Универсальный таймер на РIС-контроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

Универсальность описываемого в статье устройства в том, что оно способно не только включить и выключить в заданное время четыре нагрузки, но и превратить устаревшую машину AT в компьютер АТХ и при этом выполнять функцию "противозависательного" средства.

Когда возникает потребность коммутировать несколько нагрузок по заданной программе, удобно использовать электронные часы с несколькими будильниками, оснащенными электронными ключами. Однако если при этом необходимо управление с компьютера, то такие часы уже не подходят. Предлагаемый таймер позволяет управлять четырьмя независимыми каналами. Для этого предусмотрены 16 событий, каждое из которых может изменять состояние любого канала (включать или выключать) в назначенное время с учетом дня недели. Каналами можно управлять непосредственно с компьютера, к которому подключено устройство, с него же производятся установка текущего времени и настройка событий в таймере.

Устройство позволяет в обычном компьютере AT реализовать функции расширенного управления питанием аналогично машинам стандарта АТХ (программно выключаться и включаться в назначенное время), а также управлять питанием периферийных устройств (принтера, сканера, внешнего модема). Для использования таймера в качестве "противозависательного" средства необходима программа, которая автоматически регулярно переустанавливает время выключения и последующего включения через несколько минут. При зависании компьютера таймер, выключив на некоторое время питание, произведет "холодную" перезагрузку системы.

Принципиальная схема устройства изображена на рис. 1. Его основа - PIC-контроллер PIC16F84A-04 (DD2). Тактовую частоту (4 МГц) задает кварцевый резонатор ZQ2. На элементе DD1.1 выполнен генератор импульсов с частотой следования 32768 Гц для отсчета времени. Импульсы этого генератора поступают через буферный элемент DD1.2 на внешний вход счетчика RTCC микроконтроллера. Требуемую частоту и, следовательно, точность хода часов устанавливают подстрочным конденсатором С2.

(нажмите для увеличения)

Транзисторы 1VT1-4VT1 нагружены реле 1К1-4К1, контакты которых включены в цепи питания нагрузок, подсоединяемых к розеткам XS1-XS4. Светодиоды 1HL1-4HL1 - индикаторы состояния нагрузок.

Компьютер управляет устройством по интерфейсу RS-232. Так как микроконтроллер PIC16F84A не имеет встроенного последовательного интерфейса, последний реализован программно. Сигналы СОМ-порта использованы не стандартно. По линии DTR осуществляется синхронизация передаваемых данных, по линии RTS компьютер передает информацию, а по линии CTS получает ее из контроллера. Данные передаются в дуплексном режиме и дополняются контрольными байтами для проверки корректности информации. Более подробно используемый интерфейс описан в статье автора "Интерфейс PIC-контроллера с ПК" ("Радио", 2003, № 7, с. 20-22).

Цепи R4R7VD4 и R5R8VD5 преобразуют уровни RS-232 в уровни ТТЛ для входов микроконтроллера. Уровня ТТЛ с выхода микроконтроллера достаточно для непосредственного управления линией RS-232, что позволило упростить схему согласования.

После подачи питания микроконтроллер DD2 устанавливается в начальное состояние, в котором все каналы выключены, часы обнулены, а управление нагрузками заблокировано, чтобы не допустить их ошибочного включения. Производя настройку устройства, компьютер передает текущее время, день недели и параметры для событий. Вся информация о последних хранится в энергонезависимой памяти EEPROM микроконтроллера. Каждое событие содержит номер нагрузки, которой оно управляет, информацию о производимом действии (включение или выключение), время срабатывания (в том числе день недели) и может находиться в "выключенном" состоянии (не производит действия) и в "ежедневном" режиме (происходит в указанное время, независимо от дня недели).

После установки времени и настройки каналов устройство можно использовать как автономно (при отключенном кабеле связи от разъема XS5), так и под управлением компьютера. Поскольку интерфейс RS-232 допускает подсоединение и отсоединение кабеля при включенных устройствах (hot plug), делать это можно в любое время.

Для непосредственного управления каналами служат кнопки SB1-SB4. Удержание любой из них в нажатом положении более 0,5 с приводит к изменению состояния соответствующего канала.

Временная задержка реализована программно и предотвращает переключение нагрузок при случайных нажатиях. Порт В микроконтроллера сконфигурирован так, что его входные линии RB0- RB3 и RB5 подключены через внутренние резисторы к шине питания.

Блок питания таймера выполнен по традиционной схеме и особенностей не имеет. Применение понижающего трансформатора Т1 обусловлено необходимостью гальванической развязки питающей сети и компьютера. Батарея GB1 - резервный источник питания часов при перебоях в электроснабжении.

Коды "прошивки" микроконтроллера приведены в табл. 1. При программировании нужно установить следующие значения бит в конфигурационном слове: тип генератора (OSC) - HS, сторожевой таймер (WDT) - выключен, задержка после включения питания (FWRTE) - разрешена.

(нажмите для увеличения)

Связь компьютера с таймером осуществляется через динамически подгружаемую библиотеку timercom.dll.

Библиотека и описание программного интерфейса (API) для работы с ней и создания собственной оболочки для работы с устройством

Для установки событий и ручного управления нагрузками служит программа TIMER. В ее главном окне (рис. 2) имеются три закладки. В первой из них ("Нагрузки") отображается состояние нагрузок, которое можно изменить, убрав или постав и в соответствую щи й флажок, во второй ("События") содержатся условия 16 событии, номер канала нагрузки, требуемое действие, время и день недели, когда оно должно произойти. В закладке "Параметры" можно выбрать СОМ-порт, к которому подключено устройство, и установить флажок, разрешающий программе получать данные от устройства сразу после запуска. После изменения параметров событий или состояния нагрузок необходимо нажать кнопку "Записать" для передачи новой информации таймеру (при этом автоматически устанавливается текущее время). Нажатие кнопки "Прочитать" приводит к загрузке текущих данных устройства.

Устройство собрано на печатной плате и размещено в корпусе сетевого фильтра "Pilot". Кнопки, светодиоды и розетка XS1 установлены на его боковой стенке.

Трансформатор Т1 - любой малогабаритный с вторичной обмоткой на 12 В. В качестве 1К1-4К1 применены импортные реле TRU-12VDC-SB-CL с рабочим напряжением 12 В и контактами на 5 А (сопротивление обмотки - 400...500 Ом). Резервный источник питания GB1 - батарея аккумуляторов или гальванических элементов напряжением 3,6...4,5 В. Потребляемый от нее ток не превышает 8 мА.

Подключать таймер к СОМ-порту компьютера можно как модемным, так и нуль-модемным кабелем. Назначение контактов разъема для каждого случая приведено в табл. 2.

Автор: С.Кулешов, г.Курган

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Стерильного нейтрино не существует 15.01.2026

В физике элементарных частиц поиск новых, пока не обнаруженных объектов играет ключевую роль в понимании устройства Вселенной. Иногда такие поиски приводят к громким открытиям, а иногда - к не менее важным отрицательным результатам, которые позволяют отбросить неверные направления. Именно к таким случаям относится недавний вывод ученых о судьбе стерильного нейтрино - одной из самых интригующих гипотетических частиц последних десятилетий. Исследователи из американской лаборатории Fermilab официально сообщили, что им не удалось найти доказательства существования стерильного нейтрино. К такому выводу пришла команда эксперимента MicroBooNE после многолетнего анализа столкновений нейтрино, которые ранее рассматривались как возможный намек на существование четвертого типа этих частиц. Предполагалось, что стерильное нейтрино взаимодействует с материей исключительно через гравитацию, что делало его крайне трудным объектом для обнаружения. В рамках современной физики нейтрино известны в т ...>>

Беспроводные наушники и колонки Fender 15.01.2026

Музыкальная индустрия постепенно адаптируется к цифровым технологиям, и известный производитель музыкальных инструментов Fender расширяет свое присутствие за пределы гитар и усилителей, представляя современные решения для прослушивания музыки. Новые беспроводные наушники и Bluetooth-колонки Fender объединяют богатый звук, модульность и удобство использования как для дома, так и для профессиональной работы. Флагманской новинкой стали наушники Fender Mix, отличающиеся модульной конструкцией. Динамики подключаются к оголовью через порт USB Type-C и могут быть сняты вместе с амбушюрами, что облегчает уход и транспортировку. Один из динамиков оснащен встроенным адаптером USB Type-C для подключения к источнику звука без потерь, поддерживая кодеки LDHC и Fire, а также функцию Auracast. На другом динамике размещен съемный аккумулятор, который обеспечивает до 100 часов работы без активного шумоподавления; при включении ANC время работы сокращается до 52 часов. Наушники доступны по цене $299 ...>>

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Случайная новость из Архива Перспективный материал для литий-ионных аккумуляторов 21.06.2013 Ученые из Мюнхенского технического университета разработали материал, который открывает путь для создания аккумуляторов с большой емкостью и длительным сроком службы. Самое главное, что создан этот материал на основе бора и кремния, которые дешевы и доступны. Материал, из которого изготовлены электроды литий-ионных аккумуляторов, имеет решающее значение для емкости батареи. До сих пор отрицательный электрод обычно изготавливают из графита, слои которого способны хранить атомы лития. Однако емкость графита ограничена принятием 1 атома лития на 6 атомов углерода. Для сравнения, кремний может принять до 10 раз больше лития, но, к сожалению, в ходе этого процесса кремний сильно расширяется, что резко снижает такие важнейшие характеристики литий-ионных аккумуляторов, как долговечность, способность быстро заряжаться и отдавать мощный ток. В поисках альтернативы чистому кремнию, немецкие ученые синтезировали особые трехмерные структуры, состоящие из бора и кремния (LiBSi2). Как и атомы углерода, атомы бора и кремния соединены в особую структуру в форме тетраэдра, но в отличие от алмаза они образуют каналы, способные хранить атомы лития. Электрод на основе данной структуры должен быть уникальным и по емкости, и по прочности. Особенно важен последний параметр, так как литий-ионные аккумуляторы довольно хрупкие и чувствительные к перепадам температуры и перегреву. Электроды из LiBSi2 устойчивы к воздействию воздуха, воды и выдерживают нагрев до 800 градусов по Цельсию. Пока ученые еще не определили точно, сколько именно атомов лития может хранить новая структура, и будет ли она расширяться во время зарядки. Тем не менее, разработчики уверены, что их новый материал превзойдет кремний и, тем более, графит и станет отличным сырьем для изготовления электродов аккумуляторов нового поколения. Надо отметить, что немцы изготовили свой новый тип электрода в лаборатории Университета штата Аризона, где была возможность создать давление в 100 тысяч атмосфер и температуру около 900 градусов по Цельсию. Благодаря этому, удалось изготовить "алмаз", способный удерживать литий.

Другие интересные новости:

▪ Отношение к запахам

▪ Определена масса света

▪ Обнаружен масштабный природный источник парниковых газов

▪ Право искусственного интеллекта на созданный им контент

▪ Пищевые датчики на основе бумаги и графена

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Технологии радиолюбителя. Подборка статей

▪ статья Гробы повапленные. Крылатое выражение

▪ статья Кто и как впервые добился успеха в борьбе с бактериями и чем это для него закончилось? Подробный ответ

▪ статья Красный перец. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Квазисенсорные релейные переключатели. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Притяжение пробок. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026