Programowalny układ czasowy Tajmerek

Programowalny układ czasowy Tajmerek
Pobierz PDF Download icon

Włącznik czasowy to tylko początek możliwości prezentowanego urządzenia. Dzięki zastosowaniu mikrokontrolera urządzenie można nauczyć dowolnej sekwencji, którą potem będzie naśladowało. Rekomendacje: urządzenie przyda się w obwodach sterujących wymagających nieszablonowych rozwiązań.

Aby opisać działanie urządzenia, posłużymy się przykładem – sterowanie ryglem elektromagnetycznym zamontowanym w furtce. W najprostszej wersji wymagamy, aby przyciśnięcie przycisku załączało elektromagnes rygla na określony czas, wystarczający na dojście do furtki. Następnie, elektromagnes powinien zostać wyłączony. Analizując sytuację dokładniej, stwierdzamy, że elektromagnes nie musi być włączony na czas dojścia do furtki, a tylko wtedy, gdy już do furtki dojdziemy. Zatem uczymy urządzenie następującej sekwencji: wyjście wyłączone przez 10 sekund, następnie załączone przez 3 sekundy, potem na chwilę wyłączone i kończymy procedurę nauki. Od teraz, po przyciśnięciu przycisku, urządzenie wykona dokładnie taką samą sekwencję, dzięki której rygiel zostanie odblokowany po 10 sekundach, gdy już dotrzemy do furtki, pozostanie przyciągnięty przez 3 sekundy, a na koniec zostanie zwolniony.

Ten przykład doskonale obrazuje sposób działania urządzenia. Sekwencja, którą można zaprogramować, może mieć do 63 kroków, a każdy z nich może trwać od około 0,4 sekundy do 1,5 godziny. To wystarczy, aby urządzenie nauczyć krótkiej informacji w alfabecie Morse’a lub do wykonania sterownika dobowego.

Urządzenie może działać w jednym z 7 trybów pracy wybieranych ustawieniem zworek na złączu szpilkowym CFG. Na rysunku 1 zamieszczono diagramy obrazujące działanie każdego trybu i odpowiadające mu ustawienie zworek, a poniżej znajduje się krótki opis każdego z nich. Urządzenie wybiera tryb pracy tylko w momencie włączenia zasilania, później stan zworek nie jest sprawdzany.

Tryb pracy 1: włącznik czasowy prosty. W momencie wciśnięcia przycisku rozpoczyna odtwarzanie sekwencji aż do jej zakończenia. W czasie odtwarzania nie reaguje na przycisk.
Tryb pracy 2: włącznik czasowy z przerwaniem. Jak w trybie pierwszym, ale przyciśniecie przycisku w trakcie odtwarzania powoduje natychmiastowe zakończenie odtwarzania. W efekcie sekwencja może zostać przerwana w dowolnej chwili przez ponowne przyciśnięcie przycisku.
Tryb pracy 3: włącznik czasowy z restartem. Jak w trybie pierwszym, ale przyciśnięcie przycisku w trakcie odtwarzania rozpoczyna odtwarzanie od nowa.
Tryb pracy 4: włącznik czasowy końcowy. W momencie wciśnięcia przycisku ustawia pierwszy stan sekwencji na wyjściu i pozostaje tak, dopóki przycisk jest wciśnięty. Po zwolnieniu przycisku rozpoczyna odtwarzanie sekwencji, w tym czasie nie reaguje na przycisk.
Tryb pracy 5: przełącznik bistabilny. Każde kolejne przyciśnięcie przycisku zmienia stan wyjścia na przeciwny. Zaprogramowana sekwencja nie jest wykonywana.
Tryb pracy 6: odtwarzanie w pętli. W czasie, gdy przycisk jest wciśnięty, na wyjściu występuje zaprogramowana sekwencja odtwarzana w pętli. Zwolnienie przycisku powoduje natychmiastowe zakończenie odtwarzania sekwencji.
Tryb pracy 7: programowanie sekwencji.

 

Programowanie sekwencji

Tryb programowania sekwencji jest uruchamiany, jeśli zworka będzie ustawiona jak dla trybu 7 i zostanie włączone zasilanie układu. W tym stanie LED będzie świecił światłem ciągłym. Kolejne poziomy logiczne występujące na wejściu oraz ich czasy trwania będą zapisywane do pamięci urządzenia. Aktualny poziom logiczny panujący na wejściu będzie przekazywany na wyjście urządzenia, a gdy przycisk będzie wciśnięty, wtedy będzie załączony przekaźnik. Programowanie sekwencji zostanie zakończone z chwilą zdjęcia zworki ze złącza CFG i po chwili urządzenie będzie gotowe do pracy.

Kilka praktycznych wskazówek:

• Stan aktywny na wejściu (wciśnięty przycisk) odpowiada zwarciu wejścia do masy zasilania. Przy programowaniu stanów trwających bardzo długo warto zastąpić przycisk przełącznikiem.
• Pierwszym stanem sekwencji jest stan z chwili uruchomienia trybu programowania. Więc jeśli pierwszym stanem sekwencji ma być stan aktywny (wyjście załączone), to przycisk musi być wciśnięty jeszcze przed dołączeniem zasilania dla trybu programowania.
• Po zakończeniu sekwencji na wyjściu pozostaje ostatni stan sekwencji. Więc jeśli po zakończeniu sekwencji wyjście ma zostać wyłączone, to ostatnim stanem sekwencji musi być stan nieaktywny (wyjście wyłączone).
• Po włączeniu zasilania w czasie normalnej pracy (poza trybem programowania), jeśli przycisk jest wciśnięty, to na wyjściu ustawiany jest pierwszy stan zaprogramowanej sekwencji. Jeśli przycisk jest zwolniony, to na wyjściu ustawiany jest ostatni stan zaprogramowanej sekwencji, jeśli tym stanem będzie stan aktywny, to urządzenie będzie pracowało jako normalnie załączone.

Przykłady programowania wyłącznika wraz z przykładami zastosowań podano w ramce.

Budowa

Schemat ideowy urządzenia pokazano na rysunku 2, a montażowy na rysunku 3. Aplikacja mikrokontrolera jest nieskomplikowana i nie wymaga omawiania, podobnie jak montaż. Cała „moc” włącznika programowalnego jest zawarta w oprogramowaniu.

Zasilanie jest doprowadzone przez złącze POW. Standardowo napięcie zasilające wynosi 12 V DC. Złącze SW jest wejściem wyzwalania – można do niego dołączyć przycisk, przełącznik lub styki kontaktronu czy przekaźnika. Stosując przyciski, można połączyć kilka równolegle i wyzwalać działanie urządzenia z kilku punktów. Do złączy IN i OUT należy dołączyć obwód, którym urządzenie ma sterować (do złącza OUT urządzenie docelowe, do złącza IN zasilanie dla urządzenia docelowego). Wewnętrzne zaciski złączy są połączone na stałe, zewnętrzne zaciski przechodzą przez styki przekaźnika, dzięki temu możliwe jest sterowanie również obwodami 230 V AC.

Na płytce przewidziano miejsca dla 4 opcjonalnych komponentów stosowanych tylko w określonych konfiguracjach. Rezystory R7* i R8* można zamontować tylko wtedy, gdy urządzenie steruje obwodem napięcia stałego 12 V i chcemy, by było zasilane z tego obwodu. Wtedy do złącza IN należy doprowadzić napięcie 12 V z zachowaniem polaryzacji oznaczonej na płytce – „minus” na zacisku wewnętrznym, „plus” na zewnętrznym. W miejsce wspomnianych rezystorów należy zamontować rezystory 0 V lub po prostu zewrzeć punkty kroplami cyny. W takiej konfiguracji nie trzeba dołączać zasilania do złącza POW. Jeśli będą zamontowane rezystory R7* i R8*, to można dodatkowo zamontować tranzystor T2* i zworkę ZW. Wtedy elementem wykonawczym będzie tranzystor MOSFET (nie należy montować przekaźnika), który będzie załączał „plus” obwodu wyjściowego. Napięcie zasilające może wynosić 6…20 V. Taką konfigurację można zastosować, montując urządzenie np. w instalacji auta.

KS

 

 

 

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
wrzesień 2016
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Materiały dodatkowe
KIT do tego projektu
Programowalny układ czasowy „Tajmerek”, AVT5560
Programowalny układ czasowy „Tajmerek”, AVT5560
Włącznik czasowy to tylko początek możliwości prezentowanego urządzenia. Dzięki zastosowaniu mikrokontrolera urządzenie można nauczyć dowolnej...
Zobacz w sklepie
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik wrzesień 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio wrzesień 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

Automatyka Podzespoły Aplikacje wrzesień 2020

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna wrzesień 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich sierpień 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów