Menu

Email: SakulRaider@seznam.cz

Servery:

Dnes návštěv: 292  On-line: 4

Elektronika

uProcesorové konstrukce

 - Stopky pro hasiče (PE11/2011)

Vyšlo v Praktické Elektronice 11 2011

Stopky nejen pro hasiče

Dnes přináším konstrukci digitálních stopek. Tyto stopky vznikly na zakázku od hasičů SDH Dobšín - Kamenice pro nácvik hasičského útoku. Proto jsou stopky svým zapojením uzpůsobeny právě pro měření na dvou terčích. Nicméně není problém je upravit pro měření jakýchkoli jiných časů. Základní vlastnosti stopek jsou následující:

1. Měření času na 6timístném displeji (99:59:99 minuty : sekundy : setiny)
2. Možnost uložit až 5 mezičasů + 2 koncové
3. Ukončení měření na 2 koncové spínače (možno volit NC/NO kontakt)
4. Možnost po skončení měření listovat jednotlivé naměřené časy
5. Odesílání měřených časů do PC (RS232 - Cannon 9M)
6. Jednoduchá obsluha (jediným tlačítkem)
7. Možnost napájení takřka z čehokoli 8-15V AC/DC, Proud cca=100mA (12V z auta - baterie, střídavé i stejnosměrné napájení + napájení ze sítě 230V s adaptérem)
8. Optické oddělení vstupů + možnost zapnout napájení pro koncové snímače a tlačítko ze zdroje stopek
9. Pracovní teplota -20 až +40°C
10. Jištění trubičkovou pojistkou 400mA/F

Schéma zapojení - Procesor

 

 

Schéma i celá konstrukce je rozdělena na dvě části a to desku procesoru a displeje. Na tomto obrázku je schéma procesoru.

Schéma zapojení - Displej

 

 

Schéma i celá konstrukce je rozdělena na dvě části a to desku procesoru a displeje. Na tomto obrázku je schéma displeje.

Deska spoje a osazovací plán - Procesor

 

 
 

 

Plošný spoj je vytvořen na jednostranné desce o velikosti 100x75mm. Při osazování součástek by neměl nastat žádný problém, nezapomeňte osadit tři drátové propojky. Procesor je možno zapájet do desky, protože programování je možné provádět přímo v desce přes konektor JP4.

Deska spoje a osazovací plán - Displej

 

 
 

 

Plošný spoj je vytvořen na jednostranné desce o velikosti 100x40mm. Zde je nutno dát si pozor na správné osazení drátových propojek, kterých je 10. Přitom dvě je nutné vést ze strany spojů.

Oživení a nastavení

Zařízení neobsahuje prakticky žádné nastavovací prvky a tak při pečlivé práci pracuje na první zapojení. Je však nutné si dát pozor na správné osazení drátových propojek, kterých je obzvláště na displeji dost. Prototip byl zabudován v přístrojové krabičce KM50 vybavené červeným plexisklem na přední straně. Současné stopky jsou však určeny pro montáž do krabičky KM60, čemuž jsou přispůsobeny všechny vývody.
Jediné co se týká nastavení je volba použitých kontaktů na koncových spínačích, kde je možné použít kontakt jak NO (spínací), tak NC (rozpínací). V závislosti na použitých kontaktech se musí osadit jumper JP3. Pokud tedy použijete NO kontakty je potřeba JP3 - osadit, pokud použijete NC - JP3 se neosazuje.
Dále jsou zde další 3 jumpery JP5,JP6 a JP7. Tyto jumpery se používají k ukostření jednotlivých katod LED v optočlenech. Pokud jsou jumpery osazené je možno použít vnitřní zdroj stopek k napájení koncových snímačů ze svorkovnice X7-1 až X7-3. To je obvzáště výhodné pokud používáme mechanické spínače. Nicméně, aby byly stopky co nejvíce univerzální a daly se napojit na jakékoli terče je možné propojky nezapojit a tak použít oddělené napájení vyhodnocovací části na terčích a výsledné signály napojit přímo na optočleny, čímž stopky zůstanou zcela od terčů odděleny. Optočleny spolehlivě detekují signály o napěťové úrovni 5 - 24V. V případě jiné napěťové úrovně je nutné upravit hodnoty rezistorů R17,18,19.

Popis zařízení a jeho ovládání

Hasičské stopky (dále jen „zařízení“) se aktivují připojením napájecího napětí. Pokud je vše v pořádku proběhne inicializace zařízení, jež je indikována postupným probliknutím všech segmentů displeje (had). Následně jsou zobrazeny nuly (00:00:00). Současně jsou otestovány koncové snímače v terčích, zda jsou připraveny ke startu. Pokud jsou snímače v terčích v pořádku, je to signalizováno svitem červených LED diod (kontrolek) před displejem (před číslicí desítek minut LED1 a 2). Pokud je některý koncový snímač ve špatné pozici (konfiguraci) nesvítí patřičná LED dioda a je nutné provést kontrolu terče, případně vedení od terčů až do zařízení. Tato konfigurace je závislá na nastavení detekce koncových snímačů. Tato detekce se nastavuje uvnitř zařízení osazením jumper propojky (JP3).
Pokud tedy inicializace zařízení proběhla a vše je v pořádku jsou stopky připraveny započít měření. Samotné spuštění se provede tlačítkem START (Vstup na svorce X4-1 a 2), načež se rozběhne čas na stopkách a zároveň zhasnou LED diody signalizující dosažení koncových snímačů na terčích. Pokud v průběhu měření dojde k dalšímu stisku tlačítka START, uloží se mezičas. Takto lze uložit až 5 mezičasů. Stopky se zastaví až v momentě, kdy jsou dosaženy oba snímače v terčích. V tento moment se čas zastaví a krátce problikne displej (proběhne odeslání časů do PC). Následně je možno krátkým stiskem tlačítka START listovat jednotlivé mezičasy, jež byly v průběhu měření uloženy. Vzhledem k tomu, že jsou měřeny časy řádově do desítek vteřin, jsou při zobrazení mezičasů první 2 číslice displeje využity k identifikaci daného mezičasu. Je tedy zobrazeno číslo mezičasu, pomlčka a následuje sám mezičas (ukázka zobrazení: 3-10:83, kde číslo 3- znázorňuje pořadí mezičasu). Takto je zobrazeno všech pět mezičasů. Koncové časy na terčích jsou zobrazeny celé a identifikace terče a jeho času je provedena svitem patřičné LED diody (kontrolky). Listování v uložených mezičasech je možné stále dokola, až do doby, kdy jsou stopky vynulovány nebo dokud nedojde k výpadku napětí a tím resetu celého zařízení. Vynulování se provede opět tlačítkem START. Je však nutné toto tlačítko podržet sepnuté po delší dobu cca 3vteřiny. Vynulování je následně patrné na displeji a jeho průběh je shodný s inicializací zařízení.

Komunikace s počítačem

Zařízení je možné propojit s počítačem, pro zobrazení naměřených hodnot a jejich pozdější analýze. V současné době není k dispozici, žádný program pro správu a editaci časů. Veškerou správu si musí provozovatel zajistit sám a to vykopírováním patřičných dat a jejich uložením a zpracováním v dalších pro tuto činnost vhodných programech.
Propojení s PC je řešeno přes konektor Cannon 9 Female.
Aby bylo možné zařízení a počítač propojit, je nutné, aby na počítači byl přístupný sériový port RS232 ideálně v provedení Cannon9M (9pinů samec). Pokud je k dispozici pouze Cannon25 (25pinů) je možné použít běžně prodávanou redukci mezi těmito dvěma konektory. Pokud počítač není vybaven tímto rozhraním, lze dokoupit převodník z USB na RS232 a propojit toto zařízení s počítačem pomocí tohoto převodníku. Konektor pro propojení s počítačem je na zadní straně zařízení (X6).
Aby mohl počítač data přijmout, je nutné na něm spustit patřičný program. Stopky jsou naprogramovány tak, aby příliš nezáleželo na programu v PC, nicméně jsou optimalizovány pro použití s programem Hyperterminál. Tento program je již obsažen v každém operačním systému Windows (WinXP). Nicméně je nutné tento program nakonfigurovat tak, aby data přijímal správně. Názorná video ukázka, jak se tento program nastavuje pro použití se stopkami, najdete níže v dokumentaci k zapojení ve složce Nastavení Komunikace s PC. Výhodou tohoto programu je možnost ukládat všechna měřená data do textového souboru, odkud je možno je dále později zpracovávat. V dokumentaci níže najdete i ukázku se záznamem z video ukázky (Stopky.txt) + konfigurační soubor Hyperterminálu (Stopky.ht), přes který je možné přímo program Hyperterminál spustit a tak načíst veškerá potřebná nastavení. Nicméně pravděpodobně bude nutné upravit komunikační port, neboť každé PC to může mít trochu jinak.

Nyní několik ukázek nastavení. V prvním videu ukázka instalace ovladače pro USB-RS232 převodník (HL-340):

Video názorně předvádí jak zjistit Port na PC, přes který bude PC komunikovat se stopkami:

Další video názorně předvádí nastavení programu Hyperterminál pro komunikaci se stopkami:

Možné chyby

Zařízení bylo konstruováno s maximálním ohledem na jednoduchost ovládání a jeho maximální bezpečnost při neodborném zacházení. Proto například nezáleží na polaritě napájecího napětí a dokonce může pracovat i na napětí střídavé. I samotný rozsah napájení je vcelku široký a to: 8 - 15V. Pravděpodobně nejčastější poruchou může být prasklá pojistka v důsledku zkratu někde na připojených periferiích. Lze použít pojistku 0,16A – 0,400A (160mA – 400mA) s vypínací charakteristikou F. Žádné další závady by snad nastat neměly.

Seznam součástek

Deska procesoru:
 
R1 - 10K
R2-R7 - 4,7K
R8-R14 - 560R
R15,R16 - 330R
R17-R19 - 10K
R20-R23 - 68K
R24 - 100R
C1 - 470uF/35V
C2 - 47uF/10V
C3 - 100nF
C4,C5 - 33pF
C6-C8 - 1uF/50V
IC1 - PIC16F873A (+program)
IC2 - MAX232
IC3 - 7805 (+chladič)
Q1-Q6 - BC448 (KC308 nebo podobný)
Q7 - Krystal 3,2768MHz
OK1-OK3 - PC817
F1 - Trub. poj. 400mA/F (+držák do DPS)
B1 - DB106 (nebo podobný 1A)
JP1-JP7 - Jumper lišta lámací
X1-X4 - Svorkovnice do DPS 2x
X6 - Cannon 9Female (viz text)
X7 - Svorkovnice do DPS 3x
 
Deska displeje:
 
R1,R2 - 220R (dle diod)
Led1,Led2 - červená 5mm
Led3-Led6 - červená 3mm
Dis1-Dis6 - HD-H101 (SA56-11SRWA)
JP1,JP2 - Jumper lišta lámací (nebo kablíky na propojení)

Dokumentace - AKTUALIZOVÁNO 20.06.2015

No a na závěr si zde můžete stáhnout veškerou dokumentaci pro stavbu. Je zde i projekt pro Eagle.
DOWNLOAD  - Včetně programu pro procesor
Diskusi pro tuto konstrukci najdete ZDE.

ZMĚNY:
13.03.2015 - Přidáno video s ukázkou instalace převodníku USB-RS232 (HL-340)
14.03.2015 - Aktualizována dokumentace (projekt Eagle) + aktualizován návod na webu (nyní je aktuální i web).
20.06.2015 - Aktualizován program stopek na verzi 1.21B, která již nevižaduje v nastavení Hyperterminálu zapnutí odřádkování. Taktéž byl přidán program, který nezobrazuje žádné mezičasy pouze časy koncové.

KONFIGURACE:
__CONFIG _CP_ALL & _WDT_OFF & _BODEN_OFF & _PWRTE_ON & _XT_OSC & _WRT_OFF & _LVP_OFF & _CPD_ON

OPRAVY CHYB

16.04.2013 - Opravena chyba s prvním koncovým časem. Aktuální verze programu 1.2A a 1.2B. Další info v diskusi ZDE.

Podpořte tuto konstrukci

Pokud Vás tato konstrukce zaujala nebo Vám dobře slouží, můžete ji podpořit volitelnou částkou. Stačí kliknout na tlačítko DONATE, zadat požadovanou částku, kterou chcete přispět na další rozvoj této a jiných konstrukcí, poté stiskněte Update Total a přihlaste se k odeslání příspěvku. Za jakékoli příspěvky předem děkuji a věřím, že zde najdete mnoho dalších zajímavých konstrukcí, které třeba vzniknou právě díky Vám.

 

 

Prohlášení

Tato konstrukce je z mé hlavy a proto není povoleno bez mého souhlasu přejímání na jiné stránky nebo komerční využití. Je povoleno se pouze odkazovat na tento web a tuto konstrukci. Pro více informací mne stačí kontaktovat. Zároveň nepřebírám jakoukoli odpovědnost za chování zařízení a případné škody spůsobené použitím tohoto zařízení, ať by byly jakéhokoli rázu. Zařízení je určeno pouze k užití pro vlastní potřebu. V této konstrukci je použit program (program mikrokontroleru), na který se vztahují autorská práva. Na program je udělena zdarma licence na jeho užití pro vlastní potřebu. Jakýkoli prodej není bez souhlasu autora možný.
Neboť nejsem autorem tohoto programu, je tento program zde uveřejněn se souhlasem jeho autora (Botas).

 

Můj Youtube kanál:

fb-large.png, 5,8kB
Copyright © Resi-Design 2017 www.resi-design.cz.
TOPlist