Dialer z płaskim kablem. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Dialer z płaskim kablem. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

Komentarze do artykułu

Pierwszym pomysłem, jaki przyszedł mi do głowy, było wykonanie prostego „dialera”: każdy pin złącza zainstalowanego na jednym końcu kabla połączyć przez rezystor 330...510 Ohm ze źródłem napięcia 5 V, a z drugiej - z diodą LED. Niestety w ten sposób sprawdzana jest tylko integralność przewodów. Możesz nie zauważyć, że sąsiednie przewody są ze sobą połączone.

Płaski dzwonek kablowy
Rys.. 1

Postanowiono skomplikować algorytm weryfikacji i wykonać urządzenie na mikrokontrolerze. Na ryc. 1 przedstawia schemat takiego urządzenia. Wykorzystuje mikrokontroler ATtiny13, który był pod ręką. Można go zastąpić innym, ale w tym celu konieczne może być lekkie przerobienie urządzenia. Na przykład w mikrokontrolerach ATtiny 1, ATtiny 12, ATtiny15L linia PB5 nie może pracować jako wyjście, będzie musiała być skonfigurowana jako wejście, a linia PB4 lub PB13 jako wyjście sygnału wygaszania wskaźnika. Oprócz mikrokontrolera zajęły tylko dwa rejestry przesuwne, tranzystor i dwie liniowe skale LED pokazujące kod błędu. Przyjrzyjmy się bliżej funkcjom portu I/O mikrokontrolera ATtiny5. Jego linie POY-PB0 mogą przesyłać sygnały w obu kierunkach. Każdy z nich jest konfigurowany oddzielnie za pomocą rejestru DDRB. Na przykład, jeśli trzy najmniej znaczące bity DDRB[2]-DDRB[2] są zapisane jako jedynki, a pozostałe bity są zerami, wówczas linie PBO-PB5 staną się wyjściami, a linie PBXNUMX-PBXNUMX staną się wejściami .

Istnieją jeszcze dwa rejestry do kontroli portów - PINB i PORTB. Pierwszy z nich służy do wprowadzania informacji do mikrokontrolera. W jego cyfrach aktualne, aktualnie obowiązujące logiczne poziomy napięć na wyjściach mikrokontrolera są wyświetlane jako jedynki i zera. Nie ma znaczenia, czy to napięcie pochodziło z zewnętrznego źródła, czy z bufora wyjściowego samego mikroukładu. Rejestr PORTB służy do wyprowadzania informacji z mikrokontrolera. Jeśli linia portu jest skonfigurowana jako wyjście, zostanie ustawiona na poziom napięcia podobny do wartości zapisanej w odpowiednim bicie tego rejestru.

Ponieważ omawiany mikrokontroler ma tylko sześć linii I/O, a trzeba sprawdzić kable do 14-żyłowe, a nawet wyświetlić wyniki testu na wskaźniku, musiałem go uzupełnić o dwa mikroukłady - rejestry przesuwne.

Taki rejestr to zestaw przerzutników typu D-flip, z których wyjście każdego z nich jest połączone z wejściem następnego. Głównym celem jest konwersja kodu szeregowego na równoległy. Gdy niski poziom napięcia na wejściu zegara C zmieni się na wysoki, informacja przechowywana w rejestrze jest przesuwana o jeden bit (D-flip-flop) w kierunku starszego, a stan wejścia informacyjnego jest wpisywany do zwolniony niski bit. Zastosowany układ rejestru przesuwnego 74LS164 ma dwa wejścia informacyjne D połączone z funkcją AND. Aby użyć tylko jednego z nich, do drugiego stosuje się stały wysoki poziom (+5 V).

Aby zapisać siedmiobitowy kod binarny do rejestru przesuwnego (dokładnie to jest wymagane do działania urządzenia), należy najpierw włączyć rejestr, ustawiając wejście R na wysoki i wejście C na niski poziom, oraz zastosować wartość najbardziej znaczącego bitu (D6) kodu wyjściowego do informacji wejściowych . Następnie wygeneruj impuls zegarowy na wejściu C (ustaw wysoki, a potem znowu niski poziom). W rezultacie wartość bitu D6 zostanie zapisana do najmniej znaczącego bitu rejestru i wyprowadzona na jego wyjście 1 (pin 3).

Następnie na wejście informacyjne podawana jest wartość bitu D5 i ponownie tworzony jest impuls zegarowy. Wartość D6 zostanie przeniesiona do następnego bitu rejestru i pojawi się na wyjściu 2 (pin 4). Wartość D5 będzie wyprowadzana na wyjście 1. Każdy nowy impuls zegarowy przesuwa kod w rejestrze o jeszcze jeden bit, a po siódmym impulsie zajmie należne mu miejsce: na wyjściu 1 - DO, na wyjściu 7 (pin 12 ) — D6. Schematy czasowe na ryc. 2 ilustrują, w jaki sposób rejestr przesuwny przekształca kod szeregowy 1011001 na ten sam kod równoległy.

Płaski dzwonek kablowy
Rys.. 2

Aby zwiększyć pojemność rejestru przesuwnego do 14 (maksymalna liczba żył w kablu), dwa 74-bitowe rejestry 164HC1 (DD2 i DD14) są połączone szeregowo, każdy z nich siedmiobitowym. Pełna konwersja kodu zajmuje XNUMX impulsów zegarowych.

Przy opracowywaniu układu i programu urządzenia przyjęto następujący rozkład linii portów mikrokontrolera ze względu na realizowane funkcje:

PBO - wyjście taktowania rejestru przesuwnego;
PB1 - wyjście początkowego ustawienia rejestru przesuwnego;
РВ2 - wyjście kodu równoległego załadowanego do rejestru;
RVZ - wejście z parzystych przewodów;
РВ4 - wejście z nieparzystych przewodów;
РВ5 - wyjście aktywacji wskaźnika.

W zależności od ilości żył w badanym kablu są one podłączane do 14-pinowych złącz XP1 i XP10 lub 2-pinowych XP4 i XP1. Wskaźniki HL2 i HL1 podłączone są do tych samych wyjść rejestrów przesuwnych, co przewody badanych kabli. Aby nie dopuścić do migotania wskaźników, należy je wyłączać w czasie, gdy mikrokontroler przeprowadza procedurę weryfikacji, a włączać dopiero po wczytaniu do rejestrów kodu wyświetlającego jego wynik. Odbywa się to za pomocą tranzystora VTXNUMX, sterowanego sygnałem mikrokontrolera.

Podczas sprawdzania kabla należy „zadzwonić” każdy z jego przewodów i upewnić się, że nie jest on podłączony do jednego z sąsiednich. W kablach płaskich nie ma innych wad.

Procedura weryfikacji rozpoczyna się od zapisania jednostki do zewnętrznego rejestru przesuwnego. W rezultacie pierwszy pin złącza XP1 jest ustawiony na wysoki poziom. Jeśli przewód kabla podłączony do niego i do pierwszego styku złącza XRP jest dobry, to na wejście PB4 mikrokontrolera zostanie podane napięcie wysokiego poziomu, które na wejściu PB pozostanie niskie.

Jeśli ten warunek zostanie spełniony, program zapisze 0 do najmniej znaczącego bitu zmiennej n_err, w przeciwnym razie zapisze 1. Następnie generowany jest kolejny impuls zegarowy i sprawdzany jest drugi przewód. Ponieważ jego liczba jest parzysta, wynik jest zapisywany w zmiennej ch_err. Aby sprawdzić wszystkie czternaście przewodów, procedurę powtarza się siedmiokrotnie, a przed sprawdzeniem następnej pary przewodów wartości zmiennych n_err i ch_err są przesunięte o jedną cyfrę binarną.

Po zakończeniu kontroli uzyskane wartości zmiennych n_err i ch_err są ładowane do zewnętrznego rejestru przesuwnego i włączane są wskaźniki. Po przerwie test jest powtarzany. Sprawdzanie dziesięciożyłowego kabla podłączonego do złączy XP2 i XP4 jest podobne, ale na wskaźniku brak czterech przewodów (po dwa z każdej strony).

W przypadku użycia wewnętrznego zegara mikrokontrolera 4,8 MHz, test kabla (przed włączeniem się wskaźnika) trwa około 70 µs i powtarza się z okresem około 240 µs. Dlatego wydaje się, że wskaźniki są zawsze włączone. Diody VD1-VD14 są potrzebne do odsprzęgnięcia wyjść rejestrów.

Płaski dzwonek kablowy

Wygląd „dialera” zamontowanego na płytce stykowej pokazano na ryc. 3. Zespoły LED (wagi) GNA-R102510ZS-11 można zastąpić wymaganą liczbą pojedynczych diod LED; tranzystor KT3156 - dowolny z serii KT315, KT3102 lub inny tranzystor małej mocy o strukturze npn z dopuszczalnym prądem kolektora co najmniej 100 mA. Zamiast mikroukładów 74NS164 można zainstalować 74LS164 lub domowy K555IR8. Mikrokontroler ATtiny13-10PU można zastąpić ATtiny13-10PI, ATtiny13-20PU, ATtiny13-20PI.

Płaski dzwonek kablowy

Program mikrokontrolera napisany jest w języku asemblerowym w środowisku AVR Studio. Jego kody do ładowania do pamięci programu mikrokontrolera podano w tabeli. 1. Konfiguracja mikrokontrolera musi odpowiadać podanej w tabeli. 2. Zerowa wartość bitu RSTDISBL jest niezbędna do działania pinu 1 mikrokontrolera jako linii portu, a nie jako wejścia sygnału konfiguracyjnego. To niestety sprawia, że mikrokontroler jest niedostępny do programowania przez interfejs SPI. Dlatego konieczne jest zastosowanie metody programowania „wysokiego napięcia”. Dostarcza go większość uniwersalnych programistów.

Szybkość testu i częstotliwość powtarzania jego cykli można podwoić zwiększając częstotliwość taktowania mikrokontrolera z 4,8 do 9,6 MHz. W tym celu wystarczy ustawić wartość bitu konfiguracyjnego CKSEL1 na 1, a CKSEL0 na 0.

Urządzenie nie wymaga regulacji i od razu po prawidłowym montażu jest gotowe do użycia.

Program mikrokontrolera „dialer” można pobrać tutaj.

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Gracze przeciwko COVID-19 15.03.2020

Jeśli masz komputer do gier, możesz wykorzystać jego możliwości graficzne do zwalczania wybuchu pandemii COVID-19.

NVIDIA zachęca wszystkich właścicieli komputerów do gier do pobrania aplikacji Folding@home, aby mogli używać swojego komputera w wolnym czasie do walki z tą śmiertelną chorobą. Aplikacja pozwala na łączenie komputerów w międzynarodową sieć, która wykorzystuje rozproszoną moc obliczeniową do rozwiązywania złożonych problemów obliczeniowych - do tego celu całkiem odpowiednie są gamingowe procesory graficzne.

Aplikacja Folding@home jest rozwijana od dłuższego czasu. Wcześniej udostępniono mu nową serię projektów „naśladujących potencjalnie oporne na leki docelowe białka SARS-CoV-2 (wirus wywołujący COVID-19) i pokrewny wirus SARS-CoV (dla którego więcej danych strukturalnych jest dostępny)."

Wdrożenie tych projektów może pomóc naukowcom w lepszym zrozumieniu koronawirusa, a ostatecznie w opracowaniu skutecznych metod leczenia wywoływanej przez niego choroby.

Dla tych, którzy czują się bezradni w obliczu epidemii koronawirusa, udział w projektach to realna szansa na pomoc w walce z nim, nawet bez dyplomu medycznego.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Szczepionka na słodką malarię

▪ Xiaomi Inteligentne kocie oko 1S

▪ Superkomputer IBM Blue Gene

▪ Plastik z pamięcią

▪ Odporność wpływa na psychikę

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Mikrokontrolery. Wybór artykułów

▪ artykuł Felicite-Robert de Lamennay. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Jak porusza się ośmiornica? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Charlesa de Coulomba. Biografia naukowca