ΠΕΡΙΟ ΔΙΚΟ ΣΥ ΓΧ Ρ Ο Ν Η Σ Η Λ Ε Κ ΤΡΟ Ν ΙΚ Η Σ ΓΊ Μ Η Ν ΙΑ ΙΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ Σ Υ ΓΧ Ρ Ο Ν Η Σ Η ΛΕΚΤΡ

Transcript

1 Ιούνιος ' 85 Αριθ. τευχους 34 Δρχ. 130 ΠΕΡΙΟ ΔΙΚΟ ΣΥ ΓΧ Ρ Ο Ν Η Σ Η Λ Ε Κ ΤΡΟ Ν ΙΚ Η Σ ΓΊ Μ Η Ν ΙΑ ΙΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ Σ Υ ΓΧ Ρ Ο Ν Η Σ Η ΛΕΚΤΡ ίκ Γ V - - " ~ T d J /«.! _ I l i J === 0 Ο αντίστοιχος της IBM Γενικό I/O Προγραμματιζόμενος ημερολογιακός χρονοδιακόπτης Κονσόλα αυτοκινήτου Αναλογική είσοδος για ι υπολογιστές 1

2 Περιεχόμενα περιεχόμενα Αντιστοιχεΐα με τον PC2 της I. Β. Μ Οπως δείχνει και το εξώφυλλο κατασκευάσαμε έναν υπολογιστή αντίστοιχο του PC2 της I. Β. Μ. με διάφορα στοιχεία που βρήκαμε στην αγορά, στο τεύχος αυτό μια μικρή εισαγωγή. Μετατροπή Αναλογικού σε Ψηφιακό και Ψηφιακού σε Αναλογικό (A/D και (I/O) 6-02 Μια γρήγορη ματιά στις διάφορες τεχνικές. Αυτό το άρθρο πιστεύουμε ότι θα βοηθήσει στην κατανόηση του δυσκολονόητου αυτού κεφαλαίου. Προγραμματιζόμενος ημερολογιακός χρονοδιακόπτης Ενας χρονοδιακόπτης για όλες τις δουλειές προγραμματισμένος να σας δείχνει τις ακριβείς ημερομηνίες μέχρι το 2100, να σας ξυπνά π.χ. στις 7.30 το πρωί εκτός Σαββάτου και Κυριακής και τον μήνα των διακοπών κ.λ.π, κ.λ.π. ότι φαντασθείτε. Η κάθε μια από τις οχτώ εξόδους του μπορεί να ενεργοποιηθεί οποιαδήποτε ώρα, ημέρα και έτος που εσείς θα επιλέξετε. Γενικό σύστημα γραμμών εισόδου / εξόδου (I/O) Ενα σύστημα γραμμών εισόδου / εξόδου για πάρα πολλούς υπολογιστές, για να μπορεί ο υπολογιστής σας να επικοινωνεί με διάφορες εξωτερικές συσκευές. Βηματικοί κινητήρες Με αυτό το άρθρο πιστεύουμε ότι θα ευχαριστήσουμε όλους αυτούς που κρατάνε ένα τέτοιο μηχάνημα στα χέρια και δεν ξέρουν πως λειτουργεί. Αναλογική είσοδος για υπολογιστές Μια κατασκευή αναλογικού σε ψηφιακό μετατροπέα για τον υπολογιστή σας. Ενα σχετικά απλό κύκλωμα (για το είδος του) με το οποίο μπορείτε να μετατρέψετε ένα οποιοδήποτε αναλογικό σήμα σε ψηφιακό. Κονσόλα αυτοκινήτου Η κονσόλα αυτή δείχνει τα σημαντικότερα πράγματα που πρέπει να παρακολουθεί ο οδηγός όπως π.χ. η κατανάλωση καυσίμου, η ένδειξη φόρτησης μπαταριών και οι στροφές. Μ η ν χ ά σ ε τ ε το δ ιπ λ ό τ ε ύ χ ο ς τ ο υ Ιο υ λ ίο υ / Α υ γ ο ύ σ τ ο υ μ ε τα κ υ κ λ ώ μ α τα.

3 Πληροφοριακό δελτίο Ελέκτορ 30 Βασικές Προδιαγραφές 8 Πύλες Π ίνακες αλήθειας Πληροφοριακό δελτίο Ελέκτορ 31 απλά σ το ιχ ε ία 2 Γ εν ικ ές Π ληροφ ορίες για Πυκνω τές Οι πυκνωτές πολυπροπυλενιου και πουλυστυρένης χρησιμοποιούνται κυρίως για φίλτρα συντονισμένα κυκλώματα κ.λ.π. επειδή έχουν σταθερότητα και μικρές απώλειες. Οι πυκνωτές πολυεστέρα και πολυάνθρακα χρησιμοποιούνται για απόζευξη, χρονισμούς, κυκλώματα καθυστερήσεως κ.λ.π. Οι κεραμικοί πυκνωτές έχουν σαν διηλεκτρικό κεραμικό υλικό με σταθερές θερμοκρασίας από +100 ρρ m/k έως ρρ m/k. Αναλόγως τον τύπο η χωρητικότητα μπορεί να παραμείνει σταθερή ή να αλλάξει με την θερμοκρασία. Οι τελευταίοι τύποι χρησιμοποιούνται κυρίως για αντιστάθμιση των σταθερών θερμοκρασίας άλλων υλικών όπως π. χ. πηνίων από ψερρίτη που έχουν θετική σταθερά θερμοκρασίας. Οταν χρησιμοποιούμε πυκνωτές διελεύσεως πρέπει να προσέχουμε πολύ να μην καταπονηθούν μηχανικό και σπάσουν. Στους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές το διηλεκτρικό δημιουργείται με ηλεκτρόλυση. Ηλεκτρολυτικούς έχουμε δύο κατηγοριών: τους αλυμινιου και τους τανταλίου. Οι τανταλίου θεωρούνται ότι έχουν μικρότερα ρεύματα διαροής και μεγαλύτερη ζωή από τους αλυμινιου. Και στους δύο τύπους κατά την σύνδεση πρέπει να προσεχθεί η πολικότητα Πληροφοριακό δελτίο Ελέκτορ ) 19) b VC A/C f * b ι ι ie * 13 1? V 1C OOOOOOOOO + 1. L I. D p* Op? opooocooc h t Dp d e Dp d A/C a A/C f g a b A/C» d _ 19 If 17 If IS H 1? V mam Dpi Dp? Ο Ο Ο Ο Ο Ο Ο Ο Ο Ο? a c bdp A/C d c Dp A/C 1 7 ) : v * ' I f 1/ I t 16 I AjC^/Cf 16 1S ? 1 1C ο ο ο ο ο ο ο ο ο ο O O O O O O O O O ci / /. 1 ϊ / l~ l * s / I I Dpi dp? O O O O O O O O O PfnkDpadgcDp απλοί ημιαγωγοί 8-9Q \ i? * * A/C f 9 a b A/C '?C IV IE 1 it 1 Iλ n 1? V Ο Ο Ο C C C C Ο C 1. L / _ / I I I I 7 ^ 1, Dp Dt: Ο Ο Ο Ο Ο Ο Ο Ο Ο C o «Or A/C e t pt I ακίδες στα LED 7 - τμημάτων

4 Πληροφοριακό δελτίο Ελέκτορ 30 Β ο ο ικ ε ς Π ρ ο & α γ ρ α φ β ς 7 Πύλες Πίνακες αλήθειας Πληροφοριακό δελτίο Ελέκτορ 31 απλά σ τοιχεία 2 Γ εν ικ ές π ληροφορίες για πυκνω τές Τύποι στερεών πυκνωτών 1. Πλαστικού 2. Κεραμικοί 3. Mica 4. Χάρτου 5. Ηλεκτρολυτικοί Οι πυκνωτές επιμεταλλομένης ταινίας (όπως π.χ οι τύποι ΜΚ) έχουν την δυνατότητα αυτοαποκαταστάσεως όταν δημιουργηθεί τόξο μεταξύ των στρωμάτων. Το μεταλλικό στρώμα πάνω στη πλαστική ταινία έχει πάχος 0, ,05 μπι. Στην περιοχή που δημιουργήθηκε το τόξο εξαχνώνεται το στρώμα μετάλλου χωρίς να καταστρέφεται το διηλεκτρικό. Αυτό γίνεται σε λιγότερα από 10με. Η απώλεια χωρητικότητας είναι μηδαμινή. Οι πυκνωτές μεταλλικής ταινίας έχουν κυλινδρικό συνήθως σχήμα τελευταία κατασκευάζονται και σε τετραεδρικό σχήμα. Με την μέθοδο του μεταλλικού sprey ενώνονται ηλεκτρικά τα άκρα της μεταλλικής ταινίας. Ετσι ο πυκνωτής εμφανίζει μικρή αυτεπαγωγή και λίγες απώλειες. Κωδικός κατά DIN Μ = επιμεταλλωμένοι - Κ = πλαστικοί ~ _ Τ Το τρίτο γράμμα αντιστοιχεί στο πέμπτο γράμμα του διηλεκτρικού. S = polystyrene Ρ = polypropylene C = polycarbonate Τ = polythereftalate U = cellulose acetate Γ IM KSSM KY) (MKP) (MKC = MKM) (MKT = MKH) (M K U H M K LI I I _ _ Πληροφοριακό δελτίο Ελέκτορ 32 απ λοί η μ ια γω γοί 8 α κιο ες στα LED 7 - τμημάτω ν τύπος κωδκάς για χρώμα κοινή ύφος -hi Ο αριθμού -ιυ D O υποδβστολη 1 II ορι 1 κοκχινο KITp(V\ πρασιν πορτοκ άνοδο καθοδί CQX A. κ 13 X X - X 16 CQX A. Κ 13 - X - X 17 Η A 214. f X - X 18 Η A r X - X 19 MAN X - X 17 MAN X X 20 οι ερα δεξιά θήκη i

5 Ενας από τους καλύτερους μικρούς υπολογιστές θεωρείται ο PC 2 της IBM. Πολλές φορές διερωτηθήκαμε λοιπόν γιατί δεν υπάρχει κάποιος αντίστοιχός του που θα μπορούσε να κατασκευασθεί από κάποιον με κάποιες γνώσεις ηλεκτρονικών στο εργαστήριό του ή στο σπίτι του. Αφού λοιπόν δεν είχαν αναλάβει άλλοι αυτή την κατασκευή αποφασίσαμε να την αναλάβουμε εμείς. ' Ετσι μέσα σε λίγες εβδομάδες είχαμε προς μεγάλη μας έκπληξη κατασκευάσει έναν υπολογιστή αντίστοιχο του PC 2. Σε τούτο το άρθρο σας δίνουμε μερικές γραμμές και τον Σεπτέμβριο θα τα πούμε αναλυτικώτερα. Γενικά μπορεί να πει κανείς ότι ο καθένας έχει την δυνατότητα να κατασκευάσει οποιονδήποτε υπολογιστή αρκεί να Αρει τα αντίστοιχα.υλικά. Η δυσκολία λοιπον ακόμα και για τον IBM PC2 είναι η εξεύρεση των υλικών. Η εμπειρία μας ήταν όπως προαναφέραμε ότι η εξεύρεση των υλικών και η κατασκευή έγινε μέσα σε λίγες εβδομάδες. Οπως φαίνεται η αγορά έχει πολύ υλικό που αφορά όχι μόνο την κατασκευή αλλά και τα προγράμματα. Ετσι όποιος θέλει να κατασκευάσει ένα υπολογιστή αξιώσεων με 16 bit, ο οποίος θα έχει και αμέσως και ένα πλήθος προγραμμάτων δεν έχει παρά να διαβάσει το άρθρο που θα δημοσιευθεί τον Σεπτέμβριο Η περιγραφή της κατασκευής δεν είναι λεπτομερείς όπως συνήθως είναι το «Ελέκτορ» αλλά μια συνολική αναφορά στις πλακέττες που υπάρχουν αυτή την στιγμή στο εμπόριο και που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή. Το άρθρο αυτό δεν προορίζεται για αυτούς που θέλουν μόνο να «χτυπάνε» ένα πρόγραμμα στο πληκτρολόγιο αλλά κυρίως για αυτούς που θέλουν να ξέρουν τι περίπου συμβαίνει μέσα στον υπολογιστή. Το μεγαλύτερο προτέρημα αυτής της κατασκευής είναι η γνώση της σύγχρονης τεχνολογίας και έπειτα η ευκολία με την οποία μπορεί να επέμβει κανείς στο μηχάνημα σε περίπτωση βλάβης. Από πλευράς κόστους φαίνεται ότι η διαφορά είναι πολύ μικρή - σε βάρος της ιδιοκατασκευασίας από του να αγοράσετε ένα έτοιμο μηχάνημα. Αν υπολογιστεί και η προσωπική εργασία τότε γίνεται αυτή η διαφορά μεγαλύτερη. Από αυτά τα λίγα φαίνεται ότι η κατασκευή δεν προορίζεται για τον έμπορο ή τον δικηγόρο που θέλει να έχει γρήγορο έναν υπολογιστή για να βάζει μόνο τα δεδομένα της αποθήκης τους ή των πελατών του αλλά για αυτούς που θέλουν ή που πρέπει να ξέρουν το μηχάνημα «απ' έξω και ανακατωτά». Ολα αυτά και με περισσότερες λεπτομέρει Μικροϋπολογιστής αντίστοιχος της IBM στο τεύχος του Σεπτεμβρίου ες θα τα περιγράφουμε στο τεύχος του Σεπτεμβρίου, εν τω μεταξύ έχετε όλη την ευχέρεια να περάσετε ένα καλό καλοκαίρι διαβάζοντας το τεύχος Ιουλίου - Αυγούστου με τα 100 κυκλώματα. Ν

6 Σχήμα 1: Απλό σύστημα απεξεργαοίας πληροφοριών. Σημειώστε ότι οι αναλογικές πληροφορίες είναι και ηλεκτρικά σήματα επίσης. Μετατροπή Αναλογικού σε Ψηφιακό και Ψηφιακού σε αναλογικό (A/D και D/A) Ό λοι οι υπολογιστές -εκτός από εκείνους που είναι αναλογικού τύπουδουλεύουν με ψηφιακά σήματα. Το κακό είναι ότι οι περισσότερες πληροφορίες τις οποίες χρειάζεται να επεξεργαστούμε με υπολογιστή, όπως η πίεση, η θερμοκρασία, η ταχύτητα, η επιτάχυνση, η φωτεινή ροή, η συχνότητα, η τάση και ένα σωρό άλλες, έχουν χαρακτήρα αναλογικό. Για να μπορέσει κάθε πληροφορία να υποστεί επεξεργασία από τον υπολογιστή, πρέπει προηγουμένως να μετατραπεί σε ψηφιακό σήμα. Αυτές οι μετατροπές από Αναλογικό -σ ε - Ψηφιακό (A /D ) και Ψηφιακό -σ ε - Αναλογικό (D /A ) γίνονται από ειδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα τα οποία συνήθως βρίσκονται μέσα στο σύστημα του υπολογιστή και παίζουν τον ρόλο πόρτας εισόδου. μια γρήγορη ματιά στις διάφορες τεχνικές Σχήμα 2: Μια πλακέττα μετατροπέα πληροφοφιών 8 bit που κυκλοφορεί σ τ ο εμπόριο και χρησιμοποιείται για τη» επεξεργασία οπτικών σημάτων. Το βιβλίο τεχνικών πληροφοριών κάποιου από τους μεγαλύτερους κατασκευαστές ημιαγωγών έχει στην εισαγωγή του την παρακάτω δήλωση: «Αυτό το βιβλίο δίνει 34 τύπους ολοκληρωμένων για μετατροπή A/D. Αν οι ανάγκες σας δεν καλύπτονται από κανένα, υπάρχουν διαθέσιμοι άλλοι 92 τύποι. Αν μας ζητήσετε πληροφορίες ενισχυτής ισχύος θα σας τις στειλουμε» Οι κύριες διαφορές αναμεοα σε όλους αυτούς τους τύπους βρίσκονται στην τεχνική κατασκευής του κυκλώματος, τις εφαρμογές και την συσκευασία. Με το τελευταίο δεν ασχολούμαστε σ' αυτό το άρθρο επειδή επηρεάζει στον μέγιστο βαθμό τον κατασκευαστή Επεξεργασία πληροφοριών Για να πάρουμε μία γεύση του τι συμβαίνει σε μία επεξεργασία διπλής μετατροπής, θα ασχοληθούμε με το απλό σύστημα επεξεργασίας πληροφοριών που υπάρχει στο σχήμα 1 θεωρώντας οτι το αισθητήριο είναι ο φακός μια ηλεκτρονικής μηχανής λήψεως. Το σύνολο του φωτός που περνάει μέσα από τον φακό μετατρεπεται μέσα στην μηχανή σε ηλεκτρικά σήματα που μεταβάλλονται συνεχώς, τα οποία ενισχύονται, περνάνε μέσα από φίλτρα και μετά μετατρέπονται σε ψηφιακά σήματα. Ο υπολογιστής αποθηκεύει και επεξεργάζεται την πληροφορία καισ τη συνέχεια, με βάση αυτή την πληροφορία, βγάζει ένα ψηφιακό σήμα το οποίο μετά μετατρέπεται σε αναλογικό και το οποίο μετά από ενίσχυση χρησιμοποιείται για να οδηγήσει το κύκλωμα εστίασης του φακού. 5-02

7 Μετατροπές Αναλογικού σε Ψηφιακό Οι κατακευαστές ημιαγωγών καμαρώνουν για την «ταχύτητα» των προϊόντων τους. Τι σημαίνει όμως «ταχύτητα δειγματολειψίας 100MHz» ή «Χρόνος μετατροπής 100nsec»; Ποια είναι τα κριτήρια γι' αυτά τα κυκλώματα μετατροπής; Κατά την γνώμη μας λίγοι τα κατέχουν καλά. Πιο κάτω θα δώσουμε αναλυτικά ποια είναι τα κυριώτερα σημεία που βαραίνουν σε μια επιλο γή- Αναλυτικές πληροφορίες σχετικά με τα σήματα εισόδου και εξόδου (περιοχή των αναλογικών σημάτων, συνθέτη αντίσταση πηγής και φορτίου, κώδικας ψηφιακής μετατροπής, λογικές στάθμες). Ταχύτητα μετατροπής (δεν αφορά το αντίστροφο του χρόνου μετατροπή). Πληροφορίες για τα κυκλώματα ελέγχου. Επιτρεπόμενο σφάλμα. Επηρεασμός της ακρίβειας από εξωτερικούς παράγοντες (και κυρίως την θερμοκρασία). Επίσης πρέπει να είναι γνωστά και τα παρακάτω: Περιοχή, ευκρίνεια και φιλτράρισμα του σήματος εισόδου. Επιτρεπόμενη απόκλιση από την γραμμικότητα. Απαιτούμενη σταθερότητα τάσης (εων) τροφοδοσίας. Είναι αρκετά μακρύς ο κατάλογος των χαρακτηριστικών που πρέπει να δούμε. Ας ρίξουμε λοιπόν μία ματιά στις διάφορες τεχνικές μετατροπής, τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματά τους, και βασισμένοι σ' αυτά να μεθοδεύσουμε τις πιθανές εφαρμογές. Πρώτα η τεχνική διπλής κλίσης (dual-slope), η οποία είναι πολύ γνωστή λόγω της εφαρμογής της στα ψηφιακά βολτόμετρα. Στην τεχνική αυτή ο κύκλος μετατροπής αποτελείται από δύο βασικές χρονικές περιόδους. Η περίοδος ν, δίνει τα αποτελέσματα της ολοκλήρωσης πις τάσης εισόδου, η οποία πραγματοποιείται σε ένα αυστηρά καθορισμένο χρονικό διάστημα. Η τάση εξόδου, Uo, του ολοκληρωτή είναι ευθέως ανάλογη της τάσης εισόδου Ι_λ Στο τέλος της χρονικής περιόδου t, ο ολοκληρωτής τροφοδοτείται με μία τάση αναφοράς Ur, έτσι ώστε να αρχίσει να μειώνεται η τάση εξόδου του -U 0. Η ολοκλήρωση συνεχίζεται μέχρι η τάση U0να πέσει στην στάθμη αναφοράς μηδενισμού. Ο χρόνος που χρειάστηκε για να συμβεί αυτό στην U0 - t2- είναι η περίοδος αρνητικής κλίσης (μηδενισμού). Η περίοδος t,. είναι σταθερή για κάθε χρόνο μετατροπής, ενώ η t2 εξαρτάται από την Ui. Μετά από ολοκλήρωση βρεθηκε ότι ισχύει: Ui = Ur. t2/t, Επομένως αν μετρηθούν οι t, και t2 και ξέρουμε με ακρίβεια την Ur μπορεί να βρεθεί η στάθμη της αναλογικής τάσης εισόδου. Τα πλεονεκτήματα των κυκλωμάτων που λειτουργούν με αυτή την αρχή είναι: ακρίβεια, εξαιρετική αδιαφορία στο θόρυβο, ανεξαρτητοποίηση από κυκλώματα μανδαλώσεως (latches), ανεξαρτητοποίηση από την ανάγκη για εξωτερικά υλικά υψηλής ακρίβειας και σταθερότητας, δεν εμφανίζονται σφάλματα κωδικοποίησης και τελευταίο -αλλά σημαντικό- χαμηλό κόστος. Το βασικό μειονέκτημα της μεθόδου είναι η χαμηλή ταχύτητα μετατροπής: μετατροπές το δευτερόλεπτο. Για εφαρμογές ψηφιακών βολτομέτρων όλα τα πλεονεκτήματα μετράνε θετικά, ενώ το μειονέκτημα δεν επηρεάζει καθόλου. Η δεύτερη μέθοδος μετατροπής βασίζεται την διαδοχική προσέγγιση. Αυτή η (σειριακή) τεχνική είναι αρκετά γρήγορη. Και αρκετά διαδεδομένη. Τα συστήματα διαδοχικής προσέγγισης χρησιμοποιούν έναν μετατροπέα D/A σε ένα βρόγχο ανάδρασης και κατά την λειτουργία συγκρίνουν τα bitw αυτού του μετατροπέα - ένα bit κάθε φορά - ξεκινώντας από το περισσότερο σημαντικό bit (MSB). Καθώς συγκρίνεται κάθε bit, η έξοδος του συγκριτή δείχνει πότε η αναλογική είσοδος είναι μικρότερη ή μεγαλύτερη από την έξοδο του μετατροπέα D/A κλείνει ο κύκλος μετατροπής για να ξεκινήσει ο επόμενος. Μια περιγραφή της πρακτικής εφαρμογής αυτού του συστήματος δημοσιεύεται σε αυτό το τεύχος. Το κυριότερο πλεονέκτημα αυτού του συστήματος είναι η σχεηκά υψηλή ταχύτητά του που είναι κάπου 10s μετατροπές το δευτερόλεπτο. Τα μειονεκτήματά του είναι η ανάγκη του για εξωτερικά υλικά υψηλής ακρίβειας. Επίσης υπάρχει η πιθανότητα δημιουργίας λαθών κατά την κωδικοποίηση, χρειάζεται κυκλώματα μανδαλώσεως. (latches), είναι δύσκολος ο αυτόματος μηδενισμός και έχει σχετικά υψηλό κόστος. Αυτά τα μειονεκτήματά του πάντως περιορίζονται σε μεγάλο βαθμό με την κατασκευή του μετατροπέα D/A στο ίδιο στοιχείο με τον ενισχυτή δειγματοληψίας (sample - and-hold), την πηγή τάσης αναφοράς, το κύκλωμα αυτόματου μηδενισμού και όλα τα υπόλοιπα. Το τρίτο σύστημα - που είδε το φως της δημοσιότητας εδώ και ένα χρόνο πάνω-κάτω - ονομάζεται παράλληλη αποκωδικοποίηση. Αυτή η μέθοδος απαιτεί 2-1 συγκριτες για η αριθμό bits πληροφορίας. Επειδή απαιτούνται τόσοι πολλοί ουγκριτές, δεν ήταν δυνατόν μέχρι πρόσφατα - για τεχνικούς λόγους κατασκευής των ολοκληρωμένων - να ενσωματωθούν στο ίδιο στοιχείο. Ενα τυπικό παράδειγμα αποκωδικοποιητου βασισμένου σ' αυτή την τεχνική φαί- 3 CE2Q 24JCE1 ρ μ [Τ?3}OFW c l k Q» «, [ 51)87 An» 109Vjn, Q *r e f Q T9j85 MP7683 -REF Q T 8«r i Q W)B3 R?[9 R3 JjO Τβ) 81 R4 Ql Ml Ofr1*l V ^ i* G i Ϊ3 Anplofl VM ia 'dr ετ β Σχήμα 3: Το λειτουργικό διάγραμμα και οι ακροδέκτες ενός παράλληλου μετατροπέα. 5-03

8 Σχήμα 4: Η κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση (α) δημιουργεί οπωσδήποτε σφάλματα ακρίβειας (β). Σχήμα 6: Σφάλμα με διαφορική γραμμικότητας ± LSB/2 (λιγότερο σημαντικά ψηφίο /2). Οταν το σφάλμα δεν υπάρχει, κάθε βαθμίδα μετατροπής έχει έξοδο α κριβώς Ο. Σχήμα 5: Σ' έναν πραγματικά μετατροπέα A/D εμφανίζονται σφάλματα εκτροπής (α) σφάλματα (β. και σφάλματα γραμμικότητας (ο). Ο συνδυασμός αυτών των σφαλμάτων προστίθεται στο σφάλμα ακρίβειας. 5a c Αναλογική f Είσοδος ΜετατροΓ A/D I La ] Καταμετοηττ>ς, Υ Μετατροπ D /A Ύ Σήμα σ φαλιιατος 1 r Αναλογική Εξοδος νεται στο σχήμα 2 (στην οποία μόνον ένα από τα ICs είναι φυσικά ο μετατροπέας A/D). Χρησιμοποιείται κατά κύριο λόγο σε συσκευές ραντάρ μετεωρολογίας και σε ρομπότ Η ταχύτητά του καταγραφής πληροφοριών φτάνει τους 5MHz, η ακρίβεια του είναι 8 bits και ο χρόνος μετατροπής 200nSec. Λεπτομέρειες σχετικά με το ολοκληρωμένο κύκλωμα μετατροπής A/D του σχήματος 2 υ πάρχουν στο σχήμα 3. Το σήμα εισόδου στην ακίδα 12 μετατρέπεται σε δύο βήματα (βαθμίδες). Η πρώτη βαθμίδα - που αποτελείται από οκτώ συγκριτές, οκτώ κυκλώματα μαναδαλώσεως (latches), έναν αποκωδικοποιητή και τέσσερις βαθμίδες απομόνωσης εξόδου δημιουργεί τα τρία περισσότερα σημαντικά ψηφία (MSB). Τα πέντε λιγότερο σημαντικά ψηφία (LSB) δημιουργούνται από την δεύτερη βαθμίδα, που αποτελεται από 32 συγκριτές, 32 κυκλώματα μανδαλώσεως, έναν αποκωδικοποιητή και πέντε βαθμίδες απομόνωσης εξόδου. Η κατανάλωση ι σχύος με αυτή την οργάνωση, είναι μικρότερη από ότι εάν γινόταν σε ένα μόνο βήμα. Η τάση αναφοράς για τις 256 αντιστάσεις και τις 40 διακόπτες τάσεως είναι μεταξύ των ακίδων 6 και 7. Το σημείο εξόδου της τάσης συνδέεται στην αναστρέφουσα είσοδο των σαράντα συγκριτών. Στην συνέχεια υπάρχουν τέσσερις είσοδοι ελέγχου: CLK (είσοδος χρονισμού), ΡΗ (φάση χρονισμού). CE, (όταν αυτή η είσοδος βρίσκεται σε λογική στάθμη 1, α Β1...Β8 παρέχουν έξοδο τριών καταστάσεων) και CE? (όταν αυτή η είσοδος βρίσκεται σε λογική στάθμη 0. οι Β1...Β8 και η βαθμίδα απομόνωσης OFW - ακίδα 23 - παρέχουν έξοδο τριών καταστάσεων). Η έξοδος OFW μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν ένατο bit όταν συνδυαστούν εν σειρά δύο τέτοια ολοκληρωμένα. Οταν για παράδειγμα η τάση εισόδου είναι 2,56V και η τάση αναφοράς 5,12V ο κώδικας εξόδου είναι Ενας πλήρης κύκλος μετατροπής εκτελείται στην διάρκεια ενός παλμού χρονισμού. V FS - F u ll S c! Η γοητεία αυτής της τεχνικής είναι φυσικά η υψηλή της ταχύτητα μετατροπής - 5ΜΗζ είναι αυτά!1! Το μειονέκτημα που παραμένει είναι ότι ο μετατροπέας ολόκληρος χρειάζται μεγαλύτερο κύκλωμα - επομένως και χώρο - από έναν μετατροπέα που χρησιμοποιεί μία από τις δύο προηγούμενες μεθόδους Σφάλμα ακρίβειας (Q u a n tiz a tio n e rro r) Με την μετατροπή ενός συνεχώς μεταβλητού (αναλογικού) σήματος σ' ένα καθορισμένο αριθμό bits εμφανίζεται ταυτόχρονα ένα πρωταρχικό σφάλμα. Η μέγιστη τιμή του είναι ±Q/2 (όπου Q = LSB: το λιγότερο σημαντικό ψηφίο). Οσο περισσότερα τα bits τόσο μικρότερο το σφάλμα. Στο σχήμα 4 υπάρχει ένσ τέτοιο παράδειγμα, όπου δείχνεται σχηματικά η μετατροπή ενός πριονωτού σήματος από αναλογικό σε ψηφιακό μέγεθος και η μετατροπή του στην συνέχεια ξανά σε αναλογικό. Οταν το σήμα εξόδου του αποκωδικοποιητή βγαίνει σαν «αποτέλεσμα» από το αρχικό σήμα - ή το αντίθετο - υπάρχει ένα σήμα σφάλματος το οποίο μπορεί να θεωρηθεί αντίστοιχο της εξόδου r.m.s. μιας γεννήτριας θορύβου, Ug = 0/ 2, το οποίο φορτώνεται πάνω στο σήμα εισόδου ΓΓ αυτόν το λόγο το φαινόμενο ονομάζεται μερικές φορές «θόρυβος κβάντωσης» Αυτό το πράγμα μετράει σημαντικά στην επιλογή του ολοκληρωμένου κυκλώματος μετατροπής A/D ή D/Α για χρήση σε κυκλώματα ήχου με PCM. Στον πίνακα 1 καταγράφονται οι σημαντικότερες παράμετροι. Από αυτές φαίνεται ξεκάθαρα γιατί πρέπει να προτιμούνται σ' αυτή την περίπτωση ολοκληρωμένα με διαχωριστικότητα 16 bits (παρόλο που μερικές φορές χρησιμοποιούνται μετατροπείς 14 bits): έχουν ένα db και μία δυναμική περιοχή 96.3 db Σφάλματα γραμμικότητας, ενίσχυσης και εκτροπής. Στο σχήμα 5 υπάρχουν καμπύλες οι οποίες δείχνουν αυτά τα τρία σφάλματα. Βλέποντάς τις συνολικά δημιουργούν ένα σφάλμα ακρίβειας που δεν μοιάζει και τόσο κανονικό όσο φαίνεται στο σχήμα 4. Πάντως αυτό το συνολικό σφάλμα δεν προκαλείται από το ίδιο το σύστημα, όπως το σφάλμα κβάντωσης, αλλά κύρια από τις μεθόδους παραγωγής και διάφορους εξωτερικούς παράγοντες που επηρεάζονται από την θερμοκρασία 5-04

9 Το σφάλμα εκτροπής είναι η μετατόπιση πάνω στον άξονα X της χαρακτηριστικής της πραγματικής μετατροπής, σε σύγκριση με την ιδανική καμπύλη (η οποία φυσικά περνάει από το μηδέν). Το σφάλμα ενίσχυσης, αν θέλουμε να κάνουμε αυστηρό ορισμό, είναι ένα σφάλμα αναπαραγωγής σε κλίμακα: είναι η διαφορά κλίσης μεταξύ της ιδανικής και της πραγματικής καμπύλης μεταφοράς. (Αυτό προϋποθέτει ότι έχει διορθωθεί το σφάλμα ασυμμετριας). Η μη γραμμικότητα ερμηνεύεται με δύο τρόπους. Στο πρώτο το βλέπουμε σαν ένα ολοκληρωτικό σφάλμα γραμμικάτητας (Σχήμα 5c), για παράδειγμα, της μέγιστης απόκλισης από την ευθεία γραμμή που ενώνει τα δύο ακραία σημεία της χαρακτηριστικής μεταφοράς του μετατροπέα. Στον δεύτ ερο θεωρείται σαν διαφορικό σφάλμα γραμμικάτητας (σχήμα 6). για παράδειγμα, η μέγιστη απόκλιση κάθε βήματος μετατροπής από την ιδανική του τιμή, η οποίο είναι η FSR (full scale range: η περιοχή ολόκληρης της κλίμακας) που την εχουμε διαιρέσει δια 2. όπου h είναι η ευκρίνεια οε bits. Φυσικά όταν διαλέγετε ολοκληρωμένα για μετατροπές μην θεωρήσετε όλες αυτές τις τιμές οαν το απόλυτο Οταν για παράδειγμα ψάχνετε έναν μετατροπέα A/D για PC Μ στην ακουστική περιοχή, η μέγιστη παραμόρφωση έχει πολύ περισσότερη σημασία από το σφάλμα γραμμικότητας. Μετατροπέας Ψηφιακού - σε - Αναλογικό (D/A) Η μετατροπή D/A μπορεί να γίνει με αρκετές μεθόδους, αλλά εμείς θα ασχοληθούμε με δύο από αυτές. Η πρώτη είναι το σύστημα σταθερού ρεύματος εξόδου που παριστάνει λειτουργικά στο σχήμα 7 Εδώ τα bits μετατρέπονται οε σταθερά ρεύματα Ι0' και Ι0 '. Μόνο όταν το LSB που «μπαίνει» έχει λογική στάθμη 1 και όλα τα αλλα η λογική στάθμη 0 τότε τα δύο ρεύματα είναι ίσα και έτοι η έξοδος του διαφορικού ενισχυτή, τον οποίο τροφοδοτούν είναι 0V. Αν τα ρεύματα διαφέρουν η έξοδος του ενισχυτή θα πάρει τιμή 1. Ας κοιτάξουμε ένα παράδειγμα που βασίζεται στο σχήμα 7. όπου ένα ψηφιακό ακουστικό σήμα μετατρέπεται σε αναλογικό Φυσικά το ολοκληρωμένο κύκλωμα του μετατροπέα είναι των 16-bits Η τάση εξόδου του διαφορικού ενισχυτή τροφοδοτεί μία βαθμίδα δειγματοληψίας (sample - and - hold) η οποία καταπνίγει αποτελεσματικά οποιοδήποτε παρασιτικό παλμό (glitch) Στην συνέχεια υπάρχει ένα βαθυπερατό φίλτρο που αφαιρεί και τον τελευταίο θόρυβο ανίχνευσης και τελικά εμφανίζεται το αναλογικό σήμα στην έξοδο Αυτός ο τρόπος οργάνωσης της αποκδικοποίησης που μπορεί να τον συνατήσουμε στα «πικάπ» για δίσκους CD (Compact disk) - έχει μέγιστη παραμόρφωση 0,005% μέσα σε μία περιοχή 20ΚΗζ και με δυναμική περιοχή 96 db. Στο εμπόριο υπάρχουν μετατροπές D/A των 16-bits οι οποίοι συνδυάζουν την έξοδο σταθερού ρεύματος με την τεχνική R-2R. Σ' αυτή τη μέθοδο τα τέσσερα περισσότερα σημαντικά ψηφία (MSB) τα επεξεργαζόμαστε με την μέθοδο σταθερού ρεύματος εξόδου και τα τέσ- ^ λιγότερο σημαντικό (LSB) με την μέθοδο R-2n Διαχωριστικότητα (ευκρίνεια) π Καταστάσεις 2π Ψηφιακή Τιμή 2 -η Ο για πληρη κλίμακα 10 ν 1 Λάγος Σήμα / θόρυβος db Δυναμική Απόκριση db Μέγιστη έξοδος για 10 V πλήρους κλίμακας V V V 46, mv ,76 mv 71, mv μν μν Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά των κατασκευαστών αυτή η τεχνική μειώνει και το διαφορικό και το ολοκληρωτικό σφάλμα γραμμικάτητας σε πολύ χαμηλότερες τιμές από τις άλλες τεχνικές. Η δεύτερη μέθοδος βασίζεται σε ένα κλιμακωτό δικτύωμα αντιστάσεων R-2R Κάθε φορά συνδέεται στην τάση αναφοράς, Uref., μόνον ένας κλάδος της κλίμακας, ενώ οι υπόλοιποι γειώνονται Διαδοχικά, ο κάθε κλάδος διαρέεται από ένα ρεύμα (οι διακόπτες είναι ηλεκτρονικού τύπου). Αυτό το ρεύμα διαρρέει την «κλίμακα» και οε κάθε κόμβο διαιρείται δια 2. Επομένως το ρεύμα το οποίο συνεισφέρει κάθε κλάδος διαρρέει το φορτίο RA και επηρεάζει κατά τον ψηφιακό τρόπο, ανάλογα με το από πόσους αναπτυσεται πάνω στην RA είναι επομένως: U a = Urei72 + Uref/ Uref/2 +U ref/2 όπου n είναι ο αριθμός των κλάδων. Αυτή η τάση συγκρίνεται, σε βήματα, με την ψηφιακή τάση εισόδου (βλέπε επίσης και το άρθρο μετατροπής αναλογικού σε ψηφιακό σε άλλο σημείο αυτού του τεύχους). Μερικές τελικές παρατηρήσεις Αν ψάχνετε για την λύση στο δικό σας πρόβλημα μετατροπής, πολύ πιθανόν να μην βρείτε ιην ιδανική. Πρέπει λοιπόν να κάνετε κάποιο συμβιβασμό, κύρια όσον αφόρα το κόστος, επειδή οι τιμές είναι φωτιά και λαύρα. Η Sony για παράδειγμα, στον κατάλογο της που κυκλοφορεί. δίνει για μία πλακέτα μετατροπέα A/D για τους 100 MHz την τιμή περίπου - κρατηθείτε δρχ. (μάλιστα! μάλιστα λίρες - καλά το διαβάσατε).ρίξτε λοιπόν καλύτερα μια προσεκτικότερη ματιά σε κάποιο άλλο σημείο του τεύχους όπου περιγράφεται μια απλή μετατροπή αναλογικού οε ψηφιακό. ι ^ μηφισκη είσοδος Πίνακας 1: Παράμετροι νια την μετατροπή πληροφοριών. &βλι ονραφια Full Un Catalog 1Μ4 and Application N o te» της Micro Power Systems Santa Clara, USA Oata A c q u isitio n H a n d b o ok της Intersil. Cupertino USA A / D and D / A Convertion M anual της Motorola Data Book of Analogue Divices rwv Burr- Brown, Harris. National Semiconductor A / D and D / A convertion ΕΑεκτορ τεύχος Μαρτίου 82 σελ 3-43 ίω ς 3-46 Σχήμα 8: Λειτουργικό διάγραμμα που δείχνει την τεχνική μετατροπής R-2R. Σχήμα 7: Ενα παράδειγμα μετατροποής D. Α υψηλής διαχωριστικότητας. Το ακουστικό σήμα 16-bit PCM πρώτα κωδικοποιείται και στην συνέχεια αποκωδικοποιείται. 5-05

10 Ο προγραμματιζόμενος χρονοδιακόπτης που περιεγράφουμε παρακάτω ελέγχει οκτώ διακόπτες εξόδου που επιτρέπουν τον προγραμματισμό οποιοσδήποτε μέρας του χρόνου. Έ χει επίσης την δυνατότητα επαναλαμβανόμενων λειτουργιών και κάνει πρόσβαση σε 149 πολλαπλά ή 199 απλά προγράμματα διακοπτών. Διαθέτει αιώνιο ημερολόγιο κι έτσι μπορεί να σας δ είξει σε μια στιγμή τι ημέρα θα είναι η 17η Ιανουάριου Έ χει ενσωματωμένο πληκτρολόγιο στην πρόσοψη... και πολλά άλλα ακόμη. Προγραμματιζόμενος χρονοδιακόπτης ημερολογιακός με ρολόι βέβαια και ένα πλήθος άλλες δυνατότητες Αρχίζοντας, θέλουμε να οας καθησυχάσουμε ως προς την δυσκολία χειρισμού τούτου του προγραμματισμένου χρονοδιακόπτη. Σχεδιάστηκε με στόχο την ευκολία χειρισμού κι έτσι, με μισής ώρας εξοικείωση μαζί του. θα τον έχετε μάθει απ' έξω κι ανακατωτό! Το ωρολογιακό τμήμα του χρονοδιακόπτη δείχνει φυσικό την σωστή ώρα και ημερομηνία Τα δίσεκτα έτη έχουν ήδη προγραμματιστεί, οπότε δεν θα χρειαστεί ποτέ να ενδιαφερθειτε γι' αυτό. Υπάρχουν οκτώ έξοδοι διακοπτών που μπορούν να ενεργοποιηθούν αυτόματα ή χειροκίνητα Η κατάσταση κάθε διακόπτη εξόδου απεικονίζεται πάντα στην πρόσοψη. Το αιώνιο ημερολόγιο είναι προγραμματισμένο μέχρι την 1η Ιανουάριου Αν θέλετε να μάθετε ποια ημέρα θα πέσουν τα γενέθλιά σας του χρόνου, απλώς πληκτρολογείστε την ημερομηνία, και τα LED της ένδειξης DAY (= ήμερα) θα σας δώσουν αμέσως την απάντηση. Οι έξοδοι του χρονοδιακόπτη μπορούν να προγραμματιστούν με διάφορους τρόπους, ό πως θα σας δείξουν μερικό παραδείγματα. Στις 16 Αυγουστου, η έξοδος 3 ενεργοποιήθηκε από τις 12:00. ως τις 13:00. Στις 7 ΜαΙου. οι έξοδοι 1, 2 και 8 ενεργοποιούνται τα μεσάνυχτα (24:00) και αποενεργοποιούνται στις 12 Μαϊου, ωρα 07:30. Αυτοί είναι απλοί χρόνοι ενεργοποίησης. Με κάθε πρόγραμμα έχουμε την δυνατότητα ενεργοποίησης και απενεργοποίησης μιας μόνο εξόδου. Ο αριθμός των εξόδων που μπορεί να ελεγχθεί από κάθε πρόγραμμα είναι Ο χρονοδιακότπης μπορεί ν' απομνημονεύσει μέχρι 199 τέτοια προγράμματα Υπάρχει επίσης δυνατότητα πολλαπλών προγραμμάτων. Για παράδειγμα, οι έξοδοι 3 και 4 ενεργοποιούνται κάθε μέρα από τις 07:30ΑΜ τον Φεβρουάριο, Μάρτιο και Δεκέμβριο ως τις 5-06

11 08:00 της ίδιας ημέρας,οι έξοδοι 1, 6, 7 ενεργοποιούνται κάθε Σάββατο και Κυριακή του Ιουνίου και του Ιουλίου από πς 12:00 ως τις 13:00. Η έξοδος 2 ενεργοποιείται από τις 07:00 ως τις 24:00 την πρώτη ημέρα κάθε μήνα, μόνο όμως αν αυτή η ημέρα είναι Δευτέρα. Η έξοδος 5 ενεργοποιείται από τις 09:00 ως τις 17:00 στις 2, 12, 23, 29 και 30 Σεπτεμβρίου. Ο χρονοδιακόπτης μπορεί ν' απομνημονεύσει μέχρι 149 τέτοια πολλαπλά προγράμματα. Αν αναμιχθούν απλό με πολλαπλά προγράμματα, ο συνολικός αριθμός τους θα είναι , ανάλογα με την μίξη. Οταν γεμίσουν όλες οι μνήμες θα υπάρξει ένδειξη πληρώσεως. Περιγραφή κυκλώματος Αν και ο χρονοδιακόπτης περιέχει πάρα πολλά εξαρτήματα, δεν υπάρχουν πολλά που πρέπει να γραφούν για το κύκλωμά του. Ουσιαστικά ο χρονοδιακόπτης αποτελείται από ένα μικρό υπολογιστή και τα ηλεκτρνικά ελέγχου των διακοπτών και των LED. Η CPU (κεντρική μονάδα επεξεργασίας) IC1, είναι το Το πρόγραμμα περιέχεται στο IC3, που είναι η EPROM Οι πληροφορίες καταχωρούνται σε μια CMOS RAM (μνήμη τυχαίας προσπέλασης), το IC2, ενώ η επικοινωνία δεδομένων ελέγχεται από το IC4 που είναι το VIA 6522 (VIA = versatile Interlace Adapter, Ευέλικτο ενδιάμεσο κύκλωμα προσαρμογής). Η είσοδος μηδενισμού (RES) της CPU συνδέεται ο ένα δικτύωμα RC που εξασφαλίζει τον αρχικό μηδενισμό της CPU με την επιβολή τροφοδοσίας. Η είσοδος FIRQ (fast intenupt request - αίτηση ταχείας διακοπής) της CPU συνδέεται στο δευτερεύον του μετασχηματιστή τροφοδοσίας, οπότε στην ακίδα αυτή υπάρει συχνότητα Σχήμα 1: Το κύκλω μα το υ π ρ ο γρ α μ μ α τιζό μ ενου χ ρ ο νο διακόπ τη.

12 Σ χήμα 2: Η π λ α κ έ ττα το υ τμ ή μ α το ς απ εικόνισ ης. 50Ηζ. Τα 50Ηζ χρησιμεύουν σαν αναφορα χρόνου για το ρολόι. Σε περίπτωση διακοπής της τροφοδοσίας, το πρόγραμμα μετάγει αυτόματα τον χρονοδιακόπτη σε λειτουργία από τις ενσωματωμένες μπατταρίες NiCd και τον κρύσταλλο Χ1. Ταυτόχρονα σβήνουν οι απεικονίσεις για να ελαχιστοποιηθεί η κατανάλωση ρεύματος. Η αποκωδικοποίηση διευθύνσεων είναι απλή. Ο αποκωδικοποιητής IC5 χρησιμοποιεί τις γραμμές διεύθυνσης Α11...Α13. Η RAM. IC2, ενεργοποιείται από την έξοδο «0». Η EPROM, IC3, από τις εξόδους «6» και «7» To VIA. IC4, από την έξοδο «2» Η εφεδρική μνήμη IC6. που περιέχει τις καταστάσεις των οκτώ διακοπτών εξόδου, ενεργοποιείται από την έξοδο «3» μέσω των πυλών Ν1 και Ν4 To IC4 ακολουθείται από τους απομονωτές Ν5...Ν12, των οποίων οι έξοδοι προορίζονται να συνδεθούν σε ηλεκτρονόμους για τον έλεγχο οποιοσδήποτε συσκευής. Κάθε απομονωτής μετάγει μέχρι Σ χήμα 3: Η π λ α κ έ ττα το υ τμήματος του επ εξεργαστή. 5-08

13 Κατάλογος υλικών Αντιστάσεις R1 = 120Q R2. R3 = 22κ R4 R36 R36 = 1Κ R5 = 4x7 R6 R10 = 2Κ2 R11 R R19...R31 = 47Q R32 R35 = 3900 Πυκνωτές C l. C4 = 47η C5 = 2200M/25V C6...C9. C19. C21 = 100η C10» 56η C11. C20 = ΙΟΟμ/IO V C12. C13 = 22ρ C14 = 1 0μ /Ι0ν 80 ma. Σημειώστε ότι η ενεργοποιημένη έξοδος ενός απομονωτή είναι λογικό «0», συνεπώς οι ηλεκτρονόμοι συνδέονται από την έξοδο του απομονωτή ως το θετικό της τροφοδοσίας. Στην πλακέττα υπάρχει, ένα άκρο +5V κοντά σε κάθε ακίδα εξόδου απομονωτή Τα LED D3...D10 δείχνουν την κατάσταση εξοδου των απομονωτών. Τα υπόλοιπα LED P11...D34 και οι αποικονίσεις ελέγχονται οπγ τις γραμμές PAO ΡΑ7 και ΡΒΟ ΡΒ7 του VIA IC4. Οι γραμμές Ρ85...ΡΒ7 συνδέονται καί' το IC8 που είναι αποκωδικοποιητής BCD σε δεκαδικό. Οι έξοδοι «4»...«7» του IC8 χρησιμοποιούνται για το πληκτρολόγιο, ενώ οι έξοδοι «0»..«3» οδηγούν τα τρανζίστορ Τ2...Τ5 που κάνουν την πολύπλεξη των απεικονίσεων και των LED D11...D34. Τα τμήματα των απεικονίσεων ελέγχοντια από τις πύλες Ν19 Ν25, ενώ τα LED από τις πύλες Ν13... Ν18. Ημιαγωγοί D1. D37 D40 = 1Ν4001 D2. D35 D36 = 1Ν4148 D3 D D34 = LEO. κοκκινο. 5mm. ευρυγωνιο 014 = LED. κοκκινο. 3mm. ευ - ρυγώνιο T1 = BC 547 Β Τ2...Τ5 = BC 638 η 640 IC1 = 6809 IC2 = 6116 IC3 = 2732 IC4» 6522 IC5. Ο = 74LS 145 IC6 = 74 LS 374 IC7 = 74 LSOO IC9. IC10. IC11 = ULN 2003 IC12, IC13 = 7805 LD1..1D4 « Διάφορα S1...S16 = π ληκτρολόγιο 16 πλήκτρων στην πρόσοψη S17 = διακόπτης 1Ρ 1Τ κατά προτίμηση με κλειδαριά F1 = αοφαλειοθηκη και ασφαλεία 100 ma. βραδείας τηξης Χ1 ι κρύσταλλος 4ΜΗζ. με θηκη HC 18U ή HC25U ΤΠ Μετασχημαπστης τροφοδοσία 220/10V-1.5A Συνδετήρας τερματισμού του καλωδίου του πληκτρολογίου, π.χ ΜοΙβχ CNA - 08 Προσοψη = EPS (165 χ 90mm) Πλακέττα EPS (125 χ 105mm) Π λ α κ έ ττα EPS (125 χ 105mm) Μπατταριες NiCd. τεμάχιά V/0.5 Ah 5-09

14 Σχήμα 4: Σ καρίφ ημα μιας πιθ α νής κ α τα σ κ ευ ή ς το υ προγ ρ α μ μ α τιζό μ ενου χρ ο νο δ ια κόπτη. Σχήμα & Υπόδειγμα τοπ οθέτη σ η ς τω ν σ τα θεροπ οιητώ ν τό σ η ς. Η μήτρα του πληκτρολογίου περιέχει ένα διακόπτη με κλειδαριά, τον S17, που εξασφαλίζει ότι δεν θα μπορούν αναρμόδια πρόσωπα να τροποποιήσουν το πρόγραμμα. Είναι φανερό ότι ο S17 πρέπει να κρυφτεί κάπου, εκτός αν είναι τύπου κλειδαράς ασφαλείας. Το τροφοδοτικό έχει δύο σταθεροποιητές των 5V. Ο ένας τροφοδοτεί τις απεικονίσεις και τα LED και ο άλλος το υπόλοιπο κύκλωμα. Οταν γίνει διακοπή στο δίκτυο, τα LD1...LD4 και D3...D34 σβήνουν. Εκτός του ότι η χρήση δύο σταθεροποιητών είναι αναγκαά για την συνολική κατανάλωση του χρονοδιακόπτη, μ' αυτόν τον τρόπο αποφεύγεται επίσης ο επηρεασμός του κυκλώματος ελέγχου από τους παλμούς πολύπλεξης των απεικονίσεων, που μοιραία εμφανίζονται και στην γραμμή τροφοδοσίας. Η εφεδρική μπατταρία NiCd φορτίζεται αργά κατά την κανονική λειτουργία μέσω της R1 (trickle charging). Η κατανάλωση ρεύματος όταν υπάρχει διακοπή στο δίκτυο είναι mA, οπότε η εφεδρική μπατταρά αρκεί για λειτουργά του χρονοδιακόπτη επί μία περίπου ώρα. Κατασκευή Στον χρονοδιακόπτη ταιριάζει καλύτερα ένα κουτί με κλίση, όπως δείχνει το Σχήμα 4 Οι διαστάσεις των δύο πλακεττών είναι 125 χ 105mm. Η μία πλακέτα περιλαμβάνει τις απεικονίσεις, τα LED και τις σχετικές βαθμίδες οδήγησης (Σχήμα 2) ενώ η άλλη έχει το υπόλοιπο του κυκλώματος (Σχήμα 3). Τελειώστε πρώτα την πλακέττα του επεξεργαστή. Χρησιμοποιείστε βάσεις για τα ολοκληρωμένα. Τα γεφυρώματα δεν πρέπει να γίνουν με πολύ λεπτό σύρμα. Οι σταθεροποιητές τοποθετούνται στην όψη του χαλκού, με την πλαστική πλευρά τους προς την πλακέττα. Αφού τους κολλήσετε, λυγιστέ τους προς την άκρη της πλακέττας μέχρι που το μεταλλικό τους μέρος να απέχει περίπου 10mm από την κάτω πλευρά της πλακέττας. Κατόπιν συμπληρώστε την πλακέττα απεικόνισης. Χρησιμοποιείστε και πάλι βάσεις για τα ολοκληρωμένα κι όχι πολύ λεπτό σύρμα στα γεφυρώματα. Τα LED πρέπει να μπουν στην ίδια επιφάνεια με τις απεικονίσεις. Οι διαστάσεις του κουτιού πρέπει να χωρούν φυσικά την πρόσοψη, που περιέχει όλουςτους πληκτρο-διακόπτες. Η πρόσοψη που παρέχει το Ελέκτορ συνοδεύεται από ένα οδηγό επιφάνειας για την προετοίμασα του κουτιού. Η πλακέττα απεικόνισης τοποθετείται αμέσως πίσω από την πλαγιαστή όψη του κουτιού έτσι ώστε οι απεικονίσεις και τα LED μόλις να μην προβάλλουν από ης οπές που έχετε ήδη ανοίξει και λιμάρει. Η πλακέττα του επεξεργαστή τοποθετείται σε πλαστικούς μονωτήρες (για την αποφυγή βραχυκυκλωμάτων) ακριβώς κάτω από την πλακέττα απεικόνισης. Ο μετασχηματιστής τροφοδοσίας τοποθετείται προς το πίσω μέρος του κουτιού. Στην πίσω όψη μπαίνουν ο διακόπτης-κλειδαριά S17 (εκτός αν λειτουργεί όντως με κλειδί), η είσοδος του δικτύου 220V, η ασφαλειοθήκη και ίσως οι καταλήξεις των επαφών των ηλεκτρονόμων. Η θήκητης μπατταρίας NiCd καλύτερα να μπει στη βάση του κουτιού, Χατά μήκος της πλακέττας του επεξεργαστή. Οι 31 συνδέσεις ανάμεσα στις δύο πλακέττες καλύτερα να γίνουν με λωρίδα πολλών καλωδίων (strand). Το ψυγείο των δύο σταθεροποιητών 5V πρέπει να βιδωθεί στο μεταλλικό τοίχωμα της βάσης του κουτιού, αφού παρεμβληθεί στην θερμική επαφή λίπος σιλικόνης. 5-10

15 1. T o πρόγραμμα για το ν χρ ονο δ ια κ όπ τη OCO- CC IF 01 ED 61 BC FF FF FF FF FF FF FF FF BOO OC ΑΘ COO- ED CS 12 OF x>a F3 07 ΑΓ 10 CE FF FF FF FF FF FF FF FF BO C6 00 FD to 00 F B2 39 8! Cl AO F FF FF FF FF FF FF FF FF OC FA 96 FA C IO - 24 F A Θ - OC AC OC AD B FF FF FF FF FF FF FF FF OC Aa OF FA B FA A8 Oy A OP 86 CO C EF B2 BE A6 86 OP B C6 00 FD 10 C IO - A D OF OC B ca 8F D8 97 DA 96 BT OO OC DD 96 DD 3: "» 05 EC 08 DD B2 39 DC PD 3E BO BD DC B F7 98 DA PD 36 C8 7E F C K ED 08 BD 7A OF DD Fa 96 D9 9 7 AE DA at OA OF DD C OF B BD DC AC IE 69 DD OD D DA OO F OC DD C C2 4D 79 81* ΡΓ BD 79 DO C l OC 27 OD DA 96 DA C OC DD FB 80 EB EC OA Cl OF 82 OF P? BP F9 20 F8 4C C6 FE D OC DD i ; OC DD 54 CSO - DD DC B2 ED OA 8D BD DC B A7 4A A A OD 31 EO 26 EO OC DD A 40 3 FF FF FF FF FF DD AC PD A F7 39 FF FF FF FF FF OF FB OC FB 66 C OD FB cz OD AF BD 3E 80 OF A4 DC FF FF PD OF 82 OF DD A DF C 63- CS OD C AA DD B D PT BD 39 DC B OF DE 81 OF AO C OC D2 A6 OC A7 80 c 8Θ DC 82 DD AA OF A C l OC A2 0 3 A to 00 B C F0 E C F C PD 7E 60 - F OA FF OF BO FF 97 A7 OF OC DE OF DD 4F 5F C80- E F 88 BD FF FF FF FF FF FF FF FF OF BT BD EC FD F BD 36 C 88- IA OF D2 39 OD B CF PD 79 DO C l OA BD EO FF FF FF CB B OF C C OC EC BD C FF FF FF FF FF FF FF FF OE OD BA D8 88 ED 01 BD ΟΑΟ- FO AD EC TO B l 70 4A 0 - FF FF FF FF FF FF FF FF 8A 0-01 OC OB «X» OA FF FF FF CAO- 7A CS Α 8 - B3 30 CE 30 ΒΓ A 8 - FF FF FF FF FF FF FF FF 8 A 8 - FF FF FF FF FF FF FF FF Γ Α 8-13 EC BA D8 88 ED ΟΡΟ- 60 OF D C l 4 P 0 - FF FF FF FF FF FF FF FF ΘΡΟ- FF FF FF FF FF FF 96 A8 CBO- 03 EC 05 QB PC DB PD ED OD A FF FF FF FF FF FF F-F FF A OF F TB8-05 BD 7-A FF FF FF 0 C FA *? C 0 - FF FF FF FF FF FF FF FF 8C OF A A8 4F CCO- E CA OD C D 17 0C A FF FF FF OD BO 4C 3 - FF FF FF FF FF FF FF FF BC8-6D C 8D OD 81 2C OD CS OF 0D A PO D 0- FF FF FF FF FF FF FF FF 8D F5 96 BO 84 3F 26 CDO- A3 OF A2 OC CS EC IS DD OF BO D 8- FF FF FF FF FF FF FF FF 8D F7 39 BD D6 CD8- B CS OD BO OF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF AF OC AF D6 A C 26 CEO - 03 A3 03 A2 OF A 4 OC CS ΟΕΘ- FF FF FF FF FF FF FF FF 4 E 8 - FF FF FF FF FF FF FF FF OC AC D6 AD OC EC IA DD ΒΓ CS 81 ΟΡΟ- 06 CA OD C D 17 4FO FF FF FF FF FF FF FF FF 8 F 0 - AD 6C 86 E6 86 C4 OF C l CFO OF 03 A4 96 At) 84 OF OD C OF 4F8 - FF FF FF FF FF FF FF FF 8F8- OA CB to 67 2F8- BF 97 A6 OC CS EC 1C DD 100- A3 OF A2 96 A6 64 PF C A D FA C A6 E l 86 DOO- B CS 6! OD A6 OC C5 EC 18 DD B OF DC C6 80 D 7 D4 4A F D D08-96 A6 83 CO 97 A6 OC CS C OD 03 A DS 20 F D6 AD 31 BC A5 D1 DIO - EC 16 DD OD C A2 OF A4 OC CS EC 1A AC FA AC OF AC OD AE 27 D CB F C8 9E DD B C FA D6 A D Cl D6 DIO - CA 8D F F FF F F A4 96 A6 88 CO FA '7F CO OF Cl OF AC C l OF AC I A OD F P E CA OD A6 OF A2 OF A3 OC C5 EC PF C6 80 D7 BE 4A 27 OA AF 09 AF C o D 3 0- CS 26 IF OD C 4 26 IP OC C DD C5 3! BF 06 CO 06 Cl FD D7 AF 04 AF A6 16 A7 82 9C C OD 03 A2 03 A3 OF A F 3 39 F F F F F F F F F F D 4 0- FB 96 CA F CA OC C5 EC 16 DD ΒΓ 39 OD F F F F F F F F F F F F F F F F D 4 8- C F C8 BD 3D FA 150- C4 2~> 06 E C F OC D A F F F F D 5 0- OF D2 79 OD F P i s e - ce 9 E CA BD F F ZB FF F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F D CA 96 CS F F F F F F F F F F FF F F F F F F FF F F F F F F F F F F F F B OF 82 OF B3 D 6 0-5A FA A B F F F F F F F F F F FF F F F F FF FF F F F F F F F F F F F F BD 39 DO Cl D60- A F E 7 9 F F F F F F C F F F F F FF F F F F FF F F F F F F F F F F F F F F A 26 F9 D D OF EC F F F F F F F F F F FF F F F F FF F F F F FF F F F F F F F F DA ΒΓ D DD B2 3 9 DC 82 ED 18 BD 160- OD D DO OD CE FF F F F F FF F F F F F F F F C l OA 27 DF C l OC 26 D FC 39 OF 82 OF B OA 97 CF 9C FF F F F F FF F F F F F F F F F F 39 C l OP D B7 BD CA OP F DO OC FF F F F F FF FF F F F F F F B C D90-4D D OF 198- CE PD FF F F F F FF FF F F F F F F D CB 4C E EC I A DD DC 1 AO- 30 OC 9F DO OA CF 36 E6 5 A 0 - FF F F F F FF FF F F F F F F 9A 0- D C4 4C D1 DAO- B2 ED IA BD 30 FO 39 OF 1Α OA 97 CF 5A 8- FF F F FF FF FF F F F F F F 9 A BD 4C D1 82 ΟΑΘ- B2 OF B B7 BD IP O - 9C C F 5P 0 - FF F F FF F F FF FF F F F F BD 32 DO 4F DBO CA 4D DO OF CE 96 CD 93 D FF F F FF F F FF F F FF FF OO AA DB D C EC 1C IC O CD 97 D7 SCO - FF F F FF F F FF FF FF F F 9 C 0 - A A OO AA DCO- DD B2 39 DC 82 ED 1C 8D 1C8- D6 ΒΛ C o r? 7 F6 5C 8 - FF F F FF F F FF F F F F F F 9C 8 - A A F F FF FF FF FF 0C8-30 FO FP 3D ID O - 98 P OF CD PD 5D 0- FF F F FF F F FF FF F F F F 9 DO- *» DDO- D EC 16 DD o o B D 8 - FF F F FF F F FF F F FF F F 9D AA BD 3F DD8- DC B2 ED IE BD 3») FO 39 1EO F F F F FF F F F F FF FF FF EO PD 3F DO DCO- BD 3E 80 OF C4 OF CS BC F FF F F FF F F F F F F FF FF F 4A 26 FO D6 DF CA F CA 8C F0- DO OA CF B F 0 - FF F F FF FF FF FF FF F F 9 F 0 - F3 OA B6 26 F3 D6 DF 53 DFO- 22 IB BD FF FF 1F 3-78 FF F F FF FF FF FF FF 5 F 8 - F F FF FF FF FF FF FF FF 9 F 8-27 FB B CC 0 F 8 - FF FF 96 CA F CA EC D4 26 «- 5 D4 D F F F F FF F F FF FF FF FF AOO- AA AA DD 82 P D to o - OF C4 OF C5 BD C EC BE F F F F FF FF F F F F FF FF A F B2 39 F F FF FF FF E C8 27 OB CE D4 BF 26 OA EC FF F F FF FF FF PF FF F F AlO - OD C7 2 6 OC OC C7 CC AO OF BO OC C CO D4 Cl 27 : : FF F F FF F F FF FF FF F F A DD BA OF BC OF BD 39 E C B8 23 6F BD AF 47 A F 27 2A FF FF FF FF F F F F FF FF A OC C7 96 C7 S«OF 81 OA BD FF 96 CA A8 A FF FF FF F F F F FF FF FF A C C OD C F7 6F AA A C 6D OB 630- FF FF F F F F FF F F FF F F A30-04 BA PC 06 BD 630-4C 28 F P OF FE OD DB OA AB FF F F F F F F FF FF FF FF A F F F F F F FF FF F F FF Ε3Θ- 03 BD 33 EO A FE A1 OP A A FF F F FF F F FF FF F F F F A C2 OD C D FF FF FF F F FF FF FF A 1 OA A6 00 9A CD FF F F F F F F FF FF F F FF A OD CS OC E OF DB OF D9 OF 8 0 OC CD 39 F F F F FF F F FF FF F F F F F F FF FF FF FF A C5 OF A3 OF C7 EC CC DD CA 8D 3D FA F F F F FF F F FF F F F F FF FF F F FF F F F F F F F F FF A FF FO 24 2F 96 CS BD 39 DO C l OA BD BO 66 7 F 97 A FF FF F F F F FF FF F F FF A F BO 3A BA D F C FO DC F3 DC B2 BD 39 DO C l F F F F FF FF FF FF F F FF A 68 - A BB A4 0 2 E AD EC 3D FO OC OF F F F F F F FF FF FF FF FF A C E FO 3D EO 7D FA B 7 BD EA 96 B FF FF F F FF F F FF FF F F A 7 8-6D D OC F F F F FF F F FF F F FF F F FF FF F F FF FF FF FF FF ABO- OC C5 OF E CC A A A A DD 82 CC F F FF F DO D7 D FF FF FF FF FF F F F F FF A 80 - C7 97 B2 39 -x: C5 OC CS E DD A2 OD A4 DD A6 39 FF FF FF FF F F F F F F FF FF A 90 - OF C7 96 CS DF OD F7 97 D9 OD OC FF FF FF F F F F F F F F F F A 9 8-6D OA 6D OC D8 PD A A 0 - FF FF FF F F F F FP F F F F A A O B6 FO A7 02 OC C5 EAO DC 8D A8-02 OC D9 9 6 B3 8! A 3 - FF FF FF F F F F FF F F F F AA8- OF C7 96 CS E A 8- FF 97 FE BD 33 EO 8D 3D 2P 0-06 D6 D8 CB 02 D7 DB 81 6 P 0 - FF FF FF F F F F F F F F FF ABO- OF A3 03 A3 OF A2 EC 07 EBO- FA 96 CB 9C CA 27 OA OA D6 D8 CB B A FF FF EC 0 5 EB8- DC 26 F3 86 OA 97 DC 20 2C A2 0 3 A3 6 6 F F 97 6C 0 05 OO ACO FF FE 24 3D 8D 7A 6C 0 - E3 OF D8 39 F F FF FF F F 2C 8 - A7 30 FF F F FF FF FF FF 6C OO A C BA A F 96 EC8- C6 06 3D EO DO- 96 P D ADO- BP A BC A4 EDO- 97 FF C OA FF 2D A B7 23 6D B OO «X» A D BD A ED 8-26 F8 97 FF D6 AO B OF 96 6 E A 60 - I D 96 C DF 6D 6EO FF OD D Α6Θ D D FF F F F B7 2 F F F 6 F AFO D OC OC 6 F F F OD F 8 - FF FF FF F F FF FF F F F F 6 F 8 - F F F F FF F F FF FF FF F F A F8- C5 OF C7 6 F 8 - DC A A OF D4 A6 16 A l 1C 25 ID PD OF C4 OF C5 9 6 BOO- 07 B C5 96 FOO- 06 DC AC A6 19 A i C F C2 8C 0 0 F F CS A 6D FO B DC A DC B A6 I P Al I F 25 OD IP 8D FF F F D D F DD DD D A6 1A A l F F FF 96 C2 30 OC 9F C OC 6 D F C4 OF OC D4 96 AD A l OF C4 OF C5 BD 3E 80 9C B OC CS 96 F IE AC A l B CE 0 0 P 2 P - CS 3! 05 Zb 13 OC CS PD F D6 82 C4 OF OA AP A l AO OF OC C OF A S A& 07 8A 60 F D Ξ * A A A l 7 z e - 30 OF 9C C8 24 EF BD Θ Α A 7 79 F3 8 - C6 OA 8 6 3F 4a A A OD D BD C2 OD B OC CS 96 C F4 0 - AO 96 DD CC OD D AD A l C OB 6 F 8 6 4A Ρ4Θ- 6 D F A7 07 F 4 B E6 EC ΒΘ 7C 76 C C C 96 AC A l A F 8 OF FE OD DP FF 97 A7 OC C5 9 6 C5 FSO - FE FC OO E ID AB A l 758- BD 33 EO A FE OF B7 EC 0 8 F FE 6 F I F 2 5 O OC 96 A A A l OF DB 12 OF 80 OC 80 CC B DD B2 0 3 A5 OF A4 96 A 6 F A 2A F6 96 BO A A CD F4 DD C2 BD 37 1A BD Β6Θ- 84 BF 97 A 6 OC C F AF 0 A BO 97 A T CD 39 FF F F F F F F F F F F DO C l OA D 38 B OD EC OA DD B2 96 F D6 A F F F F F F F FF FF F F F F F F F C FO AD B A CO 97 A 6 OC CS 79 F T 8 6 4A 2A F DF 61 OF OD D EC 3C 60 3A 40 3A OD C P B 30 OC F EF F 66 4A X D8 BD A F F F C2 BD F 8 8-2A FB 96 A DC 8D OC F B D 6 F OD FP C2 6 F F C4 96 A FF 97 FE BD BD C4 OF Cl OA D CS 26 OF A F F T 96 A A 0-1A 9E 8 8 9C C2 27 OA OA 7A0- F 8 CB 06 C l AO OC BAO FA A 8 84 A FAO F2 96 A A8- DC 26 F7 8 6 OA 97 DC \?- F9 D6 F9 C4 OF Cl OA 26 BA8- F E y FA FI 96 A T E7 OF D8 39 F F F F FF P F 7B.- 06 D 6 F9 CB 06 D7 F9 5F BBC B7 8 D OF FBO- 07 FO 96 A ΒΘ- 96 A B 8- D7 F D 6 BO Β Β0- EC 0 1 9A BA DA BP ED 0 1 F0 8 - EF O F F C D6 DF CO- 5B 24 OC OC P I D6 81 C l BCO- OF CS OC CS OF 82 3 OF FCO- 0 6 OD CS OC F C8-62 OF OD C OF 81 OF BO 39 BC8- B2 OF 83 BD FC 8 - FF FF F F FF FF FF FF FF 3 DO- 91 AB OD FP 27 7 DO- FF FF F F FF 8 D OF BDO B2 OF C7 BD 3A FDO- 96 DF Bl OD BD 33 3D 8- F7 1 0 CE 0 0 AO D 8- D 6 1C B F IA 40 8D C7 91 B2 26 P 7 OF FD 8- ΡΘ C 6 OD FF FF A B l OD D 6 OC OF D7 96 FD B C7 9E C2 39 ΘΙ FEO- 96 DF 61 OC D A8 26 FC 39 FF OA 27 1C OC FD 2 0 OA IE B7 F E 3 - B 8 C6 OC F F F F 3 F 0 - FF FF FF FF FF FF FF FF 7 F 0 OF FD 96 D7 81 OA B FO - BD DS EC 03 9A BA DA BB FFO - 30 OO F 8 - FF FF FF FF FF FF FF FF 7 F 8 - OC D7 BD 36 F4 96 D7 B l B F8- ED 0 3 EC 05 9A BC DA BD F F 3-37 D

16 5 Οι υπόλοιπες καλωδιώσεις μπορούν να γίνουν επί τόπου, μετά δηλαδή την τοποθέτηση των πλακεττών στο κουτί. Παρεκτός κι αν ήδη υπάρχουν, θα πρέπει ν' ανοιχτούν οπές αερισμού στη βάση και στην πίσω όψη του κουτιού. Βάλτε επίσης στο κουτί λαστιχένια ποδαράκια, για να υπερυψωθεί και να γίνεται καλός αερισμός. Μετά την ετοιμασία του κουτιού, τοπθετείστε την πρόσοψη: Αφαιρέστε πρώτα το προστατευτικό χαρτί, περάστε το καλώδιο του πληκτρολογίου από τη σχισμή και κατόπιν κολλήστε την πρόσοψη στη θέση της. Προσέξτε πως την τοποθετείτε, γιατί όταν κολλήσει, κάθε μετακίνησή της είναι αδύνατη: Για τούτο, καλύτερα να κάνετε μια δοκιμή πρώτα, πριν ξεκολλήσετε το προστατευτικό χαρτί. Τέλος συνδέστε το καλώδιο του Πληκτρολόγιου στην απεικόνιση και ο χρονοδιακόπτης θα είναι έτοιμος να δουλέψει. αυτή την περίπτωση, οι ηλεκτρονόμοι συνδέονται από το θετικό αυτού του τροφοδοτικού ως τις εξόδους Το αρνητικό του τροφοδοτικού συνδέεται στην γη του χρονοδιακόπτη. Διάφορες μέθοδοι μεταγωγής συσκευών που λειτουργούν από το δίκτυο υπάρχουν στα άρθρα του Ελεκτορ: α) Ηλεκτρονικοί ηλεκτρονόμοι, ΔΕΚ. 82 σελ β) Διάταξη σταθερής έντασης φωτισμού ΙΟΥΛ. / ΑΥΓ. 83 άρθρο 16. γ) Τυπωμένο για έλεγχο triac ΑΠΡ. 84 σελ δ) Φωτοηλεκτρονικός ηλεκτρονόμος ΙΟΥΛ. / ΑΥΓ. 84 σελ Οι ηλεκτρονικοί ηλεκτρονόμοι αυτών των άρθρων δεν χρειάζονται πρόσθετο τροφοδοτικό +5V, επειδή η κατανάλωσή τους είναι πολύ μικρή Σχήμα 5: Η πρόσοψη του προγραμματισμένου χρονοδιακόπτη. Μεταγωγή των εξωτερικών συσκευών Υπάρχει αρκετός χώρος μέσα στο κουτί για την τοποθέτηση μικρών ηλεκτρονόμων μεταγωγής των εξωτερικών συσκευών. Συχνά όμως είναι ευκολότερη η τοποθέτηση του ηλεκτρονόμου μέσα ή κοντά στην ελεγχόμενη συσκευή. Αυτό άλλωστε είναι ασφαλέστερο, αν η ελεγχόμενη συσκευή λειτουργεί με 220V. Τα πηνία των ηλεκτρονόμων πρέπει να είναι για 5V και να μην χρειάζονται περισσότερα από 80mA. Τα 80mA είναι το μέγιστο ρεύμα που μπορούν να δώσουν οι βαθμίδες οδήγησης των ηλεκτρονόμων, όταν λειτουργούν και οι οκτώ μαζί. Αν δεν υας απασκολεί η περίπτωση ταυτόχρονης λειτουργίας, το ρεύμα για κάθε ηλεκτρονόμο μπορεί να αυξηθεί στα 100mA. Οι επαφές των ηλεκτρονόμων χρειάζονται παραλληλισμλό με μια αντίσταση 100Ω/1W σε σειρά με πυκνωτή κεραμικό 100n/630V, για την καταστολή των σπινθηρισμών. Θυμηθείτε ότι τα πηνία των ηλεκτρονόμων συνδέονται από την έξοδο των οδηγών βαθμιδών ως το θετικό της τροφοδοσίας! Το τροφοδοτικό έχει περίσσευμα 150mA που είναι διαθέσιμα για την οδήγηση των ηλεκτρονόμων. Αν χρειάζεται περισσότερο ρεύμα, θα πρέπει να κατασκευαστεί ένα πρόσθετο τροφοδοτικό +5V (όχι αναγκαστικά σταθεροποιημένο). Σ' Οδηγίες λειτουργίας Απεικονίσεις και LED Η Η.ΗΗ: δείχνει ώρα και ημέρα. Το κεντρικό LED αναβοσβήνει κάθε δευτερόλεπτο. SUN...SAT: δείχνουν την ημέρα της εβδομάδας. PROGRAM OUTPUT: δείχνει τις καταστάσεις που πρέπει να έχουν οι διακόπτες σύμφωνα με το πρόγραμμα. PEAL OUTPUT: δείχνει την πραγματική κατάσταση των εξόδων των ηλεκτρονόμων. DAY OF WEEK..OFF Αυτά τα οκτώ LED δείχνουν τι υπάρχει στην απεικόνιση. Τα πέντε πρώτα είναι προφανή. To OUTRUT αναφέρεται σπς εξόδους των ηλεκτρονόμων ενώ τα LED ΟΝ και OFF δείχνουν οτην διάρκεια του προγραμματισμού αν τα πληκτρολογούμενα δεδομένα αναφέρονται σε λειτουργία «ΟΝ» ή «OFF». Πλήκτρα Ο...9: Για πληκτρολόγηση των δεδομένων, δηλαδή της ώρας και της ημερομηνίας. Τα πλήκτρα επιτρέπουν την εκλογή της επιθυμητής εξόδου κατά τον προγραμματισμό και τον χειροκίνητο έλεγχο των οκτώ εξόδων κατά την κανονική λειτουργία. Οταν πιέζεται ένα πλήκτρο. αναστρέφεται η λογική στάθμη της εξόδου. Τα πλήκτρα χρησιμοποιούνται επίσης 5-12

17 στον προγραμματισμό πολλαπλών χρόνων για την πληκτρολόγηση της ημέρας της εβδομάδας. Σε κανονική λειτουργία, τα πλήκτρα 0 και 9 έχουν ειδική λειτουργία: Οταν απεικονίζεται χρόνος και πιέζεται το 0 η το 9, μπορεί να υπολογιστεί η ήμερα που αντιστοιχεί στη δεδομένη ημερομηνία (αιώνιο ημερολόγιο). Επ' αυτού περισσότερα σε λίγο. CLEAR: Εξαλείφει τις ενδείξεις της απεικόνισης σε περίπτωση εσφαλμένης πληκτρολόγησης δεδομένων Οταν το LED εξόδου ανάβει στην διάρκεια του προγραμματισμού και πιεστεί το CLEAR, το τρέχον πρόγραμμα εξαλείφεται τελείως. ENTER: Μετά την πληκτρολόγηση των δεδομένων ώρας ή ημερομηνίας, η πίεση του EN TER καταχωρεί τα δεδομένα αυτά στην μνήμη. NEXT: Επιτρέπει την ανάγνωση ενός προγράμματος χωρίς την αλλοίωσή του. Οταν α πεικονίζεται η ώρα. πιέζοντας το NEXT μία φορά απεικονίζεται η ημερομηνία για τέσσερα δευτερόλεπτα. Πιέζοντας το NEXT δύο φορές απεικονίζονται τα λεπτά και τα δευτερόλεπτα. Η απεικόνιση της ώρας επανέρχεται πιέζοντας το NEXT άλλη μία φορά. PRO Μ: Ενεργοποιεί τον προγραμματισμό και τον έλεγχο πολλαπλών χρόνων. Τα προγράμματα μπορούν να διαβαστούν πιέζοντας το PRO Μ μερικές φορές ή συνεχώς. Στη δεύτερη περίπτωση και τα οκτώ LED της εξόδου προγράμματος ανάβουν κάθε μισό δευτερόλεπτο, δείχνοντας ότι έχουν διαβαστεί δέκα προγράμματα. Πιέζοντας αυτό το πλήκτρο άλλη μία φορά, επανέρχεται η απεικόνιση της ώρας. PRO S Ενεργοποιεί τον προγραμματισμό και τον έλεγχο των απλών χρόνων, δηλαδή προγράμματα που ελέγχουν μία ή περισσότερες δεδομένες εξόδους σε ορισμένη ώρα και ημερομηνία και αποενεργοποιεί σε κάποια άλλα ορισμένο χρόνο. Από όλες τις άλλες απόψεις, οι βασικές λειτουργίες του είναι ίδιες με αυτές του πλήκτρου PRO Μ. LAST: Ενεργοποιεί την οπισθοδρόμηση κατά ένα ή περισσότερο προγράμματα όταν ο χρονοδιακόπτης είναι σε φάση προγραμματισμού. Χρόνος Είσοδος χρόνου Μετά την επιβολή τροφοδοσίας, ο χρονοδιακόπτης είναι σε ένδειξη 0 00 και YEAR (έτος). Πληκτρολογείστε το έτος, πιέζοντας στην συνέχεια το ENTER. Στην οθόνη θα εμφανισθεί 101. DAY (ημέρα) και μήνας. Πληκτρολογείστε πρώτα την ημέρα και μετά τον μήνα και πιέστε το ENTER. Η απεικόνιση θα δείξει 0 00 και θ' αναψει το TIME (ώρα). Πληκτρολογείστε την σωστή ώρα (ώρες λεπτά) και πιέστε το ENTER. Ετσι αρχίζει ο χρονοδιακόπτης να λειτουργεί και απεικονίζει ώρα και ημέρα. Διόρθωση της ώρας Εχοντας συνέχεια πιεσμένα τα PRO Μ (ή PRO Β) πιέστε και το PRO S (ή ΡΡΟ Μ). Πιέζοντας στη συνέχεια το NEXT θα γίνει απεικόνιση όλων των χρονικών δεδομένων. Αν χρειάζεται οποιαδήποτε διόρθωση, πιέστε το CLEAR, πληκτρολογείστε τα νέα δεδομένα και κατόπιν πιέστε το ENTER. Κατά την διόρθωση, η ώρα εξακολουθεί να τρέχει. Το ρολόι θα μετράει με την διορθωμένη ώρα μόνο μετά την πληκτρολόγησή της, ακολουθούμενη από την πίεση του EN TER. Αιώνιο ημερολόγιο Πιέστε το 0 ή το 9, οπότε απεικονίζεται το τρέχον έτος και ανάβει το YEAR. Πληκτρολογείστε το επιθυμητό έτος, και μετά πιέστε το ENTER. Υστερα την ημέρα και το μήνα, πάλι πιέζοντας το ENTER. Τα LED SUN... SAT θα δείξουν ποια μέρα αντιστοιχεί σ' αυτή την ημερομηνία. Πιέστε το NEXT, οπότε θα εμφανιστεί πάλι η σωστή ώρα. Διάφορα Πιέστε το NEXT μία φορά, οπότε θ' απεικονιστεί κη ημερομηνία για 4 δευτερόλεπτα. Πιέστε το NEXT δύο φορές, οπότε θ' απεικονιστούν τα λεπτά και τα δευτερόλεπτα θα παραμείνουν ν' απεικονίζονται μέχρι να ξαναπιεστει το NEXT. Τα πλήκτρα επιτρέπουν τον χειροκίνητο έλεγχο των εξόδων. Η κατάσταση κάθε εξόδου φαίνεται στα LED "REAL OUTPUT". Προγραμμτισμός Απλοί χρόνοι Πιέστε το PRO S, οπότε θ' ανάψει το LED OUTPUT. Επιλέξτε την επιθυμητή έξοδο με τα πλήκτρα 1...8, οπότε θ' ανάψει το αντίστοιχο LED "PROGRAM OUTPUT". Οταν ξαναπιεστεί το πλήκτρο, το LED θα σβήσει. Πιέστε το ENTER, οπότε θα αναψουν α ΟΝ. DAY και MONTH δείχνοντας ότι θα πρέπει να πληκτρολογηθεί η ημερομηνία ενεργοποίησης των διακοπτών. Πληκτρολογείστε την ημέρα και τον μήνα, πιέζοντας στην συνέχεια τους το ENTER, οπότε θ ' ανάψουν τα ΟΝ και TIME δείχνοντας ότι πρέπει να πληκτρολογηθεί η ώρα ενεργοποίησης. Πληκτρολογείστε την ώρα, πιέζοντας ακόλουθα το ENTER, οπότε θ' ανάψουν τα OFF, DAY και MONTH, δείχνοντας ότι πρέπει να πληκτρολογηθεί η ημερομηνία διακοπής. Πληκτρολογείτε την ημέρα και τον μήλνα. πιέζοντας κατόπιν το ENTER, οπότε θ' ανάψουν τα ΟΝ και TIME, δείχνοντας ότι πρέπει να πληκτρολογηθεί η ώρα διακοπής. Πληκτρολογείστε την ημέρα και τον μήνα, πιέζοντας κατόπιν το ENTER, οπότε θ' ανάψουν τα ΟΝ και TIME, δείχνοντας ότι πρέπει να πληκτρολογηθεί η ώρα διακοπής. Πληκτρολογείστε την ώρα διακοπής και πιέστε το ΕΝΤΕΡ οπότε θα ξανανάψουν τα αντίστοιχα LED "PROGRAM OUTPUT" Αν χρειαστεί, ελέγξετε όλ ατα πληκτρολογούμενα δεδομένα με το πλήκτρο NEXT. Οπου χρειάζεται μπορούν να εισαχθουν νέα δεδομένα (διορθώσεις), πιέζοντας στη συνέχεια το ENTER Αν πρέπει να εισαχθούν περισσότερα προγράμματα μεταγωγής, πιέστε το πλήκτρο PRO S και ακολουθείστε την παραπάνω δια

18 δικασία. Αλλοιώς. πιέστε άλλη μία φορά το PRO S οπότε θα επανελθεί η κανονική λειτουργία. Πολλαπλοί χρόνοι Πιέστε το PRO Μ, οπότε θ' ανάψει το OUTPUT. Επιλέξτε την επιθυμητή έξοδο από τα πλήκτρα και πιέστε το ENTER, οπότε θ ανάψει το MONTH. Πληκτρολογείστε τον μήνα ενεργοποίησης, πιέζοντας στην συνέχεια το ENTER. Μπορείτε να προγραμματίσετε κι άλλους μήνες, πιέζοντας το ENTER μετά την πληκτρολόγηση καθενός. Μετά την πληκτρολόγηση του τελευταίου μήνα, επαναλάβετε όλους τους προγραμματισμένους ήδη μήνες με το πλήκτρο NEXT. Μετά την απεικόνιση του τελευταίου μήνα, ο χρονοδιακόπτης δείχνει «DAY» (ημέρα). Πληκτρολογείστε μία ή περισσότερες ημερομηνίες. όπως χρειάζεται, πιέζοντας κατόπιν και κάθε φορά το ENTER. Ελέξτε με το πλήκτρο NEXT. Μετά την τελευταία ημερομηνία, θ' ανάψει το DAY OF WEEK (ημέρα της εβδομάδας). Πληκτρολογείστε μία ή περισσότερες ήμερες της εβδομάδας και πιέστε μετά το ENTER (εδώ όχι ύστερα από κάθε ημέρα αλλά μόνο στο τέλος) Μ' αυτό τον τρόπο, για παράδειγμα, μόνο όταν η 15η καιη 23η Φεβρουάριου και Μαρτίου πέφτουν Κυριακή ή Σάββατο θα ενεργοποιείται η έξοδος 1 από ης 09:00 ως τις 11:00. AM. Αν δεν χρειάζεται όλη αυτή η δυνατότητα, πιέστε απλώς το ENTER. Το ίδιο ισχύει για μήνες και ημερομηνίες: Αν δεν πληκτρολογηθεί ορισμένος μήνας, η ενεργοποίηση και η διακοπή θα γίνονται στις καθορισμένες ημέρες ΚΑΘΕ μήνα. Είναι επίσης δυνατό να προγραμματιστούν μόνο ημέρες της εβδομάδάς (δηλαδή όχι μήνες ή ημερομηνίες). Τότε ο κύκλος θα επαναλαμβάνεται κάθε εβδομάδα. Μετά το DAY OF WEEK, θ' ανάψουν τα OFF και TIME, δείχνοντας ότι πρέπει να πληκτρολογηθεί η ώρα διακοπής. Μετά την πληκτρολόγηση της ώρας διακοπής και την πίεση του ENTER, θ' ανάψουν πάλι τα αντίστοιχα LED "PROGRAM OUT PUT". Αν πρέπει να εισαχθούν περισσότερα προγράμματα μεταγωγής, πιέστε το πλήκτρο PRO Μ και ακολουθείστε την παραπάνω διαδικασία. Αλλοιώς, ξαναπιέστε το PRO Μ, οπότε θα επανέλθει η κανονική λειτουργία. ' Ελεγχος και εξάλειψη προγραμμάτων Αν, αργότερα, χρειαστεί να προσθέσετε ένα πρόγραμμα, πιέστε το πλήκτρο PRO Μ ή PRO S μερικές φορές, μέχρι να μην ανάβει κανένα από τα LED PROGRAM OUTPUT, ένδειξη ότι η αντίστοιχη θέση μνήμης είναι ελεύθερη. Αν τα PRO Μ ή PRO S κρατηθούν συνέχεια πιεσμένα, το ψάξιμο της μνήμης γίνεται ταχύτερα. Τα πλήκτρα PRO Μ και PRO S επιτρέπουν το προς τα εμπρός ψάξιμο της μνήμης. Το πλήκτρο LAST ψάχνει την μνήμη προς τα πίσω. Στη φάση προγραμματισμού, ο έλεγχος κάποιου προγράμματος είναι πάντα δυνατός με την χρήση του πλήκτρου NEXT. Οι διορθώσεις μπορούν να γίνουν με τα πλήκτρα CLEAR και ENTER. Μπορεί να εξαλειφθεί ένα ολόκληρο πρόγραμμα. βρίσκοντάς το με τα πλήκτρα PRO Μ ή PRO S και πιέζοντας το CLEAR. Ολα τα υπόλοιπα προγράμματα θα μετατοπιστούν αυτόματα προς τα επάνω κατά ένα βήμα Να θυμάστε ότι η πραγματική κατάσταση των εξόδων φαίνεται στα LED REAL OUTPUT. Να θυμάστε ότι όταν ο διακόπτης-κλειδαριά είναι ανοικτός, οι λειτουργίες προγραμματισμού (και η ρύθμιση της ώρας) αναστέλλονται! Η 5-1 4

19 Ενας υπολογιστής χωρίς γραμμές εισόδου/εξόδου (I/O) μπορεί να θεωρηθεί σαν ένα τηλέφωνο που δεν έχει ακουστικό και για το οποίο, ενώ δεν έχει κανένα λόγο για να μην δουλεύει, δεν μπορείτε να ισχυριστείτε ότι είναι εντάξει. Για τον ίδιο ακριβώς λόγο ένας υπολογιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατάλληλα μόνον όταν συνδέεται σε εξωτερικές συσκευές ή σε δίκτυα. Αυτός ακριβώς είναι και ο λόγος για τον οποίο σχεδιάσαμε αυτόν τον προσαρμοστή γραμμών εισόδου/εξόδου για τον VIC64, που όμως δουλεύει το ίδιο καλά και με τους περισσότερους άλλους μικροϋπολογιστές. Επιτρέπει στον υπολογιστή να συνδεθεί σε μετατροπείς ψηφιακού /αναλογικού (DAC) και αναλογικού σε ψηφιακό (ADC), παράλληλους και σειριακούς προσαρμοστές, γεννήτριες ήχου και σε ένα σωρό άλλες μονάδες. Γενικό σύστημα γραμμών εισόδου / εξόδου Για κάποιον ανεξήγητο λόγο, η σύνδεση εξωτερικών συσκευών οε ένα υπολογιστή προκαλεί συχνά προβλήματα, ενώ αντίθετα το πόσο χρήσιμος είναι ένας μικροϋπολογιστής κρίνεται κύρια από την δυνατότητα του να συνδυαστεί με περιφερειακές συσκευές. Σε πολλές δε περιπτώσεις η λειτουργία εισόδου/εξόδου (I/O) παρεμποδίζεται οε σοβαρό βαθμό, πραγμα που σταματά την εφευρετικότητα πολλών από αυτούς που χρησιμοποιούν υπολογιστές. Η κατασκευή του συστήματος γραμμών I/O που σας προτείνουμε πάει να γεμίσει αυτό το κενό. Ο όρος «Γενικό σύστημα...» δεν αναφέρθηκε γιατί η κατασκευή μπορεί να συνδιαστεί σχεδόν με όλα τα συστήματα υπολογιστών. Προσφέρει τέσσερεις ανεξάρτητες πύλες εισόδου/εξόδου, I/O, στις οποίες μπορούν να συνδεθούν εξωτερικές συσκευές ή δίκτυα. Η μελέτη της κατασκευής Ενα σύστημα υπολογιστή δεν είναι τίποτα περισσότερο από έναν αριθμό μονάδων μετατροπής που έχουν στην μέση έναν μικροεπεξεργαστή, την μνήμη, δυσταθείς και πύλες. Για να γίνει δυνατή η λειτουργία αυτού του συστήματος οε συνεργασία με περιφερειακές μονάδες όπως οι μετατροπείς γλώσσας, τα εκτυπωτικά, α οθόνες και τα υπόλοιπα, χρειάζται ένα μέσο για να επικοινωνούν μεταξύ τους. Αυτή η μεταφορά πληροφοριών μπορεί να γίνει με ειδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα όπως τα PIAfPeripheral Interface Adapter), ή τα ACIA (Asynchronous communication interface adapter). Τέτοια κυκλώματα χρησιμοποιούνται συνήθως για την σύνδεση του πληκτρολόγιου, του εκτυπωτικου ή της βαθμίδας σειριακής προσαρμογής. Υπάρχει και ένας συντομότερος δρόμος: ο δρόμος μέσα από τις γραμμές πληροφοριών του συστήματος. Αυτή η μορφή ειοάδου/εξόδου γίνεται με «χαρτογράφηση» mapping των εισόδων/εξόδων ή της μνήμης, ανάλογα με το πως είναι οργανωμένη η μνήμη (βλέπε το σχήμα 1). Στην «χαρτογράφηση» των I/O. οι θέσεις μνήμης που έχουν διατεθεί στις πόρτες I/O, διαχωρίζονται από την μνήμη με κατάλληλες γραμμές ελέγχου για παράδειγμα IOR (I/O read: ανάγνωση πύλης) ή IOW (I/O write: γράψιμο σε πύλη). Στην χαρτογράφηση μνήμης, οι περιοχές I/O περιέχονται στην ίδια την μνήμη, η οποία υποδιαιρείται σε μνήμη και θέσεις I/O. Κάθε θέση I/O είναι στην πραγματικότητα μία πύλη I/O. Οι διάφορες πύλες μοιράζονται τις γραμμές πληροφοριών στις συνδέσεις τους, με αποκωδικοποιητές διευθύνσεων. Η προτεινόμενη κατασκευή χρησιμοποιεί χαρατογράφηση μνήμης, μια και αυτή η μέθοδος χρηοιμοποιήται σε μεγάλη ποικιλία υπολογιστών. Οποως όμως θα δούμε αργότερα στο άρθρο μπορεί να χρησιμοποιηθεί και η μέθοδος χαρτογράφησης I/O. Λειτουργικό διάγραμμα Το προτεινόμενο σύστημα γραμμών I/O παριστάνεται λειτουργικά στο σχήμα 2. Οι γραμμές διευθύνσεων, πληροφοριών και ελέγχου προέρ- 1 Xfr9 memory I/O range I/O mapped I/O memory I/O range memory mapped I/O για τον VIC 64 και πολλούς άλλους μικροϋπολογιστές Σχήμα 1: Οι διαφορές ανάμεσα οτην χαρτογράφηση I/O και στην χαρτογράφηση μνήμης. 5-15

20 2 Σχήμα 2: Λ ειτουργική παρουσίαση του γενικού συστήματος γραμμών I/O χονται από τον υπολογιστή Οι περισσότερο σημαντικές γραμμές διευθύνσεων Α4...Α15 ο δηγούνται στον αποκωδικοποίησή περιοχών I/O, ο οποίος ορίζει την γενική περιοχή I/O καθεμιάς πύλης. Με την βοήθεια διακοπτών επιλογής μνήμης υπάρχει η δυνατότητα διαδοχικής επιλογής 16 διευθύνσεών για τις I/O. Σ' αυτή την περιοχή οι γραμμές πληροφοριών συνδέονται τις πύλες μέσω βαθμιδών απομόνωσης (slots 1.4). Η περιοχή διαιρείται με την βοήθεια των Α1 και A3 σε τέσσερις ομάδες με τέσσερεις θέσεις η κάθε μία. (Οι πραγματικές πύλες I/O). Οι γραμμές διευθύνσεων ΑΟ και Α1 συνδέονται σπς υποδοχές (slots) ώστε να επιτρέπεται η ανεξάρτητη επιλογή των τεσσάρων διευθύνσεων. Η επιλογή της τοποθεσίας της περιοχής I/O μέσα στην μνήμη είναι αυθαίρετη. Αν οι διακόπτες περιοχής I/O τοποθετηθούν στην τιμή 400 (οι πρώτες τρεις τιμές των διευθύνσεων I/O), η υποδοχή 1 θα εκτείνεται από 4000 έως και 4003, η 2 από 4004 έως 4007, η 3 από 4008 έως και 4008 και η 4 από 400c έως 400 F. Φυσικά φαίνεται καθαρά ότι για να αποφύγουμε να δώσουμε δύο φορές την ίδια διεύθυνση, αυτές οι θέσεις δεν πρέπει να καταλαμβάνονται από την ίδια την μνήμη. Υπάρχουν επίσης οι γραμμές ελέγχου με μία έξοδο ανάγνωσης /εγγραφής - για είσοδο και έξοδο αντίστοιχα - η κοινή γραμμή μηδενισμού και η γραμμή διακοπής (interrupt), καθώς και ένα σήμα Φ2 (δεύτερη φάση σήματος χρονισμού) για μία πιθανή λειτουργία συγχρονισμού Πιθανόν να χρειαστεί ένα εξωτερικό τροφοδοτικό (+5V. + 12V) για να αντιμετωπιστεί η μεγαλύτερη κατανάλωση του υπολογιστή. Περιγραφή του κυκλώματος Το ηλεκτρονικά κύκλωμα που υπάρχει στο σχήμα 3 θυμίζει το λεπουργικό διάγραμμα του σχήματος 2. Τα ολοκληρωμένα IC3 και IC4 σχηματίζουν τον αποκωδικοποιητή περιοχής I/O. Αυτοί οι ουγκριτες των 8 bit σε ακολουθία συγκρίνουν τις τιμές που υπάρχουν στις γραμμές διευθύνσεων Α4...Α15 με τον κώδικα που έχει οριστεί από τους διακόπτες S1 και S2, οι οποίοι έχουν μορφή ολοκληρωμένου DIL. Οταν η τιμή που υπάρχει στις γραμμές είναι αυτή που ορίζει ο κώδικας, ενεργοποιείται η έξοδος P=Q του IC4 και το σήμα που παράγεται τροφοδοτεί την βοηθητική είσοδο του IC1 και IC5 περνώντας μέσα από το γεφύρωμα b Η διεύθυνση των πληροφοριών στις βαθμίδες απομόνωσης του IC1 αντιστρέφεται από το σήμα R/W (read/write: ανάγνωση/εγγραφή). Ο διπλός αποκωδικοποιητής από 2 σε 4 γραμμές IC5, αποκωδικοποιεί τα σήματα επιλογής των τεσσάρων σχισμών - SS..SS4 από τις δεκαέξη περιοχές I/O. Αυτό σημαίνει ότι κάθε «slot» «καταλαμβάνει» τέσσερις διαδοχικές διευθύνσεις. Τα σήματα επιλογής υποδοχών (slots) μπορούν τέλος να χρησιμοποιηθούν σαν βοηθητικά σήματα (ενεργοποίηση = χαμηλή λογική στάθμη) για τα ολοκληρωμένα, τις βαθμίδες απομόνωσης και όλα τα παρόμοια. -16

21 Κάθε υποδοχή έχει οκτώ γραμμές πληροφοριών, των R/W (Ανάγωση/εγγραφή) των NRST (Negative reset: μηδενισμός με αρνητική στάθμη) των IRQ (Interrupt request) των Φ2, καθώς και τις γραμμές τροφοδοσίας (+5V. _ 12V και γείωση -0V). Οι γραμμές διευθύνσεων Α1 και ΑΟ αντιπροσωπεύουν τις τέσσερις θεσεις διευθύνσεων της υποδοχής. Αυτές χρησιμοποιούνται συχνά για την επιλογή εισόδων των καταχωρητών των VIA και παρόμοιων κυκλωμάτων. Ο παλμός συγχρονισμού Φ2 χρησιμοποιείται συχνότερα για περιφερειακά ολοκληρωμένα. Υ πάρχει η δυνατότης συγχρονισμού των σημάτων των γραμμών πληροφοριών με την Φ2 (βραχυ- 3 κυκλωτήρας f) που μας γλυτώνει από τυχόν δυσκολίες στο κύκλωμα των γραμμών. Τέλος το σύνολο των γραμμών του συστήματος έχει τις γραμμές BUS SEL (bus select επιλογή γραμμών) και BUS ACK (bus acknowledge). Η είσοδος BUS SEL μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ενεργούοίηση του συνόλου των γραμμών I/O εξωτερικά (και γι' αυτό λέγεται μισοχαρτογραψημένη μνήμη) ενώ η έξοδος BUS ACK δείχνει ότι οι γραμμές είναι ενεργοποιημένες. Αρκετοί υπολογιστές έχουν την δυνατότητα να ανατροφοδοτηθούν με αυτό το σήμα και μαυτό τον τρόπο να θέσουν την μνήμη εκτός λειτουργίας. Σχήμα 3: Το κύκλωμα του γενικού συστήματος γραμμών I/O. *5 V DO D1 D D 4 D 5 D6 0 7 nr 7 IR Q R/VW φ2 AO A1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 1 0 A l l A 1 2 A 1 3 A 1 4 A 1 5 B U S S E L BUS ACK OV 5-17

22 Σχήμα 4: Το κύκλωμα του ξεχωριστού τροφοδοτικού. Σχήμα 5: Το τυπωμένο κύκλωμα του συστήματος I/O. 4 - Η τροφοδοσία του κυκλώματος γίνεται συνήθως από το τροφοδοτικό +5V του υπολογιστή. Αν όμως το τροφοδοτικό αυτό είναι παραφορτωμένο ή αν χρειάζεστε αρκετές και διαφορετικές τάσεις μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το τροφοδοτικό που υπάρχει στο σχήμα 4. Μπορεί να δώσει στα +5V, +12V και -12V ρεύμα 1Α μέσα από τους τρεις σταθεροποιητές του. Αν χρησιμοποιήσετε αυτό το τροφοδοτικό δ ε ν π ρέπ ει να χρησιμοπ οιήσετε το τροφοδοτικό +5V του υπολογιστή, αλλά φυσικά φροντίστε να συνδέσετε μεταξύ τους τις επιστροφές των ρευμάτων και τις γειώσεις. Κ α τα σ κ ευ ή Το σύνολο των γραμμών κατασκευάζεται πολύ εύκολα πάνω στην πλακέτα που φαίνεται στο σχήμα 5. Οι περιφερειακές πλακέτες πρέπει να μπουν στις υποδοχές των βυσμάτων, κάθετα ως προς την πλακέτα που φαίνεται στο σχήμα 5. Δεν σημειώσαμε τις συνδέσεις με τον υπολογιστή, επειδή υπάρχουν πολλές διαφορές ανάμεσα στους διάφορους κατασκευαστές και κάτι τέτοιο θα ήταν σκέτος πονοκέφαλος. Αν χρησιμοποιήσετε το τροφοδοτικό που σας δίνουμε μην χρησιμοπ οιήσετε την σύνδεση των +5V. Οι διακόπτες σε μορφή DIL είναι τοποθετημένοι με τέτοιο τρόπο που βλέποντάς τους από τις γραμές του συστήματος το MSB (Most significant bit: σημαντικότερο ψηφίο) βρίσκεται αριστερά, ενώ το LSB (Least significant bit: λιγότερο σημαντικό ψηφίο) δεξιά. Η λειτουργία τους είναι ο ορισμός των περιοχών I/O. Λ ειτουργία Αφού κατασκευάσετε το σύστημα και το ελέγξετε πολλές - πολλές φορές το συνδέετε στον υπολογιστή. Επειδή υπάρχουν πολλές διαφορές ανάμεσα στους κατασκευαστές μικροϋπολογιστών είναι αδύνατον να σας δώσουμε οδηγίες συνδεσμολογίας για όλους τους τύπους. Περιοριζόμαστε λοιπόν αναγκαστικά στον VIC 64. Στην περίπτωση του VIC 64 χρησιμοποιούμε την υποδοχή επέκτασης. Η δουλειά που κάνει η κάθε επαφή της υποδοχής φαίνεται στο σχήμα 6. Οι επαφές DO..07, AO...A3, IRQ, Φ2 GND (γείωση) και πιθανόν η +5V συνδέονται στους ανάλογους ακροδέκτες της πλακέτας του συστήματος Η επαφή RESET συνδέεται στην είσοδο BUS SEL Η έξοδος 1/01 αντιπροσωπεύει την περιοχή διευθύνσεων I/O DE00...DEFF 5

23 έτσι που οι υποδοχές έχουν μοιραστεί ως εξής: υποδοχή (slot)1 - DE00...DE03 υποδοχή (slot)2 - DE04...DE07 υποδοχή (slot)3 - DE08...DE08 υποδοχή (slot)4 - DE0C...DE0F Τέλος κάντε τα βραχυκυκλώματα a, b και 1 πάνω στην πλακέτα του συστήματος και από εδώ και πέρα δείξτε πόσο θάρρος έχετε. Από όσο ξέρουμε από προηγούμενες κατασκευές για υπολογιστές, πρώτα πρέπει να ορίσετε τις λειτουργίες του συστήματος με τα βραχυκυκλώματα a...g. Αν ο υπολογιστής έχει πλήρες σύνολο γραμμών πληροφοριών, διευθύνσεων και ελέγχου, η αποκωδικοποίηση του περιεχομένου των γραμμών γίνεται από τα IC3 και IC4. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να κάνετε τα βραχυκυκλώματα b και ά. Αφού γίνει αυτό μπορούν να γραφτούν και να διαβαστούν οι επιλεγμένες διευθύνσεις. Οι διακόπτες S1 και S2 ορίζουν την αρχή της περιοχής I/O. Αν για παράδειγμα είναι 4000 δεκαεξαδικό, οι διακόπτες τοποθετούνται από αριστερά προς τα δεξιά (0 = κλειστή επαφή, 1 = ανοιχτή επαφή). Αν επιλέξετε μία σταθερή ενεργοποίηση του συστήματος, (π.χ. οδήγησης από ΡΙΑ) κάντε τα βραχυκυκλώματα c και e. Αυτό αποκλείει την αποκωδικοποίηση διευθύνσεων από τα IC3 και IC4. Αν. αντίθετα στην θέση του πλήρους συνόλου των γραμμών, έχουμε την διάθεσή μας μόνον π.χ. πύλες «χρήστου» ποτέ οι γραμμές μπορούν να ουνδεθούν κάνοντας μια παράκαμψη». Τα σήματα 8US SEL, Α0, Α1, Α2 και A3 οδηγούνται σε μία ξεχωριστή πύλη «χρήστου» και μπορούν να ελεγχούν με μία (κάπως ποιο σύνθετη) λειτουργία poke. Στην περίπτωση αυτή κάντε τα βραχυκυκλώματα α και d. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στην περίπτωση ελέγχου από ένα ΡΙΑ. Σ' αυτή την περίπτωση έχουμε πάλι τους αποκωδικοποιητές IC3 και IC4 εκτός. Η είσοδος BUS SEL μπορεί να χρησιμοποιηθεί και όταν υπάρχει ήδη μια αποκωδικοποιημενη διεύθυνση πάνω στις γραμμές, π.χ. για υπάρχουσες εφαρμογές. Οι διευθύνσεις Α0...Α3 ε φαρμόζονται κανονικά πάνω στις γραμμές και η BUS SEL στην έξοδο επιλογής της αποκωδικοποιημένης περιοχής διευθύνσεων (η οποία στην ενεργοποίηση έχει χαμηλη λογική στάθμη) Σ' GND il a GND 5 21 B ROMH 5 3 Ic RESET IRQ «1 Id NMI CR/W 5 Ie Φ2 DOT CLOCK 6 If A1S ίοϊ? H A14 GAME e [ j A13 EXROM 9 k A12 Ϊ02 k>i II A11 ROM L 111 M A10 8A 12 IN A9 DMA 131 IP AS R A IS A6 05 ie I t A5 D4 it I lu A4 D3 181 v A Iw A x A1 DO 211 γ AO GNO 221 lz GND αυτή την περίπτωση κάντε τα βραχυκυκλώματα α και d. Ο παλμός συγχρονισμού, 02, εκτός από τις πύλες εμφανίζεται και στο κύκλωμα των γραμμών και επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον συγχρονισμό των γραμμών πληροφοριών. Αυτό δεν είναι πάντοτε απαραίτητο (όταν για παράδειγμα είναι συγχρονισμένο ολόκληρο το σύνολο γραμμών του υπολογιστή) αν και δεν προξενεί προβλήματα. Αν γίνεται χρήση της λειτουργίας συγχρονισμού βραχυκυκλώστε το g. Οι ενδείξεις των συνδέσεων του συστήματος των γραμμών συμφωνούν μόνον με τα συστήματα 6500 και Τα σήματα R/W και 02 δεν υπάρχουν στο σύστημα Ζ80. Σ' αυτή την περίπτωση στη θέση της 02 μπορεί να χρησιμοποιώ θεί το σήμα IOREQ, ενώ στην θέση του R/W μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το σήμα WR. Οπως βλέπετε η σύνδεση του συστήματος εισόδων με τον υπολογιστή σας απαιτεί κάποια σκέψη, αλλά μετά από ης οδηγίες που σας δώσαμε είναι μάλλον εύκολη δουλειά. Οσον αφορά την συχνότητα χρονισμού του συστήματος δεν παρουσιάζονται δυσκολίες. Αν ο μικροϋπολογιστής δουλεύει στους 2ΜΗζ για παράδειγμα, οι περιφερειακές μονάδες θα πρέπει να είναι ικανές να λειτουργήσουν με αυτήν. Σχήμα 6: Οι επαφές της πύλης επέκτασης t o u VIC 64. Κατάλογος υλικών Ανπστάοεις R1...R12 = 47κ R13 = 10κ R14 = 4κ7 Πυκνωτές C1...C6 = 100η Ημιαγωγό T1 = BC 547 IC1 = 74LS 245 IC2 = 74 LS 244 IC3. IC4 = 74LS 688 IC5 = 74LS 139 IC6 = 74LS 02 Διάφορά 51 = διακόπτης αε μορφή OIL 8 πόλων, μιας θεοεως 52 = διακόπτης σε μορφή DIL 4 πόλων, μιας θέσεως 4 βύσματα. 21 πόλων. DIN , μονής στήλης με τέσσερεις βίδες για μήτρα 0.1' (ίντσες). διπλής στήλης για μήτρα 0.1' με 7 ακίδες σε κάθε στήλη. Τρεις βραχυκυκλωτήρες που να προσαρμόζονται στις τερματικές υποδοχές Πλακέττα

24 είναι τελείως ανυποψίαστοι για το μεγάλο πλήθος εφαρμογών αυτών των μοτέρ. Για παράδειγμα υπάρχουν θιασώτες των υπολογιστών που συχνά βρίσκουν τον εαυτό τους να βρίσκεται στην ακριβώς αντίθετη θέση από τον Φρανκεστάίν του Σέλλεϋ: Εχουν έναν «εγκέφαλο», την CPU, και δεν έχουν όλο το υπόλοιπο σώμα. Τώρα με την βοήθεια των βηματικών κινητήρων μπορούν να φτιαχθούν μία μονάδα επικοινωνίας ανάμεσα στον «εγκέφαλο» και το κινούμενο μέρος. Βηματικοί Κινητήρες για ευέλικτους σερβομηχανισμούς Τώρα που οι τιμές των βηματικών κινητήρων είναι προσιτές ίσως αξίζει να γνωριστείτε με μια τέτοια μονάδα. Με τους βηματικούς κινητήρες έχετε την δυνατότητα να κατασκευάσετε ένα σύστημα αυτόματου ελέγχου χωρίς να μπείτε στα χωράφια των μηχανικών των συστημάτων ελέγχου. Η συμπεριφορά ενός βηματικοϋ κινητήρα είναι τόσο προσδιορισμένη, ώστε οι ανακριβείς συσκευές αρνητικής ανάδρασης που απαιτούνται στους σερβομηχανισμούς να του είναι άχρηστες. Μ αυτό εξορκίζεται και ο μόνιμος εχθρός των μηχανικών ελέγχου δηλαδή η αστάθεια. Η αύξηση της δημοτικότητας των βηματικών κινητήρων δεν οφείλεται μόνον στην μείωση της τιμής τους αλλά και στο ότι είναι πολύ πλησίον στην ψηφιακή τεχνική. Εκτός από τα παραπάνω, είναι γεγονός ότι πολλές από τις περιφερειακές μονάδες των υπολογιστών, όπως οι μονάδες μαγνητικών δίσκων και τα εκτυπωτικά (plotters), ή τα μηχανήματα που ελέγχονται από υπολογιστές - όπως καταγραφηκά Χ-Υ και τα μέλη των ρομπότς - χρησιμοποιούν βηματικούς κινητήρες. Υπάρχουν όμως πολλοί που Κινητήρες που γυρίζουν ή κινούνται βηματικά Οι περισσότερα κινητήρες γυρίζουν με - σχετικά - σταθερή ταχύτητα, ενώ υπάρχουν και άλλοι που κινούνται βηματικά. Οι πρώτοι έχουν δυο καταστάσεις: Κινούνται ή είναι ακίνητα. Οι δεύτεροι κανουν τρεις λειτουργίες: ακίνητα, ενεργοποιημένοι, άλλοι πάλι ακίνητοι ή κινούνται βηματικα Η κίνηση τους μπορεί να είναι απότομη ή ήρεμη, πράγμα που εξαρτάται από την συχνότητα και το πλάτος των βημάτων και σε σχέση πάντοτε με την αδρανεια του ρότορα. Οπως όλοι οι κινητήρες έτσι και οι βηματικοί είναι ηλεκτρομηχανικοι μετατροπείς, αλλά λόγω της ειδικής εφαρμογής τους αποτελούν ξεχωριστή κατηνορία. Αυτός ο τύπος κινητήρων υπακούει με ενα απόλυτα καθορισμένο τρόπο (ο οποίος είναι το γυριομα του στροφείου-ρότορακατά ένα ή περισσότερα βήματα) υπακούοντας στα ψηφιακα σήματα που έρχονται από τα ηλεκτρονικά κυκλώματα ελέγχου του. Επομένως οι βηματικοί κινητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν ανοιχτά συστήματα, χωρίς ανάδραση (που την συναντάμε με την μορφή ποτενοιομέτρων. αποκωδικοποιητών, ταχογεννητριών και τα παρόμοια) σε εφαρμογές ελέγχου. Ετσι εξαφανίζονται τα προβλήματα που εμφανίζονται συχνά σε συστήματα με ανάδραση, όπως η αστάλθεια. Ενας βηματικός κινητήρας μπορεί να αντικαταστήσει ένα σύστημα σερβομηχανισμού DC με ανάδραση. Μια σύγκριση αναμεσα στα δύο δίνεται στον πίνακα 1 Αρχή λειτουργίας Ενας βηματικός κινητήρας μπορεί να συγκριθεί με ένα σύγχρονο κινητήρα οσον αφορά την λειτουργία: εδώ έχουμε ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, που δημιουργείται από το ηλεκτρονικό κύκλωμα ελέγχου, το οποίο παρασύρει ένα μαγνητικό στροφείο. Τα βηματικά μοτέρ υποδιαιρούνται σύμφωνα με τον τρόπο με τον οποίο δημιουργείται το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, σε αυτά με μονοπολικά ή διπολικά τυλίγματα στάτη και ανάλογα με το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένος ο δρομέας τους, σε μονίμου μαγνητίσεως ή μαλακού σιδήρου. Στο σχήμα 1 φαίνεται σχηματικά ένας διπολικός βηματικός κινητήρας με δρομέα έναν μόνιμο μαγνήτη. Με το ξεκίνημα και τα δύο τυλίγματα διαρρέονται από ρεύμα, οπότε μαγνητίζεται ανάλογα ο στάτης και ο δρομέας προσανατολίζεται στην αντίστοιχη θέση Ας θεωρήσουμε τώρα ότι η πολικότητα του ρεύματος που διαρρέει το Α αντιστρέφεται (από εδώ προέρχεται και η ονομασία διπολικό), οπότε το πεδίο στρέφει 90 αντίθετα από την φορά των δεικτών του

25 ρολογιού και έτσι παρασύρει και τον δρομέα. Η σειρά των μεταβολών για μία ολόκληρη στροφή είναι Α8-ΑΒ-ΑΒ-ΑΒ-ΑΒ, πράγμα που σημαίνει τέσσερα βήματα των 90. Είναι επίσης δυνατό να διακόψουμε το ρεύμα που διαρρέει ένα τύλιγμα (φάση) πριν του αλλάξουμε την πολικότητα. Η σειρά γίνεται τότε ΑΒ-Β-ΑΒ-Α- ΑΒ-Β-ΑΒ-Α-ΑΒ. Σ' αυτή την λειτουργία μισού βήματος, τα βήματα είναι μικρότερα αλλά η ακρίβεια των βημάτων είναι χειρότερη επειδή στην μισή διάρκεια της περιστροφής χρησιμοποιείται μόνον ο μισός αριθμός φάσεων. Οι μονοπολικοί βηματικοί κινητήρες μοιάζουν με τους διπολικούς αλλά τυλίγονται διαφορετικά. Κάθε φάση αποτελείται από ένα τύλιγμα με κεντρική λήψη ή από δύο ξεχωριστά τυλίγματα, οπότε το μαγνητικό πεδίο μπορεί να μεταβληθεί χωρίς να είναι απαραίτητο να αλλαχτεί η διεύθυνση του ρεύματος. Αν τα δύο αυτά τυλίγματα πρέπει να χωρέσουν στον ίδιο χώρο με ένα διπολικό τύλιγμα είναι αυτονόητο ότι πρέπει να χρησιμοποιηθούν λιγότερες σπείρες για κάθε τύλιγμα ή λεπτότερο σύρμα. Και στις δύο περιπτώσεις το αποτέλεσμα είναι λιγότερα Αμπερελίγματα οπότε έ χουμε ασθενέστερο μαγνητικό πεδίο. ΓΓ αυτό τον λόγο ένα μονοπολικό βηματικό μοτέρ έχει μικρότερη ταχύτητα απόκρισης (ροπή) από ένα διπολικό μοτέρ των ίδιων διαστάσεων. Πολλές φορές χρειαζόμαστε μεγάλη διαχωριστικότητα, πράγμα που σημαίνει πολλά βήματα για κάθε περιστροφή. Τα μοτέρ που είναι κατασκευασμένα για τέτοιες εφαρμογές έχουν πολλαπλό στάτη και ρότορα, με τις διαφορετικές φάσεις τοποθετημένες την μία ύστερα από την άλλη, κάθε μια ελαφρά στραμμένη σε σχέση με την προηγούμενή της, όπως φαίνεται στην φωτογραφία του σχήματος 3. Η μέγιστη ταχύτητα βημάτων είναι περιορισμένη επειδή ο δρομέας από μόνιμο μαγνήτη προκαλεί μία επαγωγική τάση στον στάτη. ΓΓ αυτό τον λόγο οι κινητήρες που έχουν σχετικά υψηλή ταχύτητα περιστροφής έχουν συχνά δρομέα από μαλακό σίδηρο με λιγότερους πόλους από τον στάτη, ο οποίος είναι πάντα μονοπολικός. (Σχήμα 4). Τα τυλίγματα αυτά του κινητήρα είναι συνδεσμολογημένα το ένα μετά το άλλο και μερικές φορές είναι και οε ομάδες. Πΐνακας 1 Βηματικός κινητήρας Κύκλωμα ελέγχου σχετικά πολύπλοκο Δεν υπάρχει ανάγκη Η ανάδραση παίζει ουσιαστικό ρόλο ανάδρασης (Ανοιχτός βρόγχος ελεγχου) (Ποτενσιόμετρο, αποκωδικοποιητής, ταχογεννήτρια κ.τ.λπ. Ασχημος λόγος ισχύς/όγκο επομένως σχετικά μεγάλο Χωρίς ψήκτρες μικρές φθορές Καλά χαρακτηριστικά πεδιάσεως Σερβοιανητήρας DC Κύκλωμα ελέγχου απλό Καλός λόγος ισχύς/όγκο Μεγαλύτερες φθορές λόγο ύπαρξης ψηκτρών Για το σταμάτημα του απαιτείται φρένο. Σχήμα 1: Σχηματική παράσταση ενός διφασικού διπολικού κινητήρα. Η πολικότητα του μαγνητικού πεδίου αντισ τρέφ ετα ι με την αναστροφή του ρεύματος. Ορολογία Πριν αρχίσουμε με τις πρακτικές εφαρμογές των βημαηκών κινητήρων, θέλουμε να σας αναφέρουμε μερικά χαρακτηριστικό τους. Ο πίνακας 2 περιέχει τις πιο σημαντικές πληροφορίες χωρισμένες σε δύο κατηγορίες ηλεκτρική και μηχανική. Η επιλογή ενός βηματικού κινητήρα καθορίζεται αρχικά από τις μηχανικές απαιτήσεις. Τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά καθορίζουν την κατασκευή του ηλεκτρονικού τμήματος ε λέγχου. Μια σημαντική παράμετρος είναι η ταχύτητα μεταβολών δηλαδή η μέγιστη επιτρεπόμενη επιτάχυνση βημάτων η οποία εξαρτάται σε πολύ μεγάλο βαθμό από την στιγμιαία αδράνεια (ροπή αδράνειας) του ρότορα. Η σκέψη που πάμε να σας βάλουμε, είναι ότι στις πρακτικές εφαρμογές όσο περισσότερα είναι τα τμήματα που οδηγεί ένας βηματικός κινητήρας, τόσο αυξάνεται και η ροπή αδράνειας και επομένως μειώνεται η επιτάχυνση. Μια τυπική καμπύλη ροπής αδράνειας σε σχέ- 2 bipolar SO 79 2 Σχήμα 2: Σε έναν μονοπολικά βηματικό κινητήρα η αντισ τρ ο φ ή το υ μ α γνη τικο ύ πεδίου πραγματοποιείται με την μεταβίβαση του ρεύματο ς αε ένα δ εύτερ ο τύλιγμα πάνω στον ίδιο στάτη. 5-21

26 «. i t την ο υ χ ν ο Γ η ια υπ άρχει o to σχήμα 5. Βλεπετε ότι καθώς αυξάνει η συχνότητα η ροπή μειώνεται. Αυτό συμβαίνει επειδή στις υψηλές συχνότητες το ρεύμα που διαρρέει τον στάτη είναι μικρότερο (με αποτέλεσμα να δημιουργεί ασθενέστερο μαγνητικό πεδίο) λόγω του επαγωγικού χαρακτήρα που έχουν τα τυλίγματα του. Ετσι είναι αδύνατον να διακόπτουμε τα ρεύματα που διαρρέουν τον στότη απότομα (ούτε επίσης να τα ξεκινάμε). Συχνά δίνονται δύο χαρακτηριστικές καμπύλες ροπής αδράνειας σε σχέση με την συχνότητα: Η καμπύλη επιταχυνσεως (βήματα/δευτερόλεπτό) (pull-in) πρέπει να χρησιμοποιείται ό ταν το ηλεκτρονικό κύκλωμα οδήγησης του μοτέρ λειτουργεί οε σταθερή συχνότητα. Ενα μέρος της ροπής χρησιμοποιείται - πράγμα που Σχήμα 3: Η κατασκευή ενός Ρηματικού κινητήρα με υψηλή διαχωριστικάτητα. Τέσσερις στάτες αε ένα κέλυψος ελαφρά μετατοπισμένοι μ ε ταξύ τους (αριστερή πλευρά του σχήματος 3α). 0 δρομέας (δεξιά πλευρά) απ οτελείται επίσης απά τέσσερα συνεχόμενα τμήματα. Οι εικό νες 3b και 3ε δείχνουν λ ε π τομέρειες του πολλαπλού ατό τη και πολλαπλού δρομέα αντίστοιχα. 5-22

27 έπρεπε να περιμένετε - για να επιταχύνει το μοτέρ. Σημειώστε ότι αυτή η καμπύλη έχει νόημα μόνον για πραγματικά φορτία, όπως τριβής και περιστροφής. Αν το ίδιο το φορτίο έχει αδράνεια, απαιτείται ένα μέρος της δύναμης επιτάχυνσης για να την υπερνικήσει. Η καμπύλη ομαλής επιταχύνοεως (pull-out) έχει εφαρμογή σε περιπτώσεις μικρών επιταχύνσεων και επιβραδύνσεων. Η υπάρχουσα ροπή είναι μεγαλύτερη αλλά το ηλεκτρονικό κύκλωμα οδήγησης γίνεται κάπως πολυπλοκότερο. Σχήμα 4: ' Ενας Ρηματικός κινητήρας με πυρήνα από μαλακό σίδερο που είναι η καρδιά από ένα ρολόι με χρονισμό στους 50Ητ. Σχήμα 5: Χαρακτηριστική καμπύλη ροπής ως προς συχνότητα (ταχύτητα βηματισμού). Ηλεκτρονικό κύκλωμα οδήγησης Η χρήση των βηματικών μοτέρ γίνεται σχετικά δύσκολη από την ανάγκη γαι ένα ευέλικτο τροφοδοτικό που να δημιουργεί το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Πόντιος το κύκλωμα που θα παρουσιάσουμε δεν πρόκειται να παρουσιάσει δυσκολίες στους περισσότερους από εσάς. Η αρχή λειτουργίας του ηλεκτρονικού κυκλώματος οδήγησης των βηματικών κινητήρων φαίνεται στο οχήμα 6. Οι απαιτήσεις από το κύκλωμα οδήγησης ι σχύος εξαρτώνται από το αν το μοτέρ, είναι μονοπολικό ή διπολικό καθώς και από τον αριθμό των φάσεων που πρέπει να ελέγχει. Ενα πιθανό κύκλωμα για την οδήγηση μονοπολικων μοτέρ υπάρχει στο σχήμα 7α και είναι πολύ Πίνακας 2 Ονομα Ορισμός Μηχανικά Γωνία βηματισμού Περιστροφή της ατράκτου στην διάρκεια ενός βήματος π.χ. 360 /αριθμός βημάτων ανά περιστροφή Ροπή στρέψης επιβράδυνσης Μεγίστη ροπή πεδηοεως του δρομέα χωρίς να χάσει βήμα Ροπή στρέψης Το αποτέλεσμα περιστροφής μιας δύναμης Βαθμός επιτάχυνσης Pull-in rate Η συχνότητα εκκίνησης χωρίς χάσιμο βημάτων (βήματα/sec) Βαθμός επιβράδυνσης Pull- out rate ν 0 ρυθμός βηματισμού μετά μικρές επιταχύνσεις, (ομαλή επιτάχυνση) Ροπή αδράνειας (Σύμβολο: 1) Μέτρηση της αντίστασης που παρουσιάζει ένα σώμα σε γωνιακή επιτάχυνση. Ηλεκτρικά Μονοπολικά και διπολικά Αυτεπαγωγή (σύμβολο: L) Ωμική αντίσταση (σύμβολο: R) Μέγιστο ρεύμα «πάτου Τύπα τυλιγμάτων στάτου Καθορίζει το πλάτος του μέσου ρεύματος σε υψηλούς ρυθμούς βηματισμού σχετίζει το μαγνητικό πεδίο με το ρεύμα που το προκαλεί Καθορίζει το ρεύμα στάτου με τον δρομέα ακίνητο Καθορίζεται από την διάμετρο του σύρματος περιέληξης 5-23

28 Σχήμα 8: Το ραύμα οδήγησης αυξάνει την ροπή στις υψ ηλότερες τα χύτητες βηματισμού. απλό, μια και απαιτεί μόνον ένα τανζίστορ για κάθε τύλιγμα (γιαυτό και είναι πολύ δημοφιλές). Τα διπολικά μοτέρ πρέπει να ελέγχονται από γέφυρα, (για παράδειγμα τέσσερα τρανζίστορ ανά τύλιγμα), όπως φαίνεται στο δεξί μέρος του σχήματος 7β. Είναι επίσης δυνατό να χρησιμοποιηθούν μόνον δύο τρανζίστορ ανά τύλιγμα αλλά τότε χρειάζεστε συμμετρικό τροφοδοτικό (δείτε την δεξιά πλευρά του σχήματος 7β). Οπως είπαμε και προηγουμένως, με την αύξηση της συχνότητας το μέσο ρεύμα μέσω του στάτη μικραίνει, επειδή όταν το ρεύμα περνάει μέσα από αυτεπαγωγή χρειάζεται απλά χρόνο για να φτάσει στην κανονική του τιμή. Οσο υψηλότερη είναι η συχνότητα τόσο σημαντικότερος γίνεται αυτός ο χρόνος. Η χρήση οδήγησης με ρεύμα βελτιώνει κάπως την κατάσταση σε σχέση με την οδήγηση με τάση. Στο σχήμα 8 υπάρχουν μερικά πιθανά κυκλώματα για την αύξηση του μέσου ρεύματος στάτου. Στο 8α μία εν σειρά αντίσταση μειώνει την σταθερά χρόνου εκκίνησης, κάνοντας το φορτίο λιγότερο επαγωγικό. Φυσικά έτσι χάνουμε ένα μέρος της διαθέσιμης ισχύος. Ενας καλύτερος τρόπος, που ονομάζεται αντιστάθμιση RC, υπάρχει στο σχήμα 8β. Αυτό το κύκλωμα δημιουργεί φθίνουσες ταλαντώσεις και κρατάει τον συντελεστή απόσβεσης όσο το δυνατόν χαμηλότερο. Οι τιμές των R και C προδιαγράφονται από τον κατασκευαστή του μοτέρ. Η χρήση ενός τρανζίστορ σαν πηγής ρεύματος φαίνεται στο σχήμα 8c. Μπορούμε να πετύχουμε πολύ απότομες καμπύλες εκκίνησης, εφ' όσον είναι αρκετά υψηλή η τάση τροφοδοσίας. Σημειώστε ότι από την στιγμή που το ρεύμα σταματήσει να αυξάνει το τρανζίστορ δεν βρίσκεται στην πλήρη αγωγιμότητα και επομένως καταναλώνει περισσότερη ισχύ οπότε χρειάζεται και καλύτερη ψύξη. Μία πολύ καλύτερη πηγή ρεύματος υπάρχει στο σχήμα 8ά Οταν το ρεύμα φτάσει μια αρκετά υψηλή τιμή ο συγκριτής αποκόπτει το τρανζίστορ και το μαγνητικο πεδίο μειώνεται αργά μέσω της διόδου. Οταν το ρεύμα πέσει κάτω από την προκαθορισμένη τιμή ο συγκριτής ξαναοδηγεί το τρανζίστορ στην αγωγιμότητα. Σ' αυτή την λειτουργία το τρανζίστορ οπωσδήποτε δεν καταναλώνει πλέον την ισχύ που κατανάλωνε στο κύκλωμα του σχήματος 8c. Αν σκοπεύετε να ελέγχετε το βηματικό μο

29 t, ανάστροφο Ρημο για πέδηση t,: τελευτοιο βήμα εμπρός τέρ με υπολογιστή, το κύκλωμα οδήγησης μπορεί να συνδεθεί κατευθείαν σε μία πύλη εξόδου, οπότε μπορείτε πλέον να καθορίσετε από το πρόγραμμα πότε το μοτέρ πρέπει να κινείται προς τα εμπρός ή ανάποδα, σε ολόκληρα ή μισό βήματα. Επιπλέον μεταβάλοντας τον χρόνο μεταξύ των βημάτων θα έχετε μα πολύ καλή μέθοδο ρύθμσης της ταχύτητας. Επίσης μετρώντας τα βήματα, μπορείτε να παρακολουθείτε την θέση του αντικειμένου που οδηγείτε. Η σειρά διακοπών που χρειάζεται η μονάδα οδήγησης μπορεί να δημιουργηθεί και από ξεχωριστά λογικά κυκλώματα. Ο έλεγχος των τρανζίστορ εξόδου με ένα δισταθές R-S προλαβαίνει ανεπιθύμητες καταστάσεις όπως είναι η ταυτόχρονη οδήγηση στην αγωγιμότητα και των τεσσάρων τρανζίστορς από τα οποία αποτελείται μία γέφυρα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν επίσης και μερικές παραπάνω πύλες που θα ενεργοποιούν ή θα μηδενίζουν τον δισταθή και θα καθορίζουν την φορά περιστροφής. Ο έλεγχος της στιγμιαίας ταχύτητας επιτυγχάνεται με την συχνότητα επανάληψης των παλμών. Ο αριθμός των παλμών είναι ένα μέτρο της μετακίνησης (περιστροφής) του άξονα. Υπάρχουν αρκετά ολοκληρωμένα που κυκλοφορούν στην αγορά και είναι ειδικά σχεδιασμένα για τον έλεγχο βηματικών κινητήρων όπως το SAA1027, το L297 και L298, το TL376 και τα ULN , για να αναφέρουμε μερικά από αυτά. Πρακτικές συμβουλές Η χρήση βηματικών κινητήρων απαιτεί προσοχή σε μερικά σημεία. Πρώτα, ο επαγωγικός χαρακτήρας του στάτη: οι διακοπές και αποκαταστάσεις του ρεύματος στάτη προκαλούν μία τάση λόγω αυτεπαγωγής U = L.dl/dt η οποία μπορεί να είναι τόσο υψηλή που να καταστρέψει το ηλεκτρονικό κύκλωμα ελέγχου. Κάτι τέτοιο μπορούμε να το προλάβουμε χρησιμοποιώντας (για τα μονοπολικά τυλίγματα) διόδους προστασίας από αναστροφή τάσης (ελευθέρας ροής) (free-wheeling) και βαρίστορς,ή συνδέοντας διόδους ζένερ για τα διπολικά τυλίγματα. Μία άλλη δυσκολία είναι η απόκριση του δρομέα σε ένα μόνον βήμα: φτάνοντας στην νέα θέση «κλωτσάει» ξεπερνώντας το καθορισμένο σημείο επειδή γενικά τα βηματικά μοτέρ έχουν χαμηλή απόσβεση (βλέπε σχήμα 9α). Αυτό είναι ένα συνηθισμένο ενοχλητικό φαινόμενο που το συναντάμε σε αργούς ρυθμούς «βηματισμού». Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα βηματικά μοτέρ δεν μεταδίνουν ισχύ με γρανάζια Η φθορά που θα τους προξενούσε θα ήταν τέτοια που γρήγορα θα έμεναν χωρίς δόντια. Οι οδοντωτοί ιμάντες είναι ικανοποιητικά καλύτεροι λόγω της ελαστικότητάς τους, αλλά συχνά είναι καλύτερη η άμεση οδήγηση. Φυσικά είναι δυνατόν να βελτιωθεί η απόσβεση του μοτέρ. Αυτό μπορεί να γίνει μηχανικά, προσθέτοντας ροπή τριβής που θα κατανάλωνε ενέργεια, ή ηλεκτρικά αναστρεφοντας το πεδίο πριν ο βηματικός κινητήρας φτάσει στην νέα του θέση και πάλι βάζοντας το ορθά αμέσως μετά - βλέπε σχήμα 9β. Πάντως ο χρονισμός της τελευταίας μεθόδου είναι χειρότερος πονοκέφαλος. Τέλος η ακρίβεια βηματισμού εξαρτάται απο την ακρίβεια με την οποία οι στότες είναι τοποθετημένα μεταξύ τους - βλέπε σχήμα 3. Ευτυχώς που οι αποκλίσεις δεν προστίθενται Μετά από μερικά βήματα, ίσα αριθμητικά με τον αριθμό των σε σειρά φάσεων, οι διάφορες αποκλίσεις αλληλοεξουδετερώνονται. Αν θέλετε να τοποθετήσετε κάτι με μεγάλη ακρίβεια, χρησιμοποιώντας βηματικά κινητήρα πρέπει να προσπαθήσετε να κάνετε τον αριθμό των βημάτων ανάμεσα στο σημείο αναφορας και το επιθυμητό σημείο ίσο με ολόκληρο τον αριθμό των στατών. Για άλλες λεπτομέρειες θα χρειαστείτε βέβαια να ανοίξετε τα βιβλία σας των ηλεκτρονικών μηχανών. Ν Σχήμα 9: α) -Η αποσ&ενημενη ταλάντωση του δρομέα γύρω από την νέα του θέση, β) βάζοντας το μοτέρ -ανάποδα» την κατάλληλη στιγμή η ρύθμιση γίνεται Καλύτερη. Σχήμα 10: Ε ξω τερικά μπορούμε να ξεχω ρίσουμε ένα βηματικά κινητήρα από ένα κοινά, απά τον μεγάλο αριθμό καλω δίων σ υ ν δ έ σ ε ις (4...16). 5-25

30 Η επικοινωνία με τον έξω κόσμο είναι ξωτική για ένα υπολογιστή, αλλά οι περισσότερες πληροφορίες απ' αυτόν τον έξω κόσμο είναι αναλογικής μορφής, δηλαδή μεταβάλλονται συνεχώς αντί ν αποτελούν μία σειρά δυαδικών ψηφίων, που μπορούν να επεξεργαστούν απ' ευθείας από τον υπολογιστή. Το αναλογικό σήμα πρέπει λοιπόν να μετατραπεί σε αντίστοιχο ψηφιακής μορφής, από τον μετατροπέα A /D που παρουσιάζουμε εδώ. Η πλακέττα του μετρατροπέα μας συνεργάζεται πολύ καλά, με τον "γενικό αγωγό δεδομένων εισόδου εξόδου" (I/O bus) που περιγράφουμε σε άλλο σημείο αυτού του τεύχους. Ο μετατροπέας αποτελείται από ένα μόνο 1C μετατροπής A /D. η είσοδος του οποίου συνδέεται μέσω προγράμματος προς ένα από τα οκτώ αναλογικά άκρα εισόδου της πλακέττας. Η λειτουργία είναι απλή και πραγματοποιείται μέσω BASIC, με μία μόνο εντολή PEEK και POKE. Αναλογική είσοδος για υπολογιστές η σύνδεση με rov εξωτερικό κόσμο Η μορφή του μετατροπέα A/D είναι πολύ απλή με άριστες επιδόσεις. Η πλακέττα έχει οκτώ αναλογικές εισόδους. Με την εντολή PO KE της BASIC γίνεται η επιλογή μιας από τις οκτώ ακίδες εισόδου, η οποία στη συνέχεια συνδέεται στην είσοδο του 1C μετατροπής A/D. Η ίδια εντολή χρησιμεύει για να ξεκινήσει την διαδικασία μετατροπής του αναλογικού σήματος σε ψηφιακό. Υστερα απ' αυτό, τα ψηφία της μετατροπής μπορούν να εξαχθούν με μια εντολή PEEK, για να επακολουθήσει η επεξεργασία τους στον υπολογιστή. Το 1C μετατροπής αναλογικού σε ψηφιακό (A/D) To ADC0804 της National Semiconductor είναι ένας οκταψήφιος μετατροπέας A/D που λειτουργεί με την μέθοδο διαδοχικών προσεγγίσεων. Σχεδιάστηκε ειδικά για χρήση με μικροεπεξεργαστές, για τούτου και έχει οκτώ εξόδους δεδομένων, που μπορούν επίσης να μεταχθούν σε κατάσταση υψηλής αντίστασης. Οι οκτώ έξοδοι συνεπάγονται διακριτικότητα μετατροπής 2* = 256 βημάτων. Στην μέθοδο των διαδοχικών προσεγγίσεων, η 5-26

31 τάση εισόδου συγκρίνεται, με μια τάση αναφοράς που προσεγγίζει με δυαδικά βήματα την τάση εισόδου με αυξανόμενη συνεχώς ακρίβεια. Επομένως το 1C χρησιμοποιεί κλιμακωτό δικτύωμα (ladder network) αντιστάσεων (R, 2R...nR - Οπου π = πολλαπλάσιο του 2) και μια τάση αναφοράς Viet Αρχικά συγκρίνεται η μισή τάση αναφοράς με την τάση εισόδου Vi π. Αν Vln 1/2Vrei, η πρώτη έξοδος (μεγαλύτερης τιμής εξόδου) γίνεται λογικό 0 και η τάση αναφοράς μειώνεται στο 1/4 Viet, το οποίο και πάλι συγκρίνεται με την Vin. Αν Vin 1/2V«i, η μεγαλύτερης τιμής έξοδος γίνεται λογικό 1 και η τάση αναφοράς αυξάνεται στα 3/4V iet Ανάλογα με το αποτέλεσμα, η τάση αναφοράς μειώνεται ή αυξάνεται κατά 1/8Viei στο επόμενο βήμα, κατά 1/16Viei στο μεθεπόμενο και στην συνέχεια με όμοιο τρόπο, μέχρι που και οι οκτώ έξοδοι να πάρουν κάποια τιμή 1ή 0. Το λειτουργικό διάγραμμα του ADC0804 φαίνεται στο Σχήμα 1. Η τάση που παρέχεται από το δικτύωμα R-2R δημιουργείται με ενσωματωμένους στο IC αναλογικούς διακόπτες. Στην αρχή εξετάζεται το περισσότερο σημαντικό ψηφίο (MSB) και ύστερα από οκτώ συγκρίσεις (64 παλμοί χρονισμού), οι οκτώ έξοδοι της κλίμακας αντιστάσεων έχουν ένα ψηφιακό κώδικα που αντιπροσωπεύει την τιμή (στάθμης) του σήματος εισόδου (σε πλήρη ένδειξη θα έχουμε ). Ο κώδικας αυτός μεταφέρεται στους απομονωτές εξόδου και ταυτόχρονα δίνεται ένα σήμα διακοπής (INTERRUPT) μέσω του φλιπ-φλοπ INTR. Υπάρχουν δυο είσοδοι μέσω των οποίων μπορεί να ενεργοποιηθεί ο μετατροπέας: WR και CS. αλλά πρώτα θα πρέπει να γίνει επιλονή του 1 IC, με λογικό 0 στη CS. Οταν η είσοδος WR γίνεται από λογικό 1, 0, μηδενίζονται οι ενσωματωμένοι στο IC εφεδρικοί καταχωρητές SAR. Εφόσον οι CS και WR παραμένουν λογικό 0, ο μετατροπέας παραμένει μηδενισμένος. Η διαδικασία μετατροπής δεν ξεκινάει προτού περάσουν κύκλοι χρονισμού ύστερα από την μετάβαση σε λογικό 1 τουλάχιστον μιας από αυτές τις εισόδους. Η κατάσταση μηδενισμού (τα CS και WR σε λογικό 0) συνεπάγεται τα ακόλουθα: Το φλιπφλοπ έναρξης γίνεται λογικό 1, οπότε μηδενίζεται το φλιπ-φλοπ διακοπής (interrupt). Η έξοδος Q του D-φλιπ-φλοπ FF1 γίνεται «1». Αυτή η λογική στάθμη εφαρμόζεται στην είσοδο του οκταψήφιου ολισθητή ύστερα από ένα παλμό χρονισμού, επίσης δε kcu. στην είσοδο της πύλης AND G1. Η G1 συνδυάζει το «1» με το σήμα χρονισμού και παράγει ένα σήμα μηδενισμού για το φλιπ-φλοπ της έναρξης. Οταν, στη συνέχεια, επιβληθεί λογικό 1 σε μία από τις εισόδους 5 και το φλιπ-φλοπ έναρξης μηδενίζεται, οπότε ο ολισθητής δέχεται το «1» από το FF1 και αρχίζει η διαδικασία μετατροπής. Αφού το «1» έχει πλέον περάσει μέσα από τον ολισθητή (shift register), εμφανίζεται στην έξοδο Q του ίδιου δείχνοντας ότι η μετατροπή μπορεί να σταματήσει. Το «1» αυτό εξασφαλίζει επίσης, μέσω της πύλης AND G2 ότι οι ψηφιακές στάθμες περνούν στους απομονωτές εξόδου (output latches). Στον επόμενο παλμό χρονισμού. το «1» περνάει στο D-φλιπ-φλοπ FF2, που με την οειράτου ενεργοποιεί το φλιπ-φλοπ διακοπής INTR FF, οπότε η έξοδος INTR γίνεται λογικό «0» μέσω ενός αναστροφέα. Για την ανάγνωση των δεδομένων, ο συνδυα- Σχήμα 1: Το λειτουργικό δ ι άγραμμα του IC μετατροπής αναλογικού σήματος οε ψηφιακά. N ot 1: CS shown twice lor clarity N ot 2: SAR * Successive Approxim ation Register. 5-27

32 σμός cs/rd εξασφαλίζει τον μηδενισμό του INTR FF και την εμφάνιση των δεδομένων στους απομονωτές εξόδου. Οι έξοδοι αυτοί είναι κανονικά σε κατάσταση υψηλής αντίστασης. Περιγραφή του κυκλώματος Η καρδιά του μετατροπέα είναι φυσικά το IC1, που φαίνεται στο Σχήμα 2. Η R4 και ο C2 καθορίζουν την συχνότητα χρονισμού στον ενσωματωμένο στο IC1 ταλαντωτή. Η είσοδος WR (ακίδα 3) συνδέεται απ' ευθείας στο άκρο R/W του αγωγού δεδομένων I/O. Η είσοδος CS (ακίδα 1) οδηγείται μ' ένα συνδυασμό του Φ2 και του SS (slot select - επιλογή υποδοχής) μεσω των πυλών Ν2 και Ν3. Το σήμα &D για την ακίδα 2 λαμβάνεται από το σήμα F1/W μέσω του αναστροφέα Ν1. Η είσοδος του IC1 (ακίδα 6) οδηγείται από την έξοδο (ακίδα 3) του οκτακαναλικού πολυπλέκτη IC3. Οι είσοδοι του IC3 (ακίδες 1...8) δέχονται αναλογικά σήματα πλάτους 0...5V. Το ποιο απ' αυτά τα σήματα συνδέεται στο IC1 καθορίζεται από το τετραψήφιο μάνδαλο IC2. To IC2 συνδέεται μέσω των γραμμών δεδομένων D0...D2. Και δέχεται τους παλμούς χρονισμού από το άκρο Φ2 μέσω του αναστροφέα Ν4. Η τάση αναφοράς παρέχεται από την ζένερ D1 και τον τελεστικό ενισχυτή με JFET IC5. Η δίοδος αναφοράς LM 336 μπορεί ν' αντικατασταθεί από μια κοινή δίοδο ζένερ 1,8...2,2V, οπουδήποτε δεν ενδιαφέρει η άριστη συμπεριφορά του κυκλώματος. Κατασκευή Αν ο μετατροπέας κατασκευαστεί στην πλακέττα του σχήματος 3, δεν θα πρέπει να υπάρξουν προβλήματα. Χρήση του μετατροπέα A/D Πριν βάλετε σε χρήση τον μετατροπέα, είναι ουσιώδες να διαβάσετε το άρθρο γενικός αγωγός δεδομένων I/O (universal I/O bus) που υπάρχει σ' άλλο σημείο τούτου του τεύχους. Ο μετατροπέας τοποθετείται οε μία απο τις σχισμές (slots) του αγωαγού I/O. Ανάλογα με την υποδοχή που επιλέχθηκε και την θέση των διακοπτών αποκωδικοποίησης διευθύνσεων, ο μετατροπέας μπορεί να τοποθετηθεί σε 4 δεδομένες διευθύνσεις. Κατ' αρχήν με την βοήθεια ενός ψηφιακού βολτόμετρου, ρυθμίστε την τάση στο U te i/2 στα 2,5 V ακριβώς, μέσω του Ρ1. Ετσι, η περιοχή τάσεων εισόδου θα είναι V. Οπουδήποτε χρειάζεται διαφορετική περιοχή τάσεων εισοδου. η τάση αναφοράς θα πρέπει να τροποποιηθεί κατ' αντιστοιχία. Η τάση της ζένερ πρέπει πάντα να είναι λίγο μικρότερη από το μισό της επιθυμητής περιοχής τάσεων. Αν με αυτές τις συνθήκες είναι αδύνατη η ρύθμιση του Ρ1 για Vrei/2, αυξήστε την τιμή της R2. Με μια εντολή POKE, γράψτε ένα αριθμό μεταξύ 0 και 7 σε μία από τις τέσσερεις διευθύνσεις της σχετικής υποδοχής (slot). Ε τσι επιλέγεται μία από τις οκτώ εισόδους και αρχίζει η διαδικασία μετατροπής. Στην συνέχεια, με μια εντολή PEEK, τα ψηφία μπορούν να εξαχθούν από μία από τις τέσσερεις διευθύνσεις. Δεν χρειάζεται πρόσθετος βρόχος α ναμονής (waiting loop) κατά την μετατροπή, επειδή η BASIC είναι τόσο αργή, που ο χρόνος των 10Ομς που απαιτείται για την μετατροπή είναι πολύ μικρός σε σχέση με τον χρόνο εκτέλεσης των εντολών PEEK και POKE. Με μερικές πηγές αναλογικού σήματος ίσως χρειαστεί να παραταθεί κάπως η διαδικασία Αν, για παράδειγμα, η πηγή που συνδέεται στις εισόδους του πολυπλέκτη έχει υψηλή εσωτερική αντίσταση, θα χρειαστεί κάποιος χρόνος (μιλάμε σχετικά πάντα) πριν εμφανιστεί το σήμα στην ακίδα 6 του μετατροπέα. Η καθυστέρηση οφείλεται στην σταθερά χρόνου που σχηματίζει η εσωτερική υψηλή αντίσταση της πηγής με τη χωρητικότητα εισοδου του IC1. Η μικρή αυτή δυσκολία αντιμετωπίζεται δίνοντας δύο διαδοχικές εντολές POKE προς τον μετατροπέα A/D, πριν την εντολή PEEK. Η Σχήμα 2: Το κύκλωμα του μετατροπέα A/D. 5-28

33 Κατάλογος υλικών Αντιστάσεις: R1 = 2κ2 R2 = 100Q R3 = 4κ7 R4 = ΙΟκ Ρ1 = ποτεναομετρο 500Q. πολύστροφο. κατσαβιδιού Πυκνωτές C1 = 10U/16V C2 = 150ρ C3...C5 = 100η Ημιαγωγοί D1 = LM V (βλεπε κείμενο) IC1 = ADC0804 IC2 = 74LS 173 IC3 = 4051 IC4 = 74LSOO IC5 = LF 356 Διάφορά: συνδετήρας 21 επαφών για πλακεττα. ανεστραμενης διάταξης. προς συνδετήρα 9 επαφών για πλακεττα. ανεστραμμένης διάταξης DIN πλακεττα EPS Σχήμα 3: Η πλακεττα του μετατροπέα A /D. Οπως φαίνεται στην φωτογραφία 2. η πλακεττα προσαρμόζει σε μία από τις υποδοχές του γενικού αγωγού δεδομένων I/O. 5-29

34 Κονσόλα αυτοκινήτου δ ε ίχ ν ει τα σ η μ α ν τικ ό τερ α πράγματα που πρέπει να π αρακολουθεί ο οδηγός. Μια πιθανή ονομασία γιαυτό το κύκλωμα θα ήταν το πολύμετρο του οδηγού» και ξεκινήσαμε την κατασκευή του βλέποντας την αδιαφορία των κατασκευαστών αυτοκινήτων για τις ανάγκες του σημερινού οδηγού. Σε πείσμα των πολυδιαφημισμένων υπολογιστών αυτοκινήτου (που είναι στην κυριολεξία πανάκριβοι) πολύ λίγα αυτοκίνητα έχουν στροφόμετρο και ακόμα λιγότερα αμπερόμετρα για την φόρτηση των μπαταριών, ενώ σχεδόν κανένα δεν έχει μετρητή καταναλώσεως καυσίμου. Οποιοσδήποτε συνετός οδηγός ξέρει πόσο σημαντικές είναι αυτές οι πληροφορίες. Πολύ σημαντικότερες από αυτές που δίνει το ταχύμετρο. Αυτά τα όργανα έχουν μακρυά παράδοση σαν πρόσθετες μονάδες που διατίθενται από τα καταστήματα ειδών αυτοκινήτων, αλλά ποτέ μέχρι τώρα δεν έχουν εμφανιστεί συνδιασμένα σε μία μονάδα. Αυτή η συσκευή παρακολούθησης είναι ένα όργανο γενικής χρήσης, για το οποίο όμως δεν μπορούμε να ισχυριστούμε ότι είναι πραγματική επανάσταση. Γι' αυτό τον λόγο αποφεύγουμε να το «λιβανίσουμε» και αντίθετα προσπαθούμε να απαντήσουμε σε μερικές ουσιαστικές ερωτήσεις. Η συσκευή μας δίνει μία ένδειξη της κατανάλωσης σε λίτρα ανά ώρα Για μερικούς θα φαινόταν λιγότερη η ένδειξη σε χιλιόμετρα ανά λίτρο, αλλά υπάρχουν αρκετοί σοβαροί λόγοι που απορίψαμε αυτό τον τύπο ένδειξης. Οποιαδήποτε μέτρηση που έχει σχέση με απόσταση, είτε αυτή είναι χιλιόμετρα είτε μιλιά, χρειάζεται μια λήψη από το καλώδιο του ταχύμετρου. Κάτι τέτοιο είναι δύσκολο, ενώ στις περισσότερες περιπτώσεις είναι απλά αδύνατον. Η ένδειξη σε λίτρα ανά ώρα (στην οποία είναι πολύ εξοικειωμένοι οι πιλότοι) πετυχαίνεται με ένα κύκλωμα αρκετά φτηνό, πράγμα για το οποίο σίγουρα δεν διαφωνεί κανένας Η ένδειξη σε λίτρα προτιμήθηκε. αντί οποιοσδήποτε άλλης, γιατί όταν αγοράζετε βενζίνη πληρώνετε για λίτρα. Η συσκευή μας δεν είναι ένας υπολογιστής ταξιδιού και το ξεκαθαρίζουμε. Ο κυριότερος λόγος είναι αυτός του κόστους. Τα ηλεκτρονικά τα οποία υπάρχουν σ' αυτές τις κατασκευές είναι γνωστά στους ερευνητές μας. Πάντως οι κεφαλές ανάγνωσης και τα άλλα απαραίτητα 5-30

35 εξαρτήματα είναι πολύ ακριβά και δημιουργούν άλλου είδους προβλήματα και εξαπίας τους μια τέτοια κατασκευή δεν θα μας δικαίωνε. Κατανάλωση καυσίμου Για το τμήμα του στροφόμετρου δεν χρειάζονται και πολλές-πολλές εισαγωγές επειδή έ χουμε ήδη δημοσιεύσει μία παρόμοια κατασκευή στο προηγούμενο τεύχος. Ο δείκτης της μπαταρίας δεν χρησιμοποιεί κάποιο ολοκληρωμένο κύκλωμα. Δεν το χρειάζεται να γίνει και καμία εισαγωγή γιαυτόν. Η κατανάλωση καυσίμου σ' ένα αυτοκίνητο εξαρτάται από έναν αριθμό παραγόντων. Οπως δείχνουν οι καμπύλες του σχήματος 1, ένας από τους σημαντικότερους είναι σχέση ανάμεσα σπς στροφές της μηχανής, την ροπή στρέψης και την ισχύ. Η κλίση της καμπύλης κατανάλωσης αυξάνεται απότομα από την στιγμή που α στροφές της μηχανής ξεπεράσουν ένα πολύ σημαντικό σημείο που λέγεται ταχύτητα μέγιστης ροπής στρέψης. Στην μέγιστη ροπή στρέψης η μηχανή δουλεύει με την μεγαλύτερη δυνατή απόδοση, ενώ μετά από αυτό το σημείο η λειτουργία της γίνεται λιγότερο οικονομική (για την ακρίβεια «ανοικσνόμητη»). Οι καμπύλες του σχήματος 1b δείχνουν την σημασία των καμπύλών του σχήματος 1α. Αυτό το διάγραμμα είναι στην πραγματικότητα ένα παράδειγμα για την κατανάλωση ενός αυτοκινήτου για τις διάφορες ταχύτητες. Η πρώτη ταχύτητα πρέπει να έχει πολύ χαμηλή σχέση στροφών ώστε να υπερνικήσει την αδράνεια του αμαξώματος (η αδράνεια είναιη αντίδρασή του στην κίνηση), πράγμα που την κάνει πολύ αντιοικονομική. Αυτό μας δίνει μία εξήγηση για το ότι ο δείκτης κατανάλωσης καυσίμου στην τελευταία BMW είναι βαθμονομημένος ανά 2 λίτρα από τα 2 έως τα 30 λίτρα ανά 100Κπί. Το οικονομικό κομμάτι των γραφικών παραστάσεων για τις τρεις πρώτες σχέσεις είναι απόλυτα γραμμικό και έτσι φαίνεται καθαρά πότε πρέπει να αλλάξετε ταχύτητα. 1a Σχήμα 1α: Οι τυπικές καμπύλες μιας μηχανής αυτοκινήτου. Είναι προφανές ό τι η μέγιστη ροπή στρέψης και η μέγιστη ιοχύ εμφ α νίζοντα ι σε διαφ ορετικές τα χύτητες περιστροφής. Ο « ΐ βοοο ψ Ιτροαες μηχαντίς ( στρ / λεπτό) »0 120 iso I 150 Φ Ταχύτητα (Km/h) » 1 b Σχήμα 1b: Οι καμπύλες που δείχνουν τη ν σχέση μεταξύ της κατανάλωσης καυσίμου και της ταχύτητας που έ χουμε στο κιβώτιο ταχυτήτων. ΤαχϋτηΥα αυτοκινήτου (Km/h b 5-31

36 Το λειτουργικά διάγραμμα Τα τρία λειτουργικά διαγράμματα του σχήματος 2 δείχνουν τα υποτμήματα των διαφόρων τμημάτων του κυκλώματος. Μια και είναι τόσο απλά μην σας προκαλεί έκπληξη που πηγαίνουμε κατευθείαν στο... Ηλεκτρονικό κύκλωμα Τα υποτμήματα του κυκλώματος ξεχωρίζουν μεταξύ τους στο σχήμα 3 με διακεκομμένες γραμμές. Αυτό μας διευκολύνει στο να ασχοληθούμε μαζί τους οαν να πρόκειται για ξεχωριστές μονάδες και να τις αναλύσουμε μία-μία ξεκινώντας από την απλούστερη. Ένδειξη φόρτησης μπαταριών Η καρδιά αυτού του κυκλώματος είναι ένα TCA 965, ένας διευκρινιστής πλαισίου ειδικό κατασκευασμένο για εφαρμογές τέτοιου ε ί δους. Ο λόγος χρησιμοποίησης αυτού του ολοκληρωμένου είναι προφανής όταν σας πούμε ότι αυτό το κύκλωμα δείχνει την κατάσταση της μπαταρίας του αυτοκινήτου όχι με κάποιον αριθμό αλλά σαν ένα σημείο κάπου μεταξύ του μέγιστης και της ελάχιστης τιμής. Το «πλαίσιο» του TCA 965 όπως θα καταλάβατε ψάχνει αυτή την περιοχή. Η τάση εισόδου οδηγείται στην ακίδα 8 του IC4 το οποίο στην συνέχεια την συγκρίνει με την μέγιστη και την ελάχιστη τιμή. Αυτά τα δύο όρια, πάνω και κάτω, τροφοδοτούν τις ακίδες 6 και 7 και ρυθμίζονται από τα ποτενσιόμετρα κατσαβιδιού Ρ3 και Ρ4. Το αποτέλεσμα της σύγκρισης είναι το πότε η τιμή εισόδου είναι μεγαλύτερη, μικρότερη, ή μεταξύ των τιμών αναφοράς. Αυτές οι τρεις καταστάσεις εμφανίζονται στην συνέχεια από τα LEDs D3..D5. Οι στάθμες αναφοράς για το 104 παίρνονται από την εσωτερική πηγή τάσης αναφοράς (εμφανίζεται στην ακίδα 10) και υποβιβάζεται στα επιθυμητά επίπεδα με διαιρέτες τάσης (τα ποτενσιόμετρα κατσαβιδιού Ρ3 και Ρ4). Οι δύο τάσεις που διαλέξαμε δίνουν U6 = 14,5V και U7 = 11,5V. Η τάση εισόδου γίνεται αποδεκτή μόνον όταν βρίσκεται μεταξύ Ο και 6V και επομένως μόνον ένα μέρος της τάσης μπορεί να οδηγηθεί στην ακίδα 8. Οι τιμές που διαλέχτηκαν για τις αντιστάσεις R18 και R19 μας δίνουν μεταξύ της τάσης τροφοδοσίας και αυτής που. μετριέται πάνω στην ακίδα 8 έναν λόγο 4:1. To TCA965 συγκρίνει αυτή την τάση εισόδου με τις στάθμες αναφοράς και μας δίνει την ανάλογη ένδειξη. Αν η τάση εισόδου είναι μεγαλύτερη από το άνω όριο, η ακίδα 2 οδηγείται σε υψηλή λογική στάθμη, ενώ αν είναι μικρότερη από το κάτω όριο, σε υψηλή λογική στάθμη οδηγεται η ακίδα 13. Τάσεις εισόδου που βρίσκονται μέσα στο πλαίσιο που ορίζουν οι δύο στάθμες αναφοράς, οδηγούν σε υψηλή λογική στάθμη την ακίδα 14. Αν η τάση της μπαταρίας είναι ακριβώς 11,5 ή 14,5V, οι αντιστάσεις R20 και R21 προστατεύουν τα αντίστοιχα LED από το αναβόσβησμα. Οι τρεις έξοδοι του ολοκληρωμένου, τις οποίες έχουμε ήδη αναφέρει, είναι έξοδοι ανοιχτού συλλέκτη, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να συνδεθούν απ' ευθείας πάνω σε LED. Το στροφόμετρο Η τάση που πέρνουμε από το πηνίο του πολλαπλασιαστή - το πρωτεύον - τροφοδοτεί το τρανζίστορ Τ1 μέσω του διαιρέτη τάσης R9/R10, ο οποίος λειτουργεί σαν προστασία από τις πολύ υψηλές τάσεις που προκαλούνται από το άνοιγμα των πλατινών. Η υπόλοιπη τάση οδηγείται σ' έναν μονοσταθή που αποτελείται από τα τρανζίστορς Τ1 και Τ2. Οι παλμοί τους οποίους παράγει έχουν σταθερό πλάτος, που καθορίζεται από τις τιμές των R14 και C10. Η συχνότητα των παλμών είναι απόλυτα ανάλογη με την ταχύτητα περιστροφής της μηχανής και επομένως ανάλογο είναι και το αποτέλεσμα της μέσης τάσης. Το ποτενσιόμετρο κατσαβιδιού Ρ2 επιτρέπει σε ένα μέρος αυτής της τάσης, που εμφανίζεται πάνω στον συλλέκτη του Τ2, να τροφοδοτήσει το Σχήμα 2: Το τριπλό λειτουργικό διάγραμμα μας δείχνει τα τρία τμήματα του κυκλώματος, είναι: α ο δείκτης κατάστασης της μπαταρίας be το στροφόμετρο C: ο δείκτης κατανάλωσης. Θ 5-32

37 3 (a> i «vs ( > 11V : rad 0 3 : graan Μ ετρητής κατανάλωσης καυσίμου R13 R15 Σχήμα 3: Σ το ηλεκτρ ο νικό διάγραμμα φαίνονται καθαρά τα τρία υποτμήματα. Το καθένα μόνο του είναι α- πλούοτατο, αλλά συνδιαομένα και τα τρία φτειάχνουν μια πολύ αξιόλογη μονάδα. Μετρητής κατανάλωσης καυσίμου Η ύπαρξη του επαγωγικού αισθητηρίου JG έκανε δυνατή την πραγματοποίηση αυτού του κομματιού της κατασκευής μας. Το αισθητήριο, όπως μπορείτε να δείτε και στο σχήμα 3, συνδέεται στα σημεία Α και Β του κυκλώματος. Το καύσιμο περνάει μέσα από το αισθητήριο προκαλώντας την περιστροφή μιας φτερωτής που βρίσκεται μπροστά από μία μαγνητική κεφαλή. Η έξοδος της κεφαλής είναι ένα ημιτονικό σήμα που το πλάτος του είναι ανάλογο της ταχύτητας περιστροφής της φτερωτής. Αυτό το σήμα οδηγείται συμμετρικά στις εισόδους ενός συγκριτή τάσης με κύκλωμα σκανδαλισμού Schmitt, ο οποίος εξαφανίζει οποιοδήποτε παρασιτικό σήμα που θα τύχει να δημιουργήσει η μηχα σήματα εκατό φορές μικρότερα από αυτό που θα μπορούσε να διαβάσει ένα -10C για παράδειγμα. Το ημιτονκό σήμα χαμηλής συχνότητας που εμφανίζεται στην είσοδο, μετατρέπεται σε τετραγωνική παλμοσειρά. Αυτό το σήμα εξόδου το πέρνουμε από την ακίδα 7 του IC1 και το οδηγούμε στην είσοδο Β ενός 74LS121 που είναι ένας μη επανασκανδαλιζόμενος μονοσταθής πολυδονητής. Ο σκανδαλισμός εμφανίζεται όταν η τάση εισόδου περάσει από μία συγκεκριμένη στάθμη και δεν εξαρτάται κατευθείαν από το εύρος του παλμού (Με αυτό τον τρόπο το κύκλωμα γίνεται κυριολεκτικά αναίσθητο στα παράσιτα). Αυτός ο τρόπος σκανδαλισμού είναι εξαιρετικά σταθερός ακόμα και όταν η μεταβολή της τάσης που τροφοδοτεί την είσοδο Β είναι τόσο μικρή όσο 1V/sec, εξαιτίας του σκαν- 5-33

38 Κατάλογος υλικών Αντιστάσεις R1. R2. R14 = 47κ R3. R4 = 100κ R5 R13 = 220Q R6 = 4κ7 R7 = 27κ R8. R9. R20 = 10κ R12 = 5κ6 R15 = 47ΟΩ R16 = 3κ3 R18 = 8κ2 R19 = 2κ7 R21 = 100Ω R22. R24 = 56ΟΩ Ρ1 = ποτενσιόμετρο κατσαβιδιού ΙΟΟκ Ρ2 = πστενοιομετρο κατσαβιδιού 500Ω Ρ3. Ρ4 = ποτενσιόμετρο κατσαβιδιού 10κ Πυκνωτές C1. C2 = 10pF/6V C3, C4. C10. C12 = 100ηΡ C5 = 22nF C6 «820nF C7 = 1 pf/6v C8, C9. C11 = 100pF/6V Ημιαγωγοί D1. D2 = 1N4148 D3 = LED πράσινο D4. D6 = LED κόκκινο IC1 = 311 (σε συσκευασία DIL 8 ακίδων) IC2-74LS121 IC3 = 7805 IC4 = TCA διάφορα Αισθητήριο ροής. Sem itronic ( παλμοί/λίτρο) Μ1, M2 = όργανο κινητού πηνίου 50μΑ για πλήρη απόκλιση Θωρακισμένο καλώδιο τεσσάρων αγωγών (4 χ 2,5mm) Π λακέττα Σχήμα 4: Η πλακάτα απλοποιεί πολύ την κατασκευή, δ ίνει επίσης μια ποιο επαγγελματική όψη στην όλη κατα σ κευή που δια φ ορετικά δ εν θα μπορούσατε να πετύχατε. δαλισμού Schmitt. Ενα ολοκληρωμένο κύκλωμα σταθεροποίησης εξασφαλίζει την σταθερότητα στην διάρκεια του παλμού εξόδου, ο οποίος είναι σχεδόν τελείως αδιάφορος στις μεταβολές της τάσης τροφοδοσίας και της θερμοκρασίας. Η διάρκεια του παλμού ορίζεται από την σχέση Τ = 0,7Cexi Rr. Η έξοδος Q του μονοσταθούς βγάζει συνέχεια παλμούς με την ίδια χρονική διάρκεια οι οποίοι όμως χωρίζονται μεταξύ τους με διαφορετικές παύσεις. Ετσι η μέση τάση που παράγεται από αυτούς είναι μεταβλητή. Επειδή ο C6 έχει πολύ μεγάλη χωρητικότητα ο μονοσταθής δεν επηρεάζεται από τις μεταβολές της θερμοκρασίας. Το σήμα εξόδου του μονοσταθούς οδηγείται στο βαθυπερατό φίλτρο R8/C9 και ο μέοη τιμή της τάσης η οποία αναπτύσσεται πάνω στον πυκνωτή από τις παλμοσειρές, οδηγείται το όργανο κινητού πηνίου Μ1, που μας δίνει την ένδειξη. Το ρεύμα που περνάει μέσα από το όργανο ρυθμίζεται από το ποτενσιόμετρο κατσαβιδιού Ρ1. Την απαραίτητη τάση για την τροφοδοσία του κυκλώματος την πέρνουμε από την μπαταρία του αυτοκινήτου. Το στροφόμετρο και ο μετρητής καυσίμου χρειάζονται σταθερή τάση +5V την οποία πέρνουν μέσω του IC3. Τον δείκτη φόρτησης της μπαταρίας τον συνδέουμε κατευθείαν πάνω της, για να μπορεί να κάνει σωστά την δουλειά του. Λοιπόν, είπαμε πολλά γύρω από την θεωρία του κυκλώματος- καιρός να πάμε σε πρακτικότερα θέματα. Κατασκευή και εγκατάσταση Η πλακέτα που υπάρχει στην εικόνα του σχήματος 4 μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σίγουρα θα σας ευκολύνει πολύ στην κατασκευή. Για την κατασκευή δεν χρειάζεται να πορθούν ιδιαίτερες προφυλάξεις. Τα σημεία που γίνονται συνδέσεις μεταξύ πλακέτας και υλικών εκτός πλακέτας και μακρυά από όλο το κύκλωμα έχουν σημειωθεί. Τα δύο όργανα συνδέονται στα σημεία K-D5-4-3, το αισθητήριο ροής στα σημεία Α και Β, η τάση της μπαταρίας στα σημεία + και 0 και τέλος οι πλατίνες εκεί που υπάρχει το λευκό βέλος. Αν το προτιμάται βάλτε σε όλα αυτά τα σημεία ακίδες για συγκόλησης ακροδεκτών. Πριν τοποθετήσετε τα ολοκληρωμένα 1, 2 και 4 συνδέστε την μπαταρία και κοιτάξτε αν λειτουργεί σωστά ο σταθεροποιητής IC3 μετρώντας την τάση στην ακίδα 14 της βάσης του IC2. Αν αυτός λειτουργεί σωστά πρέπει να μετρήσετε +5V. Βάλτε την κινητή επαφή όλων των ποτενσιομέτρων κατσαβιδιού στην μέση της διαδρομής και τοποθετήστε τα ολοκληρωμένα (προηγουμένως αποσυνδέστε την μπαταρία) Συνδέστε στην πλακέτα τα όργανα και τα LED χρησιμοποιώντας κοντά κομμάτια καλωδίου, ι Χρησιμοποιώντας 4-πολικό θωρακισμένο καλώ-

39 5 διο κάντε τις πεντε συνδέσεις στα σ η μεία Α και Β, στις πλατίνες και στην μπαταρία. Η θωρακιση του καλωδίου χρησιμοποιείται για την σύνδεση του 0 της πλακέτας με τον αρνητικό πόλο της μπαταρίας. Τώρα πρεπει να τοποθετήσουμε το αισθητήριο ροής του καυσίμου στον σωλήνα τροφοδοσίας. Αυτή η δουλειά μπορεί να γίνει με τρεις διαφορετικούς τρόπους, όπως δείχνει το σχήμα 5α. Τα σχηματάκια 5β και 5c είναι πολύ κοντινό με το 5α. Η διαφορά είναι ότι το 5β υπάρχει ένα καρμπυρατέρ ενώ στο 5c μια αντλία εγχύσεως. Τα δύο τελευταία συστήματα έχουν γραμμή επιστροφών καυσίμου και το αισθητήριο ροής τοποθετείται μεταξύ δεξαμενής καυσίμου και αντλίας. Η γραμμή επιστροφών από το καρμπυρατέρ ή την αντλία έγχυσης διακόπτεται προς την πλευρά της δεξαμενής καυσίμου. Τοποθετείστε μία σωλήνα Τ από διαμαγνητικό υλικό (μπρούτζο, χαλκό, αλουμίνιο...) μεταξύ του αισθητήριου και της τροφοδοτικής αντλίας ώστε να δέχεται τις επιστροφές καυσίμου οι οποίες δεν θα πηγαίνουν πλέον στην δεξαμενή καυσίμου. Οταν εγκαταστήσετε το αισθητήριο ροής και το «Τ» ξαναελέγξτε τα για να συγουρευτείτε ότι μπήκαν σωστά και σταθερά στην θέση τους και δεν τρέχουν από πουθενά βενζίνες. Προσέξτε το «Τ» δεν πρέπει να είναι από σιδηρομαγνητικό υλικό γιατί θα δημιουργήσει προβλήματα στην ένδειξη. Φροντίστε επίσης το αισθητήριο ροής να βρίσκεται μακρυά από ζεστά σημεία της μηχανής. Πριν να συνδέσετε το αισθητήριο στην πλακέτα βεβαιωθείτε ότι το αυτοκίνητο δουλεύει! Αν δεν μπορείτε να το βάλετε μπροστά το πρόβλημα βρίσκεται συνήθως στο κύκλωμα καυσίμου. Αν το αυτοκίνητο πάρει μπροστά και δουλεύει, κάντε τις ηλεκτρικές συνδέσεις που μένουν (στα σημεία Α και Β της πλακέτας). Αν τώρα το αυτοκίνητο δεν πέρνει μπροστά, ψάξτε το ηλεκτρικό του κύκλωμα, για να βρείτε το βραχυκύκλωμα, που κατα πασα πιθανότητα έχετε κάνει. Ρύθμιση Οπως σε όλες σχεδόν τις κατασκευές μας. έτσι και εδώ δεν χρειάζεστε κανένα ειδικό όργανο για να κάνετε την ρύθμιση της συσκευής. Ξεκινάμε λοιπόν και πάλι με τον δείκτη της μπαταρίας. Το βοηθητικό κύκλωμα που υπάρχει στο σχήμα 6 είναι για να μας βοηθήσει σ' αυτή την δουλειά. Η συσκευή παρακολούθησης συνδέεται αντί για την μπαταρία του αυτοκινήτου στα σημεία + και 0 του κυκλώμτος που υπλάρχει στο σχήμα 6. Γυρίστε τον διακόπτη στην θέση «α» και ρυθμίστε το ποτενσιόμετρο κατσαβιδιού Ρ έτσι που να ανάβει το LED "Da". Η τάση ανάμεσα + και 0 είναι τώρα ακριβώς 14.5V. Ρυθμίστε τώρα το ποτενσιόμετρο κατσαβιδιού Ρ3 έτσι που να σβήσει το LED «υψηλης τάσης» και να ανάψει το πράσινο LED. Γυρίστε τώρα τον διακόπτη του κυκλώματος που υπάρχει στο σχήμα 6 στην θέση «β» και ρυθμίστε το ποτενσιόμετρο κατσαβιδιού Ρ μέχρι που να δείτε το LED "Db" να είναι έτοιμο να σβήσει (αν το δοκιμάσετε μερικές φορές θα βρείτε σίγουρα το σωστό σημείο) δείχνοντας σας ότι η τάση ανάμεσα + και 0 είναι τώρα ακριβώς 11,5V. Ρυθμίστε τώρα το Ρ4 μέχρι να σβήσει το πράσινο LED και να ανάψει το LED «χαμηλής τάσης». Τώρα μπορείτε να συνδέσετε το κύκλωμα στην μπαταρία του αυτοκινήτου της οποίας μπορεί να δείξει την κατάσταση. Αν έχετε ένα μεταβλητό τροφοδοτικό, αυτή η ρύθμιση θα γίνει ακόμα πιο απλά. Τροφοδοτείστε το + και 0 της πλακέτας με 14,5V και ρυθμίστε το Ρ3 όπως περιγράψαμε παραπάνω. Αλλάξτε την τάση τροφοδοσίας και ρυθμίστε την στα 11,5V οπότε θα ρυθμίσετε σωστά το Ρ4, όπως περιγράψαμε και προηγουμένως. Η ρύθμιση αυτού του τμήματος έχει πλέον τελειώσει. Οταν η μηχανή είναι σβηστή μπορεί να σας ανάβει το LED «χαμηλή τάση» (εκτός αν η Σχήμα 5: Υπάρχουν τρ εις δυνατοί τρόποι για την τοποθέτηση του αισθητήριου ροής ανάλογα με το δύκτυο καυσίμου του αυτοκινήτου. Και οι τρ εις επεξηγούνται στο κείμενο. 5-35

40 Σχήμα β: Αν 8εν δ ια θ έτετε ένα μ εταβλητό τρ ο φ οδ οτικό. ουτό το βοηθητικό κύκλωμα β ολεύει την κατάσταοη για την ρύθμιση του δ είκτη κατάστασης της μπαταρίας. 6 κ Ob I I ο- 9 V / 8S 0S4-6 * μπαταρία είναι οωστα φορτισμένη και φροντισμένη!!!). Δεν χρειάζεται να ανησυχήσετε μόλις βάλετε μπροστά την μηχανή αυτό το LED θα σβήσει και θα ανάψει το πράσινο. To LED «υψηλής τάσης» θα ανάψει μόνον όταν υπάρχει κάποιο πρόβλημα στο ηλεκτρικό κύκλωμα του αυτοκινήτου - ένας ελαττωματικός σταθεροποιητής για παράδειγμα - (και σίγουρα χρειάζεται να ανησυχήσετε). Για την ρύθμιση του στροφόμετρου υπάρχει μόνον ένα ποτενσιόμετρο κατσαβιδιού το Ρ2. Αυτό πρέπει να ρυθμιστεί με την βοήθεια ενός στροφόμετρου ακρίβειας. Για την ρύθμιση αυτή θα χρειαστείτε την βοήθεια ενός φιλικού σας συνεργείου και μερικά λεπτά. Συνδέστε και τα δύο στροφόμετρα στην μηχανή και αφήστε την να δουλεύει σταθερά σε σχετικά υψηλές στροφές (κάπου ανάμεσα 3000 με 4000 στρ/λεπτό). Ρυθμίστε το Ρ2 μέχρι να πάρετε και στα δύο όργανα τις ίδιες ενδείξεις. Η ρύθμιση του μετρητή κατανάλωσης είναι κάπως ποιο πολύπλοκη, θα χρειαστείτε αρκετό χρόνο και πολύ προσοχή για να το ρυθμίσετε με ακρίβεια, εξαιτίας της ανοχής των υλικών, του αισθητήριου, της ενίσχυσης του συγκριτή τάσης και πάει λέγοντας. Εμείς σας προτείνουμε την παρακάτω μέθοδο: Βάλτε το ποτενσιόμετρο κατσαβιδιού Ρ1 σε μία μέση θέση. Ψάξτε να βρείτε στο βιβλίο του αυτοκινήτου σε ποιες στροφές της μηχανής εμφανίζεται η μέγιστη ροπή στρέψης με τετάρτη ή πέμπτη στο κιβώτιο ταχυτήτων. (Αν δεν βρείτε τέτοια στοιχεία στο βιβλίο, ρωτήστε στην αντιπροσωπεία- ίσως σας εξυπηρετήσουν). Βρείτε έναν ήσυχο αυτοκινητόδρομο (αν τα καταφέρετε μπράβο σαο) και σταματήστε στο πρώτο βενζινάδικο που θα βρείτε. Γεμίστε την δεξαμενή καυσίμου (καλά εντάξει! υπάρχουν και αυτοί που δεν ξέρουν τι είναι το ρεζερβουάρ!) μέχρι πάνω να ξεχειλίσει). Οδηγείστε για 20 ως 30 χιλιόμετρα πάνω στον αυτοκινητόδρομο με την μηχανή να δουλεύει στην περιοχή μέγιστης ροπής στρέψης. Σημειώστε την ένδειξη του μετρητή. Ξανασταματείστε σε κάποιο σταθμό και ξαναγεμίστε το ρεζερβουάρ. Υπολογίστε την κατανάλωση (σε λίτρα/ώρα) ξέροντας την απόσταση που διανύσατε, το χρόνο που κάνατε και τα λίτρα που κάψατε. Σημειώστε αυτή την ένδειξη στην κλίμακα του οργάνου. Σημειώστε την θέση της βελόνας όταν η μηχανή δουλεύει στο ρελαντί. Η μέση κατανάλωση ενός αυτοκινήτου 1500cc όταν δουλεύει στο ρελαντί είναι 3 λίτρα/ώρα. Η κατανάλωση του αυτοκινήτου όταν ταξιδεύει με σταθερή ταχύτητα 80 ή 90 χιλιομέτρων είναι ένα νούμερο γνωστό - μια και το δίνουν οι κατασκευαστές. Σημειώστε το λοιπόν και αυτό. Μπορείτε εύκολα να το μετατρέψετε σε λίτρα ανά ώρα. Οπως έχουμε ήδη πει, το αυτοκίνητο (η μηχανή του για την ακρίβεια) δουλεύει με την μεγίστη απόδοση στην περιοχή μέγιστης ροπής στρέψης. Βάψτε λοιπόν πράσινη την κλίμακα μέχρι αυτό το σημείο και κόκκινη την κλίμακα πάνω από αυτό. Μ' αυτό τον τρόπο θα ξέρετε αμέσως αν οδηγείτε οικονομικά ή όχι. Τελικές παρατηρήσεις Το τμήμα μετρητού κατανάλωσης του κυκλώματος θα βγάλει τα λεφτά του γρήγορα. Η ένδειξή του είναι αρκετά ακριβής. Με την χρήση θα βρείτε περισσότερες τιμές της κλίμακας, που αν τις σημειώνετε θα φτειάξετε μία κλίμακα οαν αυτήν που φαίνεται στην φωτογραφία. Μην περιμένετε όμως να είναι γραμμική η κλίμακα. Ο αριθμός παλμών ανά λίτρο που δίνει το αισθητήριο δεν είναι σταθερός. Στο 1 λίτρο ανά ώρα δίνει γύρω στους 5000 παλμούς, στα 3 1/2 λίτρα 8000 και στα 9 λίτρα ανά ώρα. Αν δεν θέλετε να έχετε ταυτόχρονη ένδειξη της κατανάλωσης και των στροφών μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μόνον ένα όργανο κινητού πηνίου. Σ' αυτή την περίπτωση θα χρειαστείτε έναν διακόπτη δύο πόλων τριών θέσεων ο οποίος >ρέπει να συνδεθεί μεταξύ του οργάνου και των τεσσάρων σημείων που προβλέπονταν αρχικά για τα δύο όργανα. Επίσης μπορείτε να παρεμβάλετε έναν διακόπτη ΟΝ/OFF στην γραμμή + της τροφοδοσίας, εφόσον δεν θέλετε να είναι το κύκλωμα μόνιμα σε λειτουργία Για το τέλος κάτι σημαντικό. Σιγουρευτείτε οτι έχετε τοποθετήσει και στερεώσει σωστά την όλη κατασκευή. Πάνω από όλα προσέξτε να μην οας εμποδίζει, ιδιαίτερα όταν οδηγείτε κάτω από την πίεση κάποιας κατάστασης που είναι επείγουσα. Μ

41

42

43