Modul Automat Programabil tip PIC-AP20

Nota: Acest material a fost realizat inainte de productia efectiva a modulului si de aceea imaginile urmatoare pot sa nu reflecte intotdeauna desenul cablajului imprimat

Configuratia terminalelor

Functiile standard ale modulului sint cele din coloana “Functie”. Acestea se pot modifica prin soft si/sau conectind corespunzator jumper-ii de pe modul. Documetatie necesara utilizarii la maxim a posibilitatilor modulului sint urmatoarele: -schema modulului; -fisa tehnica a microcontrolerului PIC16F887; -fisa tehnica a driver-ului L293D; -fisa tehnica a ceasului de timp real DS1307; -fisa tehnica a circuitului de alimentare LM7805.

PIN Functie Analogic Alte conexiuni PIN Functie Alte conexiuni PIN Functie

A0 I/O x potentiometru C0 Lumina LCD - E0 ENT

A1 I/O x potentiometru C1 REL-C1 CCP2 E1 DN

A2 I/O x - C2 L293-C2 CCP1-PWM E2 UP

A3 I/O x - C3 I2C-SCL x E3 ESC

A4 I/O - - C4 I2C-SDA x

A5 I/O x receptor RF-4CH C5 LCD-RS -

A6 I/O - oscilator cuart C6 LCD-RW -

A7 I/O - oscilator cuart C7 LCD-EN -

B0 I/O x receptor infrarosu D0 LCD-D4 -

B1 I/O x receptor infrarosu D1 LCD-D5 -

B2 I/O x - D2 LCD-D6 -

B3 I/O x receptor RF D3 LCD-D7 -

B4 REL-B4 - - D4 REL-D4 -

B5 REL-B5 - - D5 L293-D5 PWM

B6 Buzzer - C-ICSP D6 L293-D6 PWM

B7 LED_B7 - D-ICSP D7 L293-D7 PWM

Schema ezCircuit

Aceasta este schema modulului PiC-AP20 in ezCircuit. Schema contine afisajul LCD cu iluminarea, butoanele, LED-ul (B7), buzzerul (B6), iesirile cu releu si iesirile cu driver-ul L293.

Pentru “desenarea” sa trebuie sa selectati Option/Chip selection/eLabD50_PK2. Veti gasi proiectul in sectiunea “Download”, pe site. Dupa “desenarea” schemei si transferul catre CoreChart veti avea deja un program de test pentru toate iesirile alocate precum si un test pentru afisaj.

Alimentare modul si iesiri alimentare

Versiunea cu mufa microUSB [2]/eventual cu terminal de alimentare[1] Alimentarea modulului se face prin mufa microUSB [2] de la o sursa de tensiune de 5V (alimentator, power-bank, calculator etc) ce poate debita minim 500mA. Respectati instructiunile specifice de conectare la o astfel de mufa. Daca terminalul [1] exista, atunci se poate alimenta prin acesta la 5V. Respectati polaritatea inscrisa pe cablaj. Atentie! In acest caz nu exista protectia la inversarea polaritatii. Versiunea doar cu terminal de alimentare [1] Alimentarea modulului se face de la o tensiune de 8-12V ce poate debita minim 500mA la terminalul [1]. Este indicat a respecta polaritatea. Modulul este protejat la alimentarea inversa (in gama de tensiuni 8 -12 V). Alimentarea circuitului L293D [3] Se face la terminalul [3] de la o tensiune de 5-36V ce poate debita curentul necesar celor 4 iesiri de la conectorul OP - D7,D6,D5,C2. Pentru alimentare se vor conectata ambele terminale ale sursei (+ si -) la [3]. La nevoie, pentru alimentare la o tensiune de 5V, se pot folosi iesirile de alimentare de pe modul [4],[5],[7] - detalii in continuare. Curentul maxim debitat in cele 4 iesiri mentionate este indicat sa nu depaseasca un total de 100mA. Acest curent este furnizat de sursa de alimentare proprie de 5V care are posibilitati limitate. In acest caz este suficienta conectarea conexiunii de +5V (nu si GND). Iesiri de alimentare +5V [4],[5],[7] Aceste iesiri se pot utiliza pentru alimentarea unor circuite externe (senzori, potentiometri, LED-uri etc). Curentul total maxim debitat este indicat sa nu depaseasca 100mA. Nota 1: sursa de alimentare interna a placii va limita curentul si puterea disipata in functie de temperatura sa de functionare. Este posibil ca la depasirea unei anume puteri sa nu mai functioneze. In acel caz trebuie deconectati consumatorii suplimentari si este indicat a se lasa sa se raceasca. Nota 2:un scurtcircuit la iesirile de alimentare (in principiu) nu va distruge sursa interna dar poate provoca incalzirea sursei si a traseelor de alimentare. Evitati aceste situatii !

Ceas de timp real DS1307

Circuitul pentru ceas este de tip DS1307 [2] conectat pe bus I2C. Acesta utilizeaza un oscilator cu cuart (32768Hz). Pentru a continua functionarea si in lipsa tensiunii de alimentare are nevoie de o baterie de tip CR1612 . Aceasta se va conecta la [1] respectind polaritatea (+ sus). Opriti alimentarea modului inainte de a efectua operatia. Lipsa bateriei poate duce la indicatii aleatoare ale orei la prima alimentare a modulului. Daca eliminati circuitul integrat DS1307 din soclu aveti la dispozitie inca doua linii de intrare / iesire (C3 si C4) la conectroul I2C bus. Puteti concepe programul de aplicatie pentru a utiliza ceasul la conectarea unor iesiri la ora prestabilita. Iesirea cu releul conectat la B4 poate fi folosita pentru alarma (este deja marcata ALM pe cablaj). Pe de alta parte – orice iesire poate fi utilizata in acest scop.

Oscilator

Microcontrolerul instalat pe modul poate functiona avind un semnal de tact intern sau extern. Oscilatorul intern are frecventa programabila prin soft intre 31KHz si 8MHz (in trepte). Pentru functionarea cu tact extern se poate instala un cristal de cuart cu frecventa pina la 20 MHz. Programarea pentru a functiona pe baza de cuart extern se face tot prin soft. Va rugam verificati detaliile in documentatia circuitului. Pentru programarea cu softul ezCircuit (demo) functionarea implicita va fi la 8MHz (osilator intern). Aceasta se poate modifica din soft pentru a functiona cu oscilator intern sau extern la diverse frecvente. Valoarea frecventei pentru cristalul de cuart se poate alege intr-o gama larga montind componenta de frecventa dorita. Pentru aceasta va fi nevoie sa lipiti doi condensatori (C3 si C4) si cuartul (X1) –zona [1]. Inainte de montare, instalati o foita izolatoare intre carcasa cuartului si placa de cablaj imprimat. Va fi necesar sa demontati afisajul LCD si sa deconectati alimentarea inainte de montarea pieselor. Cind se utilizeaza un cuart nu mai sint disponibile doua linii de intrare/iesire (RA6 si RA7). Pentru a asigura functionarea oscilatorului extern, jumper-ii corespunzatori RA6 si RA7 trebuie deconectati - zona [2].

Programare

Pentru programare avem nevoie de un programator (model PICKIT2 sau altele) ce dispune de conector ICSP. Parcurgeti pasii urmatori: -opriti alimentarea modulului -deconectati jumper-ul [2] -conectati programatorul la portul ICSP fiind atenti la semnificatia terminalelor acestuia -conectati programatorul la portul USB al calculatorului -deschideti programul PICKIT2 , incarcati fisierul hex corespunzator, executati functia de scriere (write) -deconectati programatorul de la portul ICSP (nu este obligatoriu, poate depinde de programator ) -conectati jumper-ul [2] -porniti alimentarea modulului -testati functionarea

Note: -deoarece buzzer este conectat la pinul B6, la programare se va auzi un sunet caracteristic. -deoarece LED-ul este conectat la B7, la programare va lumina Aceasta nu constituie un defect.

-la nevoie, terminalele [B6] si [B7} se pot utiliza ca intrari/iesiri , conectarea facindu-se la conectorul ICSP

Afisaj LCD

Afisajul este de tip LCD iluminat. Se pot afisa 16 caractere pe doua linii. In functie de necesitati se poate ajusta contrastul cu reglajul corespunzator (Contrast). Iluminarea poate fi conectata din soft punind pe “1” iesirea [C0]. Oprirea iluminarii poate economisi sursa de energie atunci cind se alimenteaza la baterii/acumulatori.

Butoane

Butoane de uz general Aceste butoane se pot folosi pentru diverse aplicatii care necesita navigarea in meniuri dar se pot folosi la orice alta functie ce necesita prezenta acestora. Ele sint denumite generic UP/DOWN/ENTER/ESC. Sint conectate la intrarile ce completeaza numele acestora E2/E1/E0/C0 si la masa. Aceste intrari sint active pe “0” logic (cind se apasa butonul apare 0V la intrarea respectiva – altfel pe intrare este nivel logic “1”). Buton de parametrizare Acest buton a fost prevazut pentru a fi folosit doar la selectarea unei anumite functii la pornirea modulului dar poate fi folosit la orice alta aplicatie in functie de necesitati. Este conectat la intrarea A4 si masa. Este activ tot pe “0” logic. Pentru functionarea corecta se va conecta jumper-ul JA4 la PU (pull-up, +5V). Daca se utilizeaza acest buton, in principiu, intrarea A4 nu mai este disponibila. In functie de program si configuratie se poate utiliza si aceasta intrare . De exemplu: doar la alimentarea modulului si daca butonul este apasat se executa o secventa de initializare iar apoi terminalul sa devina iesire etc.

Intrari

Aceste terminale [1],[2],[3] au fost proiectate pentru a fi utilizate ca intrari. Dar nimic nu impiedica utilizarea lor ca iesiri. Daca se utilizeaza ca intrari atunci pot fi conectate cu rezistori la +5V sau la masa, in functie de necesitati. Conectarea se face cu ajutorul jumperi-lor [4],[5],[6] la +5V (PU, pull-up) sau la masa (PD, pull-down). Uneori intrarea nu trebuie conectata la +5V sau la masa si de aceea jumper-ii trebuie deconectati complet. Pentru protectie, intrarile sint conectate la microcontroler in serie cu rezistori de 220 ohmi. Cu toate acestea se recomanda a nu se depasi tensiunea de 9V aplicata la oricare intrare. In functie de programul de aplicatie aceste terminale pot fi transformate in iesiri. In acest caz jumper-ii corespunzatori vor fi deconectati. Datorita rezistorilor de 220ohmi iesirile vor fi protejate la scurtcircuit la masa si +5V. Cu toate acestea este indicat sa nu se mentina mult timp aceasta situatie. Aceste iesiri pot alimenta direct un LED cu curent de circa 15mA de la sursa de 5V. LED-urile se pot conecta la +5V sau la masa. Intrari disponibile PORTUL A : A0….A7 (mai putin A0 si A1 daca sint conectate la semireglabili si A5 daca este conectat la receptorul RF) PORTUL B: B0….B3 (mai putin B0/B1 daca sint conectate la IR si B3 daca este conectat la receptorul RF) Pentru detalii va rugam verificati schema modulului si datele tehnice ale microcontrolerului. Intrarile A0, A1,A2,A3,A5 si B0..B3 pot fi programate in soft sa fie analogice. Ele pot accepta tensiuni continue intre 0 si 5V. Atentie la polaritate! Plusul se conecteaza la intrare si minusul la masa. Daca doriti sa utilizati aceste intrari de tip analogic atunci vor trebui deconectati jumper-ii corespunzatori la [4] si [5].

Iesiri Aceste terminale [1],[2],[3],[4],[5] au fost proiectate pentru a fi utilizate ca iesiri din modul (in echiparea de baza). In functie de model pot fi intrari si iesiri. In acest caz nu mai sint disponibile releele si circuitul L293D. Iesiri cu contacte de releu (B4, B5, D4, C1) Aceste iesiri [1],[2],[3],[4] sint conectate la relee. In functie de model, contactul poate fi normal inchis sau normal deschis. Utilizatorul poate modifica tipul contactului : normal inchis sau normal deschis (este necesar un letcon). Pe spatele cablajului se poate deconecta si reconecta conctatul dorit (realizaind o punte de cositor). Realizind puntile marcate cu rosu se vor obtine iesiri de tip normal inchis (NC). Realizind puntile marcate cu albastru se vor obtine iesiri de tip normal deschis (NO).

Jumper-ul C1 [7] trebuie conectat pentru a putea utiliza releul conectat la iesirea C1. Deconectati alimentarea inainte de a efectua aceasta operatiune. Este indicat a nu se depasi curentul si tensiunea maxima specificata pentru fiecare releu (max 1A/30V).

Iesiri prin driver de putere (D5, D6, D7, C2) Aceste 4 iesiri [5] sint conectate la un driver de tip L293D care are etaj de iesire ambivalent. Ca atare, sarcina se poate conecta la masa sau la tensiunea de alimentare a acestuia. Pentru a utilza iesirile din circuitul L293 trebuie sa alimentati la bornele [6] cu tensiunea corespunzatoare (5…24V). Va recomandam sa nu alimentati la mai mult de 24V si sa nu solicitati curent mai mare de 100mA pe fiecare iesire. Daca temperatura circuitului nu creste prea mult puteti mari tensiunea de alimentare si curentul furnizat. Va recomandam expres ca la curenti mai mari de 25 mA pe orice iesire, sa conectati sarcina direct la borna corespunzatoare a sursei de alimentare a circuitului L293D [6]. In acest fel evitati neplacerile cauzate de eventuala deteriorare a traseelor de pe modul. Iesirile pot comanda si sarcini inductive (relee, bobine,motoare) , circuitul L293D avind diode de protectie la iesire. Pentru detalii suplimentare studiati documentatia circuitului L293D. Iesirile [5] pot fi programate in soft sa fie de tip PWM.

Iesiri auxiliare

Bus I2C La conexiunea [1] este disponibil busul I2C al modulului. Aici se pot conecta diferite circuite care comunica pe acest bus (senzori/memorii etc). Sint disponibile si terminale pentru alimentare cu +5V. Conexiune CCP La conexiunea [2] sint diponibile iesirile CCP. Daca se doreste utilizarea CCP2 se va deconecta jumper-ul C1 [3]. Sint disponibile si terminale pentru alimentare cu +5V.

Reglaje analogice

Pe modul sint prevazuti doi potentiometri semireglabili RA0 si RA1. Acesti pot fi utilizati, de exemplu, la reglarea unor parametri care pot fi programati in soft. Daca se utilizeaza aceste reglaje, atunci in soft se vor programa intrarile A0 si/sau A1 in intrari analogice. Ca urmare, aceste intrari nu se vor conecta extern. Pentru utilizarea lor se procedeaza astfel: -se vor conecta jumper-ii corespunzatori aflati imediat sub semireglabili (JA_A0 si JA_A1) -se deconecteaza jumper-ii corespunzatori de la [1] Semireglabili au o cursa de circa 270grade. Utilizati o surubelnita adecvata pentru reglaj.

Buzzer

Permite generarea de sunete. Pentru aceasta, semnalul aplicat buzzer-ului trebuie generat in soft sub forma de impulsuri de o anumita frecventa si durata. Simpla alimentare a buzerului nu va produce sunete. Este conectat la iesirea B6. Nota: la programarea microcontrolerului este posibil sa se auda un sunet caracteristic.

Receptorul IR (infrarosu) Receptorul [1] permite receptia comenzilor de la o telecomanda in infrarosu. Pentru utilizarea sa se va conecta jumper-ul [2] la intrarea B0 sau B1 si jumper-ul JB0 [3] sau JB1[3] la PU. In functie de conexiune (la B0 sau B1) intrarea respectiva nu va mai fi utilizata extern. Sistemul IR necesita programare adecvata in soft (receptie si decodificare).

Receptor RF

Se pot instala doua tipuri de receptoare RF standard: cu o singura iesire (fara decodificare) si cu 4 iesiri (decodificate). Receptorul cu 4 iesiri are si iesire care se activeaza indiferent ce buton se apasa pe telecomanda. Pe modulul AP20 se poate instala un singur tip de receptor.

Receptorul cu iesire fara decodificare [1] RF-B3 Acest modul doar receptioneaza semnalul codificat de la telecomanda. De aceea este necesara decodificarea in soft. Este conectat la intrarea B3. In functie de model poate avea nevoie de pull-up cu jumper-ul corespunzator [JB3]. In acest caz nu se va utiliza extern terminalul B3. Receptorul cu decodificare [2] RF-4CH Acest receptor ofera 4 iesiri decodificate dar si o iesire conectata la B3 care se activeaza indiferent care buton este apasat pe telecomanda . Iesirile decodificate sint conectate la intrarea A5 utilizind o schema de conversie digital-analog cu rezistorii R39,R45,R46,R47 si R21. Pentru acest mod de lucru se va conectat la masa -PD- jumper-ul JA5 . Acest mod de conectare a fost dictat de economia de intrari si a fost posibil datorita vitezei mici de comunicatie intre receptor si microcontroler. Utilizarea acestui receptor impune lipsa conexiunii externe la A5 si la B3. Decodificarea se va face in soft, astfel: -se programeaza intrarea A5 de tip analogic -se citeste tensiunea de la intrarea A5 -pe baza unor comparatii efectuate in soft se decide care iesire a fot activata

Pentru orice alte informatii referitoare la PIC-AP20 va rugam contactati-ne.