|
|
| Po | Út | St | Čt | Pá | So | Ne |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
| 5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
| 12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
| 19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
| 26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
|
| |
|
|
|
|
|
 |
|
|
| | | Autodráhový multifunkční ovladač |
| |
 | Přehled
Jednoho krásného dne mně můj syn řekl, e by chtěl pod stromeček autodráhu, ale protoe jsem mněl doma ji starou dobrou Českou autodráhu (a nechtěl jsem investovat do nové ) slíbil jsem mu e spravíme tu starou. A při průběhu spravování jsem se rozhodl e to lehce vylepíme a dopadlo to následovně.
Vyhodil jsem vekerou původní elektriku a nahradil to plně digitální krabičkou vlastní výroby, která zvládá tyto věci:
1) Nahrazeno původní řízení aut odporem moderním řízením PWM (Pulse Width Modulation)
2) Ovladače vytvořeny potenciometrem a doplněny jedním tlačítkem , které má převáně funkci brzdy
3) Obě auta lze nezávisle na sobě plně ovládat:
- Plynule ovládat rychlost od minimální po maximální
- Odpojit úplně dráhy od zdroje ( Z-state )
- Zkracovat dráhy běné rychlé brzdění
- Reverzovat směr velmi účinné brzdění
4) Připojení na LCD inteligentní displej vekeré nastavení , časy, kola ve se zobrazuje přes něj
5) 8 indikačních LED:
- Chyba i to se někdy stává pokud nastane nějaká chybička na výkonové části (zatím mně tato situace nenastala)
- Pauza během závodu nebo tréninku lze ve pozastavit
- Safety v brzké době bude doprogramován safety mód - tzn. Po sráce můou hráči pozastavit závod a po přiznání se viníkovi přičte penaltový čas.
- Závod indikuje závodní reim hry
- Trénink indikuje tréninkový reim hry
- Jízda indukuje volný reim pouívání dráhy (klasika tak jako dřív)
- Auto 1 indikační LED pro AUTO 1
- Auto 2 indikační LED pro AUTO 2
6) 5 ovládacích tlačítek:
- Reim přepíná mezi reimy pouití krabičky (Volná jízda, Trénink, Závod)
- Menu procházení a potvrzování jednotlivých menu (viz dále)
- Nastav, Safety měnění hodnot v jednotlivých krocích menu, spoutění safety reimu při závodu
- Pauza, Jazyk Při závodu a tréninku dokáe pozastavit čítání času a ovládání aut, při jakémkoliv jíné činnosti přepíná jazyk ovládání mezi četinou a angličtinou.
- Reset návrat z menu, v tréninkovém reimu vymazání průběných výsledků
7) Dráha pouze doplněna dvěma mechanickými koncovými spínači (pro kadou dráhu jeden) na startovní čáře.
8) Velký semafor pro startovní potřeby lze té vyuit pro jakékoliv jiné účely
9) Připojení na PC pomocí RS-232C linky (COM port na PC)
10) Napájecí napětí 7 30 V DC
11) Dokáe měřit napájecí napětí monost provádění korekcí rychlostí na napětí
12) Dokáe měřit odebíraný proud pro kadou formuli zvlá
13) Automatické dojídění aut na startovní čáru
14) Piezo sirénka
Hardware zařízení
Stěejními prvky zařízení jsou součástky firmy Freescale, jedná se hlavně o 8 bitový mikrokontrolér MC689S08AW60 a výkonový prvek H-bridge MC33887 (moná náhrada je MC33886). Ostatní součástky jsou jen doplňkové a pasivní prvky. Deska je navrena jako jednostranná DPS vyrobitelná ikovnějím bastlířem doma nebo jako v mém případě malá levná firma z fólie.
Popis zapojení
Zapojení lze rozdělit do třech bloků a připojených periferií:
- Mikroprocesorová část kompletní řídící část
- Výkonová část napájecí napětí, výkonové ovládání aut
- Komunikační část zajiuje komunikaci s PC
- Periferie zapojení ovladače , semaforu a připojení k dráze
Mikroprocesorová část
Základem zapojení je ji zmíněný 8 bitový mikroprocesor Freescale MC9S08AW60, který se výborně hodí pro tenhle účel a to hlavně díky těmto vlastnostem:
- 20 MHz BUS clock - dostatečná rychlost pro účely autodráhy
- 60 KB flash paměti dostatečná rezerva jak pro kód, tak pro texty i případné ukládání výsledkuů
- 2 KB RAM prakticky pamětí RAM nejsme omezeni
- 10 ti bitový AD převodník, 16 kanálů čtení ovladačů, napájecího napětí, odebíraných proudů
- SCI sériová linka komunikace s PC
- SPI nevyuito
- IIC nevyuito
- Časovače 2 nezávislé časovače jeden s 2 kanály, druhý 6 kanálový vyuito pro generování přesných časových intervalů (měření času), a druhý pro řízení motorů pomocí PWM (Selectable input capture, output compare, and edge-aligned PWM capability on each channel. Each timer module may be configured for buffered, centered PWM (CPWM) on all channels)
- KBI přeruení od klávesnice vyuito pro připojení spínačů v dráze, tlačítek na ovladačích a tlačítek na krabičce
- Celkově má 54 vstupně/výstupních pinů mono připojit hromadu signálů. Na vech lze jednotlivě zapnout PULL-UP rezistor
- Programování a odlaďování programu po BDM rozhraní
- Vyrábí se i v 64 pinovém QFP pouzdru pájitelné doma.
K procesoru jsou připojeny nutné součástky a to krystal, k němu dva kondensátory a jeden paralelní odpor (Y1, C1, C2, R1 ), jeden filtrovací kondensátor (C8) a programovací konektor pro BDM (J1). A to je ve co potřebuje mikroprocesor (dále jen MCU) pro svou činnost, snad jen první 4 komponenty pro zdroj hodinového signálu (Y1, C1, C2, R1 ) by li odstranit a nechat MCU brát hodiny se svého vnitřního oscilátoru , ale pro větí přesnost byla zvolena monost externího krystalu.
Indikační LED diody jsou přes rezistory připojeny přímo k pinům MCU (R7-R14, JP1), LED diody jsou umístěny na vrchní straně krabičky proto se na desce nachází jen konektor pro jejich připojení. Diody mají vechny anody spojené a připojené na +5V (VCC). Pro tyto LED diody je vyuit port F (PTF).
Semafor je připojen úplně stejně jako vechny diody (té rezistory R15-R17), ale aktivní úrovně jsou opačné. Toto je uzpůsobeno pro zapojení uvnitř semaforu. Pro semaforové piny jsem vyuil část portu E (PTE).
Větina tlačítek (reim, menu, set, reset) je připojena na přímo na port G (PTG), protoe je zde vyveden modul KBI (PTG0 PTG3). Poslední tlačítko na krabičce je zapojeno na obyčejný vstupně/výstupní (dále jen V/V) pin na portu A (PTA7).Na KBI modul jsou té připojeny ovladačové tlačítka brzd (PTD2, PTD3) přes konektory ovladačů (J3, J10) a koncové spínače na dráze (PTD7, PTG4) které jsou připojeny skrze konektor J4. Pouze pro o koncové spínače jsou pouity externí PULL-UP rezistory, protoe při nastavení KBI modulu na citlivost na vzestupnou hranu se vnitřní odpojí a připojí se PULL-DOWN rezistory,které jsem musel softwarově odpojit úplně. Vechny tlačítka uzemňují signál po stisknutí (tzn. Druhý drát připojen k zemi).
Ovladače jsou připojeny jetě do vstupů AD převodníků na čtení poadované rychlosti. Do analogového signálu je zařazen RC filtr pro omezení umu ( R2, R3, C3, C4). Ovladače se připojují konektory J3 a J10. Dále je do AD převodníku připojeno vstupní napájení přes odporový dělič (R4, R5) o poměru 1/6. Toto napětí je té filtrováno RC článkem (R6, C6).
Port A je vyuit pro připojení inteligentního LCD displeje v 4- bitovém komunikačním módu. U konektoru displeje (J5) je umístěn trimr na nastavení kontrastu displeje.
Na připojení RS-232C linky je vyuito její nejočesanějí verze. Jsou připojeny pouze signály RXD a TXD (PTE0 a PTE1).Více při popisu Komunikačního bloku.
Připojení výkonové části je realizováno pomocí pěti signálů pro kadou dráhu. A to třech obyčejných V/V signálů Fault_status ohlaseni chyby (PTB4, PTD0), Disable_power přepnutí výstupů výkonových budičů do stavu vysoké impedance (PTB2, PTB6) a PWM_DIR směr aut (PTB5, PTD1). Dále jednoho vstupu do AD převodníku na čtení odebíraného proudu auty (PTB3, PTB7). A nakonec výstupů od kanálů časovače na generování PWM signálu (PTE2, PTE3).
Schéma ve formátu PDF ke staení
Výkonová část
Výkonová část se dělí na dvě oblasti a to napájení zařízení a ovládání aut.
Zdroj je velmi jednoduchý a skládá se jen z napájecího konektoru ( J7 ), pojistky 4A pomalá ( F1 ), sériové diody chránící proti přepólování napájecího napětí ( D12) a paralelní zenerovy diody na 30 V chránící proti přepětí od napájení ( D13 ). Dále je zde pouit velký vyhlazovací kondensátor 4,7mF ( C7 ) , stabilizátor 7805 na +5V pro ivení digitální části ( U2 ) a za ním jen filtrovací kondensátor 100nF (C5).
Snad zajímavějí je řeení na ovládání aut. Jsou pouity H-bridge Fy Freescale MC33887 (MC33886) které dokáou zesilovat logické signály na vstupech a na +40V výstupní úrovně při 5 Ampérech. Kadý H-bridge má dva samostatné kanály (monost reverzace) a má jetě ochrany proti zkratu, podpětí a přehřátí (co tu doufám nehrozí). Pro kadou dráhu je pouit samostatný H-bridge (monost reverzace a nezávislé nastavení výstupů na stav vysoké impedance). (Mám i verzi s jedním H-bridge ale není to ono.) Kondensátory jsou skoro vechny filtrovací (C9, C11 C13, C15 - C18) a dva pro vnitřní nábojové pumpy ( C10, C14). Pro měření výstupního proudu se měří úbytek napětí na rezistorech (R21, R24) připojených do výstupu FB kudy teče poměrová část výstupního proudu.
Schéma ve formátu PDF ke staení
Komunikační část
Komunikační část je vytvořena jen klasickým MX3232 (jen 100nF kondensátory oproti MAX323 ) převodníkem úrovní (U5) a konektorem na sériový port ( J12 ). MAX3232 je doplněn jen nutnými kondensátory 4 x 100nF (C19 C22).
Schéma ve formátu PDF ke staení
Periférie
Periférie jsou velmi jednoduché. Začněme s ovladači. Ty jsou tvořeny jen potenciometrem přiblině 10K a jedním tlačítkem. Tlačítko je připojeno mezi zem (GND) a aktivní vodič brake. Potenciometr zapojíme jako odporový dělič , tzn. na jeden kraj připojíme zem a druhý VCC a střed vyvedeme na čtecí vodič An_ovl. Vechny potřebné vodiče jsou v konektoru ovladače přítomny.
Dráha je zapojena té velmi jednodue a to tak e výstupy z výkonového konektoru J6 připájíme na jednotlivé troleje dráhy a koncové spínače připojíme mezi zem a aktivní drát na koncovce J4.
U semaforu máme dvě monosti:
- Pokud proud jednotlivými diodami nepřesáhne 8mA tak můeme ve zapojit na přímo se společnou katodou.
- Pokud diody přesahují odběr více jak 8mA pak se nabízí zapojení se společnou anodou. Katody přes spínací MOSFET tranzistory (typ BS170) připojit k zemi a ovládací signály připojit na gaty těchto tranzistorů.
Deska DPS
DPS je navrena jako jednostranná jednoduchá na výrobu a je přímo určena do typu plastové krabičky (UK05AP), která lze lehce koupit . Větina prvků je SMD ale pouil jsem co největí kousky , aby lo ve lehce pájet i doma (velikost 1206).
Schéma ve formátu PDF ke staení
Petr Gargulák
Ronov pod Radhotěm
Pokračování článku je k dispozici zde. | |
|  |
|
|
dne January 25 2007 10:30:08
 Jako pokus o fór by to lo - jen bod č.9 - com port se u větinou nepouívá. Chtělo by to předělat na USB nebo Bluetooth
A kdyby to napsalt před pár lety, tak bych mu začal řikat Verne - spoustu nápadů od něj okopírovali při výrobě digitálních drah |
dne January 25 2007 11:17:05
asi jsi nepost5ehl o co jde tady. Zarizeni je typu Stand-alone (bez pocitace). seriovy port je tu jen prookrasu nebo flashovani. Jde o to ze pocitac vubec nepotrebujes.  |
dne January 25 2007 11:17:34
Ale moznost tu je. |
dne January 25 2007 12:59:34
Gary já smekám, nejsem sice počítačový ani slaboproudý technik, ale jestli si tohle vymyslel podle sebe tak to opravdu smekám.
Bohuel si ale nemyslím, e by do toho někdo el. Mluví tu o scela jiném, naprosto přesném řízení dráhy co mnoho z nás asi moc zajmat nebude. Tímhle by se dal do jisté míry řídit a kontrolovat výrobní stroj, ale na autodráhu je to a příli dokonalé. Jo kdyby se jednalo jen o ten systém počítání kol a časomíry společně s tím semaforem, pak by o to jistě zájem byl a nemyslím si e malý. Bouhuel tvuj systém je i řídící a to v zájmu kompatibility nebude ádoucí. Představ si e si chce jít někam zajezdit a s ovladači na který jse zvyklí nemůe protoe vichni ostatní pouívajá obyčejné odporové nebo diodové. Pro domácí uití určitě super, ale pro dalí rozíření někým kdo tomu vůbec nerozumí je to slepá ulička. Kadopádně se nám tu člověk tvých kvalit hodí. Vítej |
dne January 25 2007 13:47:25
Je pravda e vichni jsou zvyklí na své straré ovladače a proto je ovladač udělán jen potenciometrem který si kadý můe zabudovat do svého oblíbeného ovladače. Já se právě chystám vskřísit původní ovladače s novým vnitřkem. Chvála výrobcům lze sehnat krásné tahové potenciometry docela malé. |
dne January 25 2007 16:23:11
Moc hezký článek , moc vám fandím , ale bohuel si myslím e 99 % čtenářu vubec nechápe o co kráčí včetně mě .Působý to spie jako nějaké sci-fi , ale u ted se těím na nějaké to pokračování  SRC ZDAR Valec jun. |
dne January 25 2007 18:59:14
Abych pravdu řekl, tak si myslím, e by se z toho daly vyselektovat funkce, které mohou být zajímavé pro vechny
- měření rychlosti
- času
- start
- počítání kol
atd.
Ale sám bych to teda nepostavil. 
A jetě dotaz - na kolik to přilo? |
dne January 25 2007 19:34:08
tak vyjde to na tak 5-6 stovek - a to nekecam. |
dne January 26 2007 01:11:07
Gargy - Ty jsi viděl 40 W malé tahové potenciometry???
Prosím uveď kde. H |
dne January 26 2007 07:42:12
To asi ne , ale toto zarizeni s ovladacu nehoni proud (jako vykonove ) ale pouze cte velikost napeti. Takze lze pouzit slaboprody potenciometr. Gargy |
| |
|
|
| Pro odeslání je nutné být přihláen.
| |
|
|
|
|
Zapomněli jste heslo? Zaádejte o nové zde.
| |
|
|
|
15
Pohár SCALEXTRIC 1. závod
| |
|
|
| Pro zaslání musíte být přihláen.
Dosud ádné vzkazy.
| |
|
|
|  Hosté: 14
ádný člen online
Registr. členů klubu: 255
Neaktivovaných členů: 0
Nejnovějí člen: Gobio
| |
|
|
|
v6.01.18 © 2003-2005 | Original style by yassineb :: Ported for PHP-Fusion by: 
