35_40.pdf

P R O J E K T Y

„Klocki” RS485, część 2

W†drugiej czÍúci artyku³u

przedstawiamy dwie karty

wyjúciowe, za pomoc¹ ktÛrych

moøna sterowaÊ rÛønorodnymi

urz¹dzeniami zewnÍtrznymi.

Elementami wykonawczymi

w†jednej z†nich s¹

przekaüniki

elektromechaniczne, w†drugiej

triaki, ktÛrych bramki s¹

zasilane przez nowoczesne

optotriaki.

Rekomendacje : zabawÍ

w†klocki RS485 polecamy

szczegÛlnie tym Czytelnikom,

ktÛrzy musz¹ przes³aÊ dane

cyfrowe na duøe odleg³oúci,

z†relatywnie duø¹ prÍdkoúci¹.

Karta wyjúÊ

przekaünikowych

AVT-531

Karta wyjúÊ przekaünikowych

zawiera osiem przekaünikÛw o†ob-

ci¹øalnoúci stykÛw rÛwnej 10 A.

Moøe s³uøyÊ do za³¹czania odbior-

nikÛw zasilanych przemiennym

lub sta³ym np. 220†V†(AC),

12†V†(DC). Przekaüniki posiadaj¹

jeden styk prze³¹czny, co umoø-

liwia zasilanie do³¹czonego urz¹-

dzenia, gdy cewka przekaünika

jest zasilana (NO) lub gdy prze-

kaünik jest w†spoczynku (NC).

Uk³ady steruj¹ce s¹ odseparowane

galwanicznie od uk³adÛw wyko-

nawczych. Karta umoøliwia ko-

munikacjÍ dwustronn¹, dziÍki cze-

mu moøna sprawdziÊ stan wszyst-

kich przekaünikÛw.

wymi, dziÍki ktÛrym moøna ste-

rowaÊ nimi bezpoúrednio

z†wyjúÊ†mikrokontrolera. Dodatko-

wo obwÛd kolektorowy kaødego

tranzystora jest zabezpieczony za

pomoc¹ diod przed uszkodzeniem

wywo³anym przepiÍciami, ktÛre

w†przypadku sterowania cewek

przekaünikÛw wystÍpuj¹. Diody te

zwieraj¹ napiÍcia wyøsze niø na-

piÍcie panuj¹ce na wejúciu COM.

Jako przekaüniki wykonawcze za-

stosowano przekaüniki typu RM96P

o†jednym styku prze³¹cznym i†mak-

symalnym prze³¹czanym pr¹dzie

rÛwnym 10 A. Przekaüniki umoø-

liwiaj¹ za³¹czanie odbiornikÛw za-

silanych zarÛwno napiÍciem prze-

miennym, jak i†sta³ym. Do sygna-

lizacji za³¹czenia przekaünika za-

stosowano diody úwiec¹ce D1...D8.

Dioda zostaje zapalona w†momen-

cie za³¹czenia przekaünika. Rezys-

tory R1...R8 ograniczaj¹ pr¹d p³y-

n¹cy przez te diody.

Za konwersjÍ sygna³Ûw poja-

wiaj¹cych siÍ w†linii transmisyj-

nej na standard TTL odpowiada

uk³ad MAX485 (US2). Dokonuje

on rÛwnieø konwersji z†poziomÛw

TTL na poziomy RS485. W†czasie

spoczynku uk³ad ten znajduje siÍ

w†trybie odbiornika, poniewaø na

wejúciach DE i†!RE panuje poziom

niski wymuszony przez wyjúcie

procesora. Prze³¹czenie w†tryb na-

dawania uk³adu MAX485 nastÍ-

puje tylko na czas wysy³ania

danych przez kartÍ, a nastÍpnie

zostaje przywrÛcony tryb odbioru,

aby nie blokowaÊ linii transmisyj-

nej. Dodatkowy rezystor R11 od-

Klocki RS485 to:

Budowa

Schemat elektryczny karty prze-

kaünikÛw jest przedstawiony na

rys. 5 . G³Ûwnym elementem jest

mikroprocesor PIC16F84A, ktÛry

odpowiada za odbiÛr oraz nada-

wanie danych poprzez interfejs

RS485 oraz - w†zaleønoúci od

odebranych danych - odpowiednio

steruje przekaünikami. Procesor

pracuje z†zewnÍtrznym oscylato-

rem o†czÍstotliwoúci 4†MHz. Do

zerowania procesora zastosowano

specjalizowany uk³ad DS1813

(US3). Przekaünikami steruje mik-

rokontroler za poúrednictwem

wzmacniaczy tranzystorowych za-

wartych w†uk³adzie ULN2803A

(US4). Uk³ad ten zawiera osiem

tranzystorÛw z†rezystorami bazo-

AVT-530

AVT-531

AVT-532

AVT-533

!"#$%

AVT-534

!&''%

AVT-535

AVT-536

()

AVT-537 (*+$

AVT-538 (*'$,

Elektronika Praktyczna 7/2003

„Klocki” RS485

AVT-533

AVT-534

AVT-536

AVT-537

AVT-538

„Klocki” RS485

powiada za dopasowanie linii

i†powinien byÊ zamontowany tyl-

ko w†jednym module, najbardziej

oddalonym od nadajnika (konwer-

tera RS232<->RS485, AVT-530,

EP6/2003). O†jego montaøu naleøy

jednak zdecydowaÊ po pod³¹cze-

niu wszystkich modu³Ûw, gdyø

podczas testÛw okaza³ siÍ zbÍdny.

Zworka JP1 s³uøy†do zmiany pod-

stawowego adresu, pod ktÛrym

bÍdzie zg³asza³a siÍ karta przekaü-

nikÛw. Natomiast zworka JP2

umoøliwia powrÛt do podstawo-

wego adresu urz¹dzenia. Rezysto-

ry R9 i†R10 s³uø¹ jako rezystory

podci¹gaj¹ce wejúcia RA3 i†RA4

do plusa zasilania. Opis zmiany

podstawowego adresu karty prze-

kaünikÛw zostanie przedstawiony

Rys. 5. Schemat elektryczny karty przekaźników z interfejsem RS485

Elektronika Praktyczna 7/2003

„Klocki” RS485

Rys. 6. Rozmieszczenie elementów na płytce karty przekaźników

na leø¹co, dlatego

wczeúniej trzeba za-

gi¹Ê jego wyprowa-

dzenia pod k¹tem 90 o .

W†kolejnym etapie na-

leøy wlutowaÊ prze-

kaüniki P1...P8, z³¹cza

CON1...CON10

i†zworki JP1 i†JP2.

Diody úwiec¹ce nale-

øy zamontowaÊ na sa-

mym koÒcu, aby do-

pasowaÊ wysokoúÊ ich

zamontowania do

ewentualnej obudowy.

Po prawid³owym

zmontowaniu uk³adu

moøna przejúÊ do

sprawdzenia jego fun-

kcjonowania. W†tym

celu do z³¹cza CON9

naleøy pod³¹czyÊ na-

piÍcia zasilania o†wartoúci oko-

³o†12†V. Naleøy przy tym zwrÛciÊ

szczegÛln¹ uwagÍ na polaryzacjÍ

przy³oøonego napiÍcia, gdyø karta

nie posiada zabezpieczenia przed

odwrotn¹ polaryzacj¹.

Do z³¹cza CON10 naleøy pod³¹-

czyÊ przewody wspÛlnej dla wszyst-

kich modu³Ûw magistrali, zwracaj¹c

w†kolejnej czÍúci artyku³u, gdyø

dla wszystkich modu³Ûw przebie-

ga w†taki sam sposÛb.

Do stabilizacji napiÍcia zasila-

j¹cego zastosowano monolityczny

stabilizator typu LM7805. Do fil-

tracji napiÍcia zastosowano kon-

densatory C1...C4.

nie elementÛw na p³ytce przedsta-

wiono na rys. 6 ). Montaø elemen-

tÛw naleøy zacz¹Ê od wykonania

tych w³aúnie zworek srebrzank¹

o†úrednicy 0,5 mm. NastÍpnie na-

leøy wlutowaÊ rezystory (bez rezys-

tora R11), podstawki pod uk³ady

scalone i†kondensatory. Stabilizator

napiÍcia (US5) naleøy zamontowaÊ

Montaø

Karta przekaünikÛw zosta³a

zmontowana na p³ytce jednostron-

nej, dlatego by³o konieczne umiesz-

czenie dwÛch zworek (rozmieszcze-

Tab. 2. Zestawienie wszystkich komend umożliwiających sterowanie kartą

przekaźników

Polecenie

Format polecenia

Reakcja karty przekaŸników

-./

ESC 1 w n 1 enter

-./ 012 34

12 !6,,,% 76,,, !55 67 6

7 05,%

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1...R8: 1k

8.59

ESC 1 w 3 1 enter

./ 12 0

Ω

R9,R10: 10k

:./

ESC 1 w n 0 enter

:./ 012 34

12 !6,,,% 76,,, !55 67 6

Ω

7 05,%

Ω

Kondensatory

C1: 470

8.59

ESC 1 w 4 0 enter

./ 12

F/25V

C2, C4: 100nF

C3: 100

;< <

ESC 1wa s1s2s3s4s5s6s7s8

;< < 5( <<

enter

5, 82 <6,,,< 5

5 <6,,,< 2)/ =

5/ <2 55

F/16V

C5, C6: 30pF

C7: 47

>0(1= 60!?'@@%

!<6 55 < 86

< < 8 5,%, 82

3<4 6!?'@@% 51 ./

0 >!?'@@% ./ ,

F/16V

C8: 100nF

Półprzewodniki

D1...D8: diody świecące 5 mm

US1: PIC16F84A zaprogramowany

US2: MAX485

US3: DS1813

US4: ULN2803A

US5: LM7805

Różne

JP1, JP2: goldpin 1x2 + zworka

CON1...CON8: ARK3(5mm)

CON9, CON10: ARK2(5mm)

P1...P8: RM96P−12V

Podstawki DIP8−1szt., DIP18−2szt.

8.59

ESC 1 w a 11110000 enter

./ 012 6,,,

0./ 012 ,,,,

A5 <1

ESC 1 r n enter

- 2B 0< <)

12 !6,,,% 02 34 , C(

< ./ 6!?'@@%

( ./ >!?'@@%

8.59

ESC 1 r 5 enter

51 < 012

A5 <

ESC 1 r a enter

- 2B 0< <<

5 251.1 <1/)

<. < 0, C(

< ./ 6!?'@@% (

./ >!?'@@%,

8.59

ESC 1 r a enter

51 < <<

Elektronika Praktyczna 7/2003

Polecenie

Format polecenia

Reakcja karty przekaŸników

ESC 1 w n 1 enter

ESC 1 w 3 1 enter

R11*: 120

ESC 1wa s1s2s3s4s5s6s7s8

enter

ESC 1 w a 11110000 enter

ESC 1 r n enter

ESC 1 r 5 enter

ESC 1 r a enter

„Klocki” RS485

Rys. 7. Schemat elektryczny karty triaków z interfejsem RS485

Elektronika Praktyczna 7/2003

„Klocki” RS485

przy tym uwagÍ na sposÛb ich

pod³¹czenia (A do A, B do B).

wyposaøono w†zasilacz, dziÍki ktÛ-

remu nie trzeba stosowaÊ dodat-

kowego napiÍcia sta³ego do zasi-

lania uk³adÛw steruj¹cych. Uk³ady

steruj¹ce s¹ odizolowane galwa-

nicznie od uk³adÛw wykonaw-

czych poprzez zastosowanie optot-

riakÛw. Karta umoøliwia komuni-

kacjÍ dwukierunkow¹, dziÍki cze-

mu moøna sprawdziÊ stan wszyst-

kich triakÛw.

R19...R26 ograniczaj¹ pr¹d p³yn¹-

cy przez diody optotriakÛw. Do-

datkowe diody úwiec¹ce w³¹czone

szeregowo w obwodach sterowa-

nia optotriakami s³uø¹ do sygna-

lizacji úwietlnej stanu triaka,

a†tym samym urz¹dzenia do niego

pod³¹czonego. Zastosowane triaki

mog¹ przewodziÊ pr¹dy o†maksy-

malnej wartoúci rÛwnej 12 A.

Za konwersjÍ sygna³Ûw poja-

wiaj¹cych siÍ w†linii transmisyj-

nej na standard TTL odpowiada

uk³ad MAX485 (US2), dokonuje

on rÛwnieø konwersji z†poziomÛw

TTL na poziomy RS485. Podczas

spoczynku uk³ad ten znajduje siÍ

w†trybie odbiornika, poniewaø na

wejúciach DE i†!RE panuje poziom

niski wymuszony przez wyjúcie

procesora. Prze³¹czenie w†tryb na-

dawania uk³adu MAX485 nastÍ-

puje tylko na czas wysy³ania

danych przez kartÍ triakÛw, a†na-

stÍpnie zostaje przywrÛcony tryb

odbioru, aby nie blokowaÊ linii

transmisyjnej.

Dodatkowy rezystor R†s³uøy do

dopasowania linii i†powinien byÊ

zamontowany jedynie w†jednym

module, najbardziej oddalonym od

nadajnika (konwertera RS232<-

>RS485).O jego montaøu naleøy

jednak zdecydowaÊ po pod³¹czeniu

wszystkich modu³Ûw, gdyø w†cza-

sie testÛw okaza³ siÍ zbÍdny. Zwor-

ka JP1 s³uøy do zmiany podstawo-

wego adresu, pod ktÛrym bÍdzie

zg³asza³a siÍ karta przekaünikÛw.

Natomiast zworka JP2 umoøliwia

powrÛt†do podstawowego adresu

Obs³uga karty

przekaünikÛw

Karta przekaünikÛw posiada ad-

res odpowiadaj¹cy cyfrze ì1î (w

kodzie ASCII), dlatego jakiekol-

wiek dzia³ania jej dotycz¹ce mog¹

byÊ wykonane po podaniu tego

adresu. Stan przekaünikÛw moøe

byÊ zmieniany pojedynczo, nieza-

leønie dla kaødego przekaünika lub

grupowo po podaniu w†jednym

pakiecie danych ustawienia sta-

nÛw wszystkich przekaünikÛw.

Moøliwy jest takøe odczyt stanu

dowolnego przekaünika, jak rÛw-

nieø wszystkich jednoczeúnie. Kaø-

da komenda rozpoczyna siÍ od

znaku ESC (klawisz Escape na

klawiaturze), nastÍpnie naleøy po-

daÊ adres karty i†rozkaz, jaki ma

byÊ wykonany. Zestaw wszystkich

komend umoøliwiaj¹cych sterowa-

niem kart¹ przekaünikÛw oraz

przyk³adowe polecenia i†reakcjÍ na

nie karty przedstawiono w† tab. 2 .

Budowa

Schemat elektryczny karty tria-

kÛw przedstawiono na rys. 7 . Jej

g³Ûwnym elementem jest mikro-

kontroler PIC16F84A, ktÛry odpo-

wiada za odbiÛr i nadawanie

danych poprzez magistralÍ RS485

oraz steruje triakami zgodnie

z†odebranymi poleceniami. Proce-

sor jest taktowany sygna³em ze-

garowym o†czÍstotliwoúci stabili-

zowanej za pomoc¹ zewnÍtrznego

rezonatora o†czÍstotliwoúci 4†MHz.

Do zerowania mikrokontrolera za-

stosowano specjalizowany uk³ad

DS1813 (US3). Bramki triakÛw s¹

sterowane przez optotriaki, wsku-

tek czego uzyskano izolacjÍ gal-

waniczna uk³adÛw wykonawczych

od uk³adÛw steruj¹cych, a†ponad-

to pr¹d wymagany do sterowania

triakiem wynosi w†takim przypad-

ku zaledwie kilka miliamperÛw.

Poniewaø porty procesora mog¹

byÊ obci¹øane pr¹dem o†wartoúci

wynosz¹cej maksymalnie 25 mA,

to optotriaki s¹ sterowane bez-

poúrednio z†portu PB bez dodat-

kowych wzmacniaczy. Rezystory

Karta wyjúÊ

optoizolowanych

AVT-532

Karta triakÛw moøe byÊ zasto-

sowana do sterowania urz¹dzenia-

mi zasilanymi napiÍciem 220 VAC.

RolÍ elementÛw wykonawczych

spe³nia osiem triakÛw sterowanych

poprzez transoptory zapewniaj¹ce

galwaniczn¹ separacjÍ od sieci

energetycznej urz¹dzeÒ†do³¹czo-

nych do magistrali RS485. KartÍ

Rys. 8. Rozmieszczenie elementów na płytce karty triaków

Elektronika Praktyczna 7/2003

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: