docFORUM CZYTELNIKÓW
download 
Reklamacja Transkrypt
FORUM CZYTELNIKÓW
Forum Czytelników FORUM CZYTELNIKÓW Forum Czytelników ma służyć celom edukacyjnym, wymianie doświadczeń i pomysłów. Zasady są następujące: – publikujemy wyłącznie projekty opracowane samodzielnie i nigdzie dotychczas nie publikowane (należy dołączyć stosowne oświadczenie z własnoręcznym podpisem); – oprócz tekstu i rysunków, prosimy przysłać działający model lub jego fotografie (model odeślemy); – publikacja projektu nie oznacza jego pozytywnej oceny przez redakcję EdW, lecz stanowi punkt wyjścia do publicznej dyskusji nad proponowanym rozwiązaniem. Etap dyskusji nazywany „Do− grywką”, trwa dwa miesiące. W tym czasie oczekujemy nie tylko listów z uwagami krytycznymi, ale przede wszystkim propozycji innych, lepszych rozwiązań (tym razem wystarczy schemat z opisem działania układu); – nagroda za opublikowany projekt wynosi 120 zł (brutto) za stronę artykułu w EdW. Nagroda nie zostanie przyznana, jeśli „Dogrywka” wykaże, iż projekt stanowi plagiat. Jeśli w ”Dogrywce” zosta− ną zaproponowane lepsze rozwiązania, wówczas część nagrody (w proporcji uznanej przez redakcję EdW) zostanie przyznana autorom lepszych rozwiązań. Prosimy też o załączenie do projektu fotografii paszportowej i kilku zdań życiorysu. Prosimy nie przysyłać opisów urządzeń, które powstały tylko na papierze, a nie zostały zrealizowane w praktyce. Znamy się trochę na elektronice i wiemy, że większość takich układów nie będzie działać. Stąd nasza prośba o model lub przynajmniej fotografię modelu. System sterowania dla osób niepełnosprawnych Urządzenie to jest przeznaczone w szcze− gólności dla osób niepełnosprawnych lub częściowo sparaliżowanych, jednak nic nie stoi na przeszkodzie, aby korzystali z niego ludzie, którzy są w pełni sprawni. Urządzenie to służy do sterowania urządzeń zasilanych z sieci elektrycznej. Co najważniejsze jest ono bezpieczne dla użytkownika, ponieważ mo− duł wykonawczy składa się z przekaźników, które oddzielają galwanicznie układ sterowa− nia elektronicznego od urządzeń zasilanych z sieci. Urządzenie to powinno pomóc oso− bom chorym, częściowo sparaliżowanym, włączyć lub wyłączyć aktualnie potrzebne u− rządzenie elektryczne, np.: silnik elektryczny, rolety, zmiana pozycji w łóżku elektrycznym, telewizor, lampka, a także inne urządzenia e− lektryczne o mocy zależnej jedynie od obcią− żalności styków użytych przekaźników. Pod− czas projektowania tego urządzenia zostały przyjęte następujące założenia: − całkowite odseparowanie układu ste− rującego od urządzeń elektrycznych zasila− nych z sieci; − sterowanie tych urządzeń musi być pro− ste, a jednocześnie zapewniające pewne i niezawodne działanie; − działanie każdego urządzenia powinno być informowane przez świecenie odpowie− dnich diod LED (np. zielona ON, czerwona OFF); − w urządzeniu muszą być zastosowane tanie i łatwo dostępne układy scalone. Ważnym atutem tego urządzenia jest je− go niezawodność i pewność działania, a tak− że łatwość sterowania poszczególnymi u− rządzeniami i kontrola ich stanu za pomocą diod LED znajdujących się na płycie czoło− wej centralki. Opis działania Układ elektroniczny składa się z licznika dziesiętnego 4017, który steruje ośmioma przerzutnikami J−K z czterech układów 4027. Dodatkowo centralka posiada przerzutnik monostabilny do wyłączenia jakiegoś u− rządzenia elektrycznego po zadanym czasie oraz alarm, który może być zainstalowany np. w sąsiednim pokoju lub w mieszkaniu ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/99 sąsiadów. W celu lepszego zrozumienia za− sady działania wyjścia układu 4017 zostały podzielone na bloki: 1. Q0− Q3 blok przekaźników −funkcja ON−OFF; 2. Q4 −Q7 blok przekaźników −funkcja le− wo−prawo; 3. Q8 przerzutnik monostabilny; 4. Q9 alarm. Na wejście zegarowe układu 4017 jest podawany sygnał z układu formującego im− pulsy otrzymywane z przycisku S1. Impulsy dodatnie są podawane na inwerter Schmit− ta, który przy dłuższym przytrzymaniu przy− cisku S1 (ok. 0,5s) pracuje tu jako generator z rezystorem i kondensatorem. Impulsy są podawane na drugi inwerter Schmitta, który w stanie rozwarcia przycisku S1 zapewnia niski stan na wejściu zegarowym 4017. Przyciskiem S1 można dokonywać “prze− suwania” stanu H na wyjściach Q licznika dziesiętnego (na pozostałych wyjściach pa− nuje stan L). Wyjścia Q0−Q9 układu 4017 sterują wejściami J−K przerzutników 4027. 39 Forum Czytelników Kostki te są użyte w tym urządzeniu właśnie ze względu na właściwości wejść J, K: − jeżeli na obu jest stan H, to zbocze akty− wne występujące na wejściu CLK zmienia aktualny stan wyjść Q i Q\ na przeciwny; − jeżeli na obu jest stan L, to zbocze akty− wne występujące na wejściu CLK nic nie zmienia i pozostają tam stany jakie były wcześniej. Wszystkie wejścia zegarowe CLK prze− rzutników są połączone ze sobą, lecz pod wpływem impulsu zegarowego stany wyjść Q i Q\ zmieniają się tylko w jednym “zaadresowanym” przerzutniku, na którym wejścia sterujące J i K są w stanie H. Przy− ciskiem S2 przez układ likwidujący drgania styków i zakłócenia indukujące się w prze− wodach podaje się rosnące zbocze na wej− ścia zegarowe przerzutników. W ten sposób można sterować kolejnymi przerzutnikami J− K, zmieniając stan na ich wyjściach Q i Q\.W dalszej części układu znajdują się tranzystory NPN, które podają zasilanie na cewki prze− kaźników. Omawiany blok 1 steruje pracą pojedyn− czych, niezależnych przekaźników. Aby jed− nak sterować silnikami elektrycznymi prądu stałego są potrzebne dwa przekaźniki na każdy silnik. Jest to realizowane za pomocą tej samej kostki 4027. Zasadę działania omó− wię na przykładzie jednego przerzutnika J−K, ale pozostałe z tego bloku (Q4−Q7) działają w identyczny sposób: − gdy przyciskiem S1 spowodujemy poja− wienie się stanu H na wejściu sterującym J− K przerzutnika IC4A, to będziemy mogli zmie− niać stan na wyjściach Q i Q\ przyciskiem S2 na przeciwny. Ale cewki przekaźników nie będą pod napięciem, ponieważ w momen− cie podania stanu H na wejście J−K uruchomił się układ opóźniający (rezystor R26, konden− sator C3, inwerter Schmitta IC7F), dotąd na wyjściu tego inwertera panował stan H, zmieni się on gdy kondensator (ładujący się przez rezystor R26) naładuje się (czas łado− wania C3 ok.1−2s) do wartości napięcia pro− gowego inwertera Schmitta zmieniającego stan na wyjściu z H na L. Diody D26−D29 zo− stały użyte w celu rozładowania kondensato− ra, przy przejściu na inną pozycję. Spowodu− je to spolaryzowanie ujemnie bazy tranzysto− ra T7, a następnie podanie plusa zasilania na kolektory tranzystorów T5 i T6 znajdujących 40 się w dalszej części układu. W tym momencie przewodzi ten z tranzy− storów, na którym baza jest spola− ryzowana dodatnio (stan H na wy− jściu Q lub Q\). Warto wspomnieć o działaniu diod LED (czerwonych) wska− zujących kierunek obrotów silnika. Chcąc uruchomić jeden z czterech silników trzeba spowodować za− palenie się diody pomarańczowej na wybranym silniku. W momencie zapalenia się np. diody D6 (pomarańczowa) zapala się również jedna z diod (D23, D24 − czerwo− ne) sygnalizująca kierunek obrotów silnika. Te− raz mamy ok.1−2s na wybranie kierunku obro− tów (przez ten czas nie działa żaden przekaź− nik sterujący kierunkiem obrotów silnika), po tym czasie następuje załączenie przekaźnika w kierunku sygnalizowanym przez świecenie się wybranej diody (D23 lub D24). Gdy zosta− ła już wybrana np. pozycja w łóżku elektry− cznym, to naciskamy przycisk S1 powodujący zmianę pozycji (sygnalizowaną przez diodę pomarańczową) i przerwanie pracy silnika. W analogiczny sposób działa reszta bloku 2 ste− rującego pracą silnika. Do omówienia pozostały jeszcze dwa wyjścia Q8 i Q9. Gdy na wyjściu Q8 pojawi się stan H, trafia on na wejście inwertera U6C i w ten sposób na wyjściu tego inwertera pojawi się potencjał masy, który “zasili” emiter tranzystora T18. Jeżeli teraz podamy na bazę tego tranzystora stan H naciskając przycisk S2, to tranzystor do− starczy do kondensatora przez diodę napięcie ujemne. Gdy kondensator naładuje się do na− pięcia przekraczającego próg przełączania in− wertera Schmitta, to na jego wyjściu pojawi się stan H i tranzystor zasili cewkę przekaźni− ka, przy czym czas wyłączenia przekaźnika może być regulowany poprzez rezystor rozła− dowujący kondensator C7. Wyjście Q9 służy do uruchomienia alar− mu. Jest to bardzo ważne w centralce, gdyż chory może w ten sposób sprowadzić sobie pomoc. Nawet prosty układ sygnalizacyjny (brzęczyk piezo) będzie w stanie zawiadomić kogoś od sąsiadów. Funkcja ta uruchamia się po ok. 2s od zaświecenia się diody i jako układ wykonawczy zastosowano tranzystor, który będzie mógł dostarczyć prąd wystar− czający do zasilania układu sygnalizującego. Urządzenie alarmowe może składać się z generatora piezo lub można użyć któregoś z kitów AVT np.: AVT−2084 Sygnalizator do in− stalacji alarmowych, AVT−2086 Sygnalizator cofania samochodu, AVT−2094 Ręczny syg− nalizator akustyczno−optyczny. Montaż i uruchomienie Montaż jest tradycyjny, począwszy od zworek do układów scalonych, skończyw− szy na złączach i transformatorze. Zważyw− szy na to, że zastosowano 7 układów scalo− nych, jest zalecane zastosowanie podsta− wek pod każdą kostkę. W razie uszkodzenia którejś kostki, można ją łatwo wymienić. Przerzutnik monostabilny może posiadać re− gulowany czas wyłączania przez zamianę re− zystora stałego na potencjometr (umie− szczony na tylnej ściance obudowy). W tyl− nej części obudowy centralki znajdują się też złącza (CON3), do których przykręca się przewody do cewek przekaźników. Przy montażu płyty czołowej trzeba doprowadzić przewodem plus zasilania do diody D25. Szczególną ostrożność trzeba zachować przy montażu transformatora. Przewód sie− ciowy musi być przylutowany tuż przy wy− prowadzeniach transformatora i w miejscu lutu należy owinąć go taśmą izolacyjną lub zastosować koszulkę termokurczliwą. Trans− formator nie musi być montowany wewnątrz centralki, można bowiem zasto− sować zewnętrzne zasilanie z zasilacza wty− czkowego o wydajności 500mA (w takiej sy− tuacji nie trzeba montować mostka). Co do wydajności transformatora, zupełnie wystar− czy transformator o wydajności 350mA, bo− wiem w danej chwili maksymalny prąd po− bierany przez urządzenie może wynosić co najwyżej 350mA (trzeba uwzględnić 4 prze− kaźniki − funkcja ON−OFF, któryś z przekaźni− ków do sterowania silnika i przekaźnik z ukła− dem opóźniającym − czyli w danej chwili mo− że działać maksymalnie 6 przekaźników), przy założeniu, że prąd pobierany przez prze− kaźnik wynosi 40mA. Należy dodać jeszcze prąd pobierany przez diody tj.7x10mA. Centralka jest sterowana poprzez mani− pulator składający się z dwóch przycisków S1, S2. Wykaz elementów: Rezystory R1,R4: 560kΩ R2,R24: 270kΩ R3,R22,R25,R42: 1MΩ R5−R21,R23:10kΩ R26−R29: 100kΩ R31−R41: 2kΩ R0: zwory (na płytce) Kondensatory C1: 1uF C2,C9: 100nF C3−C6: 4.7uF C7: 470uF C8: 2.2uF C10,C11: 100nF C12: 1000uF Półprzewodniki IC1: C4017 IC2−IC5: C4027 IC6−IC7: C40106 IC8: LM7812 T1−T6,T8−T9,T11−T12,T14−T15,T17−T18: dowolne NPN np: BC548 T7,T10,T13,T16,T19:dowolne PNP np: BC558 D1,D26,D27,D28,D29: 1N4148 D2−D25: diody LED Pozostałe Z1−Z10: CON3 JP1, JP2: 2x5 goldpin JP3, JP4: 2x8 goldpin Złącze zaciskowe 10 i 16 Odcinek przewodu taśmowego 10 i 16 − −żyłowego ok. 20 cm Podstawki pod układy scalone (zwykłe) Włącznik sieciowy ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/99 Forum Czytelników Rys. 1 Schemat ideowy Po zmontowaniu centralki pozostanie je− szcze podłączenie przewodami przekaźni− ków do odpowiednich urządzeń. Połączenia te należy tak wykonać, by nie stworzyć nie− bezpieczeństwa porażenia prądem i aby przewody nie przeszkadzały osobom, które będą wchodziły do tego pokoju i sprzątały. Jeżeli jednak zrobi się to “raz a dobrze”, to w przyszłości nie powinno być z tym kłopo− tu. Przekaźniki włączające jakieś urządzenie elektryczne powinny znajdować się przy tym urządzeniu, ale by nie ingerować w jego wnętrze można zastosować specjalną obu− dowę, pokazaną na fotografii na okładce EdW 2/98 w Forum czytelników. W tej obu− dowie można umieścić przekaźnik, który będzie włączał dane urządzenie zasilane z sieci elektrycznej. W centralce istnieje możliwość podłącze− nia odbiornika zdalnego sterowania (radiowe lub podczerwone); przewidziano do tego 6 punktów (4 na przyciski i 2 szyny zasilania) o− bok wyjść na przekaźniki. W roli manipulatora można zastosować joystick od mi− krokomputera lub wykonać wygodniejszy, dopasowa− ny do stopnia (nie)spra− wności obsługującej go o− soby. Tomasz Sapletta Od Redakcji Ponieważ płytki drukowane za− proponowane przez Autora arty− kułu nie zostały zaprojektowane zgodnie z ogólnie przyjętymi zasa− dami, a ponadto jedna z nich jest dwuwarstwowa, nie proponuje− my stosowania płytek pokaza− nych w artykule. Dlatego też ry− sunki tych płytek są pokazane w skali 1:2. Płytki drukowane warto zaprojektować samodzielnie, a obwody sterowania z wyjść Q4 − Q7 kostki 4017 (obwody silników) uprościć według wskazówek po− danych w Szkole Konstruktorów w EdW 11/98 na rysunku 3. Rys. 3 Płytka drukowana czołowa Rys. 2 Płytka drukowana ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/99 41
