ΑΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΩΝΙΚΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΠΟΥ ΑΝΑΠΑΡΙΣΤΑ ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΦΩΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΡΟΦΗ ΠΤΗΝΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΤΟΠΗΣ ΧΡΗΣΤΟΣ (ΑΜ: T2225) Επιβλέπων: <Βέντζας Δημήτριος, Καθηγητής> ΛΑΡΙΣΑ 2014 -----v.3/11/2013----- μην πειράζετε κάτω από εδώ θα χαλάσει η σελιδοποίηση! ---------
«Εγώ ο/η Κατόπης Χρήστος, δηλώνω υπεύθυνα ότι η παρούσα Πτυχιακή Εργασία με τίτλο «Κατασκευή ηλεκτρονικού κυκλώματος που αναπαριστά το ηλιακό φως για την εκτροφή πτηνών» είναι δική μου και βεβαιώνω ότι: Σε όσες περιπτώσεις έχω συμβουλευτεί δημοσιευμένη εργασία τρίτων, αυτό επισημαίνεται με σχετική αναφορά στα επίμαχα σημεία. Σε όσες περιπτώσεις μεταφέρω λόγια τρίτων, αυτό επισημαίνεται με σχετική αναφορά στα επίμαχα σημεία. Με εξαίρεση τέτοιες περιπτώσεις, το υπόλοιπο κείμενο της πτυχιακής αποτελεί δική μου δουλειά. Αναφέρω ρητά όλες τις πηγές βοήθειας που χρησιμοποίησα. Σε περιπτώσεις που τμήματα της παρούσας πτυχιακής έγιναν από κοινού με τρίτους, α- ναφέρω ρητά ποια είναι η δική μου συνεισφορά και ποια των τρίτων. Γνωρίζω πως η λογοκλοπή αποτελεί σοβαρότατο παράπτωμα και είμαι ενήμερος(-η) για την επέλευση των νομίμων συνεπειών» < υπογραφή > < ονοματεπώνυμο >
Εγκρίθηκε από την τριμελή εξεταστική επιτροπή Τόπος: Ημερομηνία: ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ 1. 2. 3. ---------- μην πειράζετε κάτω από εδώ θα χαλάσει η σελιδοποίηση! ---------
Περίληψη Το θέμα της παρακάτω πτυχιακής εργασίας είναι, η απόπειρα κατασκευής μίας ηλεκτρονικής πλακέτας που θα αναπαριστά το ηλιακό φως, ώστε να καταφέρουν να αναπτυχθούν μέσα σε πτηνοτροφείο νεοσσοί διαφόρων ειδών. Η ηλεκτρονική πλακέτα δηλαδή σε συνδυασμό με το φως θα μετατρέπει τις α- κατάλληλες συνθήκες του εξωτερικού περιβάλλοντος σε ιδανικές συνθήκες για τους νεοσσούς στον εσωτερικό χώρο του πτηνοτροφείου με στόχο να πολλαπλασιαστεί η παραγωγή των πτηνών και να ελέγχεται καλύτερα ο βιοτικός τους τρόπος ζωής και α- νάπτυξης. Παράλληλα, με τη βοήθεια ενός λαμπτήρα που θα ανάβει και θα σβήνει σε συγκεκριμένες ώρες, οι νεοσσοί θα αντιλαμβάνονται πότε θα πρέπει να ξυπνήσουν, πότε να φάνε, πότε να αναπαραχθούν και πότε να κοιμηθούν. Με λίγα λόγια, τείνει να παρομοιαστεί με ένα πιο εξελιγμένο τύπο εκκολαπτηρίου καθώς αυξάνεται μαζικά ο αριθμός των νεοσσών με σκοπό να προωθηθούν στην αγορά του εμπορίου χρησιμοποιώντας τον φυσικό τρόπο αναπαραγωγής και όχι αυτόν του εκκολαπτηρίου. Στόχος είναι να μειωθεί η θνησιμότητα των νεοσσών όταν οι συνθήκες δεν επιτρέπουν την ανάπτυξη στο εξωτερικό περιβάλλον και να αυξηθεί όπως αναφέραμε και παραπάνω ο αριθμός παραγωγής τους. Τα συμπεράσματα που προέκυψαν μετά την ολοκλήρωση της πτυχιακής, ήταν ότι τα πτηνά δε παρουσίασαν καμία δυσκολία προσαρμογής στις καινούργιες συνθήκες διαβίωσης και παρατηρούμε πως γρήγορα μπήκαν σε ρυθμό αναπαραγωγής κάτι που είναι πολύ θετικό για την έκβαση της εργασίας καθώς επιτυγχάνεται ο αρχικός σκοπός της ιδέας κατασκευής της ηλεκτρονικής πλακέτας. ---------- μην πειράζετε κάτω από εδώ θα χαλάσει η σελιδοποίηση! --------- -i-
Ευχαριστίες Στα πλαίσια αυτής της πτυχιακής, θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους αυτούς που με βοήθησαν στην ολοκλήρωση αυτής της πτυχιακής. Η συμπαράσταση των φίλων μου έπαιξε σημαντικό ρόλο στην προσπάθεια αυτή. Ιδιαίτερες ευχαριστίες θα ήθελα να εκφράσω στον καθηγητή μου κ. Βέντζας Δημήτριος, που μου προσέφερε την βοήθειά του και την καθοδήγησή του στις όποιες δυσκολίες αντιμετωπίστηκαν. Τέλος, η ολοκλήρωση αυτής της πτυχιακής θα ήταν αδύνατη χωρίς την πολύτιμη βοήθεια του φίλου και συνεργάτη, Βασίλη Κουκοφίκη. Κατόπης Χρήστος 02/11/14 ---------- μην πειράζετε κάτω από εδώ θα χαλάσει η σελιδοποίηση! --------- -iii-
ΠΡΟΣΟΧΗ: Ο πίνακας περιεχομένων παράγεται αυτόματα με κατάλληλες εντολές.μην κάνετε edit μέσα σε αυτό τον πίνακα γιατί ότι γράψετε θα χαθεί στο πρώτο update. Το update γίνεται με δεξί κλικ πάνω σε κάποιο από τα περιεχόμενα + UpdateField (Ενημέρωση Πεδίου) + Πλήρης ενημέρωση πίνακα (όχι μόνο σελίδες). Σβήστε την παρούσα παράγραφο όταν έχετε εξοικειωθεί με τον πίνακα περιεχομένων. Περιεχόμενα ΠΕΡΙΛΗΨΗ... I ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ... III ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... V 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 1 2 ΟΡΓΑΝΩΣΗ.Σ ΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.1 ΡΥΘΜΙΣΤΕΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΑΣΗΣ... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.1.1. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.1.2 ΑΠΟΛΥΤΕΣ ΜΕΓΙΣΤΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΘΕΡΜΑΚΡΑΣΙΑ... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.2 PC 814-SHARP CORPORATION... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 2.2.1. ΑΠΟΛΥΤΗ ΜΕΓΙΣΤΗ... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 2.3 2X16(HA 44780)... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 2.3.1. PINOUT... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.3.2.LCD ΣΥΝΔΕΣΗ 16X2... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.4. PIC 18F25K20... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.4.1.ΕΠΙΛΟΓΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.4.2. ΠΗΓΕΣ ΧΡΟΝΙΣΤΗ... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.4.3. POWER- ΤΡΟΠΟΙ ΔΙΑΧΕΙΡΗΣΗΣ... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.4.4 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ FLASH MEMORY... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. -v-
2.4.5. ΠΙΝΑΚΑΣ ΔΙΑΒΑΖΕΙ/ΠΙΝΑΚΑΣ ΓΡΑΦΕΙ... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 2.4.6. ΔΕΔΟΜΕΝΑ EEPRMO MEMORY... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.5 PORTA, TRISA,LATA... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 2.6. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΑΝΑΛΟΓΙΚΗΣ ΣΕ ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 2.7.ΠΑΡΑΠΟΜΠΕΣ-ΤΑΣΗ. ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.8. ΕΞΟΔΟΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΤΑΣΗΣ... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.9. ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΚΑΤΑ ΤΟΝ ΥΠΝΟ... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 2.10. ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ RESET 18 2.11.ΥΨΗΛΗ/ ΧΑΜΗΛΗ ΤΑΣΗ( ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ) HLVD 18 2.12. ΕΙΔΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ CPC...18 2.13. ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ.19 2.14. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ MICROCHIP 20 2.15. MOC 3021 21 2.16. BT 137S 23 2.17. DS 1307 25 3 ΕΡΓΑΛΕΙΑ 27 4 ΣΧΕΔΙΑΣΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 4.1. ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΚΟ ΥΛΙΚΟ... ΣΦΑΛΜΑ! ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΤΕΙ ΣΕΛΙΔΟΔΕΙΚΤΗΣ. 4.2.ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ.52 4.3. ΤΡΟΠΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ 54 5 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ... 58 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 59 ---------- μην πειράζετε κάτω από εδώ θα χαλάσει η σελιδοποίηση! --------- -vi-
1 Εισαγωγή Ο τίτλος της παρακάτω πτυχιακής είναι «Η κατασκευή ηλεκτρονικού κυκλώματος που αναπαριστά το ηλιακό φως για την εκτροφή πτηνών». Η πτυχιακή βασίζεται τόσο σε πληροφορίες της Datasheet, όσο και σε παρατηρήσεις και συμπεράσματα που προέκυψαν κατά τη διάρκεια της κατασκευής της ηλεκτρονικής πλακέτας. Συγκεκριμένα, η διαδικασία που ακολουθήθηκε ήταν η εξής, Αρχικά, σχεδιάστηκε η ηλεκτρονική πλακέτα σε ένα βοηθητικό πρόγραμμα στον υπολογιστή. Το πρόγραμμα Eagle PCB Design software, μας βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα και γρηγορότερα τον τρόπο λειτουργίας της πλακέτας. Στη συνέχεια, συγκεντρώθηκαν όσες πληροφορίες ήταν δυνατόν από κατάλληλες ιστοσελίδες και φωτογραφικό υλικό από προσωπική ψηφιακή φωτογραφική μηχανή από όλα τα στάδια κατασκευής της πλακέτας και έγινε η προσπάθεια σύνθεσης της εργασίας. Πιο συγκεκριμένα, στο 2 ο κεφάλαιο, παρουσιάζεται ο τρόπος λειτουργίας της ηλεκτρονικής πλακέτας και αναλύονται εκτενώς τα μέρη που την αποτελούν. Στο κεφάλαιο 3, παρατίθεται ο στόχος, δηλαδή η προσπάθεια που γίνεται ώστε να καταφέρουν οι νεοσσοί να αναπτυχθούν και να πολλαπλασιαστούν μέσα στο τεχνητό περιβάλλον του πτηνοτροφείου σύμφωνα με την διαχείριση φωτισμού της ηλεκτρονικής πλακέτας μέχρι να φτάσουν στο στάδιο της πλήρης ανάπτυξης τους. Επιπρόσθετα, στο ίδιο κεφάλαιο, θα παρουσιαστούν τα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή ώστε να δημιουργηθεί ένα τεχνικό εγχειρίδιο σ περίπτωση που ζητηθεί να αναπαραχθεί παρόμοιο περιβάλλον. Το 4 ο κεφάλαιο, αφορά το πρόγραμμα που χρησιμοποιήθηκε για τον προγραμματισμό του μικροεπεξεργαστή καθώς επίσης και φωτογραφικό υλικό. Στη συνέχεια, στο 5 ο κεφάλαιο, περιλαμβάνεται ο επίλογος και τα συμπεράσματα που προέκυψαν κατά τη διάρκεια της συγγραφής αλλά και οι δυσκολίες που παρουσιάστηκαν. Στο τέλος, καταγράφεται η Βιβλιογραφία, με τη βοήθεια της οποίας έγινε η συγγραφή της πτυχιακής. Ανάμεσα στη βιβλιογραφία υπάρχουν και web links που χρησιμοποιήθηκαν ύστερα από τη μετάφρασή τους από τα αγγλικά στα ελληνικά. ---------- μην πειράζετε κάτω από εδώ θα χαλάσει η σελιδοποίηση! --------- -1-
2 ο κεφάλαιο 2.1 Ρυθμιστές θετικής τάσης LM 7805- Χαρακτηριστικά 1. Σταθεροποιητής τάσης 3 ακίδων 2. Τρέχουσα έξοδος έως 1,5 A 3. Εσωτερική προστασία υπερφόρτωσης 4. Προστασία υπερθέρμανσης 5. Περιορισμός βραχυκυκλώματος 2.1.1 Περιγραφή Αυτή η σειρά των ρυθμιστών τάσεως ολοκληρωμένου κυκλώματος είναι σχεδιασμένη για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Η μονάδα αυτή περιέχει ένα τμήμα κυκλώματος το οποίο περιορίζει τον θόρυβο. Η κάθε μονάδα μπορεί να υποστηρίξει μέχρι ρεύματα 1,5 Amps στην έξοδο. Οι εσωτερικές προστασίες σε υπερφόρτωση ρεύματος και θερμοκρασίας κάνουν το σταθεροποιητή να έχει μεγάλες αντοχές σε υπερφορτώσεις. Εκτός από τη χρήση ως ρυθμιστές σταθερής τάσης, αυτές οι συσκευές μπορούν να χρησιμοποιηθούν με εξωτερικά εξαρτήματα ως διαχειριστές τάσεως εξόδου και ρεύματος. 2.1.2 «Απόλυτες μέγιστες για τη θερμοκρασία 1. Τάση εισόδου Vin: 35V 2. Τάση εξόδου Vout: 4,8-5,2 V 3. Θερμοκρασία λειτουργίας -40< T<150 C 4. Ελάχιστη διαφορά τάσης εισόδου εξόδου 2 V 5. Εύρος θερμοκρασίας αποθήκευσης Τ -65 C έως 150 C 1» 1 https://www.alldatasheet.com/html-pdf/82833-2-
-3-
2.2. PC 814- Sharp Corporation «Αυτό το προϊόν έχει σχεδιαστεί για χρήση στους παρακάτω τομείς εφαρμογής: 1. Οπτικοακουστικός εξοπλισμός 2. Τηλεπικοινωνιακός εξοπλισμός, εξοπλισμός μέτρησης 3. Μηχανήματα, εργαλεία, υπολογιστές Λειτουργεί ως φωτοσυζευκτής. Οι προδιαγραφές των συσκευών συνήθως αναφέρονται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος( Ta : θερμοκρασία αέρα γύρω από τη συσκευή) ή θερμοκρασία της επιφάνειας ( TC) από 25 C. Εκτός από τους 25 C, ο χρήστης πρέπει να εκτελέσει κάποιους υπολογισμούς, σύμφωνα με το περιβάλλον χρήσης της συσκευής βάση των σχεδίων, χρησιμοποιώντας χαρακτηριστικές καμπύλες. Οι προδιαγραφές λοιπόν του φωτο-τρανζίστορ ή φωτοσυζευκτή περιγράφονται παρακάτω: 2.2.1 Η απόλυτη μέγιστη i. Απομόνωση τάση: BV( V r ms) Η επιτρεπόμενη μέγιστη τάση του εναλλασσόμενου ρεύματος που μπορεί να εφαρμοστεί μεταξύ των ακίδων εισόδου και εξόδου, εκφράζεται ως μία μέση τετραγωνική ρίζα ( rms). Η τιμή αυτή, εγγυάται ένα ορισμένο αντιστάτη μόνωσης. Το χρονικό διάστημα δοκιμής της είναι περιορισμένο δηλαδή 1 λεπτό. ii. Λειτουργία θερμοκρασίας περιβάλλοντος: T a ( C) Συνήθως, όταν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος αυξάνεται, η κατανάλωση ισχύος( P D P C ) μειώνεται. Επιπρόσθετα, στην περίπτωση των φωτοσυζευκτήρων, η θερμοκρασία στην οποία μπορεί να εφαρμοστεί ισχύς, δεν περιγράφεται ως «θερμοκρασία της επιφάνειας πακέτο», αλλά, ως «θερμοκρασία περιβάλλοντος» iii. Δίοδος εκπομπής φωτός ( Light Emitting Diode)=> Προώθηση Ρεύματος ( Forward Current) Επιτρεπόμενο μέγιστο ρεύμα το οποίο δεν καταστρέφεται εντός της επιτρεπόμενης κατανάλωσης ισχύος από την πλευρά εκπομπής φωτός, όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι 25 C iv. Δίοδος εκπομπής φωτός( Light Emitting Diode) => Αντίστροφη τάση V R (V) Η αντίστροφη τάση αντοχής του LED ( Light Emitting Diode), από την πλευρά εκπομπής φωτός είναι χαμηλή. Όταν ξεπεραστεί η αντίστροφη τάση αντοχής τότε ένα ανάστροφο ρεύμα ξαφνικά ρέει. Τότε το LED δεν εκπέμπει φως. Ακόμη, όταν το αντίστροφο -5-
ρεύμα ρέει, η ακόλουθη απόδοση εκπομπής του φωτός χαμηλώνει. Όταν μία αντίστροφη τάση υπερβαίνει την τιμή αυτή και εφαρμόζεται έστω και για μία στιγμή, μπορεί να προκύψει καταστροφή ή και μη ανακτήσιμη υποβάθμιση. v. Διάχυση ενέργειας( LED) P D (mw) Η επιτρεπόμενη κατανάλωση ισχύος P(p) τείνει να μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία του περιβάλλοντος όπως φαίνεται στην εικόνα Η επιτρεπόμενη κατανάλωση ισχύος λαμβάνεται για την πραγματική μέγιστη θερμοκρασία από το παραπάνω P d - T a καμπύλη. vi. Απομόνωση- Αντίσταση Ri0(Ω) Ένας αντιστάτης υψηλής τάσης συνεχούς ρεύματος εφαρμόζεται μεταξύ των ακροδεκτών εισόδου και εξόδου. Αν λάβουμε υπόψη, ότι η αντίσταση απομόνωσης μπορεί να μειωθεί ανάλογα με το περιβάλλον χρήσης όπως η υγρασία ή -6-
το χρόνο εφαρμογής της τάσης, πρέπει να εκτελέσουμε το σχεδιασμό και να κάνουμε τις δοκιμές με βάση τις πραγματικές συνθήκες χρήσης.» 2 2 www.datasheetcatalog.com/datasheet/pc και www.datasheets.pl/optocoupler/pc814.pdf -7-
2.3. 2x16 (ΗΑ 44780) «Πρόκειται για μία οθόνη LCD, δηλαδή μία οθόνη υγρών κρυστάλλων, η οποία είναι πάρα πολύ προσαρμοστική στο να εμφανίζει μηνύματα κειμένου με ή χωρίς κίνηση, αριθμούς και σύμβολα. Έχει χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και απαιτεί μόνο ένα 6- pin για να συνδέεται εύκολα και να προγραμματίζεται σε γλώσσες υψηλού επιπέδου. Η οθόνη LCD 16x2 θεωρείται η πρώτη επιλογή όταν αποφασίζουν για αλφαριθμητική συσκευή προβολής, εκτός και αν οι συνθήκες φωτισμού δεν είναι ευνοϊκές. Σε αυτήν την περίπτωση, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί οθόνη 7 τμημάτων με χαρακτηριστικό την ορατότητα ακόμη και σε δυσμενείς συνθήκες περιβάλλοντος. Υπάρχουν πολλά μοντέλα της οθόνης LCD αλλά η πιο κοινή είναι η 16Χ2 LCD ( 16 χαρακτηριστικά x 2 σειρές) ή 2x16 LCD που διέπεται από τον ελεγκτή Hitachi HD 44780, η οποία έχει γίνει το πρότυπο για εφαρμογές μικροελεγκτή PIC. Υπάρχει 16x2 LCD με διαφορετικούς συνδυασμούς χρωμάτων φόντου και κειμένου.» 3 πτυχιακής, σε παράρτημα, και να κάνετε αναφορές σε αυτά μέσα στο κείμενο. Μικρά τμήματα κώδικά που θεωρείτε σημαντικά για την πτυχιακή σας (κάνουν κάτι σημαντικό, ή σας δυσκόλεψαν στην υλοποίηση) είναι οι καλύτερες περιπτώσεις κώδικα για εισαγωγή μέσα στη ροή του κειμένου. 3 www.programmarcipicent.com/libro -8-
2.3.1 PINOUT «Η 16X2 LCD έχει συνολικά 16 ακίδες. Η 15 η και η 16 η ακίδα είναι καρφίτσες α- νόδου και καθόδου του πυθμένα LED. Ο ελεγκτής Hitachi HD 44780, ενσωματώνεται στο τυπωμένο κύκλωμα της μονάδας και η μονάδα LCD συνδέεται με τον μικροελεγκτή PIC. Η πόλωση LED στο κάτω μέρος, επιτυγχάνεται με τη σύνδεση ενός εξωτερικού αντιστάτη 50 Ohm-1/4 W, εξασφαλίζοντας έτσι τη σωστή ενεργοποίηση χωρίς υπερβολικό ρεύμα. Ο έλεγχος αντίθεσης γίνεται με ένα 10 k ποτενσιόμετρο, με το οποίο το επίπεδο τάσης έχει ρυθμιστεί με την ακίδα 3. -9-
2.3.2 LCD σύνδεση 16x2 Η οθόνη LCD 16x2 για να συνδεθεί απαιτεί 4 pins δεδομένων, 1 pin για να ενεργοποιηθεί/ απενεργοποιηθεί η ένδειξη και 1 pin για την εντολή χαρακτήρα.» 4 4 https://www.sparkfun.com/hd44780.pdf -10-
2.4. PIC 18F25K20 «Όλες οι PIC 18 συσκευές ανήκουν στην οικογένεια των μικροελεγκτών δηλαδή έχουν υψηλή υπολογιστική απόδοση σε οικονομική τιμή. 1.3.3.1 Νέα χαρακτηριστικά- Πυρήνας( nanowatt τεχνολογία) Όλες οι συσκευές της οικογένειας PIC 18F2XK20, έχουν μία σειρά από χαρακτηριστικά που μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας κατά τη λειτουργία. Περιλαμβάνουν: Εναλλακτικά προγράμματα λειτουργίας με χρονικό καθορισμό του ελεγκτή από την πηγή χρονιστής ή από τον εσωτερικό ταλαντωτή. Η κατανάλωση ενέργειας κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης, μπορεί να μειωθεί μέχρι και 90%. Πολλαπλές λειτουργίες Idle: ο ελεγκτής μπορεί επίσης να «τρέξει» με τον πυρήνα της CPU να είναι απενεργοποιημένος, αλλά οι περιφερειακοί να είναι α- κόμη ενεργοί. 2.4.1 Επιλογές ταλάντωσης και χαρακτηριστικά Οι συσκευές αυτές, προσφέρουν δέκα διαφορετικές επιλογές ταλαντωτή, επιτρέποντας στους χρήστες ένα ευρύ φάσμα επιλογών για την ανάπτυξη εφαρμογής υλικού. Περιλαμβάνουν: Τέσσερις κρυσταλλικές λειτουργίες, χρησιμοποιώντας κρυστάλλους ή κεραμικά. Δύο εξωτερικές λειτουργίες ρολογιού, προσφέροντας τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν 2 ακροδέκτες η ένας. Δύο εξωτερικοί RC ταλαντωτές με την ίδια επιλογή ακροδέκτη. Έναν εσωτερικό μπλοκ ταλαντωτή που περιέχει έναν 16 MHz ταλαντωτή HFINTOSC και ένα 31 khz LFINTOSC ταλαντωτή που παρέχον από 8 κοινούς χρήστες και μπορούν να επιλέξουν συχνότητες από 31 khz έως 16 MHz. Ένα κλείδωμα φάσης ( PLL) πολλαπλής συχνότητας, το οποίο επιτρέπει ταχύτητες ρολογιού έως 64 MHz. Χρησιμοποιείται από τον εσωτερικό ταλαντωτή, η PLL δίνει στους χρήστες μια επιλογή στις ταχύτητες του ρολογιού από 31 khz έως 64 MHz και όλα αυτά χωρίς τη χρήση ενός εξωτερικού κρυστάλλου. -11-
-12-
2.4.2. Πηγές χρονιστή Η πηγή του ρολογιού του συστήματος, μπορεί να εναλλάσσεται μεταξύ των εξωτερικών και εσωτερικών πηγών του λογισμικού χρησιμοποιώντας ένα ρολόι συστήματος του μητρώου OSCCON. 2.4.3. POWER- Τρόποι διαχείρισης Συσκευές PIC 18F2XK20/4XKO προσφέρουν συνολικά επτά τρόπους λειτουργίας για πιο αποτελεσματική διαχείριση ενέργειας. Αυτές οι λειτουργίες παρέχουν μία ποικιλία από επιλογές για επιλεκτική εξοικονόμηση ενέργειας σε εφαρμογές όπου οι πόροι μπορούν να περιοριστούν. Υπάρχουν τρεις κατηγορίες των τρόπων διαχείρισης της ενέργειας: 1. Λειτουργίες Run 2. Λειτουργίες Idle 3. Λειτουργία Sleep Οι κατηγορίες αυτές καθορίζουν πια τμήματα της συσκευής χρονίζονται και σε ποια ταχύτητα. Η Run και η Idle δίνει τρόπους που μπορούν να χρησιμοποιούν οποιαδήποτε από τις τρεις πηγές( πρωτοβάθμια, δευτεροβάθμια ή εσωτερικό του ταλαντευτή ή αλλιώς μπλοκ), ενώ η κατάσταση αναμονής δεν χρησιμοποιεί χρονιστή. 2.4.4. Πρόγραμμα Flash Memory Η μνήμη του προγράμματος flash είναι αναγνώσιμη, εγγράψιμη και διαγράψιμη κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας σε όλο το V DD φάσμα. Για να γίνει ανάγνωση της μνήμης του προγράμματος, απαιτείται ένα byte, ενώ για να γίνει μία εγγραφή στη μνήμη του προγράμματος απαιτούνται 6432 ή 16 bytes κάθε φορά ανάλογα με τη συσκευή. Η διαφορά μεταξύ των BLOCK εγγραφής και διαγραφής είναι ότι απαιτεί από 1 έως 4 μπλοκ για την επαναφορά ενός ενιαίου μπλοκ εγγραφής. Κατά την εγγραφή ή διαγραφή της μνήμης του προγράμματος γίνετε παύση όλων των υπόλοιπων λειτουργιών έως ότου η λειτουργία ολοκληρωθεί η λειτουργία. Η μνήμη του προγράμματος δεν μπορεί να προσεγγιστεί κατά τη διάρκεια της εγγραφής ή να διαγραφεί και αυτό έχει ως αποτέλεσμα ο κώδικας να μην μπορεί να εκτελέσει. Ένας εσωτερικός χρονοδιακόπτης προγραμματισμού, τερματίζει τη μνήμη του προγράμματος. -13-
2.4.5 Πίνακας Διαβάζει/ Πίνακας Γράφει Για να διαβάσει και να γράψει τη μνήμη του προγράμματος, υπάρχουν δύο λειτουργίες που επιτρέπουν στον επεξεργαστή να κινηθεί ανάμεσα στο χώρο προγράμματος και της μνήμης RAM : Πίνακας Read( TBLRD) Πίνακας Write ( TBLWT) Ο χώρος μνήμης του προγράμματος είναι 16 bits, ενώ ο χώρος των δεδομένων της μνήμης RAM είναι 8 bits. Η λειτουργία του πίνακα ανάγνωσης ανακτά ένα byte δεδομένων απευθείας από τη μνήμη προγράμματος και την τοποθετεί σε ένα tablat 2.4.6 Δεδομένα EEPRMO MEMORY Η EEPRMO δεδομένων, είναι μία στατική διάταξη της μνήμης. Ξεχωρίζει από τη RAM δεδομένων και τη μνήμη του προγράμματος η οποία χρησιμοποιείται για τη μακροχρόνια αποθήκευση των δεδομένων του προγράμματος. Ακόμα, δεν απεικονίζεται απευθείας είτε στο αρχείο μητρώου ή του προγράμματος. Η EEPROM είναι αναγνώσιμη και εγγράψιμη κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας πάνω από το φάσμα V DD. Τέσσερις ειδικά μητρώα λειτουργιών, χρησιμοποιούνται για να διαβάσει και να γράψει τα δεδομένα EEPROM καθώς και η μνήμη προγράμματος: EECON1 EECON2 EEDATA EEADR EEADRH Η EEPROM δεδομένων, προϋποθέτει byte για να διαβάσει και να γράψει. Όταν συνδεθεί με το μπλοκ της μνήμης δεδομένων, η EEDATA κατέχει τα δεδομένα 8 bit για READ/ WRITE και το EEADR: EEADRH εγγραφόμενο ζευγάρι κρατάει τη διεύθυνση της τοποθεσίας EEPROM που έχει πρόσβαση. Η μνήμη EEPROM έχει βαθμολογηθεί -14-
για την υψηλή αντοχή του κύκλου διαγραφής/ εγγραφής. Ένα byte εγγραφής, διαγράφει αυτόματα τη θέση και γράφει τα νέα δεδομένα. Ο χρόνος εγγραφής ελέγχεται από ένα χρονοδιακόπτη ενσωματωμένο στο ολοκληρωμένο, αυτός θα διαφέρει ανάλογα με τη τάση και τη θερμοκρασία καθώς και από το ολοκληρωμένο σε ολοκληρωμένο. 2.5 PORTA, TRISA, LATA Η PORTA είναι μία αμφίδρομη θύρα 8 bit. Η αντίστοιχη κατεύθυνση δεδομένων μητρώου είναι η TRISA. Όταν ρυθμιστεί η TRISA θα κάνει την αντίστοιχη PORTA. Διαγραφή ενός TRISA bit θα κάνει την αντίστοιχη PORTA να εξαχθεί, δηλαδή επιτρέπει στον οδηγό εξόδου να θέσει το περιεχόμενο της εξόδου υπό έλεγχο. Η DATA είναι ένα μητρώο που μπορεί να χαρτογραφηθεί η μνήμη της. 2.6 ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΑΝΑΛΟΓΙΚΗΣ ΣΕ ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ Η αναλογική- ψηφιακή μετατροπή (ADC), επιτρέπει τη μετατροπή του αναλογικού σήματος εισόδου σε ένα δυαδικό 10-bit σήματος αναπαράστασης.αυτή η συσκευή χρησιμοποιεί αναλογικές εισόδους, οι οποίες περιπλέκονται σε ένα δείγμα και κρατάνε πατημένο το κύκλωμα. Η έξοδος του δείγματος και η αναμονή συνδέεται στην είσοδο του μετατροπέα. Ο μετατροπέας παράγει 10 bit μέσω διαδοχικών προσεγγίσεων και αποθηκεύει το αποτέλεσμα της μετατροπής σε μητρώα ADC. ---------- μην πειράζετε κάτω από εδώ θα χαλάσει η σελιδοποίηση! --------- -15-
2.7. ΠΑΡΑΠΟΜΠΕΣ ΤΑΣΗ Υπάρχουν δύο ανεξάρτητες αναφορές τάσης : - προγραμματιζόμενη συγκριτική τάση αναφοράς - 1,2 V σταθερή τάση αναφοράς Α) ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΤΑΣΗ ΑΝΑΦΟΡΑΣ Η μονάδα συγκριτικής τάσης αναφοράς παρέχει, εσωτερική δημιουργική τάση αναφοράς που έχει τις ακόλουθες λειτουργίες : 2 σειρές τάσεις από 16 επίπεδα έξοδος V ss Μετρικά ανάλογη με V dd Β) ΣΤΑΘΕΡΗ ΤΑΣΗ ΑΝΑΦΟΡΑΣ Η τάση αναφοράς CV REF μπορεί να είναι έξοδος προς τη συσκευή CV REF pin θέτοντας το CVROE κομμάτι της CVR CON μητρώο. Επιλέγοντας της τάσης αναφοράς για την έξοδο του pin CV REF παρακάμπτει τη ρυθμιστική ψηφιακή έξοδο και τον ψηφιακό ανιχνευτικό όριο εισόδου των λειτουργιών του pin. 2.8. Έξοδος επιλογής τάσης Η CV τάση αναφοράς REF έχει 2 σειρές με 16 επίπεδα τάσης σε κάθε σειρά. Η τάση εξόδου CV REF καθορίζεται από τις ακόλουθες εξισώσεις: ΕΞΙΣΩΣΗ CV REF ΕΞΟΔΟΣ ΤΑΣΗΣ CVRR = 1 (low range): CVRR = 0 (high range): CVREF = (CVRSRC/24) X CVR<3:0> + VREFCVRSRC = VDD or [(VREF+) - (VREF-)] CVREF = (CVRSRC/32) X (8 + CVR<3:0>) + VREF VREF= 0 όταν CVRSS = 0 2.9. Λειτουργία κατά τον ύπνο Όταν η συσκευή ξυπνά από ύπνο μέσω ενός watchdog timer time out, τα περιεχόμενα των μητρών CVRCON δεν επηρεάζονται. Για την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ρεύματος σε κατάσταση ύπνου, η τάση αναφοράς θα πρέπει να απενεργοποιηθεί. -17-
2.10. Επιπτώσεις του RESET Η επαναφορά της συσκευής επηρεάζει τα ακόλουθα: Τάση αναφοράς Comparator είναι απενεργοποιημένη Σταθερή τάση αναφοράς είναι απενεργοποιημένη REF CV αφαιρείται από το pin CV REF Έχει επιλεχθεί η σειρά υψηλής τάσης Τα CVR<3:0> γκάμα επιλογής bits έχουν εκκαθαριστεί 2.11 Υψηλή/ Χαμηλή Τάση ( Ανίχνευση) HLVD Οι συσκευές PIC 18F25K20 έχουν μία υψηλή/ χαμηλή τάση που ανιχνεύονται από μία μονάδα HLVD. Αυτό είναι ένα προγραμματιζόμενο κύκλωμα που επιτρέπει στο χρήστη να καθορίσει την διαδρομή της τάσης και την φορά με την οποία θα κινηθεί. Εάν η συσκευή υποστεί μία αλλαγή πέρα από το καθορισμένο σημείο και αλλάξει και η κατεύθυνση τότε διακόπτεται. Αν η διακοπή είναι ενεργοποιημένη, η υλοποίηση του προγράμματος θα ανταποκριθεί στη διακοπή. Ο έλεγχος της υψηλής/ χαμηλής τάσης, γίνεται πλήρως από τη λειτουργία της μονάδας HLVD. Αυτό επιτρέπει στο κύκλωμα να «σβήσει» υπό τον έλεγχο του λογισμικού, κάτι το οποίο μειώνει την κατανάλωση ρεύματος για τη συσκευή. 2.12 Ειδικά χαρακτηριστικά της CPU Οι συσκευές PIC 18F25K20/ 4XK20 περιβάλλον από πολλά χαρακτηριστικά που προορίζονται για τη μεγιστοποίηση της αξιοπιστίας και την ελαχιστοποίηση του κόστους μέσω της εξάλειψης των εξωτερικών εξαρτημάτων. Τα χαρακτηριστικά λοιπόν είναι: Επιλογή ταλαντωτή Επαναπροσδιορισμός Power on Reset( POR) Power-up Timer (PWRT) -18-
Oscillator Start-up Timer ( OST) Brown-out Reset( BOR) Διακοπές Watchdog Timer ( WDT) Κωδικός προστασίας Τοποθεσίες ID In-circuit Serial Programming Ο ταλαντωτής μπορεί να διαμορφωθεί για την εφαρμογή ανάλογα με τη συχνότητα, τη δύναμη, την ακρίβεια και το κόστος. 2.13. Ηλεκτρικά Χαρακτηριστικά Η απόλυτη μέγιστη ( θερμοκρασίες) Θερμοκρασία περιβάλλοντος σύμφωνα με προδιαγραφές -40 C έως +125 C Θερμοκρασία αποθήκευσης -65 C έως και +150 C Τάση για κάθε pin σε σχέση με Vss ( εκτός από V DD και MCLR) -0,3V έως (V DD = 0,3 V) Τάση για κάθε V DD σε σχέση με V ss 0.3V στο + 4,5V Τάση για MCLR σε σχέση με V ss 0 V έως + 11,0 V Συνολική κατανάλωση ισχύος 1,0 W Μέγιστο ρεύμα από pin V ss ( - 40 C έως + 85 C ) 300 m A Μέγιστο ρεύμα από pin V ss ( + 85 C έως +125 C ) 125 m A Μέγιστο ρεύμα σε pin V DD ( -40 C έως +85 C) 200 m A Μέγιστο ρεύμα σε pin V DD ( +85 C έως +125 C) 85 m A Μέγιστο ρεύμα εξόδου που προέρχεται από κάθε pin εξόδου 25 m A Μέγιστο ρεύμα εξόδου που προέρχονται από όλες τις θύρες ( -40 C έως +85 C) 185 m A Μέγιστο ρεύμα που προέρχονται από όλες τις θύρες ( +85 C έως +125 C) 70 m A -19-
2.14 Χαρακτηριστικά της Microchip Υψηλής Απόδοσης Risk CPU: Έως 256 EEPROM bytes δεδομένων Έως και 32768 Kbytes μνήμη γραμμικού προγράμματος Έως και 1536 bytes της μνήμης δεδομένων Ευέλικτη Δομή Oscillator ( ταλαντωτή ) 16MHZ μπλοκ εσωτερικού ταλαντωτή Οι επιλέξιμες λογισμικές συχνότητες, κυμαίνονται από 31 khz έως 16 MHz 64MHz απόδοσης διατίθενται με τη χρήση PLL 4 τρόποι κρυστάλλου έως 64 MHz Fail-sale ρολόι monitor 2 ταχύτητες Oscillator Start-up ( εκκίνηση ταλαντωτή) Ειδικά χαρακτηριστικά μικροελεγκτή Εύρος τάσης λειτουργίας: 1,8 V σε 3,6 V Αυτό- προγραμματισμός υπό τον έλεγχο του λογισμικού Προγραμματιζόμενες 16- level High/ Low Voltage Αναλογικά χαρακτηριστικά Μετατροπή Αναλογικής σε ψηφιακή συχνότητα ( μονάδα ADC) i. 10 bit ανάλυση, 13 εξωτερικά κανάλια ii. Δυνατότητα αυτόματης απόκτησης iii. Διαθέσιμη μετατροπή κατά τη διάρκεια ύπνου iv. 1,2 V σταθερή τάση αναφοράς ( FVR) v. Είσοδος ανεξάρτητης πολυπλεξίας» 5 5 www.microchip.com/downloads/en/devicedoc/41303g www.alldatasheet.com/pic18f25k20-20-
2.15. MOC 3021 «Το MOC 3021, ανήκει στην κατηγορία των optocoupler. Τα χαρακτηριστικά του είναι: 400V οδηγός εξόδου Photo Triac Δίοδος Γάλλιου- Αρσενικού, πηγή υπέρυθρων και οπτικό ζεύγος οδήγησης triac Υψηλή απομόνωση 7500V σε κορυφή Οδηγός εξόδου σχεδιασμένος για 220 V εναλλασσόμενης τάσης Συσκευασία πλαστική τύπου DIP 6 ακροδεκτών. Παρεμφερές με Motorola MOC 3020, MOC 3021, MOC 3022 και MOC 3023 Τυπικές εφαρμογές 115/240 Vac εφαρμογές Ηλεκτρομαγνητική/ έλεγχος βαλβίδων Στραγγαλιστικό πηνίο Έλεγχος κινητήρων Ρυθμιστής λαμπτήρων πυρακτώσεως -21-
6 6 www.ti.com/product/moc3021-22-
2.16. BT 137S Γενική περιγραφή TRIAC ευαίσθητης πόλωσης διακοπτικό στοιχείο ελέγχου σε 4 τεταρτημόρια ΣυσκευασίαSOC428 Υλικό επίπεδης τοποθέτησης σε πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος Χρήση σε εφαρμογές με υψηλή ευαισθησία και στα 4 τεταρτημόρια Χρήση Σύνδεση με μικροελεγκτές, λογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα και άλλα κυκλώματα ενεργοποίησης πύλη χαμηλής ισχύος. Χαρακτηριστικά και οφέλη Άμεσα ενεργοποιήσιμο από χαμηλές τιμές εξόδων οδηγών και ολοκληρωμένων. Χαμηλή κατανάλωση σε κυκλώματα μικρής ισχύος και χαμηλό επίπεδο δημιουργίας αρμονικών συνιστωσών. Υλικό επιφανειακής τοποθέτησης Ενεργοποίηση και στα τέσσερα τεταρτημόρια Πολύ ευαίσθητη πύλη Εφαρμογές Έλεγχος κινητήρων Διακοπτικός έλεγχος. Τεχνικά χαρακτηριστικά: Τάση ελέγχου 600V Μέγιστο στιγμιαίο ρεύμα ελέγχου 65 Α Συνεχόμενο ρεύμα ελέγχου 8 Α Κατανάλωση ρεύματος ελέγχου 5mA -23-
Τ1=Ακροδέκτης 1 Τ2= Ακροδέκτης 2 G= Πύλη mb= T2-24-
2.17. DS 1307 Γενική περιγραφή «Το DS 1307, είναι ένα σειριακό ρολόι πραγματικού χρόνου ( RTC), χαμηλής ισχύος, πλήρως δυαδικά κωδικοποιημένα ψηφία ( BCD) ρολογιού ημερολογίου, επιπρόσθετα 56 bytes NV-SRAM.Τα δεδομένα και η διεύθυνση μεταφέρεται αμφίδρομα σειριακά μέσω του I 2 C διαύλου. Το ρολόι/ ημερολόγιο, παρέχει δευτερόλεπτα, λεπτά, ώρες, ημέρα, ημερομηνία, μήνα και έτος πληροφοριών. Το ρολόι λειτουργεί είτε στην 24ωρη ή 12ωρη μορφή με AM/PM δείκτη. Το DS 1307, διαθέτει ένα ενσωματωμένο κύκλωμα τροφοδοσίας που ανιχνεύει τις διακοπές ρεύματος και μεταβαίνει αυτόματα στην εφεδρική τροφοδοσία. Η λειτουργία χρονομέτρησης συνεχίζεται, ενώ το τμήμα λειτουργεί από την εφεδρική τροφοδοσία. Χαρακτηριστικά Real Time Clock( RTC) ρολόι πραγματικού χρόνου, μετρά δευτερόλεπτα, ημέρες και ώρες, ημερομηνία του μήνα, ημέρες της εβδομάδας και έτος με έτος 56 byte, χρήση μπαταρίας, γενικής χρήσης RAM με απεριόριστη γραφή Πρωτόκολλο σειριακού προγραμματισμού Προγραμματιζόμενη έξοδος τετραγωνικού παλμού Αυτόματη μετάβαση σε εφεδρική τροφοδοσία από μπαταρία σε περίπτωση αποτυχίας τροφοδοσίας από πηγή Καταναλώνει λιγότερο από 500 n A στην χρήση από εφεδρική μπαταρία Εύρος Βιομηχανικής Θερμοκρασίας -40 C έως και 85 C Κύκλωμα ταλαντωτή Το DS 1307 χρησιμοποιεί ένα εξωτερικό 32, 768 k Hz κρύσταλλο. Το κύκλωμα του ταλαντωτή δεν απαιτεί εξωτερικές αντιστάσεις ή πυκνωτές για να λειτουργήσει Η λειτουργία του γίνεται με 2 τρόπους: -25-
1) Βοηθητική κατάσταση δέκτη: Τα δεδομένα και το ρολόι λαμβάνονται μέσω SDA και SCL. Μετά κάθε byte που έχει λάβει, αναγνωρίζει ένα bit και το μεταδίδει. Οι εντολές START και STOP αναγνωρίζονται ως η αρχή και το τέλος μιας σειριακής μεταφοράς. Το byte της βοηθητικής διεύθυνσης είναι το πρώτο byte που αφότου η κύρια διεύθυνση δημιουργεί την κατάσταση START. Το byte της βοηθητικής διεύθυνσης, περιέχει το DS 1307 7 bit. Μετά την παραλαβή και αποκωδικοποίηση της βοηθητικής διεύθυνσης, το DS 1307 εξάγει μία αναγνωρίσιμη στην SDA. 2) Βοηθητική κατάσταση πομπού: Το πρώτο byte λαμβάνεται και αντιμετωπίζεται όπως και στη κατάσταση του δέκτη. Σε αυτήν την κατάσταση λειτουργίας το bit κατεύθυνσης, θα δείξει ότι η κατεύθυνση μεταφοράς αντιστρέφεται. Η DS 1307 μεταδίδει σειριακά δεδομένα στο SDA ενώ το σειριακό ρολόι είναι η είσοδος στο SCL. START και STOP είναι οι συνθήκες που αναγνωρίζονται ως η αρχή και το τέλος μιας σειριακής μεταφοράς.» 7 7 www.sparkfun.com/datasheets -26-
3 ο κεφάλαιο Εργαλεία για την κατασκευή της ηλεκτρονικής πλακέτας Α) Τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν για να κατασκευαστεί ή συγκεκριμένη ηλεκτρονική πλακέτα είναι τα ακόλουθα: 1. Μία αυτοδιάτριτη ηλεκτρονική πλακέτα 2. Ένα πολύ καλό κατσαβίδι πλακέ, ψιλό(π.χ. ρολογιών) 3. Ένα πριονάκι ξυλουργικής για το κόψιμο της πλακέτας 4. Ένας καλός μαρκαδόρος που θα μαρκάρει που θα τοποθετηθούν ο επεξεργαστής, τα optocoupler και τα υπόλοιπα βοηθητικά μέλη 5. Γυαλόχαρτο για να λειάνουμε την επιφάνεια 6. Ένας λαμπτήρας 220Volt 7. Ένα κοπίδι για διόρθωση πιθανών λαθών 8. Ένα κολλητήρι 9. Κλέμες πλακέτας 10. Θερμική σιλικόνη 11. Κόλλα για την κόλληση των υλικών 12. Ένα κοφτάκι 13. Ένα κουτί κατασκευών 14. Φις, σούκο με καλώδιο 1 m 15. Μία βάση για ασφάλεια 16. Μία ασφάλεια 2 A 17. Ένας μετασχηματιστής 18. 4 δίοδοι τύπου 1 W 4007 επί 5 19. Ένας πυκνωτής 1000Μf/25 V 20. Αντίσταση 100 Ohm 21. Αντίσταση 2x4,7 k Ohm 22. Αντίσταση 2x470 Ohm 23. Αντίσταση 3x10 k Ohm 24. Αντίσταση 3x100 Ohm 25. Αντίσταση 3x2,2 k Ohm 26. Κρύσταλλος 32,768 khz 27. Κρύσταλλος 20 M hz 28. 3 button 29. Καλώδιο για την ένωση των υλικών 30. Μία μπαταρία 3 Volt μαζί με μία βάση μπαταρίας 31. PC 814 32. Μία οθόνη LCD 2X16 γραμμές 33. Έναν επεξεργαστή 16 bit τύπου PIC 18F25K20 34. MOC 3021 35. LM 7805 36. DS 1307-27-
4 ο κεφάλαιο Σχεδιαστικό πρόγραμμα. -28-