Elektronika Praktyczna 2012-10

cena: 16,00 zł (w tym 8% VAT) PRICE: 8 EUR Nakład 29000 egz.

2012-09-28 05:19:18

001.indd 1

002.indd 2

2012-09-28 05:19:39

• Ekran panoramiczny 7 "(178 mm) TFT LCD (480x234) Pasmo przenoszenia: 25 MHz. 2 kanały + 1 kanał zewnętrzny wyzwalania. Real-time częstotliwość próbkowania: 500MSa/s. Ekwiwalente próbkowania: 50 GSa/s. Pamięć: 32 kpts. Zakres czułości: 2 mV/dz - 10 V/dz. Różnorodne tryby wyzwalania: Edge, Puls, Slope, Video i ALT. Podświetlane przyciski. Unikalny filtr cyfrowy i funkcje nagrywania danych. Host USB, urządzenie USB, RS-232. Pass/Fail funkcja. Bezpośredni druk - PictBridge Wielojęzyczne wyświetlacz Pomoc online. Standardy bezpieczeństwa: EMC: EN61326; LVD: EN61010-1. Kompaktowa konstrukcja

y Odczyt max. 6000 y Pomiary: DCV ±(1%+ 5), DCA, ACA, ACV, Ω, Hz y Pomiar mocy i współczynnika mocy y MIN/MAX, PEAK HOLD y Pomiar współcz. THD y Test kolejności faz y Test ciągłości y Pomiar temperatury y Maks.: Ø 35mm. y Auto wyłącznik baterii (9V) y Masa 380g

! A J C O M O PR SDS 1022DL 850 zł +vat

SHS 1062 4990 zł +vat

• • • • • • • •

• Izolacja galwaniczna kanałów oscyloskopu •

• Ekran LCD TFT 320x234 5.7" (jak w standardowych oscyloskopach stacjonarnych) • Próbkowanie realne do 1GSa/s (1000 milionów próbek na sekundę) • Próbkowanie ekwiwalentne ET 50GS/s • Pamięć próbek 2M • Ilość kanałów 2 • Czułość pionowa od 5mV/div do 100V/div • Rozdzielczość przetwornika AC 8bit • Max napięcie wejściowe przy sondzie 1:1 lub bez sondy 300Vrms (ok 850Vpp) • Podstawa czasu 5ns/div - 50s/div • Wyzwalanie: zboczem, impulsem, video, szybkością narastania/opadania zbocza, naprzemienne • 32 Autopomiary : Vpp, Vmax, Vmin, Vamp, Vtop, Vbase, Vavg, Mean, Vrms, Crms, ROVShoot, FOVShoot, RPREShoot,FPREShoot, Freq, Period, Rise time, Fall Time, +Width, -Width, +Duty, - Duty, BWid, Phase, FRR,FRF, FFR, FFF, LRR, LRF, LFR, LFF • Pomiary kursorowe • Funkcje matematyczne: + , - , * , FFT-analiza widma (okna Hanninga, Hamminga, Blackmana, Prostokątne) • Zapis ustawień i przebiegów na pamięć typu flash • Komunikacja z komputerem poprzez USB • Funkcje zaawansowane: filtry cyfrowe, rekorder, Trend Plot • 2 rodzaje kolorystyk ekranu (tło białe, tło czarne)

NOWA SERIA ZASILACZY NDN NAJWIĘKSZY WYBÓR, NAJLEPSZA CENA, TRZY LATA GWARANCJI!!!

Model Parametry Napięcie wyjściowe Prąd wyjściowy Dokładność pomiaru Wyświetlacz Ilość wyjść Napięciowy współczynnik stabilizacji Obciążeniowy współczynnik stabilizacji Tętnienia i szumy Zabezpieczenie

Do pracy ciągłej (8h przy pełnym obciążeniu)

Praca szereg, równ, tracking Włącz/wyłącz wyjścia Ograniczenie prądowe Wymiary Cena (bez VAT)

A18+ 600A, TrueRMS, Pomiar mocy

450 z³ +vat

APPA703 Mostek RLC 100 kHz

• • • • • • • • • • • • • • • • •

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

• • • • • • •

20000/2000 Podwójny wyświetlacz ŒÆ 46 segmentowy bargraf NOWO Automatyczny wybór pomiatu LCR Automatyczny dobór zakresów Automatycznr podświetlanie 0,2% dokładność podstawowa (pojemność i indukcyjność) Pomiar parametrów: L, C, R, D, Q, Θ, EsR Zakres częstotliwości: 100Hz/120Hz/1kHz/10kHz/ 100kHz Równoległy/szeregowy tryb testowy Sortowanie tryb QC Data Hold 800 z³ + vat Autokalibracja Zewnętrzny zasilacz DC z adapterem 230V Tryb zerowania Sygnalizacja słabej baterii, automatyczne wyłączanie - oszczędność baterii Optyczne łącze USB z oprogramowaniem + kabel Przewody do testowania: 5-przewodowego, 2-przewodowego, elementów SMD

NDN DF173003C

NDN NDN NDN NDN NDN DF173005C DF1723003DC DF1723005DC DF1723003TC DF1723005TC

0-30V

0÷30V

0-3A

0÷5A

2 x (0÷30V) 2 x (0÷30V) 2 x (0÷30V) 2 x (0÷3A) 2 x (0÷3A) 2 x (0÷5A) 1 x (5V, 3A)

2 x (0÷30V) 2 x (0÷5A) 1 x (5V, 3A)

NDN DF1743003C

NDN DF1743005C

2 x (0÷30V) 2 x (0÷3A) 1x(8÷15V, 1A) 1x(3÷6V, 3A)

2 x (0÷30V) 2 x (0÷5A) 1x(8÷15V, 1A) 1x(3÷6V, 3A)

Dokładność pomiaru napięcia: ±1% + 2 cyfry, dokładność pomiaru prądu: ±2% + 2 cyfry 2 x LED Pojedynczy CV≤1 x 10-4 + 1mV CC≤2 x 10-3 + 2mA

Podwójny CV≤1 x 10-4+1mV CC≤2 x 10-3+2mA

CV≤1 x 10-4 + 2mV CC≤2 x 10-3 + 6mA

CV≤1 x 10-4+2mV CC≤2 x 10-3+6mA

4 x LED Potrójny CV≤1 x 10-4+1mV (CH1 i CH2) CC≤2 x 10-3+2mA (CH1 i CH2) CV≤1 x 10-4+1mV (CH3) CV≤1 x 10-4+2mV (CH1 i CH2) CC≤2 x 10-3+6mA (CH1 i CH2) CV≤1 x 10-3+3mV (CH3) CV≤0,5mVrms (5Hz-1MHz) CC≤3mArms (CH1 i CH2) CV≤1mVrms (5Hz-1MHz) (CH3)

Poczwórny CV≤1 x 10-4+1mV (CH1 i CH2) CC≤2 x 10-3+1mA (CH1 i CH2) CV≤1 x 10-4+1mV (CH3 i CH4) CV≤1 x 10-4+2mV (CH1 i CH2) CC≤2 x 10-3+2mA (CH1 i CH2) CV≤1 x 10-3+3mV (CH3 i CH4) CV≤0,5mVrms (5Hz-1MHz) CC≤2mArms (CH1 i CH2) CV≤1mVrms (5Hz-1MHz) (CH3 i CH4)

CV≤0,5mVrms (5Hz-1MHz) CV≤0,5mVrms (5Hz-1MHz) CV≤20mVp-p (5Hz-1MHz) CC≤3mArms CC≤3mArms CC≤30mAp-p przed przeciążeniem oraz przed przeciążeniem i odwrotną polaryzacją oraz ograniczenie prądowe i przeciwzwarciowe odwrotną polaryzacją NIE

TAK

TAK

TAK

TAK

TAK

TAK

Nastawianie ograniczenia prądowego przy odłączonym wyjściu 130 x 155 x 295 mm

250

275

255 x 156 x 295 mm

400

450

520

255 x 160 x 305 mm

570

670

690

NOWOŒÆ!! ZESTAW LUTOWNICZY LF-8800 STACJA LUTOWNICZA LF-2000 i LF-1680 Zestaw lutowniczy LF-8800 Zasilanie 220~240 VAC/50Hz Moc końcówki SIA 100W DIA 100W HAP 80 W TWZ 100 W Zakres SIA 150~480 oC temperatury DIA 300~450 oC

ή NOWO

1000 z³ + vat

LF8800

1300 z³ + vat LF853D

®

220 z³ + vat

300 z³ + vat

LF-2000 Stacja Zasilanie Typ końcówki Moc końcówki Zakres temperatur Grot (standard)

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

LF-1680

LF-2000

LF-1680 220-280V AC 50Hz 210 ESD SIA 108 ESD TWZ 80 100 W 80 W 80 W 200º- 450º C 200º- 480º C 200º- 450º C 44-415404 44-510601 46-060102

02-784 Warszawa, ul. Janowskiego 15 tel./fax (22) 641-15-47, 644-42-50

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

http://www.ndn.com.pl e-mail: [email protected] 003.indd 3

2012-09-28 05:19:58

OD WYDAWCY

Technologia MEMS

Prenumerata naprawdę warto

Sporo ostatnio mówi się o technologii MEMS. Są za jej pomocą wykonywane różne miniaturowe komponenty mechaniczne, które później stają się elementami układów scalonych lub urządzeń. Najczęściej układ scalony jest wyposażany w innowacyjną część mechaniczną wykonaną w  technologii MEMS, a  powstała w  ten sposób „część wspólna” ma nieocenioną funkcjonalność. Oczywiście można bez końca zachwycać się subminiaturowymi komponentami, których funkcjonowanie można obejrzeć jedynie pod mikroskopem, ale jakie znaczenie praktyczne ma to dla nas, elektroników? Jak się okazuje – bardzo duże. Żyroskopy i  akcelerometry MEMS pozwalają na zbudowanie niesłychanie funkcjonalnych interfejsów użytkownika. Urządzeniami można sterować za pomocą gestów, machnięć, kiwnięć ręką, podskoków itd. Z drugiej strony, te same żyroskopy i akcelerometry zabezpieczają nas przed skutkami wypadków drogowych i nagłych zmian przyśpieszenia. No może niedokładnie one, ponieważ są czujnikami załączającymi poduszki czy napinacze pasów bezpieczeństwa w samochodach. Te same komponenty pozwalają na tak zwaną nawigację inercyjną. Zastosowania można mnożyć. Nieco bardziej rozbudowane układy MEMS, mające wbudowane różne miniaturowe urządzenia pompujące i wrażliwe obwody analogowo – cyfrowe umożliwiają zbudowanie laboratoriów mieszczących się w niewielkiej obudowie układu scalonego. Wystarczy doprowadzić analizowaną substancję, a  układ sam wpompuje ją pomiędzy sensory i  dokona analizy. Bez wątpienia technologia MEMS zmieni naszą przyszłość, a  różne miniaturowe urządzenia staną się nieodzowne np. w leczeniu zatorów żył. Współcześnie ta technologia nie jest jeszcze aż tak bardzo zaawansowana, aby pozwalała na wytwarzanie subminiaturowych, autonomicznych lub nawet funkcjonujących niezależnie robotów. Niemniej jednak jest ona bardzo użyteczna. Dlatego od czasu do czasu będziemy się nią zajmowali, przeglądali aktualną ofertę komponentów i podpowiadali ich zastosowanie. W tym numerze Elektroniki Praktycznej w rubryce „Wybór konstruktora” można znaleźć część 1 obszernego przeglądu układów MEMS dostępnych w handlu. Tabele, fotografie, opisy funkcjonalne umożliwiają zapoznanie się z sensorem MEMS jeszcze przed jego użyciem. A  technologia sięga coraz głębiej i  głębiej dotykając pojedynczych atomów. W czasie gdy powstawało bieżące wydanie EP dowiedzieliśmy się, że naukowcom udało się zbudować komórkę pamięci, (pojedynczy bit) zbudowaną z pojedynczego atomu! Wiadomość ta była opublikowana w magazynie Nature, w którym zespół opisywał sposób, w który można zapisywać i odczytywać informację używając spinu lub orientacji magnetycznej elektronu związanego z atomem Fosforu osadzonym w krzemie. Naukowcy uważają, że jest to wstęp do budowy komputerów kwantowych, które miałyby pracować jeszcze szybciej (!) od aktualnie użytkowanych i dzięki temu pozwalałyby na wykonywanie jeszcze bardziej złożonych operacji. Niestety, wydaje mi się, że dla takiego komputera nawet bardzo złożony algorytm szyfrowania informacji nie byłby problemem. A więc znowuż postęp techniczny i wzrost mocy obliczeniowej doprowadzą do sytuacji, w której będziemy zmuszenie do opracowania nowych zabezpieczeń, nowych metod szyfrowania, protokołów dla telefonii komórkowej itd. Tymczasem naukowcy postawili sobie już kolejny cel – zbudowanie bramki logicznej składającej się z dwóch atomów. Jeśli taki komponent powstanie, to tylko kwestią czasu jest, kiedy zostaną zbudowane procesory kwantowe, a używane przez nas dziś komputery trafią do lamusa. Nic dziwnego – ilu z  nowych użytkowników komputerów pamięta dziś o procesorach 8086? A  tymczasem jest wśród nas grupa konstruktorów, którzy pomimo szybkiego postępu techniki tęsknią do urządzeń lampowych. W bieżącej EP mamy dla nich dwie propozycje: nadajnik radiowy AM oraz wzmacniacz audio. Projekty tych ostatnich cieszą się niesłabnącym zainteresowaniem naszych Czytelników. W  tym numerze EP prezentujemy projekt wzmacniacza stereofonicznego, lampowego o iście „diabelskiej” mocy, bo aż 2×15 W. Jak na popularne rozwiązania wykonane z użyciem dostępnych podzespołów, to całkiem sporo. A moc jest iście „diabelska”, ponieważ końcówkę mocy wzmacniacza audio wykonano z użyciem lamp 6C33C popularnie zwanych „diabłami”. Zapraszam do lektury!

4

004_wstepniak.indd 4

Miesięcznik „Elektronika Praktyczna” (12 numerów w roku) jest wydawany przez AVT-Korporacja Sp. z o.o. we współpracy z wieloma redakcjami zagranicznymi. 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 60 tel.: 22 257 84 65, 22 257 84 48 faks: 22 257 84 67 e-mail: [email protected] www.ep.com.pl Redaktor Naczelny: Wiesław Marciniak Redaktor Programowy, Przewodniczący Rady Programowej: Piotr Zbysiński Zastępca Redaktora Naczelnego, Redaktor Prowadzący: Jacek Bogusz, tel. 22 257 84 49 Redaktor Działu Projektów: Piotr Witczak, tel. 22 257 84 61 Redaktor Działu Podzespołów i Sprzętu: Jerzy Pasierbiński Szef Pracowni Konstrukcyjnej: Grzegorz Becker, tel. 22 257 84 58 Menadżer magazynu Katarzyna Wiśniewska, tel. 22 257 84 65, 500 060 817 e-mail: [email protected] Marketing i Reklama: Bożena Krzykawska, tel. 22 257 84 42 Katarzyna Gugała, tel. 22 257 84 64 Grzegorz Krzykawski, tel. 22 257 84 60 Andrzej Tumański, tel. 22 257 84 63 Maja Gilewska, tel. 22 257 84 71 Sekretarz Redakcji: Grzegorz Krzykawski, tel. 22 257 84 60 DTP i okładka: Dariusz Welik Redaktor strony internetowej www.ep.com.pl Michał Pieniążek Stali Współpracownicy: Arkadiusz Antoniak, Rafał Baranowski, Lucjan Bryndza, Marcin Chruściel, Jarosław Doliński, Andrzej Gawryluk, Krzysztof Górski, Tomasz Gumny, Tomasz Jabłoński, Michał Kurzela, Szymon Panecki, Krzysztof Paprocki, Krzysztof Pławsiuk, Sławomir Skrzyński, Jerzy Szczesiul, Ryszard Szymaniak, Adam Tatuś, Marcin Wiązania, Tomasz Włostowski, Robert Wołgajew Uwaga! Kontakt z wymienionymi osobami jest możliwy via e-mail, według schematu: imię[email protected] Prenumerata: tel.: 22 257 84 22, faks: 22 257 84 00 www.avt.pl/prenumerata, e-mail: [email protected] Sklep: www.sklep.avt.pl, tel. 22 257 84 66 Wydawnictwo AVT-Korporacja Sp. z o.o. należy do Izby Wydawców Prasy

Copyright AVT-Korporacja Sp. z o.o. 03-197 Warszawa, ul. Leszczynowa 11 Projekty publikowane w „Elektronice Praktycznej” mogą być wykorzystywane wyłącznie do własnych potrzeb. Korzystanie z tych projektów do innych celów, zwłaszcza do działalności zarobkowej, wymaga zgody redakcji „Elektroniki Praktycznej”. Przedruk oraz umieszczanie na stronach internetowych całości lub fragmentów publikacji zamieszczanych w „Elektronice Praktycznej” jest dozwolone wyłącznie po uzyskaniu zgody redakcji. Redakcja nie odpowiada za treść reklam i ogłoszeń zamieszczanych w „Elektronice Praktycznej”.

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:20:25

005.indd 5

2012-09-28 05:20:42

Lampowy Wzmacniacz Stereo 2×15W SET na lampach 6C33C

Przedstawiony w EP 12/01 wzmacniacz SET na 6C4C najlepiej sprawdza się z wysokoskutecznymi zestawami głośnikowymi. Niestety, nie wszyscy miłośnicy „brzmienia lampowego” mają lub preferują takie głośniki. Do współpracy ze współczesnymi zestawami potrzeba wzmacniacza o większej mocy. Przedstawiamy konstrukcję z lampami 6S33S (popularnie nazywanymi „diabłami”) o mocy wyjściowej 2×15 W, co ułatwia wysterowanie zestawów o średniej efektywności.

Moduł do transmisji radiowej

Prezentujemy moduł do transmisji radiowej. Umożliwia on jednoczesną, dwukierunkową transmisję danych w 8 kanałach. Moduł pracuje w paśmie ISM. W kolejnych numerach EP opublikujemy kurs, który pokaże jak zaprząc moduł do pracy.

Sterownik uniwersalny, kompatybilny z Arduino

Lampowy nadajnik AM

Prezentowane urządzenie pozwala w nieskomplikowany sposób przywrócić dawną świetność i czar starym radioodbiornikom. Nadajnik ma na tyle małą moc wyjściową, że skutki jego działania nie powinny być odczuwalne w promieniu większym niż kilka metrów.

006-007_spis_tresci.indd 6

Tak jak kiedyś usprawnianie popularnego PF126, czyli „Malucha” było niekończącym się tematem, tak dzisiaj amatorskie systemy domowej automatyki stały się wdzięcznym polem do eksperymentów. Aby eksperymenty nie kończyły się niepowodzeniem lub nie przewyższały wartością systemu, warto zbudować mały moduł sterujący z dostępem do Internetu.

2012-09-28 15:25:47

Bilety & Rejestracja: www.electronica.de/en/2012

Nr 10 (238) Październik 2012

Projekty

¥wiat potrzebuje innowacyjnej elektroniki. Tutaj zostanie ona zaprezentowana.

Sterownik uniwersalny zgodny z Arduino, do montażu na szynie TH35 ......................................... 22 Wzmacniacz lampowy, stereofoniczny o mocy 2×15 W z lampami 6C33C .................................... 27 Modem radiowy – sterownik .......................................................................................................... 36 Lampowy nadajnik AM. Jak „ożywić” stary odbiornik lampowy ..................................................... 41

Miniprojekty Miniaturowy, stereofoniczny wzmacniacz o mocy 2×3 W ............................................................. 45 Włącznik zbliżeniowy ..................................................................................................................... 46 Migacz z diodami LED .................................................................................................................... 47 Regulowany włącznik opóźniający ................................................................................................. 48

Wybór konstruktora Sensory i przetworniki MEMS – przegląd rozwiązań rynkowych (1) .............................................. 56

Notatnik konstruktora Jaki generator? Wybór generatora sygnału zegarowego do aplikacji ............................................. 86

Sprzęt J-Link wylądował ............................................................................................................................ 62 Pomiary urządzeń pracujących w technologii NFC........................................................................ 106 DAQFactory – fabryka sterowana modułami LabJack ................................................................... 108

Podzespoły Sensor AFE. Nowe typy interfejsów do czujników analogowych .................................................... 64 Nowości w systemie IQRF ............................................................................................................... 68 Jasność oraz minimalizacja odbić kluczem do czytelności wyświetlacza ......................................... 70 Mikrokontrolery Precision32 – budowa wewnętrzna ...................................................................... 72 Cortex-M0+. Nie było po co się spieszyć ........................................................................................ 77 STM32F4: ciąg dalszy nieustannie następuje .................................................................................. 80 Optoizolatory w układach sterowania silników o zmiennej prędkości obrotowej ........................... 83

Prezentacje MEMS – przełomowa technologia.................................................................................................. 60 Stacja lutownicza Xytronic LF-3000. Wysoka jakość za umiarkowaną cenę .................................. 105 Elnec – programatory dla każdego elektronika ............................................................................. 112

Kursy Wielokanałowy, dwukierunkowy interfejs COM/USB. Za pomocą zestawu Freescale KwikStik K40 89 MSP430 w przykładach (2). Konfigurowanie układu zegarowego .................................................. 93 FlowCode i E-blocks (2). Obsługa klawiatury matrycowej, deklarowanie zmiennych, symulator .... 98 Platforma I.MX28EVK(2). Nauka programowania mikrokontrolerów pod Linuksem .................... 102

Automatyka i Mechatronika Praktyczna

Od wydawcy .................................................................................................................................... 4 Niezbędnik elektronika ..................................................................................................................... 8 Nie przeocz. Podzespoły ................................................................................................................. 10 Nie przeocz. Koktajl niusów ........................................................................................................... 16 Sprzężenie zwrotne. Forum ............................................................................................................ 20 Prenumerata ................................................................................................................................ 130 Konkurs ........................................................................................................................................ 112 Info .............................................................................................................................................. 127 Oferta........................................................................................................................................... 132 Kramik i rynek .............................................................................................................................. 137 Księgarnia wysyłkowa .................................................................................................................. 142 Zapowiedź następnego numeru ................................................................................................... 144

006-007_spis_tresci.indd 7

REKLAMA

Ćwiczenia z LOGO! 0BA7 (1) ........................................................................................................ 117 Platinum – nowa seria przycisków i przełączników Lovato Electric ............................................... 120 PAC rewolucjonizują systemy sterowania ..................................................................................... 122 Automatyzacja w duchu lean dzięki modułom Saia Smart RIO..................................................... 124

25. ¥wiatowe wiod◊ce targi komponentów, systemów i zastosowa< elektroniki Messe München 13.–16. listopada 2012 www.electronica.de

Biuro Targów Monachijskich w Polsce ul. Biała 4, 00-895 Warszawa tel. (22) 620 44 15 [email protected]

2012-09-28 15:25:48

DZIAŁ ZAWARTOŚĆ DODATKOWEJ PŁYTY DVD

niezbędnik

elektronika 1. Altera Quartus II 12.0 SP2

5. EdWinXP1.90

Najnowsza wersja profesjonalnego oprogramowania zawierającego nowoczesne narzędzia dla rozwoju urządzeń z układami firmy Altera. Oprogramowanie Quartus II zapewnia najlepsze wsparcie do rozwoju systemów opartych na układach FPGA

2. AtmelStudio 6.0 Patch2

Uaktualnienia dla zintegrowanego środowiska programistyczne AtmelStudio przeznaczonego do tworzenia aplikacji i debugowania procesorów z rdzeniem ARM i CortexM firmy Atmel napisanych w C/C++ lub asemblerze. AtmelStudio 6 jest łatwe w obsłudze i obsługuje wszystkie 8- i 32-bitowe procesory AVR, SAM3 i SAM4.

3. EDComX

EdcomX jest potężnym rozszerzeniem programu EDWinXP. Wspomaga modelowanie kodu oraz zdefiniowanie przez użytkownika węzłów, poprzez dynamiczne linkowanie we wszystkich systemach operacyjnych Windows. Modelowanie kodu to proces tworzenia nowych elementów i funkcji w języku C. Oprogramowanie działa pod systemami Windows 9X/ ME/2K/XP/2003 a do prawidłowego zainstalowania wymaga EDWinXP. Dodatek do programu EDWinXP wspomagający przygotowanie dokumentacji schematów oraz płytek PCB zaprojektowanych przy pomocy EDWinXP.

Arduino Środowisko programistyczne wraz z przykładami i bibliotekami do płytki ewaluacyjnej ARDUINO. Digilent Adept Unikatowy, potężny i w pełni funkcjonalny program pozwalający na konfigurowanie układów logicznych firmy Xilinx. Infineon DAVE 3.1.2 DavE - Digital Application virtual Engineer to narzędzie od firmy Infineon Technologies pomagające w tworzeniu aplikacji na 8-, 16- i 32-bitowe mikrokontrolery firmy Infineon. Keil MDK-ARM 4.54 Kompletne środowisko programistyczne dla procesorów Cortex-M, Cortex-R4, ARM7 i ARM9. Minibloq Arduino Tool Minibloq jest graficznym środowiskiem programistycznym dla platformy Arduino. ST toolset STVD to zintegrowane środowisko programistyczne dla mikrokontrolerów ST. TinaSimulator Program TINA-TI to narzędzie do symulowania pracy obwodów elektronicznych. Xilinx Vivado Program Vivado jest profesjonalnym zintegrowanym środowiskiem przeznaczonym do tworzenia projektów na układach FPGA.

8

008_niezbednik.indd 8

EP 8/2012 AlteraQuartusII 12.0 Profesjonalne oprogramowanie zawierajże nowoczesne narzędzia dla układów firmy Altera. Atollic TrueSTUDIO ARM 3.1.0 Profesjonalne narzędzie programistyczne dla procesorów z rdzeniem ARM Cortex-M4 składające się m.in. z kompilatora C/C++ oraz debuggera. Środowisko zbudowane jest na platformie Eclipse. CrossWorks AVR Win Zintegrowane środowisko programistyczne do tworzenia kodu oraz testowania aplikacji dla mikrokontrolerów AVR. CrossWorks MAXQ Środowisko programistyczne dla mikrokontrolerów MAXQ20 i MAXQ30 firmy Maxim. CrossWorks MSP430 Kompletne oprogramowanie dla wszystkich rodzin mikrokontrolerów MSP430. EagleWin 6.2.0 Najnowsza wersja popularnego programu do projektowania obwodów drukowanych.

6. Freescale CodeWarrior Development Studio for Microcontrollers

Środowisko programistyczne dla mikrokontrolerów firmy Freescale. W programie CodeWarrior można tworzyć programy dla układów z rodzin: RS08, HCS08 oraz ColdFire. Program CodeWarrior jest zbudowany na bazie bezpłatnego środowiska programistycznego Eclipse.

7. LTspiceIV 8 2012

Rozbudowany symulator układów analogowych. Umożliwia sprawdzenie układu przed zbudowaniem prototypu. Ponadto, pozwala na pomiary prądów i napięć, które w fizycznym modelu byłby trudne do zmierzenia.

8. MPLabX 1.30

4. EDdocOne

EP9/2012 WinSpice3 Symulator obwodów elektronicznych.

EDWinXP to niezbędny program w pracowni każdego elektronika, dzięki niemu możliwe jest stworzenie schematu oraz jego symulacji, zaprojektowanie płytki oraz wygenerowaniu jej dokumentacji technicznej. W skład programu wchodzą wszystkie programy niezbędne do wykonania projektu płytki drukowanej lub symulowania działania układu analogowego, cyfrowego, mieszanego.

Program działający pod kontrolą systemu Windows, Mac lub Linux przeznaczony do tworzenia aplikacji dla mikrokontrolerów Microchip.

projektowania płytek drukowanych.

MPC55xx/56xx eTPU oraz eTPU2.

Microchip MPLAB X IDE1.20 Zintegrowane środowisko programistyczne wyposażone w zestaw funkcji do tworzenia i uruchamiania aplikacji dla mikrokontrolerów PIC i dsPIC firmy Microchip. Program dla Windows, Mac i Linux.

FTDI Vinculum II Toolchain V2.0.0 Umożliwia tworzenie aplikacji dla FTDI Vinculum-II (VNC2).

SiLabs Zaawansowane zintegrowane środowisko projektowe zawierające kompilator i debugger dla 32-bitowych mikrokontrolerów Precision32 od Silicon Labs. Bazuje na platformie Eclipse. EP 7/2012 AtmelStudio 6 Zintegrowane środowisko programistyczne do tworzenia i debugowania aplikacji. CADSTAR Design Viewer V13.0 Darmowy program pozwalający na udostępnianie projektu CADSTAR na dowolnym systemie Windows. CADSTAR Express V13.0 Darmowy program do projektowania obwodów drukowanych.

LinearTechnology LTSpiceIV 6.2012 Rozbudowany symulator układów analogowych. Umożliwia sprawdzenie układu przed zbudowaniem prototypu.

CMSIS Configuration Wizard Darmowy program służący do prostej konfigurowania plików ARM CMSIS bez potrzeby korzystania z oprogramowania Keil uVision.

MerlinPCB Przystawka do popularnego programu graficznego CorelDRAW przekształcająca go w program do

Freescale eTPU(2) Development Suite Kompilator C, preprocessor, assembler, linker, symulator oraz debugger dla układów

Keil uVision 4.53 MDK-ARM to kompletne środowisko programistyczne dla procesorów Cortex-M, Cortex-R4, ARM7 i ARM9. MDK-ARM. Linear LTSpice IV 6 2012 Rozbudowany symulator układów analogowych. Umożliwia on sprawdzenie układu przed fizycznym zbudowaniem modelu. MCP MPLlabX 1.20 Zintegrowane środowisko programistyczne wyposażone w zestaw funkcji do rozwoju aplikacji wbudowanych dla mikrokontrolerów PIC i dsPIC firmy Microchip. MSP430 GCC Narzędzie dla procesorów MSP430 zawierające kompilator C, assembler, linker, debugger oraz inne. PC-Lint Wizard Program wspomagający analizę kodu źródłowego w C/ C++. QTouch 4.3.1 Aplikacja do wizualizacji danych QTouch w czasie rzeczywistym. SiLabs Isolator Power Consumption Calculator Aplikacja pozwalająca na oszacowanie podstawowych informacji na temat izolacji oraz oszacowanie bilansu strat.

ST SPL F4 Kompletna paczka sterowników oraz przykładów dla wszystkich 32-bit mikrokontrolerów serii STM32F4xx. STmicroXplorer 2.0 Graficzne narzędzie ułatwiające skonfigurowanie funkcji wyprowadzeń mikrokontrolerów STM32. STMstudio2.2 Oprogramowanie, które pomaga diagnozować i uruchamiać aplikacje przeznaczone dla mikrokontrolerów STM8 i STM32. TI HALCoGen Program, który pozwala użytkownikowi na konfigurowanie mikrokontrolerów TMS57031x. TI Sensor AFE LMP91000 Oprogramowanie przeznaczone do współpracy z płytką ewaluacyjną z układem LMP91000. TI Sensor AFE LMP91050 Oprogramowanie przeznaczone do współpracy z płytką ewaluacyjną z układem LMP91050 TI Tina Narzędzie do symulowania pracy obwodów elektronicznych. EP6/2012 Altera Quartus II 11.1 SP2 Narzędzia dla rozwoju urządzeń z układami firmy Altera. AnalogDevices ADSim Symulowanie peryferiów mikrokontrolerów rodziny AduC w tym m.in. przetworników

ADC i DAC. AnalogDevices Elves Do łatwego selekcjonowania bibliotek dla układów AduC70xx oraz wyboru ich prawidłowych parametrów. AnalogDevices PLAtool Narzędzie graficzne pozwalające użytkownikowi na łatwą konfigurację PLA oraz generowanie kodu w C lub assemblerze dla mikrokontrolerów ADuC7xxx od AnalogDevices. AnalogDevices WASPv6.04 Oprogramowanie dla wszystkich układów serii AduC702x. pozwaające analizowanie ich wydajności. AnalogDevices WSDv7.05 Do wgrywania programu przez interfejs RS232 do pamięci mikrokontrolera ADuC. eDRAWmax Narzędzie graficzne pozwalające na łatwe i profesjonalne tworzenie m.in. diagramów, wykresów, schematów, tabel i prezentacji. Freescale ADC Kinetis calc Kalkulator pozwalający oszacować niezawodność układów Kinetis Freescale w oparciu o dane użytkownika. Freescale C90TFScalc Program do wyliczenia niezawodności mikrokontrolerów Kinetis rodziny C90TFS. Infineon DAVE 3.1.1 Platforma bezpłatnych narzędzi programistycznych dla 8-,

9. ST MicroXplorer 2.1

Narzędzie graficzne umożliwiające łatwe skonfigurowanie wyprowadzeń mikrokontrolerów STM32. Narzędzie generuje kod w języku C, który można dołączyć do własnego programu.

10. ST STM32 motor control lib

Biblioteki wspomagające pisanie aplikacji do sterowania silnikami na mikrokontrolery STM32.

11. ST STM32 PMSM FOC SDK

Oprogramowanie dające wsparcie dla mikrokontrolerów STM32 serii STM32F100x przy projektowaniu aplikacji sterowania silników DC i AC. Biblioteka napisana jest w C i realizuje podstawowe algorytmy sterowania silników.

12. TI SmartRF Packet Sniffer

Oprogramowanie PC umożliwiające przechwytywanie, wyświetlanie i przechowywanie pakietów pochodzących z urządzeń radiowych, filtrowanie pakietów i wyświetlanie w wygodny sposób na ekranie komputera.

13. TI SmartRF studio

Aplikacja, która może być wykorzystana do oceny i konfigurowania układów RF małej mocy firmy Texas Instruments.

16-, i 32-bitowych mikrokontrolerów firmy Infineon z rodziny XC800.

wień przerwań, timerów mikrokontrolerów ARM7 z rodziny LPC2xxx firmy Philips (NXP).

NI CircuitDesignSuite Platforma projektowa do tworzenia i symulowania schematów.

Freescale CodeWarrior SE uCs Środowisko programistyczne dla mikrokontrolerów firmy Freescale: RS08, HCS08 i ColdFire.

Renesas Flash Development Toolkit V.4.08 Oprogramowanie dedykowane do programowania mikrokontrolerów Renesas. Renesas CubeSuite CubeSuite+ to kompletne zintegrowane środowisko dla procesorów rodziny V850 firmy Renesas. Siemens LOGO Soft Comfort 7.0 Oprogramowanie narzędziowe dla sterowników PLC z serii LOGO! SiLabs Precision32 Zaawansowane, zintegrowane środowisko projektowe zawierające kompilator i debugger dla 32-bitowych mikrokontrolerów Precision32 od Silicon Labs. EP 5/2012 Altium Designer Viewer Build 9.3.0.19153 Program umożliwiający podgląd projektów utworzonych za pomocą Altium Designera.

FTDI toolset Zestaw 9 narzędzi dla układów FTDI. IAR Embedded Workbench MSP430 v. 5.40 Zestaw zaawansowanych i łatwych w obsłudze narzędzi programistycznych dla aplikacji z mikrokontrolerem MSP430. Infineon DAVE 3.1.0 DavE - Digital Application virtual Engineer to narzędzie od firmy Infineon Technologies pomagające w tworzeniu aplikacji na 8-, 16- i 32-bitowe mikrokontrolery firmy Infineon. Keil C51 v.9.06 Kompilator języka C dla mikrokontrolera 8051. Zawiera szereg narzędzi, między innymi symulator. KEIL uVision MDK 4.50 Kompletne środowisko programistyczne dla procesorów Cortex-M, Cortex-R4, ARM7 i ARM9.

ARM DS5 Środowisko programistyczne dla mikrokontrolerów ARM i SoC z rdzeniem ARM. Zawiera kompilator, debugger, analizator oraz symulator.

LTpowerPlay LTpowerPlay to potężne środowisko projektowe przeznaczone do oceny zasilania układów scalonych Linear Technology w tym LTC2974 i LTC2978.

ARMwizard Aplikacja wspomagająca edycję rejestrów, usta-

LTspice IV 03 2012 LTspice IV jest wydajnym symulatorem

regulatorów impulsowych z układami LT. Microchip MPlab X Zintegrowane środowisko programistyczne wyposażone w zestaw funkcji do rozwoju aplikacji wbudowanych dla mikrokontrolerów PIC i dsPIC firmy Microchip. NI LabView 2011 service pack 1 Service pack dla programu LabView. NI MultiSim ADI edition Program służący do projektowania i symulacji obwodów. Ma biblioteki m.in. dla wzmacniaczy operacyjnych, przełączników i źródeł napięć referencyjnych. QDKC++ARM-Cortex-GNU STM3210C-EVAL Przykłady oraz dodatkowe materiały do płytki ewaluacyjnej STM3210C firmy STMicroelectronic. SiLabs Precision32 Zaawansowane środowisko projektowe zawierające kompilator i debugger dla 32-bitowych mikrokontrolerów Precision32 od Silicon Labs. SmartRF Studio Aplikacja, która może być wykorzystana do oceny i konfigurowania układów RF małej mocy firmy Texas Instruments. STM32 STlink 2.2 ST-LINK jest debuggerem i programatorem dla mikrokontrolerów z rodzin STM8 i STM32. Współpracuje m.in. z ST Visual Develop (STVD) oraz ST Visual Programmer

(STVP). TI HAL CoGen Program do konfigurowania mikrokontrolerów TMS57031x. TI SmartRF packet sniffer Oprogramowanie PC umożliwiające przechwytywanie, wyświetlanie i przechowywanie pakietów pochodzących z urządzeń radiowych, filtrowanie pakietów i wyświetlanie w wygodny sposób na ekranie komputera.. UMLet 11.4 Narzędzie przeznaczone do szybkiego tworzenia diagramów UML. Elementy mogą być modyfikowane i używane jako szablony, dzięki czemu użytkownicy mogą łatwo dostosować pogram do swoich potrzeb. EP 4/2012 AtmelStudio6 Zintegrowane środowisko programistyczne (IDE) do tworzenia aplikacji dla mikrokontrolerów Atmel (AVR, SAM3 i SAM4). GEDA Gerber files Przeglądarka plików Gerber RS-274X. ICEchip Narzędzie od SiliconBlue Technologies Corporation do programowania pamięci NVCM układów FPGA. iCEcube2 Środowisko projektowe dla procesorów mobleFPGA. LabView2011 Platforma i środowisko programistyczne dla języka wizualnego programowania firmy National Instruments.

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:21:31

ZNAJDŹ. ZAPROJEKTUJ. KUP. www.rspoland.com (22) 30 70 548

009.indd 9

2012-09-28 05:21:46

NIE PRZEOCZ PRZEOCZ Podzespoły NIE

nowe

podzespoły Z kilkuset nowości wybraliśmy te, których nie wolno przeoczyć. Bieżące nowości można śledzić na www.elektronikaB2B.pl Przykładowy przedstawiciel nowej rodziny układów – DRV8834 jest sterownikiem silników krokowych, zasilanym napięciem 2,5…10,8 V i  mającym obciążalność do 2,2 A  w  impulsie. Zawiera 32-mikrokrokowy układ indeksujący. Jest dostępny w  obudowach HTSSOP (8 mm×6 mm) i  QFN (4 mm×4 mm). Jego cena hurtowa wynosi 1,15 USD. DRV8835 i  DRV8836 to sterowniki silników krokowych i szczotkowych DC zasilane napięciem z zakresu 2…7 V (do 11 V w wypadku DRV8835) i mające obciążalność do 1,5 A. Są produkowane w obudowach WSON (3 mm×2 mm). Ich cena hurtowa wynosi 0,70 USD. Dla wszystkich trzech układów dostępne są moduły ewaluacyjne. http://www.ti.com/product/drv8834

Kondensatory polimerowo-tantalowe o pojemności do 1500 mF

Miniaturowe sterowniki silników Texas Instruments wprowadza na rynek trzy nowe sterowniki silników szczotkowych DC i krokowych będące rozszerzeniem rodziny DRV8x. Wszystkie mają energooszczędną architekturę pozwalającą na zmniejszenie poboru mocy nawet o  80% w  porównaniu z  najbliższym odpowiednikiem. Układy są dostępne w  miniaturowych obudowach, dzięki którym zajmują nawet o  95% mniejszą powierzchnię. Układy mają „gładkie” charakterystyki ruchu przeznaczone do użycia w napędach kamer systemów dozoru, urządzeń medycznych. Uzyskano je dzięki zastosowaniu 32-krokowego układu indeksującego i zaawansowanego układu sterowania. Charakteryzują się małym poborem mocy wynikającym z ograniczenia prądu upływu do zaledwie 10 nA oraz z zastosowania tranzystorów o małej rezystancji RDS(on), równej 305 mV. Układy zawierają obwody zabezpieczające przed przegrzaniem, zwarciem, przepięciami oraz shoot-though. REKLAMA

Kemet wprowadza do oferty serię kondensatorów polimerowo-tantalowych T545 do montażu powierzchniowego, wyróżniających się bardzo małą rezystancją ESR, bardzo dużą pojemnością uzyskaną przy małych wymiarach obudów i  utrzymywaniem dużej pojemności w zakresie w.cz. Są to elementy umożliwiające zgromadzenie dużej energii w przeliczeniu na objętość obudowy, polecane do zastosowań w m.in. w dyskach SSD. Stanowią uzupełnienie rodziny organicznych kondensatorów tantalowych KO-CAP z anodą tantalową i dielektrykiem Ta2O5, przy czym zamiast tradycyjnej katody MnO2 zastosowano w nich katodę polimerową. Kondensatory T545 mogą pracować przy napięciu w  stanie stabilnym wynoszących do 90% wartości znamionowej dla wersji do 10 V (do 80% wartości znamionowej dla wersji >10 V), zapewniając większą niezawodność od tradycyjnych kondensatorów tantalowych z katodą MnO2 pracujących przy połowie napięcia znamionowego. Są wytwarzane w zakresie pojemności do 1500 mF i na napięcie znamionowe 6,3…16  V. Poza bardzo dobrymi parametrami elektrycznymi, do zalet serii T545 należy duża odporność na udary termiczne i prądowe, gwarantująca długi czas bezawaryjnej pracy. Dopuszczalny zakres temperatury pracy rozciąga się od -40 do +85°C. Ceny wynoszą od 1 do 5 USD w  zależności od typu i  wielkości zamówienia. www.kemet.com

Miniaturowe MOSFETy dużej mocy z kanałem P Fairchild Semiconductor wprowadza do oferty dwa nowe tranzystory p-MOS linii PowerTrench o  napięciu znamionowym 20  V, zaprojektowane do zastosowań jako przełączniki zasilania w  urządzeniach przenośnych. Charakteryzują się one małym prądem upływu (rzędu 1  mA) i  niewielkimi wymiarami

10

010-020_newsy.indd 10

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:22:29

Podzespoły

IT’S TIME TO BRING ANALOG TOGETHER.

REKLAMA

obudowy, której grubość w FDME910PZT wynosi zaledwie 0,55 mm. Zawierają zabezpieczenie przed wyładowaniami ESD w postaci wbudowanych diod Zenera. Wybrane parametry: • FDMA910PZ: – RDS(ON) <= 20 mV przy VGS = -4,5 V; ID = -9,4 A, – RDS(ON) <= 24 mV przy VGS = -2,5 V; ID = -8,6 A, – RDS(ON) <= 34 mV przy VGS = -1,8 V; ID = -7,2 A, – zabezpieczenie ESD: >2,8 kV HBM. • FDME910PZT: – RDS(ON) <= 24 mV przy VGS = -4,5 V; ID = -8 A, – RDS(ON) <= 31 mV przy VGS = -2,5 V; ID = -7 A, – RDS(ON) <= 45 mV przy VGS = -1,8 V; ID = -6 A, – zabezpieczenie ESD: >2,0 kV HBM. Tranzystory FDMA910PZ i FDME910PZT są produkowane w  obudowach MicroFET o  wymiarach, odpowiednio: 2  mm× 2 mm×0,8 mm i 1,6 mm×1,6 mm×0,55 mm. Ceny hurtowe wynoszą 0,36 i 0,33 USD przy zamówieniach od 1000 sztuk. http://www.fairchildsemi.com/pf/FD/FDMA910PZ.html http://www.fairchildsemi.com/pf/FD/FDME910PZT.html

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

010-020_newsy.indd 11

11

2012-09-28 05:22:30

NIE PRZEOCZ

Szerszy zbiór 52 ważnych nowości produktowych z sierpnia i września 2012 zamieszczamy na płycie CD-EP10/2012

Tranzystory IGBT do indukcyjnych systemów grzewczych GT50JR21 i  GT50JR22 to dwa nowe tranzystory IGBT zaprojektowane do zastosowań w  indukcyjnych systemach grzewczych wyposażone w  wewnętrzną diodę regeneracyjną. Charakteryzują się parametrami napięciem znamionowym Uce=600  V, Ic=50  A  i  Ptot=230  W oraz krótkimi czasami przełączania, zapewniającymi małe straty przy pracy impulsowej. Oba tranzystory są produkowane w  obudowie TO-3P(N), stanowiącej ekwiwalent TO-247. Mogą pracować przy temperaturze złącza +175°C. Napięcie nasycenia dla Ic=50 A wynosi zaledwie 1,5 V dla GT50JR21 lub 1,65  V dla GT50JR22. Czasy włączania/wyłączania (ton/toff) przy prądzie kolektora równym 50 A wynoszą – odpowiednio: 0,26/0,31 ms dla GT50JR21 oraz 0,25/0,37 ms dla GT50JR22. http://www.toshiba-components.com/prpdf/6198A.pdf

łym poborem prądu wynoszącym 3 mA w trybie odczytu i 4 mA w trybie standby. Nowe pamięci mogą pracować w przemysłowym zakresie temperatur. Pozwalają projektantom systemów embedded zintegrować większą pamięć SRAM znacznie niższym kosztem, niż migrując do bardziej zaawansowanych mikrokontrolerów o większej pamięci wbudowanej. Ich zaletą w porównaniu z równoległymi pamięciami SRAM są mniejszy pobór mocy, mniejsza liczba wyprowadzeń i niższa cena. Kolejną nowością Microchip są dwie tanie, nieulotne pamięci SRAM z podtrzymaniem bateryjnym: 23LCV512 (512 Kb) i 23LCV1024 (1 Mb). Obie mają praktycznie nieograniczoną żywotność i 20-letni czas przechowywania danych. Korzystają z protokołów dual-SPI (SSI), zapewniając maksymalną szybkość transmisji równą 40 Mb/s. Są mniejsze od równoległych pamięci NVSRAM i równie energooszczędne, a przy tym znacznie tańsze od pamięci FRAM. Znajdują zastosowanie w miernikach i rejestratorach danych, dla których kluczowym parametrem jest długi czas bezawaryjnej pracy. http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/25142A.pdf

3-fazowy sterownik silników BLDC z układem pomiaru prędkości obrotowej BEMF

Szeregowe pamięci SRAM o pojemności do 1 Mb i szybkości transmisji 80 Mb/s Microchip wprowadza do sprzedaży cztery szeregowe pamięci SRAM o  dużej pojemności i dużej szybkości transmisji. Są to układy zasilane napięciem do 5 V, produkowane w  8-wyprowadzeniowych obudowach SOIC, TSSOP i PDIP. Korzystają z protokołów quad-SPI (SQI), zapewniając maksymalną szybkość transmisji 80 Mb/s. Nowa oferta obejmuje typy 23A1024 i  23LC1024 o pojemności 1 Mb, zasilane napięciem z przedziału 1,7...2,2 V (23A) i 2,5...5,5 V (23LC) oraz ich 512-kilobitowe odpowiedniki o oznaczeniach 23A512 i 23LC512. Wszystkie nowe układy charakteryzują się ma-

A4942 jest sterownikiem 3-fazowych silników BLDC wyposażonym w  funkcję pośredniego pomiaru prędkości obrotowej poprzez pomiar siły przeciwelektromotorycznej (BEMF), eliminującą konieczność pomiaru położenia rotora za pomocą czujników Halla. Generuje on maksymalne napięcie wyjściowe 16 V i prąd o natężeniu do 1,45 A na fazę, co wystarcza do zasilania dmuchaw powietrza i wentylatorów o regulowanej prędkości obrotowej w zastosowaniach biurowych i przemysłowych. Struktura układu A4942 zawiera następujące bloki funkcjonalne: stopień sterowania z 3 układami półmostkowymi z p-kanałowymi tranzystorami high-side i n-kanałowymi low-side, pętlę kontroli prędkości obrotowej z możliwością ustawienia dolnej i górnej wartości progowej, układ miękkiego startu, układ soft switching wygładzający przebieg prądu płynącego przez uzwojenia silnika i  zmniejszający wibracje akustyczne, ogranicznik prądowy, czujnik BEMF, adaptacyjny układ kontroli komutacji, sekwenser stanów. A4942GES-T wyposażono w  zespół obwodów zabezpieczających i  ogranicznik prądowy. Do jego standardowego wyposażenia należy zabezpieczenie termiczne z  histerezą, podnapięciowe (UVLO), zabezpieczenie przed równoczesnym przepływem prądu przez tranzystory low- side i high-side w stopniu wyjściowym oraz przed zatrzymaniem rotora (z automatycznym restartem). Układ jest produkowany w obudowie QFN-20 o powierzchni 4 mm×4 mm. http://allegromicro.com/de-DE/About-Allegro/News-Room/2012/ A4942-Press-Release.aspx

REKLAMA

testy elektryczne płytek

12

010-020_newsy.indd 12

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:22:31

Podzespoły

Hall A6 Stand 163

ONI MÓWIĄ:

“ZINTEGROWANIE TORU ANALOGOWEGO NIE JEST MOŻLIWE.”

TŁUMACZENIE:

“HM... TO BĘDZIE WYMAGAŁO DUŻO PRACY.”

IT’S TIME TO BRING ANALOG TOGETHER.

www.maximintegrated.com

© 2012 Maxim Integrated Products, Inc. All rights reserved. Maxim Integrated and the Maxim Integrated logo are trademarks of Maxim Integrated Products, Inc., in the United States and other jurisdictions throughout the world.

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

010-020_newsy.indd 13

13

2012-09-28 05:22:32

NIE PRZEOCZ Szybki transceiver szyny FlexRay do instalacji samochodowych Transceiver NCV7381 jest zgodny z  najnowszą specyfikacją protokołu FlexRay (Electrical Physical Layer Specification Rev. 3.0.1), zaprojektowany do zastosowań w  elektronice samochodowej. Jest elementem łączącym kontroler protokołu/host z szyną fizyczną, zapewniającym prędkość transmisji do 10 Mb/s. Mały pobór mocy, wbudowane funkcje oszczędnościowe i możliwość zdalnej aktywacji (remote wake-up) czynią ten układ idealnym do współpracy z  węzłami sieci podłączonymi na stałe do akumulatora samochodowego. NCV7381 może być zasilany napięciem z  zakresu 5,5…50 V. Jest odporny na oddziaływanie silnych pól elektromagnetycznych, wyładowania ESD przekraczające 10 kV i  temperatury

otoczenia z  zakresu od -40 do +125°C. NCV7381 jest produkowany w  obudowie SSOP-16. Cena hurtowa wynosi 1,60 USD przy zamówieniach 2000 sztuk. http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=NCV7381

Tanie, miniaturowe zegary RTC z interfejsem SPI Microchip oferuje nową serię miniaturowych, tanich zegarów RTC wyposażonych w interfejs SPI. Zapewniają one podobną funkcjonalność, co zegary wcześniejszej serii MCP795WXX produkowane w większych, 14-wyprowadzeniowych obudowach. Realizują precyzyjny pomiar czasu w szerokim zakresie temperatur otoczenia, a dodatkowo umożliwiają monitorowanie stanu zasilania i rejestrację czasu wystąpienia i długości trwania awarii bez konieczności stosowania dodatkowych komponentów. Wbudowany cyfrowy układ do kompensacji dryftu termicznego i długoterminowego rezonatora, pozwala na wprowadzenie korekcji czasowej do 22 sekund na dobę. Struktura wewnętrzna zegarów MCP795XX obejmuje 54 bajtową pamięć SRAM, 2 kb pamięć EEPROM i specjalny obszar pamięci do przechowywania unikalnego 128-bitowego identyfikatora chipu. Istnieje przy tym możliwość zamówienia wersji z zaprogramowanym lub „czystym” blokiem ID. Komunikacja z mikroprocesorem lub innymi układami cyfrowymi odbywa się przez interfejs SPI. Do wspomagania projektowania systemów cyfrowych z nowymi zegarami RTC, producent oferuje płytkę testową MCP795XX SPI RTCC PICtail Plus (ozn. AC164147) w cenie 45 USD, kompatybilną z  kartami bazowymi Explorer 16 Development Board (DM240001) i  PIC18 Explorer Board (DM183032). Wszystkie zegary z serii MCP795XX (MCP79510/11/12 i MCP79520/21/22) są oferowane w 10-nóżkowych obudowach MSOP i TDFN. http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/22300A.pdf

REKLAMA

14

010-020_newsy.indd 14

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:22:33

Podzespoły

.pl

9ponad 40-letnie doświadczenie 9ponad 40.000 produktów magazynie 9bez dopłat za małe ilości 9szybka wysyłka w ciągu 24

+49 (0)4422 955-333 +49 (0)4422 955-360

Profesjonalna jakość @ dyskontowe ceny! Technika sieciowa i PC

Zapotrzebowanie warsztatowe

Chłodnictwo

Optoelektronika

Zasilanie elektryczne

Elementy konstrukcyjne

Zasilanie elektryczne

Technika SAT i TV

TSR 1-2433

8,95

(~ 36,73 zł)

Seria TSR-1, 1A

Wydajne regulatory przełączania FAN-ML 4010-12

(~ 11,08 zł)

Opatentowany ttento t wany system t wentylatorów tylatorów MagLev 12V

Zastąp nieefektywne regulatory liniowe 78xx regulatorami 1-Step-down serii TSR-1! • temperatura robocza: od -40°C do +85°C • odporne na zwarcie długotrwałe

2,70

Bestellnummer:

FAN-ML 4010-12 FAN-ML 4020-12 FAN-ML 5010-12 FAN-ML 6010-12 FAN-ML 8020-12

Wymiary (mm) obr/min 2,70 (~ 11,08 zł) 40x40x10 8500 3,85 (~ 15,80 zł) 40x40x20 8200 2,70 (~ 11,08 zł) 50x50x10 6100 3,95 (~ 16,21 zł) 60x60x10 4000 3,50 (~ 14,37 zł) 80x80x20 3200

dB 39 27 35 28 38

m³/h 16,2 18,4 25,9 27,2 61,1

Radiatory do wspólnego montażu przykręcanego • • • • •

z aluminiowego profilu dla T0220, 218, TOP3 kanał do przykręcania M33 Opór cieplny radiatora: 3,6 3 6 K/W V 6716Z WY x SZ x GŁ: 94 x 55 x 28 mm

3,25

183,25

(~ 752,11 zł)

Gotowy do pracy wyświetlacz TFT 4,3” Oprócz różnych czcionek fabrycznie zintegrowane i dostępne są również bogate funkcje graficzne. • wyświetlacz TFT z funkcjami graficznymi • 480 x 272 pikseli / 4,3 (320 x 240 pikseli / 3,2 ), 16 bit color (65.536 kolorów) z białym oświetleniem LED • zasilanie +5V / 180mA

EA EDIP-TFT43A 183,25 (~ 752,11 zł) EA EDIP-TFT43ATP 192,95 (~ 791,92 zł) z pulpitem dotykowym

LED 5 mm, ultrajasne, Lucky Light Obudowa: bezbarwna, przeźroczysta

(~ 13,34 zł)

Ö

Wszystkie radiatory na stronie:

http://rch.lt/5R

ora w zależn Regulacja wentylatora zależności od temperatury Do wentylatorów do maks. 2,5 W Napięcie robocze: 12 Vl ż ości od Optymalizacja prędkości obrotowejj w zależności temperatury w celu ograniczenia hałasu. LÜFTER-REGLER

2,70

(~ 11,08 zł)

Pasta przewodząca ąca ciepło Zapewnia doskonałą przewodność cieplną między półprzewodnikiem a radiatorem. LEITPASTE 5GR LEITPASTE 35GR

1,25 2,80

(~ 5,13 zł) Strzykawka (~ 11,49 zł) Tubka

Napięcie Napięcie Prąd wyj. wej. wyj. maks.

EA EDIP-TFT43A

Wirniki są utrzymywane w zawieszeniu przez pole le m ma magnetyczne. Dzięki temu wentylator może pracować w dowolnym położeniu.

Bestellnummer:

LED 5-16000 RT LED 5-08000 GN LED 5-14000 GE LED 5-12000 BL LED 5-05000 WS LED 5-25000 WS LED 5-16000 WW

0,33 (~ 1,35 zł) 0,33 (~ 1,35 zł) 0,29 (~ 1,19 zł) 0,23 (~ 0,94 zł) 0,30 (~ 1,23 zł) 0,30 (~ 1,23 zł) 0,42 (~ 1,72 zł)

UF / IF (V / mA) nm / kolor 630 nm super czerwony 2 520 nm czysty zielony 3,2 592 nm super żółty 2 466 nm niebieski 3,2 6000 K biały 3,3 5500 K biały 3,3 4000 K ciepły biały 3,3

Moduł LED High Power 10 W

+RKH7HPSHUDWXUHQ Wysoka temperatura

Technika LED High-Light UWAGA! Temperatura modułu powyżej 150°C. Zapewnić odpowiednie chłodzenie. LED H10WG PWS 13,95 LED H10WG NWS 14,95

(~ 57,25 zł) 6000 K czysty biały (~ 61,36 zł) 4000 K naturalny biały

TSR 1-2433 TSR 1-2450 TSR 1-2490 TSR 1-24120

8,95 (~ 36,73 zł) 4,75-36 VDC 3,3 VDC 8,95 (~ 36,73 zł) 6,50-36 VDC 5,0 VDC 8,95 (~ 36,73 zł) 12,00-36 VDC 9,0 VDC 8,95 (~ 36,73 zł) 15,00-36 VDC 12,0 VDC

produkty Ö Wszystkie TRACO:

1000 mA 1000 mA 1000 mA

http://rch.lt/5S

Seria TMPM

Zasilacz impulsowy, modułowy • moc wyjściowa: 4 W • uniwersalne wejście sieciowe: 85-264 VAC, 47-440 Hz • cUL/UL 60950-1, IEC/EN 60950-1, CB-Report • zakres temperatury roboczej: od -25°C do +60°C • ochrona przeciwzwarciowa i przeciążeniowa; klasa ochrony II Wyjście Sprawność TMPM 04105 16,40 (~ 67,31 zł) TMPM 04112 16,40 (~ 67,31 zł) TMPM 04124 16,40 (~ 67,31 zł)

5 VDC / 800 mA

72 %

12 VDC / 333 mA

76 %

24 VDC / 167 mA

77 %

Seria TIW

Zasilacze impulsowe, 5- 12 W • montaż w puszkach podtynkowych • ochrona przed zabrudzeniami/ wodą, IP 67 • uniwersalne wejście sieciowe: 93-264 VAC, 47-63 Hz • atesty bezpieczeństwa wg IEC/EN 60950-1, EN 60335-1 i EN 50178 • ochrona przeciwzwarciowa/ Moc wyj. przeciążeniowa TIW 06-105 TIW 12-112 TIW 12-115 TIW 12-124

27,80 29,95 29,95 29,95

leistung (~ 114,10 zł) 5W

(~ 122,92 zł) (~ 122,92 zł) (~ 122,92 zł)

Dla konsumentów: Obowiązują ustawowe przepisy dotyczące anulowania. Wszystkie ceny w € z VAT wg obowiązującej stawki, z magazynu w Sande, plus opłaty wysyłkowe za cały koszyk towarów. Obowiązują wyłącznie nasze Ogólne Warunki Handlowe (na www.reichelt.de/agb, w katalogu lub na zamówienie). Zastrzega się możliwość wcześniejszej sprzedaży innemu nabywcy. Wszystkie nazwy produktów i loga są własnością producentów. Ilustracje podobne. Zastrzega się możliwość błędów drukarskich, pomyłek i zmian ELEKTRONIKA 10/2012 Ceny dnia! - Stan cen na: 17. 9. 2012 cen. reichelt elektronik GmbH PRAKTYCZNA & Co. KG, Elektronikring 1, 26452 Sande (HRA 200654 Oldenburg)

010-020_newsy.indd 15 Elektronika Praktyczna 2012-11.indd 1

1000 mA

Napięcie Prąd wyj. wyj. maks. 5,0 VDC 1000 mA

12 W 12,0 VDC 1000 mA 12 W 15,0 VDC

800 mA

12 W 24,0 VDC

500 mA

international payment via

15

2012-09-28 05:22:34 14.09.2012 14:35:25

NIE PRZEOCZ

koktajl

niusów Amazon pracuje nad smartfonem korzystając z pomocy Foxconna Amazon, księgarnia internetowa i dostawca urządzeń typu czytniki e-książek, jest w trakcie opracowania smartfona, w czym pomaga mu Foxconn, poinformowała agencja Bloomberg. Amazon ma ambitne zamierzenie konkurowania z Apple’m. Według Bloomberga obecnie Amazon skupuje patenty na technologie, aby zabezpieczyć swoje przyszłe urządzenia od strony praw autorskich.

Rynek układów zasilania w 2012 r. osiągnie wartość 20 mld dol. Rynek elementów dyskretnych, modułów i  półprzewodników wykorzystywanych w  układach zasilających w  2012 r. osiągnie wartość 20 mld dol., poinformowała firma badania rynku Yole Developpement. Znajdują one zastosowanie w  szeregu aplikacji, od samochodów hybrydowych, falowników instalacji fotowoltaicznych, po systemy grzewcze, oświetleniowe i inne. Według szacunków Yole tranzystory IGBT stosowane na rynku średniego i wysokiego napięcia będą mieć wartość 1,6 mld dol. Rynek tranzystorów superzłączowych MOSFET w 2012 r. będzie warty 567 mln dol.

Avnet przejął dystrybutora komponentów Altron Avnet kupił w  lipcu br. firmę Altron GmbH, dystrybutora złączy, komponentów pasywnych i  elektromechanicznych (IP&E). Przejęcie jest dalszą częścią strategii Avnetu rozbudowy sieci dystrybucji komponentów IP&E w  Europie. Połączenie ofert Altrona i Avneta Aba- Na zdjęciu: Heiko Söhle, prezes cus, również dystrybutora Altron GmbH, Graham McBeth, wymienionych produktów, prezes Avnet Abacus i Michael J. pomoże wzmocnić pozy- Knappmann, dyrektor Avnet Abacus cje firm w Niemczech oraz na Europę Centralną umożliwi sprzedaż krzyżową. Założony w  1931 r. Altron jest specjalistycznym dystrybutorem komponentów IP&E od takich dostawców jak Vishay, Kemet, Wima, Yageo i FCI.

Intel przejmuje udziały w ASML, aby przyspieszyć wdrożenie technologii 450 mm i EUV Intel zawarł w lipcu br. z ASML szereg umów łącznie na 3,3 mld euro, aby przyspieszyć rozwój technologii produkcji na płytkach 450 mm oraz litografii EUV. Celem współpracy jest skrócenie o dwa lata terminu dostarczenia na rynek narzędzi do litografii. W ramach umów Intel zobowiązał się do wsparcia programów badawczo-rozwojowych ASML kwotą 829 mln euro. Firmy uzgodniły także, że za 1,7 mld euro

16

010-020_newsy.indd 16

Intel przejmie 10% akcji europejskiej firmy wydanych przed transakcją, oraz za 838 mld euro kolejne 5% akcji wydanych po transakcji, zakup tej drugiej transzy akcji uwarunkowany będzie jednak zgodą udziałowców ASML. W ramach zawartych umów Intel zakupi także od ASML narzędzia testowe i produkcyjne dostosowane do płytek 450 mm i litografii w ekstremalnie dalekim ultrafiolecie (EUV).

Rynek półprzewodników nie wzrośnie w porównaniu do 2011 r. Uśredniona sprzedaż półprzewodników na świecie w  maju br. wyniosła 24,4 mld dol., o  3,4% mniej w  ujęciu rocznym, ale o 1,4% więcej w  skali miesięcznej, poinformowało branżowe stowarzyszenie SIA. Również prognozy na cały rok bieżący uległy nieznacznemu pogorszeniu, z  wcześniej zapowiadanego słabego wzrostu na jedynie utrzymanie się obrotów na poziomie z roku ubiegłego. Zgodni co do tego są analitycy SIA, WSTS jak i firmy Carnegie Group. Według SIA dane o  wynikach z  ostatnich miesięcy pozwalają prognozować umiarkowany wzrost w II poł. br., ale jego ograniczeniem jest ogólnie nienajlepsza sytuacja gospodarcza na świecie. W perspektywie rocznej wzrost w II poł. roku ma zrównoważyć niższe obroty w I poł. roku w porównaniu do I poł. 2011 r.

Infineon największym dostawcą układów na rynek przemysłowy Infineon okazał się czołowym dostawcą układów do zastosowań przemysłowych w  2011 r., poinformowała firma badania rynku Semicast Research. Na rynku przemysłowym o wartości 32,4 mld dol. Infineon wyprzedził w rankingu Texas Instruments, STMicroelectronics, Analog Devices i  Renesas. W  ciągu ostatnich dwóch lat sektor przemysłowy powiększył się o  50%, a największe wzrosty obrotów przypadły na układy analogowe, LED-y i  dyskretne elementy mocy. Według analityków udział Infineona w tym rynku w roku ubiegłym wyniósł około 2,6 mld dol., a więc 8%. Dzięki przejęciu National Semiconductor na drugim miejscu wśród dostawców znalazł się TI. 20 największych dostawców zaopatruje prawie 60% rynku. Od 1 października Infineon będzie miał nowego szefa Reinharda Plossa (na zdjęciu), który zastąpi na stanowisku Peter Bauer odchodzącego ze względu na stan zdrowia.

Rosyjski rynek komponentów wzrośnie w tym roku do 2,6 mld dol. Rosyjski rynek komponentów elektronicznych ma się zwiększyć w br. o 9,5%, do około 2,6 mld dol, prognozuje w raporcie rosyjskie branżowe stowarzyszenie ASPEC. W 2010 r. rynek w Rosji, w tym półprzewodniki, elementy pasywne i elektromechaniczne, był warty 1,9 mld dol. W 2011 r. wzrósł o kolejne 25%, do 2,4 mld dol. 30 największych odbiorców elektronicznych komponentów w  Rosji rezerwuje dla siebie około 30% rynku, natomiast 80% rynku tworzy w przybliELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:22:35

Podzespoły

Accelerate your design with TI’s industrial solutions Broad portfolio of system-optimized hardware, software and tools With a strategic commitment to automation and process control, TI offers an extensive and reliable product portfolio, including:

- ARM based single chip solution for fieldbus and multi-protocol industrial ethernet - Ultra-low-power processors with FRAM - SIL-3 single chip microcontroller for drive functional safety - Precision amplifiers and data converters, clock and timing solutions - Industrial interfaces and wireless solutions - Motor control/drives - Isolation - Efficient power management Discover TI’s entire solution set that gives automation makers the flexibility to speed designs to market and future-proof today’s products.

www.ti.com/automation The platform bar is a trademarks of Texas Instruments. © 2011TI

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

EBV ELEKTRONIK

www.ebv.com

17

02-674 Warszawa, ul. Marynarska 11, tel. +4822 2574705 do 07, 50-062 Wrocław, Plac Solny 16, tel. +4871 3422944 010-020_newsy.indd 17

2012-09-28 05:22:35

NIE PRZEOCZ żeniu 400 dużych i średnich klientów. Lokalni dystrybutorzy rosyjscy zapewniają dostawy na około 65% rynku, a sprzedaż bezpośrednia od dystrybutorów międzynarodowych pokrywa 10%. Około 30% rynku należy do producentów rosyjskich, którzy dostarczają komponenty głównie dla sektorów wojskowego, lotniczego i kosmicznego, wynika z raportu ASPEC.

Wyniki RS Components lepsze dzięki dystrybucji Raspberry Pi Electrocomponents, właściciel RS Components, poinformował, że obroty firmy w  I  kw. br. zakończonym 30 czerwca utrzymały się na poziomie z  roku ubiegłego. Do wzrostu na rynku brytyjskim przyczyniła się dobra sprzedaż komputera Raspberry Pi, dzięki czemu wyniki kwartalne były lepsze o 2% w skali roku. Ogólnie firma zanotowała wzrost obrotów na rynku automatyki i podzespołów sterowania, a w elektronice dał się odczuć lekki spadek. W rozbiciu na regiony geograficzne, sprzedaż firmy w  Wielkiej Brytanii poprawiła się o  5%, w  Europie Kontynentalnej o 1%, w Ameryce północnej spadła o 4% i w rejonie Azji i Pacyfiku zmalała o 3%.

Co ujawniają wyniki firm po II kw. Od lat panuje przekonanie, że świetnym barometrem przyszłej koniunktury w branży technologicznej, a w konsekwencji także w całej gospodarce, jest Intel. Dostawca procesorów w II kw. miał słabsze od spodziewanych wyniki oraz obniżył prognozy na cały rok, co jest znaczącym sygnałem. Według części analityków słabość Intelu wynika z niedużej ekspozycji na rynek urządzeń mobilnych. Także Qualcomm, czołowy fablesowy producent procesorów do smartfonów, ogłosił, że mimo rewelacyjnych wyników za II kw. spodziewa się słabszej II poł. roku. Choć popyt na najnowsze chipsety przekracza podaż, firma twierdzi, że sprzedaż smartfonów będzie niższa od prognoz z powodu spowolnienia w Europie i USA. Inne firmy technologiczne, m.in. GE, Honeywell czy IBM bardziej optymistycznie patrzą na drugie półrocze, jednak wyniki tej ostatniej w II kw. roku również były gorsze od oczekiwań, co w  sumie nienajlepiej wróży koniunkturze w gospodarce globalnej. A historia pokazuje, że firmy technologiczne pierwsze odczuwają spowolnienie.

i rozpoznania na krótkim dystansie. Średnie bezpilotowce, jakie mogą być celem zakupu Polskiej Armii, mają udźwig do kilkuset kilogramów, więc oprócz aparatury obserwacyjnej i  radarowej mogą przenosić broń, czyli precyzyjne, kierowane rakiety, podało pismo Raport WTO. Obecnie największe szanse na złożenie oferty dostaw średnich BŚL mają znani liderzy tej wąskiej specjalności, tacy jak izraelski Elbit, producent dronów Hermes, amerykański General Atomics, producent Predatorów i ich następcy MQ-9 Reaper, francuski Dassault czy Northrop-Grumman z  USA, producent największych i  najdroższych BŚL, Global Hawków.

Comp ogłosił wezwanie na Elzab. Kurs eksplodował Comp ogłosił wezwanie na 5,39 mln akcji Elzabu, polskiego projektanta i  producenta kas, drukarek fiskalnych i  systemów kasowych z  Zabrza. Comp oferuje za każdą akcję po 1,41 zł, zapisy zaplanowano na 19 lipca. W reakcji na wezwanie do sprzedaży akcje Elzabu zdrożały nawet o  19,5%, do 1,41 zł, w  ciągu jednego dnia. Inwestor chce nabyć 5,39 mln akcji zwykłych i imiennych (jest ich 39 tys.) zabrzańskiej firmy. Płaci po 1,41 zł, czyli 7,6 mln zł za cały pakiet. Comp został wiodącym udziałowcem Elzabu pod koniec 2010 r. Kontrolowany wówczas przez niego Novitus kupił wówczas od Ciechu, a następnie w wezwaniu, papiery dające 66 proc. głosów na WZA Elzabu. Pakiet kosztował łącznie ok. 34 mln zł. Novitus kupował papiery po 2,98 zł (od Ciechu) i  po 3,4 zł (w  wezwaniu). Przedstawiciele Compu tłumaczą ogłoszenie wezwania chęcią wzięcia pełnej odpowiedzialności za spółkę, nad którą i tak sprawują pełną kontrolę operacyjną. Wierzą, że plan pełnego przejęcia się powiedzie.

Polska armia bliżej zakupu samolotów bezzałogowych o średniej wielkości Postępowanie w sprawie zakupu przez polską armię dronów, bezpilotowych środków latających (BŚL), zostało rozpoczęte na wniosek Sztabu Generalnego. Polskie Siły Zbrojne już używają małych, zdalnie sterowanych samolotów zwiadowczych takich jak Samolot FlyEye firmy WB Electronics izraelskie Orbitery i Aerostary z Aeronautics Defense System, a także mini BŚL FlyEye produkowane przez ożarowską spółkę WB Electronics. To jednak niewielkie lub wręcz miniaturowe samoloty, wykorzystywane do obserwacji

18

010-020_newsy.indd 18

Sonel rozważa utworzenie własnej spółki handlowej w Indiach Sonel, producent urządzeń pomiarowych, rozwija sprzedaż w krajach azjatyckich. Motorem napędowym eksportu, który przynosi około 30% sprzedaży spółki, pozostaje Rosja. Na znaczeniu zyskują jednak Indie. Według prezesa Sonelu, Krzysztofa Wieczorkowskiego, jest to kierunek z dużymi perspektywami, ale też z ogromną konkurencją. Jeśli wzrost sprzedaży w Indiach będzie kontynuowany, możemy zaangażować się tam kapitałowo, tworząc własną spółkę handlową. Szczególnie dobre wyniki świdnicki Sonel osiągnął w I kw., przychody skoczyły wówczas w  ujęciu rocznym o  30%, do 12,2 mln zł, a zysk netto o 87%, do 1,5 mln zł. W całym 2012 r. firma spodziewa się wzrostu przychodów o 20%, we wszystkich grupach produktowych. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:22:36

Technologia której moĝesz zaufaÊ Podzespoły

Dwukrotnie szybsze, 50% mniejsze Nowa generacja Optoizolatorów do sterowania bramkÈ Aplikacje Rodzina optoizolatorów ACPL-P340/W340, Sterowanie tranzystorami IGBT/MOSFET NapÚdy silników AC ibbezszczotkowych Sterowniki silników DC Energia odnawialna

ACPL-P341/W341 ibACPL-P343/W343 ğrmy Avago Technologies zostaïa wykonana wbprocesie BCDMOS zapewniajÈcym wiÚkszy prÈd wyjĂciowy ibzdolnoĂÊ do pracy rail-to-rail. Elementy zapewniajÈ doskonaïÈ separacjÚ galwanicznÈ iboddzielenie potencjaïów wbnapÚdach silników, inwerterach ibzasilaczach.

Peïna separacja galwaniczna Falowniki • Wzmocniona izolacja zgodna zbnormami IEC60747-5-5 IEC/EN/ DIN EN 60747-5-2 Inwertery przemysïowe oraz UL-1577

Zasilacze impulsowe • Bliska zeru pojemnoĂÊ wïasna

• Konstrukcja oparta na dedykowanej technologii LED Avago

Oznaczenie

Future Electronics Polska ul. Kïopotowskiego 22 04-717 Warszawa tel. +48 22 590 72 02 faks +48 22 590 72 30 [email protected] ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012 www.futureelectronics.com

010-020_newsy.indd 008_gospodarka_10.indd 008 gospodarka19 10 indd 17

IOUTMin

KorzyĂci • BezpoĂrednie sterowanie IGBT do 1200V/200A • Praca rail-to-rail dla napiÚcia wyjĂciowego • Zabezpieczenie podnapiÚciowe • Szybsze zaïÈczanie IGBT poprawiajÈce sprawnoĂÊ systemu – maks. 200ns czas propagacji – maks. 100ns róĝnicy wbopóěnieniu propagacji (PDD) • Wysokie tïumienie sygnaïów wspólnych (min. 35kV/ȝs@VCM=1,5kV) • Obudowa mniejsza ob40%–50% wbporównaniu do standardowej DIP • Obudowa SO6

IOUTMax

19

2012-09-28 9/24/12 05:22:36 11:07 AM

NIE PRZEOCZ

 forum w Internecie 

forum.ep.com.pl Uwaga: pełne kody źródłowe, rysunki i zdjęcia są dostępne na stronie internetowej forum.ep.com.pl

Tektronix TDS 1002 # Często zdarza się, że oscyloskop nie uruchamia się (diody świecą, jest poświata na ekranie i nic więcej), a jeśli już, to sygnalizuje błąd jak na załączonym obrazku. Czasem da się włączyć i wtedy działa jak należy. Co może z nim się dziać? W necie nigdzie nie można znaleźć schematu, może ktoś wie, gdzie można znaleźć? ACeK # Przecież komunikat na ekranie jest jednoznaczny: „contact your local Tektronix service Office”. 1. Schematu nie szukaj bo i tak nie znajdziesz, szkoda czasu. 2. Wszystko wskazuje na to, że jest uszkodzony wzmacniacz wejściowy. One tak mają, że jak „dostaną” od wejścia, to na tyle przywierają zasilanie, że potem objaw jest, taki opisujesz. To łatwo sprawdzić, przy drugim układzie od wejścia BNC (oznaczony logo Nationala i chyba 7853-01 [pełny numer zamówieniowy to 156-7853-01], ostatnie dwie cyfry mogą być inne) są dwa dławiki SMD. Nie pamiętam oznaczenia, w wersji 4-kanałowej są to L401, L402, w 1002 chyba L101 i L102. Raczej nie pomylisz się – patrząc od wejścia BNC są po lewej stronie. Odlutuj je i uruchom oscyloskop. One są na zasilaniu wzmacniacza wejściowego i przetwornika CCD. Teraz oscyloskop powinien się uruchamiać zawsze, oczywiście z błędem akwizycji CH1 i CH2, ale zawsze z widocznym ekranem. Jak uszkodzony jest wzmacniacz, to jeden z tranzystorów (bodaj środkowy TIP30 czy 31, nie pamiętam, w TO-220) zaraz przy gnieździe zasilania, grzeje się nadmiernie. Sam uszkodzony wzmacniacz też się grzeje za bardzo, ale tu trzeba mieć porównanie, bo on w stanie sprawnym też jest bardzo ciepły. Jak to wzmacniacz wejściowy, to po pierwsze trzeba mieć nowy na wymianę, po drugie trzeba to umieć zrobić. Nie że to jest jakieś super trudne, ale też nie trywialne, a nie wiem jakie masz doświadczenie w lutowaniu. Najlepiej pasta i hot air. Pod spodem wzmacniacz ma sporą masę przylutowaną do dużej powierzchni na płytce i to niestety dość mocno odbiera ciepło przy lutowaniu. 3. Sprawdź czy to nie sam zasilacz daje za małe napięcie. Mniej prawdopodobne niż pkt. 2, ale sprawdź. Nominalne wartości są podane przy przewodach na płytce. Tak czy siak, chyba trzeba się zastosować do wspomnianego na początku komunikatu Ale zrób to najwcześniej za tydzień, bo teraz mnie nie ma w pracy. Dodano po namyśle: a jeszcze mi się przypomniało, napisałeś że jak się już uruchomi to działa poprawnie. Na obu kanałach na wszystkich zakresach? W szczególności sprawdź czy na obu działa powyżej i poniżej 50 mV/dz (z domyślnym podziałem x10 to będzie oczywiście 500 mV/ dz) oraz poniżej i powyżej 250 us/ dz, SPC przechodzi? (w menu UTILITY). Jeśli tak to coś mu tam z zasilaniem wadzi, o ile nie zimny lut. Raz jeden jedyny wadliwy był kondensator na zasilaniu wejścia, przy tych dławikach o których w poprzednim poście. Najlepiej to sprawdzić charakterografem, jak masz. Andrzej Kamieniecki # Oscyloskop (…) kupiłem kilka miesięcy temu na ebay. Rok produkcji koniec 2005. Kiedy się popsuł (za każdym razem pokazywał błąd) nie był włączany przez dwa miesiące. Teraz jest z nim loteria a dokładnie trzy stany: 1. działa normalnie, 2. uruchamia sie zgłaszając błąd, 3. jest tylko poświata i świecą się diody. W Utility Error Log Error Log -- Page 1 of 2 Number of Power Cycles: 159 Number of Errors: 11 Pwr Num ID Description Data -------------------------------------------------109 6 DI Line Trigger Diag Failed 0 128 7 DI ADG421 Diaf Failed -554 129 7 DI ADG421 Diaf Failed -554 130 7 DI ADG421 Diaf Failed -32214 131 7 DI ADG421 Diaf Failed -554 132 7 DI ADG421 Diaf Failed -32214 133 7 DI ADG421 Diaf Failed -32214 142 7 DI ADG421 Diaf Failed -32214 143 7 DI ADG421 Diaf Failed -554 146 7 DI ADG421 Diaf Failed 2304 Error Log -- Page 2 of 2 Number of Power Cycles: 159 Number of Errors: 11 Pwr Num ID Description Data -------------------------------------------------156 7 DI ADG421 Diaf Failed -554

Kiedy oscyloskop nie uruchomi się, nie jest to liczone jako błąd (error). Napięcia na wyjściu zasilacza są jak w tabeli (…). TL zmienia sie w czasie pomiaru 0.079 do 0.082 (co oznacza TL?). +35VR ma wartość tylko 3,3 V. W Utility Do Self Cal przechodzi 16/16 (czy to jest to co nazwałeś SPC). Testowałem sygnałem 1 kHz z oscyloskopu i przebiegi wyglądają normalnie w obu kanałach. Na zdjęciu widać, że ktoś coś poprawiał przy układzie U102. Dla zainteresowanych co jest w środku: 1. Zasilacz, 2. Sterowanie (przyciski oraz pokrętła) jeden układ Xilinx XC9572XL, 3. Ekran, 4. Płyta główna oscyloskopu (na załączonym zdjęciu). Na płycie głównej jest kilka układów: 6E57AB 4889-00 (…), EE55AC 7853-01 (…), VE536 ADG536 (…), MC68SEC000PB10 procesor (…), AM29DL1620T pamięć Flash, TM48LC2M32B2 pamięć RAM. Jeśli ktoś będzie chciał, to zamieszczę więcej zdjęć. Z góry dziękuję za pomoc. ACeK # ADG421 to jest dwukanałowy wzmacniacz wejściowy. Czyli klasyka: coś musiał dostać od wejścia. Jest do zrobienia. Zadzwoń, albo skontaktuj się przez mail, serwis jest jeden a Tekiem zajmuje się też tylko jeden więc trafisz:-) Następny oficjalny serwis jest dopiero w Koloni. Dziwne że czasem działa. Może lutowanie do kitu? Raz był taki dziwny przypadek, że kondensator blokujący na zasilaniu (ceramiczny SMD 100 nF) pękł (chyba jeszcze w fabryce) i się lekko osunął tak, że mu się na krawędzi złamania przywierały elektrody. Raz się zwierały, raz nie, aż się w końcu zwarły na dobre. Nie widać tam jakiś mikropęknięć na ceramikach? Sprawdź co jest na zasilaniu ADG421 (te dławiki o których pisałem poprzednio) kiedy się uruchomi poprawnie i kiedy zgłosi błąd, jest tu jakaś różnica? Układów o których piszesz nie znajdziesz w sieci. Były robione przez Nationala tylko dla Teka. Te oznaczenia co podałeś to skrócony numer magazynowy w Teku, np. 4889-00 oznacza 156-4889-00 (156 to układy scalone). Dwie ostatnie cyfry to kolejna wersja. W zasadzie nazwa układu to ADGxxx, ale to tylko używane przez Teka i NS, nie znajdziesz w sieci pdfa. 4889 to dwukanałowy wzmacniacz wejściowy z kompensacją dzielnika wysokoomowego. 7853 to najciekawszy układ bo w nim jest przetwornik AD w postaci matrycy CCD 50x50 (dlatego rekord jest 2500). Ten największy BGA to zbiera dane z przetwornika i tworzy obraz na LCD, w serii 1k/2kB i w TPSach jest ADG522. Tak, procesor jest taki jak w Amidze, taki sam jak w TPSach, i starych TDS210/220. System operacyjny to VxWorks. W starych charakterografach Tektronixa serii 370 był ten sam procesor ale w DIP64. W zasadzie oscyloskop właściwy tworzą tylko trzy układy scalone. Oznaczenie na zasilaczu LT oznacza line trigger i chodzi o wyzwalanie częstotliwością sieci energetycznej. W menu triggera masz do wyboru źródła: internal, external i line. To właśnie to „line”. To są miliwolty i tym się nie przejmuj, można to obciąć i też będzie działał, jedynie w error logu zwróci LT trig error czy jakoś tak. Na marginesie: taki błąd może zgłaszać kiedy zasilisz go bez uziemienia. W sumie cały log możesz sobie skasować jak już się uporasz z naprawą, ale zauważ od kiedy Ci się pojawia błąd ze wzmacniaczem. Nie jest to co prawda stemplowane datą, ale jest numer włączenia. Sprawdź czy się pojawiało w przeszłości. Andrzej Kamieniecki

forum.ep.com.pl 20

010-020_newsy.indd 20

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:22:36

Bezkonkurencyjny w pomiarach EMC Szybszy DokĜadniejszy Bardziej inteligentny

Ponad 40 lat doıwiadczenia w pomiarach EMC

R&S ESR to nowy odbiornik pomiarowy do badaĞ EMC na zgodnoıä ze standardami kompatybilnoıci elektromagnetycznej Ɗ Pracujac wydajnie... ESR Ĝâczy w sobie funkcjonalnoıä odbiornika pomiarowego i peĜnowartoıciowego analizatora widma w jednym przyrzâdzie Ɗ ...i komfortowo... Wszystkie funkcje ESR znajdziesz w menu o przejrzystej strukturze Ĝatwo nawigujâc na wygodnym ekranie dotykowym Ɗ ...w krótkim czasie... Funkcja skanowania w dziedzinie czasu sprawia, ŏe pomiary EMC sâ wielokrotnie szybsze niŏ kiedykolwiek dotâd Ɗ ...znajdziesz wszystko Spektrogram czasu rzeczywistego oraz zobrazowanie z persystencjâ pozwalajâ skutecznie wykrywaä sporadyczne lub ukryte emisje i analizowaä ich przyczyny Chcesz siö przekonaä? Obejrzyj ƛlm na stronie: www.rohde-schwarz.com/ad/esr

Rohde & Schwarz, Al. Jerozolimskie 92, 00-807 Warszawa, tel. +48 22 337 64 90, [email protected], www.rohde-schwarz.pl 021.indd 21 rekl_rohde.indd 1

2012-09-28 05:22:56 9/24/12 6:47 PM

PROJEKTY

Sterownik uniwersalny zgodny z Arduino, do montażu na szynie TH35 5 Jak kiedyś usprawnianie popularnego „malucha” było niekończącym się tematem, tak dzisiaj amatorskie systemy automatyki domowej stały się wdzięcznym polem dla eksperymentatorów. Aby jednak nie kończyły się one niepowodzeniem lub nie przewyższały wartością systemu, warto samodzielnie zbudować moduł sterujący z  dostępem do Internetu. Ale dlaczego kolejny moduł, skoro jest ich przecież dostępnych dziesiątki? Pomysł jak zwykle jest wynikiem lenistwa, a  raczej wrodzonej niechęci do programowania. Jak wiadomo, oprogramowanie w  takim wypadku jest zdecydowanie ważniejsze niż sprzęt, więc nie pozostało nic innego jak zastosowanie „spychotechniki” i  powierzenie nielubianej części pracy komuś innemu – wybór padł na twórców Arduino. Przemyślane IDE, sporo sprawdzonych bibliotek, dostępność rozwiązań i  możliwość prawie bezmyślnego „wyklikania” działającego programu stały się pokusą nie do odparcia. Zaprojektowanie sprzętu pozostało miłym obowiązkiem… Rekomendacje: moduł jest gotowym, uniwersalnym sterownikiem przeznaczonym do nieskomplikowanych rozwiązań automatyki domowej. Aby niepotrzebnie nie generować kosztów, moduł wyposażono w  4 wejścia uniwersalne (cyfrowe/analogowe), 3 wyjścia przekaźnikowe ze stykiem NO, szeregowy interfejs komunikacyjny, gniazdo rozszerzeń I2C oraz kontroler Ethernet z  popularnym ENC28J60. I  tyle, ponieważ przesada w zwiększaniu liczby wejść przeważnie koń-

22

022-026_arduinoeth.indd 22

AVT 5366

czy się tylko poniesieniem kosztów, a  praktycznie wejścia pozostają niewykorzystane. Sercem modułu jest mikrokontroler ATmega328 zapewniający zgodność z ArduinoUno. W sumie nie ma niczego szczególnego, co wyróżniałoby budowę tego modułu na tle podobnych konstrukcji, może z  wyjątkiem jednej cechy – moduł jest przeznaczony do montaży na szynie DIN, która jest idealnym miejscem dla wszystkich elementów automatyki domowej, ściśle przecież współpracujących z domową instalacją elektryczną. Schemat ideowy sterownika pokazano na rysunku 1. Mikrokontroler sterujący U2

jest taktowany sygnałem o  częstotliwości 16  MHz i  zasilany napięciem 3,3  V. Wartość napięcia zasilania upraszcza integrację z  układem ENC28J60 (U1). Układ ten współpracuje z  typowym, kompaktowym gniazdem RJ45 z  wbudowanym transformatorem separującym i  diodami LED do sygnalizowania stanu pracy. Zasilacz ze stabilizatorem LDO LM2940 (U3) lub LF33 dostarcza napięcia 3,3 V do zasilania układu. Wyprostowane napięcie wykorzystywane jest do zasilania cewek przekaźników. Zastosowanie prostownika mostkowego BR1 umożliwia uniwersalne zasilanie z napięcia ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:23:29

6…9 V AC lub 5…10 V DC np. z transformatora dzwonkowego (np. TR208 F&F) lub zasilacza impulsowego (np. WDR30-05 MW) na szynę DIN. Sygnały wejściowe AD0…AD3, zasilanie AC oraz 3,3  V doprowadzone są do złącza J2 (rozłączne, śrubowe typu MC). Należy pamiętać, że mikrokontroler jest zasilany napięciem 3,3 V i dlatego sygnały wejściowe nie mogą mieć wyższego napięcia. W  wypadku, gdy napięcie wejściowe ma wyższą wartość, istnieje konieczności zastosowania dzielnika. Sygnały wyjściowe RL1…RL3 sterują poprzez tranzystory Q1…Q3 cewkami przekaźników, których zestyki NO (normalnie otwarte) wyprowadzone są na złącze J1. Zastosowanie nowoczesnych przekaźników RM40 umożliwia przełączanie napięcia 230 V, należy jednak wtedy należy zachować szczególną ostrożność. Polecam poruszanie się w obszarze bezpiecznych, niskich napięć SELV. Do złącza J3 doprowadzono sygnały interfejsu I2C. W razie potrzeby można ich użyć do rozszerzenia np. o funkcjonalność zegara I2C (DS1338), większej pamięci EEPROM (24LC256) lub ekspanderów IO (PCF8574). W module celowo nie montowano z wyświetlacza LCD lub LED, gdyż większość czasu i  tak jest on niewidoczny za zamkniętymi drzwiami rozdzielnicy. W razie potrzeby ist-

nieje możliwość dołączenia zewnętrznego wyświetlacza za pomocą I2C lub USART. Komunikację z  użytkownikiem ograniczono tylko do jednego przycisku (KBS), diody LED (RUN), sygnalizacji zasilania oraz przycisku RESET. Wszystkie sygnały doprowadzone do złącza J5, a  stąd do płytki klawiatury (rysunek 2) umieszczonej na froncie obudowy. Pozostaje jeszcze omówienie sprawy komunikacji/programowania. Podstawą jest złącze ISP umożliwiające zaprogramowanie procesora w systemie, potrzebne jest także do wgrania bootloadera Arduino oraz dla osób chcących programować moduł samodzielnie bez wsparcia Arduino. Dla korzystających z Arduino lub używających bootloadera, na złącze J4 wyprowadzono sygnały interfejsu szeregowego RX/TX oraz sygnał Reset. Programując procesor można wykorzystać dowolną przejściówkę RS232/USB akceptującą napięcie o wartości 3,3V oraz wyprowadzonym sygnałem RTS (dla automatycznego zerowania). Do programowania można również użyć odpowiednio skonfigurowany moduł Bluetooth np. BT222. Dodatkowo, złącze J4 może zostać także wykorzystane do realizacji bezpośredniej transmisji lokalnej pomiędzy modułami AVTDuinoETH_DINM lub komunikowania się na większa odległość poprzez któryś ze standardowych interfejsów z zasto-

Wykaz elementów Płytka sterownika (rys. 4) Rezystory: (SMD 1206) R1, R9, R14, R16…R18: 10 kV R2, R15: 2,0 kV R3…R6: 49,9 V R7, R8: 180 V R10…R13, R19: 100 V Kondensatory: C1, C14, C15, C21: 10 mF (SMD 1206) C2…C6, C11, C16…C20, C22: 0,1 mF (SMD 1206) C7,C8,C12,C13: 22 pF (SMD 1206) C9, C10: 0,01 mF (SMD 1206) CE1: 2200 mF/16 V (elektrolityczny, CE0.2_12) Półprzewodniki: BR1: B10S (mostek prostowniczy SMD) D1…D3: LL4148 Q1…Q3: BC847 U1: ENC28J60 (DIP-28) U2: ATmega328 (DIP-28) U3: LM2940-3.3 (TO-220) Inne: CN1: gniazdo 08B01X1T06 (RJ45 zespolone z tr. Ethernet) HS1: radiator HS003 ISP: złącze szpilkowe IDC6 J1: złącze śrubowe MC1.5_381_6H J2: złącze śrubowe MC1.5_381_8H J3: złącze SIP4 (szpilkowe, R=2,54) J4: złącze EH6_254H (kątowe) J5: złącze SIP5(szpilkowe, R=2,54) L1, L2: dławik 0,1 mH (SMD 1206) RL1…RL3:przekaźnik miniaturowy RM40Z/5 V XTAL1: kwarc 25 MHz (HC49S) XTAL2: kwarc 16 MHz (HC49S) Klawiatura (rys. 5) R20, R21: 2,0 kV (SMD 1206) LD1: dioda LED 3 mm, czerwona LD2: dioda LED 3 mm, zielona J4A, J4B: złącze EH6 proste J5A: złącze szpilkowe, 5-pinowe, R=2,54 SW1, SW2: mikroprzełącznik 6 mm×3 mm

Na CD: karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów oznaczonych w  wykazie elementów kolorem czerwonym

Sterownik uniwersalny zgodny z Arduino, do montażu na szynie TH35

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

022-026_arduinoeth.indd 23

23

2012-09-28 05:23:30

PROJEKTY sowaniem konwerterów RS232/RS422 (np. z  kitu USBSerialMultiport). Dodatkowy sygnał PDR umożliwia sterowanie kierunkiem przepływu w przypadku realizacji transmisji

w standardzie RS485. Przykładowy interfejs programatora do Arduino pokazano na rysunku 3. Napięcie VCC=3,3 V jest pobierane ze złącza J4.

Montaż Montaż jest typowy i nie wymaga opisu, AVTDuinoETH_DINM zmontowany jest na dwustronnej płytce drukowanej,

Rysunek 1. Schemat ideowy płyty głównej.

24

022-026_arduinoeth.indd 24

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:23:31

Sterownik uniwersalny zgodny z Arduino, do montażu na szynie TH35

Rysunek 2. Schemat ideowy klawiatury rozmieszczenie elementów płytki bazowej przedstawia rysunek  4. Płytka ma wymiary dostosowane do obudowy na szynę DIN typu Z108. Należy tylko zwrócić uwagę na

wysokość kondensatora CE1 i  wlutować niższy niż 18 mm. Rozmieszczenie elementów klawiatury pokazano na rysunku 5. Klawiatura jest mocowana do frontu obudowy za pomocą kołków dystansowych 5 mm (może okazać się konieczne dopasowanie wysokości kołków w zależności od rodzaju posiadanych mikroprzełączników). Zależnie od upodobań lub konieczności można złącze J4 przenieść na front wykorzystując złącza J4A/J4B. Wtedy programowanie modułu nie wymaga zdejmowania czoła rozdzielnicy, w której jest zmon-

W ofercie AVT* AVT-5366 A

Podstawowe informacje: • Płytka przystosowana do obudowy na szynę DIN typu Z108. • Zasilanie 6…9 V AC lub 5…10 V DC ok. 100 mA. • Mikrokontroler ATmega328. • Sterownik jest kompatybilny programowo z Arduino UNO. • 4 wejścia uniwersalne (cyfrowe/analogowe). • 3 wyjścia przekaźnikowe ze stykiem NO. • Szeregowy interfejs komunikacyjny USART. • Gniazdo rozszerzeń I2C. • Wbudowany kontroler/gniazdo Ethernet (ENC28J60).

Dodatkowe materiały na CD/FTP: ftp://ep.com.pl, user: 18978, pass: 8mia4185 • wzory płytek PCB • karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów oznaczonych w Wykazie elementów kolorem czerwonym Projekty pokrewne na CD/FTP:

(wymienione artykuły są w całości dostępne na CD) AVT-5340 Konwerter Ethernet/UART (EP 4/2012) AVT-1668 AVTduino Ethernet – moduł Ethernet dla Arduino (EP 3/2012) AVT-5250 Karta przekaźników z interfejsem Ethernet (EP 8/2010) AVT-5200 Uniwersalny sterownik ethernetowy (EP 9/2009) AVT-1528 Interfejs internetowy z ENC28J60 (EP 8/2009) AVT-5157 Przekaźnik internetowy EP 11/2008) AVT-2859 Internetowy sterownik urządzeń (EdW 3/2008) AVT-974 Sterownik z interfejsem TCP/IP (EP 3/2007) AVT-966 Karta przekaźników sterowana przez internet (EP 2/2007) AVT-1443 Uniwersalny interfejs ethernetowy (EP 1/2007) AVT-956 Ethernetowy sterownik (EP 11/2006) * Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w następujących wersjach: AVT xxxx UK to zaprogramowany układ. Tylko i wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A i wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w załączniku pdf AVT xxxx C to nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w PCB. Należy mieć na uwadze, że o ile nie zaznaczono wyraźnie w opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w link umieszczony w opisie kitu)

Rysunek 3. Interfejs Arduino

Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C) http://sklep.avt.pl

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

022-026_arduinoeth.indd 25

25

2012-09-28 05:23:31

PROJEKTY

Rysunek 5. Rozmieszczenie elementów na płytce klawiatury towany moduł (w modelu zrezygnowałem ze złącza na froncie). Prawidłowo zmontowany moduł gotowy jest do pracy, należy tylko wgrać bootloader Arduino ATMEGAboot168_atmega328.hex z  katalogu \bootloaders oraz ustawić fusebity zgodnie z opisem w pliku boards.txt. Dla szybkiego uruchomienia warto skorzystać z  gotowych, dostępnych w  sieci Internet bibliotek do obsługi ENC28J60 „etherShield.h” i  przećwiczyć przykłady z „Examples” pamiętając o zmianach MAC, IP, o których często się zapomina przy uruchamianiu własnych układów.

Adam Tatuś, EP Rysunek 4. Rozmieszczenie elementów na płytce bazowej REKLAMA

26

022-026_arduinoeth.indd 26

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:23:32

PROJEKTY Wzmacniacz lampowy, stereofoniczny o mocy 2×15 W z lampami 6C33C

Wzmacniacz lampowy,

AVT 5365

stereofoniczny o mocy 2×15 W z lampami 6C33C Opisany w  Elektronice Praktycznej nr 12/2001 wzmacniacz z  lampami 6C4C najlepiej sprawdza się z  zestawami głośnikowymi o  dużej skuteczności. Niestety, nie wszyscy miłośnicy lampowego brzmienia mają lub preferują takie głośniki i  dlatego do współpracy ze współczesnymi zestawami jest potrzebny wzmacniacz o  większej mocy. Przedstawiona konstrukcja jest oparta o  lampy 6S33S, popularnie zwane „diabłami”. Pozwalają one na osiągnięcie mocy wyjściowej 15  W, co umożliwia wysterowanie współczesnych zestawów głośnikowych o  średniej efektywności. Rekomendacje: wzmacniacz jest przeznaczony dla miłośników „lampowego brzmienia”, którzy mają doświadczenie w  budowaniu układów elektronicznych zasilanych wysokim napięciem. W  konstrukcji wzmacniacza zastosowano 2 i  1/2 lampy na pojedynczy kanał. W stopniu wzmocnienia napięciowego pracuje połówka popularnej podwójnej triody małej mocy 12SL7, w  stopniu drivera 12SN7, a  w  stopniu mocy żarzona pośrednio trioda 6C33C. Ze względu na wysokie ceny odpowiedników żarzonych z napięcia 6,3  V (6SN7, 6SL7) zdecydowałem się na zastosowanie ich wersji 12 V. Nie są one co prawda tak popularne, jak 6Sx7, ale można je nabyć bezproblemowo na zagraniczELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

027-035_wzmacniacz-lampowy.indd 27

nych serwisach aukcyjnych. Przykładowy wygląd oraz rozmieszczenie wyprowadzeń lamp zaprezentowano na rysunku 1. Taka obsada lamp umożliwia wykonanie nieskomplikowanego wzmacniacza o mocy 12…20 W pracującego w konfiguracji SE. Konstrukcyjnie wzmacniacz podzielono na cztery bloki: wzmacniacz wstępny, którego zadaniem jest wzmocnienie sygnału audio do poziomu wystarczającego do wysterowania lamp mocy 6S33S oraz bloku trzech zasilaczy z układami pomocniczymi.

Zasilacze dostarczają napięć anodowych dla końcówki mocy, przedwzmacniacza, napięcia żarzenia dla przedwzmacniacza (filtrowanego) oraz napięcia polaryzacji dla lamp mocy. Zasilacz jest wyposażony w  układ opóźnionego załączania napięcia anodowego. Schemat ideowy wzmacniacza wstępnego pokazano na rysunku 2. Elementy kanału lewego mają oznaczenia zakończone literą L, kanału prawego literą R, natomiast elementy wspólne dla obu kanałów nie maja dodatkowych oznaczeń. Sygnał wejściowy z  gniazda RCA poprzez potencjometr regulacji głośności RV1L/R jest doprowadzony do złącza J1L/R płytki wzmacniacza wstępnego. Dalej, bez kondensatora separującego składową stałą (praktycznie wszystkie urządzenia mają separację na wyjściu, więc nie ma sensu jej powielać), jest podawany na siatkę sterującą triody V1, która pracuje w układzie polaryzacji automatycznej. Do wytworzenia napięcia ujemnego na siatce sterującej jest wykorzystywany spadek napięcia wywoływany na skutek przepływu prądu anodowego przez rezystor katodowy R4L. Rezystor antyparazytowy R2L zapobiega niepożądanym oscy-

27

2012-09-28 05:24:47

PROJEKTY lacjom, R1L zamyka obwód siatkowy i zapobiega trzaskom w  wypadku utraty kontaktu przez ślizgacz potencjometru regulacji głośności. Do obwodu katody V1 doprowadzono sygnał sprzężenia zwrotnego z  wyjścia wzmacniacza. Rezystor R3L określa głębokość pętli sprzężenia, a włączony równolegle kondensator C1L kształtuje charakterystykę w zakresie sygnału o wyższej częstotliwości. Rezystor R6L z kondensatorem CE1L zapewniają dodatkowe filtrowanie zasilania stopnia wstępnego. Wzmocniony w  pierwszym stopniu sygnał steruje poprzez kondensator sprzęgający C2L drugi stopień wzmacniacza z lampą V2L pracuje w układzie konfiguracji SRPP. Charakteryzuje się ona dużym wzmocnieniem napięciowym i  niską rezystancją wyjściową umożliwiającą wysterowanie lampy mocy sygnałem o amplitudzie bliskiej 100  V oraz przeładowanie jej pojemności wejściowej (która w 6C33C jest dosyć spora). W ofercie AVT* AVT-5365 A

Podstawowe informacje: • Czułość przy mocy wyjściowej 15 W, obciążeniu 8 V i sygnale sinusoidalnym o częstotliwości 1 kHz = 900 mVrms. • Pasmo przenoszenia przy mocy wyjściowej 1 W, obciążeniu 8 V i 3 dB spadku wzmocnienia = 20 Hz…60 kHz. • Pasmo przenoszenia przy mocy wyjściowej 1 W, obciążeniu 8 V i 1 dB spadku wzmocnienia = 30 Hz…30 kHz. • Prąd spoczynkowy lamp stopnia mocy V3L i V3R = 180 mA. • Zniekształcenia harmoniczne (Robc=8 V): f [Hz] 20 Po [W] Po=1 W 1,3% 15 W 4,4%

100

1 k

10 k

20 k

0,9% 2,9%

0,9% 2,7%

1,3% 3,9%

1,8% 5,4%

Z  drugiego stopnia, poprzez kondensator separujący C3L, jest sterowana lampa końcowa V3L. Pracuje ona w  układzie ze stałą polaryzacją. Rezystor R10L jest rezystorem siatkowym lampy V3L, zasilanym z regulowanego dzielnika RV1L/R12L. Rezystor R11L zabezpiecza lampę przed uszkodzeniem w  wypadku braku kontaktu ślizgacza potencjometru RV1L. Wtedy lampa mocy jest polaryzowana maksymalnym napięciem ujemnym, co zmniejsza jej prąd spoczynkowy. Rezystor RV1L umożliwia regulację prądu spoczynkowego lampy mocy, ponieważ lampy 6C33C mają spory rozrzut parametrów i  nawet dobrane w pary wymagają dokładnej regulacji prądu spoczynkowego. W  obwód anody lampy V3L włączono transformator głośnikowy dopasowujący wysoką impedancję wyjściową lampy do niskiej impedancji zespołu głośnikowego. W  modelu zastosowano transformator SE50/3 produkcji Pana Leszka Ogonowskiego o  parametrach Ra=600 V/Robc=8 V, ale nic nie stoi na przeszkodzie, aby zamówić transformator dopasowany do posiadanych

kolumn głośnikowych, pamiętając jedynie o  korekcji elementów sprzężenia zwrotnego. Paradoksem układów lampowych bywa to, że o  ile sam wzmacniacz ma nieskomplikowaną topologię, to zasilacz jest jego zupełnym przeciwieństwem. Szczegól-

Rysunek 1. Wygląd lamp 6C33C i rozmieszczenie ich wyprowadzeń

Dodatkowe materiały na CD/FTP: ftp://ep.com.pl, user: 18978, pass: 8mia4185 • wzory płytek PCB • karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów oznaczonych w Wykazie elementów kolorem czerwonym Projekty pokrewne na CD/FTP: (wymienione artykuły są w całości dostępne na CD)

AVT-5327 Lampowy wzmacniacz stereofoniczny (EP 1/2012) AVT-5289 Stereofoniczny wzmacniacz lampowy 2x10W dla każdego (EP 5/2011) AVT-5267 Lampowy potencjometr siły głosu (EP 12/2010) AVT-5254 Wzmacniacz lampowy dla każdego (EP 09/2010) AVT-5142 Wzmacniacz lampowy dla nielampowców (EP 8-9/2008) AVT-2754 Stereofoniczny wzmacniacz lampowy (EdW 6-7/2005) AVT-455 Wzmacniacz lampowy z PCL86 (EP 2/2005) AVT-2772 Lampowy wzmacniacz gitarowy (EdW 1/2005) AVT-2744 Lampowy wzmacniacz słuchawkowy (EdW 1/2005) AVT-2729 Przedwzmacniacz lampowy (EdW 8/2004) AVT-2690 Bufor lampowy (EdW 12/2003) --Lampowy korektor dźwięku (EdW 7/2008) --Lampowy wzmacniacz akustyczny 2x30W (EP 4/2008) --Wzmacniacz lampowy na ECL86 w układzie SE (EdW 4/2006) * Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w następujących wersjach: AVT xxxx UK to zaprogramowany układ. Tylko i wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A i wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w załączniku pdf AVT xxxx C to nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w PCB. Należy mieć na uwadze, że o ile nie zaznaczono wyraźnie w opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w link umieszczony w opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C) http://sklep.avt.pl

28

027-035_wzmacniacz-lampowy.indd 28

Rysunek 2. Schemat wzmacniacza wstępnego ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:24:48

Wzmacniacz lampowy, stereofoniczny o mocy 2×15 W z lampami 6C33C nie widać to we wzmacniaczach SE, w  których jest konieczne dostarczenie napięcia anodowego o  minimalnym poziomie przydźwięku. W typowych układach zasilania problem odpowiedniego filtrowania rozwiązywano przez zastosowanie wielostopniowych układów filtrujących LC z  kondensatorami elektrolitycznymi Rysunek 3. Schemat zasilacza grzejników lamp przedwzmacniacza. o  dostępnej wtedy pojemności rzędu 10…47 mF oraz dławików o  indukcyjności kilku-kilkudziesięciu Henrów. Pomimo prostoty budowy dławik jest elementem kłopotliwym, nie tylko ze względu na koszt i  wymiary, ale przede wszystkim na otaczające go pole rozproszenia, które na skutek oddziaływania na inne komponenty może powodować słyszalny Rysunek 4. Schemat zasilacza służącego do polaryzacji lamp mocy przydźwięk sieciowy. Zabezpieczenie się przed wpływem tego pola wymaga stosowagrzejników lamp V3L i V3R oraz długi czas do potencjału masy eliminując konieczność nia ekranów magnetycznych lub oddalania osiągania stabilności termicznej przez stosowania dzielnika tzw. „odbrumiacza”. i  odpowiedniego rozmieszczenia elemenlampę 6C33C. Układ U1 steruje umieszKażda z  lamp (V3L, V3R) ma osobny obtów indukcyjnych. Współcześnie, z bardzo czonym w  module zasilania przedwzmacwód zasilania żarzenia. Wymagany jest niacza przekaźnikiem RL1 odłączającym spory, bo wynoszący 30% zapas wydajnodobrym skutkiem dławik może być zastąuzwojenia napięć anodowych SEC3, SEC4. ści prądowej, ponieważ grzejniki 6C33C piony przez aktywny filtr zasilania z  tranDo sygnalizowania trybu pracy zastosotakże mają spory rozrzut prądów żarzenia. zystorem MOSFET. wano dwubarwną diodę LED. W  modelu, Niestety, najczęściej pobierają sporo więcej, Do zasilania wzmacniacza modelowego kolor żółty sygnalizuje nagrzewanie, kolor niż podano w katalogu (powyżej 3,3 A). jest potrzebne kilka napięć. Wszystkie doczerwony – załączenie napięć anodowych. 12,6 V DC/1,5 A  (SEC6). Napięcie to starczane są przez pojedynczy transformaDzielnik rezystorowy R4/R5 ogranicza prąd służy do zasilania grzejników lamp przedtor toroidalny w wykonaniu audio (tj. z dodiody i  umożliwia zmianę polaryzacji diowzmacniacza oraz układów pomocniczych. datkowymi ekranami) o mocy 300 VA prody dwukońcówkowej. Schemat zasilacza pomocniczego przedstadukowany przez firmę toroidy.pl. Napięcia 90 V DC/0,15 A (SEC5). Zasilanie polarywiono na rysunku 3. Grzejniki lamp przedniezbędne do zasilania wzmacniacza to: zacji siatek lamp V3L i V3R. Ze względu na wzmacniacza w  celu zminimalizowania 2×12,6 V AC/4,5 A  (SEC1, SEC2). Do zastosowanie stałej polaryzacji jest konieczprzydźwięku od żarzenia są zasilane prązasilania grzejnika lamp V3L i V3R zastosone dostarczenie ujemnego napięcia stałego, dem stałym, filtrowanym. Napięcie SEC6 wano napięcie przemienne. Ze względu na zasilającego obwody polaryzujące siatki jest doprowadzone do złącza J1, prostowane wykonanie grzejnika w postaci dwóch skrępierwszej Ug1 lamp mocy. Schemat tego zaza pomocą mostka D1…D4 z diodami Schottek 6,3 V (wyprowadzenia 1-2 oraz 6-7 lamsilacza pokazano na rysunku 4. Ze względu tky. Do jego filtrowania służą kondensatory py 6C33C) jest możliwe ich połączenie szena niewielki pobór mocy, do zasilania wyregowe (12,6 V/3,3 A) lub równoległe (6,3 CE1, CE2 i  rezystory R6, R7. Rezystory R6 V/6,6 A). W  modelu zastosowano połączei R7 umożliwiają dokładne wyregulowanie REKLAMA nie szeregowe ze względu na mniejszy ponapięcia 12,6  V  DC zasilającego grzejniki bór prądu i  łatwość wykonania uzwojenia lamp V1, V2L, V2R. Zasilanie grzejników żarzenia (prądy większe od 5A praktycznie jest wyprowadzone na złącze J2. Z odfiltrowymagają łączenia równoległego uzwojeń wanego napięcia zasilającego grzejniki lamp ze względu na grubość drutu nawojowego, 12Sx7 jest zasilany także układ opóźnionego załączania napięcia anodowego. Wykoktóry już nie ma elastyczności koniecznej nano go z popularnym układem czasowym do wykonania uzwojenia). Łatwiej także U1 typu 4541, który umożliwia uzyskanie przy mniejszym prądzie zminimalizować długiej zwłoki czasowej, bez uciekania się skutki oddziaływania pola rozproszenia do stosowania kondensatorów o  dużej popowstającego wokół przewodów żarzenia. jemności i rezystorów o wielkiej rezystancji Ze względu na symetryczną budowę grzejw układzie generatora monostabilnego. Dla nika otrzymujemy „gratis” środkowy punkt podanych elementów opóźnienie wynosi grzejnika (wyprowadzenia 2-6), który dla ponad 1 minutę i  raczej nie powinno być zmniejszenia przydźwięku pochodzącego skracane ze względu na dużą bezwładność od żarzenia jest dołączony bezpośrednio ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

027-035_wzmacniacz-lampowy.indd 29

29

2012-09-28 05:24:48

PROJEKTY

Na CD: karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów oznaczonych w  wykazie elementów kolorem czerwonym

Wykaz elementów Płytka przedwzmacniacza (rys. 7). Rezystory: R3: 10 kV (rezystor 0,25%, opcja nie montować) R10L, R10R: 220 kV (0,6 W; 1%) R11L, R11R, R12L, R12R: 330 kV/0,6 W, 1% R1L, R1R, R7L, R7R: 1 MV/0,6 W, 1% R2L, R2R, R4L, R4R: 1,2 kV/0,6 W, 1% R3L, R3R: 33 kV/0,6 W, 1% R5L, R5R: 220 kV/1 W, 1% R6L, R6R: 22 kV/1 W, 1% R8L, R8R, R9L, R9R: 2,7 kV/1 W, 1% RV1L, RV1R: 100 kV potencjometr montażowy VR64W Kondensatory: C1: 100 nF/160 V (foliowy) C1L, C1R: 47 pF (mikowy) C2L, C2R: 22 nF/630 V (foliowy, CSCR380x120) C3L, C3R: 220 nF/630 V (foliowy, CSCR380x120) CE1L, CE1R: 22 mF/450 V (elektrolityczny, CE0.3_18/+105°C) Półprzewodniki: LD1: opcjonalna dioda LED, nie montować Inne: J1: złącze ARK, R=10 mm, 2-pinowe J2, J3, J2L, J2R: złącze ARK, R=5 mm, 2-pinowe J1L, J1R: złącze ARK, R=5 mm, 2-pinowe V1: lampa 12SL7 z podstawką octal do druku V2L, V2R: lampa 12SN7 z podstawką octal do druku Płytka zasilacza napięcia żarzenia, Ug1 i opóźnienia (rys. 8): Rezystory: R1: 47 kV/0,25 W, 5% R2, R3: 22 kV/0,25 W, 5% R4, R5: 4,7 kV/0,25W, 5% R6, R7: 0,47 V/2 W R8: 10 kV/1 W, 1% Kondensatory: C1, C2: 100 nF (foliowy) CE1, CE2: 2200 mF/25 V (elektrolityczny, CE0.3_18/+105°C) CE3, CE4: 100 mF/160 V (elektrolityczny, CE0.3_18/+105°C) Półprzewodniki: D1…D4: 1N5822 D5…D9: UF4007 LD: dwubarwna dioda LED 3 mm Q1: BC547 (TO-92) U1: 4541 Inne: J1, J2, J4, J5: złącze ARK R=5 mm, 2-pinowe J3: złącze KK4, R=2,54 mm, proste Płytka zasilacza anodowego lamp mocy (rys. 9): Rezystory: R1: 1 kV/0,25 W, 5% R2: 33 kV/1 W R3, R4: 470 kV/1 W starczy zwykły prostownik mostkowy z diod D6…D9, zbudowany w  oparciu o  szybkie diody UF4007 i współpracujący z filtrem RC zbudowanym z  kondensatorów CE3 i  CE4 oraz rezystora R8. Zasilacze napięć żarzenia lamp wstępnych, napięcia polaryzacji siatek lamp mocy i układ czasowy umieszczone są na jednej płytce drukowanej.

30

027-035_wzmacniacz-lampowy.indd 30

Kondensatory: CE1, CE2: 330 mF/400 V (elektrolityczny, CE_SNAP35x100/+105°C) CE3, CE4: 22 mF/400 V (elektrolityczny, CE0.3_18/+105°C) Półprzewodniki: D1…D5: UF4007 Q1: STW13NK60Z (TO-247, tranzystor + przekładki izolacyjne) Inne: HT1: radiator SK68/100 mm z opcjonalnym wentylatorem 12 V/1,5 W J1…J3: złącze ARK, R=5 mm, 2-pinowe Płytka zasilacza anodowego przedwzmacniacza (rys. 10): Rezystory: R1: 33 kV/1 W R2: 1 MV/1 W R3: 1 kV/0,25W, 5% R4, R5: 1 V/1 W, 1% Kondensatory: CE1: 100 mF/400 V (elektrolityczny, CE_ SNAP25x100/+105°C) CE2, CE3: 22 mF/400 V (elektrolityczny, CE0.3_18 /+105°C) Półprzewodniki: D1…D5: UF4007 Q1: STP5NK50ZF (TO-220, tranzystor + przekładki izolacyjne) Inne: F1, F2: bezpiecznik zwłoczny 500 mA z oprawką HS1: radiator HS142/38 mm J1: złącze KK2, R=2,54 mm, proste J2…J5: złącze ARK, R=5 mm J6: złącze ARK, R=5 mm J7, J8: złącze SIP2; 2,54 mm RL1: RM84P przekaźnik miniaturowy, 2-torowy, cewka 12 V DC Pozostałe elementy (rys. 12): Rezystory: RTR: 220 V/1 W, 5% RGL, RGR: 1 kV/1 W, 1% RV1L, RV1R: 47 kV/B (potencjometr logarytmiczny, stereo np. ALPS RK27) Kondensatory: Cx: 0,1 mF (foliowy) Inne: RCA: gniazdo RCA do obudowy OUTL/R: gniazdo bananowe do obudowy V3L, V3R: lampa 6C33C + podstawka do obudowy F1: bezpiecznik zwłoczny 2 A IEC: gniazdo sieciowe, kompletne z wyłącznikiem i oprawą bezpiecznika Transformator sieciowy 300 VA, wykonanie audio (PRI: 230 V; SEC1: 12,6 V/4,5 A; SEC2: 12,6 V/4,5 A; SEC3: 160 V/0,15 A; SEC4: 170 V/0,85 A; SEC5: 90 V/0,1 A; SEC6:12,6 V/1,5A) Transformatory głośnikowe (opis w tekście)

200 V DC/0,5 A  (SEC4). Zasilanie anodowe dla lamp mocy V3L, V3R. Schemat zasilacza napięcia anodowego lamp mocy pokazano na rysunku 5. Zasilacz bazuje na typowym układzie prostownika mostkowego D1…D4, współpracującego z  filtrem pojemnościowym CE1 i  CE2 oraz układem filtra aktywnego z  tranzystorem

Rysunek 5. Schemat zasilacza anodowego lamp mocy MOSFET Q1 typu STW13NK60Z. Układ „powielacza” pojemności umożliwia uzyskania napięcia odfiltrowanego o  niewielkiej amplitudzie tętnień sieciowych, co jest ważne dla poprawnej pracy końcówki mocy SE, szczególnie takiej, jak zastosowana w tym wzmacniaczu, pobierająca spory prąd, z  lampami 6C33C. Układ charakteryzuje się również łagodnym narastaniem napięcia wyjściowego, co eliminuje nieprzyjemne efekty dźwiękowe podczas załączania wzmacniacza. Dzielnik rezystancyjny R3/R4 dostarcza napięcie o  wartości ok.100  V  DC dla „podparcia” grzejników lamp przedwzmacniacza i  podnosi potencjał katod lamp V1, V2L i  V2R, zapobiegając przebiciom izolacji katoda – grzejnik stopnia SRPP. Tranzystor Q1 wymaga do chłodzenia sporego radiatora (SK68-100), co można zauważyć na schemacie montażowym zasilacza napięcia anodowego lamp mocy. W  wypadku planowanej, kilkunastogodzinnej pracy wzmacniacza lub przy eksploatacji w  wysokiej temperaturze otoczenia, zaleca się użycie dodatkowego, cichobieżnego wentylatora wymuszającego obieg powietrza chłodzącego. Wentylator np. o napięciu znamionowym 12 V DC i mocy 1,5W może być zasilany z napięcia żarzenia lamp przedwzmacniacza (zasilacz ma odpowiedni zapas mocy) umieszczonego pod radiatorem HT1. 220  V  DC/0,1  A  (SEC3). Zasilacz napięcia anodowego przedwzmacniacza. Schemat zasilacza anodowego przedwzmacniacza zamieszczono na rysunku 6. Ze względu na wysokie napięcie ok. 400…420 V DC konieczne do zasilania anod lamp przedwzmacniacza, zastosowano poELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:24:48

Wzmacniacz lampowy, stereofoniczny o mocy 2×15 W z lampami 6C33C i złącza testowe J7, J8 używane podczas regulowania wzmacniacza.

Montaż wzmacniacza

Rysunek 6. Schemat zasilacza anodowego przedwzmacniacza łączenie szeregowe napięć zasilaczy anodowych lamp mocy i  przedwzmacniacza. Umożliwia to stosowanie tańszych i łatwo dostępnych elementów na niższe napięcia robocze. Układ jest prawie taki sam, jak zasilacz napięcia anodowego lamp mocy, jedynie tranzystor wykonawczy i  radiator

są odpowiednio mniejsze. Na płytce zasilacza przedwzmacniacza umieszczono opisywany wcześniej przekaźnik opóźnionego załączania napięć anodowych. Ze względu na dostępne miejsce znalazły się tam również bezpieczniki napięć anodowych lamp V3L, V3R oraz rezystory pomiarowe R4, R5

Wzmacniacz składa się z  czterech płytek drukowanych, które jednak nie zawierają jego wszystkich elementów. Ze względów na ciężar i  wymiary, elementy takie jak: transformatory głośnikowe, transformator zasilający, lampy mocy i gniazda połączeniowe, są montowane poza płytkami drukowanymi. Płytkę przedwzmacniacza wykonano jako dwustronną, z  metalizacją otworów, z  maską izolacyjną. Rozmieszczenie elementów na płytce przestawia rysunek 7. Płytki zasilaczy są jednostronne z  maską lutowniczą. rozmieszczenie elementów pokazano na rysunku 8, rysunku 9 i rysunku 10. Montaż podzielono na dwa etapy. W pierwszej kolejności montujemy wszystkie płytki drukowane. Kolejność montażu jest typowa. Jako pierwsze montujemy zwory, małe rezystory, gniazda, kondensatory, podstawki, zachowując rygorystycznie po-

Rysunek 7. Rozmieszczenie elementów na płytce przedwzmacniacza ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

027-035_wzmacniacz-lampowy.indd 31

31

2012-09-28 05:24:49

PROJEKTY

Rysunek 8. Rozmieszczenie elementów na płytce zasilacza żarzenia przedwzmacniacza

Rysunek 9. Rozmieszczenie elementów na płytce zasilacza anodowego lamp mocy

Rysunek 10. Rozmieszczenie elementów płytki zasilacza anodowego przedwzmacniacza

32

027-035_wzmacniacz-lampowy.indd 32

łożenie poziome. Inaczej po włożeniu lamp może okazać się, że są krzywo, co nie wygląda estetycznie i może powodować problemy z  wykonaniem obudowy. Wszystkie rezystory o  mocy większej niż 0,5  W  należy koniecznie oddalić od powierzchni płytki drukowanej, aby umożliwić odprowadzenie ciepła. W  płytkach wykonano kilkanaście otworów umożliwiających cyrkulację powietrza wokół lamp i nagrzewających się elementów. Miejsca kontaktu tranzystorów z radiatorami smarujemy pastą silikonową dla ułatwienia odprowadzenia ciepła. Tranzystor Q1 pracujący w  zasilaczu napięcia anodowego lamp mocy mocujemy do radiatora za pomocą przekładki izolacyjnej. Uwaga! Wykonanie wzmacniacza zaleca się zaawansowanym elektronikom, obeznanych z zasadami bezpieczeństwa przy pracy z urządzeniami będącym pod napięciem. We wzmacniaczu występuje wysokie napięcie (rzędu 500 V DC) oraz wysoka temperatura (około 300°C), również po wyłączeniu zasilania. Pracujemy z „jedną ręką w kieszeni”, każdy krok pracy, uruchomienia i regulacji musi być dobrze przemyślany, aby nie był ostatnim. Zaleca się wstępne uruchomienie płytek przed ich montażem w  obudowie wzmacniacza. Na początek jest konieczna wizualna kontrola montażu oraz pomiary napięć występujących w  poszczególnych układów zasilających. Najbezpieczniej jest zastosować w  tym celu autotransformator i  transformator wzmacniacza. Dołączając płytki do odpowiednich uzwojeń transformatora i  wolno zwiększając napięcie zasilające transformator TS sprawdzamy obecność i  prawidłowość napięć wyjściowych oraz działanie układu opóźnienia załączenia zasilania anodowego. Drugim etapem montażu jest przygotowanie obudowy i  rozmieszczenie w  niej wszystkich elementów. Na poglądowym rysunku 11 pokazano propozycję rozmieszczenia bloków wzmacniacza. W  modelu obudowa składa się z  dwóch blach: górnej będącej płytą montażową, na której spoczywają wszystkie elementy wzmacniacza oraz dolnej, osłonowej, zakrywającej komponenty wzmacniacza. Część górna jest wykonana z  blachy stalowej, nierdzewnej o  grubości 2 mm. Dzięki zagięciu ta część jest sztywna, samonośna i  nie wymaga dodatkowych usztywnień. Wymiary gotowej obudowy to 42  cm×27  cm×6  cm, plus ewentualne ozdobne aluminiowe lub drewniane boczki. Projektując obudowę należy pamiętać o  wykonaniu odpowiedniej liczby otworów wentylacyjnych w  okolicach podstawy lamp oraz w  dolnej blasze osłonowej. Oczywiście, sposób i  miejsca wykonania otworów należy skorygować w  zależności od zastosowanych transformatorów i  ich osłon, gniazd przyłączeniowych oraz rozELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:24:49

Wzmacniacz lampowy, stereofoniczny o mocy 2×15 W z lampami 6C33C mieszczenia płytek. Polecam umieszczenie gniazda zasilającego IEC w pokrywie transformatora sieciowego. W ten sposób niebezpieczny potencjał sieci nie wydostaje się poza osłonę transformatora. Po przygotowaniu obudowy pozostaje montaż wcześniej uruchomionych płytek. Schemat połączeniowy pokazano na rysunku 12. Przed montażem płytek w  obudowie montujemy słupki dystansowe M3, do których montowane będą płytki drukowane. Słupki powinny mieć wysokość 10…12 mm dla płytek zasilaczy i  20…25 mm dla płytek przedwzmacniacza. Kolejno montujemy podstawki lamp mocy, gniazda i  potencjometr, następnie prowadzimy przewody żarzenia lamp mocy odsuwając je przy tym możliwie daleko od innych elementów układu. Żarzenie rozprowadzamy skręconym drutem 2×1,5  mm2. Następnie montujemy dwójnik RxCx pomiędzy masami gniazd wejściowych, a przewidzianą do tego celu celu śrubą z oczkiem lutowniczym pomiędzy nimi. Połączenie żarzenia lamp przedwzmacniacza wykonujemy skrętką 0,5 mm2. Przewody sygnałowe muszą być ekranowane, przewody napięć anodowych muszą mieć izolacją o wytrzymałości minimum 600 V.

Po wstępnym wykonaniu połączeń montujemy transformatory głośnikowe i zasilający, dołączamy je za pomocą przewodów, montujemy osłony. Wszystkie płytki montowane są na słupkach dystansowych M3, więc należy zwrócić uwagę na odpowiednie odległości od podstawy montażowej w celu uniknięcia zwarć do położonych niżej elementów mocujących (np. śruby transformatorów, pokryw itp.). Na końcu montujemy płytki drukowane i wzorując się rys. 12 i  rys. 13 kończymy montaż. Przed końcowym uruchomieniem sprawdzamy poprawność montażu.

Uruchomienie Uwaga! We wzmacniaczu występuje wysokie , niebezpieczne dla życia napięcia oraz wysoka temperatura! Uruchamianie należy przeprowadzić z  zachowaniem szczególnej ostrożności. Przed pierwszym włączeniem zmontowanego wzmacniacza, potencjometry regulacji głośności ustawiamy na minimum i nie wkładamy lamp do podstawek. Jeżeli dysponujemy autotransformatorem, to warto wykorzystać go podczas uruchamiania, stopniowo zwiększając napięcie zasilania do wartości znamionowej i  ob-

serwując poprawność pracy układu. We wzmacniaczu powinny pojawić się napięcia żarzenia o  wartościach ok. 12,6  V  DC, mierzone bezpośrednio pomiędzy doprowadzeniami 1-7 podstawek lamp mocy, 7-8 lamp przedwzmacniacza. Po załączeniu się napięć anodowych (opóźnione zadziałanie) na bezpiecznikach F1, F2 powinno pojawić się napięcie anodowe o  wartości 200…220  V  DC F2, natomiast na złączu J1 płytki przedwzmacniacza 400…430  V. Zmontowany i  przygotowany do uruchomienia wzmacniacz przedstawia fotografia 13. W  tym miejscu należy przygotować wzmacniacz do uruchomienia z  obsadzonymi lampami mocy, ustawiając maksymalne ujemne napięcie na wyprowadzeniach siatek pierwszych lamp V3L, V3R. Napięcia te ustawiamy za pomocą potencjometrów RV1L i RV1R w każdym z kanałów. Powinny one wynosić ok. -90…-110 V. Jeżeli nic nie budzi naszych wątpliwości, możemy wzmacniacz wyłączyć i odczekać do zaniku napięć zasilających. Przed montażem lamp w podstawkach koniecznie należy sprawdzić czy są sprawne oraz dobrać je w  pary, aby nie powstały rozbieżności pomiędzy kanałami audio. Szczególnie

Rysunek 11. Proponowane rozmieszczenie otworów w obudowie ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

027-035_wzmacniacz-lampowy.indd 33

33

2012-09-28 05:24:49

PROJEKTY

Rysunek 12. Schemat montażowy wzmacniacza

34

027-035_wzmacniacz-lampowy.indd 34

dotyczy to lamp mocy mających spory rozrzut parametrów. Analogicznie, funkcjonowanie obwodów lampy V1 oraz lampy V2L, V2R powinny być zbliżone. Różnice emisji i nachyleń nie powinny przekraczać 5%. Przed włączeniem wzmacniacza, do punktów pomiarowych J7 i  J8 dołączamy woltomierze ustawione na zakres pomiarowy 2 V. Do wyjścia wzmacniacza dołączamy sztuczne obciążenie 8 V/25 W oraz oscyloskop dwukanałowy. Potencjometr głośności ustawiamy na minimum. Ponownie załączamy wzmacniacz już z zainstalowanymi lampami i  sprawdzamy występujące napięcia. Po załączeniu napięć anodowych potencjometrami RV1L, RV1R ustawiamy spadek napięcia na 0,1  V, co odpowiada prądowi anodowemu 100  mA podczas ok. 30-minutowego rozgrzania wzmacniacza. Sprawdzamy stabilność prądów anodowych lamp mocy – skokowe zmiany, pływanie i  drastyczne zwiększanie się prądu anodowego dyskwalifikują lampę i jest konieczna jej wymiana na inny egzemplarz. Na oscyloskopie nie powinny pojawiać się żadne przebiegi, jeżeli obserwujemy ich generowanie (wzmacniacz wzbudza się), należy wzmacniacz wyłączyć, odczekać do zaniku napięcia zasilania i  zamienić końcówki wyjściowe transformatora głośnikowego, ponieważ, sprzężenie zwrotne przez błąd w  połączeniach jest dodatnie. Jeżeli prądy utrzymują się w miarę stabilnie (dopuszczalna zmiana to ±10%), zwiększamy wartość prądu spoczynkowego do 180 mA, czyli 0,18 V spadku na złączach J7 i J8, ponownie obserwując stabilność prądu anodowego. Jeżeli pozostaje on w  okolicach ustawionej wartości, to regulacja jest zakończona. Do wzmacniacza można dołączyć generator funkcyjny i  sprawdzić jego parametry dynamiczne, koniecznie z  dołączonym obciążeniem. W  zależności od zastosowanych transformatorów głośnikowych, zwykle jest wymagana korekta pojemności kondensatorów C1L, C1R. Podczas obserwacji przebiegu prostokątnego o  częstotliwości 10 kHz, jeśli wzrost wartości pojemności zmniejsza „przerzuty” na narastającym zboczu prostokąta, to tak należy dobrać pojemność, aby przebieg był zbliżony do prostokąta. Dobieranie zaczynamy od kilku pF – przesadnie duża wartość może doprowadzić do destabilizacji wzmacniacza, więc należy stosować niewielkie zmiany pojemności. Jeżeli wszystko jest w  porządku, możemy wzmacniacz uznać za uruchomiony. Gdy posiadamy analizator zniekształceń lub kartę muzyczną PC z  oprogramowaniem, możemy wykonać komplet pomiarów zniekształceń, rozkładu harmonicznych itp. Wyniki pomiarów modelu wykonanych metoda klasyczną tj. przy ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:24:49

Wzmacniacz lampowy, stereofoniczny o mocy 2×15 W z lampami 6C33C użyciu generatora audio o  małych zniekształceniach HM8037 oraz miernika poziomu zniekształceń HM8027 firmy Hameg podano w  ramce zawierającej podstawowe parametry. Przykładowe oscylogramy dla kilku częstotliwości i  mocy wyjściowych 1 W oraz 15 W przedstawia rysunek 14. Kształt przebiegu prostokątnego jest akceptowalny. Na przebiegu prostokątnym o  częstotliwości 20  kHz są widoczne zafalowania związane z  rezonansem własnym transformatora głośnikowego leżącym poza pasmem akustycznym. Teraz pozostaje tylko podłączyć wzmacniacz do zestawu audio i cieszyć się „lampowym brzmieniem” muzyki.

Adam Tatuś, EP Fotografia 13. Zmontowany, przygotowany do uruchomienia wzmacniacz

Rysunek 14. Przebiegi testowe modelu wzmacniacza 6S33S. REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

027-035_wzmacniacz-lampowy.indd 35

35

2012-09-28 05:24:49

PROJEKTY

Modem radiowy – sterownik Projekt ma na celu pokazanie, w  jaki sposób można rozszerzyć możliwości standardowego mikrokontrolera o  dodatkowy kanał do łączności bezprzewodowej. Powstałe urządzenie łączy cechy modemu radiowego z  mikroprocesorowym sterownikiem sterowanym na odległość. Zastosowany do budowy toru radiowego układ CC1101 zapewnia zasięg od kilkudziesięciu do 200 i  więcej metrów. Rekomendacje: moduł przyda się do realizacji łączności bezprzewodowej w  urządzeniach automatyki domowej, do zdalnego sterowania itd. Wbudowany mikrokontroler i  jego dostępne zasoby pozwalają również na wykonywanie aplikacji użytkownika. Do budowy modułu zastosowano mikrokontroler z rodziny STM32F1xx i dobrze znany, wypróbowany w  wielu aplikacjach, transceiver radiowy CC1101 aktualnie produkowany przez firmę Texas Instruments. Zaprojektowany moduł oddaje do dyspozycji użytkownika: • tor radiowy, • interfejs UART mikrokontrolera, • 8 niezależnych linii których działanie można dowolnie oprogramować, • wyprowadzenia JTAG mikrokontrolera pozwalające na jego programowanie i debugowanie uruchamianego kodu. Użytkownik korzystający z  układu sterownika może samodzielnie tworzyć oprogramowanie wykorzystując wymienione wcześniej możliwości sprzętowe urządzenia. Może także skorzystać z napisanego specjalnie na potrzeby tego projektu oprogramowania przekształcającego układ w  zdalnie sterowany modem-sterownik. Oprogramowanie pozwala urządzeniu pracować w różnych konfiguracjach zależnie od bieżących potrzeb użytkownika. Praca jako modem radiowy. W tym trybie można naprzemiennie przesyłać dane

36

036-040_modul-radiowy.indd 36

AVT 5364

pomiędzy dwoma urządzeniami w  sposób „przeźroczysty” dla użytkownika. Oznacza to, że dane wysłane do portu UART urządzenia nadawczego pojawią się na wyjściu portu UART urządzenia odbiorczego bez konieczności stosowania jakichkolwiek dodatkowych protokołów transmisji. Praca jako sterownik 8 niezależnych linii. Użytkownik sam decyduje czy dana linia pełni rolę wejścia, wyjścia lub jest wyłączona i  znajduje się w  stanie wysokiej impedancji. Jeden sterownik może sterować liniami wyjściowymi drugiego sterownika ustawiając na nich stan wysoki lub niski. W  podobny sposób każde z  urządzeń może odczytać aktualny stan linii wyjściowych i wejściowych drugiego. W trybie sterownika urządzenia mogą być sterowane poprzez port UART z komputera lub innego zewnętrznego urządzenia będącego w stanie wysłać proste komendy w  formacie tekstowym. Możliwe jest także kontrolowanie ustawień linii jednego sterownika przez zmianę ustawień linii drugiego bez konieczności używania rozkazów sterujących. Istnieje opcja pracy zbiorowej w konfiguracji gwiazdy gdy jedno urządzenie kontroluje grupę innych urządzeń. Oprócz tego użytkownik ma możliwość zmiany takich parametrów jak moc wyjściowa, kanał i szybkość transmisji toru radiowego, szybkość transmisji UART-a, ustawienie trybu pracy każdej z 8 linii IO. Dla łatwej zmiany tych parametrów a  także testowania i  sterowania radiowych

W ofercie AVT* AVT-5364 A AVT-5364 B

AVT-5364 C

Podstawowe informacje: • Zasilanie 4,5…9 V DC/80 mA. • Zasięg ok. 200 m w terenie otwartym (zależnie od zastosowanej anteny). • Mikrokontroler STM32F103. • Układ radiowy CC1101. • Praca w paśmie ISM (433 MHz). • Interfejs UART, 8 niezależnych linii programowalnych. • Interfejs JTAG do programowania i debugowania. • Wbudowana pamięć EEPROM 32 kB. • Możliwość wykonywania kodu użytkownika. • Aplikacja umożliwiająca dwukierunkowe sterowanie 8 liniami I/O. Dodatkowe materiały na CD/FTP: ftp://ep.com.pl, user: 18978, pass: 8mia4185 • wzory płytek PCB • karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów oznaczonych w Wykazie elementów kolorem czerwonym Projekty pokrewne na CD/FTP: (wymienione artykuły są w całości dostępne na CD)

AVT-5184 Tor transmisji bezprzewodowej (EP 5/2009) AVT-563 Radiomodem na pasmo 433MHz (EP 2/2004) AVT-517 Radiowy system zdalnego sterowania z kanałem zwrotnym (EP 7-8/2003) AVT-1350 Tor transmisji danych na podczerwień (EP 9/2002) AVT-1187 Tor transmisji danych w podczerwieni (EP 8/1998) * Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w następujących wersjach: AVT xxxx UK to zaprogramowany układ. Tylko i wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A i wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w załączniku pdf AVT xxxx C to nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w PCB. Należy mieć na uwadze, że o ile nie zaznaczono wyraźnie w opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w link umieszczony w opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C) http://sklep.avt.pl

sterowników został opracowany program narzędziowy pracujący w  środowisku Windows. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:25:36

Modem radiowy – sterownik Schemat urządzenia i „projekt referencyjny” Na rysunku 1 pokazano schemat ideowy modułu. W  jego skład wchodzi kilka

bloków funkcjonalnych: mikrokontroler, układ radiowy, pamięć EEPROM, stabilizator oraz nieco biernych elementów dodatkowych.

Wszystkimi funkcjami steruje mikrokontroler z  rodziny STM32F10x. W  prototypie wykorzystano układ STM32F101C8 i  na schemacie przedstawiono symbol i  numera-

Rysunek 1. Schemat ideowy modułu radiowego ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

036-040_modul-radiowy.indd 37

37

2012-09-28 05:25:37

PROJEKTY

Rysunek 2. Schemat montażowy modułu radiowego cję wyprowadzeń zgodną z  tym typem elementu. Można jednak potraktować projekt jako referencyjny i  zaprojektować własne urządzenia z  zastosowanym odmiennym typem mikrokontrolera o  innej liczbie wyprowadzeń np. STM32F101C8, STM32F101CB, STM32F101R8, STM32F101V8 itd. Opracowane na potrzeby projektu oprogramowanie będzie działać z każdym z wymienionych typów. Dostosowując projekt do swoich potrzeb należy tylko zachować połączenia tych samych portów mikrokontrolera z innymi elementami na schemacie np. PB2 i  PB9 powinny być połączone z  odpowiednimi wejściami pamięci EEPROM, PB10 – PB15 z wyprowadzeniami układu radiowego itd. Dodatkowo wykorzystany mikrokontroler powinien dysponować nie mniej niż 64k pamięci FLASH i 10k pamięci RAM. Do mikrokontrolera jest dołączony zewnętrzny rezonator kwarcowy X1 wraz z dodatkowymi pojemnościami C8 i C9. Kondensator C10 zapewnia prawidłowe zerowanie po dołączeniu zasilania, a rezystory R1, R2, R3 wpływają na tryb programowania mikrokontrolera o czym za chwilę. Tor radiowy wykonano z  zastosowaniem układu scalonego transceivera CC1101. Przedstawione na schemacie otoczenie układu oraz wartości elementów są typowe i zalecane przez producenta dla pracy w paśmie ISM – 433 MHz. Pamięć EEPROM (U6) służy do zapamiętania wartości parametrów konfiguracyjnych. Są to np. wartości, którymi po zerowaniu należy zaprogramować rejestry układu radiowego i inne dane, które powinny być zachowane tuż przed zanikiem napięcia zasilania. Zastosowana pamięć 24C256 ma pojemność 32 kB i pracuje zasilana napięciem 3,3V. Przy typowej wartości poboru prądu wynoszącej około 60 mA, zastosowany stabili-

38

036-040_modul-radiowy.indd 38

zator U3 pozwala na zasilanie modułu napięciem stałym z zakresu +4,5…12 V. Urządzenie wyposażono w  przydatne elementy sygnalizacyjne, takie jak diody LED D4 i D5 oraz w  przycisk S1. Diody mogą służyć np. do sygnalizacji nadawania i  odbioru torem radiowym, a naciśnięcie przycisku może inicjować automatyczne wysyłanie transmisji testowej ,co ułatwia w terenie badania zasięgu urządzeń. Wszystkie istotne sygnały wyprowadzone są na dwa gniazda szpilkowe JP2 i  JP3. Są to zarówno wyprowadzenia 8 linii IO sterownika jak i  portu UART, portu JTAG oraz doprowadzenia napięcia zasilającego. Gniazda służą także do mocowania płytki np. jako modułu w  innym urządzeniu lub w  gniazdach płyty testowej „mother board”. Na schemacie umieszczono także elementy, które w przyszłości mogą służyć do zwiększenia możliwości układu ale w chwili obecnej nie muszą być montowane. Są to układy zegara czasu rzeczywistego i baterii podtrzymującej oznaczone jako: X2, C31, C32, BT1, Z6. Także gniazdo SD1 dla karty MicroSD przeznaczone jest dla późniejszych rozszerzeń.

Sposób programowania mikrokontrolera Mikrokontrolery rodziny STM32F przystosowane są do programowania (zapisu kodu do wewnętrznej pamięci FLASH) dwoma sposobami: poprzez port JTAG za pomocą jednego z programatorów lub bezpośrednio, wykorzystując w  tym celu szeregowy port UART1. O  wyborze trybu programowania decyduje ustawienie wyprowadzeń BOOT0 i BOOT1 w momencie dołączenia do mikrokontrolera zasilania lub w  czasie jego zerowania wymuszonego np. przez chwilowe podanie stanu niskiego na wejście NRST. W  opisywanym urządzeniu możliwe są następujące konfiguracje zworek BOOT: • zwora BOOT0 i  BOOT1 rozwarta: programowanie poprzez JTAG i  normalna praca urządzenia, • zwora BOOT0 i  BOOT1 zwarta: programowanie poprzez port szeregowy UART1. Żadne inne konfiguracje zwór nie są dopuszczalne. Programowanie za pośrednictwem portu UART1 pozwala na zapisanie i  odczytanie zawartości pamięci Flash mikrokontrolera, jej skasowanie, zabezpieczenie przed odczytem itp. Do programowania w tym trybie należy użyć np. programu Flash Loader Demonstrator firmy ST. Najpierw jednak trzeba połączyć wyprowadzenia UART1 mikrokontrolera z  wyprowadzeniami gniazda RS232 komputera, wykorzystując w  tym celu konwerter poziomów np. układ typu MAX232 lub MAX3232. Wyprowadzenie RXD mikrokontrolera (PA10) podłączone do JP3-13 poprzez konwerter należy dołączyć do wypro-

wadzenia TxD gniazda RS232 komputera. Wyprowadzenie TXD mikrokontrolera (PA9) połączone z JP3-12 poprzez konwerter należy dołączyć do wyprowadzenia RxD gniazda RS232 komputera. Oprócz tego, należy połączyć masę urządzenia JP3-3 z  masą gniazda RS232 komputera. Po uruchomieniu programu Flash Loader Demonstrator podać numer portu COM (RS232), do którego jest wpięte programowane urządzenie, nawiązać połączenie i zapisać do pamięci Flash mikrokontrolera plik HEX kodu wynikowego. Po zakończeniu zapisu należy wyłączyć moduł, rozewrzeć zwory BOOT0 i BOOT1 i ponownie zasilić moduł. Przy korzystaniu z portu JTAG jest możliwe nie tylko zaprogramowanie pamięci Flash mikrokontrolera, ale także debugowanie uruchomionego programu, podglądanie zawartości rejestrów i zmiennych, praca krokowa. W tym celu można zastosować jeden z wielu dostępnych na rynku programatorów, chociażby ST-LINK lub ST-LINK/V2 oraz program do jego obsługi np. STM32 ST-LINK Utility lub środowisko programistyczne Keil. Najpierw należy podłączyć wyprowadzenia portu JTAG mikrokontrolera TDI, TRST, TMS, TCK, TDO, sygnał RESET i  zasilanie 3,3V oraz GND doprowadzone do złącza JP3 z  odpowiednimi wyprowadzeniami programatora. W  wypadku korzystania z  płyty testowej należy jedynie umieścić programator w złączu JTAG płyty. Po włączeniu zasilania oraz uruchomienia oprogramowania sterującego programatorem staje się możliwy zapis do pamięci Flash mikrokontrolera oraz debugowanie aplikacji sterującej.

Sterowanie transceiverem CC1101 i pamięcią EEPROM Zastosowany w projekcie układ radiowy CC1101 komunikuje się z mikrokontrolerem za pomocą kilkuprzewodowej magistrali funkcjonalnie zbliżonej do SPI. Zastosowana pamięć EEPROM wymienia dane z otoczeniem za pomocą interfejsu I2C. Oba interfejsy są wspierane sprzętowo przez mikrokontroler dla wyróżnionych portów. Jednak w  projekcie zrezygnowano ze wsparcia sprzętowego na rzecz programowej obsługi komunikacji z wymienionymi układami. Powody były dwa: chęć uniezależnienia się od architektury konkretnego typu mikrokontrolera i uzyskanie swobody w wyborze portów użytych do komunikacji z  układem radiowym i pamięcią EEPROM. Wykorzystywanie sprzętowego wsparcia dla obydwu protokołów ma największy sens gdy mikrokontroler jest intensywnie wykorzystywany np. do obliczeń, a w tym przypadku nie ma to miejsca.

Montaż układu Schemat montażowy modułu pokazano na rysunku 2. W konstrukcji urządzenia zastosowano oporniki i kondensatory do monELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:25:37

Modem radiowy – sterownik

Rysunek 3. Zakładka „Podłączenie” aplikacji MiniArset3 tażu powierzchniowego w obudowach 0603. Układ CC1101 jest produkowany w  obudowie QFN z  20 wyprowadzeniami o  polach lutowniczych na spodzie obudowy, a mikrokontroler w obudowie QFP48. Ze względu na niewielkie wymiary elementów montaż wymaga pewnej wprawy i  cierpliwości. Z  pewnością potrzebna jest lutownica o  cienkim grocie i  mocy co najmniej 60 W, aby końcówka grota była w stanie utrzymać żądaną temperaturę. Jako materiały lutownicze można zastosować pastę lutowniczą lub cienki drut cynowy oraz topnik w płynie. Obecność topnika zapobiegnie powstawaniu zwarć pomiędzy blisko położonymi wyprowadzeniami lutowanych elementów. Przy lutowaniu małych części należy pamiętać o stosowaniu jak najmniejszej ilości lutowia. Zawsze warto mieć pod ręką plecionkę miedzianą, która przyda się przy usuwaniu powstałych zwarć. Lutowanie części radiowej należy rozpocząć od układu CC1101. Pola lutownicze warto pokryć topnikiem SMD. Jego obecność pozwoli wpłynąć roztopionej cynie pod układ i połączyć wyprowadzenia na spodzie obudowy z  polami na płytce drukowanej. Należy pamiętać o  przylutowaniu centralnego wyprowadzenia na spodzie obudowy układu z  masą płytki drukowanej. Ułatwia to duży otwór w  płytce drukowanej pod CC1101. Ponieważ lutowane są stosunkowo duże powierzchnie należy poczekać aż cyna dobrze się roztopi i  pewnie połączy układ z płytką co zależnie od używanej lutownicy może trwać od 3 do 6 sekund. W  projekcie płytki drukowanej przewidziano otwory do wlutowania gniazda antenowego SMA oznaczonego jako JP1. Jeżeli rezygnujemy z  zastosowania przykręcanej anteny i gniazda SMA rozwiązaniem zastępczym może być kawałek drutu miedzianego lub srebrzanki o długości ok. 16,5 cm przylutowany do centralnego otworu JP1 płytki drukowanej. Po zakończeniu montażu należy płytkę umyć w płynie czyszczącym. Poprawi to nie ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

036-040_modul-radiowy.indd 39

Rysunek 4. Zakładka „Ustawienia” aplikacji MiniArset3

tylko estetykę urządzenia ale także usunie drobiny lutowia mogące w  przyszłości stać się przyczyną trudnego do wykrycia zwarcia.

Oprogramowanie modemu radiowego sterownika Jeżeli użytkownik nie zamierza pisać własnego oprogramowania może wykorzystać kod napisany specjalnie na potrzeby tego projektu. Oprogramowanie przekształci układ w  radiowy modem-sterownik z  8 niezależnymi sterowanymi liniami. Mikro kod jest dostępny w formie pliku HEX oznaczonym jako „ARS3-RAxxxx” gdzie litery „xxxx” oznaczają wersję. Należy zapisać mikro kod do pamięci FLASH mikrokontrolera korzystając z  jednego z wcześniej opisanych sposobów: albo poprzez port szeregowy UART1 albo programując za pośrednictwem JTAG-a.

Program narzędziowy MiniArset3 Po zaprogramowaniu mikrokontrolera mikro kodem ARS3-RA ostatnim etapem uruchomienia układu jest zapis do pamięci EEPROM sensownych wartości domyślnych. Zawartość fabrycznie nowej pamięci EEPROM jest wymazana i na początek należy ją sformatować. Do ustawienia wartości domyślnych w  pamięci EEPROM, uruchomienia i  testowania urządzenia służy program narzędziowy MiniArset3. Program został napisany z wykorzystaniem biblioteki wxWidgets i  w  jego skład wchodzi kilka plików, które powinny znaleźć się we wspólnym katalogu. Jest to plik wykonywalny samego programu miniarset3.exe, plik biblioteczny mingwm10.dll oraz dwa podkatalogi Radio i  Ikony. Po pierwszej sesji zostanie jeszcze automatycznie utworzony plik z ustawieniami samego programu narzędziowego. Najpierw należy zapewnić komunikację pomiędzy komputerem PC na którym będzie uruchomiony program a  płytką urządzenia. Należy połączyć wyprowadzenia UART płytki, czyli RXD mikrokontrolera doprowadzone do JP3-13 i  TXD mikrokontrolera do

JP3-12 z odpowiednimi portami komputera. Ponieważ wyprowadzenia płytki pracują z  poziomami CMOS 3,3  V, to należy użyć konwerterów. W  wypadku interfejsu RS232 konwerterem będzie układ MAX232, natomiast w  wypadku portu USB konwerterem może być układ FT232R. Po podłączeniu układu do komputera należy go zasilić i uruchomić program narzędziowy MiniArset3. Na zakładce Podłączenie (rysunek 3) programu MiniArset3 należy nacisnąć klawisz automatycznego wyszukiwania dołączonego modemu-sterownika. Jeżeli urządzenie zostanie wykryte, wyświetli się stosowny komunikat wraz z odczytanym numer wersji oprogramowania. Ponieważ pamięć EEPROM nie jest jeszcze odpowiednio zaprogramowana, żadne inne informacje nie pojawiąsię. Teraz należy przejść do zakładki Ustawienia (rysunek 4) i  nacisnąć przycisk Ustawienia Standardowe. Po potwierdzeniu decyzji pamięć EEPROM zostanie zaprogramowana prawidłowymi wartościami domyślnymi. Dla pewności należy zamknąć program narzędziowy, wyłączyć i ponownie włączyć modem – sterownik i dopiero potem zmieniać inne ustawienia. Jeżeli wszystko przebiegło prawidłowo, to od tego momentu dwa urządzenia pracujące w  tym samym kanale radiowym i  z  tą REKLAMA

39

2012-09-28 05:25:37

PROJEKTY

Na CD: kartyy katalogowe g i notyy aplikacyjne p yj elementów oznaczonych y w  wykazie y elementów kolorem czerwonym y

Rysunek 5. Zakładka „Ustawienia I/O” aplikacji MiniArset3 Wykaz elementów Rezystory: (SMD 0603) R1: 100 kV R2, R3: 0 V (zworki BOOT0, BOOT1) R4, R5: 3 kV R14: 10 kV R15, R16: 1 kV R171: 56 kV Kondensatory: (SMD 0603) C1, C3, C7, C10, C12, C41, C51: 100 nF C2, C5: 10 mF (elektrolityczny, SMD) C8, C9, C31, C32, C81, C101: 27 pF C21: 1 mF C91, C111, C141: 10 nF C121, C131: 3,9 pF C122: 8,2 pF C123: 5,6 pF C124, C125, C151, C181: 220 pF Półprzewodniki: D4, D5: diody LED SMD (0805) U2: STM32F103 (LQFP48) U3: LM1117-3,3 (TO-252) U5: CC1101 (QLP20) U6: AT24C256 (SO-8) Inne: BT1: bateria CR2032 (3 V) JP1: gniazdo SIP-5 IP2, JP3: gniazdo IDC-20 L21: dławik L121, L123, L131: 27 nH (dławik SMD 0805) L122: 22 nH (dławik SMD 0805) S1: przycisk 6 mm×3,5 mm SD1: gniazdo karty micro SD X1: kwarc 8 MHz X2: kwarc 32768 kHz samą szybkością transmisji radiowej powinny „widzieć się”. Najłatwiej to sprawdzić naciskając na jednym z nich przycisk. Zosta-

40

036-040_modul-radiowy.indd 40

Rysunek 6. Zakładka „Sterowanie I/O” aplikacji MiniArset3

nie wtedy wysłana transmisja testowa, która powinna zostać potwierdzona i  w  efekcie obie diody sygnalizacyjne dwóch urządzeń powinny na chwilę zaświecić się. Jeżeli urządzenie będzie pracowało w trybie sterownika (patrz zakładka Ustawienia -> tryb pracy), można ustawić i  przetestować działanie linii IO. Po ustanowieniu połączenia z urządzeniem podłączonym portem szeregowym należy przejść do zakładki Ustawienia Linii I/O (rysunek 5). Po kliknięciu przycisku z  numerem ustawianej linii najpierw należy najpierw zadeklarować czy linia ma być linią Wyłączoną, Wyjściową, czy Wejściową. W wypadku linii Wyjściowej można zadeklarować poziom logiczny, w którym linia każdorazowo zostanie ustawiona po włączeniu zasilania. Linia Wejściowa mogąca sterować innymi liniami ma więcej opcji ustawień. Przede wszystkim należy wybrać stan aktywny linii czyli któreś ze zboczy lub dowolną zmianę poziomu podawanego na linię. Następnie należy wskazać linie Wyjściowe, które będą sterowane przez ustawianą linię Wejściową. Mogą to być zarówno linie samego urządzenia lub linie Wyjściowe innego sterownika, z którym można nawiązać połączenie radiowe. Jedynym warunkiem jest wcześniejsze dodanie urządzenia do obsługiwanej grupy (dodanie do grupy zakładka Ustawienia). Każda linia Wejściowa może sterować dowolną linią Wyjściową. Sterowanie polega na ustawianiu na linii Wyjściowej poziomu zgodnego z  tym na sterującej linii Wejściowej, który wystąpi po stanie aktywnym.

Z  kolei zakładka Sterowanie Linii I/O (rysunek 6) pozwala przetestować i sterować wcześniej ustawionymi liniami. Możliwe jest sterowanie zarówno podłączonego do komputera urządzenia jak i zdalne sterowanie liniami innego urządzenia znajdującego się w  zasięgu. Sterowanie zdalne wymaga najpierw podłączenia do komputera urządzenia, które będzie pełniło rolę transpondera. Po jego wykryciu i podłączeniu na zakładce Podłączenie należy ustawić opcję Sposób komunikacji jako Zdalnie torem radiowym i  ponownie nacisnąć przycisk automatycznego wyszukiwania dołączonego urządzenia. Tym razem zostanie podłączone urządzenie znajdujące się w  zasięgu łączności radiowej. W tym momencie można zdalnie zmieniać jego parametry, ustawienia linii a  także sterować poziomami linii IO. Jeżeli urządzenia nadawcze i odbiorcze zostaną ustawione w  trybie modemowym (zakładka Ustawienia -> tryb pracy) możliwe będzie przesyłanie między portami UART obydwu urządzeń dowolnych danych. Do przetestowania tego trybu służy zakładka Test Modemu. Przy pomocy zakładki można przesłać krótki plik tekstowy lub niewielki obrazek który po odbiorze zostanie wyświetlony. Więcej informacji na temat projektu modemu-sterownika ARS3 można znaleźć na stronie internetowej arskam.com.

Ryszard Szymaniak, EP

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 05:25:37

Lampowy nadajnik AM PROJEKTY

Lampowy nadajnik AM Jak „ożywić” stary odbiornik lampowy Prezentowane urządzenie pozwala w  nieskomplikowany sposób przywrócić samemu radioodbiornikowi dawną świetność i  czar, samemu mając lampowy urok. Nadajnik ma na tyle małą moc wyjściową, że skutki jego działania nie powinny być odczuwalne w  promieniu większym niż kilka metrów. Rekomendacje: opis nadajnika publikujemy wyłączenie w  celach edukacyjnych, ponieważ nadawanie w  paśmie radiowym wymaga koncesji i  zezwolenia. Współcześnie mało kto słucha stacji radiowych na falach długich lub średnich. Ograniczone pasmo przenoszenia, podatność na zakłócenia oraz konieczność stosowania wysokich – a  przez to drogich – masztów nadawczych zepchnęły je do lamusa. Królujący dziś zakres UKF nie jest obsługiwany przez starsze odbiorniki. Wiele z nich, takie jak popularny niegdyś „Pionier”, nie mają nawet wejścia gramofonowego, by móc do nich podłączyć odtwarzacz. Czy stare, a niekiedy wręcz zabytkowe i unikatowe odbiorniki skazane są na wieczne milczenie? Ależ nie!

Zasada działania Schemat urządzenia znajduje się na rysunku 1. Sygnał audio o amplitudzie kilkuset miliwoltów (pochodzący np. z  karty dźwiękowej komputera albo odtwarzacza CD) jest podawany na złącze J1. Rezystory R1 i  R2 realizują bardzo prosty sumator dwóch kanałów stereofonicznych w  pojedynczy, monofoniczny. Pamiętajmy, że emisja na zakresach fal długich, średnich i krótkich jest wyłącznie monofoniczna. Kondensator C1 usuwa składową stałą, która mogłaby zakłócać pracę przedwzmacniacza przesuwając jego punktu pracy oraz wywoływać trzaski podczas dokonywania regulacji potencjometrem P1. Rezystor R3, włączony pomiędzy masę a ślizgacz P1, ma za zadanie utrzymywanie siatki sterującej na potencjale masy, nawet w  wypadku utraty styku wewnątrz potencjometru. Dopiero w takiej sytuacji jest możliwe automatyczne spolaryzowanie siatki: prąd płynący przez opornik katodowy R7 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

041-044_nadajnik.indd 41

wywołuje na nim spadek napięcia, co z kolei przekłada się na podniesienie potencjału katody do ok. +1 V. Dzięki temu siatce „wydaje się”, że względem katody jest na potencjale ok. -1  V, co w  następstwie umożliwia prawidłową pracę lampy, bez słyszalnego zniekształcania wzmacnianego sygnału. Rezystor R4, włączony w szereg z siatką sterującą, to tzw. rezystor antyparazytowy, którego głównym zadaniem jest zmniejszenie prawdopodobieństwa powstania oscylacji w  układzie przedwzmacniacza, a to za sprawą utworzenia wraz z  pasożytniczymi pojemnościami wewnętrznymi lampy filtru dolnoprzepustowego, który ogranicza wzmocnienie dla wielkich częstotliwości. Rezystor R5 ustala punkt pracy siatki ekranującej pentody, która powinna znajdować się na wysokim – rzędu kilkudziesięciu woltów – potencjale względem masy. R6 zamienia wahania prądu anody, wywołane zmieniającym się potencjałem S1, na wahania napięcia. W ten sposób uzyskaliśmy kilkudziesięciokrotnie wzmocniony sygnał audio. Jako, że znajduje się on na podnośnej składowej stałej, musi ona zostać usunięta przy użyciu kondensatora C4. Dopiero wtedy może zostać podany na siatkę sterującą heptody, która zostanie omówiona nieco później. Kondensatory C2 i C3 zwierają do masy składową zmienną, dodatkowo podnosząc wzmocnienie. Oprócz sygnału audio, do emitowania fal elektromagnetycznych potrzebne jest również źródło drgań wielkiej częstotliwości. Tą kwestią została obarczona trioda w  lampie

Podstawowe informacje: • Projekt edukacyjny! • Płytka drukowana 135 mm×120 mm. • Zasilanie 230 V AC/9 W. • Praca z modulacją AM w zakresie 870…920 kHz (fśr.=900 kHz) lub 277…282 kHz (fśr.=280 kHz). • Niewielka moc wyjściowa (zasięg kilku metrów np. w obrębie pokoju). Dodatkowe materiały na CD/FTP: ftp://ep.com.pl, user: 18978, pass: 8mia4185 • wzory płytek PCB • karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów oznaczonych w Wykazie elementów kolorem czerwonym

V2. Pracuje w  układzie generatora Colpittsa, który został wybrany do tego układu ze względu na prostotę cewek (można zastosować gotowe dławiki) oraz stabilność częstotliwości uzyskiwanych drgań. Podstawowy układ generatora Colpittsa, zwanego też generatorem z dzieloną pojemnością, znajduje się na rysunku 2. Opracował go amerykański inżynier Edwin H. Colpitts w roku 1920. DoREKLAMA

41

2012-09-28 08:39:13

PROJEKTY Jeden z nich obliczony jest do pracy na częstotliwości ok. 280 kHz (zakres fal długich), a  drugi ok. 900 kHz (zakres fal średnich). Sprawdzono empirycznie, że w  okolicach tych częstotliwości nie jest słyszalna żadna stacja komercyjna, a  gdyby okazało się, że praca nadajnika uniemożliwia komuś ich odbiór, możliwe jest jego lekkie odstrojenie przy użyciu trymerów C7 lub C8: tym pierwszym w  zakresie 870…920 kHz, a  drugim w  zakresie 277…282 kHz. Na ścieżce oporowej potencjometru P2 odkładają się drgania w. cz. które, za pośrednictwem jego ślizgacza, doprowadzane są do heptody. Jeżeli generator pracuje poprawnie, na tym samym potencjometrze występuje również napięcie ujemne, które również jest przydatne do dalszej pracy układu. Przedostatnim elementem nadajnika jest modulator, który dokonuje zamiany sygnału m.cz. i drgań w.cz. na napięcie w.cz. modulowane amplitudowo. Sam proces modulacji

Rysunek 1. Schemat nadajnika wraz z zasilaczem.

42

041-044_nadajnik.indd 42

i jego skutki są powszechnie znane, dlatego nie zostaną tu szczegółowo opisane. Szerszego omówienia wymaga natomiast zastosowana w  nim lampa, która nie ma żadnego zastosowania w technice audio, czyli miejscu, gdzie „szklane bańki” mają swoje miejsce po dzień dzisiejszy. Jak widać na pierwszy rzut oka, odznacza się ona dużą ilością siatek, wynoszącą aż pięć sztuk. Z  tego powodu jej nazwa systematyczna to heptoda, gdyż posiada łącznie siedem elektrod. Nazwy każdej z  nich wyszczególnione są na rysunku 3. Żarzona katoda emituje elektrony, które są przyciągane przez anodę, znajdującą się pod wysokim, względem katody, napięciem dodatnim. Zmieniając napięcie na siatkach sterujących reguluje się ilość elektronów docierających do swego celu, czyli – innymi słowy – prąd anody. Jako, że są tutaj dwie siatki modulujące ten sam strumień elektronów (rzecz niespotykana w  lampach przeznaczonych do audio), mamy podwójne Wykaz elementów Rezystory: (o mocy 0,25 W, jeżeli nie podano inaczej R1, R2, R4, R9, R16: 15 kV R3, R11: 1 MV R5: 1 MV/0,5 W R6: 100 kV/0,5 W R7, R14: 1 kV R8, R12: 47 kV/0,5 W R10: 3,3 kV/0,5 W R13: 330 kV/0,5 W R15: wg opisu P1: 100 kV /B (logarytmiczny) P2, P3: 47 kV/A (montażowe, leżące) Kondensatory: C1: 100 nF/100 V C2: 3,3 mF/400 V C3: 4,7 mF/16 V C4: 220 nF/400 V C5: 4,6 nF/1500 V C6: 100 pF/1 kV C7, C8: trymer 3/10 pF lub inne C9, C10: 100 pF/50 V C11, C12: 470 pF/50 V C13, C16: 22 nF/400 V C14: 100 mF/400 V C15: 33 mF/400 V C17: 220 nF/20 V C18: 3300 mF/25 V C19: 100 mF/25 V Półprzewodniki: D1…D4: 1N5822 B1: mostek Graetza 1A/1000V Inne: F1 bezpiecznik zwłoczny 200 mA + oprawka J1: złącze audio (opis w tekście) J2, J3: ARK2 5 mm L1: dławik osiowy 470 mH L2: dławik osiowy 1,5 mH S1: przełącznik dźwigniowy miniaturowy, dwusekcyjny ON-ON TS1: transformator zalewany do druku 2×12 V 10 VA TS2: transformator zalewany do druku 12 V 4 VA V1: lampa EF80 V2: lampa ECH84 Dwie podstawki typu „noval” do druku

Na CD: karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów oznaczonych w  wykazie elementów kolorem czerwonym

datnie sprzężenie zwrotne powstaje poprzez dzielnik napięciowy złożony z  kondensatorów CS1 i CS2. Do triody V2, za pośrednictwem dwusekcyjnego przełącznika S1, dołącza się jeden z  dwóch obwodów rezonansowych.

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 08:39:14

Lampowy nadajnik AM

Rysunek 2. Podstawowy, książkowy układ generatora w układzie Colpittsa z triodą jako elementem wzmacniającym.

Rysunek 3. Nazwy elektrod w heptodzie. sterowanie: przyrównać to można do dwubramkowego tranzystora FET. Pierwsza siatka ekranująca, będąca na wysokim, ale niższym niż anoda, potencjale dodatnim, zmniejsza wzajemny wpływ siatek sterujących na siebie. Z  kolei druga siatka ekranująca pełni tę samą funkcję, co siatka ekranująca w pentodzie, czyli zmniejsza wpływ anody na siatki sterujące oraz znacznie redukuje pasożytniczą pojemność między tymi elektrodami. W  odbiornikach radiowych pełniły one rolę mieszaczy, czyli układów produkujących sygnał częstotliwości pośredniej przy pomocy lokalnego generatora – heterodyny. Jeżeli heterodyna realizowana była na oddzielnej lampie, z reguły triodzie (najczęściej umieszczonej w  tej samej bańce co heptoda), wówczas siatki ekranujące były połączone razem już wewnątrz lampy. Taka konfiguracja była najczęściej spotykana i  nosiła miano heptody heksodowej, gdyż na zewnątrz lampa ta miała wyprowadzone tylko sześć elektrod. Innym rozwiązanie było zastosowanie możliwego do wyodrębnienia wewnątrz heptody układu: katoda + pierwsza siatka sterująca + pierwsza siatka ekranująca jako triody pracującej w  heterodynie. Wtedy lampę taką nazwać można heptodą oktodową, gdyż pracuje podobnie jak oktoda, lampa ośmioelektrodowa. Pomysł ten nie zdobył jednak szerszego uznania i w czasach powojennych był spotykany sporadycznie, głównie w odbiornikach bateryjnych (1R5T, 1H33). ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

041-044_nadajnik.indd 43

Rysunek 4. Schemat montażowy nadajnika Ostatnia siatka ma w  zasadzie najwięcej nazw spośród pozostałych elektrod: nazywa się ją siatką zerową, chwytną, hamującą lub antydynatronową. Jest bardzo rzadko nawinięta i umieszczona na potencjale katody. Jej zadaniem jest przechwytywanie elektronów, które osiadły na siatce ekranującej, ale zostały z niej wybite przez, pochodzące z  katody, elektrony o  dużym pędzie. Gdyby te ponownie wyemitowane elektrony (stąd ich nazwa: elektrony wtórne) doleciały do anody, wówczas wzrósłby jej prąd, ale nie stałoby się to na wskutek zmiany napięcia na siatkach sterujących – pogorszyłyby się parametry lampy! Ta zapora działa też w  drugą stronę: kiedy anoda ma potencjał dużo niższy niż siatka ekranująca (a  takie sytuacje mają miejsce np. w stopniach końcowych wzmacniaczy mocy), wówczas niektóre elektrony mogą przelecieć przez zwoje siatki ekranującej, zwolnić przed anodą i… zawrócić do siatki, zwiększając jej prąd oraz moc na niej traconą – jest to tzw. zjawisko dynatronowe. Dołożenie siatki zerowej radykalnie zmniejsza skalę tegoż. W  omawianym układzie, jedna siatka sterująca spolaryzowana jest napięciem ok. -4V produktów oddzielnego zasilacza, dru-

gą natomiast zasila się produktów oscylatora. Jednym z produktów przemiany w heptodzie jest przebieg wielkiej częstotliwości zmodulowany amplitudowo, który odkłada się na rezystorze anodowym R10. Kondensator C5 nie dopuszcza składowej stałej na wyjście antenowe. Wprawdzie powinny na owym wyjściu znaleźć się odpowiednie filtry, blokujące przedostawanie się do anteny harmonicznych uzyskanego sygnału, lecz okupione byłoby to skomplikowaniem całego układu. Ich moc jest na tyle mała, iż, użytkując nadajnik z  niewielka anteną REKLAMA

43

2012-09-28 08:39:15

PROJEKTY Tabela 1. Podstawowe informacje o  użytych lampach. Typ Cokół Zawarte systemy Napięcie żarzenia Prąd żarzenia

EF80 Noval Pentoda 6,3V ±5% 300mA ±5%

Heptoda + trioda

Pierwotne zastosowanie

Wzmacniacz p.cz. telewizorów, przedwzmacniacz m.cz.

Selektor i  separator impulsów synchronizujących w  TV czarno białych

Wysokość bańki Średnica bańki

Maks. 61mm Maks. 22mm

Tabela 2. Wykaz napięć występujących w  ważniejszych punktach nadajnika Miejsce Anoda V1 Siatka ekranująca V1 Katoda V1 Kondensator C14 Kondensator C16 Anoda heptody V2 Siatki ekranujące V2 Siatka triody V2 Anoda triody V2 Zmierzono woltomierzem o  oporze wewnętrznym 10 MV względem masy układu

Napięcie +100V +30V +1V +195V +190V +187V +138V -11V (280kHz) lub -19V (900kHz) +98V

oraz w  obrębie jednego pomieszczenia, można nie zawracać sobie nimi głowy. Zasilacz układu jest lekko nietypowy: pierwszy transformator o  dwóch uzwojeniach zasila żarniki lamp, a  w  połączeniu z  drugim, podłączonym doń „odwrotnie”, dostarcza napięcia dla anod. Takie rozwiązanie zapewnia separację galwaniczną od sieci oraz radykalnie zmniejsza koszty wykonania, ze względu na zastosowanie typowych, znajdujących się w handlu transformatorów lutowanych do płytki. Żarniki lamp zasilane są napięciem ujemnym, co jednocześnie pozwala na wykorzystanie go, po dodatkowym odfiltrowaniu w  obwodzie R16-C19, do spolaryzowania siatki heptody. Zrealizowanie mostka Graetza na diodach Schottky’ego ogranicza spadek napięcia na nim do ok. 0,6V, co może mieć wpływ na ustalenie prawidłowych warunków pracy lamp, o  czym dalej. Rezystor R13, włączony równolegle do kondensatorów w filtrze wysokiego napięcia, zapewnia ich rozładowanie po wyłączeniu zasilania. Do budowy przedstawionego nadajnika użyto dwóch lamp: EF80 i ECH84. Zostało to podyktowane niską ich ceną, łatwą dostępnością oraz odpowiednimi parametrami. Podstawowe informacje zamieszczono w tabeli 1. Nie jest ważne, jakiej one były produkcji – ważne, by były elektrycznie sprawne. Dlatego najprościej jest kupić kilka sztuk i  wybrać te, które działają najlepiej. W  przypadku wyjątkowo wadliwych egzemplarzy EF80 może być słyszalne

44

041-044_nadajnik.indd 44

ECH84

mikrofonowanie, czyli wprowadzanie do wzmacnianego sygnału dźwięku gongu po stuknięciu w blat stołu, na którym stoi nadajnik lub wręcz szumu. Wynika to z  niedostatecznie sztywnej konstrukcji siatki sterującej. Nie należy traktować srebrnego nalotu wewnątrz bańki jako objawu zużycia lub uszkodzenia lampy – niejednokrotnie jest on pozostałością po procesie aktywacji katody i jego obecność w niczym nie przeszkadza.

Budowa i uruchomienie Układ zmontowany został na dwustronnej płytce drukowanej o  wymiarach 135 mm×120 mm, którą pokazano na rysunku 4. Jako pierwsze winny zostać wlutowane dwie podstawki typu noval, które docelowo umieszczona są po przeciwnej stronie, co pozostałe elementy. Pozwala to na łatwe wyeksponowanie lamp na zewnątrz obudowy. Pozostałe podzespoły lutowane są typowo: od najniższych do najwyższych. W  modelu zastosowano gotowe dławiki osiowe o  odpowiedniej indukcyjności. W razie problemów ze zdobyciem dławika 1,5 mH, można go wykonać łącząc szeregowo dławiki 1 mH i  470 mH. W  handlu rzadko spotyka są dwusekcyjne przełączniki dźwigniowe typu ON-ON przeznaczone do druku, został on wykonany poprzez dolutowanie odcinków drutu do egzemplarza dedykowanego do montażu z  przewodami. Złącze doprowadzające sygnał audio połączone jest z  płytką przy użyciu przewodu ekranowanego. Ten sposób nie narzuca jednego, określonego typu; można zastosować złącza RCA, mini-jack lub DIN, w zależności od preferencji. Uruchomienie układu zaczyna się od zmierzenia napięć produkowanych przez zasilacz, jeszcze bez włożonych lamp. Napięcie zasilające żarniki winno wynosić ok. -15 V, zaś anodowe ok. 220 V. Nie należy się przejmować, jeżeli napięcia na „biegu jałowym” znacznie odbiegają od podanych. Po odłączeniu zasilania wsadza się lampy (uwaga na naładowane kondensatory!) i  w  miejsce rezystora R15 włącza się amperomierz prądu stałego o  zakresie min. 400mA. Należy dobrać w szereg z nim taki rezystor, by prąd przezeń płynący wyno-

sił 300mA ±5%. W  układzie modelowym wstawianie takowego było zbędne i  docelowo wlutowana została zwora. Po ustawieniu prądu żarzenia, należy ustalić napięcie ok. -4 V na ślizgaczu potencjometru P3, zaś P2 wystarczy ustawić w  połowie ścieżki. Można sprawdzić, czy oscylator pracuje poprzez pomiar napięcia stałego na ścieżce P2: miernik cyfrowy pokaże na niej napięcie rzędu minus kilkunastu woltów lub przekroczenie zakresu, jeżeli zostanie „ogłupiony” napięciem w.cz. Tak wyregulowany układ jest gotowy do działania po podłączeniu anteny w postaci kawałka drutu i źródła sygnału audio. Potencjometrem P1 reguluje się amplitudę napięcia m.cz. trafiającego na modulator, czyli również głębokość modulacji. Zbyt duża amplituda powoduje charakterystyczne charczenie dźwięku w  odbiorniku, wywołane przesterowaniem przedwzmacniacza lub przemodelowaniem. Potencjometr P2 ustala amplitudę drgań w.cz. wchodzących do modulatora. Zbyt niska da małą moc wyjściową, zaś za wysoka zakłóci jego pracę, co objawi się syczeniem i zanikiem niskich tonów w  odbieranym sygnale. Z P3 wychodzi napięcie stałe polaryzujące pierwszą siatkę sterującą; zbyt niskie zatka lampę, zaś zbyt wysokie wywoła zniekształcenia, gdy dodatnie części sygnału m.cz. znajdą się na nieliniowym odcinku charakterystyki. Do odbiorników z  anteną zewnętrzną dobrze nadaje się kawałek izolowanego przewodu, dołączonego do złącza ANT, najlepiej ustawionego równolegle z  anteną odbiornika. Złącze GND pozostaje niewykorzystane lub może posłużyć do uziemienia. Natomiast radia zawierające antenę ferrytową odbierają najlepiej, gdy do wyjścia nadajnika dołączy się cewkę zawierającą ok. 200 zw. drutu DNE o średnicy 0,1…0,2 mm nawiniętą na pręcie ferrytowym i  ustawionym równolegle do tego w radiu. Obudowa dla urządzenia powinna przede wszystkim dobrze izolować użytkownika od panującego na płytce wysokiego napięcia. Na lampy można nałożyć kubeczki ekranujące, lecz nie jest to konieczne. Rozgrzewają się do temperatury nie większej niż 55°C. Nadajnik pobiera z sieci ok. 9 W. Gdyby podczas uruchamiania pojawiły się jakieś wątpliwości, co do wartości napięć w  niektórych punktach obwodu, w  tabeli 2. zostały zestawione napięcia panujące w  charakterystycznych miejscach prawidłowo działającego układu. Jeżeli zaszłaby potrzeba obniżenia częstotliwości nadawania, można uczynić to zwiększając indukcyjność wybranej cewki lub dolutowując równolegle do niej kondensator o  pojemności rzędu kilkunastu pikofaradów.

Michał Kurzela, EP ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 08:39:15

MINIPROJEKTY

Miniaturowy, stereofoniczny wzmacniacz o mocy 2×3 W Prezentujemy kolejny mini wzmacniacz o  mocy 2×3  W przy obciążeniu głośnikami o  impedancji 4 V. Może on przydać się np. do budowy wzmacniacza do „empe trójki”. W  module zastosowano układ scalony LM4950. Jest to wzmacniacz monolityczny, stereofoniczny, przeznaczony do urządzeń przenośnych. Wymiary gotowego modułu to zaledwie 48 mm×38 mm×16 mm. Wysokość może różnić się od modelowego układu, ponieważ jest zależna od wymiarów kondensatorów. Aplikacja układu LM4950 wymaga zaledwie kilku elementów – pokazano ja na rysunku 1. Układ jest bardzo oszczędny i przez to nadaje się do urządzeń zasilanych z  baterii lub akumulatorów. W trybie uśpienia pobiera zaledwie 40 mA, ma on także zabezpieczenia przed krótkotrwałymi zwarciami wyjść do masy. Schemat montażowy modułu wzmacniacza pokazano na rysunku 2. Do jego budowy zastosowano komponenty SMD i przewlekane: sam układ wzmacniacza jest w obudowie SMD, natomiast reszta elementów jest przeznaczona do montażu przewlekanego. Wlutowując układ scalony wzmacniacza (U1) trzeba zachować ostrożność, a  po przylutowaniu upewnić się, że jego wyprowadzenia nie są pozwierane kroplami cyny. Po prawidłowym montażu wzmacniacz jest od razu gotowy do pracy, Napięcie zasilania powinno mieścić się w przedziale 10...15 V. Typowe napięcie zasilania wynosi 12 V i wła-

AVT 1712

W ofercie AVT* AVT-1712 A AVT-1712 B

Rysunek 2. Schemat montażowy wzmacniacza z LM4950 śnie dla takiego napięcia uzyskamy nominalne parametry wzmacniacza. Zworką SHDN można włączyć lub wyłączyć wzmacniacz. Oczywiście, w jej miejsce można zastosować klucz elektroniczny lun przełącznik.

AW

AVT-1712 C

Wykaz elementów: R1...R4: 20 kV R5, R6: 100 kV C1, C2: 390 nF C3, C4: 470 mF/16 V C5, C6: 10 mF/16 V C7: 100 nF U1: LM4950 ARK2 – 5 szt. Listwa goldpin 1×2 + jumper Dodatkowe materiały na CD/FTP: ftp://ep.com.pl, user: 18978, pass: 8mia4185 • wzory płytek PCB • karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów oznaczonych w Wykazie elementów kolorem czerwonym Projekty pokrewne na CD/FTP: (wymienione artykuły są w całości dostępne na CD)

AVT-1680 Wzmacniacz audio o mocy 150 W z układami TDA7294 (EP 6/2012) AVT-1629 Wzmacniacz o mocy 4x12 W z układem TDA7385 (EP 8/2011) AVT-1611 Wzmacniacz 4x35W (EP 3/2011) AVT-1597 Wzmacniacz audio z układem TDA2030, TDA2040 lub TDA2050 (EP 11/2010) AVT-1594 Wzmacniacz mocy 2x45 W z STK4182 (EP 10/2010) AVT-1578 Miniaturowy wzmacniacz z układem TDA7233S (EP 9/2010) AVT-1579 Wzmacniacz 2x15 W z STK4392 (EP 8/2010) AVT-1577 Wzmacniacz z regulacją głośności (EP 7/2010) AVT-5187 Audiofilski wzmacniacz 200 W (EP 5/2009) AVT-1492 Wzmacniacz 2x100 W – TDA8920 v(EP 11/2008) AVT-1504 Wzmacniacz mocy na układzie TDA1566 (EP 11/2008) AVT-1498 Bardzo mały wzmacniacz (EP 10/2008) AVT-1497 Wzmacniacz na układzie TDA8594 (EP 10/2008) AVT-1491 Wzmacniacz 2x5 W – TDA7496 (EP 9/2008) AVT-1493 Wzmacniacz 2x100 W lub 1x310 w klasie D na TDF8591TH (EP 9/2008) AVT-1490 Wzmacniacz mocy 2x15 W z TDA8946 oraz 2x7 W z TDA8944 EP 9/2008) AVT-2736 Wzmacniacz mostkowy o mocy 400W (EdW 10/2004) * Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w następujących wersjach: AVT xxxx UK to zaprogramowany układ. Tylko i wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A i wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w załączniku pdf AVT xxxx C to nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w PCB. Należy mieć na uwadze, że o ile nie zaznaczono wyraźnie w opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w link umieszczony w opisie kitu)

Rysunek 1. Schemat ideowy wzmacniacza z LM4950 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

045-048_mini.indd 45

Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C) http://sklep.avt.pl

45

2012-09-28 13:37:31

MINIPROJEKTY

Włącznik zbliżeniowy Klawiatury pojemnościowe można coraz częściej napotkać w  różnych zastosowaniach. Stosuje się je w  domowym sprzęcie komputerowym, AGD, RTV i  innych urządzeniach. Prezentujemy opis samodzielnego wykonania włącznika z  pojedynczym polem zbliżeniowym.

AVT 1711 W ofercie AVT* AVT-1711 A AVT-1711 B

Rysunek 1. Paczki impulsów próbkujących w trybie FAST Do budowy włącznika użyto specjalizowanego układu scalonego AT42QT1011 firmy Atmel. Ma on tylko jedno pole zbliżeniowe oraz wyjście cyfrowe, na którym pojawia się poziom wysoki w  momencie zbliżenia ręki do czujnika. Odległość detekcji jest regulowana za pomocą pojemności kondensatora C5 – powinna ona mieścić

się w przedziale 2…50 nF. W układzie modelowym tak dobrano tę pojemność, aby moduł reagował z odległości 1,5…2 cm, co potwierdzono podczas testów. Dzięki temu dosyć dużemu dystansowi włącznik można ukryć pod płytą czołową z tworzywa sztucznego lub szkła. Płytkę sensora modułu można oddalić od płytki bazowej łącząc go za pomocą kilkunastocentymetrowego kawałka przewodu w izolacji. Moduł włącznika ma dwie zwory. Jedna służy do wyboru trybu detekcji, natomiast druga do wyboru czy przekaźnik ma działać monostabilnie, czy bistabilnie. Wymusza-

AVT-1711 C

Wykaz elementów: R1, R4: 4,7 kV (SMD 0805) R2: 10 kV (SMD 0805) R3: 330 V (SMD 0805) C1...C4: 100 nF (SMD 0805) C5: 10 nF (SMD 0805) C6: 1 mF (SMD 0805) U1: AT42QT1011 U2: 4013 T1: BC847 D1: 1N4148 LED1: Dioda LED 3 mm zielona PK1: Przekaźnik z cewką na 5 V DC JP1, JP2: goldpin 1×3 + jumper Listwa goldpin 1×4 (ok 25 mm) Gniazdo goldpin łamane 1×4 ARK2: 1 szt. ARK3: 1 szt. Dodatkowe materiały na CD/FTP: ftp://ep.com.pl, user: 18978, pass: 8mia4185 • wzory płytek PCB • karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów oznaczonych w Wykazie elementów kolorem czerwonym Projekty pokrewne na CD/FTP: (wymienione artykuły są w całości dostępne na CD)

AVT-1690 Włącznik zbliżeniowy (EP 8/2012) AVT-2706 Indukcyjny czujnik zbliżeniowy (EdW 1/2004) AVT-1531 Zbliżeniowy włącznik refleksyjny (EP 8/2009) * Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w następujących wersjach: AVT xxxx UK to zaprogramowany układ. Tylko i wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A i wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w załączniku pdf AVT xxxx C to nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w PCB. Należy mieć na uwadze, że o ile nie zaznaczono wyraźnie w opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w link umieszczony w opisie kitu)

Rysunek 2. Paczki impulsów próbkujących w trybie SLOW

Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C) http://sklep.avt.pl

Rysunek. 3 Schemat ideowy włącznika zbliżeniowego

46

045-048_mini.indd 46

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:37:33

MINIPROJEKTY jąc poziom wysoki na wejściu S/M (Sync/ Mode) zworką JP2 uruchamiamy tryb FAST. Układ w  tym trybie najszybciej reaguje na zbliżenie ręki i  pracuje z  maksymalną częstotliwością, jednak pobiera najwięcej prądu (ok. 700 mA). Wyzerowanie tego wejścia powoduje załączenie trybu LowPower – układ pobiera wtedy ok 10-krotnie mniejszy prąd kosztem wolniejszej pracy. Ten tryb jest zalecany do zasilania bateryjnego. Na rysunku 1 i rysunku 2 przedstawiono paczki impulsów próbkujących w  trybie FAST i LowPower. Schemat ideowy modułu włącznika zbliżeniowego pokazano na rysunku 3, natomiast na rysunku  4 jego schemat montażowy. Płytka jest dwustronna, elementy montowane są po obu stronach płytki. Po prawidłowym montażu należy dołączyć zasilanie 5 V do złącza zasilającego. Przy włą-

Rysunek. 4 Schemat montażowy włącznika zbliżeniowego czaniu zasilania układ wykonuje autokalibrację i dlatego przez chwilę w pobliżu elektrody czujnika nie powinno być żadnych przedmiotów, które mogłyby zakłócić jego pracę. Dla płytki bazowej zaprojektowano czujnik jako kawałek laminatu z symbolem włącznika oraz otworem na diodę LED

sygnalizującą stan przekaźnika. Stosując własne pole zbliżeniowe należy uważać, aby jego wymiary nie były mniejsze (wg zaleceń producenta) niż 6 mm×6 mm i pamiętać, że z wielkością pola jest ściśle związana odległość detekcji.

AW

Migacz z diodami LED

AVT 1607

Prezentowane urządzenie to nieskomplikowany sterownik sygnalizatora lub reklamy świetlnej z  diodami LED. Schemat ideowy sterownika zamieszczono na rysunku 1. Funkcjonalnie można go podzielić na dwa bloki: generator i bufor wyjściowy. Generator to typowa konstrukcja z  inwerterem i  przerzutnikiem Schmitta. Kondensator C1 ustala zakres częstotliwości pracy, potencjometry R6, R7 i diody D1 i D2 pozwalają na niezależną regulację czasu dla poziomów wysokiego i  niskiego. Dla wartości elementów jak na schemacie czasy te stanów można regulować w  przedziale ok 0,3…4  s. Zamiast potencjometrów można zastosować rezystory R8, R9 i w ten sposób

W ofercie AVT* AVT-1607 A AVT-1607 B

ustalić stałe czasy impulsów. Wyjście generatora jest dołączone do wejść pozostałych pięciu inwerterów układu US1 tworzących bufor wyjściowy. Wyjście każdego z nich po-

Wykaz elementów: R1...R5, R10...R13: 270 V (dodatkowo 9×100 V i 9×560 V; SMD1206) R6, R7: 500 kV R8, R9: opcjonalne zamiast R6, R7 – dobrać wartości C1, C2: 22 mF/16 V D1, D2: 1N4148 (SMD) US1: 40106 (SMD) CON1: ARK2/300 CON2: nie montować CON3: złącze goldpin 2×10 Opcjonalnie: miniaturowy włącznik suwakowy, kątowy gniazdo Z-FC20 przewód płaski 20-pinowy, 20 cm dowolna dioda LED×10 szt. Dodatkowe materiały na CD/FTP: ftp://ep.com.pl, user: 18978, pass: 8mia4185 • wzory płytek PCB • karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów oznaczonych w Wykazie elementów kolorem czerwonym Projekty pokrewne na CD/FTP: (wymienione artykuły są w całości dostępne na CD)

AVT-1576 Migacz LED EP 7/2010 AVT-1574 Elektroniczny migacz EP 6/2010 AVT-1559 Energooszczędny, miniaturowy migacz LED-owy EP 1/2010 AVT-1567 Rowerowy migacz z białymi LED EP 4/2010 AVT-1495 Zakręcony migacz EP 10/2008 * Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w następujących wersjach: AVT xxxx UK to zaprogramowany układ. Tylko i wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A i wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w załączniku pdf AVT xxxx C to nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w PCB. Należy mieć na uwadze, że o ile nie zaznaczono wyraźnie w opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w link umieszczony w opisie kitu)

Rysunek 1. Schemat ideowy sterownika LED ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

045-048_mini.indd 47

Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C) http://sklep.avt.pl

47

2012-09-28 13:37:35

MINIPROJEKTY

Rysunek 2. Schemat montażowy sterownika LED przez rezystory ograniczające prąd jest dołączone do dwóch pinów złącza wyjściowego. Do złącza CON1 należy doprowadzić napięcie zasilające 3...15  V DC. W  zależ-

ności od napięcia zasilającego należy dobrać wartości rezystorów R1…R5, R10… R13 – od 100  V przy 3 V do 560 V przy 15 V. Pobór prądu samego układu, bez dołączonych diod LED, wynosi poniżej 1 mA w  całym zakresie napięcia zasilania, co nawet przy zasilaniu bateryjnym zapewnia wiele godzin pracy. Złącze CON2 pozwala na opcjonalnie zamontowanie na płytce włącznika – np. miniaturowego włącznika suwakowego, kątowego. Należy wtedy przeciąć ścieżkę na płytce oznaczoną „X” biegnącą w  pobliżu tego złącza. Do złącza CON3, do każdej pary pinów (1-2, 3-4, … itd.,) dołączamy diody LED (anoda – pin

nieparzysty, katoda - pin parzysty). Możemy dołączyć od 1 do 10 diod o dowolnym kolorze świecenia. Należy tylko pamiętać, że dwa ostatnie wyjścia zasilane są przez jeden rezystor R1 i w związku z tym powinien on mieć wartość mniejszą od pozostałych i  powinny być dołączone dwie takie same diody LED. Na rysunku 2 pokazano schemat montażowy sterownika LED. Całość mieści się na jednostronnej płytce o  wymiarach 30 mm×28 mm i działa od razu po zmontowaniu.

KS

Regulowany włącznik opóźniający Nieskomplikowany układ, który doskonale sprawdzi się wszędzie tam gdzie zachodzi konieczność opóźnienia załączenia dowolnego urządzenia. Czas zwłoki można regulować w  zakresie od około 2 do 120 sekund. Może znaleźć zastosowanie na przykład w  samochodzie, w  roli układu opóźniającego załączenie dowolnych odbiorników, np. po uruchomieniu silnika.

AVT 1710

W ofercie AVT* AVT-1710 A AVT-1710 B

Rysunek 1. Schemat ideowy włącznika opóźniającego

Rysunek 2. Schemat montażowy włącznika opóźniającego Schemat układu pokazany został na rysunku 1 natomiast montażowy na rysunku 2. Głównym elementem układu jest scalony, programowany timer typu 4541. W  propono-

48

045-048_mini.indd 48

wanym rozwiązaniu został on skonfigurowany do pracy w roli włącznika z regulowanym czasem zwłoki. Rezystory R1, R2, PR1 oraz kondensator C3 to elementy wewnętrznego oscylatora układu U1, mają one wpływ na długość odmierzanego czasu opóźnienia. Za pomocą potencjometru PR1 można dokonać jego kalibracji. Z wyjścia Q układu U1 poprzez rezystor R3 i dalej tranzystor T1 sterowany jest przekaźnik załączający obciążenie. Dioda D2 zabezpiecza tranzystor przed uszkodzeniem podczas przełączania przekaźnika PK1, a dioda LED sygnalizuje jego zadziałanie. Montaż układu jest typowy i nie powinien przysporzyć problemów. Urządzenie powinno być zasilane

AVT-1710 C

Wykaz elementów: R1: 1 kV R2: 100 kV R3, R4: 4,7 kV PR1: 100 kV (potencjometr miniaturowy) C1: 100 mF/16 V C2, C3: 100 nF U1: 4541 D1, D2: 1N4148 LED: dioda LED T1: BC547 PK1: przekaźnik RM96P12 lub podobny Dodatkowe materiały na CD/FTP: ftp://ep.com.pl, user: 18978, pass: 8mia4185 • wzory płytek PCB • karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów oznaczonych w Wykazie elementów kolorem czerwonym

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w następujących wersjach: AVT xxxx UK to zaprogramowany układ. Tylko i wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A i wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w załączniku pdf AVT xxxx C to nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w PCB. Należy mieć na uwadze, że o ile nie zaznaczono wyraźnie w opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w link umieszczony w opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C) http://sklep.avt.pl

napięciem 12  V z  zasilacza, baterii lub akumulatora. W  egzemplarzu modelowym zastosowano przekaźnik o dopuszczalnym prądzie obciążenia 8 A przy napięciu 230 VAC.

EB ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:37:36

Sterownik pieca c.o.PROJEKT z algorytmem Fuzzy Logic CZYTELNIKA Dział „Projekty Czytelników” zawiera opisy projektów nadesłanych do redakcji EP przez Czytelników. Redakcja nie bierze odpowiedzialności za prawidłowe działanie opisywanych układów, gdyż nie testujemy ich laboratoryjnie, chociaż sprawdzamy poprawność konstrukcji. Prosimy o  nadsyłanie własnych projektów z  modelami (do zwrotu). Do artykułu należy dołączyć podpisane oświadczenie, że artykuł jest własnym opracowaniem autora i  nie był dotychczas nigdzie publikowany. Honorarium za publikację w  tym dziale wynosi 250,– zł (brutto) za 1 stronę w  EP. Przysyłanych tekstów nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie prawo do dokonywania skrótów.

Sterownik pieca c.o. z algorytmem Fuzzy Logic Sterownik jest praktycznym przykładem zastosowania wnioskowania rozmytego w  sterowaniu procesem spalania. Znacznie usprawnia i  poprawia proces spalenia w  piecach co. Projekt jest propozycją sterownika do pieca centralnego ogrzewania mającego na celu uproszczenie obsługi pieca oraz realne obniżenie kosztów ogrzewania. Jest to szczególnie istotne w  okresie ciągłego wzrostu kosztów opału. Elementem, który wyróżnia ten sterownik, jest zastosowany algorytm wnioskowania rozmytego – Fuzzy Logic. Algorytm jest predysponowany do procesów nieostrych, nieliniowych, czyli takich, które w trudno opisać zależnościami matematycznymi. Schematem działania logiki rozmytej jest tabela reguł utworzona z punktu widzenia eksperta, osoby znającej dobrze proces. W  tym projekcie tabela opisuje działanie obiektu, czyli pieca centralnego ogrzewania na paliwo stałe. Zastosowanie wyświetlacza graficznego oraz enkodera znacznie poprawiło funkcjonalność sterownika oraz uprościło jego obsługę.

Zasada działania Projekt ten jest kolejnym etapem rozwoju sterownika prezentowanego w  EP 01/11. Elementem spójnym z  poprzednimi wersjami jest budowa dwumodułowa, mająca na celu ułatwienie jego użytkowania. Moduł wykonawczy (ZAS) jest montowany przy piecu, natomiast moduł wyświetlacza (LCD) – w pomieszczeniu mieszkalnym. Dzięki takiemu rozwiązaniu mamy pełną informację o procesie spalania. Oba moduły komunikują się dwukierunkowo za pomocą interfejsu R485, którego warstwę fizyczną wykonano z użyciem układów MAX485. Na rysunku  1 pokazano schemat modułu wyświetlacza. W  jego skład wchodzą: mikrokontroler ATmega32, wyświetlacz graficzny o  rozdzielczości 128×64 piksele, układ przygotowania napięcia ujemnego wykorzystywanego w regulacji kontrastu GLCD, układ stabilizatora napięcia +5 V, zegar RTC

k

h

d

203 (DS1307), buzzer oraz enkoder. Moduł LCD jest interfejsem, pomiędzy sterownikiem a  użytkownikiem. To za jego pomocą dokonuje się nastaw parametrów oraz odczytu aktualnych wskazań temperatur. W  tej wersji sterownik mierzy trzy temperatury: dla pieca (CO), dla bojlera (CWU) oraz temperaturę zewnętrzną (Tz). Dwie pierwsze temperatury używane są w algorytmie regulacji, natomiast trzecia spełnia wyłącznie funkcję informacyjną. Pomiar temperatury jest wykonywany przez moduł wykonawczy (ZAS) z  wykorzystaniem cyfrowych czujników DS18B20 oraz interfejsu komunikacyjnego 1-Wire. W trakcie pierwszego uruchomienia sterownika, należy skonfigurować trzy czujniki, co będzie szerzej opisane w dalszej części artykułu. Moduł ZAS, którego schemat pokazano na rysunku  2, podobnie jak LCD, zawiera moduł komunikacji RS485, buzzer stanowiący dźwiękową informację, złącza dla szyny 1Wire (DS) oraz złącze przycisków zewnętrznych (SW1) – do załączania nadmuchu (SW2 nie jest wykorzystywany). Głównym celem modułu jest wysterowanie urządzeń zewnętrznych, czyli pompy CO oraz wentylatora, dostarczającego powietrze do procesu

spalania. Załączenie urządzeń odbywa się poprzez układ triaka z  optotriakiem, stanowiącym separację galwaniczną pomiędzy obwodami napięcia stałego i  zmiennego. Moduł ZAS oraz LCD zasilany jest z  zewnętrznego impulsowego zasilacza (9  V). Zdecydowano się na użycie napięcia o wartości 9 V ze względu na znaczący spadek napięcia na przewodzie, łączącym oba moduły, co uniemożliwia zastosowanie zasilacza 5 V. Dlatego w obu modułach znajdują się stabilizatory napięcia 5  V w  układzie zasilania stałonapięciowego. Bezpiecznik (Fuse) jest dodatkowym zabezpieczeniem dla urządzeń zewnętrznych. Dzięki zastosowaniu enkodera i  wyświetlacza graficznego, obsługa sterownika jest nieskomplikowana i  intuicyjna. Zmian parametrów oraz ustawień dokonujemy poprzez trzy funkcje enkodera: obrót w  prawo, obrót w  lewo oraz funkcję przycisku. Po naciśnięciu pokrętła, sterownik przechodzi do podstawowego menu zmiany parametrów Todn (temperatura zadana dla pieca), załączenia sterownika (ON/ OFF, bliźniaczą funkcję pełni S1 w  module ZAS) i menu ustawień dodatkowych (dobowe obniżenie temperatur, ustawienie czasu).

49

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

049-055_projekt-czytelnika.indd 49

Projekt

k

2012-09-28 13:39:34

PROJEKT CZYTELNIKA W  celu zmiany parametru, należy wybrać pokrętłem zadany parametr (ruch prawo lub lewo) oraz nacisnąć ponownie pokrętło. Wówczas zmienna zaczyna pulsować i zezwala użytkownikowi na zmianę danego

ustawienia poprzez ruch pokrętłem w prawo lub lewo. Akceptacji wyboru dokonujemy poprzez ponowne naciśnięcie enkodera. Poniżej przedstawione zostaną tryby specjalne sterownika:

• Konfiguracja czujników – przy pierwszym uruchomieniu sterownik automatycznie przejdzie do menu sczytania adresów czujników, w celu kolejnej konfiguracji czujników należy skorzystać

Rysunek 1. Schemat ideowy modułu wyświetlacza

50

049-055_projekt-czytelnika.indd 50

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:39:37

Sterownik pieca c.o. z algorytmem Fuzzy Logic Tabela 1. Podstawowe parametry dla algorytmu sterującego 1

Jasnosc

-

Min. wartość 2

6

Todn_CO_min stopień C

45

Max. Wartość Opis wartość domyślna 23 20 Jasność wyświetlacza LCD Temperatura, przy której załącza45 35 na jest pompa CO 60 30 Czas próbkowania w  sekundach Temperatura, przy której załącza 95 80 się alarm przegrzania się pieca Czas, po którym sterownik infor20 6 muje o  wygaśnięciu pieca 55 55 Dolny próg Todn

2

Start pomp

stopień C

30

3

Czas Tp

s

10

4

Tprzegrz

stopień C

80

5

T_gasnie

min.

5

7

Todn_CO_max stopień C

60

80

LP

Zmienna

Jednostka

75

8

Przedmuch

min.

0

20

0

9

Przed_ile

s

8

40

10

z  trybu serwisowego (TS) i  komendy „Akt.Czuj.” • Tryb serwisowy – wejścia do trybu odbywa się poprzez wciśniecie i przytrzymanie enkodera podczas uruchomienia się sterownika. W  menu serwisowym użytkownik może dodatkowo skonfigurować podstawowe parametry dla sterownika zgodnie z tabelą 1. • Automatyczne wygaszenie podświetlania LCD - następuje po 2 minutach bezczynności, ruch pokrętłem spowoduje ponowne załączenie podświetlania wy-

Górny próg Todn Czas, po którym załącza się przedmuch pieca. 0 oznacza brak przedmuchów Czas włączenia przedmuchu pieca

świetlacza, o  jasności konfigurowalnej w TS. • Wykrywanie sytuacji alarmowych: przegrzanie pieca, brak komunikacji RS485, gaśnięcie pieca. Alarm sygnalizowany jest migającą literą „A” w  menu głównych. Edycji alarmów dokonujemy za pomocą przekręcenia gałki enkodera w lewo lub prawo, co jednocześnie oznacza wykasowanie alarmu. • Dobowe obniżenie temperatury – funkcja pozwala na redukcję nastaw T_zadanej pieca, oddzielnie dla okresu od ponie-

działku do piątku oraz oddzielnie dla weekendu, czyli soboty i niedzieli. Dzięki tej funkcji, użytkownik może zredukować temperaturę w  zakresie 1-9 stopni. Załączenie funkcji jest sygnalizowane literą „R” w menu głównym. • Zegar dobowy (RTC) – wskazuje godzinę z  minutami oraz dni tygodnia. Konfiguracja zegara dokonywana jest w pod-menu; jest ona konieczna w celu prawidłowego działania funkcji redukcji dobowej temperatury zadanej dla pieca. Wyposażenie sterownika w  dodatkową baterię dla układu podstawy czasu ogranicza konieczność ponownej konfiguracji zegara po zaniku napięcia. • Automatyczne wyłączenie sterownika – warunkiem jest zgłoszenie wygaśnięcia pieca oraz wyłączenie pompy c.o.; możliwe jest manualne wyłączenie sterownika poprzez wciśnięcie przycisku enkodera przez ok. 2s. Wtedy po sygnale dźwiękowym sterownik przejdzie w  stan wyłączenia, a  ponowne jego wciśnięcie spowoduje załączenie sterownika.

Algorytm sterowania W  sterowniku zaimplementowano algorytm regulacji oparty na wnioskowaniu rozmytym. Wykorzystanie logiki rozmytej pozwoliło

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

049-055_projekt-czytelnika.indd 51

51

2012-09-28 13:39:37

PROJEKT CZYTELNIKA

Rysunek 2. Schemat ideowy modułu sterownika

52

049-055_projekt-czytelnika.indd 52

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:39:41

Sterownik pieca c.o. z algorytmem Fuzzy Logic na znaczne polepszenie parametrów regulacji (ograniczenie przeregulowania, czasu osiągnięcia temperatury zadanej, temperatury spalin) oraz obniżenie zapotrzebowania na opał. Podstawy Fuzzy Logic opisane są w wielu publikacjach (przykładowe propozycje: Piegat A., Modelowanie i  sterowanie rozmyte; Rutkowska D., M. Piliński, L. Rutkowski, D. Rutkowska, M. Piliński, L. Rutkowski , Sieci Neuronowe, Algorytmy Genetyczne i  Systemy Rozmyte; Łeski J., Systemy neuronowo-rozmyte), dlatego poniższej opisana zostanie wyłącznie propozycja metody regulacji dla sterownika pieca, zgodnie z  rysunkiem  3, z  wykorzystaniem wnioskowania rozmytego. Wszystkie wielkości zostały przedstawione na rysunku 4. Użytkownik dla tego układu regulacji jest zobowiązany do ustawienia temperatury zadanej na piecu c.o., natomiast zadaniem sterownika/regulatora jest osiągnięcie oraz utrzymanie tej temperatury na piecu. Poglądowy schemat algorytmu logiki rozmytej został pokazany na poniższym rysunku 5. Wartościami wejściowymi układu jest błąd regulacji E oraz jego pochodna De. Obie wielkości mają charakter ilościowy (np. E=7,5, dE=12, co oznacza, że różnica między Tzadana a  Tpieca wynosi +7,5°C, a przyrost temperatury względem poprzedniej pętli regulacji wynosi +12°C). Algorytm składa się z  trzech głównych bloków: rozmycia wartości wejściowych, wnioskowania i  wyostrzenia wartości wyjściowej. Przykładowe wyliczenie zostało zobrazowane na rysunku 6. Blok rozmycia ma za zadanie przetworzenie informacji ilościowej na jakościową, np. błąd jest mały (A1), średni (A2) lub duży (A3) i wyliczenie funkcjami przynależności danej wielkości do danego zbioru rozmytego, np. mE(A1)=0,5; mE(A2)=0,5; mE(A3)=0,0. Oznacza to, że po rozmyciu, błąd E jest niski z  wagą 0,5 i średni z wagą 0,5. Po wyliczeniu wartości przynależności wielkości wejściowych do danych zbiorów rozmytych, następuje operacja wnioskowania, czyli podejmowania decyzji o funkcji przynależności dla wielkości wyjściowej Y. Przykładowe wyliczenie zostało przedstawione na rysunku 6. Kluczową sprawą dla algorytmu logiki rozmytej jest dobór reguł wnioskowania. Jest to mapa działania sterownika, która powinna być przygotowana z poziomu eksperta, znającego dany proces regulacji, a w szczególności zachowanie się obiektu, w naszym przypadku pieca centralnego ogrzewania – przykład na rysunku 7. Jeżeli już znamy wszystkie wartości mY(A1), mY(A2), mY(A2), to przechodzimy do bloku wyostrzenia, czyli znalezienia ostrej wartości Y, która odpowiadałaby wejściowym wartościom E oraz dE dla danej pętli regulacji, w  tym przypadku Y = 16,02 co może oznaczać, że nadmuch powinien być załączony na czas 16,02 seELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

049-055_projekt-czytelnika.indd 53

kundy. Sposób działania algorytmu może wydawać się dość skomplikowany, jednakże efekty jego pracy są zaskakujące. Przykładowy efekt działania sterownika z tabelą reguł 4x3 został przedstawiony na rysunku 8. W  tym algorytmie wyliczona wielkość wyjściowa nie odnosi się do mocy silnika nadmuchowego, a czasu jego załączenia w odniesieniu do czasu pętli regulacji (np. czas pętli regulacji to 30s, czyli wentylator załączany jest w przedziale 5-30s, w zależności od wyliczeń FL). Dzięki takiemu rozwiązaniu możemy wykorzystać każdy wentylator, przystosowany do pracy z piecami c.o.

Rysunek 3. Schemat blokowy algorytmu regulacji (E =Tzadana–Tpieca, gdzie: E to błąd regulacji, Tzadana – temperatura zadana przez Użytkownika, Tpieca – temperatura zmierzona, dE(t)=E(t)–E(t-1), dE(t)–zmiana błędu regulacji, E(t) – błąd w chwili (t), E(t-1)–błąd w poprzedzającej chwili (t-1))

Rysunek 4. Wykres regulacji z zaznaczonymi wielkościami charakterystycznymi

Rysunek 5. Schemat poglądowy algorytmu logiki rozmytej

Rysunek 6. Przykładowe obliczenia dla algorytmu wnioskowania

Rysunek 7. Mapa działania sterownika

53

2012-09-28 13:39:41

Na CD: karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów oznaczonych w  wykazie elementów kolorem czerwonym

PROJEKT CZYTELNIKA Wykaz elementów Moduł wykonawczy(ZAS) Rezystory: R1Q1, R1Q2: 220 V R1Q6: 4,7 kV R2Q1, R2Q2: 360 V R3Q1, R3Q2: 330 V RA-, RB+: 560 V RAB: 120 V RBUZ: 2,2 kV RDS: 3,3 kV RLED1: 390 V RST: 4,7 kV Kondensatory: C1Q, C2Q: 15 pF (ceramiczny) CWE3, CWY1: 47 mF CWE4, CWY2, CWY3: 100 nF (ceramiczny) Półprzewodniki: O1, Q2: MOC3041 7805: LM7805 IC1: ATmega32 IC2: MAX485 LED1, LED2, LEDP: LED 3 mm T1: triak BT138-V T2: triak BT138-V T6: PNP - BC327 Inne: 230V: złącze ARK500/3-H BUZ: buzzer CCWU: złącze AK500/2-H CO: złącze AK500/2-H DS: złącze ETB08-03, R=3.5 mm F1: bezpiecznik polimerowy 0,9 A FUSE: bezpiecznik 3,15 A J_ZAS: złącze do zasilacza impulsowego PROG: ML6L Q1: kwarc 12 MHz RS: złącze ETB08-02, R=3.5 mm S2, S3: mikroprzycisk (opcja) SIL: złącze AK500/2-H SW1-2: złącze ETB08-03, R=3.5 mm Zasilacz impulsowy 9 V Moduł LCD Rezystory: RA: 4,7 kV RA-: 560 V RAB: 120 V RB: 4,7 kV RB+: 560 V RBUZ, RLCD: 2,2 kV RDS: 4,7 kV RL: 10 kV RLED: 390 V RSCL, RSDA: 3,3 kV RSDA: 3,3 kV RST: 4,7 kV Kondensatory: C1, C2: 12…22 pF (ceramiczny) CVC, CVC1, CVC2: 100 nF (ceramiczny) CVCC: 47 mF CVCC1, CVCC2: 10 mF Półprzewodniki: IC1: ATmega32 IC2: MAX485 IC3: DS1307 IC4: ICL7660 IC5: LM7805 LED: LED 3 mm TBUZ: BC327 TLCD: BC337 Inne: BUZ: buzzer DIS1: graficzny LCD 128×64 DS: złącze ETB08-03, R=3.5 mm G1: bateria CR2032 PROG: ML6 Q1: kwarc 12 MHz Q2: kwarc 32,728 kHz RS: złącze ETB08-02, R=3.5 mm S1: przycisk SW1: enkoder ALPS STEC11B03

54

049-055_projekt-czytelnika.indd 54

Montaż i uruchomienie Płytki drukowane obu modułów pokazano na rysunku  9 oraz rysunku  10. Budowę sterownika rozpoczynamy od wlutowania komponentów, składających się na obydwa moduły. W  opisywanej wersji sterownika nie należy montować elementów: Q3, LED3, R1Q3, R2Q3, R3Q3, T3, SOL, Q4, LED4, R1Q4, R2Q4, R3Q4, T4, CCWU, OPTO, RO2, RO2, R1Q6, RB+, RA- dla modułu ZAS. Elementy te

są przewidziane dla bardziej zaawansowanej wersji i  w  przyszłości posłużą do sterowania dodatkowo pompą CWU, solara oraz regulacją prędkości obrotowej nadmuchu. Po skompletowaniu modułów należy je zaprogramować. Posłuży nam do tego złącze PROG. Ostatnim etapem jest połączenie obu modułów przewodem 4-żyłowym(Vcc, GND, A, B) o przekroju 0,5 mm oraz wczytanie adresów czujników DS18B20, dzięki którym sterownik

Rysunek 8. Efekt działania sterownika z tabelą reguł 4×3

Rysunek 9. Schemat montażowy płytki wyświetlacza

Rysunek 10. Schemat montażowy płytki sterownika ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:39:42

Sterownik pieca c.o. z algorytmem Fuzzy Logic

Rysunek 11. Schemat przykładowego podłączenia sterownika będzie odczytywał potrzebne do procesu regulacji wartości temperatur pieca, bojlera oraz temperaturę zewnętrzną. Schemat przykładowego podłączenia sterownika pokazano na rysunku 11. Konfigurowania czujników dokonujemy poprzez TS („Akt.Czuj.”). Czujniki powinny być podłączone do modułu ZAS. Sterownik automatycznie odczyta adresy czujników. Za pomocą pokrętła enkodera dokonujemy wyboru danego czujnika DS18B20 (DS1 -> DS2 -> DS3) oraz przypisania do zmiennej programowej (CO -> CWU -> Tz). Zmiany czujnika (DS1 -> DS2 -> DS3) dokonujemy poprzez wciśnięcie enkodera. Po skonfigurowaniu, za pomocą strzałki wychodzimy z menu nastaw czujników i w tym momencie adresy czujników zostaną zapisywane w pamięci EEPROM. Od tego momentu możemy w pełni korzystać z funkcji sterownika. Należy pamiętać, że do modułu ZAS jest doprowadzone napięcie zmienne 230 V AC, dlatego wszelkich czynności montażowych należy dokonać przy odłączonym napięciu oraz zachować szczególną ostrożność podczas jego użytkowania. Aktualizacje oprogramowanie będą zamieszczane pod adresem www. nawco.strefa.pl. W razie pytań odnośnie do opisanej czy też planowanej wersji rozszerzonej, można pisać do autora na podany dalej adres e-mail.

Krzysztof Nawacki [email protected] (zdjęcia Michał Komaszyło)

REKLAMA

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

049-055_projekt-czytelnika.indd 55

55

2012-09-28 13:39:44

T E M AT N U M E R U SENSORY I PRZETWORNIKI MEMS

WYBÓR KONSTRUKTORA

Sensory i przetworniki MEMS – przegląd rozwiązań rynkowych (1) Podzespoły produkowane w  technologii MEMS prezentujemy na łamach EP od kilku lat, uważnie monitorując zmiany zachodzące na rynku. W  ostatnich kilkunastu miesiącach nastąpił „wysyp” nowych rodzajów sensorów i  przetworników MEMS, dostępnych obecnie „z  półki”, których możliwości funkcjonalne - jeszcze do niedawna – należałoby zakwalifikować do kategorii science-fiction.

Niewielu użytkowników tabletów, smartfonów lub innego sprzętu przenośnego zdaje sobie sprawę z tego, jak duża część komfortu korzystania z  tego sprzętu wynika z  zastosowania w  nim podzespołów MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems), których zasadę działania lepiej wyjaśniają prawa mechaniki niż bliskie sercom większości Czytelników EP prawa Kirchoffa czy też prawo Ohma. Zaawansowanie współczesnych technologii obróbki materiałów półprzewodnikowych pozwala na wykonywanie w  skali nanoi  mikrometrowej elementów o  dowolnych kształtach, dzięki czemu przenieść w  świat „mikro” m.in. silniki parowe (na fotografii 1 pokazano widok 3-cylindrowego silnika parowego), czy też różnego rodzaju przekładnie (przykład konwertera ruchu obrotowego na liniowy pokazano na fotografii 2). Na maso-

Fotografia 1. Silnik parowy wykonany w technologii MEMS przez laboratoria Sandia Labs

56

056-059_mems.indd 56

wą skalę technologia MEMS jest stosowana do produkcji czujników przyśpieszenia (jedno- i wieloosiowych akcelerometrów), które są powszechnie stosowane między innymi w sterownikach poduszek gazowych i napinaczach pasów bezpieczeństwa używanych w samochodach, a także w aparatach fotograficznych i  kamerach, gdzie odpowiadają za stabilizację obrazu. Akcelerometry są stosowane także w dyskach twardych, w których służą do wykrywania upadku lub silnych

Fotografia 2. Jedna z wielu możliwych konfiguracji przekładni wykonanej w technologii MEMS

wstrząsów, co umożliwia ochronę przechowywanych na dysku danych. Niektórzy producenci oferują czujniki położenia bazujące na czujnikach przyspieszenia MEMS, wykorzystywane m.in. w  telefonach komórkowych, przenośnych odtwarzaczach audio i wideo oraz innych urządzeniach z wyświetlaczami, w których orientacja wyświetlanego obrazu jest zależna od położenia urządzenia względem powierzchni Ziemi. Urządzenia przenośne (w  tym odbiorniki GPS) są także popularnym obszarem aplikacyjnym dla MEMS-owych czujników pola magnetycznego i żyroskopów, które we współpracy z akcelerometrami wspomagają działanie wielu aplikacji, zarówno profesjonalnych jak i gier. Coraz częściej – zwłaszcza w przenośnym sprzęcie audio – są użyDobre źródło informacji Ze względu na różnorodność możliwości oferowanych przez sensory MEMS i  ich wyposażenie, bardzo trudne jest znalezienie sensora dokładnie odpowiadającego wymaganiom aplikacji. Pomocny w  dobrze może okazać się portal www.findMEMS.com który – niestety – nie jest od pewnego czasu już rozwijany, ale opracowany przez jego autora katalog jest niezłym źródłem przeglądowych informacji, nie uwzględniającym jedynie najnowszych opracowań.

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:40:37

Sensory i przetworniki MEMS - przegląd rozwiązań rynkowych

Fotografia 3. Coraz łatwiej na rynku o mikrofony produkowane w technologii MEMS Rysunek 6. Schemat blokowy akcelerometru 3D ADXL337 (Analog Devices) z wyjściami analogowymi

Fotografia 4. Wygląd systemu mikroluster DLP stosowanych w projektorach

Rysunek 5. Schemat aplikacyjny akcelerometra KXUD9 firmy Kionix, który może spełniać także rolę pokładowego, jednowejściowego przetwornika A/C o rozdzielczości konwersji 16 bitów wane także miniaturowe mikrofony MEMS (fotografia  3), produkowane w  wersjach: analogowej (ze zintegrowanym wzmacniaczem audio) lub cyfrowej (z  wbudowanym filtrem antyaliasingowym i przetwornikiem A/C). Dla praktyków Przykładowe projekty ilustrujące aplikacje sensorów MEMS we współpracy z  mikrokontrolerami są dostępne (wraz z  dokładnymi opisami i  kodami źródłowymi do pobrania) w  portalach: www.STM32.eu (na mikrokontrolery STM32) oraz www.KINETIS.pl (na mikrokontrolery Kinetis)

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

056-059_mems.indd 57

Elementy produkowane w  technologii MEMS zdominowały także systemy projekcji obrazów: zarówno w  systemach kina domowego jak i  we współczesnych „prawdziwych” kinach, projekcja obrazów odbywa się za pomocą systemów ruchomych mikroluster DMD (Digital Micromirror Devices) lub DLP (Digital Light Processor) zintegrowanych w jednym układzie scalonym (fotografia 4). Kolejne dwa obszary aplikacyjne podzespołów MEMS są trudne do „dotknięcia” przez elektroników, ale są przez nich (jak i wielu innych użytkowników) odczuwalne: – głowice drukarek atramentowych, w których pompy zapewniające odpowiednie ciśnienie atramentu oraz zawory sterujące natryskiem atramentu są coraz częściej wykonywane w technologii MEMS, – analizatory biologiczne i  chemiczne, a także urządzenia diagnostyki medycznej i  lecznictwa. Miniaturowe systemy MEMS są stosowane m.in. w  autonomicznych dozownikach leków, pozwalających dobierać ich dawki w  sposób optymalny, uwzględniający kondycję organizmu. Powszechnie są stosowane w przenośnych analizatorach krwi stosowanych przez chorych na cukrzycę, pozwalając im na bieżąco określać niezbędna dawkę insuliny, prowadzone są także zaawansowane eksperymenty z  MEMS-owymi, bezprzewodowymi endoskopami, zdolnymi do pobierania próbek i wycinków bez konieczności wprowadzania do organizmu człowieka - zazwyczaj podczas zazwyczaj mało komfortowych zabiegów - specjalnych narzędzi. W  dalszej części artykułu skupimy się wyłącznie na podzespołach produkowanych w  technologii MEMS, prezentując ich możliwości oraz najważniejsze cechy i  parametry, przyjmując za podstawowe kryterium dostępność prezentowanych podzespołów na rynku. W tym wydaniu EP zajmujemy się dwoma grupami sensorów: akcelerometrami i magnetometrami, kolejne – w tym sensory zintegrowane o dużej liczbie stopni swobody DoF – przedstawimy za miesiąc.

Akcelerometry Jedną z najliczniejszych grup podzespołów dostępnych na rynku są akcelerometry. Produkuje je wiele firm (najpopularniejsi w naszym kraju producenci, w  kolejności alfabetycznej: Analog Devices, Bosch Sensortec, Freescale, STMicroelectronics), w liczbie wariantów pozwalającej precyzyjnie dobrać sensor do wymogów aplikacji. Dostępne są akcelerometry 1-/2- oraz 3-osiowe, wyposażone w  zintegrowane układy kondycjonujące i  kompensujące wpływ warunków zewnętrznych (zmiany temperatur, zmiany wartości napięć zasilających, niedokładności montażu) na uzyskane wyniki. Większość producentów ma w swoich ofertach akcelerometry MEMS zintegrowane z  przetwornikami A/C (rozdzielczość do 24 bitów, zazwyczaj 10…13 bitów), z których dane można uzyskać w  postaci cyfrowej poprzez interfejs SPI lub I2C. Niektóre typy sensorów wyposażono w obydwa rodzaje interfejsów, z których w danej chwili aktywny może być jeden, wybrany (za pomocą odpowiedniego stanu logicznego podanego na specjalne wejście) przez użytkownika. Dostępne są także akcelerometry z wyjściem PWM (ADXL212, ADXL213 z oferty Analog Devices), a także rzadko spotykany w  aplikacjach „cywilnych” interfejs DSI (np. seria MMA26xx firmy Freescale), przeznaczony do wyrafinowanych aplikacji samochodowych. Akcelerometry z  wyjściami analogowymi są zazwyczaj wyposażane w  filtry dolnoprzepustowe Bessela o konfigurowanych (cyfrowo

Rysunek 7. Schemat aplikacyjny czujnika LIS331DLH firmy STMicroelectronics (z interfejsem SPI)

57

2012-09-28 13:40:39

T E M AT N U M E R U SENSORY I PRZETWORNIKI MEMS

WYBÓR KONSTRUKTORA

Rysunek 8. Schemat aplikacyjny sensora funkcjonalnego MEMS – FC30 lub za pomocą zewnętrznych elementów RC) są wyposażane także w  systemy zarządzania charakterystykach i  rzędzie dobieranym do energią, pozwalające ograniczyć pobór mocy specyfiki aplikacji. Niektóre typy akceleromew aplikacji, w niektórych modelach dostępne trów (np. LIS331DLH z  oferty STMicroelecsą także programowane detektory swobodnego tronics) wyposażono w  konfigurowalne filtry upadku (free fall), komparatory progowe sygnagórnoprzepustowe, których zadaniem jest odlizujące przekroczenie zadanej wartości przycięcie składowej stałej pomiaru, co pozwala spieszenia przerwaniem, wykrywacze pukuniknąć wpływu offsetu mechanicznego na nięć, a także programowane timery okresowo wyniki pomiarów (oczywiście poza zmniejszeinicjujące monitorowanie drgań/przechyłów. niem zakresu pomiarowego w kierunku przePomimo koncepcyjnego i  technologiczchylenia czujnika). nego skomplikowania wewnętrznej budowy Typowe pasmo czułości (-3  dB) akceleroakcelerometrów, ich typowe aplikacje są nad wyraz proste, czego przykłady pokazano na metrów nie przekracza 400  Hz, ale dostępne rysunkach 5, 6 i 7. Wszystkie sensory, których są sensory pracujące prawidłowo nawet do aplikacje pokazano na schematach wymagają 22  kHz (ADXL001 z  oferty Analog Devices). do prawidłowej pracy zastosowania zewnętrzZakresy pomiarowe czujników przyspieszenia nego mikrokontrolera, komunikującego się ±250  g (MMA2300KEG z  oferty Freescale), z  sensorem poprzez interfejs komunikacyjny a nawet ±312,5 g (m.in. MMA1631NKW także z  mniej lub bardziej skomplikowanym protoz oferty Freescale, wyposażony w interfejs DSI kołem. Jeśli w  aplikacji wystarczy określenie stosowany w aplikacjach samochodowych). Maksymalne czułości osiągane przez akcelerometry będące aktualnie w  produkcji dochodzą do 1200 mV/g, przy czym wiele typów spośród produkowanych czujników wyposażono w  możliwość przełączania zakresów pomiarowych, co ułatwia ich dynamiczne dostosowywanie do zmieniającej się charakterystyki otoczenia. „Proste” ak- Rysunek 9. Schemat blokowy akcelerometra ADIS16240 ze celerometry dość często zintegrowanym rejestratorem wyników pomiarów Programowy filtr Kalmana dla klientów STMicroelectronics Inżynierowie firmy STMicroelectronics wraz z  poszerzeniem oferty czujników MEMS opracowali biblioteki programowe realizujące funkcję filtru Kalmana, ułatwiające stosowanie sensorów w  praktycznych aplikacjach. Dzięki temu oferowane przez ST żyroskopy i  czujniki przyspieszenia można dość łatwo wykorzystać w  aplikacjach sterujących realnymi, złożonymi obiektami dynamicznymi (jak na przykład quadrocoptery), co bez zastosowania tak zaawansowanej filtracji praktycznie nie gwarantowało sukcesu. Bezpłatnie dostępne są (niezbędna wcześniejsza rejestracja pod adresem http://www.st.com/internet/ evalboard/product/252510.jsp): biblioteka iNEMO Engine Lite umożliwia obsłużenie wieloosiowych czujników przyspieszenia oraz czujników geomagnetycznych, minimalizując wpływy zakłóceń odczytów wynikających z  jakości otoczenia na uzyskane wyniki. Wersja Lite bibliotek jest udostępniana przez producenta w  wersji źródłowej dla mikrokontrolerów STM32. Jest ona użyta m.in. w  zestawie ewaluacyjnym iNEMO (STEVAL-MKI062V2). W  wyniku obliczeń wykonywanych przez bibliotekę iNEMO Engine Lite programista uzyskuje „czyste” (po programowej filtracji Kalmana) informacje o  wartości kwaternionów (obiekty matematyczne, które służą do reprezentowania rotacji i  orientacji w  przestrzeni 3D), wykrywane są rotacje i  obliczane ich prędkości, obliczane jest także przyspieszenie liniowe z  jakim porusza się czujnik. W  wersji Lite biblioteka obsługuje czujniki z  częstotliwością do 100  Hz, a  jej implementacja w  mikrokontrolerze STM32 wymaga 7  kB pamięci Flash i  5  kB pamięci SRAM.

58

056-059_mems.indd 58

położenia czujnika względem powierzchni Ziemi, bez dokładnego pomiaru kąta nachylenia, można zrezygnować ze stosowania mikrokontrolera i zamiast klasycznych akcelerometrów zastosować tzw. czujnik funkcjonalny, jak np.: FC30 firmy STMicroelectronics. Schemat aplikacyjny tego układu pokazano na rysunku  8, został on użyty w  jednym z  miniprojektów prezentowanych na łamach EP. FC30 to układ o  trzech cyfrowych wyjściach, na których występują stany logiczne określające swoją kombinacją aktualne położenie sensora –sygnalizowana jest 1 z 8 możliwych, intuicyjnych pozycji (typu: portrait/landscape itp.). Nieco mniej znane – i  zapewne przez to – mniej popularne na rynku są akcelerometry z dodatkowymi funkcjami, w których produkcji wyspecjalizowała się firma Analog Devices. Przykładem takiego ponadstandardowego rozwiązania jest 3-osiowy akcelerometr MEMS zintegrowany z  konfigurowalnym rejestratorem zdarzeń ADIS16240 (rysunek  9), który wyposażono w  pamięć o  organizacji 3×8  kb, w  której rejestrowane są zdefiniowane przez użytkownika zdarzenia (z nagłówkiem zawierającym informacje o godzinie, dacie, temperaturze i napięciu zasilania). Wymuszenie zapisu rekordu może odbywać się automatycznie (po przekroczeniu zadanego progu w którymś kanale akcelerometru), może być także wyzwalane z zewnątrz za pomocą dwóch dedykowanych do tego celu wejść. Jeszcze bardziej interesującym rozwiązaniem bazującym na akcelerometrach MEMS jest scalony sensor wibracji ADIS16228, którego schemat blokowy pokazano na rysunku  10. Jego atutem jest wbudowany sprzętowy system obliczania FFT w trzech kanałach czułości akcelerometru, na bazie 512 próbek w każdym kanale. Użytkownik może definiować okno próbkowania (do wyboru: prostokątne, Hanninga, flat top), wynik FFT może być sprzętowo uśredniany (do 255 wyników), a na bazie obliczeń mogą być generowane alarmy sygnalizujące wystąpienie zadanych przez użytkownika drgań lub wibracji. W  sensorze ADIS16228 zintegrowano ponadto pamięć Flash, która służy m.in. do przechowywania nastaw konfiguracyjnych oraz rejestrowania wybranych przez użytkownika wyników.

Magnetometry Stosunkowo nową na rynku grupą sensorów MEMS są magnetometry, określane dość często mianem czujników kompasowych, co wynika z  najbardziej efektownych i  najczęściej spotykanych na co dzień obszarów ich stosowania. Pośród sensorów tego typu produkowanych obecnie, najważniejszy jest podział na dwie grupy: – magnetometry pomiarowe, przeznaczone do pomiaru natężeń pola magnetycznego w  otoczeniu. Są to zazwyczaj sensory 3-osiowe, podające niezależne wyniki pomiarów dla każdej z  trzech ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:40:41

Sensory i przetworniki MEMS - przegląd rozwiązań rynkowych

Rysunek 10. Schemat blokowy akcelerometra ADIS16228 ze zintegrowanym analizatorem FFT i rejestratorem wyników pomiarów osi czułości (rysunek  11). Aplikowanie sensorów tego typu daje użytkownikowi z  jednej strony duże możliwości, z  drugiej wymaga umiejętnego operowania uzyskanymi danymi, bowiem realizacja funkcji kompasu wiąże się z koniecznością wykonania obliczeń, które są zależne od aktualnego położenia na globie magnetometru (odpowiednie dane udostępnia m.in. portal http://geomag.usgs. gov/ - rysunek 12). Sensory tego typu produkuje kilka firm, których wyroby są dostępne na naszym rynku, przykładowo (najbardziej popularne): Freescale MAG3110 o  zakresie pomiarowym ±1000  mT w  każdym kanale i częstotliwości próbkowania do 80 Hz. Wyposażono go w interfejs I2C, schemat aplikacyjny sensora pokazano na rysunku 13. Honeywell HMC5883 o  częstotliwości próbkowania do 160  Hz, który wykonano w mieszanej technologii: MEMS zin-

tegrowany z  polami sensorów magnetorezystywnych. Komunikuje się on z otoczeniem poprzez interfejs I2C, do pracy wymaga niewiele elementów, co widać na rysunku 14. – sensory kompasowe, wyposażone w wewnętrzne bloki obliczeniowe, które zdejmują z  użytkownika konieczność wyko-

nywania obliczeń ustalających odchylenie osi czułości kompasu od geograficznej północy. Przykładem popularnego sensora tego typu jest HMC6352 firmy Honeywell, w którym rolę sensorów pola magnetycznego spełniają pola magnetorezystywne, ulokowane na kratownicach piezoelektrycznych MEMS, które są wykorzystywane do kalibrowania offsetu mechanicznego pól czujnikowych. Dzięki wbudowanym blokom obliczeniowym, sensor HMC6352 może pracować w  trybie heading, w  którym współpracujący mikrokontroler odczytuje z  rejestrów sensora 16-bitową liczbę podającą azymut z  dokładnością do dziesiątych części stopnia. Pomimo zaawansowanych możliwości schemat aplikacyjny układu HMC6352 jest bardzo prosty – rysunek 15.

Piotr Zbysiński, EP

Rysunek 13. Schemat aplikacyjny magnetometra MAG3110 (Freescale)

Rysunek 14. Schemat aplikacyjny magnetometra HMC5883 (Honeywell) Rysunek 11. Przykładowe osie orientacji magnetometrów 3D

Rysunek 12. Wyniki pomiaru rozkładu pola magnetycznego na powierzchni Ziemi udostępnia portal geomag.usgs.gov ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

056-059_mems.indd 59

Rysunek 15. Schemat aplikacyjny cyfrowego kompasu HMC6352

59

2012-09-28 13:40:41

T E M AT N U M E R U SENSORY I PRZETWORNIKI MEMS

PREZENTACJE

Fotografia 1. LSM303DLH firmy STMicroelectronics zawiera 3-osiowy akcelerometr oraz 3-osiowy magnetometr w zestawie zintegrowanym z logiką sterującą i interfejsem I2C. To idealne rozwiązanie dla telefonów komórkowych

MEMS – przełomowa technologia Technologia MEMS umożliwia wytwarzanie czujników napędzających rozwój systemów wbudowanych. Gdy około 15 lat temu zaczęła rozwijać się technologia tworzenia miniaturowych urządzeń elektromechanicznych, znana jako MEMS, perspektywa pojawienia się nowych możliwości była oczywista, jednak nie od razu było wiadomo, jak to nastąpi. W  miarę rozwoju technologii starano się stosować ją w  ten sam sposób, w  jaki używano systemów elektromechanicznych o  większych rozmiarach – do tego stopnia, że tworzono kopie prostych maszyn wykorzystujących przekładnie i  dźwignie w  rozmiarach mierzonych w  tysięcznych częściach milimetra. Konstrukcje te tworzono przy wykorzystaniu metod stosowanych w  przemyśle półprzewodników. Miały one przyczynić się do udoskonalenia procesu, jednak ich możliwości komercyjne były ograniczone.

rzystywać w  domowej aparaturze diagnostycznej stworzonej dzięki technologii MEMS. Taka aparatura pozwoli pacjentom na monitorowanie i kontrolę własnego stanu zdrowia w zaciszu domowym. To wprawdzie plan na przyszłość, ale nie oznacza to, że technologia MEMS nie odnalazła się już na rynku masowym. Zastosowanie czujników opartych na MEMS w  systemach wbudowanych gwałtownie wzrasta dzięki telefonii komórkowej. Ta eksplozja wzrostu zastosowań spowodowała zwiększenie inwestycji w  rozwój czujników opartych na MEMS w celu poszerzenia zakresu użytkowania.

Xhead: Elementy ruchome Niezawodne i wielokrotne tworzenie trójwymiarowych konstrukcji w  tak niewielkiej skali wkrótce jednak okazało się możliwe w  dziedzinie biomedycyny. Znalazły one zastosowanie tam, gdzie ich elektromechaniczne odpowiedniki w skali makro nie mogły być użyte, na przykład, w  zakresie przetwarzania płynów na poziomie

60

060-061_rs-components.indd 60

komórkowym. Technologię zaczęto później wykorzystywać głównie w ramach badań i diagnostyki medycznej. Oczekuje się, że te stosunkowo niszowe zastosowania, już teraz niezwykle cenne dla współczesnych ekspertów i  specjalistów, ostatecznie rozwiną się na tyle, że można je będzie wyko-

Czujniki zawsze stanowiły istotny element złożonych systemów, szczególnie w aplikacjach, w  których kluczowe jest bezpieczeństwo. Przykładowo, czujników magnetycznych powszechnie używa się, aby rozpoznać, czy w  urządzeniu mechanicznym osłony zabezpieczające są otwarte czy zamknięte. Jednak wraz z rozwojem ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:41:18

MEMS - przełomowa technologia

Fotografia 2. System ewaluacji dla cyfrowych czujników bezwładnościowych ADI iMEMS to kompletny system umożliwiający szybką i łatwe konfigurowanie, ewaluację i analizę wydajności oraz wbudowanych funkcji czujników bezwładnościowych ADI wysokiej klasy technologii zyskują one na znaczeniu w innych dziedzinach i poprzez wprowadzenie MEMS są one coraz bardziej ‘inteligentne’. Możliwość integracji czujników z  częściami elektronicznymi od samego początku stanowiła podstawowy atut technologii MEMS i dziś producenci są w stanie w pełni ten potencjał wykorzystać. Kluczowym elementem zastosowania każdego systemu MEMS jest tworzenie złożonych urządzeń, których części mogą poruszać się swobodnie lub wzdłuż jednej, dwóch, a  nawet trzech osi, w  połączeniu z  możliwością pomiaru tego ruchu, bez względu na jego małą skalę. To właśnie te możliwości świadczą o potencjale czujnika stworzonego w  oparciu o  technologię MEMS, gdyż pozwalają producentom nadać nowy wymiar całej gamie urządzeń. Typowe przykłady stanowią akcelerometry, żyroskopy i  inklinometry, które są pod wpływem ruchu, w związku z czym mają zdolność do jego pomiaru. Inne przykłady obejmują MEMS z membraną wrażliwą na zmiany ciśnienia płynu, które są teraz wystarczająco niewielkie, aby stanowić część wszczepianych urządzeń medycznych. Czujniki ruchu stają się coraz popularniejsze również na rynku masowym; z początku używane w  czujnikach poduszek powietrznych, akcelerometry można obecnie znaleźć w  telefonach komórkowych, kontrolerach gier i  innych innowacyjnych formach urządzeń wejściowych. Być może najbardziej wszechobecnym przykładem w dzisiejszych czasach jest trend w kontrolerach bezprzewodowych, pozwalający graczom na bardziej przekonującą interakcję z ulubioną konsolą, na przykład z produktami Microsoft i Playstation. Kionix jest czołowym dostawcą urządzeń bezwładnościowych MEMS, które można znaleźć obecnie w wielu kontrolerach. RS oferuje szereg trójosiowych akcelerometrów Kionix, wraz z zestawami uruchomieniowymi i ewaluacyjnymi. Podobnie żyroskopy mają zdolność do pomiaru niewielkich zmian orientacji na trzech osiach ruchu, tak jak dzieje się to na przykład w samolotach, w ramach systemu kontroli lotu. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

060-061_rs-components.indd 61

Fotografia 3: Seria VTI SCA61T to paleta jednoosiowych inklinometrów oparta na 3D-MEMS, która oferuje funkcje pomiarowe dla aplikacji poziomujących.

W sprzęcie mobilnym żyroskopy z MEMS moga być używane do wykrywania ruchu oraz przypadkowych lub zamierzonych zmian orientacji, jak orientacja ekranu lub niedozwolony ruch części sprzętu. W połączeniu z czujnikami GPS czujniki MEMS mogą zwiększyć skuteczność sterowników nawigacyjnych, na przykład kompasy oparte na MEMS są obecnie integrowane w telefonach komórkowych, aby zapewnić prawidłową orientację mapy względem kierunku podróży. Natomiast LSM303DLH firmy STMicroelectronics oferuje trójosiowy akcelerometr oraz trójosiowy magnetometr w  zestawie zintegrowanym z logiką sterującą i interfejsem I2C (fotografia 1). Urządzenie można skonfigurować tak, aby uruchamiało się w momencie wykrycia ruchu, na przykład, podczas swobodnego spadku . Kompleksowy zestaw ewaluacyjny LSM303DLH obejmuje mikrokontroler ST7-USB do połączenia z PC, wraz z aplikacją eCompass i oprogramowaniem GUI.

Xhead: Wskazywanie do przodu ST to jeden z  wielu sprzedawców półprzewodników, którzy wprowadzili tę technologię do swojej oferty. Zgodnie z historycznym zastosowaniem czujników MEMS, RS oferuje szereg akcelerometrów wszystkich czołowych producentów. Różnią się one od siebie głównie czułością, a w związku z tym, zakresem zastosowania. Wspólnym mianownikiem jest zoptymalizowany format. Zastosowanie technik wytwarzania półprzewodników od zawsze skutkuje powstawaniem kompaktowych urządzeń MEMS, które dzięki zaawansowanym pracom badawczo-rozwojowym są wysoce niezawodne, a  przy tym niedrogie, ze względu na zastosowanie odpowiedniego procesu produkcyjnego. Być może to właśnie ta cecha przyczyniła się najbardziej do ich obecnego sukcesu komercyjnego. Uwzględniając wyjątkowe możliwości czujników MEMS, firma VTI stworzyła szereg inklinometrów, które dokonują pomiarów w  aplikacjach poziomujących, dzięki czemu znajdują

zastosowanie w stabilizacji obrazu oraz sprzęcie produkcyjnym. Z rozdzielczością 0,0025deg oraz do ±90deg zakresu pomiaru, jednoosiowy inklinometr SCA61T firmy VTI również posiada zestaw ewaluacyjny. Według firmy iSuppi, dokonującej analiz rynkowych, przewiduje się gwałtowny wzrost dostaw czujników MEMS, włącznie z  akcelerometrami, żyroskopami, kompasami cyfrowymi i czujnikami ciśnieniowymi. W 2009 roku dostarczono 439 mln jednostek, a do 2014 roku liczba ta ma wzrosnąć do 2,2 mld. Analitycy przewidują, że akcelerometry będą stanowić 44% wszystkich czujników ruchu w telefonach komórkowych do 2014 roku. Do tego czasu 65% telefonów będzie wyposażona w akcelerometry; podczas gdy jeszcze w 2007 roku stanowiły one element wyposażenia 2%, a w 2009 roku 28% telefonów. Podobnie wzrośnie znacząco zastosowanie kompasów cyfrowych w  celu uzupełnienia funkcji GPS, gdyż czołowe systemy operacyjne dla telefonii komórkowej (włącznie z  Androidem i  Mobile Windows 7 firmy Microsoft) oferują wsparcie dla tych funkcji wychodząc naprzeciw oczekiwaniom rynkowym. Również funkcje żyroskopu będą coraz częściej integrowane w  telefonach, gdyż użytkownicy oczekują interfejsów z  funkcją rozpoznawania gestów. Przykłady czujników, które mogą być zastosowane w  takich aplikacjach, umieszczono na fotografii 2 i fotografii 3.

Podsumowanie Choć początki czujników MEMS na rynku nie wróżyły takiego sukcesu, obecnie ma miejsce nieprawdopodobny wzrost, głównie dzięki wsparciu ze strony rynku systemów wbudowanych. Ponieważ popyt na bardziej wyrafinowane czujniki rośnie, RS będzie prowadzić sprzedaż niezbędnych zasobów, które pomogą inżynierom zaadoptować tę ekscytującą i  przełomową technologię.

Odo Akaji Central Product Manager RS Components

61

2012-09-28 13:41:19

SSPRZĘT PRZĘT

J-Link wylądował Firmy Segger nikomu nie trzeba przedstawiać - to uznany europejski producent oprogramowania i  narzędzi przeznaczonych dla projektantów systemów embedded. Jednym z  jej najbardziej znanych produktów jest interfejs J-Link. Możliwość kupna interfejsu J-Link „z  półki” polskiego dystrybutora to z  pewnością dobra wiadomość dla rodzimych elektroników. W artykule przedstawiamy narzędziowy „złoty środek” dla programistów korzystających z  mikrokontrolerów i  mikroprocesorów z  rdzeniami ARM: rodzinę interfejsów J-Link firmy Segger składająca się z  pięciu urządzeń o  zróżnicowanych możliwościach i odpowiadającym im cenach. Wszystkie prezentowane urządzenia są dostępne w ofercie handlowej sklepu KAMAMI.pl.

Fot. 1. J-Link - interfejs JTAG firmy Segger, obsługuje wiele rodzin mikrokontrolerów i współpracuje z większością popularnych środowisk programistycznych (cena ok. 1000 PLN netto)

62

062-063_btc.indd 62

J-Link J-Link pokazany na fot. 1 to interfejs JTAG/ SWD o uznanej w świecie renomie. Oferowany w cenie ok. 1000 PLN netto, obsługuje olbrzymią liczbę układów z rodzin: ARM7/9/11, Cortex-A5/A8/A9, Cortex-M0/M1/M3/M4, Cortex-R4, RX610, RX621, RX62N, RX62T, RX630, RX631, RX63N. Jednak jego największą zaletą jest to, że bezproblemowo współpracuje z  wszystkimi popularnymi środowiskami programistycznymi, m.in.: - Atmel Studio 6 (układy z rdzeniem Cortex-M0/M1/M3/M4), - Atollic TrueSTUDIO (układy z rdzeniem Cortex-M0/M1/M3/M4, ARM7/9), - IAR EWARM (układy z  rdzeniem Cortex-M0/M1/M3/M4, Cortex-A5/A8, ARM7/9/11), - Keil MDK (układy z rdzeniem Cortex-M0/ M1/M3/M4, Cortex-A5, A8, ARM7/9), - Rowley CrossWorks (układy z rdzeniem Cortex-M0/M1/M3/M4, Cortex-A5/A8, ARM7/9/11), - Mentor Embedded Sourcery CodeBench (układy z  rdzeniem Cortex-M0/M1/M3/ M4, Cortex-A5/A8, ARM7/9). J-Link może również współpracować z  licznymi środowiskami wykorzystującymi technologię GDB (np. środowisko Yagarto),

Dodatkowe informacje... ...i  dystrybucja: www.KAMAMI.pl, tel. 227673620, sprzedaż@kamami.pl.

co umożliwia również wykorzystywanie tego interfejsu przez miłośników systemu Linux. Do połączenia z komputerem jest wykorzystywany interfejs USB, natomiast połączenie z  układem docelowym jest realizowane za pomocą standardowego 20-wyprowadzeniowego złącza. Szybkość programowania wynosi do 800 kB/s, interfejs współpracuje z układami zasilanymi napięciami z zakresu od 1,2 V do 3,3 V. Oprogramowanie sterujące interfejsem jest na bieżąco rozwijane, dzięki czemu pojawiające się nowe mikrokontrolery są dosyć szybko włączane do listy układów obsługiwanych. Co warte podkreślenia, aktualizacje oprogramowania można bezpłatne pobrać ze strony producenta. Standardowo obsługa J-Linka jest wbudowana w  środowiska programistyczne przez producentów tych aplikacji - po zainstalowaniu i dołączeniu J-Linka do komputera zwykle jest on gotowy do pracy. W  środowiskach programistycznych bezproblemowo i  intuicyjnie są wykonywane operacje kasowania i  programowania pamięci, uruchamianie trybu pracy krokowej, ustawianie pułapek programowych itp. Trochę więcej kłopotów jest związanych z  niestandardowymi ustawieniami wybranych układów (np. włączanie zabezpieczeń pamięci czy zapisywanie sygnatur układów), gdyż zależy to od producenta konkretnego środowiska programistycznego IDE i  można spotkać wiele rozwiązań tego typu sytuacji. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:42:05

J-Link wylądował

Fot. 2. J-Link EDU - interfejs JTAG firmy Segger, obsługuje wiele rodzin mikrokontrolerów i współpracuje z większością popularnych środowisk programistycznych (cena ok. 189 PLN netto) Drugim standardowym trybem pracy jest oprogramowanie J-Link Commander pracujące w trybie linii poleceń. Z jednej strony jest ono trudniejsze do wykorzystywania niż aplikacje okienkowe, jednak umożliwia zautomatyzowanie pewnych czynności dzięki możliwości pisania skryptów. Dodatkowo możliwe jest wykorzystywanie interfejsu poprzez, wspomnianą wcześniej technologię GDB.

J-Link EDU J-Link zdobył tak dużą popularność, że na rynku zaczęły pojawiać się kopie tego interfejsu. Produkty te są oferowane w znacznie niższej cenie niż oryginalne wyroby Seggera i  mimo oczywistego łamania prawa znajdują wielu nabywców. Firma Segger chcąc ograniczyć straty wynikające ze wspomnianego procederu i  dostrzegając olbrzymi rynek zbytu zaoferowała interfejs J-Link EDU w cenie 189 PLN netto (fot. 2). Jest to w pełni wartościowy interfejs J-Link, ale przeznaczony do wykorzystywania w celach niezarobkowych, czyli np. do pisania oprogramowania na własne potrzeby. Jedynym „utrudnieniem” podczas pracy z nim jest wyświetlane

Fot. 3. J-Flash to wygodna okienkowa nakładka pozwalającą wykorzystać możliwości J-Linka

raz dziennie okienko z warunkami użytkowania interfejsu. Co więcej J-Link EDU ma, w porównaniu do standardowego J-Linka, zwiększoną funkcjonalność o możliwość ustawiania dowolnej liczby pułapek podczas debuggowania programu zawartego w pamięci Flash (opcja J-Link Unlimited Flash Breakpoints).

J-Link Ultra Interfejs przeznaczony dla bardzo wymagających użytkowników. Za cenę 498 EUR netto jest oferowany interfejs JTAG/SWD o  funkcjonalności zwiększonej w  stosunku do standardowego J-Linka. Wśród nowych właściwości warto zwrócić uwagę na zwiększoną szybkość programowania (do 1500 kB/s), możliwość automatycznego rozpoznawania układu docelowego czy precyzyjny pomiar napięć zasilającego układ docelowy.

J-Link Ultra+ Kolejnym interfejsem w ofercie firmy Segger jest J-Link Ultra+ (cena 598 EUR netto). Fizycznie jest to J-Link Ultra, jednak zwiększono jego funkcjonalność o możliwość usta-

wiania dowolnej liczby pułapek podczas debuggowania programu zawartego w  pamięci Flash (opcja J-Link Unlimited Flash Breakpoints) oraz umożliwiono współpracę z oprogramowaniem zgodnym z  ARM Remote Debug Interface (opcja J-Link ARM RDI). Dodatkowo interfejs ten ma możliwość sterowania za pomocą aplikacji J-Flash (fot. 3), która jest wygodną okienkową nakładką pozwalającą wykorzystać możliwości interfejsu.

J-Link Pro Uzupełnieniem oferty interfejsów JTAG/ SWD firmy Segger jest J-Link Pro (cena 798 EUR netto). Mimo najwyższej ceny, interfejs ten ma nieznacznie mniejsze możliwości niż J-Link Ultra+ (m.in. szybkość programowania do 720 kB/s). Jednak interfejsem tym można sterować z wykorzystaniem sieci komputerowej, co w niektórych zastosowaniach ma niebagatelne znaczenie. J-Link Pro ma wbudowany serwer internetowy, dzięki któremu można np. zdalnie wymieniać firmware czy monitorować pracę systemu w urządzeniu znajdującym się na innym kontynencie.

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

062-063_btc.indd 63

63

2012-09-28 13:42:08

PODZESPOŁY

Sensor AFE

Nowe typy interfejsów do czujników analogowych Konstruktorzy systemów zbudowanych z  użyciem czujników analogowych często mają do czynienia z  koniecznością zamiany sygnału analogowego na cyfrowy. Typowo, większość z  nich buduje ścieżkę sygnału analogowego za pomocą komponentów dyskretnych i  rozwiązań opracowywanych specjalnie na potrzeby danej aplikacji. To tradycyjne podejście może zająć tygodnie a  nawet miesiące. Nowe układy scalone firmy Texas Instruments przeznaczone do interfejsów czujników analogowych pozwalają na znacznie upraszczają sposób ich dołączenia a  dodatkowo mają szereg cech trudnych do implementacji techniką dyskretną. Po wykonaniu projektu toru analogowego dla sygnału z  czujnika konstruktor musi wykonać i przetestować prototyp obwodu, co zwykle wymaga kilku dodatkowych tygodni. Na koniec tego typowego procesu tworzenia nowego urządzenia konstruktor nadal jest zajęty – tworzy algorytmy systemowe zabezpieczając się przed zróżnicowaniem produktów. Współcześnie w celu wykonania toru analogowego jego konstruktor może wybrać łatwe rozwiązanie wykorzystujące układy scalone. Umożliwia ono skrócenie do niezbędnego minimum czasu potrzebnego na opracowanie toru analogowego i pozwala na skupienie się na implementowaniu własności intelektualnej w gotowym produkcie. Nowa rodzina układów scalonych firmy Texas Instruments nazywana Sensor Analog Front End (Sensor AFE) umożliwia łatwe sprostanie wyzwaniom konstrukcyjnym stawianym przez tor sygnału analogowego. Należy jednak zwrócić uwagę, że nowe układy scalone nie rozwiązują wszystkich problemów wynikających ze stosowaniu każdego rodzaju sensorów. Nie jest to ani praktyczne, ani możliwe do wykonania. Pozwalają one na zbudowanie aplikacji z użyciem konkretnego sensora. Jako przykład może posłużyć zdalny termometr z  interfejsem pętli prądowej 4…20  mA, który jest stosowany w  wielu instalacjach przemysłowych. Aplikacja sensora temperatury, bez względu na jego rodzaj, wymaga układu interfejsowego, który będzie zużywał jak najmniej energii. W  tym zastosowaniu parametry techniczne, takie jak pasmo przenoszenia, czas pomiaru i szumy nie są krytyczne. Odpowiednim dla tej aplikacji będzie rozwiązanie zapewniające zmienną prędkość próbkowania 1…20 próbek na sekundę i  szumy na poziomie 7 mVRMS, natomiast kluczowe jest zużycie prądu, które powinno być jak najmniejsze, tak aby w  pętli prądowej, przy użyciu wielu zasilanych z niej urządzeń, sumaryczny prąd nie przekraczał 4 mA. Niejako na przeciwnym

64

064-067_ti.indd 64

biegunie są aplikacje ważące, w których ciężar przemieszczającego się obiektu musi być mierzony bardzo szybko, natomiast pobór prądu nie jest parametrem krytycznym. Wymaga to zastosowania rozwiązania o  prędkości próbkowania sygnału z czujnika rzędu 4 ksps. Jednocześnie szeroki, wejściowy zakres dynamiki aplikacji wagi wymaga zapewnienia szumów na poziomie co najwyżej 15 nVRMS. Układy scalone z rodziny Sensor AFE są podzielone w zależności od rodzaju zastosowania lub sensora. Są one zoptymalizowane dla poszczególnych rodzin czujników, takich jak czujniki temperatury lub tensometry. Dzięki takiemu nie trzeba przeszukiwać obszernej dokumentacji, aby wybrać odpowiedni komponent, a  firma Texas Instruments może zaoferować konstruktorom łatwą w użyciu alternatywę dla typowego, długiego cyklu opracowywania i  wykonywania torów z komponentów dyskretnych. Oprócz umożliwienia dołączenia sensora analogowego, nowe układy interfejsowe mają

szereg bloków funkcjonalnych parametryzowanych za pomocą interfejsu SPI lub I2C. Dzięki tej możliwości łatwo można zmieniać sposób pracy interfejsu w trakcie jego działania, co daje możliwość wykonania specyficznej aplikacji danego czujnika np. o  zmiennym zakresie dynamiki. Jako przykład może posłużyć termopara mierząca temperaturę w  szerokim zakresie. W  praktyce oznacza to, że napięcie wyjściowe termopary ulega bardzo dużym zmianom uzależnionym od temperatury mierzonej. W takiej sytuacji jest korzystnie, aby aplikacja miała możliwość dynamicznej regulacji wzmocnienia sygnału. Umożliwia to pierwszy z układów z rodziny Sensor AFE – LMP90100 (rysunek  1), który jest przeznaczony do precyzyjnych aplikacji czujników z  nadajnikiem pętli prądowej. W  układzie LMP90100 zamontowano precyzyjny wzmacniacz operacyjny o  wzmocnieniu programowanym w  zakresie 1…128. Wybranie większego wzmocnienia pozwala na lepsze wykorzystanie wejściowego zakresu dynamiki zintegrowanego, 24-bitowego przetwornika A/C typu sigma – delta i  skutkuje lepszą całkowitą sprawnością systemu i dokładnością pomiarową. Inną opcją, która jest programowalna w  LMP90100, jest konfiguracja wejściowa. Dla przykładu, różne czujniki temperatury mają różne wymagania odnośnie do sposobu ich włączenia. Dlatego układ LMP90100 ma programowalny multiplekser wejściowy (MUX), który pozwala na utworzenie dowolnej konfiguracji połączeń 8 dostępnych wejść (rysunek  2). Inne nastawy dostępne progra-

Rysunek 1: Układ typu LMP90100 przeznaczony do nadajnika sygnału z sensora ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:43:02

Nowe typy interfejsów do czujników analogowych

Rysunek 2: 3-przewodowa konfiguracja układu LMP90100 dla czujnika RTD mowo zawierają programowalne źródła prądowe, opcjonalne użycie wielu napięć odniesienia i regulowaną prędkość próbkowania. Układy z  rodziny Sensor AFE zawierają moduł diagnostyczny, który testuje poprawność funkcjonowania współpracującego z nimi czujnika. Jest to bardzo cenne w aplikacjach, w których sensor jest oddalony o setki lub tysiące metrów od kontrolera centralnego monitorującego jego stan. W  aplikacjach, takich jak instalacje przetwarzania żywności pewne procesy muszą przebiegać w  specyficznej temperaturze lub poziomie ciśnienia i  są to parametry krytyczne dla tych procesów, gwarantujące odpowiednią jakość produktu końcowego. Dlatego kontroler centralny musi okresowo monitorować stan czujników, aby uzyskać gwarancję, że otrzymywane dane procesowe są dokładne. Dlatego układ LMP90100 jest wyposażony w źródła prądowe, które można włączyć w  celach diagnostycznych. Jeśli dany czujnik jest odłączony lub uszkodzony, a  jego obwód jest rozwarty, to doprowadzenie do niego źródła prądowego spowoduje dołączenie „wiszącego” doprowadzenia węzła wejściowego do napięcia dodatniego, na skutek czego zostanie ustawiona flaga informująca o  otwarciu obwodu. Jeśli sensor jest zwarty, to źródło prądowe wytworzy sygnał o niskiej amplitudzie, który jest porównywany z  poziomem zaprogramowanym przez użytkownika, służącym jako poziom

odniesienia przy testowaniu zwarcia lub sytuacji bliskiej zwarciu. Dzięki tym progom jest możliwe również wykrycie tych czujników, które są wyeksploatowane i  mogą wkrótce ulec uszkodzeniu. Inną techniką diagnostyki sensorów jest zmiana warunków pracy czujnika i monitorowanie odpowiedzi wyjściowej. Na przykład, układ LMP91000 może współpracować z czujnikiem gazów trujących (rysunek  3). Układ ten ma możliwość zmiany napięcia polaryzacji wstępnej czujnika gazu. Wywiera ona wpływ na czułość czujnika. Dzięki modyfikacji czułości, kontroler centralny może wykryć czy zmiana na wyjściu czujnika jest adekwatna do zmiany napięcia polaryzacji wstępnej. Przy wykorzystaniu tego sposobu diagnostyki staje się możliwe wykrycie czujników, które są zużyte i  bliskie uszkodzenia oraz ich wymiana przed spowodowaniem uszkodzenia lub straty materialnej. Opcje, takie jak diagnostyka sensora i  testowanie jego stanu pozwalają konstruktorowi systemu wczesną diagnostykę i  uniknięcie problemów tworzonych przez aplikację, zanim te wystąpią. Inną opcją niezbędną w niektórych aplikacjach są liczne tryby oszczędzania energii oraz kalibracja ciągła wykonywana w tle, dostępne w niektórych z układów z rodziny Sensor AFE. Te pierwsze są najbardziej użyteczne w aplikacjach urządzeń przenośnych oraz nadajników pracujących w  pętlach 4…20  mA. Na przykład, LMP91000 jest przeznaczony do użycia w przenośnych detektorach gazów toksycznych. Ze względu na specyfikę czujnika gazu (długi czas wymagany na „rozgrzanie się”), napięcie zasilania nie jest od niego odłączane pomimo wyłączenia samego przyrządu pomiarowego. Dlatego w  takim przyrządzie jest konieczne zaimplementowanie różnych trybów pracy. Wspomniany LMP91000 ma różne tryby pracy doskonale dopasowane do wymagań takich przyrządów pomiarowych. Są wśród nich tryb normalny, w którym jest monitorowany czujnik gazu a  pobór prądu wynosi 10 mA oraz tryb wyłączenia, w którym czujnik jest nadal wstępnie zasilony, ale nie

Rysunek 3: Współpraca LMP91000 z czujnikiem gazu toksycznego ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

064-067_ti.indd 65

Rysunek 4: Aplikacja czujnika ciśnienia skompensowana temperaturowo są wykonywane żadne pomiary i pobór prądu wynosi zaledwie 6 mA. Tryby te pozwalają na szybkie włączenie się urządzenia w czasie kilku – kilkunastu sekund zamiast godzin. Również nadajniki sensorów z  interfejsem pętli prądowej muszą oszczędzać energię, ponieważ są one zasilane bezpośrednio z  pętli, a  całkowity pobór prądu przez pętlę musi być mniejszy niż 4 mA. Dla ograniczenia poboru prądu należy wybrać optymalną prędkość próbkowania dla sensora. Jeśli jeden z sensorów musi być np. próbkowany z prędkością 1  sps, inny wymaga wielu prędkości próbkowania, a jeszcze inny 200 sps, to układ LMP90100 pozwala każdemu kanałowi ścieżki sygnałowej na pracę z  prędkością próbkowania niezależną od innych. Dodatkowo, niepotrzebne bloki funkcjonalne, takie jak wewnętrzne generatory zegarowe i  źródła prądowe mogą być wyłączone, aby jeszcze bardziej zmniejszyć pobór prądu. Układy z  rodziny Sensor AFE mają szereg zalet bardzo przydatnych w  aplikacjach, w których wiele parametrów musi być kontrolowanych w tym samym czasie. Na przykład, zastosowanie układu LMP90100 w  urządzeniu monitorującym ciśnienie w  szerokim zakresie temperatury ma kilka cech, które decydujących o  przewadze rozwiązania z  jego użyciem. Pierwsza i  najważniejsza z  nich jest taka, że dzięki multiplekserowi wejściowemu LMP90100 może odbierać sygnały z  kilku czujników, podczas gdy rozwiązanie dyskretne zwykle wymaga zbudowania odseparowanych ścieżek sygnałowych dla każdego z  czujników (rysunek  4). Przy pomiarach wykonywanych za pomocą kilku różnych sensorów, konstruktor stanie przed wyzwaniem związanym z  poziomami sygnałów uzyskiwanych na wyjściach każdego z  czujników. Na przykład, czujnik ciśnienia może mieć maksymalne napięcie wyjściowe rzędu 20 mV, natomiast czujnik temperatury rzędu kilku V. Ten problem jest łatwo rozwiązać z użyciem LMP90100, wykorzystując wbudowany wzmacniacz o programowanym wzmocnieniu w  zakresie 1…128 z  krokiem 2× (co 6 dB). Dodatkowe wymagania aplikacji zawierają wstępne zasilanie czujnika i  dostarcze-

65

2012-09-28 13:43:03

PODZESPOŁY

Rysunek 5. Układ scalony LMP91000 ma możliwość pracy z czujnikami wykorzystującymi różne reakcje chemiczne nie napięcia odniesienia dla przetwornika A/C. W  wypadku LMP90100, wbudowane źródła prądowe mogą być używane zarówno do wstępnej polaryzacji czujnika, jak i  jako źródła napięcia odniesienia, a  wbudowany multiplekser umożliwia wybór pomiędzy dwoma różnymi napięciami odniesienia dla 24-bitowego przetwornika A/C. W  wypadku rozwiązania dyskretnego, do zasilania sensora oraz zapewnienia napięcia odniesienia dla A/C jest wymagany zewnętrzny obwód. Multipleksowanie napięcia odniesienia pozwala na wykonanie pomiaru porównawczego, w  którym napięcie odniesienia A/C jest zależne od wstępnej polaryzacji sensora, zapewniając dobrą jakość pomiaru w środowisku zakłóconym. Jest to osiągalne także za pomocą komponentów dyskretnych, ale wymaga dodatkowej przestrzeni na płytce drukowanej i użycia kilki linii GPIO mikrokontrolera sterującego. Na koniec, ponieważ pomiary są wykonywane w szerokim zakresie temperatury, typowe rozwiązanie ścieżki sygnałowej będzie wymagało skalibrowania toru w  całym tym zakresie. W wypadku LMP90100 cały tor, począwszy od wejścia czujnika a  skończywszy na wejściu mikrokontrolera, jest skompensowany i ma jedynie minimalny dryft temperaturowy lub natomiast nie ma dryftu wynikającego ze starzenia się komponentów. Oznacza to, że wzmocnienie, offset oraz zmiany parametrów komponentów elektronicznych w  ścieżce sygnału analogowego nie muszą być monitorowane i  korygowane za pomocą oprogramowania. Inną aplikacją wielosensorową, w  której AFE udowadnia przewagę nad typowym rozwiązaniem jest detektor gazów toksycznych, który wykrywa obecność kilku gazów za pomocą tego samego przyrządu. Niektóre czujniki gazów wykorzystują reakcję utleniania się w obecności danego gazu, natomiast inne wykorzystują zjawisko redukcji. Typowe rozwiązanie dla takiej aplikacji czujnikowej wymagałoby możliwości regulowania napięcia polaryzacji wstępnej wzmacniacza transimpedancyjnego (TIA), który byłby stosowany do mierzenia prądu płynącego przez czujnik. Dla reakcji redukcji, w  której prąd wypływa z  elektrody roboczej sensora (WE), napięcie polaryzacji wstępnej musi mieć potencjał dodatni w  celu zabezpieczenia wyjścia TIA przed „zatrzaśnięciem się” w  okolicach po-

66

064-067_ti.indd 66

tencjału masy, podczas gdy prąd mierzony rośnie. Dla reakcji utleniania prąd wpływa do sensora i jest podawany na elektrodę roboczą WE, więc napięcie polaryzacji musi być ustawione blisko napięcia masy, aby zabezpieczyć wyjście TIA przed nasyceniem się w  pobliżu dodatniego napięcia zasilania. To zabezpieczenie można w  obwodzie zbudowanym z  elementów dyskretnych wykonać na kilka sposobów. Jednym z nich jest zastosowanie bipolarnego źródła zasilania, które pozwala TIA na zwrot w przeciwnym kierunku, z wejściami TIA dołączonymi do potencjału zbliżonego do potencjału masy. Innym rozwiązaniem

jest zastosowanie zewnętrznego przetwornika A/C lub przełącznika analogowego do zmiany napięcia polaryzacji wstępnej z  bliskiego potencjałowi masy do bliskiego potencjałowi dodatniego zasilania sensora gazu. Rozwiązaniem alternatywnym jest LMP91000, który ma programowalne źródło napięcia polaryzacji wejść TIA. Pozwala to na pracę z oboma typami reakcji chemicznej przy pojedynczym napięciu zasilania (rysunek 5). Innym wyzwaniem stawianym przez czujniki gazów toksycznych jest dynamika mierzonego prądu. Niektóre czujniki gazów mają maksymalny prąd wyjściowy 600  mA i czułość 10 nA/ppm, podczas gdy inne mają maksymalny prąd wyjściowy 10 μA i czułość 1 nA/ppm. W celu zapewnienia odpowiedniej rozdzielczości pomiarowej w szerokim zakresie prądu, rozwiązanie dyskretne mogłoby zawierać A/C o  dużej rozdzielczości 16 lub 24 bitów, zamiast typowo stosowanego, taniego przetwornika 12-bitowego. Zapewniłoby ono wymaganą rozdzielczość w  całym zakresie prądu, jednak jego wadą jest wysoki koszt zakupu przetwornika A/C. Inną możliwością

Rysunek 6. Przegląd możliwości układu AFE oraz wybór rodzaju sensora ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:43:04

Nowe typy interfejsów do czujników analogowych

Rysunek 7. Opracowywanie systemu pomiarowego oraz pomiary byłoby zastosowanie przełącznika analogowego w  celu zmiany wzmocnienia TIA za pomocą przełączania rezystorów o  różnych wartościach włączonych w  pętli sprzężenia zwrotnego. To pozwoliłoby na użycie 12-bitowego A/C, którego zakres dynamiki byłby lepiej wykorzystany zapewniając wymaganą jakość pomiaru. W  układzie LMP91000 zastosowano programowalny rezystor sprzężenia zwrotnego o  zakresie zmian rezystancji 2…375  kV z  opcjonalnie dołączanym rezystorem zewnętrznym. Jako ostatnie pozostało wymaganie aplikacji odnośnie do kontroli potencjału pomiędzy elektrodą roboczą WE i  odniesienia RE czujnika gazu. Niektóre sensory, takie jak węglowo – tlenkowe wymagają, aby elektrod RE i  WE miały ten sam potencjał. Inne, jak czujniki gazu na bazie tlenku azotu wymagają napięcia dodatniego pomiędzy elektrodami, a  jeszcze inne napięcia o  polaryzacji przeciwnej. Rozwiązanie dyskretne może wykorzystywać przełącznik analogowy, kilka napięć odniesienia lub/i kilka przetworników. W  układzie LMP91000 zastosowano źródło programowalnego napięcia polaryzacji wstępnej w zakresie –24%...+24% napięcia VREF.

Dla każdego układu z  rodziny Sensor AFE są dostępne narzędzia programowe oraz sprzętowe. Za ich pomocą konstruktor może sprawdzić, w jaki sposób dany układ współpracuje z  sensorem. Narzędzia programowe zawierają również podane w  przystępnej formie informacje nt. układów z  rodziny Sensor AFE. Po uruchomieniu programu, otwiera się indeks kreatora, który pozwala na wyświetlenie krótkiego filmu związanego z danym układem, aplikacją sensora oraz zawiera instruktaż dotyczący oprogramowania (rysunek 6). Po zapoznaniu się z prezentacjami lub ich pominięciu, jest wyświetlana baza czujników, a użytkownik ma możliwość wyboru sensora z bazy w celu wykonania automatycznej konfiguracji układu AFE. Dla przykładu, w przypadku LMP90100 konstruktor może wybrać spośród: czujników temperatury (termopary, RTD, termistory oraz czujniki analogowe), czujników ciśnienia oraz tensometrów. Jeśli dany sensor nie jest dostępny w bazie, użytkownik ma możliwość ręcznego dopisania go do bazy i  użycia w  swoim projekcie. Po odnalezieniu lub wprowadzeniu czujnika, układ AFE jest automatycznie konfigurowany.

Następnie jest pokazywany schemat blokowy, na którym można sprawdzić, w  jaki sposób został skonfigurowany układ AFE. Pasek pomocy przeprowadza użytkownika poprzez bloki programowalne układu AFE, ich opisy są dostępne po najechaniu kursorem nad dany blok. Dodatkowo do opcji automatycznego programowania AFE dla wybranego sensora, oprogramowanie podaje spodziewaną dokładność pomiarów dla danej konfiguracji. Jeśli parametry konfiguracji, takie jak wzmocnienie czy prędkość próbkowania zostaną zmienione, tabela parametrów zostaje zaktualizowana automatycznie. Narzędzie programowe daje konstruktorowi systemu możliwość wirtualnego sprawdzenia, czy wybrany komponent spełnia jego wymagania bez konieczności czytania obszernych danych katalogowych. Jeśli konstruktor systemu chce zapoznać się z  kolejnymi możliwościami AFE, może dokupić zestawy ewaluacyjne zawierające odpowiedni sprzęt i oprogramowanie. W czasie kilku sekund wszystkie konfiguracje mogą być łatwo przetransferowane do płytki ewaluacyjnej za pomocą urządzenie SPIO-4 z interfejsem USB (rysunek  7). Używając płytki ewaluacyjnej konstruktor może również porównywać rzeczywiste wyniki pomiarów z tymi spodziewanymi. Jako że niektóre AFE, takie jak LMP90100 mają kilka wejść, w tym samym czasie może być monitorowanych kilka sensorów. Konstruktor systemu ma możliwość wyboru parametrów np. wyników pomiarów w  wartościach napięcia mierzonego, liczb z przetwornika A/C lub po przeliczeniu w  jednostkach takich jak stopnie Celsiusza czy Farenheita. Dla wszystkich zebranych danych można wykonać obliczenia statystyczne. Dane mogą być wyświetlane w  domenie czasu, na ekranie emulowanego oscyloskopu lub w  formie histogramu. Narzędzia deweloperskie są kolejną wspaniałym sposobem, w który układy scalone z rodziny System AFE dają konstruktorowi systemu możliwość łatwego ukończenia interfejsu sprzętowego. Opisane wcześniej opcje programowalne dają konstruktorowi interfejsu szereg możliwości niedostępnych w  typowych rozwiązaniach. Niezależnie od tego, czy jesteś zaawansowanym konstruktorem obwodów analogowych czy nowicjuszem, układy z rodziny Sensor AFE czynią konstruowanie łatwym i skracają czas do wprowadzenia wyrobu na rynek.

Chuck Sins Strategic Applications Engineer Texas Instruments

Dystrybutorem Texas Instruments jest EBV ELEKTRONIK 02-674 Warszawa, ul. Marynarska 11, tel. +4822 2574705 do 07 50-062 Wrocław, Plac Solny 16, tel. +4871 3422944 www.ebv.com

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

064-067_ti.indd 67

67

2012-09-28 13:43:05

PODZESPOŁY

Nowości w systemie IQRF Systemowi IQRF poświęciliśmy w  EP kilka artykułów, które wzbudziły wśród naszych Czytelników duże zainteresowanie. Do tematu wracamy, bowiem producent wprowadził w  rodzinie transceiverów warte przedstawienia nowości. Przedstawiamy je w  artykule. Firma Microrisc opracowała i  jest producentem urządzeń systemu komunikacji bezprzewodowej krótkiego zasięgu typu mesh (patrz ramka), funkcjonującego

w  paśmie radiowym ISM 868  MHz (lub 915 MHz). System nosi nazwę IQRF, w jego skład wchodzi wiele urządzeń i  modułów o  różnej funkcjonalności, w  tym m.in. ro-

Tab. 1. Zestawienie najważniejszych cech i  parametrów modułów transceiverów radiowych IQRF Cecha/parametr

TR-52B

Sposób montażu

SIM

Liczba wyprowadzeń Liczba dostępnych I/O Tor RF Typ mikrokontrolera

8 6 MRF49XA 16F886 8 k x 14 b 368 B 256 B 2 kB 1,2 - 86,2 3,5 700 m 2 μA 13 mA 400 μA 35 μA 14-24 mA + standard + 3,1 – 5,3 2 2 25,0 x 14,9 31,8 x 14,9 2.11/3.00

Flash Wewnętrzne pamięci mikroRAM kontrolera EEPROM Zewnętrzna pamięć EEPROM Prędkość transmisji danych [kb/s] Moc nadajnika RF [mW] Zasięg transmisji Sleep STD Pobór prądu przez moduł Rx LP XLP Tx Czujnik temperatury Stabilizator LDO Napięcie zasilania [V] LED Linie wejściowe przetwornika A/C standard Wymiary [mm] TR-xxxA 5 Wersja systemu operacyjnego

Rys. 1. Schemat blokowy modułu TR-52D

68

068-069_MicroRISC.indd 68

TR-53B SIM/SMT/ pionowo 9 7 MRF49XA 16F886 8 k x 14 b 368 B 256 B 2 kB 1,2 - 86,2 3,5 700 m 2 μA 13 mA 400 μA 35 μA 14-24 mA + 3,1 – 5,3 2 3 28,4 x 14,9 33,6 x 14,9 2.11/3.00

TR-52D

TR-54D

SIM

SMT

8 6 MRF49XA 16LF1938 16 k x 14 b 1024 B 256 B 2 kB 1,2 - 115 3,5 850 m 1.8 μA 13 mA 400 μA 35 μA 14-24 mA + precyzyjny + 3,1 – 5,3 2 3 25,0 x 14,9 33,6 x 14,9 3.02D

18 12 MRF49XA 16LF1938 16 k x 14 b 1024 B 256 B 2 kB 1,2 - 115 3,5 850 m 380 nA 13 mA 400 μA 35 μA 14-24 mA 2,2 – 3,4 4 20,2 x 14,9 26,4 x 14,9 3.02D

Dodatkowe informacje... ...i  materiały są dostępne pod adresem www.iqrf.org

utery, urządzenia końcowe (jak na przykład piloty zdalnego sterowania, panel użytkownika itp.), urządzenia pozwalające łączyć system IQRF z  innymi systemami sieciowymi, a także moduły transceiverów OEM, które użytkownik „wyposażyć” we własną aplikację, wykorzystując jednocześnie możliwości protokołu komunikacyjnego IQMesh opracowanego przez firmę Microrisc. Mikrokontrolery stosowane w  transceiverach pracują „pod opieką” systemu operacyjnego opracowanego przez firmę Microrisc, w którym zintegrowano protokół IQMesh, pozostawiając duże zasoby sprzętowe modułu dla aplikacji użytkownika, m.in.: linie GPIO mikrokontrolera, interfejsy komunikacyjne, tory konwersji A/C itp. Nowością w  systemie IQRF są dwa transceivery: TR-52D i TR-54D, które wyposażono w  silniejsze - niż miało to miejsce w  dotychczas produkowanych modułach mikrokontrolery, ale nadal z rodziny PIC16 - PIC16LF1938. Zwiększenie wydajności obliczeniowej oraz dostępnych dla użytkownika zasobów nie wpłynęło niekorzystnie na pobór mocy, co więcej w  trybach uśpienia jest on mniejszy niż w przypadku modułów starszej generacji TR-5xB. Poprawę sprawności energetycznej nowych modułów uzyskano m.in. dzięki zastosowaniu nowoczesnych mikrokontrolerów firmy Microchip, wyposażonych w  system oszczędzania energii nanoWatt XLP. Zestawienie najważniejszych cech i  parametrów wszystkich oferowanych obecnie przez Microrisc modułów transceiverów

Rys. 2. Schemat blokowy modułu TR-54D ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:43:45

Nowości w systemie inteligentnej komunikacji bezprzewodowej IQRF

Rys. 3. Wygląd modułu TR-52D IQMesh w  skrócie: – sieć może składać się z  65000 urządzeń – zasięg komunikacji pomiędzy urządzeniami (długość pojedynczego przeskoku) wynosi do 700 m – gwarancja pracy w  czasie rzeczywistym dla liczby przeskoków do 240 – czas trwania 100 przeskoków wynosi 1 s – każdy transceiver może pracować jako koordynator sieci lub jej węzeł – każdy węzeł sieci może spełniać rolę routera – elastyczne konfiguracje sieci (Full MESH, Reduced MESH, Optimized MESH, Tree itp. – konfigurowane przez użytkownika algorytmy routowania – automatyczna detekcja ścieżek komunikacyjnych pomiędzy urządzeniami sieci – dynamiczne konfigurowanie parametrów czasowych wymiany danych – każde urządzenie może pracować w  dwóch rozdzielnych logicznie sieciach – możliwość programowania urządzeń drogą radiową

znajduje się w  tabeli  1. Na rysunku  1 pokazano schemat blokowy modułu TR-52D, na rysunku  2 schemat blokowy modułu TR-54D. Moduły TR-52D mają wyprowadzenia i  konstrukcję PCB umożliwiające ich montaż w złączu karty SIM. Pomimo niewielkich wymiarów – 14,9×25 mm w wersji bez zintegrowanej anteny (rysunek  3) lub 14,9×31,8  mm z anteną na PCB – w skład wyposażenia tych modułów wchodzi m.in. czujnik temperatury, dwie diody LED oraz stabilizator napięcia zasilającego LDO.

Rys. 4. Schemat blokowy modułu ewaluacyjnego DDC-SE-01 Moduły TR-54D są mechanicznie przystosowane do montażu SMD, wszystkie wyprowadzenia rozmieszczono na krawędzi PCB (rysunek 4). Wyposażenie tych modułów jest nieco uboższe niż wcześniej prezentowanych – nie mają bowiem wbudowanego czujnika temperatury, LED oraz stabilizatora napięcia zasilającego, co pozwoliło producentowi zmniejszyć ich wymiary i tak wersja: – TR-54D (bez wbudowanej anteny) ma wymiary 14,9×20,2 mm, – TR-54DA (z  wbudowaną anteną na PCB) ma wymiary 14,9×26,4 mm. Oprócz elementów sprzętowych producent dostarcza odbiorcom urządzeń niezbędne oprogramowanie i  zestawy narzędziowe, a  także – co zapewne ucieszy praktyków – także kompletne przykłady ilustrujące możliwości systemu, modułów oraz urządzeń wchodzących w  jego skład. Ocenę możliwości wykorzystania sieci IQMesh do implementacji umożliwia m.in. szeroka oferta modułów ewaluacyjnych umożliwiających szybkie zestawienie systemu

akwizycji danych i/lub sterowania/regulacji, jak na przykład moduł sensorów DDC-SE-01 (schemat blokowy pokazano na rysunku  4), w  którym zintegrowano fotorezystor, nastawnik potencjometryczny, czujnik temperatury z  interfejsem 1-Wire (DS18B20) oraz czujnik temperatury z interfejsem I2C (MCP9802). Modułów tego typu – o  różnej funkcjonalności – producent oferuje więcej, przy czym ich podstawowym obszarem aplikacyjnym jest ewaluacja, ale nie ma przeszkód żeby na ich bazie budować także kompletne systemy sterowania bezprzewodowego. Prezentowane w  artykule urządzenia są doskonałym rozwiązaniem zarówno dla systemów telemetrycznych, automatyki budynkowej, wspomagania aplikacji smart-grid, a także rozproszonych systemów akwizycji danych, monitorowania procesów, regulacji i  sterowania. Za dalszy rozwój systemu i szybki wzrost jego popularności trzymamy kciuki!

Tomasz Starak

REKLAMA

35under μA control Get your household

Smarter wireless. Simply. Smart Grids

RX

AMR

WSN

Street lighting

Smart House

Przyjazne bezprzewodowe sieci MESH Pierwszy projekt gotowy w kilka chwil Aplikacja gotowa w kilka tygodni Pobór mocy zaledwie 35 μA w trybie RX ICWPTM – £atwe programowanie przez RF

IQMESH

Do 65 000 wêz³ów w sieci, 240 przeskoków Wiarygodny, certyfikowany, sprawdzony Zadnych oplat licencyjnych Wszystkie produkty IQRF s¹ dostêpne poprzez lokalnych dystrybutorów w Polsce Ich pe³na lista jest dostêpna na stronie www.iqrf.org (zak³adka Sales). Projekt “Intelligent House” jest wspóùfinansowany przez Ministerstwo Handlu i Przemys³u Republiki Czeskiej.

MICRORISC s.r.o.

Delnicka 222, 506 01 Jicin, Republika Czeska, UE

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

068-069_MicroRISC.indd 69

tel.: +420 493 538 125

[email protected]

www.iqrf.org

69

2012-09-28 13:43:47

PODZESPOŁY

Jasność oraz minimalizacja odbić kluczem do czytelności wyświetlacza Wbrew powszechnej opinii, to nie kontrast jest najważniejszym parametrem wyświetlacza, który decyduje o  czytelności prezentowanego obrazu. Wpływ otoczenia sprawia, że bardzo często ważniejsze stają się luminancja oraz dobre powłoki minimalizujące odbicia światła padającego na ekran. W  artykule pokazujemy z  czego to wynika korzystając z  przykładu wyświetlaczy Litemax, cechujących się wyjątkowo dużą jasnością. Parametry wyświetlaczy elektronicznych można podzielić na dwie grupy. Pierwsza obejmuje cechy istotne z  punktu widzenia zgodności z projektem urządzenia, takie jak np. rozdzielczość, napięcie zasilania i  wymiary. Druga grupa zawiera cechy związane z jakością wyświetlacza, która przekłada się na wrażenia użytkowe. Do niej zaliczyć należałoby m.in. kąty obserwacji, jasność, kontrast i  zdolność poprawnego odwzorowania barw. Wg powszechnej opinii, na ogólną czytelność obrazu największy wpływ ma kontrast wyświetlacza, a pozostałe jego parametry mają znaczenie drugorzędne. Okazuje się jednak, że w  praktyce, szczególnie w  miejscach dobrze oświetlonych, zdecydowanie ważniejsza jest duża jasność wyświetlacza.

Kontrast i kontrast efektywny Wyświetlacze ciekłokrystaliczne, w  zależności od jakości matrycy, cechują się różnym kontrastem. Kontrast ten określany jest jako stosunek jasności piksela świecącego do jasności piksela wygaszonego, przy czym nierzadko deklarowany jest też kontrast dynamiczny, który mierzony jest dla różnej jasności podświetlenia: minimalnej w  przypadku pikseli wygaszonych i  maksymalnej w przypadku pikseli zapalonych. W praktyce jednak, na podstawie tego pierwszego z kontrastów porównywać można jedynie wyświetlacze, które będą pracowały w  warunkach

70

070-071_unisystem.indd 70

biurowych, a  kontrast dynamiczny w  ogóle nie będzie miał znaczenia dla użytkownika. W realnych sytuacjach, na jasność pikseli obserwowanych przez użytkownika wpływ ma światło otoczenia odbijające się od wyświetlacza. Natężenie odbitego światłą zewnętrznego należy bowiem zsumować z  natężeniem światła poszczególnych pikseli by móc je ze sobą porównywać i oceniać kontrast obserwowany w praktyce. W przypadku klasycznych wyświetlaczy LCD-TFT, których jasność raczej nie przekracza 400 cd/m2, gdy natężenie oświetlenia padającego z  zewnątrz wynosi 100 tysięcy luksów (bezpośrednie światło słoneczne), a  zewnętrzna warstwa ekranu odbija 4.5% światła, to powiększa ono jasność całego ekranu (w tym pikseli wygaszonych) o około 450 cd/m2. Realny kontrast należy więc liczyć sumując jasność ekranu z  jasnością odbicia i dzieląc przez jasność odbicia, co powoduje że spada ona do stosunku ok. 2:1 i  wyświetlany obraz jest praktycznie nieczytelny. Dopiero użycie wyświetlacza o jasności 1500 cd/ m2powoduje zwiększenie efektywnej wartości kontrastu do około 4.3:1. Nie jest to wartość wysoka, jednak przy takiej wartości kontrastu ekran staje się z pewnością czytelny. Rysunek 1 pokazuje tą sytuację.

Dodatkowe informacje: Unisystem ul. Aleja Grunwaldzka 212, 80-266 Gdańsk tel.: 58  761 54 20, faks: 58  553 29 68 ww.unisystem.pl, [email protected]

Dodatkowy problem powodują wszelkie warstwy zabezpieczające oraz ekrany dotykowe – np. rezystancyjne, które składają się z dwóch warstw folii. Do odbić dochodzi na łącznie czterech powierzchniach folii, a ponadto zmniejszają one ilość światła przepuszczanego przez wyświetlacz. Dla opisanej przykładowej sytuacji z  jasnym wyświetlaczem, przy 5% odbicia na warstwę i 20% tłumienia światła przez wszyst-

Rysunek 1. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:44:55

Jasność oraz minimalizacja odbić kluczem do czytelności wyświetlacza kie folie, kontrast spada do wartości niewiele wyższej niż 1,5:1. W  tym przypadku chcąc podnieść kontrast niezbędne byłoby zastosowanie warstw antyrefleksyjnych i/ lub bondingu optycznego. W  przypadku wyświetlacza o  standardowej jasności poszczególne piksele byłyby całkowicie nierozróżnialne nawet w  przypadku użycia wspomnianych powłok i  bondingu optycznego co dyskwalifikuje użycie takiego wyświetlacza.

Tabela 1. Seria DuraPixel - podświetlenie LED Rozmiar

Model

Jasność

Rozdzielczość

Format

Kontrast

Moc

Temperatura pracy

6.5”

0625

1000

640×480

4:3

600:1

3.9W

-30~80

7”

0733 0725 0835

550 1000 1000

800×480 1024×600 800×600

16:9

600:1

4.1W

-30~85

4:3

600:1

5.6W

-30~80

0868

1600

800×600

4:3

600:1

10.5W -20~70

1055 1065 1068 1095 1236 1246 1264 1268 1315

800 1000 1600 1000 1000 1000 800 1600 1000

1024×768 800×600 800×600 1024×768 1024×768 800×600 1024×768 1024×768 1280×800

4:3 4:3 4:3 4:3 4:3 4:3 4:3 4:3 16:10

1200:1 400:1 400:1 600:1 700:1 1000:1 700:1 700:1 800:1

16.2W 8.2W 6.5W 4.7W 17W 17W 8W 14W 7.5W

8.4”

10.4”

12.1”

Technologia Durapixel

13.3”W Odpowiedzią na opisa15” 1555 1000/1500 1024×768 4:3 700:1 25W ne problemy jest technologia Durapixel opracowana przez 1560 2000 1024×768 4:3 firmę Litemax. Polega ona na 1564 800 1024×768 4:3 600:1 13W zastosowaniu wysokiej jasno1568 1600 1024×768 4:3 600:1 15.6W ści pasków diod LED do pod17” 1744 1000 1280×1024 5:4 1000:1 35W świetlania wyświetlaczy LCD. 1764 800 1280×1024 5:4 1000:1 16.5W Dopuszczalna temperatura 1768 1600 1280×1024 5:4 1000:1 27.5W złącza użytych diod wynosi 1768WT 1400 1280×1024 5:4 1000:1 27.5W 120 °C, ale nawet gdy tworzo18.5”W 1825 1000 1366×768 16:9 1000:1 25W ne z ich wykorzystaniem wy19” 1954 1000 1280×1024 5:4 800:1 31W świetlacze pracują w zakresie 1964 800 1280×1024 5:4 1000:1 21W temperatury od -20 °C do +60 1968 1600 1280×1024 5:4 1000:1 35W °C, to i tak nie przekracza ona 1975 1000 1280×1024 5:4 2000:1 31W +90 °C, dzięki czemu ich ży21.5”W 2115 1000 1920×1080 16:9 1000:1 20.5W wotność jest bardzo długa. Co 2123 550 1920×1080 16:9 3000:1 20.5W więcej, nie pobierają one du24”W 2415 1000 1920×1080 16:9 1000:1 35W żej ilości mocy – jedynie 15,6 2425 1000 1920×1080 16:9 3000:1 45W W  wypadku bardzo jasnego 31.5”W 3245 1000 1366×768 16:9 2500:1 52W 15-calowego wyświetlacza, 42”W 4225 1000 1920×1080 16:9 3000:1 162W co odpowiada mniej więcej 4235 1000 1920×1080 16:9 25 W  mocy potrzebnym do 52”W 5220 2000 1920×1080 16:9 1500:1 700W podświetlenia takiego same60”W 6020 2000 1920×1080 16:9 5000:1 700W go wyświetlacza za pomocą lamp CCFL. Dzięki temu nie ma potrzeby stosowania wentylatorów do chłoto wytrzymałość powierzchni wyświetlacza dzenia wyświetlacza, a  całość jest odporna na i uszczelnia ją chroniąc przed nieprzychylnymi silne wstrząsy i wibracje – dwukrotnie silniejsze warunkami atmosferycznymi. Co ważne, techniż w przypadku podświetlenia lampami CCFL. nologię AOT można zastosować do praktycznie wszystkich rodzajów wyświetlaczy LCD-TFT. Lepsza jest też równomierność podświetleFotografia tytułowa pokazuje wygląd wyświenia. Zastosowanie pasków diod i mikrosoczewkotlacza pracującego w  silnym oświetleniu, na wych prowadnic światła skutkuje minimalizacją którego połowie zastosowano technologię AOT. lokalnych spadków jasności, tak że nie przekraczają one 10% maksymalnej luminancji, podczas gdy w przypadku lamp CCFL wartość ta wynosi Pozostałe informacje ok. 25%. Diody umożliwiają również precyzyjne Opisane technologie są stosowane w wyprzyciemnianie, nawet w stosunku 1000:1. świetlaczach LCD-TFT serii Durapixel firmy Litemax. Są one dostępne w wersjach o przekątnej od 6,5” do 60”. Dobrym przykładem ich Technologia AOT możliwości jest 60-calowy model SLD6020v2, Drugą z  technologii zastosowanych przez który przy jasności 2000 nitów pobiera jedyLitemax i  mających niebagatelne znaczenie nie 122,9 W  mocy, co uzyskano dzięki aż na uzyskiwany kontrast wyświetlacza w  ja512-strefowemu podświetleniu, które można snym otoczeniu jest laminacja AOT (Advanced dynamicznie przyciemniać. OptibondTechnology). Redukuje ona odbicia Litemax od 12 lat produkuje wyświetlaod warstw pokrywających wyświetlacz dzięki cze elektroniczne i ich komponenty, przeznazłączeniu ich ze sobą. Jednocześnie zwiększa ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

070-071_unisystem.indd 71

Kąty obserwacji

Dostępne opcje

160(H)X140 DLF/DLH/SLD/SLO (V) 140(H)X120(V) DLF/DLH

-10~60 -20~70 -20~70 -10~70 -30~70 -30~70 -30~85 -30~85 -30~70

120(H)X120(V) 160(H)X140 (V) 176(H)X176(V) 130(H)X110(V) 130(H)X110(V) 178(H)X178(V) 160(H)X160(V) 178(H)X178(V) 160(H)X160(V) 160(H)X160(V) 140(H)X120(V)

-30~70

160(H)X160(V) DLF/DLH/SLD/SLO/NPD

-20~70 -20~70 0-50 0~50 0~50 -30~80 0~50 0~50 0~50 0~50 0~50 0-50 0-50 0-50 0-50 0-50 0-50

160(H)X160(V) 160(H)X160(V) 160(H)X160(V) 170(H)X170(V) 170(H)X170(V) 170(H)X160(V) 170(H)X160(V) 160(H)X170(V) 170(H)X160(V) 170(H)X160(V) 178(H)X178(V) 170(H)X160(V) 178(H)X178(V) 170(H)X160(V) 178(H)X178(V) 176(H)X176(V) 176(H)X176(V)

0-50 0-50

DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO/NPD DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO

DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO/NPD DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO SLD/SLO DLF/DLH/SLD/SLO 176(H)X176(V) SLD 176(H)X176(V) SLD

czone do zastosowań przemysłowych oraz do pracy w  trudnych warunkach środowiskowych. Charakteryzują się one długą żywotnością (np. 70 tys. godzin w  przypadku paneli Durapixel) i  odpornością. Są wykorzystywane w  wielu aplikacjach typu POS/KIOSK, medycynie , przemyśle, a  nawet w  wojsku. W  Polsce użyto ich m.in. w  warszawskich tramwajach, do stworzenia elektronicznych systemów informacji o  trasie i  wyświetlania reklam. Tabela 1 prezentuje dostępne modele wyświetlaczy i monitorów Litemax o standardowych formatach. Dostępne są także modele szerokoformatowe (formaty 16:3…16:6). Na czerwono zaznaczone zostały nowe modele, które pojawią się niebawem w sprzedaży. Omawiane wyświetlacze i monitory można nabyć w firmie Unisystem.

Marcin Karbowniczek, EP Kamil Kozłowski, Unisystem

71

2012-09-28 13:44:57

PODZESPOŁY

Mikrokontrolery Precision32 – budowa wewnętrzna W  poprzednim miesiącu na łamach Elektroniki Praktycznej prezentowaliśmy cechy wyróżniające rodzinę układów Precision32 na tle innych mikrokontrolerów z  rdzeniem ARM Cortex-M3. W  tym artykule zaprezentujemy bardziej szczegółowo mikrokontrolery Precision32, pokazując ich budowę wewnętrzną oraz opisując krótko każdy blok funkcjonalny. Precision32 to pierwsza w  ofercie firmy Silicon Labs rodzina mikrokontrolerów z  rdzeniem ARM Cortex-M3. Składa się z  32 układów i  podzielona została na dwie podgrupy: SiM3C1xx (nazwane Analog-Intensive MCUs, 16 układów) oraz SiM3U1xx (o nazwie USB MCUs, 16 układów). Różnica między obiema grupami jest jedna – w układach SiM3U1xx jest interfejs USB, natomiast w SiM3C1xx go nie ma. Podstawowe cechy mikrokontrolerów Precision32: • Sercem każdego mikrokontrolera jest rdzeń ARM Cortex-M3, który może być taktowany z  maksymalną częstotliwością 80 MHz. • Układy oferowane są w  obudowach o  różnej ilości wyprowadzeń: od 40 do 92 (40, 64, 80, 92), oraz różnych kształtach: QFN, TQFP, LGA. • Mikrokontrolery mogą pracować w  zakresie temperatury od –40 do +85°C.

• Wszystkie układy spełniają wymagania RoHs. • W zależności od modelu, mikrokontroler może być wyposażony w  pamięć Flash od 32 do 256 kB (32 kB, 64 kB, 128 kB lub 256 kB) oraz pamięć RAM od 8 do 32 kB (8 kB, 16 kB lub 32 kB). • Układy mogą być zasilane napięciem z przedziału 1,8…5,5 V.

Rysunek 1. Oferta mikrokontrolerów z rodziny Precision32

72

072-076_precision32.indd 72

Pełne zestawienie wszystkich układów Precision32 przedstawiono na rysunku 1.

Budowa wewnętrzna mikrokontrolerów Precision32 Schemat wewnętrzny mikrokontrolera Precision32 z  interfejsem USB, a  więc z  rodziny SiM3U1xx pokazano na rysunku  2. Zintegrowane w układzie zasoby można pogrupować w  sześć bloków (każdy zostanie oddzielnie omówiony w dalszej części artykułu): • Rdzeń i peryferia. • Blok pamięci. • Blok zasilania. • Blok generatorów sygnałów zegarowych. • Blok peryferiów analogowych. • Blok peryferiów cyfrowych. Zasoby połączone są ze sobą za pomocą dwóch magistral. Pierwsza magistrala o  nazwie AHB (Advanced High-performance Bus) łączy rdzeń z zasobami pamięci, blokiem zegarów oraz modułem DMA. Druga magistrala, nazwana APB (Advanced Peripheral Bus), odpowiada za sterowanie i komunikację między peryferiami. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:45:37

Mikrokontrolery Precision32 – budowa wewnętrzna Rdzeń ARM Cortex-M3

Rysunek 2. Budowa wewnętrzna mikrokontrolerów Precision32 SiM3U1xx

Sercem każdego mikrokontrolera z  rodziny Precision32 jest 32-bitowy rdzeń ARM Cortex-M3, który może pracować taktowany sygnałem o  częstotliwości maksymalnej 80  MHz. Jego budowę przedstawiono na rysunku 3. Poniżej wymieniono jego najważniejsze cechy. • Cortex-M3 wykorzystuje architekturę ARMv7M. Jest ona zgodna z architekturą harwardzką, co oznacza, że pamięć programu jest oddzielona od pamięci danych. • Jest to rdzeń typu RISC (Reduced Instruction Set Computer). • Rdzeń Cortex-M3 cechuje się 3-stopniowym przetwarzaniem potokowym instrukcji. Oznacza to, że proces przetwarzania każdej instrukcji składa się z trzech etapów (pobrania, zdekodowania i wykonania) i są one wykonywane jednocześnie (podczas gdy jedna instrukcja jest pobierana, inna może być dekodowana, a jeszcze inna wykonywana). • Cortex-M3 obsługuje listę instrukcji Thumb-2. Zawiera ona polecenia umożliwiające wykonywanie operacji zarówno na danych 16-, jak i 32-bitowych. • W  rdzeniu zaimplementowano sprzętowy moduł wykonujący operacje dzielenia liczb. • Rdzeń wyposażony jest w  16 32-bitowych rejestrów podstawowych (R0… R15) oraz rejestry specjalne. • Wydajność rdzenia wynosi 1.25 DMIPS/ MHz (2.17 CoreMark/MHz). • Elementami rdzenia są kontroler przerwań NVIC (Nested Vectored interrupt Controller), interfejsy debugowania, śledzenia i  programowania (JTAG, ETM, SWD).

Blok pamięci

Rysunek 3. Rdzeń Cortex-M3 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

072-076_precision32.indd 73

Zasoby pamięci mikrokontrolerów Precision32 obejmują pamięć Flash oraz pamięć RAM. W zależności od modelu, układ może być wyposażony w  pamięć Flash od 32 do 256 kB (32 kB, 64 kB, 128 kB, 256 kB) oraz pamięć RAM od 8 do 32 kB (8 kB, 16 kB, 32 kB). W pamięci RAM wydzielony został odrębny obszar o pojemności 4 kB, o nazwie retention RAM. Pamięć ta, w  przeciwieństwie do pozostałej części pamięci RAM, jest w stanie przechowywać dane w  każdym stanie uśpienia mikrokontrolera, nawet w  najgłębszym PM9 (Power Mode 9, opisany w dalszej części artykułu), gdy zawartość wspomnianej standardowej pamięci RAM nie jest podtrzymywana. Rozszerzenie zasobów pamięci jest możliwe za pomocą interfejsu EMIF (External Memory Interface), przy użyciu którego można do mikrokontrolera dołączyć pamięć zewnętrzną.

73

2012-09-28 13:45:38

PODZESPOŁY

Rysunek 4. Regulatory napięcia mikrokontrolera Precision32: z lewej strony regulator LDO0, z prawej strony regulator VREG0

Blok zasilania Firma Silicon Labs zintegrowała w  mikrokontrolerach Precision32 rozbudowany blok zasilania. Omawianie go zaczniemy od opisania dwóch regulatorów napięcia, z których każdy może być zasilany z  wyprowadzeń zasilających (VDD, VSS) i może służyć do zasilania mikrokontrolera gwarantując jego w  pełni funkcjonalną pracę. Pierwszy z nich to regulator typu LDO (Low Drop Out), o nazwie LDO0. Dopuszczalne napięcie wejściowe tego regulatora wynosi 1,8…3,6 V. Napięcie wyjściowe zasilające rdzeń, pamięć i peryferia to 1,8 V. Drugi regulator napięcia oznaczono jako VREG0. Akceptuje on napięcie wejściowe z  zakresu 2,7…5,5 V. Może on służyć jako źródło zasilania opisanego wyżej regulatora LDO0. Dzięki szerokiemu przedziałowi napięcia zasilania regulatora VREG0, istnieje możliwość zasilania mikrokontrolera bezpośrednio z  gniazda USB (występuje w nim napięcie o wartości 5 V). Budowę obu regulatorów przedstawiono na rysunku 4. Na rysunku 5 zilustrowano dwa sposoby zasilania mikrokontrolera Precision32 – z  aktywnym oraz wyłączonym regulatorem VREG0. Oprócz wymienionych już regulatorów napięcia służących do zasilania mikrokontrolera, w każdym układzie Precision32 występuje regulator o nazwie EXTVREG0, który przeznaczony jest do dostarczania napięcia zasilania układom peryferyjnym, a  więc na zewnątrz mikrokontrolera. Może być również użyty do sterowania tranzystorami. Jego napięcie wyjściowe jest konfigurowalne możliwe jest ustawienie wartości z przedziału 1,8…3,6 V z krokiem 100 mV. Wydajność prądowa regulatora wynosi 1 A. Kolejnym komponentem składowym bloku zasilania jest moduł VMON0 odpowiedzialny za monitorowanie napięcia zasilania. Do jego funkcji należy między innymi: • Informowanie o  przekroczeniu dolnej wartości napięcia zasilania.

74

072-076_precision32.indd 74

• Utrzymywanie mikrokontrolera w  stanie resetu po przekroczeniu ustalonego progu napięcia zasilania. Ostatnim istotnym elementem bloku zasilania jest jednostka zarządzająca zasilaniem (PMU – Power Management Unit). Wśród wielu jej funkcji, najważniejszą jest udostępnianie różnych trybów pracy, których umiejętne wykorzystanie pozwala na znaczne ograniczenie poboru prądu mikrokontrolera. Jednostka PMU oferuje łącznie 6 trybów pracy, w  tym pięć o niskim poborze mocy (tak zwane tryby uśpienia): • Normal – rdzeń i  peryferia są aktywne, jest wykonywa- Rysunek 5. Zasilanie mikrokontrolera Precision32 ny program z pamięci Flash. z regulatora VREG0 (górny obrazek) lub z regulatora • PM1 (Power Mode 1) – rdzeń LDO0 (dolny obrazek) i  peryferia są aktywne, jest wykonywany program z pamięci RAM. Oscillator). Każde z nich może generować sy• PM2 (Power Mode 2) – rdzeń jest zatrzygnał taktujący zegar rdzenia, magistral AHB many, peryferia są aktywne, i APB oraz peryferiów (rysunek 6). • PM3FW (Power Mode 3 Fast Wake) – Domyślnie aktywnym po uruchomieniu rdzeń i  peryferia są zatrzymane, część mikrokontrolera źródłem sygnału zegarowego sygnałów zegarowych jest wyłączona. jest LPOSC0. Może ono generować sygnał zega• PM3 (Power Mode 3) - rdzeń i peryferia są rowy o częstotliwości 20 MHz, lub ośmiokrotzatrzymane, wszystkie sygnały zegarowe nie niższy – 2.5 MHz. Jak sama nazwa wskazusą wyłączone. je, jest to źródło sygnału zegarowego o niskim • PM9 (Power Mode 9) - rdzeń i peryferia są poborze prądu, jednak oszczędność energii zatrzymane, wszystkie sygnały zegarowe odbywa się kosztem dokładności sygnału, która są wyłączone, zawartość pamięci RAM jest gorsza niż w przypadku innych źródeł zenie jest podtrzymywana (oprócz wspogarowych. Negatywny wpływ na dokładność mnianego obszaru 4 kB retention RAM). sygnału zegarowego ma dodatkowo zmiana temperatury oraz napięcia zasilania. Drugie źródło sygnału zegarowego to Blok generatorów sygnałów LFOSC0. Może ono być wykorzystane zarówzegarowych no do taktowania mikrokontrolera, jak rówMikrokontroler Precision32 jest wyposanież tylko jako zegar czasu rzeczywistego. żony w sześć źródeł sygnałów zegarowych. Są Użycie LFOSC0 gwarantuje niskie zużycie to: LPOSC0 (Low Power Oscillator), LFOSC0 energii, jednakże wadą tego rozwiązania jest (Low Frequency Oscillator), RTC0OSC (RTC niska częstotliwość (16,4 kHz) oraz niezbyt Oscillator), EXTOSC0 (External Oscillator), wysoka dokładność generowanego sygnału. USB0OSC (USB Oscillator), PLL0OSC (PLL ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:45:39

Mikrokontrolery Precision32 – budowa wewnętrzna jeszcze, że każde peryferium ma swój indywidualny zegar. Wszystkie zegary peryferyjne są domyślnie wyłączone. Użytkownik może je włączać tylko w czasie, gdy korzysta z danego zasobu, co pozwala na ograniczenie zużycia energii przez mikrokontroler.

Blok peryferiów analogowych

Rysunek 6. Blok zegarowy mikrokontrolera Precision32

Rysunek 7. Moduł USB mikrokontrolera Precision32 Trzecim źródłem sygnału zegarowego jest RTC0OSC. Generowany przez nie sygnał zegarowy ma częstotliwość równą 32,768 kHz i podobnie jak w  poprzednim przypadku, może być użyty zarówno do taktowania mikrokontrolera, jak również może być wykorzystany tylko jako zegar czasu rzeczywistego. Korzystanie z tego źródła sygnału zegarowego wymaga podłączenia do mikrokontrolera zewnętrznego rezonatora kwarcowego 32,768 kHz. RTC0OSC charakteryzuje się wysoką dokładnością generowanego sygnału zegarowego. Kolejne źródło sygnału zegarowego to EXTOSC0. Zgodnie z nazwą, do jego działania konieczne jest podłączenie do mikrokontrolera rezonatora kwarcowego. Jego maksymalna dopuszczalna częstotliwość to 50 MHz. Dzięki zewnętrznemu rezonatorowi kwarcowemu sygnał zegarowy będzie się charakteryzował wysoką dokładnością. Następnym źródłem sygnału zegarowego jest USBOSC. Generuje ono sygnał zegarowy o  częstotliwości 48  MHz, który może służyć ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

072-076_precision32.indd 75

do taktowania mikrokontrolera, ale przede wszystkim przewidziany jest do umożliwienia działania interfejsowi USB. Rozwiązanie to pozwala na projektowanie urządzeń USB bez konieczności integracji na płytce PCB dodatkowego rezonatora kwarcowego. Ostatnie ze źródeł sygnału zegarowego PLL0OSC - jest mechanizmem, który bazując na sygnale referencyjnym jest w stanie modyfikować jego częstotliwość (poprzez mnożenie i dzielenie wartości początkowej). Sygnał referencyjny dla PLL0OSC może pochodzić ze źródeł sygnału zegarowego RTC0OSC, LPOSC0, EXTOSC0 i  USBOSC. PLL0OSC może przy ich pomocy wygenerować sygnał o  częstotliwości od 23  MHz do wartości maksymalnej, z jaką pracować może mikrokontroler, a więc 80 MHz. Źródło sygnału zegarowego PLL0OSC może pracować w  jednym z  trzech trybów: free-running DCO, frequency-locked, phase-locked. W kontekście sygnałów zegarowych mikrokontrolera Precision32 warto nadmienić

Omawianie peryferiów analogowych rozpoczniemy od opisania przetworników A/C i C/A. Mikrokontrolery Precision32 wyposażone zostały w  dwa przetworniki A/C typu SAR (Successive Approximation Register), nazwane SARADC0 i  SARADC1. Konwertują one napięcie do postaci 12- lub 10bitowego słowa. W zależności od ustawionej rozdzielczości, prędkość próbkowania wynosić może odpowiednio do 250 KS/s i 1 MS/s. W  zależności od modelu mikrokontrolera, przetwornik SARADC0 może dysponować od 7 do 16, a  przetwornik SARADC1 od 11 do 16 kanałami pomiarowymi. W  mikrokontrolerach Precision32 zintegrowano dwa przetworniki C/A, o  nazwie IDAC0 i  IDAC1. Nie są to konwencjonalne przetworniki, gdyż nie zamieniają wartości cyfrowej na napięcie, ale na prąd. Górny próg zakresu prądu może by ustawiony na jedną z trzech wartości: 0.5 mA, 1.0 mA i 2.0 mA. Dla rozdzielczości przetworników, która wynosi 10 bitów, wartość prądu może być ustawiona odpowiednio dla wymienionych zakresów z krokiem 2 mA, 1 mA i 500 nA. Kolejnym peryferium analogowym mikrokontrolerów Precision32 jest przetwornik pojemnościowo-cyfrowy. Może on służyć do obsługi klawiatur pojemnościowych (obsługiwane są przez niego nie tylko przyciski, ale również suwaki pojemnościowe typu slider i  wheel). Zależnie od modelu układu, przetwornik może mieć od 12 do 16 kanałów. Zasoby analogowe mikrokontrolerów Precision32 uzupełniają dwa komparatory analogowe CMP0 i CMP1 (od 3 do 8 kanałów na każdy komparator) o niskim poborze prądu (400 nA w energooszczędnym trybie pracy) oraz przetwornik prądowo-napięciowy IVC0 (dwa kanały, zakres prądu wejściowego od 1 do 6 mA) pozwalający mierzyć wartość prądu na wejściach przetwornika A/C.

Blok peryferiów cyfrowych Pierwszą grupę peryferiów cyfrowych stanowią interfejsy komunikacyjne. Należą do niej interfejsy: USART/UART (z  możliwością komunikacji w  standardzie irDA i  SmartCard), SPI, I2C oraz I2S. W  serii układów SiM3U1xx producent zintegrował dodatkowo interfejs USB 2.0 Full Speed. Dzięki wbudowanemu w  mikrokontrolerze źródle zegara USBOSC oraz kompletnemu interfejsowi USB (PHY, obwód terminujący, rezystor dołączony do linii USB D+), do działania USB nie jest potrzebne dołączenie do mikrokontrolera żadnych dodatkowych

75

2012-09-28 13:45:39

PODZESPOŁY komponentów. Budowę modułu USB mikrokontrolera Precision32 przedstawiono na rysunku 7. Drugą grupą peryferiów cyfrowych są układy czasowe (timers) i układy licznikowe (counters). Znajdują się w niej: • Dwa 32-bitowe układy czasowe TIMER0 i  TIMER1 (alternatywnie mogą działać jako 4 16-bitowe układy czasowe) z funkcją capture/compare. • Dwa 2-kanałowe, 16-bitowe układy licznikowe PCA0 i PCA1 z funkcją capture/ compare/PWM. • 6-kanałowy (3 pary), 16-bitowy układ licznikowy EPCA0 z  funkcją capture/ compare/PWM. • Energooszczędny 16-bitowy układ czasowy/licznik impulsów LPTIMER0, działający we wszystkich trybach pracy o niskim poborze prądu. • 32-bitowy zegar RTC (RTC0). • Licznik Watchdog (WDTIMER0). Wśród peryferiów cyfrowych znajdują się dwa zasoby odpowiedzialne za zwiększenie niezawodności i  bezpieczeństwa przesyłanych danych. Za pierwszą funkcję odpowiada moduł CRC (Cyclic Redundancy Check), a  za drugą moduł AES (Advanced Encryption Standard). Moduł CRC poprzez dodawanie do przesyłanych danych (w pamięci Flash lub w protokołach komunikacyjnych) kodu nadmiarowego może wykrywać pojawiające się podczas transmisji błędy. Moduł CRC może korzystać z  czterech wielomianów: jednego 32-bitowego (dla standardu IEEE 802.3) i  trzech 16-bitowych (dla standardów CCIT-16, MBus, ZigBee i  USB). Moduł AES odpowiedzialny jest z  kolei za szyfrowanie danych. Mechanizm ten wykorzystuje klucze 128-, 192- lub 256-bitowe. Kolejnym zasobem należącym do peryferiów cyfrowych jest moduł DMA. Umożliwia on, bez użycia rdzenia, transfer danych pomiędzy następującymi peryferiami mikrokontrolera: przetwornikami A/C, C/A  i  pojemnościowo-cyfrowym, interfejsami USB, I2C, I2S, SPI i  USART/UART, układami czasowymi, układem licznikowym EPCA0 oraz modułem AES. Następnym zasobem cyfrowym są linie ogólnego przeznaczenia (I/O – Input/Output). Jest ich, w zależności od modelu mikrokontrolera, od 28 do 65. Co ważne, 12 z nich toleruje zakres napięcia wejściowego 5 V, nie-

76

072-076_precision32.indd 76

Rysunek 8. Crossbar zależnie od poziomu napięcia zasilania. Dodatkowo 6 linii I/O  jest wysokoprądowych. Maksymalny prąd wyjściowy każdej z  nich to 300 mA. Ostatnim z peryferiów cyfrowych jest tak zwany Crossbar. Jest to autorski mechanizm firmy Silicon Labs, który umożliwia bardzo elastyczną konfigurację przyporządkowania peryferiów mikrokontrolera do jego wyprowadzeń. Funkcjonalność ta z  pewnością może pomóc optymalnie zaplanować płytkę PCB upraszczając układ ścieżek i zmniejszając efektywnie jej powierzchnię. W  rodzinie Precision32 występują dwa niezależne moduły Crossbar. Crossbar 0 odpowiada za przyporządkowanie peryferiów do pinów z grupy PB0 i PB1, natomiast Crossbar 1 pozwala na przyporządkowanie peryferiów do pinów z grupy PB2 i PB3 (rysunek 8).

Podsumowanie W artykule przedstawiono opis budowy wewnętrznej i peryferiów mikrokontrolerów z rodziny Precision32. Forma przekazu treści w postaci artykułu pozwala jedynie na skrótowe przedstawienie omawianych zagadnień, dlatego czytelnicy zainteresowani bardziej szczegółowymi informacjami powinni skorzystać z  dokumentacji technicznej producenta: not katalogowych, przewodników użytkownika oraz dokumentów zwanych white papers.

Był to drugi z  cyklu artykułów poświęconych mikrokontrolerom Precision32 firmy Silicon Labs. Tematyka następnych części to: • Narzędzia projektowe (programowe oraz sprzętowe), • Rozpoczęcie pracy z  mikrokontrolerem Precision32 krok po kroku, przy wykorzystaniu zestawu ewaluacyjnego, • Porównanie układów Precision32 z innymi rodzinami mikrokontrolerów z  rdzeniem ARM Cortex-M3, • Autorski projekt prostego zestawu startowego. Autor składa podziękowanie Panu Tadeuszowi Górnickiemu, prezesowi firmy WG Electronics oraz Panu Sándor Csüllög, inżynierowi aplikacyjnemu z firmy Silicon Labs, za pomoc w realizacji artykułu.

Szymon Panecki Wydział Elektroniki Politechnika Wrocławska [email protected] Literatura [1] www.silabs.com SIM3U1xx/SIM3C1xx datasheet [2] www.silabs.com SIM3U1xx/SIM3C1xx reference manual [3] www.silabs.com The Precision32 Family of Mixed-Signal MCUs By Linley Gwennap, white paper

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 13:45:39

Cortex-M0+. Nie było poPODZESPOŁY co się spieszyć

Cortex-M0+

Nie było po co się spieszyć Praktycznie wszyscy producenci mikrokontrolerów popadli w  silne uzależnienie od opracowań firmy ARM – rdzeni Cortex-M. Największa popularnością cieszyły się dotychczas rdzenie Cortex-M3, nieco później o  palmę pierwszeństwa walczyły różne implementacje rdzeni Cortex-M4 i  Cortex-M4F. Ostatnie miesiąca są szczególnie łaskawe dla najprostszych w  rodzinie „M” rdzeni Cortex-M0… …które, jak to współcześnie często bywa, w chwili wdrożenia były nieco przestarzałe. Co interesujące, za takie uznał je sam twórca – firma ARM – która wkrótce po pierwszych implementacjach w  krzemie rdzeni Cortex-M0 wprowadziła poprawioną wersję tego rdzenia, nazwaną Cortex-M0+. W  artykule pokażemy najważniejsze różnice pomiędzy rdzeniami, a także krótki przedstawimy jedyną obecnie rodzinę mikrokontrolerów wyposażonych w  nową wersję rdzenia M0, które są produkowane.

Cortex-M0+ vs Cortex-M0 Podstawowym celem firmy ARM podczas opracowywania rdzenia Cortex-M0 było przygotowanie maksymalnie taniej w  implementacji wersji 32-bitowego rdzenia w  znacznym stopniu zgodnego z  większym „rodzeństwem” – Cortex-M3 i  Cortex-M4/M4F. Podstawowym uproszczeniem w stosunku do rdzenia M3 było zredukowanie listy instrukcji asemblera do 56 rozkazów, które są podstawowym podzbiorem obsługiwanym przez wszystkie rdzenie Cortex-M (rysunek 1), zrezygnowano także z modułu MPU, uproszczono blok sprzętowego debugowania, zmodyfikowano interfejs łączący pamięci z CPU, zmniejszono liczbę przerwań obsługiwanych przez kontroler NVIC, uproszczeniom i redukcjom poddano także wiele innych fragmentów rdzenia. Zabiegi te zaowocowały dwukrotnym zmniejszeniem dynamicznego poboru mocy przez Cortex-M0 w stosunku do Cortex-M3 (16 mW/MHz vs 32 mW/MHz w technologii referencyjnej 90LP) oraz trzykrotnym zmniejszeniem powierzchni zajmowanej przez rdzeń (0,04 mm2 vs 0,12 mm2) – co ułatwia jego tanią implementację. Obniżenie poboru mocy i zmniejszenie zajmowanej powierzchni odbiły się na wypadkowej wydajności rdzenia Cortex-M0, który zamiast prędkości wykonywania programu 1,25  DMIPS/MHz (Cortex-M3) uzyskiwał w  testach zaledwie 0,84  DMPIS/MHz. Tak znaczne obniżenie prędkości wykonywania programów i krótka lista instrukcji (co czasami wymagało wykonywania dłuższych sekwencji programowych zamiast jednego polecenia) redukowały zalety wynikające z  mniejszego ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

077-079_cortex-m0_plus.indd 77

nominalnego poboru mocy na jednostkę częstotliwości taktowania. Problemy zgłaszane przez użytkowników i  producentów mikrokontrolerów wyposażonych w  rdzenie Cortex-M0 zostały dostrzeżone także przez firmę ARM, co zaowocowało wprowadzeniem do oferty zmodyfikowanej wersji rdzenia, nazwanej Cortex-M0+. Porównanie schematów blokowych obydwu rdzeni przedstawiono na rysunku 2. Nowy rdzeń charakteryzuje się zmniejszonym do 11 mW/MHz poborem mocy, jednocześnie zwiększono prędkość wykonywania przez niego programów do 0,93  DMIPS/MHz i  to pomimo zredukowania głębokości pipelinening’u z trzech poziomów do dwóch, co pozwoliło dodatkowo zmniejszyć pobór mocy. Integralną funkcją rdzenia Cortex-M0+ jest także jednotaktowy dostęp do portów GPIO, których obsługę zsynchronizowano z dostępem do pamięci rozkazów (synchronizacja odbywa się „przeciwnymi” zboczami sygnału zegarowego) za pośrednictwem magistrali AHB-Lite. Firma ARM wróciła w Cortex-M0+ do niektórych wcześniejszych pomysłów, zweryfikowanych

Dodatkowe informacje... ...o  mikrokontrolerach Kinetis L są dostępne pod adresem: www.freescale.com/kinetis/Lseries

w  praktyce w  rdzeniach Cortex-M3 i  Cortex-M4, między innymi: – rdzeń wyposażono w  kontroler MPU ze sprzętowym podziałem pamięci na 8 chronionych obszarów, co zapewnia łatwość zarządzania dostępem do przechowywanych danych (rysunek 3), – możliwa jest dynamiczna relokacja tablicy wektorów obsługi wyjątków, – w  rdzeniu Cortex-M0+ zintegrowano dodatkowe bloki sprzętowe wspomagające debugowanie jego pracy, w tym MTB (Micro Trace Buffer), który umożliwia wykorzystanie fragmentu RAM mikrokontrolera jako bufora kołowego przechowującego wybrany przez użytkownika zestaw danych. Twórcy rdzenia Cortex-M0+ przewidzieli także mechanizmy umożliwiające jego współpracę z  pamięciami Flash z  magistralami da-

Rysunek 1. Listy rozkazów obsługiwanych przez różne rdzenie Cortex-M

77

2012-09-28 14:30:12

PODZESPOŁY Firma Freescale opracowała tani zestaw uruchomieniowy z  mikrokontrolerem KL25 z  rodziny Kinetis L2, noszący nazwę Freescale Kinetis Freedom. Jest on zgodny mechanicznie i  elektrycznie z  Arduino, na płytce zintegrowano debugger – programator USB oraz peryferia pozwalające przygotować efektowne aplikacje (m.in. akcelerometr, LEDRGB, suwak pojemnościowy). Wygląd płytki przedstawiono poniżej, szczegółowe informacje techniczne o  niej i  jej dostępności są dostępne na stronie www.KINETIS.pl.

Rysunek 2. Schematy blokowe rdzeni Cortex-M0 i Cortex-M0+ nych o  szerokości 16 bitów, co nie powinno mieć wpływu na jego wypadkową wydajność, ponieważ większość instrukcji z listy ARMv6-M jest 16-bitowa. Decyzja o  interfejsie pomiędzy pamięcią Flash i CPU należy do producenta mikrokontrolerów i  zapada na etapie implementacji rdzenia w układzie, mikrokontrolery jakie pojawią się na rynku będą miały zapewne różne konfiguracje.

Kinetisy tym razem pierwsze

Rysunek 3. Rdzeń Cortex-M0+ wyposażono w blok MPU, dzięki któremu systemy operacyjne mogą chronić dane przypisane poszczególnym zadaniom wykonywanym przez mikrokontroler

Rysunek 4. Schemat blokowy mikrokontrolerów Kinetis L – pierwszej produkowanej rodziny z rdzeniem Cortex-M0+

78

077-079_cortex-m0_plus.indd 78

Jako pierwsze na rynku podzespołowym z rdzeniami Cortex-M0 pojawiły się mikrokontrolery LPC1100 firmy NXP, nieco później pojawiły się podobne opracowania firm: Nuvoton, STMicroelectronics oraz EnergyMicro. Z kolei jedyną obecnie firmą, która ma w ofercie mikrokontrolery z  rdzeniami Cortex-M0+ jest Freescale, w ofercie której znajduje się kilka typów układów z serii Kinetis L. Składa się ona z pięciu rodzin mikrokontrolerów: KL0 (Entry Level), KL1 (General Purpose), KL2 (USB), KL3 (Segment LCD) i  KL4 (USB + Segment LCD). Porównanie ich podstawowych cech i wyposażenia przedstawiono na rysunku 4 trzeba jednak pamiętać, że obecnie dostępne są jedynie wybrane modele z  rodziny KL2. Rdzenie we wszystkich typach mikrokontrolerów Kinetis L są taktowane sygnałem o  częstotliwości do 48 MHz, napięcia zasilania może mieć wartość od 1,71 do 3,6 V, wszystkie wersje wyposażono w następujące peryferia: przetworniki A/C o rozdzielczości 12 lub 16 bitów, przetwornik C/A  o  rozdzielczości 12 bitów, komparatory analogowe, kontrolery klawiatur bezstykowych, interfejsy komunikacyjne (SPI, I2C, UART), moduł DMA oraz timery. Mikrokontrolery z poszczególnych rodzin tworzą w założeniach firmy Freescale uniwersalną platformę sprzętową, o dużej elastyczności – jak pokazano na rysunku 5. KL0 to grupa najprostszych mikrokontrolerów Kinetis L, charakteryzująca się m.in. kompatybilnością z niektórymi typami mikrokontrolerów S08Px. Charakteryzują się one wyposażeniem w  podstawowe – dla rodziny Kinetis L - zasoby sprzętowe, pojemności paELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:30:13

Cortex-M0+. Nie było po co się spieszyć mięci Flash i SRAM wynoszą od 8 do 32 kB/ od 1 do 4 kB. Mikrokontrolery KL1 charakteryzują się bogatszym niż KL0 wyposażeniem, mają także pamięci Flash i  SRAM o  większej pojemności (odpowiednio) od 32 do 256 kB/od 4 do 32 kB. Są one kompatybilne z mikrokontrolerami z rodziny Kinetis K10 (ARM Cortex-M4) w takich samych obudowach. Mikrokontrolery Kinetis KL2 są odpowiednikami układów z  Kinetis KL1, zastosowano w nich dodatkowo interfejs USB 2.0 FS-OTG/Host/Device. Są one kompatybilne z mikrokontrolerami Kinetis K20 (rdzeń ARM Cortex-M4). Szczególnym elementem wyposażenia mikrokontrolerów Kinetis KL3 – odróżniającym je od wcześniej opisanych rodzin - jest wbudowany kontroler segmentowych wyświetlaczy LCD. Pojemność ich wewnętrznych pamięci Flash/SRAM będzie wynosić (odpowiednio) od 64 do 256 kB/od 8 do 32 kB. Rozwinięciem rodziny KL3 będą mikrokontrolery KL4, które wyposażono w  interfejs USB 2.0 FS-OTG/Host/Device oraz kontroler segmentowych wyświetlaczy LCD. Planowane przez producenta pojemności pamięci Flash/SRAM mają wynosić (odpowiednio): od 128 do 256 kB/od 16 do 32 kB. Jak widać z  tej krótkiej prezentacji, firma Freescale bardzo dynamicznie podeszła do po-

Rysunek 5. „Krąg” wymienności funkcjonalnej mikrokontrolerów z rodziny Kinetis tencjału oferowanego przez nowy rdzeń Cortex-M0+, opracowując w krótkim czasie rodzinę mikrokontrolerów o cechach i wyposażeniu konkurencyjnych w  stosunku do praktycznie wszystkich dostępnych na rynku rozwiązań 8-/16-bitowych, a także wielu rozwiązań z mikrokontrolerowej „półki” 32-bitowej. Próbki mikrokontrolerów KL25 otrzymane przez naszą redakcję doskonale spisują się w  aplikacjach testowych, mamy więc nadzieję, że zapo-

wiadana na czwarty kwartał 2012 masowa produkcja mikrokontrolerów z  rodzin KL1 i  KL2 nastąpi, co stworzy lepszą niż dotychczasowe rozwiązania alternatywę dla konstruktorów poszukujących łatwych w stosowaniu, a przy tym szybkich, alternatyw dla dotychczas stosowanych mikrokontrolerów. Z pewnością pomoże im w  tym tanie narzędzie ewaluacyjne – prezentowany w ramce zestaw Freedom.

Piotr Zbysiński, EP

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

077-079_cortex-m0_plus.indd 79

79

2012-09-28 14:30:14

PODZESPOŁY

STM32F4: ciąg dalszy nieustannie następuje Mikrokontrolery STM32F4 miały być - co się zresztą udało szybszą (168 MHz vs 120 MHz) i  lepiej wyposażoną wersją mikrokontrolerów STM32F2. Przedstawione w  artykule nowe typy mikrokontrolerów STM32F4 znacznie poszerzą ich możliwe obszary aplikacyjne, bowiem konstruktorzy dostaną do ręki potężne pod względem szybkości i  wyposażenia, jednoukładowe komputery... Mikrokontrolery STM32F4 są pierwszą w  ofercie STMicroelectronics rodziną wyposażoną w  rdzeń Cortex-M4F. Mikrokontrolery te są kompatybilne ze starszą rodziną mikrokontrolerów - STM32F2 - które wyposażono w  rdzeń Cortex-M3, dzięki czemu konstruktorzy mogą elastycznie dobierać możliwości i wyposażenie mikrokontrolerów do potrzeb docelowej aplikacji. Ułatwiają to: identyczne przypisania funkcji do wyprowadzeń mikrokontrolerów, podobne parametry elektryczne, taka sama - w większości przypadków - budowa bloków peryferyjnych, a także wykorzystanie w obydwu rodzinach mikrokontrolerów niemalże równorzędnych rdzeni z serii Cortex-M. Rodzina STM32F4 składa się obecnie z 21 typów mikrokontrolerów z wbudowaną pamięcią Flash o  maksymalnej pojemności

80

080-082_st1.indd 80

1 MB i pamięcią SRAM o pojemności 192 kB (schemat blokowy pokazano na rysunku 1). W  zależności od typu mikrokontrolery są montowane w  obudowach o  liczbie wyprowadzeń od 64 (obudowa LQFP) do 176 (obudowy LQFP i BGA), a do aplikacji w których ważnym parametrem są niewielkie oferowane są mikrokontrolery w  miniaturowej (wymiary 4,2×3,9×0,57  mm) obudowie WLCSP90, z  wyprowadzeniami kulkowymi rozmieszczonymi w  rastrze 0,4  mm. Tyle o tym co już jest dostępne „na półkach”, zajmijmy się głównym tematem artykułu: co nas czeka w  najbliższych miesiącach w  rodzinie STM32F4. Firma STMicroelectronics wyeksplorowała - dochodząc do wyniku 168 MHz - dogodny sposób promowania swoich mikrokontrolerów, czyli zwiększanie często-

Cortex-M4 vs Cortex-M4F Firma STMicroelectronics we wszystkich produkowanych przez siebie mikrokontrolerach wyposażonych w  rdzenie Cortex-M4 stosuje najbardziej rozbudowaną wersję tego rdzenia, w  której zintegrowano koprocesor zmiennoprzecinkowy FPU (Floating Point Unit). Piszemy o  tym, ponieważ to nie jest standardowa praktyka i  wielu producentów mikrokontrolerów wyposażonych w  rdzenie Cortex-M4 implementuje wyłącznie CPU (bez FPU). Z  tego powodu warto stosować rozróżnienie (zgodne z  poprawioną niedawno przez ARM nomenklaturą): • Cortex-M4 to rdzeń z  obsługą poleceń DSP ale bez FPU, • Cortex-M4F to rdzeń z  obsługą poleceń DSP i  zintegrowanym FPU. Orientację utrudniają nieścisłości w  dokumentacjach producentów, nawet firma STMicroelectronics nie zawsze w  publikowanej dokumentacji „przyznaje się” do stosowania rdzeni Cortex-M4F.

tliwości taktowania CPU. Kolejnym, równie spektakularnym i  łatwym do wykorzystania w  marketingowym przekazie, krokiem jest powiększenie pojemności wewnętrznych pamięci Flash i  SRAM, co czeka nas już wkrótce, bowiem producent wprowadza do produkcji w  rodzinie STM32F4 nowe typy mikrokontrolerów. W  pierwszym etapie wprowadzania nowości na rynek pojawią się grupy mikrokontrolerów noszących ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:31:55

STM32F4: ciąg dalszy nieustannie następuje Cortex-M4F nie tylko w  STM32F4 Czytelnikom zainteresowanym mikrokontrolerami wyposażonymi w  rdzeń Cortex-M4F przypominamy o  tym, że w  ofercie STMicroelectronics znajduje się rodzina STM32F3 także wyposażona w  ten rdzeń, ale o  innym zestawie bloków peryferyjnych i  maksymalnej częstotliwości taktowania 72  MHz.

Rysunek 1. Schemat blokowy mikrokontrolerów STM32F4 z pamięcią Flash 512 kB/1 MB oznaczenia STM32F427 i STM32F437, które wyposażono w pamięć SRAM o pojemności 256  kB oraz dwa banki Flash o  pojemności 1  MB każdy (łącznie 2  MB). Mikrokontrolery te wyposażono dodatkowo (w  stosunku do STM32F40x/STM32F41x) w  większą liczbę interfejsów SPI (łącznie będzie ich 6) i  dodatkowe UART-y (łącznie będzie ich 8), a  wszystkie wewnętrzne timery będą taktowane z taką samą częstotliwością maksymalną jak rdzeń.

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA A1 10/2012 0/2012

080-082_st1.indd 81

W  kolejnym kroku wyposażenie mikrokontrolerów STM32F427 i  STM32F437 zostanie wzbogacone o  interfejsy zewnętrznych pamięci SDRAM i  nowy, zaawansowany interfejs cyfrowego audio (Serial Audio Interface). Ze względu na wyposażenie nowych mikrokontrolerów w  interfejs zewnętrznej pamięci SDRAM, będą one montowane w  obudowach o  liczbie pinów od 100 do 208, co pozwoli dołączyć zewnętrzne pamięci z 32-bitowymi magistralami danych

Rysunek 2. Przykład zastosowania DMA-2D do autonomicznej transmisji danych z sensora CCD do pamięci mikrokontrolera (układy w  obudowach z  208 i  176 pinami) lub 16-bitowymi (pozostałe wersje obudów). W  kolejnym kroku rozwojowym rodzina STM32F4 powiększy się o  kolejne dwie grupy mikrokontrolerów, noszących oznaczenia STM32F429 i  STM32F439. Jest to

81

2012-09-28 14:31:58

PODZESPOŁY

Rysunek 3. Przykład zastosowania DMA-2D do blokowego stablicowania danych audio uzyskiwanych z dwukanałowego strumienia I2S kolejne rozszerzenie funkcjonalne rodziny STM32F4, tym razem o  wbudowany w  mikrokontrolery sterownik TFT-LCD oraz niespotykany dotychczas w  mikrokontrolerach kontroler DMA-2D, który ułatwia i  przyspiesza umieszczanie danych wyświetlanego obrazu (rysunek  2) lub innych danych przesyłanych z  przeplotem (np. kanały audio przesyłane interfejsem I2S - rysunek  3), w pamięci buforującej obraz lub przechowującej dane audio do dalszej obróbki. Schemat blokowy mikrokontrolerów STM32F429 i  STM32F439 pokazano na rysunku 4. Kolejnym usprawnieniem wprowadzonym do nowych typów mikrokontrolerów STM32F4 (na rysunku 5 oznaczono je literą E) jest powiększenie możliwości wbudowanego w nie koprocesora kryptograficznego o obsługę trybu szyfrowania i deszyfrowania GCM (Ga-

Rysunek 4. Schemat blokowy mikrokontrolerów STM32F4 z pamięcią Flash 2 MB (modele z wbudowanym kontrolerem TFT-LCD: STM32F429 i STM32F439) lois/Counter Mode), który jest wykorzystywany m.in. w protokole sieciowym IEEE 802.1AE. O  faktycznych możliwościach nowych bloków peryferyjnych stosowanych w  mikrokontrolerach STM32F4 napiszemy nieco więcej gdy będzie dostępna zarówno doku-

mentacja, jak i same układy w wersjach produkcyjnych. Pewności co do tego, kiedy na pewno to nastąpi nie mam, ale mam poważne podstawy sądzić, że nadchodząca zima zasypie nas nie tylko śniegiem...

Piotr Zbysiński, EP

Rysunek 5. Rodzina mikrokontrolerów STM32F4 z uwzględnionymi modelami, których wdrożenie do produkcji jest planowane w niedługim czasie

82

080-082_st1.indd 82

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:32:00

Optoizolatory w układach sterowania silników o zmiennej prędkości obrotowej PODZESPOŁY

Optoizolatory w układach sterowania silników o zmiennej prędkości obrotowej Obok urządzeń przemysłowych wykorzystujących silniki elektryczne o  zmiennej prędkości obrotowej, drugim ważnym obszarem zastosowań układów sterowania silników 3-fazowych z  modulacją PWM jest rynek urządzeń AGD. W przeciętnym gospodarstwie domowym znajduje zastosowanie kilkadziesiąt silników elektrycznych. Konstrukcja tanich, niezawodnych i  energooszczędnych układów sterowania stała się jednym z głównych obszarów zainteresowań zarówno projektantów układów elektronicznych, jak i producentów podzespołów. W  układach sterowania silników 3-fazowych niezbędnych jest szereg komponentów, takich jak tranzystory IGBT, sterowniki bramek, mikrokontrolery oraz analogowe czujniki napięcia i  prądu. Elementami preferowanymi przez projektantów do zapewnienia izolacji galwanicznej sterowników bramek tranzystorów i czujników są optoizolatory.

Topologia układu sterowania silnika 3-fazowego o zmiennej prędkości obrotowej Na rysunku 1 przedstawiono architekturę nowoczesnego układu sterowania silnika 3-fazowego. Znajduje się tu zespół wejściowych diod prostowniczych, tranzystory IGBT/MOSFET ze sterownikami bramek, czujniki napięcia i prądu, blok zasilania oraz mikrokontroler. Ponieważ w  układzie tym występuje zarówno blok sterowania generujący i  zbierający niskonapięciowe sygnały sterujące, jak też blok zasilania silnika generujący duże napięcia i prądy, jest wymagane zapewnienie pomiędzy nimi izolacji galwanicznej. Firma Avago Technologies oferuje wiele rodzin optoizolatorów o  specyficznych parametrach, dostosowanych do poszczególnych typów obwodów. Są one stosowane w sterownikach bramek tranzystorów wymagających dużych prądów szczytowych, w  czujnikach prądów i napięć na linii zasilającej, czujnikach prądów fazowych silnika oraz w obwodzie wejściowym przetwornika A/C współpracującego z mikroprocesorem lub procesorem DSP. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

083-085_future.indd 83

Zalety sprzęgu optycznego Nowoczesne optoizolatory zapewniają szybkość transmisji sygnałów cyfrowych nawet do 25 Mb/s i występują w wielu wersjach dostosowanych do konkretnych obszarów zastosowań, m.in. wspomnianych już sterowników bramek tranzystorów czy czujników analogowych stosowanych w układach sprzężenia zwrotnego. Izolują wrażliwe, niskonapięciowe komponenty elektroniczne przed sygnałami wysokonapięciowymi występującymi w  bloku wyjściowym, zapewniają komunikację między obwodami cyfrowymi o różnych potencjałach masy, chronią wejścia komponentów analogowych przed dużymi napięciami sumacyjnymi, eliminują szumy i  interferencje związane z  przepływem prądu w  pętli masy oraz zabezpieczają przed porażeniem wysokim napięciem z  układu zasilania. Są też wykorzystywane do wzmacniania i przełączania sygnałów.

Obszary zastosowań Sterowanie bramek tranzystorów IGBT/ MOSFET to jeden z największych obszarów zastosowań optoizolatorów. W zależności od topologii obwodu i rodzaju silnika układ sterowania zawiera różną liczbę sterowników bramek, typowo 7 w przypadku silnika 3-fazowego (6 sterujących uzwojeniami silnika i jeden sterujący hamulcem). O ile w tanich układach sterowania monitorowana jest zazwyczaj tylko temperatura radiatora oraz prąd i napięcie na szynie zasilającej, w  droższych układach wymagane są co najmniej 4 dodatkowe optoizolatory do kontroli przejścia przez 0, siły elektromotorycznej, przeciwelektromotorycznej, natężenia prądów fazowych oraz do układu sterowania hamulcem. Często układy sterowania silnikami muszą zapewniać zgodność z wymogami różnych standardów bezpieczeństwa. W  wypadku ma-

łych silników zasilanych niskim napięciem wystarczają umieszczone na panelu sterującym szczelne, plastikowe przyciski o wytrzymałości dielektrycznej 2500 Vrms. W układach sterowania silników dużej mocy zasilanych wysokim napięciem oprócz wspomnianego punktu izolacji jest niezbędne dodanie dodatkowego punktu izolacji pomiędzy mikrokontrolerem i czujnikami umieszczonymi w  części wysokonapięciowej systemu.

Topologie układów sterowania bramek Sterowanie bramki tranzystora IGBT/MOSFET wymaga dostarczenia prądu o  natężeniu wystarczającym do przeładowania pojemności G-S i G-D, umożliwiającego obniżenie napięcia drenu do wartości odpowiadającej stanowi niskiej impedancji. Dobór konkretnej metody sterowania zależy od dostępnej powierzchni płytki drukowanej, liczby podzespołów, wymaganej niezawodności, sprawności, poziomu izolacji oraz od dopuszczalnej mocy strat. Najważniejszym wymogiem dla każdego sterownika bramek jest dostarczenie do tranzystora prądu o  natężeniu wystarczającym do przełączenia go w tryb niskiej impedancji. Natężenie IG=UGE·CGE/tSW Pojemność bramki tranzystora IGBT przekłada się na natężenie prądu niezbędne do jego przełączenia. Przykładowo, 1200-woltowy tranzystor IGBT o  dopuszczalnym prądzie drenu 300 A  cechuje się pojemnością bramka-emiter wynoszącą około 50 nF. Napięcie progowe bramki wynosi 10...12 V, a  czas przełączania tranzystora 300 ns. Minimalne natężenie prądu koniecznego do wysterowania bramki wynosi zatem 1,66 A. Niemniej jednak, tranzystor wymaga dostarczenia również prądu przeładowującego pojemność bramka-kolektor. Przyjmijmy wartość Cgc równą 500 pF. Przy napięciu szyny

83

2012-09-28 14:32:54

PODZESPOŁY równym 400 V napięcie drenu musi obniżyć się od tej wartości do poziomu 1...2 V, tak więc wymagane natężenie prądu wyznaczone z powyższego wzoru wynosi 0,67 A. Minimalne natężenie prądu dostarczanego przez sterownik, niezbędne do włączenia tranzystora wynosi więc 2,33 A. Po włączeniu tranzystora napięcie na jego bramce osiąga wartość maksymalnego napięcia wyjściowego sterownika. Jego spadek w czasie postępuje w takt stałej czasowej CGE i RG, a czas przeładowania pojemności bramki jest tym krótszy, im większe jest napięcie wyjściowe sterownika. Jedną z metod skrócenia czasu wyłączania tranzystora jest zastosowanie ujemnej polaryzacji bramki (rysunek 2). Wprowadzono tu podwójne źródło zasilania sterownika bramek i połączono źródło ujemne (-5...-10 V) z emiterem tranzystora.

Optoizolatory a specjalizowane sterowniki wysokonapięciowe HVIC Największą wadą układów sterowania bramek bazujących na transformatorach jest brak możliwości pracy w  zakresie bardzo małych częstotliwości. Ponadto, powierzchnia montażowa tych elementów jest zazwyczaj znacznie większa niż w przypadku sprzęgaczy optycznych. Z  kolei wadą układów bazujących na zintegrowanych sterownikach wysokonapięciowych (HVIC) jest brak możliwości stosowania ujemnej polaryzacji bramki oraz brak możliwości zapewnienia bezpiecznej izolacji galwanicznej wymaganej przez wiele standardów bezpieczeństwa urządzeń (IEC, IEC/EN/DIN, UL). Dlatego też w przypadku stosowania modułów HVIC wymagana jest współpraca z  dodatkowym układem izolacyjnym, np. z  tanim optoizolatorem. Generalnie, w układach sterowania silników dużej mocy sprzęgacze optyczne przewyższają układy HVIC zarówno pod względem oferowanych parametrów, jak i ekonomicznym. W tabeli 1 zestawiono właściwości wybranych elementów z  obu tych grup. Wybór optymalnego rozwiązania zależy od wielu parametrów, takich jak cena, oczekiwana niezawodność, zgodność z  normami bezpieczeństwa urządzeń, poziom izolacji, wydajność prądowa itp. W tabeli 2 znajduje się zestawienie parametrów najpopularniejszych sprzęgaczy optycznych stosowanych w układach sterowania bramek tranzystorów IGBT/MOSFET.

Rysunek 1. Układ sterowania 3-fazowego silnika o zmiennej prędkości obrotowej

Tabela 1. Porównanie parametrów wybranych sprzęgaczy optycznych i  układów HVIC Liczba kanałów Izolacja galwaniczna Typ izolacji Napięcie zasilania Maks. napięcie pracy Zgodność z  UL, CSA Zgodność z  IEC/EN/ DIN EN 60747-5-2 Zabezpieczenie podnapięciowe Sygnał zwrotny błędu Prąd zasilania (maks.) Wyj. prąd szczytowy Czas propagacji Temperatura pracy Cena hurtowa

Optoizolatory HCPL 314J HCPL 316J 2 1 Tak Optyczna 10...30 V IEC (600 V) Tak

IR 2130 3

600 V

Tak Nie

Układy HVIC IR 2135 3 Nie Złącze PN 10...20 V 1200 V Nie

IR2122 1

600 V

Nie Tak

Nie Tak 5 mA 5 mA 0,4 A 2 A 1 ms 0,5 ms -40...+100°C 2,40 USD 3,40 USD

cze zintegrowane z wyjściowym 15-bitowym przetwornikiem A/C delta-sigma (HCPL7860, HCPL-0870). Wszystkie te układy zawierają przetwornik A/C delta-sigma w  obwodzie pierwotnym sprzężony optycznie z przetwornikiem C/A w obwodzie wtórnym. Charakteryzują się dużym współczynnikiem CMR, co jest cechą niezbędną w  nowoczesnych, szybkich układach sterowania silnikami. Mierzą spadek napięcia na szeregowym rezystorze pomiarowym o  małej

Tak

Tak

Nie

Tak 4 mA 0,2 A 0,675 ms

Tak 4 mA 0,2 A 0,7 ms -40...+125°C 5,70 USD

Tak 0,12 mA 0,1 A 0,25 ms

5,30 USD

1,90 USD

wartości połączonym równolegle z  liniami wejściowymi, zapewniając bardzo dobrą liniowość w zakresie 200 mV. Zawierają wejściowy filtr dolnoprzepustowy RC (antyaliasingowy) zapobiegający przedostawaniu się do modulatora szumów w.cz.

Regulacje i wymogi bezpieczeństwa Sprzęgacze optyczne są często stosowane w układach pracujących pod wysokim na-

Wzmacniacze analogowe ze sprzężeniem optycznym Oprócz sprzęgaczy optycznych firma Avago Technologies produkuje kilka klas wzmacniaczy analogowych ze sprzężeniem optycznym, od najprostszych HCPL-7800/7800A i  HCPL-7840, poprzez wzmacniacz z  zabezpieczeniem przed zwarciem i  przeciążeniem (HCPL-788J) po wzmacnia-

84

083-085_future.indd 84

Rysunek 2. Układ sterowania tranzystora z ujemną polaryzacją bramki ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:32:55

Optoizolatory w układach sterowania silników o zmiennej prędkości obrotowej Tabela 2. Rekomendowane sprzęgacze optyczne do sterowania IGBT/MOSFET w  układach napędowych silników małej mocy Zgodność z  normami UL Recognized: 3750 Vrms/1 min (HCPL3120), 5000 Vrms (HCNW3120), 3750 Vrms (HCPL-J312) CSA Approved DIP-8 IEC/EN/DIN EN Widebody 60747-5-2  : DIP-8 Viorm = 1414 Vpk dla HCNW3120 Viorm = 630 Vpk dla HCPL-3120(060), Viorm = 891 Vpk dla HCPL-J312 UL Recognized: 3750 Vrms/1 min CSA Approved DIP-8 IEC/EN/DIN EN 60747-5-2: Viorm = 630 Vpk (060)

Oznaczenie Obudowa

HCPL-3120 HCNW3120 HCPL-J312

HCPL-3150

HCPL-316J

HCPL-315J

HCPL-314J

SO-16

IEC/EN/DIN EN 60747-5-2: Viorm = 891 Vpk

SO-16

UL Recognized: 3750 Vrms/1 min IEC/EN/DIN EN 60747-5-2: Viorm = 891 Vpk

SO-16

UL Recognized: 3750 Vrms/1 min dla HCPL-4504/0454, 5000 Vrms/1 min dla HCNW4504 i  HCPL45-4 (020) CSA Approved IEC/EN/DIN EN 60747-5-2: Viorm: 1414 Vpk dla HCNW4504

pięciem ze względu na dużą zdolność izolacyjną (zarówno dla krótkotrwałych przepięć,

Parametry

prąd wyjściowy 2,0 A, min. CMR=15 kV/μs @ Vcm = 1500 V, zabezpieczenie podnapięciowe (UVLO) z  histerezą, maks. czas propagacji 500 ns, maks. napięcie wyjściowe w  stanie niskim 0,5 V, maks. prąd zasilania 5 mA, Vcc od 15 do 30 V, zakres temp. pracy od-40 do +100°C

prąd wyjściowy 0,5 A, min. CMR=15 kV/μs @ Vcm = 1500 V, zabezpieczenie podnapięciowe (UVLO) z  histerezą, maks. czas propagacji 500 ns, maks. napięcie wyjściowe w  stanie niskim 1,0 V, maks. prąd zasilania 5 mA, Vcc od 15 do 30 V, zakres temp. pracy od-40 do +100°C prąd wyjściowy 2,0 A, min. CMR=15 kV/μs @ Vcm = 1500 V, zakres napięć zasilania Vcc od 15 do 30 V, zakres temp. pracy od-40 do +100°C, zabezpieczenie nadprądowe + Fault Feedback, zabezpieczenie podnapięciowe i  układ antynasyceniowy IGBT, wejście kompatybilne z  poziomami CMOS, wyjście Fault Status z  izolacją optyczną prąd wyjściowy 0,5 A, min. CMR=15 kV/μs @ Vcm = 1500 V, zabezpieczenie podnapięciowe (UVLO) z  histerezą, maks. czas propagacji 500 ns, maks. napięcie wyjściowe w  stanie niskim 1,0 V, zakres napięć zasilania Vcc od 15 do 30 V, zakres temp. pracy od-40 do +100°C, maks. prąd zasilania 5 mA prąd wyjściowy 0,45 A, min. CMR=10 kV/μs @ Vcm = 1500 V, zabezpieczenie podnapięciowe (UVLO) z  histerezą, maks. czas propagacji 700 ns, maks. napięcie wyjściowe w  stanie niskim 1,0 V, zakres temp. pracy od-40 do +100°C, maks. prąd zasilania 3 mA, Vcc od 10 do 30 V

jak i napięć ciągłych). Operatorzy urządzeń, jak i  znajdujące się wewnątrz obudowy ob-

wody elektroniczne wymagają zapewnienia odpowiedniej bariery chroniącej przed kontaktem z  obwodami wysokonapięciowymi. Standard bezpieczeństwa określa się zarówno na poziomie sprzęgacza optycznego, jak i całego urządzenia.

Typowe układy aplikacyjne Do układów sterowania bramek tranzystorów i  dynamicznego hamowania jednym z  rekomendowanych optoizolatorów jest HCPL-314J. Jest to tani sprzęgacz dwukanałowy nadający się do równoczesnego sterowania tranzystorami high-side i  low-side regulującymi przepływ prądu przez uzwojenie silnika. Oznacza to, że w układzie sterowania silnikiem 3-fazowym wymagane jest zastosowanie tylko 3 takich optoizolatorów, natomiast w przypadku implementacji układu hamowania można zastosować dodatkowy HCPL-314J lub wariant jednokanałowy, np. HCPL-3150. Zakres napięć zasilania dla HCPL-314J wynosi od 10 do 30 V, minimalne napięcie sterowania 8 mA, czas propagacji 700 ns, a współczynnik CMR 10 kV/ms. W przypadku sterowania modułem IPM (Intelligent Power Module) nie są wymagane sprzęgacze optyczne o dużej wydajności prądowej, takie jak HCPL-314J czy HCPL-315J. Ponieważ w strukturze IPM znajduje się zarówno zespół tranzystorów dużej mocy, jak i  współpracujący z  nimi układ sterowania bramek, wystarczają sprzęgacze z  wyjściem tranzystorowym o  małej mocy wyjściowej, takie jak HCPL-4504 lub HCPL-4506, których podłączenie do wejścia IPM wymaga tylko jednego (wbudowanego w ich strukturę) rezystora polaryzującego. HCPL-4506 pozwala na sterowanie obciążeń pojemnościowych 1000 pF przy maksymalnym czasie propagacji 500 ns. Do izolowanych układów pomiaru prądu/napięcia szyny, prądu fazowego, temperatury (napięcia z czujnika umieszczonego na radiatorze) lub siły przeciwelektromotorycznej (w  przypadku silników BLDC) polecany jest wzmacniacz izolacyjny HCPL7840.

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

083-085_future.indd 85

85

2012-09-28 14:32:56

NOTATNIK KONSTRUKTORA

Jaki generator? Wybór generatora sygnału zegarowego do aplikacji Konstruktor budujący urządzenie z  układami cyfrowymi często staje przed dylematem wyboru odpowiedniego generatora sygnału zegarowego (taktującego). W  praktyce można skorzystać z  wielu rozwiązań, począwszy od generatorów RC wbudowanych w  struktury układów, poprzez moduły generatorów o  częstotliwości stałej lub przestrajanej napięciem oraz inne, specjalistyczne rozwiązania jak np. generator rubidowy. Duży wybór rozwiązań może przyprawić o  zawrót głowy – który generator wybrać do swojej aplikacji i  jakimi kryteriami kierować się? Nie można użyć tego samego kryterium dobierając źródło sygnału zegarowego do różnych urządzeń. Wybór właściwego generatora jest zależny od szeregu czynników, np. od tego czy jego sygnał musi być synchronizowany z zewnętrznym sygnałem odniesienia, architektury mikroprocesora lub układu FPGA, rodzaju zastosowanych interfejsów, wymagań odnośnie do stabilności częstotliwości oraz jittera i  innych. Istnieją aplikacje, w  których krytyczne znaczenie mają niski jitter oraz małe zniekształcenia fazowe, ponieważ mają one bezpośredni wpływ na stopę błędów w szybkiej transmisji danych lub stosunek sygnał/szum podczas konwersji analogowo – cyfrowej. Projektowanie urządzeń przeznaczonych do pracy w  sieci, bezprzewodowej transmisji danych, transmisji sygnału wizji oraz przyrządów pomiarowych i  testujących, staje się coraz bardziej złożone. Nie chodzi tu o  sam hardware (chociaż i  on musi podołać rosnącym wymaganiom), ale także o to, że inżynier musi dysponować odpowiednią wiedzą na temat rosnącej liczby protokołów komunikacyjnych, standardów transmisji danych oraz parametrów technicznych transmisji, które mają ogromny wpływ na projektowane urządzenia. Dodatkowo, najnowsze urządzenia są przystosowywane do pracy z  wykorzystaniem wielu standardów. Na przykład, współczesne węzły telekomunikacyjne wspierają nie tylko standardy SONET/SDH oraz Ethernet, ale również powinny być przystosowane do przenoszenia cyfrowego, strumieniowego sygnału wizji. Aktualnie montowane stacje bazowe telefonii komórkowej obsługują nie tylko telefonię, ale również sieci WiMax i  LTE. Kolejne przykłady można mnożyć. Jest to powodem, dla którego producenci sprzętu skupiają się głównie na implemen-

86

086-088_generatory-sygn-zeg.indd 86

towaniu nowych funkcjonalności i nie chcą marnować czasu na rozwiązywanie problemów związanych z hardware. Do tego można dodać wszechobecny trend do obniżania kosztu gotowego wyrobu. Wśród technik taktowania układów cyfrowych można wymienić trzy rodzaje: asynchroniczne (niezależnie od innych źródeł sygnału), synchroniczne (na podstawie sygnału wzorcowego – synchronicznie z innym źródłem) oraz przez powielanie częstotliwości wzorcowej.

Taktowanie asynchroniczne Najczęściej stosowanym w  technice cyfrowej i jednocześnie najprostszym źródłem sygnału zegarowego jest generator RC lub kwarcowy (XO) generujące sygnał o  stałej częstotliwości, przeznaczony najczęściej dla pojedynczego komponentu – mikrokontrolera, układu FPGA itp. Generatory RC są bardzo wrażliwe na zmiany temperatury oraz zmiany parametrów komponentów ustalających częstotliwość i  dlatego raczej nie nadają się do aplikacji wymagających dokładnego odmierzania czasu, np. do sterowania pracą UART. Ze względu na bardzo niski koszt implementacji są one jednak bardzo chętnie stosowane w niewymagających urządzeniach – zabawkach, timerach odmie-

rzających czas z kilkuprocentową dokładnością, urządzeniach pracujących niezależnie od innych lub wykorzystujących do transmisji autonomiczne moduły itd. Generatory kwarcowe charakteryzują się znacznie lepszą stabilnością i  są często wykorzystywane w aplikacjach pracujących asynchronicznie. Przykład systemu asynchronicznego pokazano na rysunku 1. Każdy z  oscylatorów dostarcza lokalny sygnał odniesienia dla dwóch niezależnych domen sygnałów zegarowych. Oba systemy mogą być taktowane sygnałami o  częstotliwości, która nie musi być identyczna. Wystarczającą dokładność zapewniają generatory kwarcowe lub krzemowe, ale w  większości wypadków nie da się zastosować generatora RC chyba, że zostanie wprowadzona odrębna metoda synchronizacji transmisji szeregowej (np. kodowanie Manchester). W innym wypadku, np. przesyłając dane za pomocą UART jest wymagane, aby prędkości transmisji były identyczne z  tolerancją co najwyżej 2%. W  praktyce, nieskomplikowany generator kwarcowy umożliwia uzyskanie dokładności generowanej częstotliwości rzędu 0,5%, co jest w zupełności wystarczające dla transmisji UART. Architektura zaprezentowana na rys.  1 dobrze nadaje się dla aplikacji pracujących w trybie burst. Ciągła wymiana danych wymaga bitów synchronizujących, dokładnego odmierzania czasu oraz bufora kolejki FIFO, aby zabezpieczyć się przed błędami transmisji. Przykładami urządzeń asynchronicznych jest sprzęt do przetwarzania sygnału wizji oraz wyposażenie sieci Ethernet. Wybór generatora dla takiej aplikacji powinien być podyktowany częstotliwością generowanego sygnału, stabilnością jego fazy oraz wymaganiami odnośnie do dryftu tempera-

Rysunek 1. Schemat blokowy systemu przesyłającego dane asynchronicznie, jednokierunkowo ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:34:15

Wybór generatora sygnału zegarowego do aplikacji

Rysunek 2. Schemat blokowy modułu do komunikacji synchronicznej, dwukierunkowej turowego czy wynikającego ze starzenia się komponentów.

Taktowanie synchroniczne Synchronizacja sygnałów zegarowych jest zwykle używana w  aplikacjach, które wymagają ciągłej komunikacji. W  takiej sytuacji muszą być zminimalizowane opóźnienia transmisji wynikające z czasu propagacji w sieci. Najlepiej, aby czas propagacji sieci miał zawsze zbliżoną wartość. Aby to osiągnąć, aplikacje (włączając w  to SONET/SDH, SyncE – Synchronous Ethernet, bezprzewodową retransmisję sygnału oraz transport sygnału wizji i  fonii wysokiej jakości) wymagają, aby nadajnik i  odbiornik pracowały taktowane sygnałami o tej samej częstotliwości.

Przykład systemu pracującego synchronicznie pokazano na rysunku  2. Po stronie nadajnika, generator dostarcza sygnał taktujący transmisją o dużej prędkości. Pracuje on ze stałą częstotliwością, którą przyjmuje się jako sygnał zegarowy odniesienia. Zależnie od wymagań aplikacji, sygnał ten może być generowany lokalnie lub centralnie, np. może być pobierany z odbiornika GPS. Często w  takiej sytuacji (przy sygnale odbieranym z  zewnątrz) w  urządzenie wbudowuje się generator PLL pełniący rolę regeneratora sygnału wzorcowego. Jego zadaniem jest wytwarzanie sygnału odniesienia, a  przy tym tłumienie jittera, usunięcie niepożądanych zakłóceń oraz zapewnienie sygnału o niskim jitterze dla bloku PHY.

Po stronie odbiornika do odtworzenia sygnału zegara systemowego są używane bloki Clock oraz Data Recovery – CDR. Mogą one być wykonane z użyciem komponentów zewnętrznych lub zintegrowane wewnątrz PHY. Opcjonalnie, w celu umożliwienia blokom CDR szybkiego odbioru danych oraz do ustalenia częstotliwości sygnału zegarowego, jak również zapewniając rezerwę na wypadek awarii, można w  odbiornik wbudować generator kwarcowy. Odtworzony sygnał zegarowy przechodzi przez inny generator PLL obniżający (dzielący) jego częstotliwość. Lokalne funkcje pomiaru czasu mogą być zsynchronizowane z  tym sygnałem lub z  innym sygnałem lokalnym, który jest zsynchronizowany z  centralnym źródłem głównego sygnału zegarowego. Synchronizacja ze źródłem zapewnia synchroniczną pracę generatorów sygnału zegarowego we wszystkich węzłach sieci. Generatory PLL używane w tej aplikacji mogą wymagać pętli fazowej o  wąskim paśmie przenoszenia, aby odfiltrować niepożądany jitter. Generator PLL może być wykonany z  elementów dyskretnych np. z  użyciem specjalizowanego układu scalonego lub modułu generatora przestrajanego napięciem (VCXO), detektora fazy i  filtra pętli. Zaleca się rozwiązanie wykorzystujące elementy

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

086-088_generatory-sygn-zeg.indd 87

87

2012-09-28 14:34:16

NOTATNIK KONSTRUKTORA Tabela 1. Tabela ułatwiająca wybór odpowiedniego sygnału zegarowego do aplikacji Opis funkcji

Generator kwarcowy (XO)

Generator przestrajany napięciem (VCXO) Taktowanie synchroniczne Mnożnik sygnału zegarowego/tłumienie jittera w  generatorze PLL Generowanie pojedynczego sygnału wyjściowego

Funkcja pierwszorzędna

Taktowanie asynchroniczne Sygnał odniesienia dla bloków CDR

Częstotliwość

Stała

Złożoność opracowania Skala integracji Filtrowanie jittera

Niska Wysoka Nie

Zalecenia odnośnie do aplikacji

Do stosowania w  aplikacjach o  niskich Wymaga lokalnego oscylatora kwarcowe- wymaganiach odnośnie do jittera oraz go lub krzemowego. Parametry genera- poziomu zaburzeń oraz wtedy, gdy tora zależą od jakości oscylatora. obwody PLL są zintegrowane wewnątrz ASIC, FPGA itp.

dyskretne, gdy wymagania stawiane jitterowi oraz zniekształceniom fazowym są bardzo wysokie. W  niektórych aplikacjach procesor lub układ FPGA mają zintegrowane detektor fazy oraz pompę ładunków, więc wymagane jest użycie jedynie generatora VCXO oraz zewnętrznego filtra pętli (rysunek 3). Pomimo tego rozwiązanie dyskretne ma wiele wad. Wykonanie dyskretnej pętli PLL wymaga wiedzy i  znajomości tematu, natomiast generator jest czuły na zaburzenia występujące na płytce drukowanej. Dodatkowo, dyskretny generator PLL zwykle dostarcza pojedynczego sygnału. Jeśli wymagania odnośnie do częstotliwości zegarowej zmienią się, to należy użyć innego generatora VCXO. W  niektórych aplikacjach jest wymagane użycie kilku VCXO w  celu wygenerowania wszystkich sygnałów zegarowych niezbędnych dla danej aplikacji. Co oczywiste – podwyższa to koszt rozwiązania. Aby sprostać takim potrzebom są produkowane układy scalone (np. Silicon Lab Si571), które eliminują konieczność stosowania wielu generatorów zegarowych i  obniżają całkowitą cenę rozwiązania.

Powielanie częstotliwości wzorcowej Często stosowaną metodą generowania sygnału zegarowego jest powielanie częstotliwości wzorcowej. Mimo iż określenie „układ mnożący” najczęściej odnosi się do komponentów analogowych mnożących sygnały lub prądy wejściowe, to dla potrzeb tego akapitu przyjmujmy, że określenie „mnożący” będzie w  nim odnosiło się do układów powielających – mnożących częstotliwość wzorcową przez pewną stałą wartość. Dla wytłumienia jittera zegarowego sygnału odniesienia w  układzie mnożącym jest używane rozwiązanie wykorzystujące generator PLL, najczęściej zintegrowa-

88

086-088_generatory-sygn-zeg.indd 88

Zmienna w  zakresie przestrajania (typowo ±100 ppm) Wysoka Niska Tak (komponenty dyskretne)

ny w  układzie scalonym. Układ mnożący utrzymuje stałą częstotliwość sygnału wyjściowego, filtruje niepożądany jitter i generuje sygnał o częstotliwości wynikającej z przemnożenia wejściowego sygnału odniesienia przez stałą wartość. Budując ten rodzaj generatora trzeba zwrócić szczególną uwagę na wybór układu mnożącego, ponieważ układy scalone poszczególnych producentów nie są równoważne funkcjonalnie. Dla aplikacji szybkiej transmisji danych za pomocą interfejsu szeregowego jest wymagane zastosowanie układów mnożących o najwyższej jakości, ponieważ tylko one są w  stanie zapewnić niewielki jitter. W  danych katalogowych danego podzespołu powinno się odszukać informacje na temat maksymalnego i typowego jittera, a następnie porównać obie wartości. Układ mnożący, w  którym wyspecyfikowano maksymalny jitter pozwala konstruktorowi na ustalenie budżetu jittera oraz określenie na tej podstawie parametrów czasowych układów w  taki sposób, który zapewni wystarczający margines bezpieczeństwa w każdych warunkach transmisji. W kolejnym kroku warto zwrócić uwagę na pasmo przenoszenia układu mnożącego. Jeśli jest wymagane tłumienie jittera sygnału wzorcowego, to wówczas pasmo przenoszenia musi być mniejsze od 1 kHz. Na koniec należy potwierdzić, że układ mnożący może pracować w  założonych przedziałach częstotliwości. Zastosowanie wielowyjściowego układu mnożącego mającego możliwość ustalenia dla każdego z  nich odrębnego mnożnika, pozwala na przełączanie się na różne częstotliwości sygnału zegarowego. W  takiej sytuacji po przełączeniu nie traci się synchronizacji z  sygnałem odniesienia, podczas gdy odbiornik może pracować szybciej np. kilkakrotnie próbkując sygnał wejściowy.

Układ powielania częstotliwości wzorcowej Taktowanie synchroniczne Mnożenie sygnału zegarowego Tłumienie jittera Generowanie wielu sygnałów wyjściowych Funkcje systemowe – przełączanie, podtrzymanie Rekonfigurowana za pomocą interfejsu cyfrowego Niska Wysoka Tak (zintegrowane) Do stosowania, gdy jest wymagane zintegrowane rozwiązanie zawierające tłumienie jittera i/lub mnożenie częstotliwości sygnału wzorcowego. Daje możliwość zmiany częstotliwości. Często stosowane do realizacji funkcji systemowych.

Układ mnożący w  wypadku zaniku sygnału wzorcowego może przełączyć się na źródło alternatywne. Często buduje się aplikacje, w  których jest monitorowana jakość wielu sygnałów wzorcowych i  w  wypadku wykrycia pogorszenia się parametrów lub wręcz przy zaniku sygnału głównego, generator przełącza się na alternatywne źródło odniesienia. Innym popularnym sposobem reagowania na zanik sygnału głównego jest podtrzymanie pracy generatora z  częstotliwością sygnału, która występowała tuż przed zanikiem sygnału głównego.

Podsumowanie W  tabeli 1 zamieszczono streszczenie wskazówek podanych w  artykule. Upraszcza ona wybór właściwego źródła sygnału zegarowego dla projektowanego urządzenia. Tabela nie wyjaśnia czy należy użyć generatora kwarcowego czy krzemowego – przy wyborze rodzaju rozwiązania należy kierować się jego parametrami technicznymi, używając wskazówek zawartych w tabeli.

Jacek Bogusz, EP Bibliografia: Silicon Laboratories: James Wilson „When to Use a Clock vs. an Oscillator”. Maxim Integrated: Tutorial 2141: „Determining Clock Accuracy Requirements for UART Communications”, http://pdfserv.maximintegrated.com/en/an/AN2141.pdf.

Rysunek 3. Schemat blokowy generator z zewnętrznym filtrem i generatorem VCXO przestrajanym napięciem

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:34:16

Krok po koroku Kursy EP

Wielokanałowy, dwukierunkowy interfejs COM/USB Za pomocą zestawu Freescale KwikStik K40 Przedstawiamy sposób implementacji na zestawie KwikStik K40 z mikrokontrolerem Kinetis MK40X256VLQ100 urządzenia kompozytowego USB, emulującego wiele portów COM. Każdy port ma przypisana własną funkcję obsługi przychodzących do niego danych, co umożliwia imitowanie niezależnych urządzeń i aplikacji na nich działających.

Nie ma dużego znaczenia, który mikrokontroler z  rodziny KINETIS zostanie wybrany do realizacji symulatora, jednak musi mieć cechy, takie jak możliwość dołączenia przez USB i niewielkie wymiary. Ważna jest też dostępność urządzenia oraz znajomość środowiska programistycznego. Zgodny z  wymaganiami jest mikrokontroler Freescale MK40X256VLQ100 stosowany w zestawie Kwikstik K40, pokazany na fotografii  1. Ma on następujące parametry: szybkość taktowania wynosząca 100 MHz, pamięć Flash o pojemności 256 kB oraz wbudowany debugger SEGGER J-Link. Projekt dla mikrokontrolera został przygotowany przy użyciu środowiska programistycznego CodeWarrior 10.1 oraz systemu czasu rzeczywistego MQX w wersji 3.7. Opiera się on na przykładowym projekcie dostarczonym przez Freescale Semiconductor, zawartym w  pakiecie demo Kinetis KwikStik Demo Software Lab Guide Rev. 0.4, który po instalacji znajduje się w  katalogu: „${MQX_ROOT_DIR}/demo/ Kwikstik_Demo/cw10” oraz kodzie z  przykładu wirtualnego portu COM znajdującego się domyślnie w katalogu: „${MQX_ROOT_DIR}/usb/device/examples/cdc/virtual_ com”. Wszystkie biblioteki użyte w  projekcie są dostarczone razem z systemem operacyjnym MQX 3.7. Aby napisać aplikację, która na mikrokontrolerze obsługuje wiele punktów końcowych USB, należy zdefiniować wiele struktur identyfikujących, oraz napisać odpowiednie funkcje umożliwiające osobną obsługę każdego zestawu punktów końcowych składających się na imitowane urządzenie. Ponieważ będę chciał obsługiwać imitowane urządzenia przez wirtualny port COM zostanie użyta do tego klasa CDC i przedefiniowana, tak aby była możliwość osobnej obsługi każdego z punktów końcowych. Nie będą opisywane wszystkie pola struktur i wszystkie własności komunikacji USB,a tylko te, które wyjaśniają pobieżnie zagadnienie oraz te, które należy zmodyfikować w celu osiągnięcia, określonego przez temat projektu, efektu. Dla lepszego śledzenia zmian wprowadzanych w  kodzie, przy każdej wymaganej modyfikacji znajduje się komentarz: „// !!! zmień aby dodać”, wraz z opisem.

Urządzenie kompozytowe jest to pojedyncze urządzenie pozwalające na obsługę wielu niezależnych aplikacji USB. Efektem niniejszego projektu będzie wykrycie przez system urządzenia kompozytowego oraz kilku wirtualnych portów COM Fotografia 1. Widok zestawu KwikStik jak pokazano na rysun- K40 ku 2. Aby zaimplementować urządzenie kompozytowe należy zintegrować ze sobą kilka interfejsów w urządzeniu (rys. 1.3). W  skrócie, aby dodać nowy interfejs w  celu obsługi dodatkowej aplikacji używając tego samego kontrolera należy: zmodyfikować liczbę interfejsów obsługiwanych przez deskryptor konfiguracji, dodać nowy deskryptor interfejsu, deskryptory punktów końcowych oraz powiązane z nimi funkcje obsługi żądań.

Rysunek 2. Widok urządzenia kompozytowego oraz imitowanych przez niego wirtualnych portów COM w Menedżerze Urządzeń systemu Windows

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

089-092_freescale.indd 89

89

2012-09-28 14:36:02

Pole bLength bDescriptorType

90

Opis wielkość deskryptora w  bajtach typ deskryptora wersja specyfikacji USB w  formacie BCD (binary-coded decimal) kod klasy kod podklasy kod protokołu maksymalny rozmiar pakietów dla zerowego punktu końcowego numer identyfikacyjny sprzedawcy numer identyfikacyjny produktu numer serii urządzenia indeks deskryptora znakowego producenta indeks deskryptora znakowego produktu indeks deskryptora znakowego numeru seryjnego liczba możliwych konfiguracji

Krok po koroku Kursy EP

Urządzenie USB raportuje swoje atrybuty za pośrednictwem deskryptorów. Deskryptor jest strukturą o zdefiniowanym formacie. Każdy rozpoczyna się od pola zawierającego całko- wity rozmiar w  bajtach, a  następnie po nim posiada pole o wielkości bajtu identyfikujące typ bcdUSB deskryptora. Urządzenie USB potrzebuje zdefiniowania deskryptorów urządzenia, deskryptorów konfiguracji bDeviceClass i interfejsów. bDeviceSubclass Deskryptor urządzenia (tabela 1) zawiera ogólne inbDeviceProtocol formacje o  urządzeniu USB, dotyczące jego globalnych bMaxPacketSize0 własności. Urządzenie USB ma tylko jeden deskryptor idVendor urządzenia, znajduje się on w tablicy g_device_descriptor. Dla urządzenia kompozytowego należy ustawić klaidProduct sę urządzenia (Device Class), podklasę (Device Subclass) bcdDevice oraz protokół (Device Protocol) na wartość 0. Wtedy każiManufacturer dy interfejs będzie mógł ustawić własne wartości, a host iProduct będzie rozpoznawał podłączony przez USB mikrokoniSerialNumber troler jako urządzenie kompozytowe. Należy też ustawić bNumConfigurations pola Vendor ID oraz Product ID na właściwe wartości. Wszystkie urządzenia mające tą samą parę nuListing 1. Deskryptor urządzenia merów VID/PID powinny używać tych samych uint_8 g_device_descriptor[DEVICE_DESCRIPTOR_SIZE] = sterowników. Przykład deskryptora urządzenia { DEVICE_DESCRIPTOR_SIZE, /* Device Dexcriptor Size */ pokazano na listingu 1. USB_DEVICE_DESCRIPTOR, /* Device Type of descriptor */ USB_uint_16_low(BCD_USB_VERSION), /* BCD USB version */ Deskryptor konfiguracji (tabela 2) opisuje USB_uint_16_high(BCD_USB_VERSION), bardziej specyficzną konfigurację urządzenia. 0, /* Device Class */ 0, /* Device Subclass */ Definiuje liczbę interfejsów dostarczonych 0, /* Device Protocol */ CONTROL_MAX_PACKET_SIZE, /* Max Packet size */ w danej konfiguracji. 0xXX,0xXX, /* Vendor ID */ Należy odpowiednio zmienić wartości 0xXX,0xXX, /* Product ID */ 0x02,0x00, /* BCD Device version */ definicji w  pliku usb_descriptor.h, mianowi0x01, /* Manufacturer string index */ cie wielkość struktury z  deskryptorami CON0x02, /* Product string index */ 0x00, /* Serial number string index */ FIG_DESC_SIZE oraz liczbę zadeklarowanych DEVICE_DESC_NUM_CONFIG_SUPPOTED /* Number of configurations */ }; interfejsów CONFIG_DESC_NUM_INTERFACES_SUPPORTED. Przykładowy deskryptor konfiguracji zamieszczono na listingu 2. Tabela 2. Pola deskryptora konfiguracji Deskryptor interfejsu (tabela 3) opisuje specyfikę Pole Opis interfejsów w ramach deskryptora konfiguracji. RozdziebLength wielkość deskryptora w  bajtach la on punkty końcowe w funkcjonalne grupy, z których bDescriptorType typ deskryptora każda realizuje jedną z funkcji urządzenia. Ponieważ jest rozmiar w  bajtach deskryptora konfiguracji to obszerna struktura, została ona wyizolowana do pliku i  wszystkich deskryptorów mu podporządkowawTotalLength new_interface.desc. Warto nadmienić, że zerowy punkt nych końcowy nie jest uwzględniany w liczbie punktów końbNumInterfaces liczba interfejsów w  konfiguracji cowych dla danego deskryptora interfejsu. identyfikator dla wywołań Get_Configuration bConfigurationValue Zadeklarowanie dodatkowego interfejsu odbywa się i  Set_Configuration przez zdefiniowanie kolejnego numeru interfejsu _INiConfiguration indeks deskryptora znakowego konfiguracji TERFACE_ oraz kolejnych zestawów punktów końcoatrybuty zasilania i  zdalnego wywołania (ang. bmAttributes wych: _CIC_NOTIF_ENDPOINT_, _DIC_BULK_IN_ENDwakeup) POINT_, _DIC_BULK_OUT_ENDPOINT_ załączenie (maksymalne natężenie prądu)/2, wyrażone bMaxPower w  amperach pliku new_interface.desc. W każdym deskryptorze interfejsu zmieniany jest przede wszystkim numer interfejsu bInterfaceNumber oraz numery punkListing 2. Deskryptor konfiguracji tów końcowych (listing 3). uint_8 g_config_descriptor[CONFIG_DESC_SIZE] = Deskryptor IAD (tabela 4) umożli{ /* Configuration Descriptor Size - always 9 bytes*/ wia powiązanie wielu interfejsów z jedCONFIG_ONLY_DESC_SIZE, /* “Configuration” type of descriptor */ ną funkcją logiczną urządzenia. W  tym USB_CONFIG_DESCRIPTOR, celu została dodana klasa na poziomie USB_uint_16_low(CONFIG_DESC_SIZE), /* Total length of the Configuration descriptor */ urządzenia, która musi zostać dołączona USB_uint_16_high(CONFIG_DESC_SIZE), /* NumInterfaces */ do implementacji urządzenia korzystająCONFIG_DESC_NUM_INTERFACES_SUPPOTED, cego z IAD. W ten sposób możliwa jest 0x01, /* Configuration Value */ 0x00, /* Configuration Description String Index*/ identyfikacja urządzenia korzystającego /* Attributes.support RemoteWakeup and self power */ z IAD podczas fazy enumeracji. PozwoBUS_POWERED|SELF_POWERED|(REMOTE_WAKEUP_SUPPORT<
Tabela 1. Pola deskryptora urządzenia

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

089-092_freescale.indd 90

2012-09-28 14:36:03

Krok po koroku Kursy EP

Tabela 3. Pola deskryptora interfejsu Pole bLength bDescriptorType bInterfaceNumber bAlternateSetting bNumEndpoints bInterfaceClass bInterfaceSubclass bInterfaceProtocol iInterface

Rysunek 3. Hierarchia deskryptorów w projekcie

Opis wielkość deskryptora w  bajtach typ deskryptora numer identyfikujący interfejs wartość używana do wyboru alternatywnych ustawień liczba obsługiwanych punktów końcowych nie licząc zerowego kod klasy kod podklasy kod protokołu indeks deskryptora znakowego interfejsu

Listing 3. Sposób zadeklarowania pierwszego oraz lokalizowanie odpowiednich sterowników dla urząinterfejsu dzeń korzystających z  IAD. Obsługa omawianego de#define _INTERFACE_ 1 #define _CIC_NOTIF_ENDPOINT_ CIC_NOTIF_ENDPOINT1 skryptora została dodana wraz z Windows XP SP2. #define _DIC_BULK_IN_ENDPOINT_ DIC_BULK_IN_ENDPOINT1 #define _DIC_BULK_OUT_ENDPOINT_ DIC_BULK_OUT_ENDPOINT1 Kody klasy, podklasy i  protokołu powinny mieć ta#include „new_interface.desc” kie wartości jak w  interfejsach specyfikujących funkcję urządzenia. Przykład deskryptora IAD zamieszczono na Tabela 4. Pola deskryptora IAD listingu 4. Pole Opis Każdy punkt końcowy użyty w interfejsie ma własny bLength wielkość deskryptora w  bajtach deskryptor. Wszystkie punkty końcowe oprócz punktu bDescriptorType typ deskryptora zerowego są zdefiniowane w  tablicy ep struktur USB_ bFirstInterface numer pierwszego interfejsu w  funkcji EP_STRUCT (tabela 5). Zerowy punkt końcowy spełnia rolę kontrolną i dla każdego urządzenia jest konfigurowabInterfaceCount liczba interfejsów w  kolekcji ny przed resztą punktów końcowych. Deklarację struktur bFunctionClass kod klasy trzech punktów końcowych dla pierwszego wirtualnego bFunctionSubClass kod podklasy portu COM zamieszczono na listingu 5. bFunctionProtocol kod protokołu Dla nowo podłączanego urządzenia USB system opeiFunction indeks deskryptora znakowego racyjny musi dobrać odpowiedListing 4. Implementacja deskryptora IAD nie sterowniki. Do wyboru ste/* INTERFACE ASSOCIATION DESCRIPTOR */ IAD_ONLY_DESC_SIZE, USB_IAD_DESCRIPTOR, rownika w  systemie Windows (uint_8)((_INTERFACE_-1)*2), /* bFirstInterface */ 0x02, /* bInterfaceCount */ używane są pliki INF. Menedżer CDC_CLASS, /* Communication Interface Class */ CIC_SUBCLASS_CODE, oraz rejestr systemowy przechoCIC_PROTOCOL_CODE, wują informacje o urządzeniach 0x00, /* Interface Description String Index*/ i  przypisanych do nich sterowTabela 5. Struktura USB_EP_STRUCT nikach. Pliki INF znajdują się w folderze %SystemRoot%/ inf, a każdy nowy plik jest tam kopiowany. Pole Opis Składnia pliku INF: ep_num numer punktu końcowego • Tekst po średniku „;” jest traktowany jako komentarz. Type typ punktu końcowego USB_INTERRUPT_PIPE lub USB_BULK_PIPE • Wszystkie informacje są zorganizowane w sekcje. Nadirection kierunek USB_SEND lub USB_RECV zwy sekcji zawierają się w nawiasach kwadratowych Size przepustowość punktu końcowego [ ]. Listing 5. Deklaracja struktur trzech punktów • Tekst pomiędzy znakami procentu %text% traktowakońcowych dla pierwszego wirtualnego portu COM ny jest jako String. W sekcji „[Strings]” jest ograniUSB_EP_STRUCT ep[CDC_DESC_ENDPOINT_COUNT] = { #if CIC_NOTIF_ELEM_SUPPORT czany cudzysłowem. { CIC_NOTIF_ENDPOINT, USB_INTERRUPT_PIPE, USB_SEND, CIC_NOTIF_ENDP_PACKET_SIZE

Rysunek 4. Stos USB Host/Urządzenie

}

} #endif #if DATA_CLASS_SUPPORT #if CIC_NOTIF_ELEM_SUPPORT , #endif { DIC_BULK_IN_ENDPOINT, USB_BULK_PIPE, USB_SEND, DIC_BULK_IN_ENDP_PACKET_SIZE }, { DIC_BULK_OUT_ENDPOINT, USB_BULK_PIPE, USB_RECV, DIC_BULK_OUT_ENDP_PACKET_SIZE } #endif … /* zestawy punktów końcowych dla kolejnych urządzeń …

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

089-092_freescale.indd 91

*/

91

2012-09-28 14:36:03

je te same funkcje zwrotne. Ponieważ celem jest odseparowanie funkcji obsługi dla każdego portu wirtualnego, należy punkty końcowe ponownie zarejestrować, tym razem z  własnymi funkcjami zwrotnymi. Do tego celu posłuży nam nowa funkcja _usb_device_reinit_endpoint(). Najłatwiejszym sposobem osobnej obsługi punktów końcowych jest ich przerejestrowanie tak, aby były obsługiwane przez nowe osobne funkcje zwrotne. Dlatego zostanie utworzona nowa funkcja ingerująca w inicjalizację klasy CDC. Nowa funkcja _usb_device_reinit_endpoint( handle, out_endpoint, callback) powoduje zarejestrowanie własnej funkcji zwrotnej dla wyjściowego punktu końcowego. Funkcja przyjmuje trzy argumenty: • handle – uchwyt do identyfikacji kontrolera, • out_endpoint – wyjściowy punkt końcowy, • callback – wskaźnik na włąsną funkcję obsługi wywołania zwrotnego. Funkcja _usb_device_reinit_endpoint() przerejestrowuje w trzech krokach: • Zeruje zainicjowane struktury dla danego punktu końcowego oraz wyłącza go za pomocą funkcji _usb_ device_deinit_endpoint(). • Inicjuje struktury dla danego punktu końcowego oraz włącza go za pomocą funkcji _usb_device_init_endpoint(). • Rejestruje obsługę zdarzeń dla danego punktu końcowego za pomocą funkcji _usb_device_register_service(). Nowa (własna) funkcja zwrotna ma prototyp o  postaci void USB_Service_Dic_Bulk_OutX(PTR_USB_ EVENT_STRUCT event, pointer arg); Argument event dostarcza informacji na temat odebranych informacji przez punkt końcowy. Można wydobyć z  niego wielkość bufora przez odwołanie event->len oraz informacje w nim zawarte dzięki wskaźnikowi event->buffer_ptr. Struktura _USB_EVENT_STRUCT została zaprezentowana na listingu 6. W nowej funkcji można przeprowadzić własne obliczenia. Na końcu powinno znaleźć się wywołanie funkcji USB_Class_CDC_Recv_Data(), przygotowujące bufor odbiorczy na kolejne zdarzenie oraz wywołanie funkcji USB_Class_CDC_Send_Data(), wysyłające wynik funkcji na konkretny punkt końcowy. Obsługa komunikacji przez USB jest dość skomplikowana, jednak podzielenie stosu protokołu na warstwy sprzyja jej logicznemu rozdzieleniu, a zdefiniowane klasy automatycznie realizują przypisane im funkcje. Dzięki drobnej ingerencji w podstawowe funkcje możliwe było zrealizowanie osobnej komunikacji dla każdego imitowanego urządzenia. Problem stanowiło odpowiednie zdefiniowanie deskryptorów USB, jednak po ich wyspecyfikowaniu uzyskany został pożądany efekt.

typedef struct _USB_EVENT_STRUCT { _usb_device_handle handle; /* controler device handle */ uint_8 ep_num; boolean setup; /* is setup packet */ boolean direction; /* direction of endpoint */ uint_8_ptr buffer_ptr; /* pointer to buffer */ uint_32 len; /* buffer size of endpoint */ } USB_EVENT_STRUCT, *PTR_USB_EVENT_STRUCT

• Elementy o  postaci: HKR, ,NTMPDriver„usbser.sys dostarczają informacji do przechowania w rejestrze. • Niektóre elementy są wartościami początkowymi jak np. Class=Ports. Urządzenia z wieloma interfejsami mogą wyspecyfikować sterowniki dla każdego z interfejsów. W tym wypadku urządzenie ma wiele identyfikatorów w następującej postaci: USB \VID_xxxx&PID_yyyy&MI_ww. Do projektu zostanie użyta klasa CDC (Communication Device Class) służąca do implementacji protokołów komunikacji przez łącze USB. Jej miejsce w stosie host/ urządzenie zostało zaprezentowane na rysunku 4. Aby móc użyć klasy CDC warstwy API należy: • Wywołać USB_Class_CDC_Init() w  celu inicjalizacji sterownika klasy, wszystkich klas podrzędnych i sterownika urządzenia. • Gdy funkcja zwrotna zostaje wywołana przez zdarzenie USB_APP_ENUM_COMPLETE, stan aplikacji może zostać zmieniony na gotowy. • Należy wywołać funkcję USB_Class_CDC_Send_ Data() w celu wysłania danych do hosta. • Należy wywołać funkcję USB_Class_CDC_Recv_ Data(), gdy zostaje wywołana funkcja zwrotna ze zdarzeniem USB_APP_DATA_RECEIVED. Klasa CDC, jak już zostało wspomniane, sama inicjalizuje klasy od niej niższe. Jednak aby osiągnąć cel projektu należy zajrzeć warstwę głębiej i  przekonać się w jaki sposób się to realizuje. Właściwy proces inicjalizacji API urządzenia USB przebiega w następujący sposób: • Wywołać funkcję _usb_device_init() w celu inicjalizacji sterownika niskiego poziomu oraz kontrolera. • Wywołać funkcję _usb_device_register_service(), aby zarejestrować funkcję zwrotną dla zdarzeń na magistrali. • Wywołać funkcję _usb_device_register_service(), aby zarejestrować wywołania zwrotne dla punktów końcowych. • Wywołać funkcję _usb_device_init_endpoint(), aby zainicjalizować żądane punkty końcowe. Warstwa urządzenia musi być zainicjalizowana w celu wysyłania zarejestrowanych wywołań zwrotnych w momencie zajścia zdarzenia na magistrali USB. Urządzenia muszą rozpocząć odbieranie wywołań opisanych w specyfikacji USB [6]. Klasa CDC oczywiście realizuje wszystkie punkty krok po kroku, jednak należy zwrócić uwagę, że punkty końcowe są rejestrowane przez funkcję USB_Class_CDC_ Event(), która wszystkim punktom końcowym przypisu-

92

Krok po koroku Kursy EP

Listing 6. Struktura _USB_EVENT_STRUCT

David Obrycki

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

089-092_freescale.indd 92

2012-09-28 14:36:03

Krok po koroku Kursy EP

MSP430 w przykładach (2) Konfigurowanie układu zegarowego Charakterystyczną cechą MSP430 jest rozbudowany system zegarowy. Najbardziej zaawansowane układy posiadają 3 wewnętrzne sygnały zegarowe, które można taktować z jednego z 5 źródeł (3 wewnętrzne, 2 zewnętrzne). Dodatkowo część układów wyposażono w wewnętrzny oscylator który może być użyty do taktowania przetwornika A/C oraz kontrolera FLASH. W artykule omówimy działanie systemu zegarowego w MSP430f1232.

Źródło DCO

częstotliwości DCOCLK ! W sposób graficzny podział zakresu pracy DCO na przedziały i podprzedziały oraz modulację sygnału ilustruje rysunek 3. W materiałach będących uzupełnieniem artykułu autor prezentuje procedury pozwalające „precyzyjnie” ustawić częstotliwość DCOCLK. Procedury korzystają z mechanizmu programowej pętli FLL, ich użycie prezentowane jest w przykładzie numer 5. Korzystając z generatora DCO jako źródła sygnałów zegarowych, należy pamiętać, że częstotliwość sygnału DCOCLK, zależy od temperatury otoczenia oraz napięcia zasilania mikrokontrolera. Wahania częstotliwości sygnału, są mniejsze, jeśli DCO pracuje z  zewnętrznym rezystorem ustalającym. Fluktuacje częstotliwości przy pracy z  zewnętrznym rezystorem wynoszą: 0.1% na 1ºC. Natomiast przy pracy z wewnętrznym rezystorem: 0.4% na 1ºC. W ćwiczeniu 2.1 „Pomiar częstotliwości sygnału DCOCLK” (na płycie CD) autor prezentuje program pozwalający zmierzyć częstotliwość sygnału DCOCLK. Program został napisany w dwóch wersjach. W pierwszej rezonator DCO pracuje z wewnętrznym, w drugiej z zewnętrznym rezystorem ustalającym. W  obu przypadkach wynik pomiaru częstotliwości DCOCLK wyświetlany jest na ekranie LCD. Podgrzewając procesor (np.: przy użyciu nagrzewnicy),

Źródło DCO to wbudowany w strukturę mikrokontrolera generator kwarcowy o  charakterystyce RC. Na wyjściu generatora wytwarzany jest sygnał DCOCLK. Zakres pracy generatora ustala rezystor. Domyślnie do źródła DCO dołączony jest wewnętrzny rezystor. W  MSP430f1232 ma on wartość 300 kV i  ustala zakres pracy generatora na 80 kHz…4,6 MHz . Żeby zmienić zakres pracy DCO należy do nóżki P2.5 mikrokontrolera dołączyć zewnętrzny rezystor oraz przełączyć DCO w tryb pracy z zewnętrznym rezystorem (bit DCOR w  rejestrze BCSCTL2). Sposób dołączenia rezystora ustalającego ilustruje rysunek 2. Rezystor ustala zakres pracy źródła DCO. Częstotliwość sygnału DCOCLK konfigurowana jest za pomocą bitów RSELx, DCOx, MODx. Trzy bity RSELx, dzielą zakres pracy DCO (np. 80 kHz…4,6MHz ) na 7 przedziałów. Z kolei bity DCOx dzielą wybrany przez RSELx przedział na 7 podprzedziałów. Bity RSELx, DCOx pozwalają ustawić częstotliwość DCOCLK na 1 z 64 sposobów. Żeby precyzyjniej ustawić częstotliwość DCOCLK należy zastosować mechanizm modulacji. Modulacja konfigurowana jest przy pomocy bitów MODx i działa na zasadzie mieszania częstotliwości dwóch sąsiednich podprzedziałów DCOx z DCOx+1. Stosując modulację w podprzedziale DCOx można uzyskać 32 częstotliwości pośrednie. W całym przedziale RSELx 8×32=256 częstotliwości. W całym zakresie pracy rezonatora DCO, aż 7×256=1792

Rysunek 1. Schemat blokowy generatora Basic Clock

Zainstalowany w module „Komputerek” mikrokontroler MSP430f1232 to układ serii 1xx. Sygnały zegarowe mikrokontrolera tworzy i zarządza nimi generator taktujący Basic Clock. Budowę generatora ilustruje rysunek 1. Na wyjściu generatora dostępne są 3 sygnały zegarowe. Sygnał ACLK (Auxiliary Clock) -zegar pomocniczy, używany do taktowania modułów peryferyjnych. Sygnał MCLK (Main Clock) - zegar jednostki centralnej CPU oraz systemu. Sygnał SMCLK (Sub-Main Clock) - zegar modułów peryferyjnych. Sygnały zegarowe ACLK, MCLK, SMCLK taktowane są przez wewnętrzne sygnały DCOCLK, LFXT1CLK, XT2CLK. Częstotliwość wewnętrznych sygnałów ustalana jest przez źródła DCO, LFXT1, XT2 i  może być programowo podzielona przez 1/2/4/8. Sygnał ACLK taktowany jest przez sygnał LFXT1CLK (źródło LFXT1). Sygnały MCLK oraz SMCLK taktowane są przez sygnał DCOCLK ( źródło DCO.), ale mogą być również taktowane przez sygnał LFXT1CLK (źródło LFXT1), albo przez sygnał XT2CLK ( źródło XT2). Ponieważ MSP430f1232 nie ma źródła XT2, to sygnały zegarowe możemy taktować z dwóch źródeł: DCO oraz LFXT1.

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

093-097_kurs_msp430(2).indd 93

93

2012-09-28 14:36:54

seria MSP430 Maks. częstotliwość taktowania CPU Nazwa systemu zegarowego Sygnały zegarowe

1xx 8 MHz Basic Clock BC

2xx 16 MHz Basic Clock + BC+

G2xx

5xx/6xx 25 MHz

CC430 20 MHz

Unified Clock System UCS

FR57xx 24 MHz Clock System CS

ACLK, MCLK, SMCLK

sygnał generowany z  oscylatora ADC MODCLK DCO DCO , VLO DCO z  FLL, VLO, REFO DCO, VLO Źródła Wewnętrzne sygnałów dodatkowy oscylator ADC1xOSC dodatkowy oscylator MODOSC zegarowy Zewnętrzne LFXT1, XT2 VLO – (Very Low Power , Low Frequency Oscillator) częstotliwość około 10 kHz REFO – (Low Frequency Reference Oscillator) częstotliwość „zegarkowa” 32768 Hz ADC[10/12]OSC – oscylator ADC, taktowanie pomiarów analogowych, częstotliwość około5 MHz MODOSC – oscylator ADC/FLASH, taktowanie pomiarów analogowych, kontrolera FLASH, częstotliwość około 5 MHz DCO, LFXT1, XT2 – omówione w  artykule (DCO z  FLL – DCO z  funkcją sprzętowej kalibracji rezonatora)

Rysunek 2. Źródło DCO, podłączenie zewnętrznego rezystora ustalającego

możemy empirycznie sprawdzić jak zmiany temperatury wpływają na częstotliwość sygnału DCOCLK. Wykonując to doświadczenie, należy uważać aby nie przegrzać i nie uszkodzić mikrokontrolera. W praktyce, jeśli chcemy aby częstotliwość sygnału DCOCLK była stabilna, to w  oprogramowaniu musimy cyklicznie ustawiać jej wartość. Do kalibracji sygnału DCOCLK służą procedury prezentowanych w przykładzie numer 5.

Źródło LFXT1 Źródło LFXT1, to wbudowany w  strukturę mikrokontrolera oscylator. Na wyjściu źródła wytwarzany jest sygnał LFXT1CLK. Częstotliwość sygnału LFXT1CLK można ustalić na dwa sposoby. Pierwszym jest dołączenie do nóżek XIN, XOUT rezonatora. Można zastosować zarówno rezonator kwarcowy, jak i  ceramiczny. Drugim sposobem jest doprowadzenie do nóżki XIN przebiegu zegarowego. Konfigurację elementów ustalających częstotliwość sygnału LFXT1CLK ilustruje rysunek 4. Ustalając częstotliwość sygnału LFXT1CLK (rezonator, przebieg zegarowy) trzeba wziąć pod uwagę tryb pracy źródła. Źródło LFXT1, może pracować w jednym z dwóch

Tab. 2 Zakres pracy generatora DCO. Dane pomiarowe dla MSP430f1232

rezystancja Rezystor (kV) Ustalający Minimalna RSELx=0, DCOx=0 Wewnętrzny 300 400 300 Zewnętrzny 200 100

Zakres pracy DCO Częstotliwość DCOCLK Maksymalna RSELx=7, DCOx =7 80 kHz 40 kHz 60 kHz 95 kHz 240 kHz

4,6 3,6 4,5 6,3 9,3

MHz MHz MHz MHz MHz

Krok po koroku Kursy EP

Tab. 1 System zegarowy w  wybranych seriach MSP430

trybów pracy. W  trybie LF (Low Frequency), tryb niskiej częstotliwości, bądź w  trybie HF (High Frequency), tryb wysokiej częstotliwości. Oba tryby pracy konfigurowane są przy pomocy bitu XTS. W trybie LF, źródło może pracować z  rezonatorem kwarcowym o  częstotliwości „zegarkowej” 32768 Hz. W trybie HF, do źródła można dołączyć rezonator kwarcowy o  częstotliwości 1…8 MHz, bądź rezonator ceramiczny 0,45…8 MHz. Podczas taktowania źródła przebiegiem zegarowym źródło również może pracować w trybie LF, albo HF. Z doświadczeń autora wynika, że układ w trybie LF zachowuje się stabilnie, gdy częstotliwość jest niższa niż 40 kHz, a w trybie HF, gdy jest z zakresu 0,1…8 MHz. W trybie HF źródło LFXT1 posiada mechanizm wykrywający zanik sygnału LFXT1CLK. W momencie, gdy sygnał zaniknie na czas dłuższy niż 50 mikrosekund to w rejestrze IFG1 ustawiana jest flaga przerwania OFIFG. Programista w  procedurze obsługi przerwania („niemaskowane” NMI) może zareagować na wystąpienie błędu. Dodatkowo, w przypadku, gdy sygnał LFXT1CLK taktował sygnał zegarowy MCLK to automatycznie źródło taktowania MCLK zostanie zmienione (przełączenie taktowania na sygnał DCOCLK). Zmiana taktowania MCLK zapobiega zatrzymaniu pracy jednostki centralnej CPU.

Źródło XT2 Źródło XT2, to wbudowany w  strukturę mikrokontrolera oscylator. Na wyjściu źródła generowany jest sygnał XT2CLK. Do ustalania częstotliwości sygnału XT2CLK, można zastosować rezonator kwarcowy (1…8 MHz), bądź ceramiczny (0,45…8 MHz) dołączony do wyprowadzeń XT2IN, XT2OUT. Możliwe jest również doprowadzenie do nóżki XT2IN sygnału zegarowego (0,1…8 MHz). Sposób dołączenia elementów ustalających częstotliwość sygnału XT2CLK ilustruje

Rysunek 3. Źródło DCO a) podział zakresu pracy na przedziały i podprzedziały b) modulacja

94

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

093-097_kurs_msp430(2).indd 94

2012-09-28 14:36:54

Krok po koroku Kursy EP

rysunek 5. Podobnie jak w  przypadku źródła LFXT1 pracującego w  trybie HF, zaimplementowano mechanizm wykrywania zaniku sygnału XT2CLK. Użyty w module „Komputerek” mikrokontroler MSP430f1232 nie ma źródła.

Konfigurowanie

Rysunek 4. Źródło LFXT1 a) montaż rezonatora, (w trybie HF kondensatory) b) sposób dołączenie sygnału zegarowego

Parametry pracy układu zegarowego w  MSP430 ustalamy definiując konfigura-

Konfigurowanie układu zegarowego. Przykład 1

Odłącz zworki JP7, JP8. Konfiguracja MSP430f1232 pracuje bez zewnętrznych sprzętowa modułu elementów ustalających częstotliwość „Komputerek”. sygnałów zegarowych. Konfiguracja programowa układu Brak. MSP430f1232. 1.2 Sygnały zegarowe MCLK, SMCLK taktowane są ze źródła DCO sygnałem DCOCLK. Częstotliwość sygnału DCOCLK a  tym samym sygnałów zegarowych MCLK, SMCLK wynosi około 740 Parametry sygna- kHz (wewnętrzny rezystor, ustawienia łów zegarowych: domyślne). MCLK, SMCLK, 3. Sygnał zegarowy ACLK taktowany ACLK. jest ze źródła LFXT1 sygnałem LFXT1CLK (źródło pracuje w  trybie LF) Ponieważ nie podłączono elementów ustających częstotliwość sygnału LFXT1CLK, to sygnał ACLK nie jest aktywny.

cję sprzętową oraz programową układu. Konfigurowanie sprzętowe polega na dołączeniu do mikrokontrolera zewnętrznych elementów ustalających częstotliwość sygnałów zegarowych (rezystor ustalający, rezonator kwarcowy, rezonator ceramiczny, sygnał zegarowy). Konfiguracja programowa to zmiana bitów w rejestrach konfiguracyjnych. Projektując urządzenie musimy podjąć decyzję, czy do mikrokontrolera będą dołączane zewnętrzne elementy ustalające częstotliwość pracy zegarów, a jeśli tak to o jakich parametrach. Brak jest „twardych” reguł mówiących o  tym, jak należy postępować. Zawsze trzeba kierować się założeniami projektu. W przypadku, gdy konstruowane urządzenie ma być zasilane z baterii, to należy zastosować taką konfigurację sprzętową układu, aby pobór prądu był jak najmniejszy. Jednym z najczęściej stosowanych schematów dla MSP430 jest, dołączenie do źródła LFXT1 rezonatora kwarcowego o częstotliwości zegarkowej 32768 Hz oraz użycie źródła XT2 (jeśli występuje).

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

093-097_kurs_msp430(2).indd 95

95

2012-09-28 14:36:55

Konfigurowanie układu zegarowego. Przykład 2 Konfiguracja sprzętowa modułu „Komputerek”. Konfiguracja programowa układu MSP430f1232.

Zworki JP7, JP8 ustaw w  pozycji LF. Rezonator kwarcowy X1, o  częstotliwości 32768 Hz dołączony do wejść XIN, XOUT źródła LFXT1. BCSCTL1 |= RSEL2 + RSEL1 + RSEL0; DCOCTL |= DCO2 + DCO1 + DCO0; 1.2 Sygnały zegarowe MCLK, SMCLK taktowane są ze źródła DCO sygnałem DCOCLK. Źródło DCO pracuje z  wewnętrznym rezystorem ustalającym. Bity konfiguracyjne RSELx, DCOx ustalają maksymalną częstotliwość sygnału DCOCLK. Częstotliwość Parametry sygnałów sygnału DCOCLK a  tym samym sygnałów zegarozegarowych: MCLK, wych MCLK, SMCLK wynosi około 4,6 MHz. SMCLK, ACLK. 3. Sygnał zegarowy ACLK taktowany jest ze źródła LFXT1 sygnałem LFXT1CLK. Źródło LFXT1 pracuje w  trybie LF. Elementem ustalającym częstotliwość sygnału LFXT1CLK jest rezonator kwarcowy X1. Częstotliwość sygnału LFXT1CLK, a  tym samym ACLK wynosi 32768 Hz.

SMCLK bit SELS. Źródło taktowania sygnału zegarowego ACLK nie można zmieniać. Jest nim zawsze sygnał LFXT1CLK. Bity DIVAx, DIVMx, DIVSx ustawiają preskaler sygnałów zegarowych ACLK, MCLK, SMCLK (podział częstotliwości przez 1/2/4/8). Z kolei bit XTS definiuje tryb pracy źródła LFXT1 (tryb LF / tryb HF). W przypadku, gdy zdecydujemy się taktować sygnały zegarowe, sygnałem LFXT1CLK (źródło LFXT1, tryb HF) albo sygnałem XT2CLK to konieczne jest sprawdzenie poprawności sygnału. Sekwencja instrukcji sprawdzająca poprawność sygnału LFXT1CLK wygląda następująco: włącz źródło LFXT1/XT2, wyzeruj flagę błędu oscylatora OFIFG, czekaj co najmniej 50 mikrosekund, sprawdź

Konfigurowanie układu zegarowego. Przykład 4 Konfiguracja sprzętowa modułu „Komputerek”.

Konfiguracja programowa układu MSP430f1232.

Konfigurowanie układu zegarowego. Przykład 3

Konfiguracja Zworki JP7, JP8 ustaw w  pozycji HF. sprzętowa Rezonator kwarcowy X2, o  częstotliwości 6 MHz dołąmodułu „Komczony do wejść XIN, XOUT źródła LFXT1. puterek”. BCSCTL1 |= XTS; // włącz tryb wysokiej częstotliwości HF do // instrukcje sprawdzające poprawność { // sygnału LFXT1CLK IFG1 &=~ OFIFG; // wyczyść flagę błędu oscylatora for (int i  = 0xFF; i  > 0; i--); // czekaj Konfiguracja ponad 50 mikrosekund programo} wa układu // jeśli flaga błędu została ponownie MSP430f1232. while (IFG1 & OFIFG); // ustawiona (układ zgłosił błąd) // powtórz instrukcje sprawdzające // BCSCTL2 |= SELS; // taktuj SMCLK sygnałem LFXT1CLK BCSCTL1 |= DIVA_1; // podziel częstotliwość ACLK przez 2 1. Sygnał zegarowy MCLK taktowany jest ze źródła DCO sygnałem DCOCLK. Częstotliwość sygnału DCOCLK a  tym samym sygnału zegarowego MCLK wynosi około 720 kHz.(wewnętrzny rezystor, ustawienia domyślne). Parametry 2. Sygnał zegarowy SMCLK taktowany jest ze źródła sygnałów LFXT1 sygnałem LFXT1CLK. Źródło LFXT1 pracuje w  tryzegarowych: bie HF. Elementem ustalającym częstotliwość sygnału MCLK, SMCLK, LFXT1CLK jest rezonator kwarcowy X2. Częstotliwość ACLK. sygnału LFXT1CLK, a  tym samym SMCLK wynosi 6 MHz 3. Sygnał zegarowy ACLK taktowany jest ze źródła LFXT1 sygnałem LFXT1CLK. Częstotliwość sygnału ACLK, programowo podzielono przez 2. Wynosi 3 MHz.

96

Krok po koroku Kursy EP

W przypadku, gdy w oprogramowaniu potrzebujemy stabilnej częstotliwości DCOCLK, to zaleca się wykonanie kalibracji rezonatora DCO (ewentualnie dołączenie do źródła DCO zewnętrznego rezystora i tym samym poprawienie stabilności sygnału DCOCLK). Przy takiej konfiguracji w  MSP430 aktywny jest sygnał zegarowy ACLK oraz możemy korzystać trybu uśpienia LPM3 w którym pobór prądy wynosi około 0,8 mA. Programowo moduł Basic Clock konfigurowany jest przy pomocy rejestrów DCOCTL, BCSCTL1, BCSCTL2 (opis w  materiałach dołączonych do artykułu). Bity RSELx, DCOx, MODx definiują częstotliwość sygnału DCOCLK, a bit DCOR wybiera rezystor ustalający częstotliwość DCO (wewnętrzny / zewnętrzny). Źródło taktowania sygnału MCLK konfiguruje bit SELMx, a sygnału

Parametry sygnałów zegarowych: MCLK, SMCLK, ACLK.

Zworki JP7, JP8 ustaw w  pozycji LF. Rezonator kwarcowy X1 o  częstotliwości 32768 Hz dołączony do wejść XIN, XOUT źródła LFXT1. Do wejścia P2.5/Rosc podłącz zewnętrzny rezystor 300 kV. BCSCTL2 |= DCOR; // ustaw zewnętrzny rezystor, jako element

// ustalający częstotliwość DCOCLK BCSCTL2 |= DIVS_2; // podziel częstotliwość SMCLK przez 4 BCSCTL1 |= DIVA_1; // podziel częstotliwość ACLK przez 2 1. Sygnał zegarowy MCLK taktowany jest ze źródła DCO sygnałem DCOCLK. Źródło pracuje z  zewnętrznym rezystorem. Bity konfiguracyjne mają ustawienia początkowe RSELx=4, DCOx=3. Częstotliwość sygnału DCOCLK a  tym samym sygnału zegarowego MCLK wynosi około 620 kHz 2. Sygnał zegarowy SMCLK taktowany jest ze źródła DCO sygnałem DCOCLK. Częstotliwość sygnału programowo podzielono przez 4 Wynosi 155 kHz. 3. Sygnał zegarowy ACLK taktowany jest ze źródła LFXT1 sygnałem LFXT1CLK. Źródło LFXT1 pracuje w  trybie LF. Elementem ustalającym częstotliwość sygnału LFXT1CLK jest rezonator kwarcowy X1. Częstotliwość sygnału LFXT1CLK, a  tym samym ACLK wynosi 16384 Hz. Częstotliwość bazową 32768 Hz programowo podzielono przez 2.

Konfigurowanie układu zegarowego. Przykład 5

Zworki JP7, JP8 ustaw w  pozycji LF. Konfiguracja Rezonator kwarcowy X1, o  częstotliwosprzętowa moduści 32768 Hz dołączony do wejść XIN, łu „Komputerek”. XOUT źródła LFXT1. Konfiguracja pro- Ustawienie oraz kalibracja częstotliwości gramowa układu DCOCLK (program „Rezonator DCO” MSP430f1232. zamieszczony na CD). 1.2 Sygnały zegarowe MCLK, SMCLK taktowane są ze źródła DCO sygnałem DCOCLK. Częstotliwość sygnału DCOCLK a  tym samym sygnałów zegarowych MCLK, SMCLK wynosi dokładnie 4 MHz Parametry sygna(kalibracja sygnału). łów zegarowych: 3. Sygnał zegarowy ACLK taktowaMCLK, SMCLK, ny jest ze źródła LFXT1 sygnałem ACLK. LFXT1CLK. Częstotliwość sygnału LFXT1CLK, a  tym samym ACLK wynosi 4096kHz. Częstotliwość bazową 32768 Hz programowo podzielono przez 8.

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

093-097_kurs_msp430(2).indd 96

2012-09-28 14:36:56

Krok po koroku Kursy EP

wartość flagi błędu oscylatora. Jeśli flaga jest ustawiona to wróć do instrukcji zerowania flagi błędu oscylatora.

Moduł „Komputerek” Mikrokontroler MSP430f1232 zastosowany w  module „Komputerek” nie posiada źródła XT2. Dostępne są źródło DCO oraz LFXT1. Do ustalania częstotliwości sygnału LFXT1CLK na płycie układu zainstalowano Rysunek 5. Źródło XT2 a) sposób dołączenia rezonatora b) sposób dołączedwa rezonatory kwarcowe. W  trybie LF do nie sygnału zegarowego nóżek XIN, XOUT można dołączyć rezonator kwarcowy X1 o częstotliwości zegarkowej 32768 Hz. Przykłady W  trybie HF, rezonator kwarcowy X2 o  częstotliwości Autor prezentuje 5 przykładów konfiguracji układu 6 MHz. Oba rezonatory konfigurowane są przy pomocy zegarowego. Wszystkie przykłady były testowane przy zworek JP7, JP8. Obie zworki ustawione w  pozycji 1-2 użyciu modułu „Komputerek”. Przykłady o numerach od (na płycie układu oznaczenie LF) dołączają rezonator X1. 1 do 4 należy uruchomić korzystając z  zamieszczonego Ustawione w pozycji 2-3 (oznaczenie HF) rezonator X2. na CD programu „Generator Basic Clock”. W programie Szeregowo do rezonatora XT2 dołączono dwa kondensawszystkie sygnały zegarowe mikrokontrolera zostały wytory o pojemności 27 pF każdy. prowadzone na linie wejścia-wyjścia i  można zmierzyć Po starcie mikrokontrolera sygnały zegarowe MCLK, ich wartość. Przykład numer 5 należy uruchamiać koSMCLK taktowane są z  generatora DCO, sygnałem rzystając z zamieszczonego na CD programu „Rezonator DCOCLK. Bit konfiguracyjny DCOR jest wyzerowany DCO”. W programie autor ustawia częstotliwość sygnału i  źródło DCO pracuje z  wewnętrznym rezystorem ustaDCOCLK. Następnie, cyklicznie co 10 sekund koryguje lającym. Bit RSELx ma wartość 4, a bit DCOx wartość 3. parametry sygnału (kalibracja rezonatora DCO). Ustawienie bitów RSELx, DCOx sprawia, że częstotliŁukasz Krysiewicz wość sygnału DCOCLK, wynosi około 740 kHz (zasilanie [email protected] 3.3 V, temperatura 20 ˚C). Sygnał ACLK taktowany jest z  źródła LFXT1, sygnałem LFXT1CLK, a  źródło pracuje w trybie LF. REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

093-097_kurs_msp430(2).indd 97

97

2012-09-28 14:36:56

Obsługa klawiatury matrycowej, deklarowanie zmiennych, symulator Nowoczesne języki programowania ewoluują w stronę, która umożliwi łatwe napisanie programu nie tylko elicie programistów, ale dosłownie każdemu. Pozwolą na to kompilatory graficzne, których aktualnie używają z powodzeniem zarówno profesjonaliści z różnych dziedzin, jak i… dzieci programujące klocki Lego Mindstorm. Przykładem środowiska programistycznego przeznaczonego równie dobrze dla profesjonalistów, jak i amatorów, służącego do programowania graficznego różnych rodzin mikrokontrolerów, jest produkt brytyjskiej firmy Matrix Multimedia – FlowCode. W tej części kursu pokażemy, w jaki sposób można obsłużyć klawiaturę matrycową, porty wejścia/wyjścia, zdefiniować zmienną oraz nauczymy się korzystania z symulatora. Podstawową częścią niemal każdego interfejsu użytkownika jest klawiatura – wirtualna lub wykonana na bazie zestyków mechanicznych. Dla potrzeb tego ćwiczenia zastosowałem moduł EB014-00-1 dostępny w  ofercie Matriksa. Zawiera on typową klawiaturę matrycową przylutowaną do płytki drukowanej ze złączem DSUB9 oraz sieciami rezystorowymi. Aby łatwo można było zademonstrować jej działanie, zdecydowałem się na użycie modułu z diodami świecącymi – EB004-00-2.

Obsługa klawiatury matrycowej Klawiatura matrycowa składa się z  łączników mechanicznych połączonych w  wiersze i  kolumny – łącznik jest umieszczany na przecięciu się kolumny i  wiersza. Moduł EB014 ma klawiaturę składającą się z  3 kolumn i  4 wierszy. Łatwo policzyć, że jest dostępne 12 klawiszy (3×4), od „0” do „9” oraz symbole Rysunek 1. Ikona pętli gwiazdki i  krzyżyka. Kolumny są doLoop łączone do złącza DSUB9 w  taki sposób, że odpowiadają bitom 0..2, natomiast wiersze 4…7. FlowCode ma gotowe makro służące do obsługi klawiatury matrycowej. Można je znaleźć w menu Inputs -> Keypad. Po klikRysunek 2. Okno właściwości nięciu na tę pozycję menu klawiapętli tura pojawia się na panelu. Następnie, znanym nam już sposobem, trzeba dołączyć klawiaturę do mikrokontrolera: klikamy prawym przyciskiem myszy na klawiaturze i z menu kontekRysunek 3. Ikona manipustowego wybieramy Connections. Dolowania wyjściami Outputs kładnie omówię sposób jej dodania przy okazji opisu wykonania programu. Dla potrzeb tego ćwiczenia wybrałem mikrokontroler dsPIC33FJ32GP202 w  obudowie 28-nóżkowej. Jedynymi kryteriami były – dostępRysunek 4. Umieszczenie pola Output ność w  szufladzie i  odpona diagramie programu

98

Krok po koroku Kursy EP

FlowCode i E-blocks (2)

wiednia liczba wyprowadzeń I/O. Klawiaturę (moduł EB014) dołączyłem do portu BH, natomiast płytkę z  diodami LED (moduł EB004) do portu BL. Jak płytkę nadrzędną zastosowałem moduł up-stream EB064-00-2. Całość zasiliłem z portu USB komputera PC – w tym celu zworkę J1 (PSU/USB) ustawiłem w pozycji USB. Ewentualnego przełączenia wymagają jeszcze zwory J16…J18 (PICKIT/USB), J5…J7, J19 (PICKIT/USB) oraz J8 (A), J9 (B), J15 (C). Zworki A…C noszą nazwę Programming Pins. W związku z tym, że używam programatora wbudowanego na płytce drukowanej, to zworki J16…J18 ustawiłem w pozycji USB. Mimo iż noszą one odrębne oznaczenia, to umieszczono je w jednym rzędzie i są one łączone za pomocą 4-pozycyjnego mostka, a więc wszystkie jednocześnie, bez możliwości „przekombinowania”. Aby móc programować mikrokontroler dsPIC33FJ32 należy zewrzeć parę zworek J9 (pozycja B). Na koniec należy ustawić zwory J16…J18 w pozycji VRAIL. Teraz można umieścić mikrokontroler w  podstawce U2 oraz dołączyć płytkę za pomocą kabla USB do komputera PC.

Ćwiczenie 1: obsługa klawiatury matrycowej

Rysunek 5. Symbol klawiatury matrycowej w obszarze Panel

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

098-101_flowcode.indd 98

2012-09-28 14:37:55

Krok po koroku Kursy EP

Aby wykonać program, z menu wybieramy opcję File -> New. Z okienka Choose a Target wybieramy mikrokontroler, który jest używany. Oczywiście, do ćwiczenia można wykorzystać dowolnego PIC’a, nie musi to być identyczny jak mój, ale trzeba zwrócić uwagę na liczbę dostępnych wyprowadzeń portów. Do obsługi klawiatury jest wymagane 7 linii I/O, natomiast diod LED – 8 linii I/O. Jest nam więc potrzebny co najmniej jeden pełny port, np. port B w wypadku użycia dsPIC33GP202 (15 bitów z 16-bitowego portu). Po wskazaniu mikrokontrolera i kliknięciu OK, zostanie wyświetlony ekran roboczy zawierający obszary Panel, Properties (właściwości), Chip (rozmieszczenie wyprowadzeń mikrokontrolera) oraz arkusz roboczy (Main). Na arkuszu roboczym zostaną wyświetlone symbole BEGIN i END oznaczające początek i koniec aplikacji użytkownika – pomiędzy nimi będziemy umieszczali czynności wykonywane przez program. Program z  tego ćwiczenia będzie działał typowo: instrukcje zostaną umieszczone wewnątrz pętli nieskończonej, w której będzie odczytywana klawiatura i zależnie od wciśniętego klawisza będą zaświecane odpowiednie diody LED. Naciśnięcie klawiszy 1…9 będzie powodowało odpowiednie zaświecenie diod LED0…LED8. Najczęściej programiści piszący w  językach wysokiego poziomu do tworzenia pętli nieskończonych używają instrukcji pętli warunkowych z warunkiem zatrzymania, który nigdy nie zostanie spełniony. Pomiędzy początek a  koniec takiej pętli wstawia się instrukcje wykonywane przez mikrokontroler lub umieszcza ją na końcu aplikacji po to, aby mikrokontroler nie „poszedł w maliny” po zakończeniu wykonywania programu głównego. Często robi się tak „na wszelki wypadek”, pomimo np. umieszczenia na końcu programu instrukcji Power Down. Pamiętajmy, że w niewielkim mikrokontrolerze najczęściej nie ma systemu operacyjnego, który byłby w  stanie przejąć kontrolę nad CPU po zakończeniu wykonywania programu głównego i dlatego to programista sam musi zadbać o sposób zakończenia aplikacji. W języku C najczęściej do tworzenia pętli nieskończonych są używane instrukcje while(1) lub for(;;). We FlowCode różne pętle są dostępne pod symbolem Loop pokazanym na rysunku 1. Ten symbol należy przenieść metodą przeciągnij i upuść na linię pomiędzy BEGIN a END na arkuszu roboczym. Po umieszczeniu symbolu na arkuszu, klikamy na nim dwukrotnie w celu wyświetlenia okna właściwości (rysunek 2). Dla potrzeb tego przykładu posłużymy się pętlą while(1) wykonywaną po spełnieniu warunku, który jest spełniony zawsze – oznacza to „1” będąca argumentem pętli. Dla potrzeb tego przykładu w okienku Properties: Loop należy wpisać identyczną zawartość, jak pokazana na rys. 1. Moduł EB-004 z diodami LED jest dołączony do portu BL. Zaświecenie diody wymaga poziomu wysokiego na wejściu modułu, zgaszenie poziomu niskiego. Przed rozpoczęciem obsługi diod warto zainicjować port sterujący na wypadek, gdyby pomiędzy odczytem klawiatury a początkiem programu mikrokontroler miał wykonać jeszcze jakieś czynności. We FlowCode dioda LED jest wśród komponentów wyjściowych (Outputs) i  można ją ułożyć na panelu obok klawiatury, dołączyć do odpowiedniego wyprowadzenia mikrokontrolera za pomocą kliknięcia prawym klawiszem myszy i wyboru Connections, a następnie obsługiwać z użyciem Component Macro, identycznie jak klawiaturę czy inne urządzenia z grup Inputs lub Outputs. Do dyspozycji są dwie instrukcje, z  których jedna zaświeca (LedOn), a  druga gasi (LedOff) diodę LED. Ja jednak zdecydowałem się na mani-

pulowanie całymi wartościami portów, zamiast pojedynczymi bitami. W  tym celu posłużyłem się ikoną Output (rysunek 3). Posługując się techniką przeciągnij i upuść umieszczamy ją pomiędzy polem START a  symbolem pętli While (rysunek 4). Teraz możemy już zająć się klawiaturą. W menu Rysunek 6. Okno połączeń Inputs na pasku urządzeń wskazu- klawiatury matrycowej jemy komponent KeyPad. Zostanie on umieszczony w  oknie Panel, co widać na dolnej części rysunku  5. Klawiaturę trzeba dołączyć do odpowiednich wyprowadzeń mikrokontrolera. W tym celu klikamy prawym klawiszem na symbolu klawiatury w oknie Panel i wybieramy Connections. Zostanie wyświetlone okno, Rysunek 8. Okno właściwości jak na rysunku 6. Wybierając w gór- makra obsługi komponentu nej części okna odpowiednie wyprowadzenie (np. Column 1, Row A) dołączamy je za pomocą dolnej linijki, wybierając odpowiedni port i  numer bitu. Dla potrzeb tego przykładu, trzeba wprowadzić nastawy zgodne z rys. 6 i nacisnąć klawisz Done. Klawiatura znajduje się w grupie urządzeń wejścia/wyjścia, a  więc jest Rysunek 9. Okno menaobsługiwana za pomocą makra Com- dżera zmiennych Variable Manager ponent Macro. Klikając na ikonie pokazanej na rysunku 7 umieszczamy makro tuż za instrukcją While i dwukrotnie klikamy na jego symbolu. Otworzy się okno, jak na rysunku 8. Dla ułatwienia wpisujemy w nim nazwę symboliczną (Display name np. Odczyt klawiatury), klikamy na nazwie komponentu (pole Rysunek 10. Okno Component) KeyPad(0) oraz w polu Macro na właściwości zmiennazwie GetKeyPadNumber. W  dolnej części nej Klawisz okna, nad pustą linią, pojawił się komunikat Return Value: (BYTE), co oznacza, że funkcja zwraca jednobajtową wartość, którą należy przechować w  celu dalszej oceny. Dla tego przeznaczenia trzeba ją zapamiętać w zmiennej w pamięci operacyjnej RAM. Zmienne deklaruje się po kliknięciu na przycisk Variables. Zostanie wyświetlone okno Variable Manager, jak na rysunku 9. Następnie klikamy na przycisk Add New Variable i wpisujemy nazwę zmiennej – ja posłużyłem się nazwą Klawisz. Nowe okienko o nazwie Create New Variable umożliwia nam również określenie typu zmiennej – jak pamiętamy funkcja GetKeyPadNumber zwraca zmienną typu bajt (Byte), więc wybrałem zmienną o tym samym zakresie (rysunek 10). Po kliknięciu na Rysunek 11. Ikona bloku OK wskazujemy nazwę nowoutworzo- warunkowego Switch nej zmiennej na liście i klikamy na klawisz Use Variable. Nazwa zmiennej pojawi się w pustej linii okna z rys. 8. Następnie klikamy na OK i  na tym możemy uznać proces tworzenia obsługi klawiatury za zakończony. Rysunek 12. Okno właściwości bloku Teraz trzeba zająć się rozpa- Switch

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

098-101_flowcode.indd 99

99

2012-09-28 14:37:56

100

np. w formacie binarnym, używając formatu akceptowanego przez język C. Fragment gotowego programu pokazano na rysunku 16. W oknie Panel można (korzystając z paska urządzeń) umieścić diody LED i dołączyć je do wyprowadzeń Port BL 0…7 mikrokontrolera. Wówczas, podczas symulowania pracy programu, uzyskamy efekt „zaświecających się” wirtualnych diod LED. Sposób umieszczenia i dołączenia diod jest taki sam, jak klawiatury i  nie będę go opisywał, pozostawiając tę czynność samodzielnej inwencji Czytelnika. Będzie to dobry test na czytanie ze zrozumieniem, a pomocnym w uzyskaniu pozytywnych rezultatów może być rysunek 17.

Symulator programowy

Krok po koroku Kursy EP

trywaniem wartości zmiennej Klawisz. Do rozpatrywania wartości zmiennych i  podejmowania akcji zależnie od niej w  typowych językach programowania służą instrukcje warunkowe. W  języku C są to instrukcje if oraz switch … case. FlowCode ma oba te mechanizmy, jednak Rysunek 13. Poprawnie skonfigudla uproszczenia programu rowany blok Switch umieszczony ten drugi wydaje się być barw obszarze roboczym dziej atrakcyjny, ponieważ zamiast pojedyncze „rozważania” zajmujące sporo miejsca na ekranie zostają zgrupowane w czytelny blok. Z paska wybieramy ikonę Switch (rysunek 11) i  przeciągamy ją za makro odRysunek 14. Umieszczenie instrukcji czytujące klawiaturę. wykonywanych domyślnie Następnie klikamy dwukrotnie na symbolu Switch i  zaznaczamy liczbę rozpatrywanych warunków – w  naszym wypadku będzie ich aż 8 (równoważne 8 diodom LED). Za pomocą przycisku Variables wskazujemy zmienną Rysunek 15. Umieszczenie instrukcji Klawisz jako tę rozpatrywykonywanych dla warunków =1, waną. Okno właściwości =2 itd. Switch powinno wyglądać jak na rysunku 12, natomiast po kliknięciu OK powinien się pokazać obraz, jak na rysunku 13. Łatwo zauważyć, że nad poszczególnymi odnogami umieszczonymi z boku pola Switch są umieszczone liczby (=1, =2, =3 itd.) oznaczające, dla jakiego warunku nastąpi przejście daną ścieżką. Jeśli dla przykładu zostanie spełniony warunek Klawisz = 1, to CPU wykona instrukcje umieszczone w  ścieżce „=1”, jeśli Klawisz = 2, to CPU wykona instrukcje umieszczone w ścieżce „=2” itd. Liczba odnóg oraz rozpatrywane wartości zależą od „ptaszków” zaznaczonych w oknie Switch. Jak pamiętamy, program ma zaświecać diodę zależnie od numeru wciśniętego klawisza. Domyślnie diody są zgaszone i są zaświecane za pomocą przyciśnięcia klawisza. Jak pierwsze wykonajmy więc instrukcje realizowane w wypadku domyślnym – Default. Odpowiedni blok modyfikujący port BL należy umieścić pod polem Switch, jak na rysunku 14. Następnie należy umieścić na odpowiednich liniach pozostałe akcje, analogicznie jak na rysunku 15, zmieniając jedynie wartości wpisywane w  polu Variable or value w  taki sposób, że LED0 odpowiada 0x01, LED1 – 0x02, LED2 – 0x04, … , LED7 – 0x80. Ja posłużyłem się liczbami szesnastkowymi, jednak można wpisać Rysunek 16. Fragment gotowego programu liczby dziesiętne lub inne,

Działanie nowoutworzonego programu można przetestować za pomocą symulatora. Jeśli połączenia zostały zdefiniowane poprawnie, to symulator będzie pracował jak rzeczywiste urządzenie, klawisze można będzie „naciskać”, a diody LED będą odpowiednio „zaświecały się”. Symulator uruchamia się za pomocą menu Run. Po jego wybraniu dostępne są następujące opcje: • Go/Continue (klawisz F5) służąca do uruchomienia programu lub wznowienia wykonywania przerwanego za pomocą Pause. • Step Into (klawisz F8) powodująca wykonanie pojedynczego kroku. • Step Over (klawisze Shift+F8) powodująca zaniechanie wykonania makro czy instrukcji. • Pause (klawisz F7) wstrzymująca wykonywanie programu. • Stop (klawisze Shift+F5) przerywająca wykonywanie programu. Obserwowanie pracy naszego programu krok po kroku jest możliwe po kolejnych naciśnięciach F8. Jeśli nie chcemy czekać np. na odbiór danych, to należy nacisnąć klawisze Shift+F8, co spowoduje przejście do kolejnego bloku, bez wykonywania instrukcji zawartych w aktualnie podświetlonym. Praca programu jest sygnalizowana za pomocą czerwonej, przemieszczającej się ramki, widocznej jedynie w trybie pracy krokowej (F8, Shift+F8) lub po wstrzymaniu pracy programu (F7). Oprócz samej ramki w  okienku Variables można wyświetlić podgląd stanu zmiennych – w  tym wypadku jest pokazywana wartość zmiennej Klawisz. Zmienne do okienka można dodawać za pomocą wskazania, kliknięcia prawym klawiszem myszy i wybrania w menu kontekstowym opcji Add variable. Po jej aktywowaniu ukaże się znane nam z wcześniejszego opisu okno menedżera, w którym trzeba wskazać zmienną i kliknąć Use variable. Efekt pracy symulatora programowego pokazano na rysunku 18. Stan wyprowadzeń mikrokontrolera jest sygnalizowany nie tylko za pomocą wirtualnych diod LED, ale również poprzez zmianę koloru wyprowadzeń na symbolu mikrokontrolera umieszczonym w okienku Chip. Wyprowadzenia wyzerowane mają kolor niebieski, natomiast te ustawione – kolor czerwony.

Konfigurowanie mikrokontrolera Jedną z  najtrudniejszych czynności przy programowaniu we FlowCode jest konfigurowanie mikrokontrolera. Nie jest ono trudne ze względu na niedociągnięcia kompilatora, ale z powodu liczby dostępnych opcji oraz filozofii przyjętej przez firmę Microchip. Prawidłowe skonfigurowanie mikrokontrolera i  jego peryferiów wymaga wiedzy, której nie można nabyć inaczej, jak czytając dokumentację techniczną mikrokontrolera lub posługując się innymi opracowaniami, jak chociażby artykuły z Elektroniki Praktycznej.

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

098-101_flowcode.indd 100

2012-09-28 14:37:56

Krok po koroku Kursy EP

Okno konfigurowania mikrokontrolera dsPIC33FJ32GP202 pokazano na rysunku 19. Za jego pomocą programista może określić, co stanie się z segmentem bootloadera, który oscylator będzie używany do taktowania mikrokontrolera i  w  jaki sposób, jak będzie pracował Watchdog, jak będą mapowane wyprowadzenia mikrokontrolera, czy będzie używany JTAG i wiele, wiele innych opcji. Niestety, o ile da się wytłumaczyć znaczenie poszczególnych nastaw dla danego mikrokontrolera lub rodziny mikrokontrolerów, o tyle trudno jest podać jakąś uniwersalną receptę dla wszystkich PIC-ów. Co prawda kompilator w momencie tworzenia nowego programu wprowadza domyślne ustawienia, jednak nie zawsze będą one dobre dla naszego programu.

Błędy i poprawki Jakież było moje zdziwienie, gdy okazało się, że program pracujący prawidłowo w symulatorze nie działa po przesłaniu do mikrokontrolera. Analiza kodu w języku C wykazała, że niestety – twórcy FlowCode nie ustrzegli się błędów. Moduł klawiatury i moduł diod LED są tak wykonane, że przy użyciu mikrokontrolera w obudowie 28-nóżkowej nie da się dołączyć klawiatury do portu BL, natomiast diod do portu BH. Uniemożliwia to kształt płytki drukowanej modułu klawiatury EB014. Liczne eksperymenty wykazały, że klawiatura dołączona do „niższej” połowy portu (bity 0…7) funkcjonuje prawidłowo, natomiast po dołączeniu do bardziej znaczącej połowy portu (bity 8…15) funkcja jej obsługi nieodmiennie zwraca 0xFF. Doświadczenie podpowiedziało mi, że winny jest zakres zmiennych. Łatwo powiedzieć, trudniej odnaleźć błąd. Próba zmiany typu zmiennej Klawisz nie dała rezultatu. Pozostało „dokopanie się” do funkcji obsługi klawiatury, aby zobaczyć co tam się dzieje. Wyświetlenie prototypu funkcji obsługi jest możliwe po kliknięciu prawym klawiszem myszy na symbolu klawiatury w oknie Panel i  wybraniu opcji Custom Code. Następnie wskazujemy makro GetKeypadNumber i  klikamy na przycisk Edit Code. Jednak wcześniej, za pomocą Chip -> View C warto zajrzeć, która linia będzie aktywna w nieco przydługim fragmencie kodu kompilowanym warunkowo, więc teraz zamykamy wyświetlone okno. Po wyświetleniu kodu (ja mam w tym celu skonfigurowany Notepad+) odszukujemy ciało funkcji FCD_KeyPad0_GetKeypadNumber(). Fragment programu za dyrektywą #if jest wykonywany tylko w wypadku spełnienia warunku. Wśród licznych znajdujemy oczywisty 4==4. Odpowiadają mu deklaracje: #if (4 == 4) #define KPAD_ROW_MTX {4096,8192,16384,32768} #define KPAD_ROW_MASK (4096|8192|16384|32768) #endif Znając język C łatwo domyślić się, że ujęcie liczb w nawias klamrowy sugeruje ich użycie do inicjowania tablicy. Można też zorientować się, że liczby z  zakresu 4096…32768 ujętego w  klamry wymagają zmiennych 16-bitowych. Analizując dalszą część programu zauważamy, że liczby są wstawiane do tablicy zawierającej zmienne typu char, a więc 8-bitowe: const char mtxKeysAsNumbers[] = {1,4,7,10,2,5,8,0,3,6,9,11};

const char mtxCols[] = KPAD_COL_MTX; const char mtxRows[] = KPAD_ROW_MTX; To ewidentny błąd twórców programu. Owszem, klawiatura dołączona do mikrokontrolera 8-bitowego lub mniej znaczącej połowy portu 16-bitowego będzie działała prawidłowo, ale w wypadku takim, jak w naszym przykładzie – nie ma Rysunek 17. Okno własności komponenszans! Uzbrojeni w  tę wiedzę tu LED wracamy do edycji makra obsługi klawiatury. Klikamy prawym klawiszem myszy na klawiaturze, wybieramy Custom Code, następnie makro GetKeypadNumber oraz Edit Code. Odszukujemy wspomniane deklaracje i  zmieniamy na: const unsigned int mtxKeysAsNumbers[] = %b; const unsigned int mtxCols[] = KPAD_ COL_MTX; const unsigned int mtxRows[] = KPAD_ Rysunek 18. Efekt działania symulatora ROW_MTX; Następnie kompilujemy program i wgrywamy go do pamięci mikrokontrolera. Od tego momentu możemy cieszyć się prawidłowo funkcjonującym kodem.

Podsumowanie Niestety, jak udowodniło to proste ćwiczenie, każdy program to konstrukcja logiczna i jako taka zawiera błędy. Na szczęście pakiet FlowCode ma mechani- Rysunek 19. Okno konfigurowania mikrokontrozmy, które umożliwia- lera dsPIC33FJ32GP202 ją łatwą analizę kodu i korektę zauważonych niedociągnięć. Mam nadzieję, że w wersji 5 pakietu poprawiono opisane błędy w bibliotece (kurs opiera się na FlowCode v4). Mniej doświadczeni użytkownicy w  wypadku napotkania problemów, takich jak opisywany wyżej, mogą napisać do inżynierów wsparcia technicznego lub zadać pytanie na forum.

Jacek Bogusz, EP

Redakcja Elektroniki Praktycznej dziękuje firmie TME z  Łodzi, dystrybutorowi firmy Matrix Multimedia, za udostępnienie zestawu E-blocks oraz mikrokontrolerów używanych w  kursie programowania FlowCode.

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

098-101_flowcode.indd 101

101

2012-09-28 14:37:57

Nauka programowania mikrokontrolerów pod Linuksem Układy I.MX28 firmy Freescale są jednymi z najmniejszych układów multimedialnych z rodziny I.MX. Układy te wyposażono w rdzeń ARM926EJS (architektura ARMv5TEJ), który jest taktowany sygnałem o częstotliwości 454 MHz. Układ wyposażono w szereg nowoczesnych układów peryferyjnych. W bieżącym odcinku cyklu pokażemy sposób, w który można zainstalować maszynę wirtualną oraz uruchomić najprostszą aplikację. Do zestawu I.MX28-EVK jest dostarczana płyta DVD z  obrazem maszyny wirtualnej opartej o  system Ubuntu zawierająca Toolchain służący do przygotowania aplikacji. Dołączenie obrazu maszyny wirtualnej jest bardzo dobrym posunięciem, szczególnie docenią to początkujący użytkownicy. Rozwiązanie to pozwala na zaoszczędzenie czasu potrzebnego na instalację oprogramowania z  wykorzystaniem źródła oprogramowania, a  użytkownikom systemu Windows umożliwia tworzenie aplikacji bez konieczności instalacji Linuksa na komputerze PC. Do pisania aplikacji linuksowych na komputerze PC jest wymagane użycie środowiska Linux, a  próby ich tworzenia pod Windows, to proszenie się o  nieprzewidywalne i trudne do rozwiązania problemy. Oprogramowanie maszyny wirtualnej stanowi system Ubuntu Linux w  wersji 9.04. Toolchain oparty jest o  system budowania oprogramowania LTLIB (Linux Target Image Builder), który jako system zarządzania oprogramowaniem w systemie docelowym wykorzystuje pakiety RPM (Red-Hat). Trzeba tutaj stwierdzić, że jest to rozwiązanie niszowe, wykorzystywane głównie przez firmę Freescale i stosunkowo rzadko używane na innych platformach. W bieżącym odcinku pokażemy w jaki sposób zainstalować maszynę wirtualną oraz uruchomić najprostszą aplikację.

Instalacja maszyny wirtualnej oraz środowiska Aby przygotować środowisko dla platformy służącej do tworzenia aplikacji dla zestawu IMX28.EVK, konieczne będzie zainstalowanie maszyny wirtualnej umożliwiającej uruchomienie obrazu systemu. W  tym celu spod adresu https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads należy pobrać

Rysunek 1. Wprowadzenie ścieżki z dodatkami

102

Krok po koroku Kursy EP

Platforma I.MX28EVK(2)

Rysunek 2. Wybór systemu operacyjnego dla maszyny wirtualnej aplikację VirtualBox dla swojego systemu operacyjnego, a  następnie zainstalować ją. Po zainstalowaniu aplikacji, z tej samej strony należy pobrać dodatek Oracle VM VirtualBox Extension Pack, następnie uruchomić VirtualBox i zainstalować pobrany dodatek. W tym celu należy w menu File -> Global Settings wybrać zakładkę Extensions, a następnie kliknąć na ikonę ze strzałką oraz podać ścieżkę do pliku zawierającego dodatki (rysunek 1). Po zainstalowaniu dodatków możemy rozpakować z płyty DVD obraz maszyny wirtualnej, który znajduje się w pliku /fscommand/Ubuntu_VM_self_extractor.exe. W systemie Windows obraz możemy rozpakować po prostu klikając na nazwie samorozpakowującego się archiwum. W systemie Linux obraz należy rozpakować za pomocą polecenia 7z  x  Ubuntu_VM_self_extractor.exe. Po rozpakowaniu pliku przystępujemy do utworzenia maszyny wirtualnej. W tym celu w menu głównym wybieramy opcję Maszyna -> Nowa, co spowoduje uruchomienie kreatora. W  oknie kreatora wpisujemy nazwę np. IMX28.Linux oraz wybieramy opcję „System Operacyjny: Linux”, „Wersja Ubuntu” (rysunek 2) Po kliknięciu na przycisk Dalej ustalamy wielkość pamięci przydzielonej maszynie wirtualnej. W zależności od pamięci RAM, którą dysponujemy w  komputerze ustalamy wielkość w granicach od 512 do 1024 MB. Po wybraniu wielkości pamięci RAM należy wybrać dysk wirtualny maszyny. Aby to zrobić, wybieramy opcję Użyj istniejącego dysku twardego oraz podajemy ścieżkę do pliku obrazu, który niedawno rozpakowaliśmy (rysunek 3). Po przejściu do kolejnego okna będzie wyświetlona informacja zawierająca podsumowanie ustawień, gdzie

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

102-104_imx28.indd 102

2012-09-28 14:38:58

Krok po koroku Kursy EP

Listing 1. Najprostsza, przykładowa aplikacja #include int main() { int i; printf(“hello world\n”); for ( i = 0; i < 10 ; i++ ) { printf(“loop count = %d\n”, i); } printf(“hello this is the end\n”); return 0; }

Rysunek 3. Wprowadzenie ścieżki do pliku – obrazu należy wybrać przycisk Create, co spowoduje utworzenie nowej konfiguracji. Po przygotowaniu maszyny możemy przystąpić do jej uruchomienia. W tym celu, w oknie głównym klikamy dwukrotnie na ikonę maszyny, co spowoduje jej uruchomienie. Gdy proces uruchamiania zakończy się, zobaczymy ekran logowania. Należy zalogować się podając jako nazwę użytkownika madfsl oraz hasło madfsl. Ostatnią czynnością przygotowawczą będzie zainstalowanie dodatków, w umożliwiających wygodną zmianę wielkości okna czy kopiowanie/wklejanie pomiędzy hostem a  maszyną gospodarzem. W  tym celu wybieramy w  menu głównym opcję Urządzenia -> Zainstaluj Dodatki. Po jej wybraniu w  maszynie goszczonej na pulpicie powinna pojawić się ikona płyty CD/DVD, którą należy kliknąć, co spowoduje jej zamontowanie. Następnie trzeba otworzyć program terminalowy (ikona Terminal) i przejść do katalogu z dodatkami wpisując komendę cd /media/cdrom1, a  następnie wpisać polecenie sudo ./VboxLinuxAdditions.run. System poprosi o  hasło roota (madfsl), a  następnie rozpocznie instalację. Instalator może zadawać dodatkowe pytanie, na które możemy pozostawić domyślną odpowiedź. Po zainstalowaniu dodatków, system jest w  zasadzie gotowy do pracy. Aby wprowadzić zmiany należy zrestartować maszynę wirtualną wybierając opcję ponownego uruchomienia komputera. Po uruchomieniu dodatki powinny działać prawidłowo i  powinniśmy mieć możliwość zmiany wielkości okna wirtualnego systemu czy kopiowania i  wklejania danych pomiędzy aplikacjami systemu gościa i gospodarza.

Kompilowanie przykładowej aplikacji dla maszyny docelowej Dysponując gotowym środowiskiem, możemy kompilować dowolne aplikacje oraz uruchamiać je na platformie docelowej. Aby zapoznać się ze sposobem pracy, pokażemy jak uruchomić nieskomplikowaną aplikację – zamieszczono ją na listingu 1. Jest to typowa aplikacja typu „hello world”, która wypisuje krótkie informację na konsoli tekstowej. Pokażemy teraz w jaki sposób, wspomnianą aplikację uruchomić na platformie IMX28, wykorzystując do kompilacji dostarczone przez producenta środowisko LTLIB. Pierwszą czynnością, którą należy wykonać jest uruchomienie maszyny wirtualnej, zalogowanie się a następnie kliknięcie w ikonę pulpitu Terminal_in_LTLIB_directory. Następnie – korzystając z przeglądarki Mozilla Firefox – spod adresu ftp://boff.pl/elektronika_praktyczna/imx28/ należy pobrać aplikację hello-1.0.tar.gz wraz z plikiem sumy kontrolnej hello-1.0.tar.gz.md5. Pobrane pliki należy skopiować do katalogu maszyny wirtualnej /opt/freescale/pkg/. Kolejną czynnością jest pobranie pliku ftp://boff.pl/elektronika_prak-

tyczna/imx28/hello.spec, a następnie skopiowanie go do katalogu ~/projects/linux/1008/ltib/dist/lfs-5.1/hello. Ten plik jest specyficznym plikiem konfiguracyjnym dla systemu LTLIB, opisującym sposób skompilowania oraz przygotowania pakietu. Zawartość pliku zamieszczono na listingu 2. Na początku pliku są zawarte metainformacje, na temat pakietu, nazwy aplikacji, jej autora oraz krótki opis czynności przez nią wykonywanych. Następnie, w  kolejnych linijkach są zawarte polecenia opisujące poszczególne etapy budowania pakietu. Polecenia zawarte w  %Prep są wykonywane przed rozpoczęciem kompilowania pakietu i mogą zawierać dodatkowe procedury przygotowawcze, jak na przykład wywołanie skryptu ./configure. W  tym wypadku pole jest puste, ponieważ w  tak prostym przykładzie nie musimy wykonywać czynności przygotowawczych. Polecenia zawarte w %Build są wykonywane na etapie budowania pakietu, w tym wypadku jest to wywołanie polecenia make, które spowoduje skompilowanie aplikacji. Polecenia zawarte w %Install zawierają listę czynności, które należy wykonać w celu zainstalowania aplikacji w lokalizacji docelowej. Tu jest to zwykłe wywołanie polecenia cp, którego zadaniem jest przeniesienie kodu wynikowego w  miejsce docelowe. Polecenie %Clean jest wywoływane w  momencie żądania usunięcia plików pośrednich. W tym wypadku polega ono na usunięciu katalogu, w którym była budowana aplikacja. Ręczne kompilowanie pakietu z wykorzystaniem systemu LTLIB przebiega w kilku etapach. Pierwszą czynnością, którą należy wykonać jest wywołanie polecenia ./ltlib -m prep -p hello.spec., którego celem jest rozpakowanie oraz przygotowanie aplikacji do kompilowania. Kolejną czynnością jest przygotowanie pakietu, min. poprzez wywołanie polecenia %Install skryptu spec oraz przygotowanie docelowego pakietu RPM, co następuje w wyniku wywołania polecenia ./ltib -m scinstall -p hello.spec. Ostatnią czynnością jest zainstalowanie pakietu w głównym systemie udostępListing 2. Zawartość pliku konfiguracyjnego %define pfx /opt/freescale/rootfs/%{_target_cpu} %define __os_install_post %{nil}

Summary : Hello World test Name : hello Version : 1.0 Release : 2 License : Public Domain, not copyrighted Vendor : BoFF Packager : Author Group : Applications/Test Source : %{name}-%{version}.tar.gz BuildRoot : %{_tmppath}/%{name} Prefix : %{pfx} %Description %{summary} %Prep %setup %Build make %Install mkdir -p $RPM_BUILD_ROOT/%{pfx}/usr/bin cp hello $RPM_BUILD_ROOT/%{pfx}/usr/bin/ %Clean rm -rf $RPM_BUILD_ROOT %Files %defattr(-,root,root) %{pfx}/*

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

102-104_imx28.indd 103

103

2012-09-28 14:38:59

loop count loop count loop count loop count loop count loop count loop count loop count loop count loop count hello this

= 0 = 1 = 2 = 3 = 4 = 5 = 6 = 7 = 8 = 9 is the end

nionym przez NFS zestawowi EVM28.EVK, co można wykonać za pomocą polecenia ./ltib -m scdeploy -p hello.spec. Tak przygotowany pakiet jest już w  zasadzie gotowy i w zasadzie możemy przystąpić do uruchomienia go na maszynie docelowej, co można zrobić na kilka sposobów. Na etapie tworzenia oraz uruchamiania oprogramowania najprostszym sposobem będzie udostępnienie całego systemu plików (rootfs) za pomocą serwera NFS, co umożliwia wygodne tworzenie aplikacji bez konieczności ciągłego jej kopiowania pomiędzy maszyną wirtualną a  zestawem uruchomieniowym. Innym sposobem jest wykorzystanie do tego celu serwera SSHD, który standardowo jest zainstalowany w obrazie demonstracyjnym. Aby skopiować aplikację Hello World z wykorzystaniem tego sposobu, wystarczy wydać polecenie scp ./rootfs/usr/bin/hello root@ip_imx28/usr/bin, w  którym ip_imx28, to adres IP płytki ewaluacyjnej. Oczywiście, w takim wypadku należy pamiętać o konieczności wcześniejszego skonfigurowania sieci, o czym wspominaliśmy w poprzedniej części. Najprostszym sposobem na skopiowanie aplikacji docelowej jest bezpośrednie skopiowanie jej na kartę SD, do głównego systemu plików. Aby tego dokonać należy do kompu-

tera docelowego podłączyć czytnik kart SD, zamontować partycję systemu plików, a następnie skopiować plik hello np. za pomocą polecenia cp do lokalizacji docelowej /usr/ bin. Po skopiowaniu plików należy odmontować kartę pamięci, a następnie umieścić ja ponownie w gnieździe SD zestawu i uruchomić system. Po skopiowaniu pliku możemy sprawdzić działanie aplikacji w systemie docelowym. W tym celu należy zalogować się do konsoli zestawu czy to za pomocą ssh, czy konsoli szeregowej, a  następnie w terminalu wydać polecenie hello, w wyniku którego na terminalu powinien wyświetlić się rezultat działania aplikacji, jak na listingu 3.

Krok po koroku Kursy EP

Listing 3. Rezultat działania aplikacji hello hello world

Podsumowanie Wyżej pokazano sposób, w  który można skompilować oraz uruchomić przykładową aplikację w  zestawie IMX28.EVK wykorzystując dysk maszyny wirtualnej dostarczony przez producenta. Opierając się na tym przykładzie możemy kompilować zarówno aplikację napisane we własnym zakresie, jak i inne projekty przeznaczone dla systemu Linux. System LTLIB sam dba o to, aby wywołać odpowiedni kompilator, a dzięki obrazowi maszyny wirtualnej mamy gotowe środowisko, które w kilka minut możemy wykorzystać w  dowolnym systemie operacyjnym. Niestety, oprogramowanie dostarczone przez producenta nieco leciwe, a system LTLIB jest rozwiązaniem niszowym wykorzystywanym głównie przez Freescale. W związku z powyższym w wypadku bardziej zaawansowanych prac będziemy zmuszeni do przygotowania odpowiedniego toolchaina samodzielnie, bazując na przykład na środowisku OPENEMEDDED, które zdaniem autora jest dużo lepszym rozwiązaniem niż LTLIB.

Lucjan Bryndza, EP

REKLAMA

104

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

102-104_imx28.indd 104

2012-09-28 14:38:59

Stacja lutownicza Xytronic LF-3000 PREZENTACJE

Stacja lutownicza Xytronic LF-3000 Wysoka jakość za umiarkowaną cenę Chyba najważniejszym narzędziem potrzebnym w procesie projektowania i produkcji urządzeń elektronicznych są stacje lutownicze. Współcześnie muszą one być zgodne z dyrektywą RoHS, tj. nadawać się do pracy z lutowiem bezołowiowym. Stacja LF-3000 produkowana przez tajwańską firmę Xytronic jest dowodem na to, że profesjonalne narzędzia dla elektroników wcale nie muszą być drogie. Firma Reichelt Elektronik oferuje bogaty asortyment urządzeń komputerowych i sieciowych oraz urządzeń telekomunikacyjnych, sprzętu RTV, wyposażenia budynków i systemów bezpieczeństwa. Oprócz wymienionych można znaleźć również wiele interesujących produktów dla osób pracujących w przemyśle. Do tej grupy produktów należą między innymi urządzenia lutownicze. Firma Reichelt dysponuje kompletną ofertą profesjonalnych urządzeń lutowniczych oraz przeznaczonych dla nich akcesoriów. Oprócz stacji do lutowania bezołowiowego, Reichelt dostarcza wyciągi oparów lutowniczych, stacje rozlutowujące, opalarki, groty lutownicze, cyna i wiele innych produktów.

Alternatywne rozwiązania dla profesjonalistów

3000 cechuje się dobrą jakością przy zachowaniu atrakcyjnej ceny i ma wiele funkcji przydatnych zwłaszcza w zastosowaniach profesjonalnych. Najbardziej innowacyjne w LF-3000 jest zastosowanie prądu przemiennego o dużej częstotliwości do nagrzewania grota, co pozwala skrócić do minimum czas osiągania zadanej temperatury oraz uzyskać największa dokładność regulacji.

Zgodność z RoHS i zabezpieczenie ESD Moc 90 W i szeroki zakres regulacji temperatury (od 100 do 520°C) to parametry, które

Dodatkowe informacje: Reichelt Elektronik, tel. +49 4422 955-360 faks +49 4422 955-111, www.reichelt.com

Lutownica jest zasilana niskim napięciem, wynoszącym 36 V, a jej groty zawierają zintegrowane czujniki temperatury, które pozwalają na regulację z dokładnością do ±3°C.

Bezpiecznie i energooszczędnie Nastawy temperatury mogą być chronione hasłem, co jest szczególnie przydatne na liniach produkcyjnych. Ponadto, w lutownicy można włączyć tryb usypiania, który powoduje obniżenie temperatury grota do 100°C po wykryciu 20-minutowego okresu bezczynności. Pozwala to na znaczącą oszczędność energii oraz wydłużenie czasu pracy grota w sytuacji, gdy operator zapomni ją wyłączyć lub gdy jego praca ma charakter serwisowy, w którym większość czasu zajmuje diagnostyka, natomiast lutowanie następuje po lokalizacji usterki. Ponowne wzięcie lutownicy do ręki i delikatne potrząśnięcie nią lub naciśnięcie dowolnego przycisku na panelu stacji LF-3000 błyskawicznie wybudza urządzenie i przywraca grotowi nastawioną wcześniej temperaturę roboczą.

Tworząc swoją ofertę firma Reichelt stara się, aby oprócz znanych i uznanych produktów czołowych producentów, dostarczać Bogata oferta akcesoriów również rozwiązania alternatywne W ofercie firmy Reichelt znajduo dobrych parametrach, ale w niżją się też różne akcesoria niezbędne szych cenach. profesjonalistom, które uzupełniają Specjalistów z Reichelt udało stanowisko lutownicze. Oprócz sasię przekonać tajwańskiemu promej LF-3000, Reichelt oferuje 12 inducentowi Xytronic. Ta firma ma Fotografia 1. Stacja lutownicza LF-3000 firmy Xytronic doskonale nych stacji lutowniczych marki Xykilkudziesięcioletnie doświadcze- nadaje się do lutowania bezołowiowego, zgodnie z dyrektywą tronic o zakresie mocy od 45 W do nie w projektowaniu i produkcji RoHS 600 W, w tym lutownice do lutowasystemów lutowniczych. Xytronic nia za pomocą gorącego powietrza i opracował pierwszą, opatentowapodczerwieni. Dzięki dobrej jakości ną, sterowaną elektronicznie stację lutowniczą, i atrakcyjnej cenie stacje lutownicze Xytronic są predestynują stacje lutownicze firmy Xytronic która umożliwiała utrzymanie stałej temperatuciekawym rozwiązaniem dla wielu różnych użytjako idealne rozwiązania do lutowania bezołory roboczej bez wymieniania grota lutowniczekowników. Do kręgu klientów Reichelt, którzy wiowego, zgodnie z dyrektywą RoHS. Dzięki go i bez zastosowania przełączników mechazdecydowali się na zakup stacji lutowniczych Xyseparacji galwanicznej od sieci oraz mechaninicznych. tronic, należą zarówno ambitni elektronicy-amazmowi załączania i wyłączania przetwornicy torzy, zakłady serwisowe, jak również producenci zasilającej w momencie przejścia fazy napięcia podzespołów i urządzeń elektronicznych. Warto zasilającego przez 0, możliwe jest bezpieczne Prąd o dużej częstotliwości dodać, że w ofercie Reichelt znajdują się też stacje lutowanie elementów wrażliwych na wyładoPokazana na fotografii 1 stacja lutownicza LFlutownicze klasy Premium z regulatorem/stabiliwania elektrostatyczne. Dodatkowo, wyłado3000 z cyfrowym stabilizatorem/regulatorem temzatorem cyfrowym, przeznaczone dla najbardziej waniom elektrostatycznym można zapobiec peratury grota to bestseller wśród lutownic firmy wymagających klientów. korzystając z wbudowanego złącza uziemienia. Xytronic oferowanych przez firmę Reichelt. LFELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

105_reichelt.indd 105

105

2012-09-28 14:39:54

SPRZĘT

Pomiary urządzeń pracujących w technologii NFC NFC (Near Field Communication) to technologia komunikacji bezprzewodowej, charakteryzująca się bardzo krótkim zasięgiem. Wykorzystuje zjawisko indukcji pola magnetycznego i  wywodzi się z  technologii RFID. Aby zagwarantować poprawność jej implementacji, konieczne są odpowiednie narzędzia, które pozwoliłyby na przetestowanie nadajników i  odbiorników NFC. Technologia NFC została zaprojektowana myślą o intuicyjnych, bezprzewodowych, ale jednocześnie bezpiecznych systemach wymagających autoryzacji. Jej koncepcję opracowały wspólnie firmy Sony i  NXP Semiconductors, korzystając ze specyfikacji standardu RFID, w  wariancie przystosowanym do pracy na częstotliwości 13,56 MHz. W  odróżnieniu od RFID, technologia NFC pozwala na transmisję na odległość do około 10  cm z  szybkością do 424  kb/s. Co więcej, w wymianie informacji mogą uczestniczyć dwa, równoważne sobie urządzenia aktywne lub urządzenie aktywne odpytujące pasywny znacznik, podczas gdy w  RFID dostępna była tylko ta druga metoda. Dzięki rozszerzonemu, a  nie po prostu zmienionemu zestawowi funkcji, komponenty NFC są wstecznie kompatybilne z  RFID, np. z  rozpowszechnionym standardem Smart Card, który bazuje na ISO-14443A i  ISO-14443B. Na potrzeby wymiany informacji pomiędzy dwoma urządzeniami NFC, opracowano nowy protokół opisany w  standardach ECMA-340 i ISO 18092.

Dodatkowe informacje: Rohde & Schwarz al. Jerozolimskie 92, 00-807 Warszawa tel. +48 608 353 351 [email protected] www.rohde-schwarz.pl

Sposób działania

Konieczne testy

W  praktyce urządzenia NFC najczęściej komunikują się z  prędkością 106  kb/s. W  trakcie odpytywania korzystają z  modulacji OOK (On/Off Keying) o  głębokości na poziomie 10% lub 100% lub z binarnej modulacji fazowej BPSK. W wypadku komunikowania się w trybie aktywno – pasywnym, urządzenie pasywne traktuje nośną sygnału nadawanego przez urządzenie odpytujące jako źródło energii. Wtedy jest stosowana modulacja ASK. W  trybie peer-to-peer używa się tej samej modulacji, co w trakcie odpytywania, ale zapotrzebowanie na energię jest mniejsze, ponieważ oba urządzenia korzystają z własnych źródeł zasilania. Transmisja danych z urządzenia pasywnego jest możliwa dzięki sprzężeniu cewek obu urządzeń. Zmiana impedancji cewki znacznika wpływa na zmianę amplitudy lub fazy w antenie inicjatora komunikacji. Technika ta nosi nazwę modulacji obciążenia. Przesyłane dane kodowane są z użyciem kodowań: NRZ-L, Manchester lub zmodyfikowanego kodowania Millera.

Sprawdzenie poprawności działania urządzenia z modułem NFC polega na przeprowadzeniu testów protokołów cyfrowych oraz dokonaniu pomiarów sygnału radiowego. Do tych drugich należą przede wszystkim: badanie opóźnień i synchronizacji, pomiary mocy sygnału w  trybie odpytywania, sprawdzenie częstotliwości nośnej, czułości odbiornika i pomiary modulacji obciążenia. Ze względu na konieczność przebadania urządzenia pracującego w  trybie odpytywania oraz nasłuchiwania, proponuje się dwa sposoby konfigurowania sprzętu pomiarowego. W  pierwszym przypadku, referencyjne urządzenie nasłuchujące pracuje pod kontrolą generatora odpowiedzi zsynchronizowanego z narzędziem do pomiarów fal. Natomiast ono w  połączeniu z  przyrządem do pomiaru natężenia pola monitoruje sygnały odbierane przez urządzenie nasłuchujące. W  drugim wypadku, generator komend steruje pracą urządzenia odpytującego, które jest dołączone do aparatury mierzącej modulację obciążenia.

Przykładowe stanowisko

Rysunek 1. Schemat podłączenia aparatury w trakcie testowania urządzeń odpytujących

106

106-107_rohde.indd 106

W celu wyposażenia kompletnego stanowiska do testowania urządzeń pracujących w  trybie odpytywania, potrzebny będzie oscyloskop, generator sygnałów i  komputer PC oraz opcjonalnie, analizator widma. Sprawne pomiary wymagają zastosowania odpowiedniego oprogramowania przystosowanego do testów NFC. Pełen zestaw takich narzędzi dostarcza firma Rohde & Schwarz. Zainstalowane na komputerze PC oprogramowanie FS-K112 pozwala sterować generatorem SMBV z  modułem SM-K6 oraz oscyloskopem serii RTO z  modułem RTO-K11, a  także ewentualnie analizatorem takim jak np. FSV poprzez sieć ethernetową. W  celu synchronizacji, wyjście wyzwalania oscyloskopu należy podłączyć do wejścia generatora sygnałów. Wyjście generatora podłączamy natomiast do referencyjnego urządzenia nasłuchującego, którego antenę ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:40:54

Pomiary urządzeń pracujących w technologii NFC należy podłączyć do oscyloskopu i  ewentualnie analizatora. Przy testowaniu urządzeń nasłuchujących, generator SMBV z modułem SMBV-K6 jest dołączany do referencyjnego urządzenia odpytującego poprzez sprzężenie pojemnościowe. Drugie wyprowadzenie anteny – do masy poprzez dzielnik rezystancyjny, z którego środka sygnał jest wprowadzany na wejście oscyloskopu cyfrowego (RTO z  modułem RTO-K11) oraz opcjonalnego analizatora (np. FSL). Wszystkie przyrządy są sterowane poprzez sieć LAN z  komputera PC, na którym działa oprogramowanie FS-K112.

Oprogramowanie FS-K112PC

Rysunek 2. Schemat podłączenia aparatury w trakcie testowania urządzeń nasłuchujących

Rysunek 3. Ekran oprogramowania FS-K112PC w trakcie testowania urządzenia odpytującego zawiera m.in. listę transmitowanych komend, czasy narastania i opadania napięć oraz wskaźnik modulacji

Sprawna analiza komunikacji NFC nie byłaby możliwa bez pakietu Rohde & Schwarz FS-K112PC NFC Measurement Software. Jest to łatwe w  użyciu oprogramowanie do wykonywania w  pełni zautomatyzowanych pomiarów. By rozpocząć badania wystarczy jedynie skonfigurować kilka wstępnych ustawień. W  wypadku testowania urządzeń pracujących na standardowej częstotliwości 13,56  MHz wystarczy nacisnąć jeden przycisk, aby wskazać rodzaj zastosowanej anteny oraz rozpocząć wybrany rodzaj pomiarów. Wszystkie pozostałe ustawienia wprowadzane są automatycznie. Ponadto, dla każdego z  pomiarów można niezależnie wybrać: częstotliwość, czasy trwania rejestracji i analizy oraz sposoby wyzwalania. Możliwość wyboru analizowanego trybu NFC (NFC-A, NFC-B lub NFC-F) dodatkowo upraszcza badania urządzeń, które pracują we wszystkich tych trybach. Oprogramowanie automatycznie dobiera limity dla generowanych sygnałów w zależności od wybranego lub wykrytego trybu NFC. Dzięki temu użytkownik nie musi dokładnie znać specyfikacji standardu. Zgodność testowanego urządzenia z wymaganiami jest wyraźnie zaznaczana w podsumowaniu wyników. Użytkownik może też samodzielnie skonfigurować sposób wyświetlenia rezultatów pomiarów. Może swobodnie rozmieścić poszczególne okienka, dopasowując je do indywidualnych wymagań lub aktualnie przeprowadzanych pomiarów. W  wypadku testowania urządzenia odpytującego, FS-K112PC pokazuje: • głębokość modulacji, • ewentualne zbyt duże lub zbyt małe wartości napięć, • czasy narastania i opadania napięć, • graficzne wykresy napięć. W przypadku testowania urządzenia nasłuchującego, FS-K112PC prezentuje: • modulację obciążenia, • czas opóźnień ramek, • graficzne wykresy napięć.

Marcin Karbowniczek, EP Rysunek 4. Ekran oprogramowania FS-K112PC w trakcie testowania urządzenia nasłuchującego zawiera m.in. informacje o modulacji obciążenia oraz czasy opóźnień ramek. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

106-107_rohde.indd 107

107

2012-09-28 14:40:55

SPRZĘT

DAQFactory – fabryka sterowana modułami LabJack Sterowanie produkcją w  XIXwiecznej manufakturze polegało na podrzucaniu węgla do maszyn parowych i  zakręcaniu kurków instalacji ciśnieniowych. Czynności te wykonywane bezpośrednio przez ludzi nie były lekkie - węgiel swoje ważył, a  kurki lekko się nie obracały. Dzisiaj produkcją może sterować dyspozytor z  poziomu domowego komputera. Siedząc wygodnie w  fotelu i  naciskając delikatnie przyciski klawiatury uruchamia olbrzymie silniki, siłowniki, zawory itp. w  fabryce odległej o  setki kilometrów. SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) – tym akronimem są określane systemy automatyki sterowania i nadzoru produkcji. Znajdują zastosowanie niemal we wszystkich rodzajach zakładów produkcyjnych, na przykład w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, chemicznym, dziewiarskim, etc, etc. W  systemach SCADA wykorzystywane są odpowiednio zaprojektowane moduły zbierające dane o bieżącym stanie procesu. Dołączane są do nich wszelkiego rodzaju czujniki wielkości

Dodatkowe informacje: Egmont Instruments ul. Chłodna 39 pawilon 11, 00-867 Warszawa tel. 22 850 62 05, 692 50 17 50 faks 22 654 02 48, www.egmont.com.pl e-mail: [email protected]

nieelektrycznych, takich jak ciśnienie, temperatura, przemieszczenie, przyspieszenie, czujniki światła, detektory promieniowania i  wiele innych. Dane te trafiają za pośrednictwem różnych mediów do komputera, na którym jest zainstalowane oprogramowanie SCADA umożliwiające przejrzystą wizualizację procesu produkcyjnego, a także sterowanie nim. Oprogramowanie takie zwykle dba o zachowanie od-

Tabela 1. Podstawowe parametry modułu UE9 PRO Wejścia analogowe Zakres napięć wejściowych Wyjścia analogowe Zakres napięć wyjściowych Liczba wejść cyfrowych Liczniki Układy czasowe Obsługa interfejsów komunikacyjnych Maksymalna szybkość strumienia danych Czas odpowiedzi Interfejsy CPU Zasilanie Wymiary Zakres temperatury pracy

108

108-111_daq_factory.indd 108

14 o  rozdzielczości 12...16 bitów zależnej od szybkości; 24-bitowy ADC Low-Speed o  efektywnej rozdzielczości 20 bitów ±5 V lub 0...5 V 2 (12-bitowe DAC 0...5 V 23 2 32-bitowe 6 (Pulse Timing, PWM Output, Quadrature Input, ...) SPI, I2C, UART (tylko master) ponad 50 kHz (w  zależności od rozdzielczości) <1,5 ms USB 2.0 Full Speed Ethernet 10Base-T Podwójny procesor 168 MHz USB, zewnętrzne: gniazdo DC lub VEXT 75×185×30 mm -40...+85oC

powiednich bezpieczeństwa steroi d i h warunków kó b i ńt t wania oraz tworzy logi zawierające informacje o zmianach wskazań przyrządów pomiarowych i  nastaw poszczególnych sterowników. Logi te mogą być archiwizowane.

Moduł UE9 PRO Amerykańska firma LabJack jest producentem wielofunkcyjnych modułów akwizycji danych przeznaczonych m.in. do zastosowań w systemach SCADA. Jednym z takich modułów jest UE9 PRO, którego podstawowe parametry techniczne umieszczono w tabeli 1. Moduł UE9 PRO komunikuje się z komputerem przez interfejs USB lub Ethernet. Producent dołącza do swoich wyrobów dedykowany dla nich program LJControlPanel. Program ten jest przeznaczony do monitorowania i  regulacji sygnałów we/wy, a także do konfigurowania portu ethernetowego. Interfejs USB modułów LabJack nie ma izolacji galwanicznej. Jego masa jest połączona z masą układów we/wy, o czym należy pamiętać przy projektowaniu systemu sterowania. Masa jednego z gniazd śrubowych – SGND jest połączona z  masą GND modułu przez samozerujący się bezpiecznik elektroniczny. Rozwiązanie to zastosowano w  celu zabezpieczenia modułu przed możliwością uszkodzenia w przypadku dołączenia urządzeń zasilanych z innej fazy. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:41:42

DAQFactory – fabryka sterowana modułami LabJack Tabela 2. Podstawowe parametry modułu U6 PRO Wejścia analogowe Wzmocnienie wbudowanego wzmacniacza instrumentalnego Zakres napięć wejściowych Wbudowany czujnik temperatury CJC Wyjścia prądowe Wyjścia analogowe Liczba wejść/wyjść cyfrowych Liczniki Układy czasowe Obsługa interfejsów komunikacyjnych Maksymalna szybkość strumienia danych Czas odpowiedzi Interfejsy

Fotografia 1. Moduł 2-kanałowego wzmacniacza instrumentalnego Dołączenie sygnałów we/wy do modułu jest realizowane za pośrednictwem gniazd z  zaciskami śrubowymi oraz gniazd DB (15i 37-pinowych). Wszystkie gniazda śrubowe są wykonane zgodnie ze standardem LabJack, tzn. zawierają wyprowadzenie masy i zasilania oraz dwóch sygnałów (np. wejść AINx, wyjść DACx lub portów we/wy FIOx). Do tych gniazd mogą być bezpośrednio dołączane moduły opisane w EP5/2012. Jeden z nich, dwukanałowy moduł wzmacniaczy pomiarowych, przedstawiono na fotografii  1. Dane cyfrowe mogą być również zbierane za pośrednictwem portów komunikacyjnych USB (gniazdo USB typu B) i Ethernet (gniazdo RJ-45). Gniazdo DB37 zawiera 3 linie adresowe przeznaczone do wybierania modułu. W  ten sposób, po zastosowaniu odpowiedniej liczby

CPU Zasilanie Wymiary Zakres temperatury pracy

14 o  rozdzielczości 16...18 bitów zależnej od szybkości; 24-bitowy ADC Low-Speed o  efektywnej rozdzielczości 22 bitów ×1, ×10, ×100 ±10 V, ±1 V, ±0,1 V 2 (200 mA  i  10 mA) 2 (12-bitowe DAC 0...5 V) 20 2 32-bitowe 4 (Pulse Timing, PWM Output, Quadrature Input, ...) SPI, I2C, UART (tylko master) 50 kHz (w  zależności od rozdzielczości) <1 ms USB 2.0 Full Speed Ethernet 10Base-T Podwójny procesor 168 MHz USB, zewnętrzne: gniazdo DC lub VEXT 75×185×30 mm -40...+85oC

modułów UE9 PRO aplikacja użytkowa może obsługiwać aż 112 linii analogowych. Sygnały są przełączane multiplekserem analogowym MAX4051A. Takie rozwiązanie wymaga jednak odpowiedniego mapowania kanałów nawet przy wykorzystywaniu jednego modułu UE9 PRO, ale dba o to zwykle oprogramowanie przeznaczone do tworzenia aplikacji użytkowych. Analogowe sygnały wejściowe są konwertowane do postaci cyfrowej przez wbudowany 24-bitowy przetwornik A/C sigma-delta. Mogą to być zarówno sygnały bipolarne, jak i unipolarne. Do odpowiedniego dopasowania poziomów można stosować dostępne w  ofercie LabJack wzmacniacze i dzielniki napięciowe. Zasilanie modułu może być pobierane z  gniazda USB, z  gniazda DC, do którego jest dołączany zasilacz wtyczkowy, albo z zacisków

śrubowych gniazda VEXT. Dopuszczalne jest też jednoczesne zasilanie modułu z  gniazda USB i VEXT, a nawet dołączanie i odłączanie jednego z tych napięć w czasie pracy. Wewnętrzny przełącznik dba, aby moduł był prawidłowo zasilany, jeśli tylko choćby jedno napięcie ma poprawną wartość. Priorytet ma jednak napięcie VEXT, co ma uzasadnienie z  powodu ograniczonej wydajności prądowej interfejsu USB. Stan zasilania urządzenia, w tym tryb Low Power, jest sygnalizowany za pomocą diody świecącej. Naturalnym zastosowaniem modułów UE9 PRO są aplikacje automatyki przemysłowej. Do komunikacji między urządzeniami stosowany jest w nich powszechnie protokół Modbus. Jego implementacja w systemach sterowania bazujących na modułach UE9 PRO jest możliwa przy wykorzystaniu interfejsu USB oraz Ethernet.

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

108-111_daq_factory.indd 109

109

2012-09-28 14:41:44

SPRZĘT cym analizować dane o  częstotliwości do 80 kHz, • LJSelfUpgrade – program wykorzystywany do uaktualniania oprogramowania modułów U3/U6/UE9 Ponadto, na stronie LabJack udostępniono przykłady prostych aplikacji napisane w  różnych językach, przeznaczone dla różnych środowisk (m.in. C, C++, Delphi, Java, FlowStone, LabVIEW, MATLAB, DAQFactory itd.). Dużo przykładów można też znaleźć na forum o modułach LabJack, na którym bardzo aktywnie udziela się wielu doświadczonych użytkowników piszących własne programy.

DAQFactory Express – SCADA dla LabJack’ów

Rysunek 2. Przykładowy schemat procesu technologicznego

Moduł U6 PRO Moduł U6 PRO ma podobną konstrukcję mechaniczną do UE9 PRO, ale różni się kilkoma szczegółami technicznymi. 14 asymetrycznych wejść analogowych może pracować z  rozdzielczością od 16 do 18 bitów, w  zależności od szybkości próbkowania. Mogą być one skonfigurowane również jako symetryczne, ale wtedy ich liczba jest zmniejszana do 7. Dodatkowy przetwornik ADC charakteryzuje się 22-bitową rozdzielczością efektywną. Dostępny jest wbudowany wzmacniacz instrumentalny o  programowanym wzmocnieniu: ×1, ×10 i  ×100. Większy niż w  UE9 PRO jest też zakres napięć analogowych, które mogą osiągać wartości ±10, ±1 i ±0,1 V. W  module U6 PRO wbudowano czujnik temperatury CJC oraz dwa źródła prądowe o  ustawionej na sztywno wydajności 200 i  10  mA. Zwiększono też do 20 liczbę wejść cyfrowych. Moduł U6 PRO odznacza się nieco krótszym czasem odpowiedzi wynoszącym 1 ms. Najważniejsze parametry techniczne modułu U6 PRO przedstawiono w tabeli 2.

Do modułów U6 PRO i  UE9 PRO oferowane są akcesoria, takie jak: panele zacisków śrubowych, moduły kondycjonujące, sondy pomiarowe, sterownik silnika szczotkowego DC, płytka eksperymentalna z obszarem prototypowym 165 mm×56 mm, panel do modułów przekaźników i portów we/wy.

Programy dla modułów LabJack Przedstawione krótko moduły LabJack mogą być stosowane w  aplikacjach wykorzystujących przeznaczone dla nich oprogramowanie, umożliwiające bezpośrednie odczytywanie stanów wejść/wyjść cyfrowych i analogowych, a także programowanie wewnętrznych timerów i liczników. Producent udostępnia: • LJControlPanel – program do konfiguracji i testowania modułów, • LJLogUD – prosta aplikacja umożliwiająca zapisywanie na dysku logów zawierających stany maks. 16 kanałów i tworząca wykresy czasowe dla sygnałów o  częstotliwości do 10 Hz, • LJStreamUD – aplikacja podobna do LJLogUD, jednak pracująca w trybie pozwalają-

Rysunek 3. Okno robocze programu DAQFactory

110

108-111_daq_factory.indd 110

Moduły LabJack z  powodzeniem mogą być stosowane w  warstwie sprzętowej aplikacji SCADA, nawet bardzo rozbudowanych. Ich cena jest bardzo korzystna w  odniesieniu do możliwości, ale na całkowity koszt systemu równie znaczący wpływ ma oprogramowanie. Jednym z  najlepszych pod względem ekonomicznym rozwiązań jest program DAQFactory, który w  wersji Express jest dołączany do modułów LabJack i tylko je obsługuje. Pełną wersję programu można sprawdzić po uprzednim przetestowaniu wersji testowej działającej przez 25 dni bez ograniczeń. Zaletą programu DAQFactory jest możliwość tworzenia Runtimów bez żadnych ograniczeń licencyjnych. Widok dyspozytorni wielkich zakładów przemysłowych, fabryk, kopalni, elektrowni, w  których na specjalnych pulpitach sterowniczych są zainstalowane zespoły różnych wskaźników, lampek, przełączników, mierników, manometrów itp. jest zapewne znany Czytelnikom choćby z  relacji prasowych i  migawek telewizyjnych. Wszystkie te elementy są zwykle uzupełnione przejrzystymi symbolami graficznymi tworzącymi schemat procesu technologicznego realizowanego w  danym zakładzie przemysłowym (rysunek  2). Dyspozytor jeszcze przed wprowadzeniem zmiany dowolnego parametru może więc przewidzieć konsekwencje tej operacji dla innych procesów technologicznych. Otrzymuje zresztą natychmiastowe potwierdzenie wpływu dokonanej regulacji w  postaci wskazań lampek, wszelkiego rodzaju mierników i  sygnalizatorów. Taki sposób sterowania wymaga oczywiście stosowania odpowiednich elementów wykonawczych, takich jak: elektrozawory, siłowniki, silniki krokowe, czujniki położenia i przesunięcia. Są to klasyczne elementy automatyki przemysłowej. Problem polega na stworzeniu systemu potrafiącego koordynować działania wszystkich elementów w czasie rzeczywistym, wykonującego operacje automatycznie z jednoczesnym tworzeniem logów. Przydatną cechą będzie również możliwość symulacji różnych wariantów sterowania. Taką wirtualną dyspozytornię można stworzyć za pomocą programu DAQFactory i  opisanych wyżej modułów LabJack użytych jako ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:41:45

DAQFactory – fabryka sterowana modułami LabJack interfejsy dla urządzeń wykonawczych, a także zapewniających przesyłanie wszystkich sygnałów sterujących nawet na duże odległości. Jak pokazuje praktyka rozwiązanie takie sprawdziło się już w setkach wdrożonych systemów o niemałym stopniu złożoności. Interfejs użytkownika programu DAQFactory przypomina typowe środowisko programistyczne (rysunek 3). Można w  nim wyróżnić kilka charakterystycznych elementów, takich jak: pasek menu, pasek narzędzi, pasek stanu, zakładki wyświetlające bieżące komunikaty, wartości zmiennych, wiadomości z  portów komunikacyjnych itp. Elementy aplikacji w postaci symboli graficznych są umieszczane w obszarze roboczym. Parametry każdego z nich są wprowadzane i edytowane po wywołaniu karty z właściwościami. Programista ma do dyspozycji kilka rodzajów obiektów. I tak kanału (Channels) reprezentują w programie fizyczne sygnały występujące np. na złączach modułów LabJack. Są to też stany ich liczników i timerów. Istnieje też podobna klasa Virtual Channels, jednak obiekty tego typu nie mają odzwierciedlenia w żadnym fizycznym sygnale warstwy sprzętowej aplikacji. Programista może ponadto korzystać z wielu innych obiektów tworzących sieć powiązań logicznych między poszczególnymi elementami aplikacji, wykonujących obliczenia i  konwersje, realizujących algorytmy pętli PID, wykonujących skrypty (Sequences), a więc krótkie podprogramy pisane w prostym języku programowania. Skrypty są wykorzystywane na przykład do kalibracji urządzeń, monitorowania systemu i  wypracowywania odpowiednich decyzji. Sekwencje mogą być równoważne funkcjom lub wyrażeniom, a  więc typowym elementom języków programowania. Ważnym obiektem DAQFactory są alarmy (Alarms) monitorujące wyniki wielu parametrów programu i  uaktywniające odpowiednie sygnały ostrzegawcze po przekroczeniu zadanych zakresów pracy. Elementy graficzne aplikacji są umieszczane w obszarze roboczym na tzw. stronach (Pages). Pozwala to na przejrzyste dla użytkownika zdefiniowanie paneli sterujących. Przykładowo,

Rysunek 4. Okno aplikacji użytkowej przygotowanej w programie DAQFactory na jednej stronie można zebrać elementy związane z zasilaniem linii produkcyjnej, na drugiej elementy hydrauliki, a  na kolejnej wszelkie wskaźniki związane z  monitorowaniem procesu – mierniki analogowe i cyfrowe, wykresy itp. Rejestrowanie parametrów wybranego kanału jest niezwykle proste. Wystarczy go wskazać i w oknie właściwości uaktywnić zakładkę „Graph”. Na rysunku 4 przedstawiono fragment przykładowej aplikacji miejskiej instalacji wodociągowej, w  której zastosowano graficzną rejestrację wybranych parametrów. Widoczne na rys. 4 symbole graficzne nie są oczywiście dziełem autora aplikacji. Nie trzeba wykazywać się aż takim talentem plastycznym. Do rysowania schematów można wykorzystywać elementy z biblioteki symboli graficznych dodawanej do programu DAQFactory. Zawiera ona chyba wszystkie rodzaje obiektów, które mogą być potrzebne w  każdej aplikacji, niezależnie od jej przeznaczenia. Elementy te pogrupowano według rodzaju i  przeznaczenia. Obok niezwykle sugestywnych grafik 3D znajdują się klasyczne symbole stosowane na schematach elektrycznych, hydraulicznych itp.

Interesującą cechą programu DAQFactory jest usługa DAQConnect umożliwiająca podglądanie wartości wskazanych danych za pomocą przeglądarki stron Web. Korzystając z niej użytkownik może także zmieniać wartości parametrów, czyli inaczej mówiąc - zdalnie sterować fabryką.

Podsumowanie Możliwości programu DAQFactory są przeogromne. W krótkim artykule trudno jest przedstawić wszystkie jego zalety. Filozofia programu jest podobna do tej, którą zastosowano w doskonale znanym automatykom LabVIEW, lecz koszt opracowania podobnych aplikacji jest znacznie mniejszy przy zastosowaniu DAQFactory. Program ten może bezpośrednio współpracować z opisanymi modułami LabJack: U6 PRO i UE9 PRO. Inne moduły były już opisywane w  EP, i jak mogliśmy się przekonać są to urządzenia o bardzo prostej, ale niezwykle starannie przemyślanej konstrukcji.

Jarosław Doliński, EP

Rysunek 5. Przykładowe symbole graficzne programu DAQFactory ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

108-111_daq_factory.indd 111

111

2012-09-28 14:41:46

PREZZ ENTA PREZENTACJE A CJEE

Elnec – programatory dla każdego elektronika Elnec to firma ze Słowacji, która od 1991 roku projektuje, udoskonala i  produkuje urządzenia do programowania pamięci EEPROM, mikrokontrolerów oraz innych układów programowalnych. Skoncentrowanie się przez lata jedynie na tym zagadnieniu uczyniło z  tego producenta lidera w  branży, który dostarcza uniwersalne, niezawodne oraz efektywne kosztowo programatory przeznaczone do zapisu układów za pomocą różnych algorytmów i  metod oraz w  dowolnej obudowie. Współcześnie obserwuje się bardzo dynamiczny wzrost oferty i zapotrzebowania na mikrokontrolery, pamięci i  inne układy programowalne. Producenci wręcz prześcigają się w  publikowaniu informacji o  nowych układach, nowych wersjach znanych układów oraz o zupełnie nowych rozwiązaniach. Mikrokontrolery stają się coraz szybsze, coraz bardziej wydajne, tańsze i mniejsze (np. wyroby Microchip). Podobnie dzieje się w  innych segmentach układów programowalnych – zarówno pamięci, jak i  np. w  wypadku producentów układów PLD, CPLD i FPGA (np. Lattice). Każdy elektronik mający do czynienia z  elementami, które należy zaprogramować

112

112-114_elnec.indd 112

staje pewnego dnia przed dylematem wyboru programatora i  oprogramowania narzędziowego. Programator powinien być przede wszystkim łatwy w  obsłudze, niezawodny i umożliwiać szybkie zaprogramowanie wielu różnych układów. Zawarte w  jego oprogramowaniu sterującym algorytmy zapisu i odczytu układów powinny dawać się łatwo modyfikować. Od strony użytkownika ważne będzie również wsparcie techniczne, dzięki któremu będą korygowane zauważone błędy, do bazy programowanych układów będą dodawane nowe pozycje wraz z algorytmami ich programowania (najlepiej automatycznie), a  wytwórca będzie szybko i  sprawnie

Dodatkowe informacje: Transfer Multisort Elektronik Sp. z  o.o. ul. Ustronna 41 93-350 Łódź tel. +48 42 645 55 55, www.tme.pl fax +48 42 645 55 00, [email protected]

pomagał w  rozwiązywaniu bieżących problemów. Wśród wielu rozwiązań dostępnych w  handlu są np. zestawy uruchomieniowe dla danych rodzin elementów, które pozwalają na szybkie zapoznanie się z  funkcjami elementu i  jego programowanie, ale nie są uniwersalne. Są także proste programatory, nieco bardziej uniwersalne od zestawów uruchomieniowych, ale liczba obsługiwanych elementów nie jest szczególnie duża, a szybkość działania plasuje się poniżej przeciętnej. Co więcej, dość często pojawiają się problemy z jakością. Nie są rzadkością sytuacje, w  których użytkownik takiego programatora szukając powodu nieprawidłowego działania układu musi dodatkowo upewniać się, że powodem problemu nie jest używany programator. To niepotrzebna strata czasu i  dodatkowe koszty. Są również narzędzia profesjonalne, mające możliwość obsługi ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:42:38

Elnec – programatory dla każdego elektronika wielu układów, o  wysokiej jakości wykonania oraz ze wsparciem gwarantującym wieloletnie, bezproblemowe używanie.

Elnec – europejski lider programatorów Elnec jest słowacką firmą, która od 1991 roku projektuje, udoskonala i  wytwarza programatory pamięci EEPROM, mikrokontrolerów oraz innych układów programowalnych. Skoncentrowanie się na tych urządzeniach przez ponad 20 lat uczyniło z tego producenta lidera w branży, zapewniającego uniwersalne, niezawodne oraz efektywne kosztowo programowanie układów w  dowolnej obudowie – zarówno z użyciem adaptera, jak również za pomocą metody ISP (In-System Programming), ming), po przylutowaniu elementu na płytce drukowanej. Jednym z  priorytetów ytetów firmy Elnec jest najwyższa jakość ość oferowanych produktów. Aby to osiągnąć, firma przeprowadza cały proces, począwszy od projektowajektowania, poprzez produkcję kcję i  testy każdego wyp r o d u ko w a n e go urządzenia, w  jednym miejscu – siedzibie firmy w  Presov na Słowacji. Elnec nie udostępnia licencji na produkowanie swoich programatorów żadnej innej firmie. Nie zleca też montażu poza swoją fabryką, co współcześnie nie jest popularne. Jednak tylko ylko w ten sposób firma jest w  stanie zagwarantować rantować jakość swoich urządzeń. O tym, żee taka praktyka zdaje egzamin, niech świadczy fakt, f k że produkty d k Ell nec dostępne są w ponad 40 krajach świata (w tym także w USA i Japonii) i znajdują się w  ofercie największych światowych dystrybutorów (w  Polsce – np. TME). Przekonana o  jakości swoich produktów firma Elnec udziela 3-letniej gwarancji na każdy programator. Przyjrzyjmy się zatem ich ofercie (stan na wrzesień 2012) – a robi ona wrażenie.

Programatory uniwersalne W  bogatej ofercie produktów znajdują się programatory jednopodstawkowe (BEEPROG2C, SMARTPROG2 oraz BEEPROG2), które są w  stanie zaprogramować praktycznie każdy układ programowalny – zarówno dziś, jak w przyszłości, gdyż Elnec praktycznie codziennie aktualizuje listę obsługiwanych układów i  udostępnia ją użytkownikom całkowicie za darmo. To bardzo istotna zaleta wsparcia oferowanego przez firmę. Wymienione programatory są przeznaczone dla użytkowników spotykających się w swej praktyce z  wieloma różnymi układami programowalnymi – pracowników serwisów i, ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

112-114_elnec.indd 113

uczelni technicznych, studentów, developerów oraz niewielkich firm produkcyjnych. Programatory mają podstawkę ZIF (zero insertion force socket) i dla układów w obudowie DIP nie potrzebne są żadne przejściówki. Oprócz tego wyposażono je w  uniwersalny pindriver TTL (1,8…5  V) i  złącze do programowania ISP. Funkcjonalność obejmuje kontrolę poprawności włożenia układu oraz Autotest pozwalający na sprawdzenie prawidłowego działania programatora. Oprogramowanie sterujące pracuje pod kontrolą komputera PC z systemem operacyjnym Windows , począwszy od historycznej wersji 95, a skończywszy na najnowszym Windows 7. SMARTPROG2 jest najprostszym i  najtańszym programatorem, który mimo niskiej ceny obsługuje ponad 29306

typów układów od d ponad d 218 producentów. Jest wyposażony w  podstawkę ZIF 40 pin, a  do komunikowania się z  komputerem służy mu port USB 2.0. Charakteryzuje się dużą szybkością programowania (np. układ 24FC128 – 5,9 s; PIC18LF8720 –18,7 s; AT89C51RD2 – 18 s). Dodatkowo, ma możliwość programowania seryjnego (z  nadawaniem numeru) oraz testowania pamięci SRAM. BEEPROG2 jest najbardziej zaawansowanym programatorem uniwersalnym, który obsługuje ponad 71089 typów układów od ponad 297 producentów!. Wyposażony jest w  podstawkę ZIF 48 pin. Do komunikacji z  komputerem można użyć portu LPT (IEEE1284) lub USB 2.0. Jest znacznie szybszym programatorem; prędkość jest większa o  20% - 70%, szczególnie w  przypadku dużych pamięci (np. układ 24FC128 – 2,3s, PIC18LF8720 –11s, AT89C51RD2 – 14,4s). Dodatkowo ma możliwość automatycznego programowania seryjnego, test SRAM/TTL oraz możliwość multiprogramowania (dołączenia maks. 8 programatorów do jednego komputera sterującego)

BEEPROG2C to ekonomiczna wersja programatora BEEPROG2, w  której zrezygnowano z  portu LPT oraz obsługi nieprodukowanych już od dawna układów bipolarnych (PROM i  PLD), EPROM-ów z  napięciem programującym 21V i  mikrokontrolerów MCS48 i 8751/8752 z napięciem programującym 21V.

Programatory specjalizowane W tej grupie oferowane są programatory, które umożliwiają zaprogramowanie jedynie pamięci. Wyposażone są w  podstawkę ZIF – dla układów w  obudowach DIP nie potrzebne są żadne przejściówki. Pracują pod kontrolą komputera PC z  systemem operacyjnym Windows95/98/ME/NT/2000/ XP/VISTA/7. Przeznaczone są głównie dla Prz osób zajmujących zajmującyc się amatorsko elektroniką , chiptuningiem, chiptuningiem serwisem oraz dla małych producentów. SEEPROG jest najmniejszym, najtańszym programatorem wyposażonym w  podstawkę ZIF 8 pin i  przeznaczonym do pracy z szeregowymi pamięciami EEPROM. Obsługuje ponad 8487 typów układów od ponad 142 producentów. Do komunikowania się z  komputerem nik służy mu port LPT. MEMPROG2 jest bardziej zaMEM awansowaną awansowa wersją programatora pamięci, wyposażonym w  podstawkę ZIF wypo 40 pin. Przeznaczony do pracy z pamięciaPrzezna FLASH EPROM, serial EEPROM mi EPROM, FLA ponad 13569 typów układów i  obsługuje pon (w  tym wersje od ponad 195 producentów p niskonapięciowe). Do komunikowania się k z  komputerem służy mu port USB. Dodatkowo, może automatycznie numerować programowane układy oraz testować pamięci SRAM

Programatory do produkcji Ta grupa programatorów powstała jako odpowiedź na zapotrzebowanie firm, które programują setki, a  nawet tysiące układów dziennie. Podstawę stanowi flagowy i  najlepszy programator ELNEC – BEEPROG2 – jako moduł bazowy, który jest powielony w jednej obudowie 4 razy (BEEHIVE204) lub 8 razy (BEEHIVE208S). Dzięki temu programatory są uniwersalne, obsługują wszystkie znane typu układów programowalnych (pamięci, mikrokontrolery, PLD), charakteryzują się dużą szybkością działania i prostą obsługą – mają wszystkie zalety podstawowego modułu z  dodatkową możliwością równoczesnego programowania wielu układów. BEEHIVE204 ma 4 niezależne moduły oparte na BEEPROG2, 4 podstawki ZIF 48 pin, złącza ISP, możliwość komunikacji z  komputerem PC (Windows 2000 / XP /

113

2012-09-28 14:42:41

PREZENTACJE Vista / 7) poprzez port USB 2.0. Umożliwia jednoczesne programowanie do 4 układów. BEEHIVE208S ma 8 niezależnych modułów opartych na BEEPROG2, 8 podstawek ZIF 48 pin, złącza ISP. Umożliwia jednoczesne programowanie do 8 układów. Programator ten nie wymaga zewnętrznego komputera PC, ponieważ jest kontrolowany przez wbudowany system XP Embedded. Rozwiązania oferowane w grupie programatorów produkcyjnych mogą być rozszerzone o systemy do w pełni automatycznego programowania – łącznie z  automatyczną wymianą układów w  podstawkach (BEEHIVE204AP).

Oprogramowanie i adaptery Wszystkie programatory (poza przemysłowym BEEHIVE208S) pracują pod kontrolą komputera PC wyposażonego w  system operacyjny Windows od wersji 2000 po 7. Niezbędne oprogramowanie dołączane jest na płycie i dostarczane wraz z urządzeniem. Jego instalacja i obsługa jest niezwykle prosta i intuicyjna. Oprogramowanie pozwala na: – standardowe operacje na buforze w  pamięci i układzie, – kontrolę poprawności włożenia układu i  poprawności styku wyprowadzeń i podstawki, – programowanie seryjne, nadawanie numerów seryjnych, automatyczne programowanie po włożeniu układu, wykonanie statystyk. Stosowanie oprogramowania zapewnia: – kompletną informację o  aktualnie programowanym układzie, – obsługę wszystkich znanych formatów danych, – stosowanie algorytmów zgodnych z wymaganiami producenta, – możliwość uzyskania pomocy on-line oraz bezpłatnej aktualizacji. Jedną z najważniejszych cech programu sterującego jest stały dostęp do bezpłatnych aktualizacji (bez ograniczenia czasowego). Dzięki temu mamy szansę na programowanie nowych typów układów czy ich nowych wersji nawet długo po zakupie naszego programatora.

114

112-114_elnec.indd 114

Liczba obsługiwanych układów robi wrażenie, ale czasem można trafić na cos, czego programator nie obsługuje. Nawet wtedy nie pozostaniemy sami z problemem! Elnec bardzo szybko udziela wsparcia i praktycznie z dnia na dzień jest w stanie pomóc w rozwiązaniu problemu. Bardzo często będzie to nowy algorytm programowania do układu, z którym się spotkaliśmy i, co ważne, nierzadko taka pomoc okaże się bezpłatna. Świadomość takiego wsparcia pozwala wielu inżynierom odetchnąć z ulgą.

Adaptery Ostatnim elementem, o  którym warto wspomnieć, to adaptery do programowania. Wszystkie programatory wyposażone są w podstawki typu ZIF, do których bez problemów możemy wstawić układy w obudowie DIP. Niestety, o układy w takich obudowach coraz trudniej –wśród wielu wymagań wobec producentów mikrokontrolerów czy pamięci odnośnie do wydajności układów czy niskiego poboru mocy pojawia się wymaganie minimalnych wymiarów obudowy. Coraz częściej układy dostępne są w obudowach TSSSOP, PLCC, SOIC a nawet QFN (Quad Flat No lead) lub w obudowie będącej wersja BGA. Do zaprogramowania takiego układu, niezbędny jest odpowiedni adapter, składający się z  dwóch części – podstawki na sk odpowiednią obudowę oraz wyprowadzeń od w rastrze DIP umożliwiających włożenie ukław du w podstawkę ZIP programatora. Adapter taki musi cechować się wysoką ja jakością – pamiętajmy, że musi nie tylko zagwarantować pewny uchwyt dla programogw wanego układu, ale także odpowiedni styk w elektryczny pozwalający na programowanie el z  dużą częstotliwością bez ryzyka przekłamania danych czy zakłóceń. m I  w  tym przypadku liczyć możemy na firrmę ELNEC, która ma przygotowanych kil-

kaset różnych wersji adapterów, a odpowiedniego wyboru najlepiej dokonać na ich stronie internetowej, gdzie można wybrać odpowiedni element zarówno według rozmiaru, jak i po symbolu układu czy producencie. Ich liczba także rośnie, proporcjonalnie do nowych typów obudów, które pojawiają się na rynku.

W sumie… Programatory z  firmy Elnec są bardzo dobrą propozycją dla każdego, kto poszukuje pewnie działającego, perspektywicznego narzędzia o  wysokiej jakości. Warto zwrócić uwagę na wysoką jakość ich wykonania – już od pierwszego kontaktu użytkownik ma pozytywne wrażenie solidności. Widać także, że specjalizacja w  tych produktach i  lata doświadczeń owocują niezwykle przemyślaną, funkcjonalną i  prostą w  obsłudze konstrukcją. Szereg wbudowanych zabezpieczeń nie tylko minimalizuje ryzyko uszkodzenia programowanego układu, ale także eliminuje szanse zepsucia programatora – kontroli podlegają zarówno poprawne włożenie układu (np. poprzez sygnalizację odwrotnego włożenia), jak i  styki między układem a podstawką. Na wieloletnią prace takiego urządzenia wpływa nie tylko solidne wykonanie, ale także bezpłatne aktualizacje oprogramowania, zapewniające ciągle aktualną listę obsługiwanych układów. Warto zaznaczyć, że te aktualizacje dostępne są bez ograniczeń czasowych, czyli do końca życia takiego programatora. Wysoką jakość potwierdza także 3-letnia gwarancja producenta na urządzenie, a  umiarkowana cena gwarantuje nam znakomity stosunek cena-jakość. Elnec jest wiec idealnym rozwiązaniem dla ludzi poważnie podchodzących do swoich zadań.

mgr inż. Arkadiusz Węglewski

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:42:43

Tytuł

10/2012

•

październik źd i ik

•

Nr N 9 (81)

• Ćwiczenia z LOGO! 0BA7 • Platinum – nowa seria przycisków i przełączników Lovato Electric • PAC rewolucjonizują systemy sterowania • Automatyzacja w duchu lean dzięki modułom Saia Smart RIO ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 1/2009

115_ap.indd 115

115

2012-09-28 14:43:03

116.indd 116

2012-09-28 14:43:25

Ćwiczenia z LOGO! 0BA7, AUTOMATYKA I MECHATRONIKA

Ćwiczenia z LOGO! 0BA7 (1) Sterownik LOGO! w  prezentowanej w  ostatnich numer EP wersji 0BA7 oferuje automatykom nowe możliwości – między innymi dzięki wbudowanemu interfejsowi sieciowemu – upraszcza także programowanie sterownika i  umożliwia wykonywanie zdalnych upgrade’ów oprogramowania. Jak się to robi w  praktyce pokazujemy w  artykule. Sprzętową bazą do ćwiczeń będzie zestaw prezentacyjny pokazany na zdjęciu powyżej, składający się z dwóch sterowników LOGO! z serii 0BA7 (12/24RCE), panela HMI z  wyświetlaczem monochromatycznym i  wielokolorowym podświetleniem LED, switcha sieciowego CSM1277 oraz zasilacza sieciowego z serii LOGO! Power o napięciu wyjściowym 24 VDC i wydajności prądowej 2,5  A. Testowanie działania sterowników w  zestawie ułatwiają dwa przyciski oraz dwa potencjometry podające napięcia na wejścia analogowe I7 sterowników LOGO! Do przygotowywania projektów i komunikacji z  LOGO! będziemy wykorzystywać oprogramowanie LOGO! Soft Comfort v7, które obsługuje połączenia sieciowe na równi z obsługą programatora USB, koniecznego do programowania wcześniejszych wersji LOGO! (od 0BA6 w „dół”).

LOGO! 0BA7: w  sieci może (prawie) wszystko Standardowym narzędziem programistycznym dla użytkowników LOGO! jest pakiet LOGO!Soft Comfort, którego najnowsza wersja uwzględniająca nowe możliwości LOGO! została oznaczona jako v7.x. Ze względu na wyposażenie sterownika w  interfejs sieciowy naturalnym uzupełnieniem możliwości LOGO!Soft Comfort jest dodanie instrukcji pozwalających obsługiwać zdalne porty wejść i  wyjść (analogowych i  cyfrowych). Oprócz modyfikacji i  obsługi nowych SFB, w  nowej wersji LOGO!Soft Comfort producent zaimplementował wiele dodatkowych funkcji, głównie ułatwiających korzystanie z  programu i  pozwalających wykorzystywać w  projektach zasoby sprzętowe nowych wersji sprzętu LOGO!, jak na przykład pamięć RAM o  większej pojemności, większą liczbę bloków możliwych do wykorzystania w  pojedynczym projekcie, większą liczbę bitów dostępnych w  rejestrach przesuwnych, obsługę kart SD itp.

Konfiguracja połączenia sieciowego Sterowniki zamontowane w  zestawie startowym mają domyślnie przypisane adresy sieciowe (z  puli 192.18.x.x), które – co bardzo prawdopodobne – nie będą „pasować” do lokalnej sieci, do której są dołączone (via router wbudowany w  zestaw lub bezpośrednio). Należy je więc skonfigurować, korzystając z  pokładowego menu LOGO! (opcja Network>IP Address, aktywna wyłącznie w  trybie STOP – jeżeli program jest wykonywany przez LOGO! należy go zatrzymać!), w  taki sposób aby niemaskowane (maską podsieci) fragmenty adresów były jednakowe. Przykładowe możliwe sposoby dołączenia LOGO! do komputera za pośrednictwem interfejsu Ethernet pokazano na rysunku 1. Z lewej strony rysunku LOGO! jest dołączone bezpośrednio do PC, z  prawej strony – jest to przypadek występujący ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

117-119_siemens.indd 117

Sterownik LOGO! w  wersji 0BA7 jest funkcjonalnie podobny do wersji 0BA6, najpoważniejszą z  punktu widzenia użytkownika różnicą pomiędzy nimi jest wbudowany w  0BA7 interfejs Ethernet. Jednym z  jego podstawowych zastosowań jest komunikacja z  portami zdalnych, analogowych i  cyfrowych wejść-wyjść, do czego służą graficzne polecenia (symbole FBD). Każdemu symbolowi FBD można przypisać numer wejścia lub wyjścia oraz adres IP (rysunek A  i  B), sygnały wejściowe mogą być mapowane za pomocą mechanizmu VM (Virtual Memory) także w  urządzeniach z  systemu S7. Sieciowe wejścia cyfrowe mogą służyć także do celów diagnostycznych: monitorowania stanów alarmowych zdefiniowanych przez producenta.

w  zestawie testowym - za pośrednictwem routera. Przykładowo przyjmijmy następujący adres IP komputera: 10.1.0.37 z  ustawioną maską podsieci na 255.255.255.0 (rysunek 2). Żeby komunikacja ze sterownikiem LOGO! mogła zostać nawiązana, pierwsze trzy oktety adresów IP muszą być jedna-

kowe w  sterowniku i  komputerze. Ostatni oktet służy do rozróżniania urządzeń w obrębie podsieci 10.1.0.x. Sprawdzenie adresu IP komputera, na którym zainstalowano LOGO! Soft Comfort jest możliwa w oknie właściwości protokołu sieciowego dla karty sieciowej, do której dołączono LOGO! Trzeba pamiętać, że

117

2012-09-28 14:44:16

AUTOMATYKA I MECHATRONIKA Firma Siemens oferuje zestaw startowy dla LOGO! 0BA7, w  skład którego wchodzi zasilacz, sterownik oraz oprogramowanie LOGO!Soft Comfort v7.0.

w popularnym przypadku, kiedy adresowaniem w sieci zajmuje się serwer obsługujący dynamiczne przydzielanie adresów (DNS), trzeba aktywować ręczne przypisywanie adresów, jak pokazano na rysunku 2. Po uzgodnieniu adresów sieciowych i  dołączeniu LOGO! do sieci, uruchamiamy oprogramowanie LOGO! Soft Comfort.

W  przeciwieństwie do wcześniejszych generacji, nowy LOGO! nie zastępują dotychczas produkowanej wersji 0BA6, są ich rozwinięciem funkcjonalnym i  stanowią uzupełnienie dotychczasowej oferty produkcyjnej firmy Siemens. W  tabeli poniżej zestawiono podstawowe wyposażenie dostępnych wersji LOGO! 0BA7 (na czerwono zaznaczono sterownik użyty w  prezentowanych projektach).

Typ LOGO! 12/24RCE LOGO! 230RCE LOGO! 12/24RC

Zasilanie 12/24V DC 115...240 V AC/DC 12/24 V DC

Wejścia 8 cyfrowych 8 cyfrowych 8 cyfrowych

LOGO! 24

24 V DC

8 cyfrowych

1)

LOGO! 24C

24 V DC

8 cyfrowych

1)

LOGO! 24RC 3) LOGO! 230RC 2)

24 V AC/24 V DC 115...240 V AC/DC

8 cyfrowych 8 cyfrowych

LOGO! 12/24RCo

12/24 V DC

8 cyfrowych

1)

4 przekaźnikowe (10A)

LOGO! 24o

24 V DC

8 cyfrowych

1)

4 tranzystorowe 24V/0,3A

LOGO! 24Co

24 V DC

8 cyfrowych

1)

4 tranzystorowe 24V/0,3A

LOGO! 24RCo LOGO! 230RCo

3)

2)

1)

1)

Wyjścia 4 przekaźnikowe 4 przekaźnikowe 4 przekaźnikowe 4 tranzystorowe 24V/0,3A 4 tranzystorowe 24V/0,3A 4 przekaźnikowe 4 przekaźnikowe

24 V AC / 24 V DC 8 cyfrowych

4 przekaźnikowe

115 ... 240 V AC/DC 8 cyfrowych

4 przekaźnikowe

(10 A) (10A) (10 A)

Uwagi

bez zegara

(10A) (10A)

bez wyświetlacza bez klawiatury bez wyświetlacza bez klawiatury bez zegara bez wyświetlacza bez klawiatury bez wyświetlacza (10A) bez klawiatury bez wyświetlacza (10A) bez klawiatury 4 szybkie wejścia

Zamiennie można używać konfiguracji: 4 wejścia analogowe (0...10V) i cyfrowe. 2) Wersje 230 V AC: Dwie grupy po 4 wejścia. Każde wejście w ramach grupy musi być dołączone do tej samej fazy. Grupy mogą być dołączone do różnych faz. 3) Wejścia cyfrowe mogą być sterowane ze źródeł typu P lub N. 1)

Rysunek 1.

Rysunek 4. Rysunek 3.

Rysunek 5.

Rysunek 2.

118

117-119_siemens.indd 118

Rysunek 7.

Rysunek 6. W  menu Narzędzia (rysunek  3) wybieramy opcję Konfiguracja adresu sieciowego… w wyniku czego zostanie otwarte okno jak na rysunku 4, w którym należy wpisać adres sterownika w naszej sieci (rysunek 5). Następnie jest wyświetlane okno pokazane na ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:44:18

Ćwiczenia z LOGO! 0BA7,

Rysunek 8.

Rysunek 9. rysunku 6, w którym należy nacisnąć przycisk Detekcja, który uruchamia diagnostykę prawidłowości adresu. Jeżeli sterownik jest dostępny, jego Status (rysunek  7) zmienia się na Tak. Poprawne skonfigurowanie adresów umożliwia nawiązanie komunikacji ze sterownikiem, co wymaga wybrania jednej

z  kilku możliwych opcji, w  zależności od dalszych planowanych działań. W przypadku zamiaru zapisania w pamięci sterownika programu nowej jego wersji lub sprawdzenia jaki program jest przechowywany w pamięci LOGO!, w  menu Narzędzia wybieramy opcję LOGO!->PC (rysunek  8). Proces wczytywania programu i  ustawień LOGO! jest sygnalizowany za pomocą progressbaru (rysunek  9), a  na rysunku  10 pokazano przykładowy jego skutek. W  podobny sposób można odczytać oraz zmodyfikować poprzez sieć ze sterownika LOGO! wiele innych parametrów, jak na przykład (w  kolejności od góry do dołu menu Narzędzia->Transfer, rysunek  11) m.in.: – konfiguracja trybu pracy w sieci master/ slave, – ustawienia zegara czasu rzeczywistego oraz kalendarza wbudowanego w  sterownik, – ręczne przełączanie zegara z  czasu letniego na zimowy i odwrotnie, – zarządzanie hasłem chroniącym pamięć sterownika przed nieuprawnionym odczytem, – w  modelach wyposażonych w  licznik godzin pracy – odczyt jego stanu, – odczyt stanu wejść monitorowanego sterownika (jak na rysunku 12), – odczyt wersji firmware’u  sterownika LOGO!, – odczyt danych (datalog) zarejestrowanych na karcie SD. Na tym kończymy wstęp do prezentacji możliwości sieciowych LOGO! 0BA7, za miesiąc pokażemy jak je wykorzystać w prostej aplikacji.

REKLAMA

Tomasz Starak

Rysunek 10. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

117-119_siemens.indd 119

119

2012-09-28 14:44:19

AUTOMATYKA I MECHATRONIKA

Platinum – nowa seria przycisków i przełączników Lovato Electric Lovato Electric powiększa swoją ofertę aparatury sterującej i  sygnalizacyjnej o  przyciski oraz przełączniki z  serii Platinum. Kompaktowe wymiary, szybka i  łatwa instalacja, detale wykonane przyjaźnie dla użytkownika oraz możliwość modyfikacji konfiguracji – to tylko niektóre z  wielu zalet całej grupy, jednej z  najbardziej kompletnych na rynku automatyki przemysłowej. Do produkcji przycisków i przełączników zastosowano materiały o  doskonałej charakterystyce mechanicznej i  odporności chemicznej, co sprawia, iż mogą być stosowane w  każdego typu środowisku, nawet niektórych kwasów, węglowodorów, alkoholi, zasad i  organicznych związków chloru. Dodatkowo, cała grupa charakteryzuje się szerokim zakresem temperatury stosowania: od –25° do +70°C. Dzięki ergonomicznej konstrukcji

120

120-121_prezentacja Lovato.indd 120

zachowującej dbałość o szczegóły urządzenia mogą być stosowane w każdego typu aplikacji, również takich, które wymagają wyrafinowanej estetyki. Z  punktu widzenia wykonania, funkcjonalności, wydajności i niezawodności przyciski i przełączniki z serii Platinum są dziś jedną z najbardziej kompletnych i wszechstronnych serii tego typu urządzeń dostępnych na rynku automatyki przemysłowej.

Dodatkowe informacje: Lovato Electric Sp. z  o.o. ul. Zachodnia 3 55-330 Błonie k. Wrocławia tel. 71 797 90 10, faks 71 797 90 20 www.lovatoelectric.pl, [email protected]

Wysoki stopień ochrony Przyciski i  przełączniki z serii Platinum mogą być używane w  ekstremalnych warunkach, jak w wypadku aplikacji, w których panel musi być czyszczony wodą pod wysokim ciśnieniem lub jest wymagana wysoka czystość maszyn. Wszystkie głowice przycisków i przełączników spełniają wymogi wysokiego stopnia ochrony: IP66 (typ 4X wg UL), IP67 według normy IEC 60529 i IP69K według normy DIN 40050. Stopień ochrony IP66 wymaga, by operator (ruchoma część przycisku lub przełączni-

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:45:16

Platinum – nowa seria przycisków i przełączników Lovato Electric

ka) został przetestowany silnym strumieniem wody padającym pod różnym kątem; natomiast stopień ochrony IP67 wymaga ochrony przed zalaniem przy zanurzeniu w  wodzie przez trzydzieści minut i na głębokość jednego metra. Jeszcze bardziej zdumiewające są wymogi stopnia ochrony IP69K, które określają, iż głowica operatora musi być przetestowana silnym strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem (100 barów przy 80°C) pod czterema różnymi katami: 0°, 30°, 60° i 90°, pod każdym kątem, co najmniej trzydzieści sekund.

Szybka instalacja Kolejną cechą i  zarazem zaletą przycisków i  przełączników z serii Platinum jest szybka instalacja. Wszystkie głowice operatorów mogą być wstępnie zamocowane w  otworze montażowym dzięki specjalnej funkcji uszczelki (zasysanie) i  następnie trwale zamocowane przy użyciu gwintowanej nakrętki. Właściwy montaż umożliwia bolec antyrotacyjny, dostępny w  każdym wykonaniu operatora. Uniemożliwia on obracanie się głowicy w  przystosowanym do tego otworze montażowym. W wypadku, gdy

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

120-121_prezentacja Lovato.indd 121

otwór montażowy nie ma wycięcia, bolec antyrotacyjny chowa się podczas montażu w  korpusie operatora, zapewniając najwyższy stopień ochrony. Nowa seria zapewnia niewielką głębokość wewnętrzną – tylko 43 mm od płyty montażowej do końca pierwszej linii zestyków pomocniczych, co aktualnie stanowi jeden z  najlepszych wyników na rynku i  pozwala na zmniejszenie odległości montażowych dla dwóch operatorów do 30×40mm. Adapter montażowy, zestyki pomocnicze i źródła światła montuje się na zatrzaski, bez użycia jakichkolwiek narzędzi.

Doskonała charakterystyka mechaniczna i elektryczna Cały zakres oferty spełnia wymogi normy EN 60947-5-1. Dzięki starannemu wykonaniu cała seria zapewnia wysoką trwałość mechaniczną: pięć milionów cykli dla przycisków z  samoczynnym powrotem, które są najbardziej rozpowszechnione na rynku, milion cykli dla przełączników, przycisków dwuklawiszowych i  trzyklawiszowych oraz trzysta tysięcy dla przycisków grzybkowych. Zestyki pomocnicze łączą w sobie niewielkie wymia-

ry mechaniczne i  wysoką przewodność elektryczną (5 V – 1 mA), co umożliwia stosowanie w każdego typu aplikacjach. Źródła światła LED, również o  niewielkich wymiarach, zapewniają dobrą wizualizację przycisków i  przełączników dzięki wysokiej intensywności świecenia. Elementy świetlne mają również wysoką trwałość elektryczną i zabezpieczenie przeciwprzepięciowe, ograniczające piki napięciowe i prądowe, gdy zostały zamontowane równolegle do obciążeń indukcyjnych. Dodatkowo, te elementy zostały zabezpieczone na wypadek występowania wibracji i cechują się ograniczonym zjawiskiem migotania i ochroną przed żarzeniem w przypadku obecności prądów indukowanych w przewodach.

Modyfikowanie i konfigurowanie Odpowiadając na zapotrzebowanie rynku, firma Lovato Electric zaprojektowała nowa serię Platinum, tak aby zaspokoić różne wymagania w  zakresie możliwości modyfikowania i  konfigurowania. Nowa seria umożliwia, na przykład, wymianę pokrywki i  dyfuzora (dowolny typ i kolor), w zależności od funkcji i  typu aplikacji, pozwala na montaż do 9 zestyków pomocniczych (NO lub NC) oraz konfigurowanie zadziałania zestyków centralnych dla przełączników. Wśród nowych przycisków należy zwrócić uwagę na przyciski do kasowania mechanicznego, które umożliwiają regulację trzpienia od przodu przycisku (1…4 mm) i  jednoczesne zamontowanie zestyków pomocniczych. Przyciski grzybkowe do zatrzymania awaryjnego są zgodne z  normą ISO 13850, która wymaga wymuszonego zadziałania operatora i  typowo wykonane są w wersji z odblokowaniem przez obrót, pociągnięcie lub kluczem. Z kolei przyciski dwuklawiszowe i  trzyklawiszowe zostały zaprojektowane, aby zapewnić minimalne odległości montażowe (30 mm×55 mm) oraz  wysoki stopień ochrony IP69K.

121

2012-09-28 14:45:17

AUTOMATYKA I MECHATRONIKA

PAC rewolucjonizują systemy sterowania Stopień złożoności systemów sterowania i  automatyki stale rośnie. Obecnie kontrolery zarządzają przepływem sygnałów pomiarowych oraz sterujących między czujnikami i  elementami wykonawczymi w  coraz bardziej rozbudowanych aplikacjach. Wymagają one realizacji złożonych algorytmów sterowania procesami dyskretnymi i  ciągłymi oraz jednocześnie zapewniania interoperacyjności różnych urządzeń, możliwości komunikacji w  sieci za pośrednictwem różnych protokołów sieciowych i  wreszcie integracji danych z  różnych systemów wykorzystywanych w  przedsiębiorstwach. Aby ułatwić pracę projektantów oraz integratorów systemów automatyki, producenci komponentów do ich budowy wciąż uzupełniają swoją ofertę o nowe urządzenia. Jednym z  nich są programowalne kontrolery automatyki – dla odróżnienia od „zwykłych” sterowników programowalnych określane są one mianem PAC (Programmable Automation Controllers). Kontrolery te reklamowane są jako produkty łączące w sobie najlepsze cechy sterowników PLC, systemów DCS, RTU oraz PC i jednocześnie stanowiące odpowiedź na rosnące wymagania w  zakresie sterowania w  przemyśle. Klienci nieraz jednak mogą mieć wątpliwości, czy nie jest to jednak chwyt marketingowy. Stawiają oni pytania dotyczące rzeczywistej różnicy między PLC i PAC oraz tego, czy opłaca się ponieść znacznie większy koszt, opierając swój projekt na programowalnych kontrolerach automatyki.

What’s up, PAC? Nazwę PAC po raz pierwszy zastosowało około dekadę temu ARC Advisory Group w  swoim opracowaniu poświęconym ówczesnemu rynkowi PLC. Firma ta usystematyzowała tam cechy, jakimi charakteryzować powinien się programowalny kontroler automatyki. Jest to przede wszystkim wszechstronność zastosowań, czyli możliwość realizacji różnych zadań sterowania (dyskretnego, procesami ciągłymi lub napędami) w ramach jednej platformy sprzętowej zintegrowanej z oprogramowaniem. Kolejne cechy PAC to m.in. dostępność zintegrowanego środowiska programistycznego, możliwość ich programowania w językach standaryzowanych w normie IEC 61131-3, jedna baza danych dostępna z poziomu różnych zadań sterowania, wspólna przestrzeń nazw (tzn. zmienne definiowane w  jednej aplikacji pod tą samą nazwą dostępne są w  pozostałych), modułowa i  otwarta architektura oraz

Rys. 1. Według producentów programowalne kontrolery automatyki są odpowiedzią na rosnącą złożoność zadań sterowania w przemyśle: 1 – regulacja PID, 2 – analogowe we/wy, 3 – bazy danych, 4 – sterowanie napędami, 5 – cyfrowe we/wy, 6 – HMI, 7 – klient OPC, 8 – we/wy

122

122-123_pac.indd 122

kompatybilność z różnymi interfejsami sieciowymi (na przykład RS-485, RS-232, RS-422, CAN, Ethernet) i protokołami transmisji (m.in. TCP/IP, OPC, SMTP). Definicja ta jest dość szeroka, a  w  miarę rozwoju technologii PLC coraz trudniej jednoznacznie określić, czy dane urządzenie zalicza się do grupy „tradycyjnych” sterowników, czy może jest to już kontroler PAC. Dlatego innym sposobem na scharakteryzowanie możliwości programowalnych kontrolerów automatyki jest ich bezpośrednie porównanie z poszczególnymi produktami konkurencyjnymi (patrz tab. 1).

PAC a konkurencyjne urządzenia Przykładowo cechą wspólną PAC oraz PLC, RTU i  DCS jest odporność sprzętu na trudne warunki występujące w  przemyśle. Zarówno PLC, jak i  PAC bez problemu mogą realizować zadania sterowania dyskretnego oraz sekwencyjnego. Aby wykorzystać PLC w zarządzaniu procesami ciągłymi, należy jednak zwykle uzupełnić je o dodatkowe moduły funkcjonalne lub korzystać z nich w połączeniu z  innymi urządzeniami sieciowymi lub o  większej wydajności obliczeniowej, a  także stosować specjalne oprogramowanie. PAC tymczasem w  zakresie sterowania procesami – wsadowymi oraz ciągłymi – nie ustępują rozproszonym systemom sterowania. Z DCS łączy je też możliwość kontynuowania krytycznych lokalnych operacji w razie awarii komunikacji. W kwestii zdalnych pomiarów oraz współpracy z  systemami SCADA programowalne kontrolery automatyki dorównują natomiast możliwościom RTU. Sterowanie napędami, wydajne przetwarzanie, w  tym skanowanie wejść/wyjść oraz wszechstronność to z  kolei cechy łączące je z PC. Zarówno PLC, jak i PAC są urządzeniami kompaktowymi. Cechą wyróżniającą PAC jest natomiast elastyczna, modułowa architektura. Dzięki temu w  oparciu o jedną platformę sprzętową z łatwością można tworzyć małe oraz duże systemy, rozbudowując lub ograniczając je przez dodanie lub odinstalowanie wybranych modułów stosownie do potrzeb. PAC, podobnie jak PC, charakteryzuje też kompatybilność ze standardowymi interfejsami sieciowymi oraz łatwość współpracy ze sprzętem oraz oprogramowaniem od różnych producentów. Analogicznie jak w  przypadku PLC, również PAC programować można z  wykorzystaniem standardowych języków programowania zgodnych z normą IEC 61131-3. ProgramowalELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:45:47

PAC rewolucjonizują systemy sterowania ne kontrolery automatyki, podobnie jak DCS, mają też zintegrowany sprzęt oraz oprogramowanie. To ostatnie sprawia, że nie trzeba korzystać z  dodatkowych sterowników w  procesie instalacji, a w razie problemów należy się kontaktować tylko z  jednym dostawcą. Wyróżnia je natomiast dostępność narzędzi HMI oraz jednego środowiska programistycznego dla wszystkich aplikacji (sterowania dyskretnego, analogowego, napędami itp.). Dzięki temu ich programowanie jest szybsze oraz łatwiejsze.

PAC – aplikacje Przyjmując, że PAC są rzeczywiście tak uniwersalne, można się zastanowić, gdzie kontrolery o tak rozbudowanej funkcjonalności znajdują zastosowanie. Przykładem jest system sterowania pracą linii produkcyjnych w  fabryce napojów lub browarze. Pierwszym etapem produkcji w  takim zakładzie jest zwykle transport wody, zazwyczaj z oddalonego źródła. Proces ten wymaga ścisłej kontroli, ponieważ od jakości tego surowca w ogromnym stopniu zależy jakość produktu finalnego. Dlatego konieczne jest zarówno monitorowanie instalacji przesyłu wody (pomiar ciśnienia, parametrów przepływu, itp.), jak i kontrola parametrów jakościowych źródła. To ostatnie wymaga realizacji systemu rejestracji oraz transmisji wyników pomiarów. Należy również kontrolować jakość wody po jej dotarciu do zakładu. Wszystkie dane pomiarowe trzeba przechowywać w bazie danych, tak by można było śledzić oraz analizować ich zmienność w czasie. Sam proces produkcji wymaga z  kolei przestrzegania ściśle określonych procedur określających skład, proporcje oraz warunki (na przykład temperaturę) przygotowywania napojów. Konieczna jest zatem realizacja sterowania wsadowego oraz różnych algorytmów regulacji. Równocześnie należy monitorować jakość produktu na poszczególnych etapach przetwarzania. Informacje na ten temat również muszą być przechowywane w bazie danych. Są one potrzebne na wypadek kontroli służb badających jakość produktów spożywczych, a  także do oceny efektywności oraz wydajności produkcji.

Integracja kluczem do sukcesu Częścią takiego zakładu jest również linia butelkowania, która wymaga realizacji systemu sterowania dyskretnego. Po napełnieniu butelki są umieszczane w kartonach, które są oznaczane, przykładowo, znacznikami RFID. Paczki te są następnie transportowane do magazynu. Tam są skanowane, zarówno w momencie dostarczenia, jak i tuż przed zapakowaniem do ciężarówek transportujących je do punktów sprzedaży. Pozwala to monitorować stan zapasów. Informacje te muszą być na bieżąco aktualizowane w bazie danych, z której korzysta zarówno dział handlowy, jak i  kierownictwo produkcji. W magazynie należy także kontrolować warunELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

122-123_pac.indd 123

ki przechowywania napojów. Istotne jest zwłaszcza utrzymanie odpowiedniej temperatury. W  przedstawionym przykładzie w  ramach jednego zakładu realizowanych jest wiele zadań sterowania różnego typu jednocześnie, które dodatkowo wzajemnie na siebie wpływają. Najlepsze rezultaty w  takim przypadku zapewnić może jedna, zintegrowana platforma sprzętowa i  programowa, którą łatwo skonfigurować oraz zarządzać. Obecnie większość systemów sterowania i  automatyki w  przemyśle jest podobnie rozbudowana. Dotyczy to zwłaszcza przemysłu farma- Rys. 2. PAC jednocześnie mogą realizować wiele zadań, ceutycznego i spożywczego, ale w tym sterowanie dyskretne, napędami, procesami też wszystkich branż, w których wsadowymi i ciągłymi procesy wytwórcze i  przetwórcze realizowane są wieloetapowo. nym argumentem sceptyków, którzy twierdzą, że często trudno uzasadnić większy koszt PAC w porównaniu do PLC. Z drugiej strony jeżeli Podsumowanie uwzględni się dodatkowe wydatki na rozszerzeChociaż klasyczne sterowniki programonie funkcjonalności sterowników programowalwalne wciąż mają wiele zalet (jest to m.in. pronych, sumaryczny koszt wdrożenia bazującego stota, mała awaryjność – MTBF rzędu nawet kilkudziesięciu lat, łatwość wymiany – MTTR na PAC może okazać się niższy. Wiele zależy też zwykle poniżej 2 godzin), niewykluczone, że od tego, czy w  danym przypadku możliwości w  perspektywie kilku najbliższych lat mogą tych urządzeń zostaną w  pełni wykorzystane. być coraz szerzej zastępowane przez PAC, poDlatego warto najpierw dokładnie przeanalizodobnie jak one same dawniej wyparły z rynku wać parametry zadania sterowania, w tym liczukłady przekaźnikowe. Pomimo wielu zalet bę wejść/wyjść danych, złożoność algorytmów programowalnych kontrolerów automatyki sterowania, wymagania w zakresie wydajności opinie na ich temat są z drugiej strony bardzo obliczeniowej, pojemności pamięci oraz inpodzielone. Postrzegane są one albo jako wieloterfejsów komunikacyjnych, oczekiwania pod funkcyjne oraz uniwersalne platformy, albo jako względem skalowalności systemu oraz intenPLC o rozbudowanej funkcjonalności i niestety sywność korzystania z baz danych. wyższej cenie. Zwłaszcza to ostatnie jest główMonika Jaworowska

TABELA 1. Porównanie głównych cech oraz funkcjonalność kontrolerów PAC, sterowników PLC, systemów DCS, komputerów PC oraz RTU PC Odporność sprzętu na warunki przemysłowe Sterowanie dyskretne/sekwencyjne Sterowanie procesami (wsadowymi i  ciągłymi) Zdalne pomiary i  sterowanie, współpraca ze SCADA Sterowanie napędami Realizuje zadania sterowania dyskretnego, procesowego, napędami, itd. Rozproszone funkcje zmniejszające obciążenie centralnego kontrolera Kontynuowanie krytycznych lokalnych operacji w  razie awarii komunikacji Wielozadaniowość Wydajne przetwarzanie i  skanowanie wejść/wyjść Kompaktowość Elastyczna, modułowa architektura Rozbudowane opcje komunikacji Kompatybilność ze standardowymi protokołami i  językami programowania Współpraca ze sprzętem i  oprogramowaniem od różnych dostawców Zintegrowany sprzęt i  oprogramowanie Zintegrowane narzędzia programistyczne dla różnych aplikacji

PLC ● ●

RTU ● ●

●

PAC ● ● ● ● ●

●

●

●

●

●

DCS ● ●

● ●

●

●

●

●

● ●

● ●

● ●

● ● ● ● ● ●

●

● ●

● ●

123

2012-09-28 14:45:48

AUTOMATYKA I MECHATRONIKA

Automatyzacja w duchu lean dzięki modułom Saia Smart RIO Saia Smart RIO to znacznie więcej niż kolejne kasety zdalnych we/wy z  portem Ethernet. Nowe urządzenia pozwalają stworzyć nowoczesny i  wydajny system automatyki w  krótszym czasie, przy niższych kosztach i  z  mniejszym nakładem pracy niż konwencjonalne rozwiązania RIO. Smart RIO tak jak sterownik PLC mogą być programowane, dzięki czemu oferują niespotykane dotąd możliwości i  stanowią idealne rozwiązanie dla automatyki rozproszonej zgodnej z  filozofią lean. Konwencjonalne systemy zdalnych we/ wy składają się z  centralnych urządzeń master i  niezależnych, „biernych” stacji slave. Aplikacja sterująca działa wyłącznie w  urządzeniu master, którego we/wy są przydzielone do urządzeń slave. Jeżeli stacja master ulegnie awarii lub połączenie między urządzeniem master i  slave zostanie zerwane, nastąpi przestój w  działaniu systemu. Konwencjonalne moduły RIO nie mogą bowiem pracować samodzielnie.

124

124-126_sabur.indd 124

Moduły Saia Smart RIO w porównaniu z typowymi systemami zdalnych we/wy W  nowatorskiej koncepcji systemu rozproszonej automatyki Saia-Burgess przyjęła inne podejście i  stworzyła nową klasę urządzeń Smart RIO. Koncepcja ta obejmuje całą sieć, czyli urządzenia master (Smart Automation Manager, sterownik PCD) oraz moduły robocze (stacje Smart RIO), które mogą pracować i  ko-

munikować się samodzielnie – m.in. bez urządzenia zarządzającego. Podobnie, jak w normalnych warunkach pracy, urządzenie master zarządza aplikacjami (zadaniami) i  przydziela je do stacji Smart RIO, które następnie samodzielnie prowadzą przydzielone im zadania. Nawet w  przypadku nieobecności urządzenia master, moduły Smart RIO (stacje robocze) nadal pracują. Ponadto, moduły te mogą samodzielnie komunikować się i  wymieniać dane między sobą lub z  innymi urządzeniami w sieci. Z  punktu widzenia funkcjonalności, uruchamiania i  serwisowania, moduły Smart RIO oferują zatem więcej możliwości i  znacznie większą wygodę niż tradycyjne systemy zdalnych we/wy. Stanowią one znaczący krok w  kierunku zwiększania bezpieczeństwa i  wygody użytkowników i  operatorów rozproszonych systemów automatyki. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:46:27

Automatyzacja w duchu lean dzięki modułom Saia Smart RIO

Funkcjonalność PLC sprawia, że Smart RIO to inteligentne urządzenie do automatyzacji w duchu lean Oprócz klasycznych funkcji stacji rozproszonych we/wy, Saia Smart RIO jednocześnie mogą realizować aplikację sterującą. Mogą zatem pracować samodzielnie, a nawet podejmować wymagające funkcje zarządzające i  kontrolne. Różnica wobec dotychczas dostępnych urządzeń polega na tym, że aplikacja nie musi być wgrywana i serwisowana lokalnie. Smart Automation Manager (sterownik PCD) załadowuje program zdalnie do stacji S-RIO, sprawdza i  monitoruje jego realizację. Gdy zajdzie potrzeba wymiany komponentów sieci, może to zrobić każdy doświadczony pracownik, nie trzeba wzywać serwisanta. Przy wymianie modułu S-RIO, nowe urządzenie może być podłączone bezpośrednio do sieci i  automatycznie zostaje skonfigurowane, przejmując zadania uszkodzonej stacji - urządzenie master wykrywa zmianę jednostki i  wgrywa program, który stacja ma realizować. W  przypadku awarii magistrali, każda ze stacji S-RIO realizuje swój fragment programu. Po wznowieniu komunikacji stacja master sprawdza czy każda ze stacji RIO realizuje przynależny jej fragment programu, jeśli nie – przywraca odpowiednie ustawienia aplikacji sprzed awarii.

my konfiguracyjne i aplikacje są automatycznie przesyłane do nowego urządzenia Smart RIO przez jednostkę Smart Automation Managera. Do tego zadania nie jest wymagany udział żadnego specjalisty czy serwisanta

ani dodatkowe narzędzia programistyczne. Jako moduł zarządzający mogą pracować wybrane jednostki centralne Saia PCD, a w niedalekiej przyszłości także programowalne panele Saia Micro-Browser.

Rysunek 1. Saia Smart RIO czuwają nad bezpieczeństwem tunelu drogowego Ulstein w Norwegii

Centralne zarządzanie programami dla większej wygody podczas uruchamiania i serwisowania Aplikacje są zarządzane centralnie przez Smart Automation Managera (urządzenie master) i  przydzielane do modułów RIO. Fakt, że aplikacje nie muszą być wgrywane indywidualnie do każdej stacji oszczędza czas i  pieniądze zarówno podczas etapów programowania, uruchamiania jak i serwisowania. Nawet po wymianie sprzętu, prograELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

124-126_sabur.indd 125

Rysunek 2. W tunelu znajdują się 104 poprzeczne łączniki, do których dostęp kontrolują Saia Smart RIO (łącznie 250 urządzeń PCD3.T666)

125

2012-09-28 14:46:28

AUTOMATYKA I MECHATRONIKA Moduły Smart RIO mówią wieloma językami Oprócz zwykłej wymiany danych pomiędzy jednostką centralną Smart Automation Manager a  stacjami roboczymi, Smart RIO obsługują dodatkowe protokoły komunikacyjne takie, jak Modbus TCP do wymiany danych z  systemami firm trzecich. Kaseta PCD3.T666 umożliwia także korzystanie z  innych interfejsów szeregowych (RS232, RS485) wbudowanych w  urządzenie. Do Smart RIO dostępne są również dodatkowe moduły komunikacyjne z  interfejsami M-Bus i DALI. Dzięki nim mogę one doskonale realizować także zadania zbierania danych i zarządzania oświetleniem. Dzięki swoim innowacyjnym funkcjom i  właściwościom, Saia Smart RIO sprawdzają się w wielu różnorodnych zastosowaniach, które inni producenci mogą realizować tylko przy pomocy kompletnych systemów sterowania.

Saia Smart RIO w akcji Kasety Smart RIO są dostępne w ofercie producenta od połowy 2011 roku. W pierwszym roku już ponad 1000 modułów Smart RIO zyskało zastosowanie w szerokim zakresie projektów. Poniżej znajdują się ich trzy przykłady z Norwegii, Szwajcarii i Niemiec: 1. Tunel drogowy, Norwegia (rys.  1.). Ponad 80 modułów PCD3.T665 działa w stacjach awaryjnych tunelu służąc do monitorowania telefonów, gaśnic itp. Smart RIO działają tu jako konwencjonalne stacje rozproszonych we/wy bez własnej aplikacji. 2. Tunel Lötschberg, Szwajcaria (rys.  2). Podczas budowy 34-kilometrowego śródalpejskiego tunelu kolejowego w  Lötschberg wykorzystano ponad 2000 urządzeń sterujących Saia PCD. Po kilku latach podjęto decyzję o optymalizacji technologii zarządzania i sterowania obiektem. W tym projekcie operator tunelu również zdecydował się

na technologię Saia. Istniejące, zamknięte i  dedykowane systemy sterowania zostały zastąpione otwartymi rozwiązaniami Saia PCD. Sterowanie drzwiami w poprzecznych łącznikach tunelu jest kontrolowane przez ponad 200 modułów Saia Smart Rio - PCD3. T666, które zastąpiły niewielkie urządzenia sterujące innego producenta. Aplikacja powstała przy użyciu języka Fupla w Saia PG5 Controls Suite. PCD3.T666 odpowiadają za monitorowanie i  sterowanie wszystkimi wejściami, a  falowniki napędu drzwi są sterowane poprzez zintegrowany w Smart RIO port RS485 z użyciem protokołu Modbus. 3. Renowacja szpitala w Giessen, Niemcy (rys.  3). Podczas renowacji czterokondygnacyjnego skrzydła budynku szpitala systemy Saia PCD zastosowano do zarządzania ogrzewaniem, wentylacją i komfortem w pomieszczeniach. Na każdym piętrze zainstalowano po jednym module Smart RIO PCD3. T666. Dodatkowe moduły we/wy PCD7.L121 z  interfejsem S-Bus podłączono poprzez zintegrowany port RS485.

Smart RIO w dwóch wersjach:

Rysunek 3. Topologia sieci w szpitalu w Giessen. Koszty okablowania mogły być znacznie obniżone poprzez rozproszenie wejść/wyjść przy pomocy modułów PCD3. T666 Smart RIO i modułów we/wy PCD7.L121 z interfejsem S-Bus

PCD3.T665 i PCD3.T666 Moduły Smart RIO są dostępne w dwóch wersjach sprzętowych. Różnią się one pod względem oferowanych możliwości komunikacyjnych i pamięci programu. Oba typy modułów Smart RIO mogą być używane z  lub bez aplikacji. Jeśli moduły Smart RIO są używane jako zwykłe stacje rozproszonych we/wy, aplikacja nie jest konieczna. W takim przypadku do mapowania we/wy wystarczy po prostu skonfigurować wymianę danych w programie konfiguracyjnym sieci RIO. Dzięki możliwości korzystania z  dodatkowych interfejsów komunikacji szeregowej, Saia Smart RIO PCD3.T666 może być również używany do gromadzenia rozproszonych danych, zbierania danych dotyczących zużycia mediów (moduł M-Bus, licznik energii poprzez magistralę S-Bus) lub sterowania oświetleniem (moduł DALI).

www.sabur.pl

Tabela 1. Parametry Smart RIO

Rysunek 4. Przykład zastosowania modułu PCD3.T666 jako sterownika oświetlenia z modułem DALI PCD3.F261 lub jako urządzenia do zbierania danych dotyczących zużycia energii z modułem M-Bus i licznikiem energii Saia S-Bus

126

124-126_sabur.indd 126

Właściwości PCD3.T665 PCD3.T666 Pamięć programu 32 kB 128 kB Pamięć danych 512 kB Interfejs RS485 nie tak Moduły: PCD3.H1xx tak PCD3.F1xx nie tak PCD3.F27x M-Bus nie tak PCD3,F26 DALI nie tak brak baterii Różnice w  stobrak danych szczątkowych sunku do zwykłej brak RTC jednostki Saia zegar synchronizowany PCD3 przez moduł zarządzający brak watchdoga ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:46:29

INFO

Bezpłatna konferencja Nawigacja i Systemy Lokalizacyjne GigaCon W  Warszawie w  hotelu Courtyard by Marriot dn. 26 listopada 2012 odbędzie się konferencja „Nawigacja i  Systemy Lokalizacyjne GigaCon”. Obejmie ona swoim zakresem systemy lokalizacyjne i radiolokację, WebGIS, Web-mapping, mobilnyGIS, nawigację w lotnictwie i kosmosie, a także systemy nawigacji satelitarnej GPS i urządzenia nawigacyjne. Udział w konferencji to unikalna okazja do zdobycia wiadomości oraz poznania najnowszych trendów i rozwiązań z dziedziny nawigacji satelitarnej. Spotkanie z uznanymi ekspertami i praktykami pozwoli w  krótkim czasie nie tylko na zdobycie wiedzy, ale również na wymienienie się doświadczeniami. Uczestnictwo w tym wydarzeniu to możliwość poznania najnowszych propozycji liderów rynku i nawiązania kontaktów biznesowych. Konferencję jest przeznaczona przede wszystkim dla kadry wyższego i średniego szczebla, osób decyzyjnych z działów i branż wykorzystujących osiągnięcia techniki związane z nawigacją satelitarną oraz używających Systemów Informacji Geograficznej. Do udziału zaproszeni są przede wszystkim przedstawiciele wojska, straży granicznej, lotnictwa oraz służb szybkiego reagowania np. policji czy ratownictwa, osoby reprezentujące administrację oraz branże, takie jak: logistyka, transport, telekomunikacja, energetyka, wodociągi, ciepłownictwo, gazownictwo. Zakres tematyczny konferencji obejmuje: • systemy nawigacji satelitarnej GPS, • rozwiązania sprzętowe, urządzenia nawigacyjne, • systemy lokalizacyjne, radiolokacja, • WebGIS i Web-mapping, • mobilny GIS, • zarządzanie flotą pojazdów, • nawigację w lotnictwie, • nawigacja w kosmosie – jej przyszłość, • przyszłość nawigacji satelitarnej. Udział w  konferencji jest BEZPŁATNY, jednakże warunkiem uczestnictwa jest dokonanie wcześniejszej rejestracji. Więcej informacji: informacja o konferencji: http://gigacon.org/nawigacja, rejestracja: http://gigacon.org/nawigacja/rejestracja.

W sobotę po śniadaniu, uczestników spotkania przywitał Krzysztof Pokorski SQ7IQA - główny organizator zjazdu. Zjazd Techniczny SP otworzył Jerzy Jakubowski SP7CBG, prezes Polskiego Związku Krótkofalowców, życząc wszystkim ciekawych dyskusji technicznych i miłego spędzenia czasu, a uczestnikom Konkursu PUK-2012 powodzenia w  prezentacji swoich projektów. Korzystając z  okazji, prezes PZK wręczył kol. Waldemarowi Sznajderowi 3Z6AEF, grawerton z podziękowaniem za wzorową organizację i realizację akcji dyplomowej „EFC-2012 on the Air”, która była przeprowadzona w  czerwcu b.r. przez PZK wspólnie z  UARL, w  czasie Mistrzostw Europy w  Piłce Nożnej EURO 2012. Po krótkiej prezentacji prac konkursowych PUK 2012, którą przedstawił 3Z6AEF, nastąpiło otwarcie wystawy konstrukcji HM i „Pomiarowni”. W drugim pomieszczeniu „Wykłady” odbyły się prezentacje i prelekcje tematyczne: • „Wywołanie ogólne” - prezentacja autorska książki (Ryszard Reich SP4BBU). • „DsTNC” - cyfrowy modem APRS z użyciem cyfrowego procesora sygnałowego DSP (Tomasz Brol SP9UOB). • „Kompatybilność elektromagnetyczna” (Marcin Świetliński SP5JNW). • „Sieć automatycznych stacji pogodowych SR0WX” (Michał Sadowski SQ6JNX). • „Technologia D-Star” (Krzysztof Dąbrowski OE1KDA). • „Przemienniki cyfrowe D-Star w teorii i praktyce” (grupa DStarPL. net: SQ7LRX, SP7WNA, SQ7KHZ, SQ7AYZ, SQ5QWK). W  „Pomiarowni” Andrzej Kubiak (SP7DDD) demonstrował specjalistyczny sprzęt pomiarowy i  była możliwość m.in. pomiarów czułości odbiorników oraz skalibrowania mierników częstotliwości wzorcem rubidowym. W tym samym pomieszczeniu był także mini-zlot użytkowników analizatorów MAX. Na parkingu firma KAZ-BIS REKLAMA

I Zjazd techniczny SP W  dniach 15/16 września 2012 r. w  Burzeninie koło Sieradza, w ośrodku wypoczynkowym „Sportowa Osada” miał miejsce I Zjazd Techniczny SP. W  spotkaniu uczestniczyło około 250 osób z  całej Polski (głównie z SP7 i SP5), ale byli też goście z zagranicy: Marcin HB9EGA i  Krzysztof OE1KDA (stały współpracownik miesięcznika Świat Radio.

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

127-129_info.indd 127

127

2012-09-28 14:47:53

INFO prowadziła sprzedaż sprzętu demobilowego, a  na placu pod wiatą odbywała się mini-giełda sprzętu radiowego. Przed kolacją miał miejsce Zjazd PK RVG oraz nastąpiło rozstrzygnięcie konkursu PUK 2012 pod patronatem Świata Radio, Elektroniki Praktycznej i  Wydawnictwa BTC. Komisja konkursowa wyróżniła uczestników prac konkursowych, przyznając wszystkim dyplomy uczestnictwa i  roczne prenumeraty ŚR lub EP oraz nagrody rzeczowe (Easy SDR, mikrotuner DVB, kit TRX Ten-Tec 1380, kit TRX ILER 40, antena VPA, ostrzegacz fotoradarów GPS, radiotelefon CB Lafayette, mulimetry cyfrowe...). Oto laureaci konkursu PUK 2012 w poszczególnych kategoriach tematycznych: Kategoria A (dowolne urządzenia odwzorowywane na podstawie istniejących, dostępnych powszechnie opisów): • Andrzej Górczyński SQ1GU „TRX Taurus z syntezą DDS AD9850” • Marek Jasitczak SQ7HJB „TRX Kacper SSB na pasmo 80 m”, „TRX Kacper PSK na częstotliwość 7,036MHz”, „Prosty interfejs do emisji PSK”.

• Jarosław Trząsalski SP6MLF „Półautomatyczny tuner antenowy wg UR5WHK” • Grzegorz Oryszczak SP2GYA „Analizator antenowy wg F67BQU/ SP7JHM” Kategoria B (urządzenia odbiorcze RX, nadawcze TX lub nadawczo-odbiorcze TRX): • Leszek Jędzejewski SP6FRE „Prosty wielopasmowy transceiver CW”. Kategoria C (anteny i urządzenia antenowe: przełączniki, tunery): • Włodzimierz Maliszewski SP5MAD „Antena magnetyczna”, „Zabudowa radiostacji terenowej do walizki aluminiowej”. Kategoria D (inne urządzenia pomiarowe, bloki funkcjonalne, pomocnicze): • Leszek Jędzejewski SP6FRE „Generator DDS w oparciu o gotowy moduł AD9850”. • Sławoj Gorzela SP7YC „Trenażery alfabetu Morse’a”, „Falomierz – generator”. • Andrzej Górczyński SQ1GU „Bezprzewodowy CAT interfejs (na Bluetooth)”, „Uniwersalny syntezer DDS do TRX-ów”. • Rafał Orodziński SQ4AVS: „Rozszerzenie zakresu pracy wobulatora NWT7 do 200MHz”. • Paweł Janusiak SP7NJR „Płyta główna TRX-a 1-500 MHz”. Po zjeździe PK RVG, Krzysztof Ulatowski SP2UUU, nowo wybrany prezes PK RVG wręczył Krzysztofowi SP7GIQ zaległe puchary (za wygranie SP DX Contest RTTY w  latach 2009 i  2010), a  wieczorem odbyło się ognisko z  częścią artystyczną. W  niedzielę po śniadaniu miały miejsce dalsze spotkania w  grupach zainteresowań oraz prelekcja Jarosława Seroczyńskiego SP3SWJ „Pomiary analizatorem antenowym”. Po obiedzie uczestnicy spotkania rozjechali się do domów z nadzieją na spotkanie za rok, na II Zjeździe Technicznym SP. Szersza relacja ze spotkania będzie zamieszczona w listopadowym numerze Świata Radio, a  w  kolejnych miesiącach wybrane prezentacje prac konkursowych PUK 2012.

Elmark Automatyka dystrybutorem firmy Icron Firma Elmark Automatyka stała się dystrybutorem producenta Icron i  tym samym rozszerzyła swoje portfolio o  interesującą grupę rozwiązań w  postaci szerokiej gamy konwerterów USB i  KVM. Firma Icron to lider w  projektowaniu i  produkcji wysokiej jakości urządzeń pozwalających na rozszerzenie transmisji Video i  USB w  aplikacjach przemysłowych i  konsumenckich. Urządzenie pozwalają w łatwy sposób zwiększyć ograniczenia standardu USB nawet do 10km. Do transmisji wykorzystywany jest skrętka kategorii 5. lub światłowód. Urządzenia typu KVM (Keyboard, Video, Mouse) zapewniają transmisję obrazu w jakości HD. Najważniejszą zaletą urządzeń firmy Icron jest bardzo prosta instalacja Plug&Play, bez potrzeby instalowania dodatkowych sterowników czy oprogramowania czy też jakiejkolwiek konfiguracji. Urządzenie wspierają wiele systemów operacyjnych - Windows 7/Vista/XP, MAC OS oraz Linux. Więcej informacji: www.icron.elmark.com.pl

Umowa dystrybucyjna z MEDI-Kabel Microdis Holding, właściciel Grupy Microdis Electronics, podpisał umowę partnerską z  firmą MEDI-Kabel, znanym dostawcą kabli i przewodów na rynek Europy Centralnej i Wschodniej.Wyroby tego producenta używane są w  takich segmentach rynku jak: AGD, automotive, automatyka, telekomunikacja, rozwiązania do medycyny i  transmisji AV. Decyzja o  współpracy z  MEDI-Kabel jest zgodna ze strategią rozszerzania portfolio elektromechanicznego dedykowanego wiązkom, które obecnie składa się ze złączy, kabli i narzędzi do producji wiązek (pras, aplikatorów i narzędzi ręcznych). Potfolio MEDI-Kabel skupia się na dostawie kabli i  przewodów dostępnych z  magazynu:

128

127-129_info.indd 128

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 14:47:55

INFO • • • •

z dopuszczeniami VDE / UL / CSA / MIL / DIN, z izolacjami PVC / PE / TPE / silicone / PA / Teflon i innymi, dla szerokich zakresów temperaturowych (-200°C do 1200°C), wykonane w technologii halogen-free / lead free / flame-resistant. MEDI-Kabel oferuje również możliwość wykonania przewodów według specyfikacji klienta, już od 500 mb. Więcej informacji: http://microdis.net/producenci-partnerzy/ aktualnosci/0/3464/medi-kabel.html

Agilent Technologies prezentuje serię 14 ręcznych analizatorów widma FieldFox o dokładności przyrządów laboratoryjnych i trwałości przyrządów wojskowych Firma Agilent Technologies zaprezentowała serię 14 ręcznych analizatorów widma FieldFox przeznaczonych do zastosowań w  terenie, których dokładność odpowiada analizatorom laboratoryjnym. Zostały one zaprojektowane do pracy w  trudnych warunkach środowiskowych i  w  trudno dostępnych lokalizacjach. Znajdują zastosowanie w  komunikacji satelitarnej, łączach mikrofalowych backhaul, wojskowych systemach łączności, systemach radarowych i wielu innych aplikacjach. Seria FieldFox obejmuje analizatory kabli i anten, analizatory widma, wektorowe analizatory sieci oraz wielofunkcyjne analizatory all-in-one. Wszystkie są produkowane w małogabarytowych obudowach o masie 3 kg i występują w wersjach na 4 zakresy częstotliwości pracy: 9, 14, 18 i 26,5 GHz. Szczelna obudowa, kompatybilna z wymogami normy U.S. MIL-PRF-28800F Class 2 gwarantuje dużą trwałość przyrządów w  trudnych warunkach terenowych. Z  kolei ergonomię zapewnia praca w układzie pionowym oraz duże przyciski z możliwością obsługi w rękawicach. „Głównym założeniem konstrukcyjnym analizatorów FieldFox było zapewnienie dużej funkcjonalności i małych gabarytów” – powiedział Guy Séné, prezes oddziału Electronic Measurement firmy Agilent. „Te trwałe przyrządy pozwalają personelowi technicznemu na przeprowadzanie całego spektrum prac, od rutynowych przeglądów konserwacyjnych po wyszukiwanie złożonych

problemów. Seria FieldFox zapewnia znakomite parametry, typowe dla sprzętu pomiarowego Agilent, a równocześnie dużą mobilność.” Mikrofalowe wektorowe analizatory sieci FieldFox umożliwiają pomiar parametrów macierzy rozproszenia przy minimalnym szumie ścieżki równym ±0,004 dB i szerokości zakresu dynamicznego 94 dB (do 18 GHz w zakresie temperatur od –10 do +55°C). Jako pierwsze udostępniają funkcję QuickCal umożliwiającą łatwą kalibrację bez potrzeby korzystania z zewnętrznych akcesoriów. Inne przyrządy po podłączeniu do zacisków testowych akcesoriów, takich jak np. kable krokodylkowe wymagają ponownej kalibracji z użyciem zewnętrznego zestawu kalibracyjnego. Mikrofalowe analizatory widma FieldFox zapewniają największą wśród przyrządów tej klasy dokładność pomiaru amplitudy, wynoszącą ±0,5 dB już od chwili włączenia zasilania w zakresie temperatur od -10 do +55°C. Daje to możliwość natychmiastowej i  precyzyjnej charakteryzacji mocy nadajnika, bez konieczności rozgrzewania się przyrządu. Pozwalają one na identyfikację większej liczby składowych widma w paśmie pomiarowym dzięki małym szumom fazowym (-111 dBc/Hz przy offsecie 10 kHz) oraz na pomiar składowych o małej amplitudzie w  obecności silnych sygnałów generowanych przez nadajniki, dzięki dużej szerokości zakresu dynamicznego (SFDR) równej 105 dB. Podstawowym zastosowaniem analizatorów wielofunkcyjnych jest testowanie kabli i  anten, przy czym mogą one również zostać skonfigurowane przez użytkownika do pracy w  charakterze analizatorów widma lub wektorowych analizatorów sieci. Jeszcze większą oszczędność miejsca w torbie narzędziowej zapewni analizator FieldFox w wersji z wbudowanym miernikiem mocy, niezależnym generatorem sygnałowym, woltomierzem wektorowym, analizatorem interferencji, źródłem napięcia DC, licznikiem częstotliwości i  odbiornikiem GPS. Pośród 14 nowych modeli dostępne są dwa wielofunkcyjne analizatory w.cz. o oznaczeniach N9913A (4 GHz) i N9914A (6,5 GHz). Uzupełniają one dotychczasową ofertę urządzeń w.cz. produkcji Agilent obejmującą zintegrowany analizator w.cz. N9912A (4 lub 6 GHz) i precyzyjny wektorowy analizator sieci w.cz. N9923A (4 lub 6 GHz). Przyrządy z nowej serii są już dostępne w sprzedaży. Oferta obejmuje następujące modele: • mikrofalowe analizatory wielofunkcyjne: N9915A (9 GHz), N9916A (14 GHz), N9917A (18 GHz) i N9918A (26,5 GHz), • mikrofalowe wektorowe analizatory sieci: N9925A (9 GHz), N9926A (14 GHz), N9927A (18 GHz) i N9928A (26,5 GHz), • mikrofalowe analizatory widma: N9935A (9 GHz), N9936A (14 GHz), N9937A (18 GHz) i N9938A (26,5 GHz), • analizatory wielofunkcyjne w.cz.: N9913A (4 GHz) i  N9914A (6,5 GHz). Więcej informacji: www.agilent.com/find/FieldFox-pr

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

127-129_info.indd 129

129

2012-09-28 14:47:56

Pre n u m e r u j! j!

za darmo lub półdarmo

Jeśli jeszcze nie prenumerujesz Elektroniki Praktycznej, spróbuj za darmo! My damy Ci bezpłatną prenumeratę próbną od listopada 2012 do stycznia 2013, Ty udokumentuj

swoje zainteresowanie wpłatą kwoty 144,00 zł na kolejne 9 numerów EP (luty 2013 – październik 2013). Będzie to coś w rodzaju zwrotnej kaucji. Jeśli nie uda nam się przekonać Cię do prenumeraty i zrezygnujesz z niej przed 16.01.2013 r. – otrzymasz zwrot całej swojej wpłaty. BEZPŁATNA PRENUMERATA PRÓBNA od listopada 2012 r. do stycznia 2013 r. 3×0,00  zł=0,00  zł

PRENUMERATA 9-MIESIĘCZNA (VAT 8%) od lutego 2013 r. do października 2013 r. 9×16,00  zł=144,00  zł

Jeśli już prenumerujesz EP, nie zapomnij przedłużyć prenumeraty! Rozpoczynając drugi rok nieprzerwanej prenumeraty EP nabywasz prawa do zniżki.

W przypadku prenumeraty rocznej jest to zniżka w wysokości ceny 2 numerów. Rozpoczęcie trzeciego roku prenumeraty oznacza prawo do zniżki o wartości 3 numerów, zaś po 3 latach nieprzerwanej prenumeraty masz możliwość zaprenumerowania EP w cenie obniżonej o wartość 4 numerów. Jeszcze więcej zyskasz, decydując się na prenumeratę 2-letnią – nie musisz mieć żadnego stażu Prenumeratora, by otrzymać ją w cenie obniżonej o wartość aż 8 numerów! Więcej – po 3 latach nieprzerwanej prenumeraty upust na cenie prenumeraty 2-letniej równy jest wartości 10 numerów, a po 5 latach zniżka osiąga wartość 12 numerów, tj. 50% CENY PRENUMERATY (VAT 8%, standardowa cena prenumearaty rocznej – 176,00 za rok) okres dotychczasowej nieprzerwanej prenumeraty rok 2 lata 3 lata lub 4 lata 5 i więcej lat 160,00 zł 144,00 zł 128,00 zł (2 numery gratis) (3 numery gratis) (4 numery gratis) 256,00 zł 224,00 zł 192,00 zł (8 numerów gratis) (10 numerów gratis) (12 numerów gratis)

rocznej 2-letniej

PAMIĘTAJ ! TYLKO PRENUMERATORZY:*

 otrzymują 80% zniżki na równoległą prenumeratę e-wydań (zamówienia na www.avt.pl/eprenumerata)  otrzymują co miesiąc „Niezbędnik Elektronika” na CD  mogą otrzymywać co miesiąc bezpłatny numer archiwalny EP (zamawiając dowolne z dostępnych jeszcze wydań sprzed stycznia 2012 r. – otrzymasz je wraz

z prenumeratą; zamówienie możesz wysłać mailem na nasz adres [email protected])

 zostają członkami Klubu AVT-elektronika i otrzymują wiele przywilejów oraz rabatów (patrz www.avt.pl/klub)  mają prawo do upustów w sklepie www.sklep.avt.pl *) nie dotyczy prenumerat zamówionych u pośredników (RUCH, Poczta Polska i in.); nie dotyczy bezpłatnych prenumerat próbnych.

CENY PRENUMERATY WERSJI ELEKTRONICZNEJ EP (VAT 23%) 6-miesięcznej 12-miesięcznej 6×6,50 zł = 39,00 zł 12×5,70 zł = 68,40 zł 80% zniżki = 7,80 zł 80% zniżki = 13,65 zł

standardowe dla Prenumeratorów wersji papierowej

24-miesięcznej 24×5,17 zł = 124,80 zł 80% zniżki = 24,95 zł

Prenumeratę zamawiamy:

Najprościej

dokonując wpłaty

AVT – Korporacja sp. z o.o.

Dane adresowe naszego wydawnictwa

03-197 Warszawa, ul. Leszczynowa 11 97 1600 1068 0003 0103 0305 5153 176,00 •–‘•‹‡†‡†œ‹‡•‹¦–•œ‡ä©œÏ

Numer konta bankowego naszego wydawnictwa Kwota zgodna z  warunkami prenumeraty podanymi powyżej

Jan Kowalski

Pełny adres pocztowy wraz z  imieniem, nazwiskiem (ewentualnie nazwą firmy lub instytucji)

͕͖Ǧ͙͗͘O׆Āǡ—ŽǤ‘•‘ƒ—–×™͚Ȁ͛͜͝ Roczna prenumerata EP ‘†—‡”—͕͕Ȁ͖͔͕͖

Określenie czasu prenumeraty (roczna, półroczna, na okres od...do...); osoby prywatne chcące otrzymać fakturę VAT prosimy o  dopisanie „Proszę o  FVAT” (firmy i  instytucje prosimy o  podanie NIP)

Najłatwiej

wypełniając formularz w Internecie (na stronie www.ep.com.pl) – tu można zapłacić kartą lub dokonać szybkiego przelewu

Najwygodniej

wysyłając na numer 663 889 884 SMS-a o treści PREN – oddzwonimy i przyjmiemy zamówienie (koszt SMS-a wg Twojej taryfy) lub

zamawiając za pomocą telefonu, e-maila, faksu lub listu.

Dział Prenumeraty Wydawnictwa AVT, ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa, tel.: 22 257 84 22, faks: 22 257 84 00, e-mail: [email protected] 130-131_prenumerata.indd 130

2012-09-28 14:48:31

Ziarnko do ziarnka... Prenumerować - znaczy miesiąc w miesiąc

oszczędzać do 50%

W sumie można zyskać do stu złotych rocznie!

patrz avt.pl/klub-elektronika

 start za darmo  później do 50% taniej  80% zniżki na e-prenumeratę (dostęp przed ukazaniem się pisma w kioskach!)  zniżki na sklep.avt.pl  zniżki w innych sklepach elektronicznych  inne przywileje Klubu AVT-elektronika

 krok w stronę bezpłatnych czasopism na avt.pl/klub  Niezbędnik Elektronika (dostępny tylko dla Prenumeratorów!)  50% zniżki na archiwum EP  50% zniżki na „EP Plus”

Fot. ellenm1 CC-BY

patrz strona obok

Zaprenumeruj Elektronikę Praktyczną!

Zaprenumeruj Elektronikę Praktyczną w październiku, a dodatkowo wo otrzymasz - do wyboru: naszą firmową koszulkę lub 2-płytowy album „RMF FM muzyka najlepsza pod słońcem 2012” (m.in. z piosenką „It’s Possible”) Informację, jaki prezent wybierasz, przekaż nam przed 1 listopada – mailem ([email protected]), faksem (22-257-84-00), telefonicznie (22-257-84-22) lub listownie (Wydawnictwo AVT, Dział Prenumeraty, ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa)

NIEZBĘDNIK ELEKTRONIKA

to płyta CD, którą co miesiąc dostają TYLKO PRENUMERATORZY EP. Niezbędnik elektronika to narzędzia programowe, karty katalogowe, noty aplikacyjne... Niezbędnik elektronika to krążek, który trzeba mieć. Nie pozwól, by taki rarytas przechodził Ci koło nosa: zaprenumeruj Elektronikę ę Praktyczną!

Tylko Prenumeratorzy mogą kupić pełne archiwum EP (lata 1993-2008) w formacie PDF ze zniżką 50%. Cena wynosi 96 zł, ale

dla Prenumeratorów tylko 48 zł!

Archiwum wydaliśmy na trzech nośnikach: DVD, karcie microSD i PenDrive’ie Zamówić je można na stronie sklep.avt.pl

Cena najnowszego wydania d i EP+ to 26 zł, ł ale... Prenumeratorzy płacą jedynie 13 zł!

Nie lubisz płacić wszystkiego na raz? Pomyśl o stałym zleceniu bankowym: www.avt.pl/szb 130-131_prenumerata.indd 131

2012-09-28 14:48:34

Kity i Moduły AVT Od 1990 roku w  AVT opracowano ponad 2000 projektów układów elektronicznych, które były publikowane w wydawanych przez AVT czasopismach dla elektroników oraz oferowane w postaci zestawów do samodzielnego montażu. Aktualna oferta obejmuje najbardziej popularne kity, t.j. zestawy składające się z  płytki drukowanej, elementów i  instrukcji (tzw. wersja B). Oferowane są też same płytki z  dokumentacją (wersja A) oraz układy zmontowane i  uruchomione (wersja C). Seria kitów cieszących się największym zainteresowaniem w  kraju i  za granicą została przygotowana w wersji eksportowej TOP-Q. Z kolei kity zamawiane w dużych ilościach jako układy zmontowane i uruchomione są oferowane w kategorii Moduły AVT. Zatem oferta AVT obejmuje: Kity TOP-Q, Kity AVT (w wersjach A, B, C) oraz Moduły AVT.

Prezentacje techniczne poszczególnych kitów i modułów są dostępne na stronie: sklep.avt.pl p p

Kity TOP-Q Kod

Kity TOPQ to seria Kitów AVT przygotowanych na rynek zagraniczny i krajowy

Cena PLN z  VAT (23%)

Nazwa RTV/Audio/Video

AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT

594 B 734 B 741 B 742 B 744 B 1023 B 1024 B 2050 B 2132 B 2153 B 2392 B 2449 B 2469 B 2477 B 2499 B 2723 B 2728 B

Zdalnie sterowany potencjometr do aplikacji audio Uniwersalny moduł audio Najprostszy wzmacniacz mocy 22 W Niskoszumny mikser stereo Najprostszy wzmacniacz mocy 2×22W Przedwzmacniacz gramofonowy o  charakterystyce RIAA Słuchawkowy wzmacniacz wysokiej jakości Najprostszy wzmacniacz akustyczny 3 W Przedwzmacniacz z  regulacją barwy dźwięku Wzmacniacz 100 W Wzmacniacz mikrofonowy SMD Filtr do subwoofera Odbiornik UKF FM Wzmacniacz mocy 70 W  na TDA 1562 Wzmacniacz 4×40 W Stereofoniczny nadajnik FM Wzmacniacz mikrofonowy

AVT AVT AVT AVT AVT AVT

2500 B 2501 B 2502 B 2550/P B 3500 B 5125 B

Płytka testowa do kursu BASCOM 8051 Emulator procesorów 89CX051 Programator procesorów 89CX051 Programator procesorów AVR Płytka testowa do kursu BASCOM AVR Programator USB AVR (STK500)

AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT

512 B 727 B 733 B 735 B 736 B 1066 B 1081 B 1459 B 1461 B 2126 B 2270 B 2857 B 5086 B

Cyfrowy miernik pojemności Uniwersalny moduł zasilający Monitor i  konserwator akumulatora Regulator impulsowy DC Ekonomiczny zasilacz warsztatowy Miniaturowy zasilacz uniwersalny Miniaturowy stabilizator impulsowy Uniwersalny układ czasowy Uniwersalny zasilacz laboratoryjny 5 i  12 VDC/1 A Najmniejszy moduł miniwoltomierza na LCD Moduł miliwoltomierza do zasilaczy Moduł woltomierza/amperomierza z  termostatem Programowany 4-kanałowy komparator/woltomierz

90 24 24 17 28 19 26 18 24 57 19 22 49 85 80 38 20

Układy uP, uC i  do PC 98 52 70 23 120 56

Przyrządy warsztatowe 80 16 30 25 22 18 35 20 19 32 37 76 82

Dla domu, samochodu, wypoczynku i  zabawy AVT 390 B AVT 513 B AVT AVT AVT AVT

522 720 721 722

B B B B

8-kanałowy przełącznik RC5/SIRC Zegar ze 100-letnim kalendarzem i  2-kanałowym termometrem Miniaturowy zamek szyfrowy – Immobilizer Błękitno-biały mrygacz Klaskacz – akustyczne zdalne sterowanie Rozjaśniacz samochodowy

36 88 72 14 16 14

Kod AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT

723 B 724 B 725 B 726 B 728 B 729 B 730 B 731 B 732 B 737 B 738 B 739 B 740 B 743 B 745 B 746 B 747 B 841 B 924 B 925 B 950/1 B 969 B 1007 B 1012 B 1104 B 1343 B 1428 B 1460 B 2628/1 B 2632 B 2720 B 2787 B 2849 B 5041 B 5094 B

Nazwa

AVT 5108 B

Trójwymiarowy labirynt elektroniczny Uniwersalny układ czasowy Magiczny przełącznik Uniwersalna centralka alarmowa „Wypasiony” scalony sensor Zwariowany kręciołek Dalekosiężny tor podczerwieni Przeraźliwy straszak Whisper – łowca szeptów Melodyjka i  gong Szoker-masażysta Irytator – dokuczliwy natręt nocny Niezwykła „niebieska” dotykowa syrena policyjna Tajemnicze światełko Uniwersalny regulator Ekonomizer Stroboskop dyskotekowy Ultradźwiękowy detektor ruchu Programowany sterownik świateł Karta przekaźników na USB Termostat elektroniczny Bezstykowy zamek RFID Regulator obrotów silnika elektrycznego Strach na komary Prosty wykrywacz metali Diodowy oświetlacz Regulator temperatury Włącznik zmierzchowy Ładowarka akumulatorów ołowiowych Gigantyczny zegar Policyjny stroboskop PC-Termometr, rejestrator temperatury Tiny Clock Termometr MIN-MAX Bezprzewodowy regulator temperatury 2-kanałowy termometr z  dwukolorowym wyświetlaczem LED 2-kanałowy termometr z  dwukolorowym wyświetlaczem LED

AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT

Zestaw Zestaw Zestaw Zestaw Zestaw Zestaw Zestaw

AVT 5108 B

Cena PLN z  VAT (23%) 16 13 12 20 14 18 30 29 28 23 32 18 25 17 26 12 24 38 38 67 94 60 30 15 34 30 32 22 30 70 55 44 69 74 160 78 78

Zestawy startowe 701 702 703 704 705 710 719

startowy: rezystory – 660 szt. startowy: kondensatory – 265 szt. startowy: elektrolity – 100 szt. startowy: półprzewodniki – 76 szt. startowy: elementy mechaniczne – 600 szt. do wykonywania płytek drukowanych startowy diody LED – 142 szt.

19 26 26 16 25 28 28

sklep.avt.pl 132

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012 Niniejsze ogłoszenie jest informacją handlową i nie stanowi oferty w myśl art. 66, § 1 Kodeksu Cywilnego. Ceny mogą ulec zmianie.

132-136_oferta.indd 132

2012-09-28 14:49:10

Towary oferowane przez AVT można nabyć:

W sklepie internetowym:

sklep.avt.pl

W sklepie firmowym AVT:

W sklepach dystrybutorów:

w siedzibie AVT:

DYSTRYBUTORZY Augustów ATVA, sklep „ELEKTRONIK”, ul. Mickiewicza 33, tel. 87 643 40 92 Bartoszyce KOMP-ELEKTRONIK, ul. Kętrzyńska 21 tel.89 762 16 20 Bełchatów FHU TELMO, ul. Wojska Polskiego 23j, tel. 44 632 35 77 wew. 21 Białystok MONITOR, ul. Brukowa 9 lok 5U, tel. 85 742 41 88 Bielsko Biała NOWY ELEKTRONIK, ul. Komorowicka 36, tel. 33 816 46 63 Biłgoraj CENTRUM ELEKTRONIKI, ul. Bohaterów Monte Cassino 19/54, tel. 84 686 11 23 Bydgoszcz ELTRONIX, ul. Śniadeckich 51, tel. 52 321 38 75-76 Bytom ELEKTRONIK, ul. Katowicka 15/7 tel. 32 280 43 36 Bytów JANDISC, ul. Wojska Polskiego 12, tel. 59 822 23 09 Chorzów TECHTON, ul. 3 Maja 105, tel. 32 247 86 10 CzechowiceNOWY ELEKTRONIK, ul. Narutowicza 79, tel. 32 215 06 94 Dziedzice MAXTRONIK, ul. Garibaldiego 11/13, tel. 34 365 44 32, 365 30 92 Częstochowa DROCAN, ul. Kościuszki 23 tel. 34 361 02 98 E-COMMERCE PARTNERS, ul. Główna 23 tel. 34 343 89 18 Gdańsk JACKTRONIC, ul. Wita Stwosza 32A, tel. 58 552 38 88 BIELGIZ, sklep FACHMAN, ul. Sympatyczna 25, tel. 87 428 84 83 Giżycko BIELGIZ, sklep FACHMAN, ul. Obwodowa 6, tel. 87 428 84 83 Gliwice VOLTRONIK, ul. Dworcowa 47/6, tel. 32 230 85 66 Głogów GONCZAR ELEKTRONIK, ul. Smolna 9, tel. 76 831 33 67 Jarocin KOLOR SERWIS (Centrum Handlowe Tobena), ul. Wrocławska 18, tel. 62 505 30 20 Jaworzno BLACK ELECTRONICS, ul. Grunwaldzka 96 tel. 604 149 099 Kalisz KOLOR SERWIS, ul. Majkowska 10, tel. 62 764 13 76 NOWY ELEKTRONIK, ul. Roździeńskiego 1, tel. 32 719 31 33 Katowice VOLTRONIK, ul. Dąbrowskiego 2, tel. 32 251 30 68 MJM HANDEL I  USŁUGI RTV, ul. Sandomierska 154, tel. 41 368 28 56 Kielce SKLEP AMATOR, ul. Wojewódzka 2/6, tel. 41 342 67 30 Koszalin MIKRO, ul. Dz. Wrzesińskich 29/2, tel. 94 346 04 64 Kościerzyna RADIOTOM, ul. Mickiewicza 4, tel. 58 686 37 41 CYFRONIKA, ul. Sąsiedzka 43, tel. 12 266 54 99, 267 29 60 Kraków MONSTER ELEKTRONIK, ul. Chochołowska 11, tel. 12 266 33 26 SMD MAJSTEREK, ul. Kalwaryjska 34, tel. 12 296 30 19 Krosno TELEKOMP, ul. Lwowska 2 tel. 13 432 25 11 Lubin FONIX, ul. Sybiraków 6, tel. 76 841 20 15 LUXEL, ul. Mała 8, tel. 42 630 75 87 Łódź Łódź TME, ul. Ustronna 41, tel. 42 645 54 00 1. GAL, ul. Skargi 9, tel. 17 583 35 99 Mielec 2. GAL,, ul. Wolności (Hala Targowa), tel. 17 773 18 44 Nowy Sącz ANDROTIN, ul. Narutowicza 8, tel. 18 443 75 66 Nowy Targ ASTRUM, ul. Długa 21a tel. 661 62 19 37 MULTIELEKTRONIK Opole ul. Ligonia 10, tel. 77 453 89 60 Ostrowiec GI SERVEL SKLEP, os. Ogrody 37, tel. 41 266 74 00 Świętokrzyski Piła CZĘŚCI ELEKTRONICZNE, O. M. Kolbe 11A, tel. 67 212 08 35 Piotrków PALLAD, ul. Dąbrowskiego 15, tel. 601 32 27 10 Trybunalski ANALOGIS PLUS, ul. Łąkowa 14, tel. 61 853 52 31 ELSTAT, ul. Chwaliszewo 17/23, tel. 61 852 65 42 Poznań INVENTION-GROUP, ul. Żorska 38a tel. 500 293 804 TRAFOS VOLUMEN, ul. Grottgera 4A/12, tel. 61 865 96 46 EDA PLUS, ul. Kwiatowa 9 tel. 61 852 46 05 Radom ELSEMIK, ul. Mireckiego 3, tel. 48 363 98 75 Rybnik SKLEP ELEKTROTECHNICZNY A.BOCHENEK, ul. Hutnicza 15, tel. 32 755 76 99 Rzeszów CEZAS, ul. Torowa 7 tel. 17 860 00 89 Szczecin ELEKTRONIKA STANISŁAW ŁĘPICKI, ul. Sikorskiego 8, tel. 91 484 46 25 Sosnowiec TERMIK, ul. 3 Maja 21/A7, tel. 32 296 30 45 Stalowa Wola ROMAR, ul. Hutnicza 1, tel. 15 842 16 80 Świdnica UNITRON, ul. Budowlana 4 tel. 74 852 25 52 Tarnowskie Góry KLUB WWW S.C. CENTRUM ELEKTRONIKI, ul. Rynek 9, tel. 32 769 08 88 Tarnów BETATRONIC, ul. Krasińskiego 40, tel. 14 621 53 30 Trzebiatów KANDELA, ul. Nowa 2 tel. 91 387 35 27 Tychy NOWY ELEKTRONIK, ul. Uczniowska 7, tel. 32 217 89 02 AVT SKLEP FIRMOWY, ul. Leszczynowa 11, tel. 22 2578466 PIEKARZ – SKLEP 1, ul. Wolumen 53, paw.66, tel. 22 633 28 45 PIEKARZ – SKLEP 2, ul. Przy Agorze, tel. 22 835 50 37 lub 41 SEMICON, W.G.E. paw. 9 tel. 22 825 24 64 Warszawa SEMICON, ul. Wolumen 53, paw. 70A, tel. 22 669 99 22 VEGA-TRONIK SKLEP FIRMOWY 1, W.G.E. paw.21, tel. 22 825 91 00 wew. 122, 825 65 05 VEGA-TRONIK SKLEP FIRMOWY 2, ul. Żelazna 41, tel. 22 890 20 20, 890 09 97 Włocławek ELECTRONIC, ul. Zbiegniewskiej 2A, tel. 54 413 38 88 ROBOTRONIK, ul. Wrocławczyka 37, tel. 71 322 53 74 Wrocław SEMICONDUCTORS BANK LTD, ul. Benedykta Polaka 12, tel. 71 328 72 44 HORN ELEKTRONIK, ul. Kruszwicka 26/28 tel. 71 359 33 20 Żywiec ELEKTRONIX P.H.U., ul. Wesoła 10, tel. 33 862 03 59

• sklep dysponujący pełnym asortymentem centralnego magazynu AVT, • SHOWROOM, czyli pokaz „na żywo” sprzętu Sound & Light

Warszawa, ul. Leszczynowa 11, tel. +48 22 257 84 50 pon.-pt. w godz. 8-1645, sob. 10-1345

Wysyłkowo na koszt odbiorcy pocztą lub firmą kurierską za pobraniem Podstawowe stawki za paczki do 2 kg wynoszą:

poczta pobranie: 15,00 zł kurier pobranie: 27,00 zł Zamówienia są realizowane na bieżąco, tj. w dniu otrzymania zamówienia lub nazajutrz, o ile nie występują braki magazynowe. Zaległe zamówienia są realizowane zwykle w terminie 2-3 tygodni. Na oferowane przez nas towary udzielamy gwarancji. Zastrzega się możliwość zmiany cen. Prowadzimy serwis gwarancyjny i pogwarancyjny. W przypadku zmiany cen większej niż 10% klient będzie o tym uprzedzony.

Płatnicy podatku VAT Płatników podatku VAT prosimy o umieszczanie na zamówieniach: Numeru Identyfikacyjnego Podatnika VAT, Czytelnego podpisu osoby zamawiającej, Pieczątki firmowej.

Zamówienia można również składać: pocztą na adres: AVT Korporacja Dział Handlowy 03-197 Warszawa ul. Leszczynowa 11

tel.: +48 22 257 84 50 faks: +48 22 257 84 55 pon.-pt. w godz. 8-16 (faks czynny całą dobę)

pocztą elektroniczną: [email protected]

Zamówienia od firm i instytucji tylko pisemne! ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

133

Niniejsze ogłoszenie jest informacją handlową i nie stanowi oferty w myśl art. 66, § 1 Kodeksu Cywilnego. Ceny mogą ulec zmianie. 132-136_oferta.indd 133

2012-09-28 14:49:14

Kity AVT

Najpopularniejsze Kity AVT dostępne w wersjach A, B, C z instrukcją tylko w języku polskim

L E G E N D A A B C P O

litera K oznacza, że kit jest sprzedawany łącznie z obudową i w cenie kitu uwzględniono koszt obudowy symbol literowo-cyfrowy oznacza typ zalecanej obudowy plastikowej lub metalowej (bez otworowania), niewchodzącej w skad kitu Zasady sprzedaży są opublikowane na stronie 133

płytka drukowana z dokumentacją kit, czyli zestaw elementów z płytką drukowaną i dokumentacją moduł (urządzenie) zmontowany i uruchomiony zaprogramowany układ, płyta CD itp. obudowa, możliwe są dwa warianty:

Kod

Nazwa

Publ.

Cena PLN A

B

z  VAT (23%)

C

P

O

RTV Odbiornik nasłuchowy CW/SSB – 80/20 m Odbiornik nasłuchowy SSB/CW AVT 962 80 m AVT 2117/1 Mikrofon bezprzewodowy AVT 2122 Przedwzmacniacz antenowy CB AVT 2310/1 Transceiver SSB ANTEK v. 3.0 Cyfrowa skala do transceivera AVT 2318 SSB AVT 2481 Mininadajnik FM AVT 2788 Wykrywacz pluskiew AVT 2807 Miniodbiornik CB-19 AVT 2810 Minitransceiver ZUCH AVT 2818 Odbiornik nasłuchowy „Jędruś” AVT 2840 Minitransceiver Antoś AVT 2873 Filtr audio AVT 5109 Radiokomunikacyjny filtr audio Minitransceiver na pasmo 3,7 AVT 5127 MHz TRX2008 AVT 157

EP12/96 EP1/07 EdW5/99 EdW11/96 EdW11/98

10 122 13

EdW4/01 EdW5/06 EdW1/07 EdW10/06 EdW4/07 EdW9/07 EdW7/08 EP8/07 EP3/08

36

4 10 4,6 13,7 21 152

EdW12/98 14,8

KM60

25 25

58 170

6 20 5 36 5 32 28 152 15 24 4 42 12 78 24

87

9 5,7

98 140 19 31

6,1

28

15 6

67 17

8

49

10

33

49

5

32

50

Układy audio AVT 446 AVT 1033

Wzmacniacz do walkmana EP7/98 Przedwzmacniacz mikrofonowy EP2/95 Stereofoniczny wzmacniacz AVT 1227 EP4/99 słuchawkowy AVT 1492 Wzmacniacz 2 x 100 W EP11/08 AVT 1583 Moduł wzmacniacza audio 10W EP8/10 Wzmacniacz mocy 2x45W AVT 1594 EP10/10 z  STK4182 10-diodowy wskaźnik poziomu AVT 1650 EP11/11 sygnału audio AVT 2104/1 Wzmacniacz 2×22 W  EdW9/97 Wzmacniacz mocy z  układem AVT 2180 EdW2/98 LM3886 AVT 2326 Wzmacniacz mikrofonowy EdW2/99 Wskaźnik wysterowania 2×5 AVT 2375 EdW9/99 LED AVT 2671 Uniwersalny moduł TDA7294 EdW7/03 AVT 2736 Wzmacniacz mostkowy 400 W EdW10/04 Wzmacniacz na tranzystorach AVT 2762 EdW8/05 N-MOSFET AVT 2864 Analizator widma EdW5/08 AVT 2921 Głośnik plazmowy EdW11/09 AVT 5187 Audiofilski wzmacniacz 200 W EP4/09 Analizator widma sygnału audio AVT 5210 EP11/09 z  wyświetlaczem graficznym

8

49

88 130

20

25

32

7

23

34

9,1 71 15 120 12

36

32 6 9

74 21 69

97

24 120

18

18

Układy mikrokomputerowe i  do PC Uniwersalna karta portów na USB Programator z  interfejsem USB 451 dla BASCOM AVR Regulator obrotów wentylatorów 478 w  komputerze PC „Klocki” RS485 – konwerter 530 RS232<–>RS485 530/USB Konwerter USB<–>RS485 „Klocki” RS485 – karta wejść 531 przekaźnikowych „Klocki” RS485 – karta wyjść 532 optoizolowanych „Klocki” RS485 – karta wyjść 533 cyfrowych (GND) „Klocki” RS485 – karta wyjść 534 cyfrowych (VCC) „Klocki” RS485 – karta wejść 535 cyfrowych „Klocki” RS485 – karta wejść 536 analogowych „Klocki” RS485 – moduł termi537 nala z  wyświetlaczem LED

AVT 414 AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT

134

EP9/05

34

67 130

EP11/05

32

75 100

EP3/99

6

24

55

EP6/03

6,8

42

60

EP5/08

6

40

70

EP7/03

30

25

98 150

10

EP7/03 47,6 104 150

20

EP8/03 36,6 68,4

95

20

EP8/03 35,4

52

95

20

EP9/03 35,4

47

90

20

EP9/03

51

78 140

40

EP10/03

45

74

20

92

Kod

Nazwa

Publ.

„Klocki” RS485 – alfanumeryczAVT 538 ny wyświetlaczem LCD Interfejs JTAG do procesorów AVT 581 AVR AVT 927 Uniwersalny interfejs internetowy Karta wejść z  interfejsem AVT 953 Ethernet Karta przekaźników sterowana AVT 966 przez Internet Zestaw uruchomieniowy dla AVT 992 procesorów AVR i  ‘51 AVT 1389 EEPROM Programmer Programator JTAG dla układów AVT 1409 MSP430 AVT 1430 ATMEGA8 w  AVT992 AVT 1452 Adapter ISP dla AVR AVT 1462 Uniwersalny adapter dla AVR AVT 1581 Przejściówka USB-LPT Miniaturowy konwerter USBAVT 1595 -UART Miniaturowy konwerter USB AVT 1600 <–> RS485 AVTduino LCD - wyoewietlacz AVT 1615 LCD dla Arduino AVTduino LED - wyoewietlacz AVT 1616 LED dla Arduino AVTduino JOY – manipulator dla AVT 1618 Arduino AVTduino Motor – driver silniAVT 1619 ków dla Arduino Cortexino – kompatybilna z  ArAVT 1620 duino płytka z  LPC1114 AVT 1622 Minimoduł z  ATMEGA8 PICduino – kompatybilna z  ArAVT 1625 duino płytka z  PIC18F2550 Uniwersalny moduł rozszerzeń AVT 1633 dla Arduino AVTduino BT – moduł Bluetooth AVT 1646 kompatybilny z  Arduino Moduł karty pamięci kompatybilAVT 1649 ny z  Arduino Moduł wyświetlacza LCD z  miAVT 1665 krokontrolerem ATmega8 AVTduino RELAY moduł przeAVT 1666 kaźników Stabilizator impulsowy AVT 1667 3  A  z  układem LM2576 AVT 1668 AVTduino ETHERNET STM32duino – kompaAVT 1675 tybilna z  Arduino płytka z  STM32F103C8T6 edukacyjny AVT 2250/1 Mikrokomputer z  8051 – płyta główna Mikrokomputer edukacyjny AVT 2250/2 z  8051 – wyświetlacz i  klawiatura Mikrokomputer z  procesorem AVT 2550 AT90S8535 LogicMaster – płytka prototypoAVT 2875 wa dla CPLD AVT 3505 Płytka testowa do kursu C AVT 5140 Konwerter USB-I/O Uniwersalny programator mikroAVT 5172 kontrolerów AVR Uniwersalna karta wyjść z  interAVT 5217 fejsem RS485 Moduł wejść cyfrowych z  interAVT 5221 fejsem RS485 AVT 5272 AVTduino – sposób na AVR AVT 5240 Komputerowy sterownik LED Płytka ewaluacyjna dla AVT 5311 mikrokontrolerów ATmega8 i  ATmega32

Cena PLN A

B

z  VAT (23%)

C

66 110

P

EP10/03

26

EP6/04

25

EP4/06

60 147 240

35

EP10/06

69 100 220

50

EP2/07

86 188 300

50

O

20 15

EP1/01

28 160 220

EP3/04

7,5 29,6

EP3/05

6

EP7/06 EP7/07 EP2/08 EP08/10

8,5 24 18 35

32 36 75 125 48 65

17

34

EP10/10

10

30

EP12/10

8

36

EP4/11

14

40

52

EP5/11

10

43

53

EP6/11

10

29

38

EP9/11

11

33

44

EP5/11

11

67

90

EP6/11

8

40

53

EP7/11

12

67

94

EP8/11

15

23

32

EP9/11

8

80

94

EP11/11

8

22

38

EP2/12

9

66

92

EP3/12

10

38

52

EP3/12

8

42

EP3/12

10

54

82

EP5/12

12

72

94

EdW8/97

43

80 150

EdW8/97

18

84 160

EdW9/01

45

95

EdW8/08

18

78

EdW1/06 EP7/08

34 122 190 30 42

25

EP2/09

33

43

25

EP1/10

48

97

15

25

15 96

EP2/10

31

78

EP1/11 EP6/10

11 22

63 54

15

EP9/11

38 130 198

84 10

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012 Niniejsze ogłoszenie jest informacją handlową i nie stanowi oferty w myśl art. 66, § 1 Kodeksu Cywilnego. Ceny mogą ulec zmianie.

132-136_oferta.indd 134

2012-09-28 14:49:15

Kity AVT Kod AVT 5320 AVT 5340

Nazwa AVTCPLDuino Moduł karty pamięci kompatybilny z  Arduino Konwerter Ethernet/UART

Publ.

Cena PLN A

B

z  VAT (23%)

C

P

Kod

O

EP11/11

12

64

EP4/12

42

94 128

AVT 527 AVT 959 AVT 1220 AVT 1327 AVT 1480 AVT 1522 AVT 1540 AVT 1572 AVT 1569 AVT 2131 AVT 2462 AVT 2701 AVT 2725 AVT 2757 AVT 2764 AVT 2767 AVT 2813 AVT 2815 AVT 2885 AVT 2999 AVT 5083 AVT 5155 AVT 5161 AVT 5257 AVT 5260 AVT 5333

Prosty analizator stanów logicznych do PC Amatorski oscyloskop cyfrowy VGA tester Wysokoprądowy stabilizator warsztatowy Mini-generator funkcyjny Zasilacz beztransformatorowy Regulowany stabilizator impulsowy Zdalny miernik napięcia Symetryczny zasilacz warsztatowy ±1,25…±25 V, 1,5/5 A Generator akustyczny na ATTINY25 Prosty zasilacz laboratoryjny Zasilacz 10 A  10...20 V Moduł zasilacza do wzmacniaczy mocy Mikroprocesorowy miernik pojemności Zasilacz warsztatowy 0...25,5 V/0...2,55 A Częstościomierz i  generator na PC Oscyloskop w  komputerze PC Przystawka do pomiaru indukcyjności Softstart do toroida (wersja Lux) Miernik częstotliwości Mini Kombajn Pomiarowy Mikroprocesorowy zasilacz laboratoryjny Generator DDS Zasilacz cyfrowy 0...25 V/0...5 A Przestrajany cyfrowo generator akustyczny Obrotomierz Multimetr panelowy

45

75

25

37 195 220 23 48 98

12 10

EP4/05 EP9/03 EP12/06

95

EP1/99

6,3

48 122

EP10/01 EP8/08

4,9 4

15 12

EP5/09

9

EP9/09

36

69

EP6/10

7

36

30

EP5/10

14

25 70 45

EdW4/04

6,8

42

EdW6/04

32

79 180

EdW7/05

13

83

EdW9/05 EdW10/05 EdW2/07 EdW2/07 EdW11/08 EdW1/12

4

10 KM85

10

8

5

15

5

8 30

EP10/02

40

56

15

EP11/08 EP12/08

62 240 300 60 163

35 25

40 116

30

EP11/10 EP3/12

25 23

K

11

8 29 14 30 55 60 170 260

EP9/10

K

65 108

EdW2/97 10,3 EdW1/01 6,8

52 49

74 70

15 15

Dla domu, samochodu, wypoczynku i  zabawy AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT

302 303 304 306 313 314 447

Kompresor do gitary i  basu Przystawka gitarowa „Distortion” Gitarowa bramka szumów Chorus gitarowy Gitarowa kaczka Gitarowe tremolo-vibrato Stoper na szkolną olimpiadę Inteligentny sterownik lampki 528 samochodowej 8-kanałowy pomiaru 570/USB temperatury system z  USB Zamek kodowy z  telefonem 910 komórkowym 957 Moduł pomiaru temperatury 980 Sterownik akwariowy Automat do zapalania świateł 990 w  samochodzie 1096 Czarodziejski przełącznik 1308 Zdalny włącznik 4 urządzeń Najprostszy sterownik silnika 1314 krokowego Dwukierunkowy regulator obro1444 tów silników DC 1464 Stroboskop LED 1466 Echo cyfrowe 1468 Lokalne radiopowiadomienie Generator PWM – regulator 1469 mocy silnika DC 1474 Generator fali prostokątnej 1476 Włącznik zmierzchowy 1482 Sygnalizator LED Sterownik bipolarnego silnika 1585 krokowego 1510 Bariera laserowa

7,4 39 54 6,8 36 61 4,6 25,1 49 7,4 65 130 5,1 34,2 69 5,7 24 39 140,2

EP10/03

10

25

45

5

AVT 1703

EP4/04

50

96 110

40

EP12/05

16

43

55

10

AVT 5360 AVT 5361 AVT 5362

EP11/06 EP3/07

35 62 88 45 140 290

25

AVT 5363

KM60 KM60 KM42 KM60 KM42 KM42

AVT 1708

5

26

40

EP8/96 EP7/01

5,1 20

17 66

31

EP8/01

6,5

38

45

AVT 1707

50

AVT MSP430/2 AVT 1607

18

38

EP4/04 EP6/08 EP7/08

26 15 8

70 46 71

EP8/08

15

45

AVT 1705

10 16

AVT 1706

AVT 1710 56

EP8/08 EP8/08 EP8/08

5 4 4

28 24 8

50 32

EP8/08

21

37

48

EP1/09

6

50

8

B

z  VAT (23%)

C

P

O

10

8

10

42 10 15 KM50 10 25

8

16 12 15

Nowości AVT 1702

EP6/07

EP12/06

Cena PLN A

Sterownik silnika do modeli R/C EP4/09 5 14 20 Zdalny włącznik radiowy EP4/09 36 69 90 Sterownik unipolarnego silnika AVT 1525 EP6/09 22 38 krokowego AVT 1535/1 Przekaźnik czasowy (sekundy) EP8/09 20 42 AVT 1535/2 Przekaźnik czasowy (minuty) EP8/09 20 42 AVT 1545 Programowany sterownik świateł EP10/09 27 52 AVT 1560 8-kanałowa karta przekaźników EP02/10 15 79 AVT 1596 Regulator obrotów wentylatora EP10/10 6 19 Dwustanowy sterownik serwoAVT 1605 EP2/11 12 24 37 mechanizmu Regulator obrotów wentylatora AVT 1613 EP4/11 6 34 52 230 V z  silnikiem indukcyjnym Miniaturowy włącznik zmierzAVT 1655 EP12/11 4 20 28 chowy AVT 1656 Uniwersalny moduł wykonawczy EP12/11 6 18 25 AVT 2109 Centralka alarmowa EdW7/96 6 26 40 AVT 2139 Strach na krety EdW5/97 5 22 26 AVT 2177 Przełącznik zmierzchowy EdW1/98 5,1 27 32 Najprostszy regulator mocy AVT 2210 EdW3/97 5,1 25 33 230 V Wyświetlacz 7-segmentowy AVT 2222 EdW4/97 14,5 18 35 JUMBO bez LED Ładowarka akumulatorów żeloAVT 2309 EdW10/98 6,3 24 39 wych – zasilacz buforowy AVT 2601 Centralka alarmowa EdW10/02 6,8 30 AVT 2711 Obrotomierz EdW2/04 22 38 Ładowarka akumulatorów AVT 2715 EdW3/04 5,7 30 ołowiowych AVT 2753 Strach na szpaki EdW5/05 6 24 35 AVT 2874 Impulsowy wykrywacz metali EdW8/08 15 60 AVT 2895 Centrala inteligentnego domu EdW4/09 52 74 Zegar cyfrowy z  wyświetlaczem AVT 5002 EP3/01 64 110 analogowym AVT 5022 Programowany zegar z  DCF77 EP7/01 40 84 Mikroprocesorowy wykrywacz AVT 5025 EP7/01 20 59 metali AVT 5186 Bezstykowy zamek RFID EP5/09 36 80 Modelarski regulator dwukieAVT 5190 EP6/09 32 66 runkowy Rejestrator temperatury z  interAVT 5230 EP4/10 16 48 fejsem USB Karta przekaźników z  interfejAVT 5250 EP8/10 52 190 280 sem Ethernet AVT 5252 Centralka alarmowa EP8/10 75 210 3-kanałowa aparatura do zdalAVT 5290 EP5/11 28 67 98 nego sterowania modeli AVT 5330 8-kanałowy termometr do PC EP2/12 22 64 95 Czterokanałowy termometr z  wyAVT 5389 EP5/12 27 65 110 świetlaczem LED

EP5/96 EP6/96 EP7/96 EP10/96 EP11/96 EP12/96 EP8/98

10

Publ.

AVT 1519 AVT 1520

Przyrządy warsztatowe AVT 389

Nazwa

AVT 1711 AVT 1712 AVT 5365 AVT 5366 AVT 5364

Galwaniczny separator USB Miniaturowy GPS dla robotyki i  nie tylko Falownik 1-fazowy 4dimmer AVTDuinoMEGA Termostat z  regulowaną pętlą histerezy Adapter do PICkit i  PICprog Moduł do pomiaru temperatury z  interfejsem RS485 TinyMini84 – minimoduł z  mikroprocesorem Attiny24 DIO_Expander – moduł ekspandera portów dla AVTDuino Moduł „Komputerek” z układem MSP430F1232 Migacz diod LED Regulowany włącznik opóźniający Włącznik zbliżeniowy Miniaturowy, stereofoniczny wzmacniacz o mocy 2×3 W Wzmacniacz lampowy Arduino do montażu na szynie TH35 Modem radiowy – sterownik

EP8/12

8

EP8/12

10

EP9/12 EP9/12 EP9/12

33 143 26 94 12 118 156

15 10

EP9/12

24

10

58

EP9/12

6

24

EP9/12

18

34

EP9/12

8

22

EP9/12

8

18

18

69

48

10

94

7

16

7

26

14

34

43

8

29

38

34

60 18 10

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

80 120

135

Niniejsze ogłoszenie jest informacją handlową i nie stanowi oferty w myśl art. 66, § 1 Kodeksu Cywilnego. Ceny mogą ulec zmianie. 132-136_oferta.indd 135

2012-09-28 14:49:16

Moduły AVT Kod

Układy zmontowane i uruchomione do zastosowania we własnych aplikacjach

Nazwa

Cena PLN

Kod

Nazwa

z  VAT (23%)

AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT

1007 1066 1081 1308 1314 1409 1428 1443 1459 1469 1476 1498 1519 1520 1580 1581 1585 1610

C C C C C C C C C C C C C C C C C C

AVT 1613 C AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT

1622 C 1655 C 1656 C 2017 C 2050 C 2104/1 C 2109 C 2117/1 C 2126 C 2139 C 2149 C 2177 C 2180 C 2210 C 2250 C 2270 C 2309 C 2392 C 2550/P C 2715 C 2787 C 2857 C 2864 C 2875 C 2999 C 3500 C 3505 C 390 C 414 C 5041 C 5094 C 5108 C 5125 C 513 C

136

Regulator obrotów silnika elektrycznego Miniaturowy zasilacz uniwersalny Stabilizator impulsowy Zdalny włącznik 4 urządzeń Sterownik silnika krokowego Programator JTAG dla MSP430 Regulator temperatury Interfejs ethernetowy Uniwersalny układ czasowy Generator PWM – regulator mocy silnika DC Włącznik zmierzchowy Wzmacniacz 2×2 W Sterownik silnika do modeli RC Zdalny włącznik radiowy Włącznik świtowy Przejściówka USB-LPT Sterownik bipolarnego silnika krokowego Minimoduł z  ATtiny2313 Regulator obrotów wentylatora 230 V z  silnikiem indukcyjnym Minimoduł z  ATmega8 Miniaturowy włącznik zmierzchowy Uniwersalny moduł wykonawczy Niskoszumny przedwzmacniacz mikrofonowy Wzmacniacz akustyczny 3 W Wzmacniacz mocy z  TDA1554 Centralka alarmowa Mikrofon bezprzewodowy Moduł miliwoltomierza LCD do zasilaczy Strach na krety Przedwzmacniacz z  automatyką Przełącznik zmierzchowy100 Wzmacniacz mocy z  układem LM3886 Najprostszy regulator mocy 230 V Mikrokomputer edukacyjny z  8051 – komplet Moduł miliwoltomierza LED do zasilaczy Ładowarka – zasilacz buforowy Wzmacniacz mikrofonowy SMD – 2 kanały Programator ISP/LPT (STK200) Ładowarka akumulatorów ołowiowych Termometr do PC Moduł woltomierza/amperomierza Analizator widma Płytka testowa do kursu CPLD (XC9572XL) Mini Kombajn Pomiarowy Płytka testowa do kursu AVR (90S2313) Płytka testowa do kursu C (ATMEGA162) Przełącznik 8 kanałowy sterowny RC5/SIRC Karta portów na USB Termometr MIN/MAX Bezprzewodowy regulator temperatury Termometr 2-kanałowy Programator USB-AVR (STK500) Zegar z  termometrem 2-kanałowym

48 24 50 82 45 34 54 70 30 56 30 22 20 90 30 65 51 37 52 53 28 25 40 30 50 40 25 52 26 33 46 130 36 280 58 43 30 38 49 67 98 97 96 270 200 190 50 130 100 190 106 89 140

Cena PLN z  VAT (23%)

AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT AVT

5155 C Generator DDS 5160 C Climatic – sterownik klimatyzacji 522 C Miniaturowy zamek cyfrowy 5250 C Karta przekaźników sterowana przez Internet 5260 C Obrotomierz 527 C Amatorski oscyloskop cyfrowy 5272 C AVTduino – pomysł na AVR 5275 C Płytka ewaluacyjna dla mikrokontrolerów PIC 528 C Sterownik lampki samochodowej 530 C Konwerter RS232<–>RS485 530/USB C Konwerter USB<–>RS485 531 C Karta wyjść przekaźnikowych RS485 532 C Karta wyjść optoizolowanych RS485 533 C Karta wyjść cyfrowych RS485 534 C Karta wyjść cyfrowych (VCC) RS485 535 C Karta wejść cyfrowych RS485 536 C Karta wejść analogowych RS485 537 C Moduł terminala z  wyświetlaczem LED RS485 538 C Alfanumeryczny wyświetlacz LCD RS485 5311 C Płytka ewaluacyjna dla mikrokontrolerów AVR 5325 C USBASP - Programator mikrokontrolerów AVR 5389 C Czterokanałowy termometr z  wyświetlaczem LED 570/USB C 8-kanałowy system pomiaru temperatury z  USB 594 C Zdalnie sterowany potencjometr 735 C Regulator impulsowy DC 924 C Programowany sterownik świateł 925 C Karta przekaźników na USB 927 C Uniwersalny interfejs internetowy 950 C/1 Termostat elektroniczny LCD 953 C Karta wejść z  interfejsem internetowym 966 C Karta przekaźników z  interfejsem internetowym 992 C Zestaw uruchomieniowy dla AVR I  51 DMX512 Konwerter USB-DMX512 AVT DMX512PRO Konwerter USB-DMX z  optoizolacją AVT MOD01 Regulator impulsowy DC (15 A) AVT MOD02 Sterownik diod RGB AVT MOD03 Konwerter USB<–>RS485 AVT MOD04 Moduł przekaźników na USB AVT MOD05 Ethernetowy moduł I/O AVT MOD06 Uniwersalny moduł portów I/O  na USB AVT MOD07 Wzmacniacz słuchawkowy AVT MOD08 Bezstykowa kontrola dostępu (RFID) AVT MOD09 Konwerter USB <–> RS232 AVT MOD10 Miernik częstotliwości 50 MHz AVT MOD11 Wzmacniacz mocy 2×12 W AVT MOD12 Wzmacniacz mocy 2×22 W AVT MOD13/12 Uniwersalny moduł stabilizatora 12 V/500 mA AVT MOD13/5 Uniwersalny moduł stabilizatora 5 V/500 mA AVT MOD13/9 Uniwersalny moduł stabilizatora 9 V/500 mA AVT MOD14 Konwerter USB<–>RS485 z  optoizolacją AVT MSP430 Moduł komputera z  MSP430F1232 AVT PROG1 Programator USB – AVR (STK500 v2) AVT PROG2 Mini programator USB – AVR (STK500 v2)

300 140 100 280 74 220 84 198 45 60 70 150 150 95 95 90 140 92 110 198 54 110 110 110 38 55 80 240 143 220 300 220 85 130 64 62 65 92 350 90 74 140 36 46 38 42 10 10 10 95 90 98 67

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012 Niniejsze ogłoszenie jest informacją handlową i nie stanowi oferty w myśl art. 66, § 1 Kodeksu Cywilnego. Ceny mogą ulec zmianie.

132-136_oferta.indd 136

2012-09-28 14:49:17

Ogłoszenia i reklamy hurtowni, sklepów, importerów, producentów, dealerów, itp. są płatne. Cena podstawowego modułu (35 x 20 mm) wynosi 66 zł + VAT. Koszt minimalnej ramki dla ogłoszeń o wielkości 3 modułów wynosi 198 zł + VAT. Moduły można łączyć zarówno w pionie jak i w poziomie. Maksymalna szerokość ogłoszenia to 5 modułów, wysokość 12 modułów. Rabaty stosujemy wyłącznie dla reklam powyżej 8 modułów: 4-6 emisji 10%, 7-11 emisji 15% i od 12 emisji 25%. Oferta specjalna: • publikacja fragmentów cennika w ramce o wielkości: 8 modułów w pionie cena 264 zł + VAT, 9 modułów w poziomie 305 zł + VAT • rabat specjalny dla firm poszukujących pracowników wynosi 25% (wyłącznie dla dużych reklam). Wszelkich informacji udziela Grzegorz Krzykawski, tel. 22 257 84 60, e-mail: [email protected]. Reklamy do tej rubryki mogą być przygotowane przez Zamawiającego w postaci wydruku z drukarki laserowej lub pliku w formacie CDR, AI, EPS (tekst zmieniony na krzywe), PSD, PDF z próbnym wydrukiem albo pliku w dowolnym edytorze tekstu (także z wydrukiem), jeśli krój czcionek nie jest rzeczą dużej wagi. Małe reklamy mogą być przygotowane w redakcji (gratis) na podstawie odręcznego szkicu lub maszynopisu. Opracowania te nie będą jednak wówczas uzgadniane z Zamawiającym przed oddaniem do druku. Redakcja nie odpowiada za treść reklam i  ogłoszeń zamieszczonych w  Elektronice Praktycznej

137-141_kramik.indd 137

2012-09-28 14:49:38

www.avt.pl

www.ep.com.pl

Fragment cennika o wymiarach 73×89 mm

sklep.avt.pl

cena specjalna:

264 złote netto

Szczegółowych informacji udziela Grzegorz Krzykawski tel. 22 257 84 60 [email protected]

137-141_kramik.indd 138

2012-09-28 14:49:40

forum.ep.com.pl msp430.ep.com.pl nixie.ep.com.pl kramik.ep.com.pl 137-141_kramik.indd 139

2012-09-28 14:49:42

Nie przegap! interesujących materiałów w siostrzanym czasopiśmie W październikowym wydaniu

Elektroniki dla Wszystkich między innymi: Sterownik przesuwnej bramy wjazdowej Czy można z powodzeniem wykonać elektronikę sterującą mechanizmu bramy przesuwnej? Zapoznaj się z interesującym projektem, bardzo solidnie zrealizowanym przez praktyka. Strażnik domowy. Monitoring za pomocą kamery internetowej. Nawet jeśli temat wydaje się trudny, dowiedz się, jak duże możliwości ma połączenie popularnej kamerki internetowej, małego silniczka krokowego oraz garści klocków Lego. Obudowa TO-3 Zaskakujący pomysł nietypowego wykorzystania popularnej dawniej obudowy TO-3. Zapoznaj się z projektem, oraz weź udział w jubileuszowym zadaniu nr 200 Szkoły Konstruktorów EdW! Popularne białe diody LED Nie przegap materiału edukacyjnego, przedstawiającego nie tylko obecnie najpopularniejsze białe diody LED z luminoforem, ale też nową koncepcję Remote phosphor oraz interesujące „podwójne” diody PRS-LED. Myszy w labiryncie, czyli o robotach micromouse. W tym odcinku cyklu o robotyce amatorskiej przedstawione są interesujące roboty, które z uwagi na stawiane przed nimi zadanie A może masz pomysł na ciekawy artykuł lub projekt? muszą być obdarzone znaczną inteligencją. Skonstruowałeś urządzenie, Ponadto w numerze:  Nietypowe obudowy. które jest godne zaprezentowania szerszej publiczności?  Wskaźnik ładowania/rozładowania akumuMożesz napisać artykuł edukacyjny? latora. Chcesz podzielić się doświadczeniem?  „Pajączek” – Pierwszy line follower. W takim razie zapraszamy do współpracy na łamach  Velleman K8056. 8-kanałowa zdalnie sterowaElektroniki dla Wszystkich. Kontakt: [email protected] na karta przekaźnikowa.  Warsztatowe patenty – Płytki domowe realizowane prostą metodą domową. EdW możesz zamówić w sklepie internetowym AVT  Koleżeńskie porady – Wiercenie otworów. http://www.sklep.avt.pl, telefonicznie 22 257 84 50,  Szkoła Konstruktorów – Układ elektroniczny, fax: 22 257 84 55, listownie lub za pomocą e-maila: wykorzystujący w roli obudowy pudełko po [email protected] Do kupienia także w Empikach cukierkach Tic-Tac, pudełko od zapałek, albo i wszystkich większych kioskach z prasą. jeszcze mniejszą obudowę. Na wszelkie pytania czeka także Dział Prenumeraty  Szkoła Konstruktorów – Zaproponuj jakikoltel. 22 257 84 22, [email protected] wiek elektroniczny przypominacz.

www.elportal.pl

avt.pl/prenumerata

137-141_kramik.indd 140

2012-09-28 14:49:44

Atrakcyjna propozycja dla reklamodawców cennik o wymiarach 111×66 mm

cena 305 zł

(netto)

Więcej informacji: Grzegorz Krzykawski tel. 22 257 84 60 e–mail: [email protected]

137-141_kramik.indd 141

2012-09-28 14:49:45

DZIAŁ

WYBRANE KSIĄŻKI Z OFERTY AVT • www.sklep.avt.pl Język C. Pasja programowania mikrokontrolerów 8-bitowych Książka jest kontynuacją publikacji „Mikrokontrolery AVR. Język C. Podstawy programowania". Tym razem mamy do czynienia z szeregiem ciekawych projektów, ponieważ cała książka stanowi część warsztatową oraz praktykę programowania. Przeznaczona jest przede wszystkim dla pasjonatów mikrokontrolerów, hobbystów, amatorów, a także początkujących, którzy mieli okazję przeczytać przynajmniej pierwszą część. Praktyczne sposoby programowania są przekazane na przykładach tworzenia przeróżnych bibliotek programowych potrzebnych do obsługi wielu interesujących układów peryferyjnych. Są tu także aplikacje testowe, które przybliżają sposoby korzystania z omawianych bibliotek we własnych projektach. Mirosław Kardaś, stron: 435, cena: 129 zł

kod zamówienia

KS–120702

Elektronika z Excelem

kod zamówienia

KS–120400

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

KS–290906

KS–120502

KS–291005

KS–120414

Podstawy elektrotechniki i elektroniki samochodowej, Piotr Fundowicz, Bogusław Michałowski, Mariusz Radzimierski Stron: 224, cena 43 zł

Linux. Podstawy i aplikacje dla systemów embedded, Łukasz Skalski Stron: 168, cena 79 zł

Samochody elektryczne, B. Fic Stron: 94, cena 27 zł

Mikrokontrolery AVR – Niezbędnik programisty, Jarosław Doliński Stron: 134, cena 25 zł

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

KS–110101

KS–100502

KS–120200

KS–110207

Mikrokontrolery AVR, język C, podstawy programowania, Mirosław Kardaś Stron: 468, cena 80 zł

AVR i ARM7. Programowanie mikrokontrolerów dla każdego, Paweł Borkowski Stron: 528, cena 77 zł

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

KS–110556

KS–990302

KS–991003

KS–210209

Język C dla mikrokontrolerów AVR. Od podstaw do zaawansowanych aplikacji, Tomasz Francuz Stron: 568, cena 90 zł

Stabilizatory napięcia cz.2, Stsanisław Kwaśniewski Cena 40 zł

PSPICE Symulacja i optymalizacja układów elektronicznych, Artur Król, Joanna Moczko Stron: 260, cena 65 zł

S5/S7 Windows Programowanie i symulacja sterowników PLC, Artur Król, Joanna Moczko-Król Stron: 383, cena 75 zł

Excel na dobre zagościł w szkołach, firmach i instytucjach naukowych, w których wykorzystywany jest do rozwiązywania różnorodnych problemów obliczeniowych: od przeprowadzania symulacji, wyznaczania trendów i wskaźników, poprzez generowanie różnych zestawień, porównań i podsumowań danych, aż po tworzenie na ich podstawie charakterystyk i wykresów. Aplikacja ta znajduje też zastosowanie w wielu dziedzinach techniki, wspomagając zarówno proste rachunki czy działania związane z wyceną kosztów realizacji projektów, jak i zaawansowane obliczenia inżynierskie. Jeśli chcesz poznać podstawy elektroniki i dowiedzieć się, jak wykorzystać arkusz kalkulacyjny do rozwiązywania typowych problemów z tej dziedziny, sięgnij po książkę "Elektronika z Excelem". Witold Wrotek, stron: 168, cena: 34 zł

Słownik dla energetyków polsko-angielski/angielsko-polski Słownik adresowany jest do osób, które w praktyce mają do czynienia z energetyką zawodową w różnych jej formach. Słownik zawiera specjalistyczną terminologię dotyczącą technik wytwarzania energii i paliw najczęściej spotykanych na polskim rynku. Dokonuje również wprowadzenia w nowoczesne systemy zarządzania energią, które są wdrażane w polskich firmach na podstawie najnowszych norm PN-EN i ISO.

Mikrokontrolery PIC w praktycznych zastosowaniach, Paweł Borkowski Stron: 408, cena 69 zł

Egzamin kwalifikacyjny elektryka w pytaniach i odpowiedziach, W. Orlik Stron: 456, cena 60 zł

Michał Warszawski, stron: 176, cena: 28 zł

kod zamówienia

KS–120504

Jak wykorzystać darowaną energię. O kolektorach słonecznych i ogniwach fotowoltaicznych Promieniowanie słoneczne, opis praktycznych sposobów jego wykorzystania, urządzeń służących do tego celu oraz ich eksploatacja, a także podobny opis ogniw fotowoltaicznych stanowią treść książki. Książka adresowana jest do osób zainteresowanych praktycznym zastosowaniem baterii słonecznych i ogniw fotowoltaicznych. Może też być cenną pomocą dla uczniów średnich szkół technicznych i studentów technicznych uczelni wyższych. F. Wolańczyk, stron: 148, cena: 29 zł kod zamówienia

KS–120505

ABC systemów fotowoltaicznych sprzężonych z siecią energetyczną. Poradnik dla instalatorów Zwięźle i przystępnie opisano w książce działanie i budowę poszczególnych komponentów systemów fotowoltaicznych oraz ich instalowanie i zasady eksploatacji. Adresatami książki są przede wszystkim instalatorzy i użytkownicy systemów fotowoltaicznych. Za zgodą firmy Fronius International GmbH i Solartechnics GmbH w książce wykorzystano materiały szkoleniowe stanowiące ich własność. Henryk Łotocki, stron: 93, cena: 28 zł kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

KS–101223

KS–120600

KS–120501

KS–120413

Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zeszyty dla elektryków – nr 6, R. Markowska, A. W. Sowa Stron: 188, cena 50 zł

Procesory DSP w przykładach, Henryk A. Kowalski Stron: 440, cena 89 zł

Elektronika dla każdego. Przewodnik, Harry Kybett, Earl Boysen Stron: 408, cena 58 zł

Egzamin kwalifikacyjny, Radosław Lenartowicz, Witold Zdunek Stron: 410, cena 56 zł

KS–120506

Przetworniki A/C i C/A. Teoria i praktyka Książka jest kompleksowym przewodnikiem po teorii i praktyce przetwarzania analogowo-cyfrowego i cyfrowo-analogowego, ze szczególnym naciskiem na cechy i parametry podzespołów stosowanych w torach przetwarzania A/C i C/A. Autor przedstawia w niej wszelkie praktyczne zagadnienia związane z budową i aplikowaniem nowoczesnych przetworników, źródeł napięć referencyjnych, generatorów sygnałów taktujących, podzespołów stosowanych w analogowych torach sygnałowych, a także innych elementów stosowanych w systemach konwersji danych. Walt Kester, stron: 1016, cena: 139 zł kod zamówienia

KS–120700

142 142-143_ksiegarnia.indd 142

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

KS–210304

KS–220201

KS–200406

KS-220805

Tranzystory – odpowiedniki Katalog część 1 Stron: 791, cena 45 zł

Katalog elementów SMD Stron: 344, cena 35 zł

Diody, diaki – odpowiedniki Stron: 842, cena 50 zł

www.sklep.avt.pl

Układy scalone – odpowiedniki Stron: 784, cena 44 zł

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 1/2009

Niniejsze ogłoszenie jest informacją handlową i nie stanowi oferty w myśl art. 66, § 1 Kodeksu Cywilnego. Ceny mogą ulec zmianie.

2012-09-28 14:50:46

ów % or VT 10 at A T er ów BAum ik RAren czn p ię a es dl mi

Ostatnio dodane pozycje w ofercie AVT

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

KS–110800

KS–230116

KS–241111

Linux w systemach embedded, Marcin Bis Stron: 568, cena 89 zł

Mikroprocesory jednoukładowe PIC, Stanisław Pietraszek Stron: 416, cena 69 zł

Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe, Filipkowski Andrzeja Stron: 720, cena 59 zł

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

KS–101232

KS–100204

KS–220308

Podstawy elektrotechniki dla szkoły zasadniczej część 2, Roman Kurdziel Stron: 216, cena 26,50 zł

Wstęp do programowania sterowników PLC, Robert Sałat, Krzysztof Korpysz, Paweł Obstawski Stron: 260, cena 45,30 zł

Układy mikroprocesorowe. Przykłady rozwiązań, Bartłomiej Zieliński Stron: 130, cena 30 zł

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

KS–111101

KS–270000

KS–110208

Obraz cyfrowy. Reprezentacja, kompresja, podstawy przetwarzania. Standardy JPEG i MPEG, Marek Domański Stron: 644, cena 59 zł

Silniki elektryczne w praktyce elektronika, Jacek Przepiórkowski Stron: 264, cena 75 zł

KS-290400 KS-290500 KS-290600 KS-290601 KS-290602 KS-290900 KS-290901 KS-290903 KS-290904 KS-290905 KS-291102 KS-291200 KS-291201 KS-291202 KS-291299 KS-101230 KS-101231 KS-101232 KS-101233 KS-110100 KS-110101 KS-110200 KS-110201 KS-110207 KS-110208 KS-110209 KS-110210 KS-110225 KS-110226 KS-110227 KS-110228 KS-110229 KS-110230 KS-110231 KS-110300 KS-110400 KS-110401 KS-110555 KS-110556 KS-110800 KS-110900 KS-110901 KS-110902 KS-110903 KS-110904 KS-111001 KS-111002 KS-111100 KS-111101 KS-111103 KS-111104 KS-111105 KS-111200 KS-120001 KS-120200 KS-120300 KS-120301 KS-120302 KS-120400 KS-120401 KS-120402

Badania i pomiary elektroenergetyczne dla praktyków, W. Orlik Stron: 312, cena 47 zł

KS-120403

kod zamówienia

kod zamówienia

kod zamówienia

KS–100504

KS–101103

KS–270901

Technika cyfrowa. Zbiór zadań z rozwiązaniami, J. Tyszer, G. Mrugalski, A. Pogiel, D. Czysz Stron: 287, cena 51,50 zł

Angielsko-polski słownik specjalistyczny. Elektronika, Piotr Ratajczak Stron: 391, cena 40 zł

Proste konstrukcje lampowe audio, Adam Tatuś Stron: 224, cena 73,50 zł

KS-120409 KS-120410 KS-120411 KS-120412 KS-120413 KS-120414 KS-120500

KARTY SD/MMC W SYSTEMACH MIKROPROCESOROWYCH 58,00 SYSTEMY I SIECI FOTONICZNE 56,00 MIKROKONTROLERY AT91SAM7 W PRZYKŁADACH 94,00 WYBRANE ASPEKTY OPTYMALIZACJI PRZYRZĄDÓW FOTOAKUSTYCZNYCH 70,00 SYSTEMY I SIECI DOSTĘPOWE XDSL 59,00 MULTISIM. TECHNIKA CYFROWA W PRZYKŁADACH 70,00 WPROWADZENIE DO JĘZYKA VERILOG 98,70 PODSTAWY SIECI KOMPUTEROWYCH 59,00 PODSTAWY OBSŁUGIWANIA I NAPRAW PS 53,00 MIKROKONTROLERY STM32 W PRAKTYCE 82,00 MIKROKONTROLERY LPC2000 W PRZYKŁADACH 94,00 SYSTEMY TRANSMISJI DANYCH - MECHATRONIKA SAMOCHODOWA 65,00 PROPAGACJA FAL RADIOWYCH W TELEKOMUNIKACJI BEZPRZEWODOWEJ 47,00 SERWIS SPRZĘTU DOMOWEGO 5/09 12,00 PODSTAWY AUTOMATYKI I ROBOTYKI 35,00 ALGORYTMY TEORII LICZB I KRYPTOGRAFII W PRZYKŁADACH 72,50 JĘZYK C++: MECHANIZMY, WZORCE, BIBLIOTEKI 59,00 PODSTAWY ELEKTROTECHNIKI DLA SZKOŁY ZASADNICZEJ CZĘŚĆ 2 26,50 ELEKTROTECHNIKA Z AUTOMATYKĄ. PODR. DLA TECH. MECHANIZACJI ROLNICTWA 15,00 PROJEKTOWANIE UKŁADÓW SCALONYCH CMOS 55,00 MIKROKONTROLERY AVR, JĘZYK C, PODSTAWY PROGRAMOWANIA WYD.2 83,00 MIKROKONTROLERY STM32 W SIECI ETHERNET W PRZYKŁADACH 85,00 PRAKTYCZNE PODSTAWY MECHATRONIKI DLA TECHNIKÓW 34,00 EGZAMIN KWALIFIKACYJNY ELEKTRYKA W PYTANIACH I ODPOWIEDZIACH 60,00 BADANIA I POMIARY ELEKTROENERGETYCZNE DLA PRAKTYKÓW 47,00 ELEKTROWNIE WIATROWE 36,00 ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA W SAMOCHODACH 49,00 KONWENCJONALNE I ELEKTRONICZNE UKŁADY HAMULCOWE 47,00 17,00 OŚWIETLENIE UKŁADY WTRYSKOWE UNIT INJECTOR SYSTEM/UNIT PUMP SYSTEM (UIS/UPS) 51,00 PROMIENIOWE ROZDZIELACZOWE POMPY WTRYSKOWE VR 35,00 SPRZĘGŁA, SKRZYNKI BIEGÓW, WAŁY I PÓŁOSIE NAPĘDOWE 61,00 UKŁADY PRZENIESIENIA NAPĘDU SAMOCHODÓW CIĘŻAROWYCH I AUTOBUSÓW 48,00 PODSTAWY OBSŁUGI KOMPUTERA. ILUSTROWANY PRZEWODNIK. WYD.3 22,00 PODSTAWY STATYSTYKI Z PRZYKŁADAMI W R 89,00 PORADNIK MECHANIKA SAMOCHODOWEGO 49,00 WZMACNIACZE OPERACYJNE TEORIA I PRAKTYKA 79,00 100 PROJEKTÓW NA 555 59,00 JĘZYK C DLA MIKROKONTROLERÓW AVR. OD PODSTAW DO ZAAW. APLIKACJI 90,00 LINUX W SYSTEMACH EMBEDDED 89,00 PORADNIK TECHNIKI SAMOCHODOWEJ 85,00 SYNTEZERY DDS. PODSTAWY DLA KONSTRUKTORÓW 51,00 INTELIGENTNY DOM I INNE SYSTEMY STEROWANIA W 100 PRZYKŁADACH 61,00 KLIMATYZACJA POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH KPS 97,00 PROCESORY DSP DLA PRAKTYKÓW 99,00 ELEKTRONIKA DLA BYSTRZAKÓW. WYDANIE 2 39,00 MIKROKONTROLERY LPC1100. PIERWSZE KROKI 69,00 NOWOCZESNE WYPOSAŻENIE TECHN. DOMU JEDNORODZ. INSTALACJE ELEKTR. 47,00 OBRAZ CYFROWY. REPREZENTACJA, KOMPRESJA, PODSTAWY PRZETWARZANIA. STANDARDY JPEG I MPEG 59,00 PROGRAMOWANIE STEROW. PLC ZGODNE Z NORMĄ IEC61131-3 W PRAKTYCE 79,00 URZĄDZENIA ELEKTRONICZNE. CZĘŚĆ 1 RADIO I TELEWIZJA 35,00 URZĄDZENIA ELEKTRONICZNE. CZĘŚĆ 2 OD GRAMOFONU DO MP3 35,00 TECH. CHŁODNICZA DLA PRAKTYKÓW. URZĄDZENIA CHŁODNICZE I PRZEP. PRAWNE 130,00 STM32. APLIKACJE I ĆWICZENIA W JĘZYKU C 79,00 MIKROKONTROLERY PIC W PRAKTYCZNYCH ZASTOSOWANIACH 69,00 SYSTEMY POCZTY ELEKTRONICZNEJ. STANDARDY, ARCHITEKTURA, BEZPIECZEŃSTWO 49,00 42,00 KOLEKTORY SŁONECZNE I FOTOOGNIWA W TWOIM DOMU BUDOWA ROBOTÓW DLA POCZĄTKUJĄCYCH 69,00 ELEKTRONIKA Z EXCELEM 34,00 NIEKONWENCJONALNE ŹRÓDŁA ENERGII 34,00 ELEKTRYCZNE I ELEKTRONICZNE WYPOSAŻENIE POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH. CZĘŚĆ 1. WYPOSAŻENIE ELEKTRYCZNE I ELEKTROMECHANICZNE 40,00 ZASILACZE UPS ORAZ BATERIE AKUMULATORÓW W UKŁADZIE ZASILANIA GWARANTOWANEGO. ZESZYTY DLA ELEKTRYKÓW - NR 4 50,00 INSTALACJE SŁONECZNE. DOBÓR, MONTAŻ I NOWE KONSTRUKCJE KOLEKTORÓW 14,00 EKONOMICZNOŚĆ INSTALACJI. CO TO JEST I JAK JĄ LICZYĆ 25,00 ZESPOŁY PRĄDOTWÓRCZE W UKŁADACH AWARYJNEGO ZASILANIA OBIEKTÓW BUDOWLANYCH. ZESZYTY DLA ELEKTRYKÓW - NR 3 35,00 DOBÓR PRZEWODÓW I KABLI ELEKTRYCZNYCH NISKIEGO NAPIĘCIA. NIEZBĘDNIK ELEKTRYKA 1 30,00 EGZAMIN KWALIFIKACYJNY, GRUPA 1, WYD VI 56,00 LINUX. PODSTAWY I APLIKACJE DLA SYSTEMÓW EMBEDDED 79,00 PODSTAWY TECHNOLOGII MONTAŻU DLA ELEKTRONIKÓW, WYD. 2 63,00

www.sklep.avt.pl

Tytuł

KSIĘGARNIA WYSYŁKOWA • www.sklep.avt.pl



15 zł

Książki są dostarczane pocztą – wystarczy wypełnić zamówienie (blankiet powyżej) i-wysłać do nas:

tąAVT - Księgarnia Wysyłkowa

z oc

p

ul. Leszczynowa 11 03-197 Warszawa

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 1/2009

axtel. +48222 578 450

t

/f el.

faks +48222 578 455

em [email protected] i a

e-m

Niniejsze ogłoszenie jest informacją handlową i nie stanowi oferty w myśl art. 66, § 1 Kodeksu Cywilnego. Ceny mogą ulec zmianie.

142-143_ksiegarnia.indd 143

143 2012-09-28 14:51:01

DZIAŁ

Elektronika Praktyczna 11/2012

Kolejne gigabajty narzędzi niezbędnych do pracy konstruktora, czyli NIEZBĘDNIK ELEKTRONIKA na DVD. Tylko dla prenumeratorów EP. Mobilny mini zasilacz z wbudowaną ładowarką akumulatorów Li-Pol

Za miesiąc przedstawimy projekt mobilnego mini-modułu zasilacza do zastosowania w początkowych fazach tworzenia prototypów urządzeń elektronicznych lub testowania i uruchamiania modułów radiowych czy GPS. To uniwersalne, przenośne źródło zasilania.

Sonar garażowy

W kolejnym numerze EP opiszemy urządzenie, które ułatwia zaparkowanie samochodem w garażu w sytuacji, gdy wjeżdża się do niego tyłem, a auto nie ma czujników cofania lub działają one nieprawidłowo, ponieważ w garażu zwykle panuje „twórczy bałagan”.

Mikroprocesorowy moduł ISD

Głosowy interfejs użytkownika może być atrakcyjnym dodatkiem do urządzenia. Na łamach EP przedstawiono m.in. mówiący dalmierz oraz mówiący zegar. W tych urządzeniach elementem odpowiedzialnym za przechowywanie i odtwarzanie komunikatów były układy scalone z serii ISD. Aby poprawić jakość odtwarzania oraz zwiększyć długość zapisanych komunikatów, zaprojektowano moduł odpowiadający funkcjonalnie układowi ISD w oparciu o mikrokontroler.

Serwer WWW

W kolejnym numerze EP opiszemy projekt serwer WWW z mikrokontrolerem PIC, przeznaczony do użycia w układach automatyki domowej lub przemysłowej. Uniwersalny, dobrze „uzbrojony”, przydatny w niejednym zastosowaniu.

WYKAZ FIRM OGŁASZAJĄCYCH SIĘ W  TYM NUMERZE ELEKTRONIKI PRAKTYCZNEJ

AKSOTRONIK ..........................138 AND-TECH ..............................138 ARMEL ....................................137 ASTAT ...................................25 ATLANTEC ...............................138 ATS ...........................................85 BORIMEX ..................................12 BORNICO ..................................10 BTC KORPORACJA .....................63 CONRAD ELECTRONIC ................... ................................. WKLEJKA CD CYFRONIKA .............................128 DELTA ....................................139 EBV .....................................17, 79 EGMONT INST. ........................109 ELDAR.............138, 139, 140, 141 ELFA DISTRELEC...........................1 ELMARK AUTOMATYKA ....14, 127 ELMAX....................................140 ELPIN ......................................138

ELPOD ....................................137 EVATRONIX ...............................97 FALDRUK...................................12 FARNELL..................................146 FERYSTER ................................128 FREESCALE ................................79 FUTURE ELECTRONICS ...............19 GAMMA .................................128 GTB SOLARIS ...........................137 HUMA ............................128, 137 KRADEX ..................................137 KRISTECH ................................137 MASZCZYK..............................125 MAXIM ...............................11, 13 MICRORISC ...............................69 NDN ...................................3, 145 PIEKARZ ..........................128, 139 PYFFEL ....................................139 QWERTY ...................................14 RECHELT....................................15

RENEX ....................................128 RK-SYSTEM ...............................35 ROHDE SCHWARZ .....................21 RS COMPONENTS .......................9 SABUR ....................................124 SEMICON ..................................55 SIGMA ....................................141 ST MICROELECTRONICS ................. ...........................5, 29, 39, 41, 43 TARGI AUTOMATICON ............104 TARGI MONACHIUM ...................7 TELMATIK ...............................139 TESPOL .....................................87 TEXAS INSTRUMENT .................17 TME ..........................................51 TRANSFER ELEKTRONIK ...........137 UNISYSTEM.................................2 WG ELECTRONICS .....................23 WOBIT ...........119, 128, 129, 139

Reklamy stron internetowych na str. 128

144

144_zapowiedzi.indd 144

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 10/2012

2012-09-28 15:41:26

Nr produktu 100959 Cena netto 1160,00 Cena brutto 1426,80

www.conrad.pl www.conrad.pl *koszt połączenia wg stawek operatora

000_wklejka_CD.indd 1

Zamówienia telefoniczne 801 005 133* lub (12) 376 00 22 Zamówienia telefoniczne 801 005 133* lub (12) 376 00 22 *koszt jak za połączenie lokalne *koszt jak za połączenie lokalne

2012-09-28 04:29:01

012 Niezbędnik EP 10/2 a: więcej na str. 8 b dnik elektronik Niezbę CDEP 10/2012 Dodatkowe materiały do artykułów: • Freescale KwikStik K40 • iMX28 • Jaki generator? • MSP430 • Nie Przeocz

Dodatkowe materiały do projektów: • Projekty pokrewne • Noty katalogowe • Źródła • PCB

, P T F R E W R E S Y N J Y C K A D E R : . N I . M M I N A NA Dodatkowe materiały oraz poprzednie części do artykułów: • MSP430 w przykładach • Platforma I.MX28EVK

Dane wymagane do logowania na serwerze FTP Elektroniki Praktycznej: host: ftp://ep.com.pl • user: 18978 • pass: 8mia4185 Uwaga: na serwerze FTP są dostępne materiały od numeru 12/2009 do wydania bieżącego. Dostęp do poszczególnych materiałów dla Czytelników EP po podaniu unikatowego hasła opublikowanego w EP.

000_wklejka_CD.indd 2

2012-09-28 04:29:01

ANALIZATORY serii DSA800





Zakres częstotliwości od 9 kHz do 1,5 GHz • Wyświetlany średni poziom szumów (DANL) – -135 dBm • Szum fazowy -80 dBc/Hz przy 10 kHz, • Całkowita dokładność amplitudy <1,5 dB • Minimalne pasmo rozdzielczości (RBW) 100 Hz • Filtr EMI i quasi-szczytowy (opcjonalnie)• Pomiar VSWR (opcja) • Standard z przedwzmacniaczem i funkcjami demodulacji FM/AM • Wiele funkcji pomiarwych (opcja) • 1,5 GHz Generator śledzący (opcjonalnie) • 8-calowy (800 × 480 pikseli) z wysokiej rozdzielczości wyświetlacz z jasnym, żywym i łatwym w użyciu interfejsem graficznym • Pełna łączność ze standardowymi od... € interfejsami, takimi jak LAN, USB Host, USB Device i GPIB (opcja) 1058 t • Kompaktowe wymiary, mała masa (4 kg) +va

NOWOή

OSCYLOSKOPY serii DS2000 (2 kanałowe)

NOWOή

• Ekran 8 cali TFT (800X480) WXGA • Zakres wzmocnienia (500uV/dz-10V/dz), niski poziom szumów idealny do akwizycji małych sygnałów • Pasmo 70MHz,100MHz, 200MHz • Maksymalna częstotliwość próbkowania 2Gsa/s • Standardowa długość pamięci 14Mpkt, z możliwością rozszerzenia do 56Mpkt • Innowacyjna technologia „UltraVison” • Odświeżanie przebiegów do 50 000 ramek/s • Sprzętowe nagrywanie, odtwarzanie i analiza do 65000 ramek • Różnorodne funkcje analizy i wyzwalania magistral szeregowych (RS232,Iod... 2C,SPI) • Pełny zestaw portów komunikacyjnych : USB host, USB € 710 t device, LAN(LXI), AUX. va

OSCYLOSKOPY serii DS4000 (2 i 4 kanałowe)

+

Pasmo 100MHz, 200MHz, 350MHz, 500MHz • Max. próbkowanie 4G Sa/s • Długość pamięci 140Mpts (standard) • 2 lub 4 kanały • Częstotliwość odświeżania przebiegów do 110 000 wfms/s • Innowacyjna technologia "UltraVision" • Wspomagana sprzętowo analiza przebiegów w czasie rzeczywistym • 9 calowy wyświetlacz WVGA • Czułość 1mV/ dz • Standardowe interfejsy: LAN, USB, VGA • Wyzwalanie i dekodowanie sygnałami szyn danych I2C, SPI, UART, CAN (opcjonalnie) Model

NOWOή

Pasmo Kanały Próbkowanie Pamięć

DS4054 DS4052 500 MHz 4 2

DS4034 DS4024 DS4032 DS4022 350 MHz 200 MHz 4 2 4 2 4 GSa/s (Max.) 140 Mpts (Standard)

DS4014 DS4012 100 MHz 4 2

od... € 1699 t +va

OSCYLOSKOPY serii DS6000 (2 i 4 kanałowe) Pasmo 1GHz, 600MHz • Częstość próbkowania do 5GSa/s • 2 lub 4 kanały • Pamięć akwizycji do 140 Mpkt (standardowo) • Odświeżanie z częstotliwością do 120 000 przebiegów na sekundę, duża pojemność pamięci i krótki czas odpowiedzi • Nagrywanie przebiegów w plikach o zawartości do 180 000 klatek • Innowacyjna technologia „UltraVision” • Zaawansowane funkcje wyzwalania i pomiary automatyczne z analizą statystyczną • Wyzwalanie i dekood... € dowanie sygnałów magistral szeregowych • Dedykowany przycisk wyszukiwania 5181 t przebiegów „WaveFinder” • Różnorodne interfejsy: USB, LAN(LXI-C), WVGA, GPIB +va (opcja)... • Wbudowana 2GB pamięć flash • Opcjonalne zasilanie bateryjne

GENERATORY FUNKCYJNE / ARBITRALNE serii DG4000

Promocja TRWA! ®

Pasmo: 160 MHz, 100 MHz, 60 MHz • 2 kanały - standard • częstotliwość próbkowania 500 MSa/ s • 14 bitów rozdzielczości pionowej • 2ppm - wysoka stabilność częstotliwości • Niski poziom hałasu -115dBc/Hz • Do 150 wbudowanych przebiegów • Uniwersalne analogowe i cyfrowe funkcje modulacji (AM, FM, PM, ASK, FSK, PSK, BPSK, QPSK, 3FSK, 4FSK, OSK, PWM) • Wbudowany wysokiej precyzji licznik częstotliwości od... € 200MHz • Do 16 niestandardowych funkcji • 7- calowy kolorowy wyświetlacz 650 t a LCD (800x480 pikseli) v +

Próbkowanie 1GSa/s, Pamiêæ 1Mpunkt

Przy zakupie DS1052E w promocji PC5000a za 1zł+vat 1052E - 1 398 zł +vat

02-784 Warszawa, ul. Janowskiego 15 tel./fax (22) 641-15-47, 644-42-50 http://www.ndn.com.pl e-mail: [email protected]

145.indd 145

2012-09-28 04:36:23

146.indd 146

2012-09-28 04:35:56