ..S-POT". Do wyboru Sq nast~pujqce naslawy: 1 x , 1/2X, 1/4X, 1/16X, 1/64X i l /128X 1 minuta. Zh1cze nazwane KEYS umo:i.liwia doht· czenie niewielkiej klawiatury skladajqcej si~ z 5 przycisk6w. lch funkcje wyszczeg6lniono w labeli 2. Aktywny jest poziom niski, wi~c nacisni~cie przycisku powinno powodowac zwarcie danego wyprowadze nia z masq. dosl<lP"'I r6wniez na wyprowadzcniu 6 zl11cza KEYS. Jacek Bogusz, EP

' ..

J1 J2 J3 J4

x Podstawowe param et ry: 7 efekt6w zapisanych w pami~ci. 2 sekwencje programowalne przez uiytkownika za pomocq darmowego oprogramowania i kabla dost~pne· go opcjonalnie. Mozliwosc wyswietlenia16.7 miliona kolor6w. Opcjonalne sterowanie przyciskami lub zdalnie za pomocq pilota podczerwieni (wymaga zakupu i do!qczenia odbiornika do zlqcza IR). Stopierl ochrony: IP 20. Wilgotnosc wzgl~na: 60 %, zakres temperatury 0 ... +65•c. Moze sluzyc do zasilania zespol6w diod LED RGB napi~iem 12...24 V (wsp61na anoda), prqdem do 3x5 A. Przy!qczany za pomoc~ zacisk6w srubowych. Napi~cie zasilajqce (wejsciowe): 12...24 V/DC. Pob6r pr~du (bez diod LED dol~czonych do wyjsc): 25 mA. Wymiary (wysokosc x dlugosc x szerokosc): 37 mm x 57 mm x 54 mm. W zestawie: instrukcja obslugi, plyta CD z opro-

Programowany sterownik tasm LED RGB typu MS-35 oraz jego akcesoria Sq dost~pne w sklepie internetowym firmy Conrad pod adresem www.conrad.pf.

Powolna zmiana koloru (naprzemiennie, r6ine kolory, czas wyswietlania ok. 3 sekund, aas gafoi~cia ok. 3 sekund)

x

Szybka zmiana koloru (naprzemiennie, r6ine kolory, czas wyiwietlania ok. 5 sekund, a as zmiany ok. 0,5 sekundy)

x x

Blyskawica (symulowanie burzy, uwaga: zmiana

x x x x x x x x

Ogier\ kominka (symulowanie ognia, uwaga: zmiana

nie jest moiliwa)

pr~dkosci

Migotanie koloru (trzykrotne

migni~cie

r6inymi kolorami, pauza i powt6rka)

Program uiytkownika nr. 1 Program uiytkownika

Numer wypr. l <1aa

nr. 2

Nazwa

Opis funkcji

PRG

Wyb6r programu

SPEED

Ustawienie

DIMM

Ustawienie jasnoici

pr~dkosci

zmian

ele~:troniczne

g6r~"

4

UP

Wyb6r funkcji w umownym kierunku ..w

5

DOWN

Wyb6r funkcji w umownym kierunku .. w d61"

6

GND

Masa zasilania (do niej powinny bye zwierane przyciski)

eWy·d a1:1.ilE<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie

nie jest moiliwa)

Wsch6d i zach6d slorica

x 1 2 3

pr~dkoici

przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

91


PODZESPOlY n

'-JlJ.

•il

+-

' P

...._ ·--

ICUW.:.. - -

-......

.._.r11_,

· ~·

:=!:'":J-

- ..

- · ~

,

'· "

-

lll.Q!OfWJl9

~

-

~~,J_:i- - - -. . . . !ll=;.-.:i-=""' g;g-;.-1111!!=t:!i-f;j"'• • ~

=~--+'i-1r--1 =--:=c~--:::..i~

- - - -- f-i - - - -t.11----j

==~---= ----~!SR

PG:LISR

-

.-.......

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

STM32CubeMX: graficzny konfigurator aplikacji dla STM32 Firma STMicroelectronics konsekwentnie rozwija zaplecze dla produkowanych przez siebie 32-bitowych mikrokontroler6w z rodziny STI\1.32. Rozw6j ten dotyczy zar6wno platform sprzt;towych przydatnych podczas testowania i ewaillacji mikrokontroler6w w praktycznych aplikacjach, jak i oprogramowania - szczeg6Jnie bibliotek HAL, kt6re po okresie ,,blt;d6w i wypaczefl" producent zestanda1yzowal, oferujqc pakiet o wsp6Jnej nazwie STI\1.32Cube. W ostatnich dniach firma STMicroelectronics poinformowata, ze biblioteki STM32Cube Sq dostiipne dla wszystkich obecnie produkowanych rodzin mikrokontroter6w STM32, w tym dlugo oczekiwane biblioteki

dla STM32FL Nie S'l jeszcze dost'lpne biblioteki STM32Cube dla mikrokontroler6w STM32F7, co wynika z faktu, ze Sq one jeszcze produkowane na ska!~ masowq. Producent zapowiada, ze biblioteki dla tej rodziny b<idq dostiipne wraz z wprowadzeniem do masowej produkcji pierwszych mikrokontroler6w STM32F7. 1N sklad pakietu o nazwie STM32Cube wchodzq dwie grupy oprogramowania: • Graficzny konfigurator mikrokontroler6w STM32 i wbudowanych w nie blok6w peryferyjnych - jest to program o nazwie STM32CubeMX. • Osobne dla kazdej rodziny mikrokontroler6w STM32 zestawy hibliotek z interfejsem HAL, kt6re zapewniaj& obslug'l blok6w peryferyjnych wbudowanych w mikrokontrolery (w tym USB oraz sensor6w pojemnosciowych

e' Vy·c92ni e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

do implementacji bezstykowych nastawnik6w i klawiatur STMTouch), a takze wygodnq integracj'l z: systemem operacyjnym FreeRTOS, systemem plik6w FatFS, stosem TCP/IP, wspomaganiem wyswiellania grafik i (m.in. dzi'lki integracji z pakietem bezplatnych bibliotek STemWIN firmy Segger i bezplatnym kompresorem-dekompresorem obraz6w Lib JPEG). 0 ile STM32Cubelv!X jest narz'ldziem uniwersalnym, umozliwiajqcym konfigurowanie aplikacji dla wszystkich modeli mikrokontroler6w STM32, to kazda podrodzina (STM32L1 , STM32F1, STM32F2 ... ) wymaga zainstalowania osohnego pakietu hibliotek STM32Cube. Przypisanie indywidulanych zestaw6w bibliotek poszczeg6lnym podrodzinom jest zwiqzane z ich odmiennym wyposazeniem i pozwala na dobre dopasowanie funkcjonalnosci bibliotek do budowy i wymog6w obslugiwanych blok6w peryferyjnych. Pozwala takZe na zoptymalizowani e ich dz ialania, ograniczajqc jednoczesnie zajmowane zasoby. Kolejnq waznq przyczy11'1 dedykowania bibliotek S'l r6zne mozliwosci funkcjonalne i wydajnosc docelowych mikrokontroler6w, ponicwaz nie ma sensu implementowanie ohslugi stosu TCP/ IP czy rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


STM32CubeMX: graficzny konfigurator aplikacji dla STM32

STM32CubeTM speeds STM32 F2 development syst"1Cloc:k_Conti;O ;

/ •u ·l conUour• th• UART peripheral uuuuutuuuu1u11111t11 / • Put the USART peripher•l tn the Asynchronous llO<I& (UART Mode) • /

/ • UART1 cont1.9ured . , follow:

word JAngth • t Bitt - Stop Dit • one 'top bit

....

- Puity • ODD panty l&UdRate

Sl600 IMIUd

Hudware flow control diHbled (RT! •nd CTS uqn•ls) • / UUtHandl•. Inlt&nc• .. USAATx;

UutMt.ndle.tnit.l•udRfite • r : UHtHandle . Init.Kordt.enoth • UAAT_WORDL&NGTH_8B: UutNandle. Init.Jtop&it• UutHandle.Init.P11rity

• UART IT'OHITI l: • UAAT:r.u.tTY_oCo:

UutHanllle. Init.HwFloWCtl

- UAAT_HWC01''TROL_NON&: • UA.P.T_KOD?:_TX_FtJ<;

Code generation

ifCHAL_UART_lnit (llJHtHandle) I• HAI._01<) (

t • Initialiution Error • /

level 2

I =

Eval board and Discovery Ktt deroonstration

=

Level 1

I

I

Applications

ti.

I ,,/

Library and protocol based components (FatFS, FreeRTOS, USB Host, USB Device, EthemeL,)

=

I

-

-

~

-,.,,.-

-

I

Examples

I

I I

-

'\./

I

jJJ

'v'I Level 0

l

HAL peripheral drivers

I

BSPdrivers

I

l ow level Driver Core (optional)

HAL

Rysunek 2. Architektur~ pakietu STM32CubeF4 z podzialem na warstwy

Utilities

B

USB Host & Device

Graphics

FAT file system

'i

Touch library

RTOS

Mlddleware level

E

Utllltles

~---H_a_rd_w_a_re_A_b_s_tr_act_ion_L_ay_e_r_(H_A_L_)_ _~l

C

Board Support Package (BSP)

~

protokolu SSL w mikrokontrolerze pozbawionyrn MAC-a ethernetowego, podobnie jak nie ma sensu ograniczanie liczby obsI·ugiwanych klas urz'ldzen USB do zestawu podstawowego urzqdzen device, gdy rnikrokontroler ma zasoby umozliwiaj'lce r6wniez zaimplementowanie hosto. R6znice zwi'lzane z rnoZliwosciarni mi· krokonlroler6w wyst<lp ujq takZe w dolqczonych do bibliotek pakietach sterownik6w wyswietlaczy: aktualna wersja STM32Cube dla STM32F4 zawiera procedury obslugi 16 r6znych sterownik6w (LCD i touch·paneli), a wersj<l dla STM32LO wyposa:i:ono w dwa takie zestawy, Domyslnym urZ<1dzeniem wyjsciowym w STM32Cube, jakie jest dost<lpne dla wszystkich podrodzin mikrokontroler6w, jest modul LCD ze sprz<:lowym ste· rownikiem ST7735. Standardowym wyposazeniem bibliotek jest takZe zestaw czcionek skalowalnych, Kazdy pakiet bibliotek zawiera takfo zes tawy BSP (Board St1pport Fbckage) dla zes law6w startowych. ewaluacyjnych i uru· chomieniowych z oferty STMicroeleclronics, dzi<lki czemu rozpocz<lcie pracy z kt6ry:ms z zestaw6w z oferty producenta nie wyma· ga zmudnego poznawania jego szczeg616w sprz<llowych,

HAL level

c~~~~2~~J c~:r~:32~~J

.srM .32F2i

f

:.. _____________ J

I

Hardware

STM32F4

I

Czytelnik6w zainteresowanych oprogramowaniem przedstawionym w artykule zachi:camy do po· brania zar6wno generatora-analizatora STM32CubeMX jak i poszczeg61nych pakiet6w bibliotek, Dobrym punktem startowym jest strona o adresie

www,stcomlstm32cube.

Rysunek 1. Budowa pakietu bibliotek STM32CubeF4

eWy·d a1:1.i!E<:Tll.'<!>mKtJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie

ele~:troniczne

przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

93


PODZESPOlY STM32CubeMX i Eclipse Firma STM icroelectronics przygolowal a i udost~pni· la bezplatnie plug-in dla IDE Eclipse, kt6ry inlegruje STM32CubeMX z IDE. Oprogramowanie jest dost~p· ne pod adresem www.st.com/stm32cube.

Na rysunku 1 pokazano uproszczony schema! blokowy ilustruj&cy budowEl funkcjonal nq pakietu bibliotek STM32CubeF4, a na rysunku 2 pokazano architekturEl tego pakielu z podzialem na warslwy funkcjonowania ap likacj i. Warstwa LayerO zawiera m.in. interfejs HAL (Hardware Abstraction layer), kt6ra unifikuje doslElJl wyzszych warslw do sprzEl· tu, do czego slufy dobrze udokumentowane AP!. W warstwie layerl ulakowane S'l m.in. biblioteki ze slosami komun ikacyjnymi (USB Host/Device Libmries, PolarSSL, Lw!P), bibliotekami graficznymi STemWin, LibJPEG, a takie systemem operacyjnym FreeRTOS i syslemem obstugi plik6w FatFS. Najwyzsza warstwa - layer2 - jest warstwq dla aplikacji uiytkownika, kt6re korzyslajq z mo:i:liwosci udoslElpnianych przez warstwy lezqce ponizej.

·-==--

Elementem integrujqcym i konfigurujqcym pakicty doslQpnc w dcdykowanych STM32Cube jest program STM32CubeMX, kt6ry spelnia naslElpuj<1ce zadania: Selektor docelowego lypu mikrokontrolera za pomoc'l interaktywnego narzEldzia do wyboru zasob6w (rysunek 3). lnterak tywnego selektora plytki startowej/ewaluacyjnej, dobieranej poprzez specyfikowanie pozqdanych element6w

----1-" Ulli +

· - - -• ·

Rysunek 5. Okno konfiguratora peryferii z mozliwosci<1 wyboru linii GPIO dol<1czanych do poszczeg61nych blok6w

----------_.,.--~

-~-'

.....

Jakosc pakiel6w STM32Cube jest weryfikowana przcz producenta za pomocq narzQdzia CodeSonar finny Grammatech, dziElki czemu - przy skomplikowanej struklurze calego zestawu - minimalizowan e sq niepolrzebne rekurencje oraz zaleznosci pmni{ldzy fragmentami kodu bibliotek mog<1ce zmniejszac wydajno§c calego systemu lub wr~cz - na przyklad z powodu konllikt6w w obsludze przerwaii. - uniemozliwiac jego pracEl.

....

....

._._____

M

iii-

....

.'

:e::~

.,......,_ ·-:::: . ...._

~---

-uc---- ---- -=--= ---r-: .-;..,.· " ~:=-

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

- ••

· t.;w.,r -

.. = ---

·'-"•

... _,,. e lMO"CJ'S

Rysunek 3. Okno interaktyw nego selektora zasob6w

·--

Rysunek 6. Konfigurator systemu taktuj<1cego

..aJ _ _ _

- ~--~

~i;; ::' ;;;::;~:. ::=---!911\ -

:::""'

·-· ·-..---·-·-=~

•"""""1<111~

·-

---a<---l

~~;

·-·-:·::_

,,,__

·-:?"=-:

Rysunek 4. lnteraktywny selektor plytki startowej/ewaluacyjnej

J Rysunek 7. Konfigurator dodatkowych element6w warstw aplikacji

e' Vy·c9~n i e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


STM32CubeMX: graficzny konfigurator aplikacji dla STM32 ~-

::"""""!!!!!!!!!!!!!!!::=!!!!!!!!!!!!!::=!!!!::=!!!!::=!!!!!!!!!!!!!::=!!!!::=!!!!::=!!!!!!!!!!!!!::=!!!!::=!!!!::=!!!!::=!!!!::=!!!!::=!!!!::=!!!!::=!!!!::=!!!!::=~ _

"'"' •a: . ,,

ft

-----~

___.

...

-

::=

"

~--£'=

~

-- -

~==-::

§:~

;;..:..~i:

·- .. -

r

j;,:;

=-

STM32Cube i ekspandery dla NUCLEO Firma STMicroelectronics oferuje ekspandery dla zestaw6w startowych STM32NUCLEO, dla kt6rych przyktady oraz specyficzne uzupelnienia funkcjonal· ne s~ dystrybuowane bezplatnie w postaci plik6w instalacyjnych zgodnych z STM32Cube.

,..

......._.,_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

e-~

L _ _ _..,._ __

i:_:_ r;_1 ._'------"'----._ _

--- ·-..

i -

~

~ ~<:!

____

-------

··~

<->

,

Rysunek 8. Okno kalkulatora poboru mocy

-

.....

·~

,_,_

_, ,..-.

.a:;_...----F=====~~·~:.:="---""""":::::0::.:==::::::;l;~====~====~~===":;;:::.:.;::;:;;

-,,...

Rysunek 10. Okno automatycznego weryfikatora aktualnosci uzywanych bibliotek w STM32CubeMX

1( -

----·~,.,

~1

~--~· -

.--..

........

::

......

-

M

-------.....

M

.....

w Tlii1tte (u•~)

-;LIO

-....

Rysunek 9. Zaimplementowana w STM32CubeMX lista baterii stosowanych do zasilania przenosnego

sprz~tu

peryferyjnych i/lub wyposa:i:enia (rysu· nek4). lnteraktywnego konfigura to ra peryferii z mozliwo5ciit wyboru linii GPIO do· liiczanych do poszczeg61nych blok6w (rysunek 5). w przypadku moz liwosci wyst&pienia konflikt6w STM32CubeMX automa tycznie sygnalizuje to w lewej cz<:sci okna za pomoc& kolorowych symboli, co - p rzy du:i:ej liczbic mozJi. wych kombinacji przypisani - znacznie ulatwia i przyspiesza p raC<l p rogramisty. lnteraktywnego konfigura to ra systemu taktujqcego mikrokontrolery (rysunek 6). • Konfiguratora dodatkowych elemen· t6w warstw aplikacji (rysune k 7). Za jego pomoc& mozna wygodnie wybrac i sko nfigu rowac ui.ywa ne w aplikacji

dodatkowe elementy programowe (jak n p. stosy USB lub TCI!IP, system FreeRTOS czy system pik6w FatFS). Kalkulatora poboru mocy w cyklu zdefiniowanym przez uzytkownika, z uwzgl<:dnieniem poboru prqdu przez aktywne peryferia (rysunek 8), a takZe szacunkowym obliczeniem sredniego nat<:zenia pob ieranego pn1du oraz sredniej wydajnosci mikrokontrolera. W przypadku bateryjnego zasilania analizowanego systemu, mozna wybrac typ ogniwa zasilajqcego (rys unek 9), co umozliwi obliczenie przez program szacowanego czasu pracy systemu bez koniecznosci wymiany bater ii. Po wykonaniu konfiguracji m ikrokon· trolera i bibliotek, p rogram STM32Cu beMX

moze wygenerowac pliki projektu z ustalonq p rzez uzytkownika konfigu racjq. W aktu· a lnie dost'lptwj wersji generowane sq komplety plik6w przystosowanych do kompilacji w srodowiskach programistycznych ARM/Keil MDK, !AR EWARM oraz kompila· tor GCC (u zywany m.in. przez TrueSTUDIO firmy Atollic) . Prezentowane oprogramowanie v-y po· sazono w system automatycznej kontroli aktualnosci uzywanych bibliotek, dzi<iki czemu programista z niego korzystajqcy ma pewnosc, ze korzysta z najnowszych do· st<:pnych wersji (rysunek 10) i mo:le zd ecy· dowac czy i jak ich aktualizacji potrzebuje. W ten spos6b poznalismy w skr6· c ie koncepci<i przyswiecajqcq tw6rcom STM32Cube, k t6re to oprogramowanie znacznie ulatwia nie tylko pisanie aplikacji na rnikrokontrolery STM32, takze ulatwia ic h przenoszen ie pomi<:dzy r6znymi pod· rodzinami. To kolejny, duzy krok w kierun· ku maksymalizacji przenosnosci aplikacji, dzi4'1ki czemu zwi4'1ksza si'l ich elastycznosc i mozliwosci doboru sprziitu w zalez nosci od - cz<isto zrnieniajqcych si<i - wymog6w apli kacj i.

Piotr Zbysinski, EP

eWy·d a1:1.i!E<:Tll.'<!>t>lo<.tJ ~brh:zJm1.cloJ !if (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

95


~

err Komputerka Raspberry Pi nie trzeba juz przedstawiac. Znajq go co najmniej osoby zainteresowane systemami wbudowanymi. W ubieglym roku m iala premierq odswiefona wersja B+, kt6ra wprowadzila nott-y standard zlqcza GPTO. Poprawiono przy tym rozwiqzania mechaniczne, dodano dwa po1ty USB oraz zmieniono typ karty na microSD. W zasadzie, zmiany uwzglqdnialy uwagi uzytkownik6w. Jednak pominiqto jednq, ale jakze istotnq uwagq - Raspberry Pi B+ nadal bylo wyposafone w stosunkowo powolny, co szczeg6lnie jest odczuwalne przy uzyciu srodowiska graficznego, SoC typu BCM2835. Klony ,,maliny" zbudowane w oparciu o uklady Al 0, A20, RK3066 byly lepsze od pierwowzoru. Pomimo wczesniejszych zapowiedzi fundacji o skupieniu siq no rozwoju oprogramowania odsuniqcia zmia n sprzqtott-ych na dalszy plan, w lutym pojawila siq kolejna wersja Raspberry oznaczona numerem 2. v\lygl<td plytk.i Raspberry Pi w wersji 2 pokazano na fotogr afii 2. W komplecie zapakowanym w skromny kartonik znajduj'l si~ jedynie plytka komputerka i kr6tka instrukcja obslugi, kt6ra - com ile - zawiera tez rozdzial w j~zyku polskim. Kable i zasilacz, podobnie jak w wypadku wczesniejszych wersji, nie wchodz'\ w sklad zeslawu. Ce na nowej wersji oscyluje w okolicach 190 zlotych i jest nieco wyzsza od ceny wersji B+ . W nowej wersji Raspberry Pi uzyto SoC typu BCM2836 (4 rdzenie ARM7) i 1 GB RAM. Z punktu widzenia uzytkownika jest lo najistotniejsza zmiana maj'lca ogromny wplyw na wydajnosc komputerka. Z male· rial6w reklamowych wynika, ze jest mozliwy prawie 6-k rotny wzrosl wydajnosci, co moze stanowic istotny czynnik przy wyborze platformy sprz~towej. Do tej pory konkurencyjne

I

Fotografia 1. Raspberry Pi 2 (z materia16w producenta) rozwict_zania 1niaiy znacznie v~rit(kszct wydajnosc, ale nie zawsze popart'l wsparciem w postaci oprogramowania, kt6re zawsze

byio mocn<1 stron<1 Raspberry Pi. W wersji 2 znikla charakterystyczna kanapka mon tafowa SoC+l0\!vl, Uklad BCM2836 jest montowany na warslwie g6rnej, osobny uklad 1 GB RAM od spodu plytki. 'N dalszym ci'Ulu (i moim zdaniem - nies tety) inlerfejsy Ethernet i USB S'! oparte o mostek USB/LAN lypu LAN9514. Podobnie jak w wersji B+, nie poprawia to osi'Ul6w lq· cza LAN i pozostaje ono .,w<1skim gardlem" syslemu. Miejmy jednak nadziej<:. ze zoslanie lo poprawione w przyszlosci tym bardziej, ze nje wi'lze si~ to z koniecznosci'l dokonania zmian innych, nii. sprz<:towe oraz wym iany driver6w programowych. Dia pami<lci nieulotnej zachowano standard ka rt micro SD, gniazdo ma wygodny w uzyciu wyrzulnik. Uktad zasilania, podobnie jak w poprzedniku, jest oparty o przelwornice impulsow<i. Do zasilania jes t przeznaczone gniazdo micro USB, do kt6rego moi:na dolqczyc ladowark~ lahletu lub nowszego telefonu kom6rkowego. Nowszego, poniewaz ich ladowarki majq wi~kszq wydajnosc, a ze wzgl~du na pob6r prqdu nalezy s tosowac zasilacz min. 5 V/2 A lub o wi<:kszej ohciq:Zalnosci prqdowej, zaleznie od ohci'l:i:enia porl6w USB. Co ciekawe, nowy uktad zasilania jest przyczyn<i ,,swiatloczulej afery", kt6ra zostala opisana przez uzytkownik6w drugiej wersji. Ot6z dzialaji!ce Raspberry Pi

e' Vy·c9.6ni e dIa: J a ku b Rudo If (96006)

jest czule na blysk lampy ksenonowej, kt6ry powoduje zawieszanie si~ i restart komputerka - plytka .,wstydzi si~ aparatu fotograficznego", jak to zlosliwie zostalo uj~te przez inlernaut6w. Zr6dlem problemu jest obudowa ukladu U16 typu NCP6343 (przetwornica napi~cia) przepuszczajqca promieniowanie do slruktury krzemowej, co wywoluje efekt fotoelektryczny zakl6caj'lcy prac~ przetwornicy. Producent poleca zasloni~cie ukladu U16 lub slosowanie dla kompulerka obudowy nieprzepuszczajf!cej swialla. Raspberry PI 2 w dalszym ciqgu jest pozbawiony zl<icza SATA. Szkoda, bo rozszerzyloby to zakres potencjalnych zastosowafJ., kt6re Sq mozliwe przy zwi<lkszonej wydajnosci procesora. Pozostale parametry nie ulegly zmianie w por6wnaniu z wersjq B+, a wprowadzone modyfikacje pozwalaj'l oczekiwac znacz<icej poprawy funkcjonowania Raspberry.

Oprogramowanie R6wnolegle z wprowadze11iem nowej wersji zostaly udost~pnione trzy dyslrybucje oprogramowania: NOOBS, Raspbian, Ubuntu Core oraz co ciekawe, zoslalo zapowiedziane wsparcie dla Windows 10! Dystrybucje multimedialne Ope nelec, RaspBMC jeszcze nie wspierai'l nowej wersji sprzelu. Dia przetestowania mozliwosci i wydajnosc i Pi 2 zostala wybrana dystrybu· cja Raspbiana. Instalowanie wykonuje si~ typowo, jak dla poprzednich wersji. Przy rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:±ytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Raspberry Pl 2 pierwszym uruchomieniu jest konieczne ustawienie lokalizacji i ewen tualna konfiguracja urz<tdzen peryferyjn ych. Nowa wersja Raspberry Pi uruchamia si~ wyrainie szybciej, srodowisko graficzne dziala z szybkosci'I por6wnywaln<t do komputerk6w opartych o procesory Al0/A20. Kupuj<tC Raspberry Pi 2 warlo prze my· slec zakup szybszej wersji karty pami~ci. Pierwszy kontakt z dzialaj&cym systemem potwie rdza zwi~kszon<\ wydajnoiic i nie trzeba po kazdym klikni~ciu mysz& nerwowo obserwowac wskaznik obciq:i:enia systemu. Tradycyjnie sp rawdzile m dzia!an ie Ardu ino, Kicada, przegl&darki internetowej. Z nowy m modelem Pi pracuje si~ lepiej, por6wnywaln ie do tabletu. Plynna praca pozwala na zainslalowan ie i komfortowe uzytkowanie nawet pakietu program6w biurowych Libre Office, co przeksztalca Pi w pelnoprawny minikompuler linuksowy (rysunek 2). kt6ry mo:i:e bye u:i:ytkowany do prac biurowych.

!'IQ11)1

( >

r.t

Google translate J J U"'IJ\SJ

J~

0

a v..wttuspag1 1a: E.ug1W .. Tra.u late

v-ol

Mledzynarodowy ~U'Jll •lektrornkCM tom:truktorow

~,,.,,2

~U. • .,,,....~ f'l alt U t. . JU• •n•,.;llli, ~ ....l)H}I' l lilflt. .1.-.....

.,..--·-··~"'~_

• .,,,~ . ...,. ..-

......... ..........1......lll• •·-· .... - -•

... ••••• 5''IO, ,...... . . . . . .r.i-....io

.....,,_ ,.. ..., ... , •._,use ..., 1....._" ""-"' •• ...~ ..so. w ••Wd• . .,otl)< ...1tlt . . ~ u.1•¥1o•~rH·•h ..,......, _ ............. ••11o9 <'-"" ...... ~11<:•,..,,.., ••_,...1p11yorJi"qi.1._,,. . ,.._,.. • '""..... ,......,, u

..,,u.... ....... ,_..,..,..

...., .,..,.,~,oc•~

~~·- . . . . . . .-1u . . . .....,.AJD_ AO:Q.,IQ006~··io.I·

~~~...:·.:;;~~...~'!;oc: .'::,.!~ ::"!..:~ .::.;..!.~

'••-"ti:• ...... "'""i.

u

. . . ...!)'-all......,. , ...-

. . ..,. • • :.

ft......~.. ,.;.....

,1, ••,.......j ..

Wrfl ftd ~ •••.,,JI! ,.a ..•-.,.1. w -......C~1-.••*""" ••Ito,... ..,._,_ ,....,... ........ KMl<i1•ilM• _ ,...,,u. I"'""" •-Jo. •••t'it•- • •nloo•.. .. , ,.,,,;.a, Jtl)4oi - - j o l • ... •+al ... .UJMI t ... (J_ ...,,'r.11 ..... ,_.... .. ~ ,.i.liM~

H -\ •

H l l.....

'1f- •<..t~lo;l!)'<I>

& MT~ Ull;I _ , . , . . . Ol+kll~ _..,N

~

• --1 @

':l •

.lJ ~

ai- 1- I · .,...,._ l:::i·--·L:J1"""'-l •1><:in~ 1.' ""'"'- I• "'*·ID ""

Rys u ne k 2. Raspbe rry Pi 2 w akcji

Podsumowa nie Nowe Pi dziala bardzo dobrze. Zwi~kszona wydajnoiic znaczqco poprawia komfort pracy. Zachowanie zgodnosci z poprzednimi modelami pozwala na uzywanie szerokiej gamy kart rozszerzen. Plytka moze spowodowac spore zamieszanie na rynku linuksowych REKLA\IA

mini PC szczeg6lnie, gdy zostanie zachowane poziom wspa rc ia progra mowego i technicz· nego. Szkoda, ze w momencie testowania nie byty dost~pne dystrybucje multimedialne, d la kt6rych wydajnoiic poprzedniego ukladu SoC byla niezadawalaj&ca. Niestety,

na sprawdzenie funkcjonowania Pi z aplika· cjami multimedialnymi lrzeba jeszcze lroszk~ pocze kac, wi~c - podobnie jak w wypadku in· nych pla tform - mimo bardzo dobrych rokowan, pozostaje poczekac na rozw6j syluacji ...

Ada m Tatus, EP


ikony wyboru ___,.,. operacji

Iis ta wyboru protokot6w

lista wyboru kolejnosci bit6w

lista wyboru pr~dkosci

transmisji

Timeout

lista wyboru opcji parzystosci

lista wyboru stanu Idle

Space Don't

lista konfiguracji pakiet6w

care

Rysunek 1. Podstawowe okno robocze oscyloskopu RTE1034

Analizowanie protokol6w szeregowych oscyloskopami Rohde&Schwarz (1) - UART/RS232 Badanie protokol6w komunikacyjnych jest obowiqzkowq funkcjq oscyloskop6w cyfrowych klasy co najmniej sredniej. fednak najczi;sciej nadal jest ona udosti;pniana jako opcjonalne rozszerzenie oprogramowania firmowego. Zwykle w cenie oscyloskopu miesci sir; tylko kilka najbardziej popularnych protokol6w, np. SPI i UART. W cyklu artyklll6w przedstawiono rozwiqzania dotyczqce analizy protokol6w zastosowane w oscyloskopach Rohde&Schwarz. MoZliwosc badania komunikacyjnych inlerfejs6w szeregowych majq oscyloskopy wszystk ich rodzin znajdujqcych si~ w ofercie firmy Rohde&Schwarz, a wi~c: RTO, RTE i RTM. Analiza protokol6w jest tez dost~pna w oscyloskopach HMO znanych wczesniej jako wyroby Hamega, obecnie sprzedawanych z logo Rohde&Schwarz. W cyklu artykul6w o analizie protokot6w jako model odniesienia przyj~to oscyloskop RTE1034, ale oprogra.mowanie firmowe

wszystldch rodzin jest na tyle do siebie podobne, Ze przedstawione tu informacje b~q przydatne dla wszyslkich oscyloskop6w RTO, RTE i RTM. Analiza poszczeg6lnych protokol6w mo:le bye prowadzona pod warunkiem zainstalowania opcji R&S RTE-K i (lub a nalogicznych opcji dla innych rodzin - tab. 1) udost~prtiajqcych odpowiedrtie funkcje wyzwalania i dekodowania. Wy-.r.walanie protokol6w l'C, SPI, UART/ RS-232/RS-422/RS-485 jest obj~te standardem w oscyloskopach RTO. Pomiary interfejs6w

e' 'fy'c98nie dIa: J a ku b Rudo If (96006)

szeregowych mogq bye wykonywane z zastosowaniem standardowych sond analogowych. Obowi4zuj4 w6wczas ograniczenia wynikaj4ce z takich paramct:r6w tcchnicznych oscyloskopu jak: pasmo, szybkose pr6bkowania, dlugose rekordu akwizycji ilp. Mozliwosci le s4 rozszerzane po zainstalowaniu opcji MSO obs luguj4cej dodatkowo kanaly cyfrowe. Mogq bye one wykorzystywane r6wniez do analizy protokol6w. Zestawienie mozliwosci poszczeg6lnych rodzin przedsta'A~ono w tab. 1. W tah. 2 zestawiono natomiasl parametry pomiaru sygna)6w cyfrowych oscyloskopem z opcjq MSO. jak widae z danych zamieszczonych w tab. 1 mozliwosci analizy nieznacznie r6z¡ rtiq si~ pomi~dzy poszczeg6lnymi rodzinami. Najszersze ma najbardziej zaawansowana technicznie rodzina RTO, mniejsze RTE i najmrtiejsze RTM. Nalezy zauwa:i:yc, Ze podstawowe interfejsy S<\ obstugiwane przez wszystlde rnKTRON1KA PRAKTYUNA 31201 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:Âąytku Vilt asn ego b ez pr awa do rozp owsze ch n i an i a.


Analizowanie protokol6w szeregowych oscyloskopami Rohde&Schwarz Tabela 1. Zestawienie opcji wykorzystywanych do analizy protokol6w w oscyloskopach Rohde&Schwarz z rodzin RTO, RTE i RTM RTO Opcje wymaga- Opcje wymaTyp interfejsu ne do wyzwa- gane do delania kodowania 12(/ SPI Standard R&S RTO-K1 R&S RTO-K2 UART/RS-232/RS-422/RS-485 Standard R&S RTO-K3 R&S RTO-K3 CAN/ LIN FlexRay R&S RTO-K4 R&S RTO-K4 R&S RTO-K5 R&S RTO-K5 l'S/U/RJ/TDM MIL-ST0-1553 R&S RTO-K6 R&S RTO-K6 ARINC429 R&S RTO-K7 R&S RTO-K7 CAN FD R&S RTO-K9 R&S RTO-K9 MIPI RFFE R&S RTO-K40 R&S RTO-K40 MDIO R&S RTO-K55 R&S RTO-K55 R&S RTO-K60 R&S RTO-K60 USB1.0/1.1/2.0/HSIC RTE Opcje dla wyzwalania Typ interfejsu i dekodowania l'C/SPI R&S RTE-K1 UART/RS-232/RS-422/RS-485 R&S RTE-K2 CAN/LIN R&S RTE-K3 FlexRay R&S RTE-K4 R&S RTE-KS l'S/U/RJ/TDM MIL-STD-1553 R&S RTE-K6 ARINC 429 R&S RTE-K7 MDIO R&S RTE-K55 RTM Opcje dla wyzwalania Typ interfejsu i dekodowania l'C/SPI R&S RTM-K1 UART/RS-232/RS-422/RS-4852 R&S RTM-K2 CAN/LIN R&S RTM-K3 Audio (1 1$/U/RJ/TDM) R&S RTM-KS MIL-STD-1 553 R&S RTM-K6 ARINC 429 R&S RTM-K7

pozwala latwo obslugiwae przyrzqdy niezaleznie od przeznaczenia i zasady dzialania. jest lo r6wnocze5nie dobra metoda przyciqgni~cia i przywiqzania klient6w do finny. Coraz CZ'lsciej w aparaturze pomiarowej wykorzystywane s11 dui;e wyswietlacze dotykowe, kt6re znakomicie ulatwiai'l obslug~ przyr74d6w (wyswiellacz taki zastosowano w oscyloskopach RTO i RTE). Kolejnym udogodnieniem jest myszka i klawiatura USB, bardzo dobrze znane chyba wszystkim uZytkownikom przyrz4d6w pomiarowych, bo chyba 11.ie ma juz tak:ich os6b, kt6re na co dzien 11.ie korzystalyby z komputer6w. W wyzszych modelach przyrzqd6w zastosowano system operacyjny Windows, stwarzaj11cy dodatkowe mo:i.liwosci na przyklad w zakresie wsp6lpracy um1dze6., sterowania i wym.iany danych. Dodatkow<l korzysciq jest wzgl~1lie tatwe panowanie natl fonn& przedstawiania informacji wyswiellanych na ekranie. F\.tnkcje oscyloskopu Sq uruchan:iiane kilkoma metodan:ii: przyciskan:ii znajduj11cymi si~ na pulpicie przyrzqdu, poleceniai11i zawartynti w n1enu \'\ry-

oscyloskopy R&S, a dodatkowo w rodzinie RTO zawarto w standardzie funkcje 'A')'zwalania dla interfejs6w SP!, l'C oraz UART/RS232/RS422/ RS485.

Filozofia obslugi przyrzqd6w Rohde&Schwarz lo finua z ponad 80-letniq tradycjq, znana prwde wszystkirn z produkcji aparatury 'A')'korzystywanej w pomiarach radiowych i telekomunikacyjnych (analizalory widma, analizalory sygnalowe, wektorowe generatory sygnal6w itp.). Do tej kolekcji stosunkowo niedawno dolqczyly oscyloskopy cyfrowe. We wszystkich najnowszych wyrobach stosowane sq najnowoczefoiejsze doslQpne technologie i podzespoly. Wprowadzane jest tez w n:iiani ujednolicone oprogramowanie firmowe, kt6re Tabela 2. Parametry cyfrowych Liczba kanaf6w cyfrowych Maksymalna cz~stotliwosc sygnalu !cvfroweqo Minimalna amplituda syqnafu cyfroweqo Szvbkosc pr6bkowania Dlugos( rekordu akwizvcii Szybkosc akwizycji Bogaty zestaw opcji wvzwalania

pomiaru sygnal6w 16 400 MHz 500 mV., 5 GSa/s 100 Mpr6bek dla kai deqo kanalu >200000 przebieq6w/s

swiellanym w dolnej c~sci ekranu lub przez naciSlliQcie odpo"1edniej ikonk.i 'A')'swietlanej w g6mej CZ'lsci ekranu (rys1mek 1).

Analizowanie protokolu UART/R.S232 Przesyiane interlejsem UART/RS2232 informacje formowane sq z ramek skladaj11cych si~ z: bitu startu, • 5, 6, 7 lub 8 bit6w danych, • bitu parzyslo5ci (opcjona1nego, Z'A')'kle pomijanego), • jednego, p61tora lub dw6ch bit6w stopu (rysunek 2). NajCZQsciej stosowana jest ramka 8,n,1 (8 bit6w danych, bez bitu parzystosci, 1 bit stopu). Zwykle tez jako pierwszy jest przesylany zerowy, najmlodszy bit danej (LSB), ale dopuszczalna jest tez kolejnose odwrotna, tzn. od MSB do LSB. lnterfejs UART/RS232 wykorzystuje transn:iisj~ asynchrmlicznq, co oznacza, ze nie jest stosowana linia zegarowa. Mozna uznae, ie elementam.i synchron.izuj<1cymi sq znaki slartu, a dokladnosc rozpoznawania pozostalych element6w ramk.i zalezy od dokladnosci lokalnych zegar6w po slron.ie nadawcwj i odbiorczej. Choe teoretycznie c~slotliwosc takiego zegara moi;e bye dowolna, to w praktyce Sq stosowane znormalizowane wartoiici. Analiz~ wszystk.ich protokol6w prowadzon& przy ufyciu oscyloskop6w R&S nalezy

l

jeden, p61tora lub dwa bily stopu opcjonalny bit parzystosci/nieparzystosci (zwykle nie jest ui.ywany) bit startu

\

l t :oppJ3r4r5Tsr~-aT1T7 i LSB

,

,

,

,MSB, _ j

:

,5 bit6w danych

, 6 bit6w danych , 7 bit6w danych

8 bil6w danych

9 bit6w danych Rysunek 2. Ramka protokolu UART/RS232 rozpoczqe od wybrania odpow:iedniego interlejsu i zdefiniowania wszystkich jego parametr6w. Czynnosci le 'A')'konuje si~ na przyklad po naciSni~ciu przycisku PROTOKOL znajduj11cego si~ na plycie czolowej oscyloskopu. Na ekranie zostaje w6wczas " 'Yswietlona zakladka zawierajqca wszystkie pararnetry badanego inlerfejsu, kt6ra dla UART-a/RS232 b~dzie wyglqdala, jak na rys. 1. Z latwosciq rozpoznawane sq na niej poszczeg6lne pola i Iisty rozwijane definiuj11ce parametry interfejsu, a wi~c: typ interfejsu, pr~kosc transmisji, Iiczb~ bil6w stopu, dtugosc ramki, opcje parzystosci, kolejnose transnlitowania bit6w. Okno konfiguracji jest bardw czytelne, w czym pomagajq zdefiniowane kolorami bloki wyboru parametr6w oraz graficzna interpretacja analizowanego protokolu. W "1elu analizatorach protokol6w uwzgl~dniane sq tylko opcje parzystosci: None, Odd i Even, czyli bez parzysto5ci, nieparzystose i parzystosc. W oscyloskopach R&S w ana1izie protokol6w mozna ponadto wybierae opcje Mark, Space i Don't Care. Mark i Space to obec1lie bardzo rzadko stosowane melody kontroli poprawnosci transmisji. Przypomnijmy, i;e jesli wybrano kontrol~ parzystosci (Even), to bit parzyslo5ci w prawidlowo odebranym znaku powinien miec wartose ,,O'', je5Ji wystqpila parzysta liczba jedynek w znaku (rysunek 3). Analogicznie jest po wlqczeniu kontroli nieparzystosci (Odd). Bit kontrolny powinien bye r6wny ,,O" tylko wtedy, gdy w przesylanym znaku jest nieparzysta liczba jedynek. Jesli wi~c wlqczono kontrol~ nieparzystosci [Odd) i w bajcie o nieparzystej liczbie jedynek bit kontrolny jest r6wny ,,l", to mamy przypadek wykrycia blQdu transmisji. Zal6:i:my, :i:e nadajnik 'A')'Syla bajt z parzystq liczbq jedynek. Przy wl11czonej kontroli Even uslawia dla niego bit parzyslosci na ,,O". )esli odczytany przez odbionlik bit kontrolny b~ie mial wartose ,,l ", to ~dzie oznaczalo, ze kt6ryii z bit6w w tym bajcie zostal przeklamany [rys. 3). Niestety, w tak:iej metodzie kontroli nie ma mozliwosci identyfikacji tego bitu. )ak na ironi~ przeklamany moi.e bye sam bit kontrolny. Bity parzysto5ci na oscylogran1ie przypisanym do danego inlerfejsu sq wyodr~bnione od catego znaku. Ich nieprawidlowa wartosc jest sygnalizowana kolorem czerwonym, prawidlowa

eWy·d a ei~Tll.~m~ ~k1~:rb:z~1,doJ ~ (96006) Wydanie ele~:troniczne przeznaczone wytqcznie do u:±ytku Vlltasnego bez prawa do rozpowszechniania.

99

Elektronika praktyczna 03 2015  
Elektronika praktyczna 03 2015  
Advertisement