Programovatelný časový spínač 1s 68h řízený jednočip. mikroprocesorem v3.0a

Transkript

1 Programovatelný časový spínač 1s 68h řízený jednočip. mikroprocesorem v3.0a Tato konstrukce představuje časový spínač řízený mikroprocesorem Atmel, jehož hodinový takt je odvozen od přesného krystalového oscilátoru. Pomocí jumperových spojek lze časový spínač nastavit do jednoho ze sedmi pracovních režimů (viz. popis dále), nastavit dva nezávislé časové intervaly T0 a T1 a také nastavit jednotky, v nichž jsou zadány intervaly T0 a T1 (sekundy/minuty). Proto časový spínač umožňuje odměřovat intervaly buď v rozmezí sekund (= 1h 8m 16sec) s přesností 1 sekundy, nebo minut (= 68h 16m 0sec) s přesností 1 minuty. Základní popis: Na vstupní i výstupní straně je časový spínač od svého okolí galvanicky oddělen vstupní signály START a STOP pomocí optočlenů, výstup je řešen pomocí relé se dvěma přepínacími kontakty. Napájecí svorky, vstupy START a STOP i vývody kontakt ů relé jsou řešeny jako šroubovací svorkovnice na plošném spoji. Do svorkovnice je vyveden i pomocný výstup pro případné připojení nízkopříkonové LED diody (2mA), která může indikovat stav sepnutí relé. Technické parametry: Napájecí napětí trvalé: 9V 15V (časovač obsahuje ochranu proti přepólování) Napájecí napětí špičkové: 18V krátkodobě max. 10 sekund Napájecí proud: Max. 10mA (relé rozepnuto) / 80mA (relé sepnuto) Dimenzování kontaktů relé: Max. 5A/24VDC, 5A/250VAC Napětí vstupů START a STOP: 5V 50VDC (vstupy chráněny proti přepólování do 50VDC) Max. proud vstupů START a STOP: 2mA při 5V, 6mA při 10V, 15mA při 24V, 33mA při 50V Výstup LED diody: 1 nízkopříkonová dioda LED 2mA libovolné barvy Mechanické rozměry Š x D x V: 55mm x 108mm x 30mm

2 Nastavení časovače: Nastavení délek časových intervalů: Časovač umožňuje pracovat s jedním či dvěma intervaly (T0 a T1), jejichž délka se nastavuje odděleně - binárně pomocí stejnojmenných spojek. V případě nenastavení daného intervalu (všechny spojky příslušného intervalu rozpojeny) se automaticky za daný interval dosadí 1. Při použití pracovního režimu s jedním intervalem se bere v úvahu interval T0 v tom p řípadě jakékoliv nastavení intervalu T1 nemá na funkci žádný vliv. Nastavené intervaly se počítají buď v sekundách (spojka MINUTES rozpojena), nebo v minutách (spojka MINUTES spojena). Daná spojka je společná pro oba intervaly T0 a T1. Délka jednotlivých intervalů se zadává binárně, každé spojce náleží váha od 1 do Pokud chceme tedy např. nastavit interval T0 na 49 minut, spojíme spojku MINUTES (po čítání v minutách) a spojky: T0-1, T0-16 a T0-32 ( =49). Nastavení pracovního režimu: Pomocí spojek MODE 0, MODE 1 a MODE 2 lze nastavit jeden ze 7-mi pracovních režim ů časovače (viz. tabulka dále). Spouštění a zastavení časovače: Spouštění časovače zajišťuje vstup START (v režimech spouštěných vstupem START), v ostatních režimech dojde ke spuštění ihned po připojení napájecího napětí. Spuštěné odměřování času (v libovolném režimu) lze kdykoliv přerušit pomocí vstupu STOP časovač se zastaví a relé vypne. Pomocí vstupu START lze časovač opět spustit od začátku. Oba vstupy START a STOP jsou odděleny optočleny a jsou přizpůsobeny pro spínání napětím v rozmezí 5V až 50V. Zároveň jsou vybaveny i ochranou proti nap ětí opačné polarity (přepólování) do velikosti max. 50V. Pokud požadujeme ovládání pouze tzv. tla čítkem bez vnějšího zdroje napětí pro spínání optočlenů na vstupech, můžeme pro jejich spínání využít přímo napájení časovače. Vstupy +START a +STOP se v tom případě spojí s napájecí svorkou +12V a ovládací spína če se zapojí mezi svorky: START a GND, a STOP a GND.

3 Název pracovního režimu Popis pracovního režimu Stav spojky MODE 0 Stav spojky MODE 1 Stav spojky MODE 2 Režim jednoho intervalu po signálu Start Režim dvou intervalů po signálu Start Režim dvou intervalů s opakováním po signálu Start Režim jednoho intervalu po zapnutí napájení Režim dvou intervalů po zapnutí napájení Režim dvou intervalů s opakováním po zapnutí napájení Testovací režim Po spuštění pomocí vstupu Start sepne relé a ukončení intervalu relé vypne. Po spuštění pomocí vstupu Start zůstane relé nejprve vypnuté po dobu nastaveného intervalu T0. Po jeho ukončení relé sepne a začne se intervalu relé vypne. Po spuštění pomocí vstupu Start sepne relé a ukončení intervalu relé vypne a začne se intervalu se začne celý cyklus znovu opakovat. Po připojení napájecího napětí sepne relé a ukončení intervalu relé vypne. Po připojení napájecího napětí zůstane relé nejprve vypnuté po dobu nastaveného intervalu T0. Po jeho ukončení relé sepne a začne se intervalu relé vypne. Po připojení napájecího napětí sepne relé a ukončení intervalu relé vypne a začne se intervalu se začne celý cyklus znovu opakovat. Po připojení napájecího napětí začne relé cyklicky spínat a rozepínat po 1 sekund ě či minutě (v závislosti na nastavení spoje MINUTES). Ano Ano Ano Ano Ano Ano Ano Ano Ano Ano Ano Ano Postup složení stavebnice: První krok při sestavování stavebnice je vyvrtání otvorů pro vývody součástek v plošném spoji. Otvory pro vývody relé, svorkovnice a jumperové lišty vrtáme vrtákem s pr ůměrem cca 1,4mm až 1,6mm, otvory pro diody D1 a D2 vrtákem s průměrem 1mm a ostatní otvory vrtákem o pr ůměru 0,8mm. Otvory v rozích desky slouží pro její uchycení pomocí šroubků M3, vrtáme je tedy o velikosti asi 3,2mm. Po vyvrtání desku omyjeme vlažnou vodou a necháme osušit. Dalším krokem je osazení součástkami (osazovací nákres, schéma zapojení a rozpis součástek jsou na další stránce). Zde nelze určit přesný postup, doporučujeme ale tento: jprve všechny rezistory a diody, pak kondenzátory, tranzistory, krystal a stabilizátor 78L05, dále svorkovnice, jumperové lišty a relé. P ři osazování polarizovaných součástek nezapomínáme zkontrolovat jejich polaritu. Úpln ě nakonec osadíme optočleny a řídící mikroprocesor, který určitě nebudeme pájet transformátorovou páječkou, ale pouze kvalitní mikropáječkou s uzemněným hrotem. zapomínáme, že mikroprocesor je vyroben technologií CMOS, a proto dodržujeme antistatická pravidla. Mnozí určitě namítnou, že by bylo lepší dát ho do patice, my ale přesto tento postup

4 nedoporučujeme. Důvod? Kontakty v každé patici časem oxidují (zvláště ve městech se znečištěným ovzduším), zvětšuje se přechodový odpor mezi kontaktem a vývodem integrovaného obvodu a v extrémním p řípadě může dojít k úplnému přerušení spoje. V zájmu spolehlivé funkce časového spínače je tedy lepší mikroprocesor přímo zapájet do plošného spoje. Rozpis součástek: R1-R2 Rezistor 2W/1k5 R3 Rezistor 0,6W/1k8 R4 Rezistor 0,6W/8k2 R5 Rezistor 0,6W/15k R6 Rezistor 0,6W/3k9 R7 Rezistor 0,6W/100k R8-R11 Rezistorová síť L-09 8x10k (nebo SMD rezistory 10k) C1 Kondenzátor elektrolytický 100uF/50V C2-C3 Kondenzátor keramický 100nF/63V C4-C5 Kondenzátor elektrolytický 10uF/63V C6-C7 Kondenzátor keramický 33pF/50V D1-D2, D5 Dioda 1N4007 D3-D4 Dioda 1N4448 T1 Tranzistor PNP BC327 (BC , BC159, BC ) T2 Tranzistor NPN BC337 Q1-Q2 Optočlen PC817 Q3 Krystal HC-49/U 6,000MHz IC1 Integrovaný stabilizátor +5V/0,1A 78L05 IC2 Mikrokontroler AT89C51-24PI naprogramovaný RE1 Relé 2-kontakty 250V/5A cívka 12V DC SW1-SW2 Jumperová lišta 40 pinů J1 Svorkovnice do DPS 2 piny J2-J5 Svorkovnice do DPS 3 piny

5 1:1

6 2:1