2. Popis funkce Sériová komunikace

Transkript

1 Obsah 1. Úvod 2. Popis funkce zařízení 2.1. Sériová komunikace 2.2. Funkce LCD modulu Popis LCD modulu 2.3. Funkce modulu IMOBILIZÉRU Popis modulu IMOBILIZÉRU 2.4. Funkce centrálního modulu (Motherboard) Popis centrálního modulu (Motherboard) 3. Blokové schéma 3.1. Schéma modulu LCD 3.2. Schéma modulu IMOBILIZÉRU 3.3. Schéma hlavního modulu 4. Plošné spoje a jejich osazení 5. Seznam součástek 6. Technické parametry zařízení 7. Závěr 2

2 1. Úvod Toto zařízení jsem se rozhodl zkonstruovat proto, že na trhu není žádný imobilizér na favorita v karburátorové verzi. A pokud ano tak za vysokou cenu. Toto rozhodnutí mi dalo možnost navrhnout si zařízení podle svých představ a potřeb. V autě jsem chtěl mít imobilizér, který mi zabezpečí vozidlo proti odcizení a zároveň jsem chtěl mít palubní počítač, který mi zprostředkuje informace o okolí a o motoru. A tak jsem tyto představy spojil a rozhodl se postavit Imobilizér s palubním počítačem. 3

3 2. Popis funkce Zařízení se spustí otočením kličku zapalování do polohy žhavení. Pak vás vyzve program k zdání kódu na maticové klávesnici., kterým se odblokuje imobilizér. Kód může být maximálně sedmimístný. Pokud zadáte kód nesprávně, ciklus se bude stále opakovat, dokud nezadáte správný. Po správném zadání se odblokuje imobilizér a spustí se palubní počítač. Nyní se bude na displeji zobrazovat údaje a teplotách, napětí, otáčkách. Tlačítky u displeje zle přepínat zobrazení údajů, nebo lze vstoupit do menu, kde je možno provést nastavení indikace otáček, zapnutí-vypnutí podsvícení. Na maticové klávesnici je možno opět zablokovat imobilizér stisknutím * na déle jak 5s. Dále pak lze manuálně sepnout či rozepnout ventilátor chlazení. Spínání a rozpínání ventilátoru při určité teplotě je také funkcí programu, avšak jsou okamžiky, kdy je třeba zapnout ventilátor dříve Sériová komunikace Modul s LCD komunikuje s hlavní deskou imobilizéru přes sériová kanál. Informace se posílají dvojím způsobem. Před odblokováním imobilizéru se posílají do modulu v podobě 8bitové informace, která osahuje instrukce, co má display vykonat. Část bajtu je vyhrazena pro počet zadaných čísel kódu(počet hvězdiček zobrazených na displeji). Zbytek bajtu nese číselnou hodnotu, tu procesor 89C4051 vyhodnotí a na základě tohoto čísla provede zobrazení informace na horním řádku LCD, nebo provedení instrukce. Jedna z těchto instrukcí je také informace, že kód byl přijat a modul se přepne do režimu palubního počítače. Zde přijímání dat probíhá jinak. Zde se posílají bajty nesoucí naměřené proměnné. Posílání probíhá ihned po sobě. V tomto módu se posílá také jeden bajt nesoucí instrukci pro modul. Instrukcí lze modul přepnout zpět do módu imobilizér zablokován(1-bajtová komunikace), nebo zobrazit na displeji jednoduché menu týkající se zablokování imobilizéru, nebo sepnutí ventilátoru. 4

4 2.2. Funkce LCD modulu Při zapnutí napájení se objeví na displeji nápis: ZADEJTE KOD a čeká na instrukce z hlavního modulu. Pod tímto nápisem se zobrazuje počet již zadaných číslic ne však jejich hodnota. Pokud se uživatel splete, může zadání anulovat a začít zadávat znovu. Toto se provádí `#`. Zadaný kód se potvrdí `*`. Pokud je kód špatný, zadání se vynuluje a uživatel musí zadat kód znovu. Pokud je kód správný, objeví se na displeji uvítací zpráva. Poté se již nachází zařízení v módu palubního počítače a na displeji se objevý údaje o měřených hodnotách. Tlačítky u displeje lze přepínat mezi různými druhy zobrazení. Nebo vstoupit do menu, kde si může uživatel navolit, při kolika otáčkách motoru se má rozsvítit LED dioda, zapnout, či vypnout podsvícení Popis LCD modulu Modul LCD funguje pouze jako zobrazovací část. Komunikaci s hlavní deskou jsem popsal již výše. Tento modul obsahuje procesor AT89C4051, ve kterém se zpracovávají data přijatá z hlavní desky. Protože naměřené hodnoty jsou přijímány v binárním tvaru, je nutno je dále upravit, aby mohla být zobrazena. Data jsou zpracovávána v programu BIN_BCD. Tento program je převede do dekadického tvaru a uloží do proměnných (JED,DES,STO,TIS, ). Také zde jsou 4 tlačítka na obsluhu místního menu a přepínání módů zobrazení. Dále je zde výstup na LED diodu indikující překročení nastavené hranice otáček. Modul je napájen +5V přímo z hlavní desky Funkce modulu IMOBILIZÉRU Pokud je modul bez napájení, nebo i s připojeným napájením, ale bez instrukce z hlavního modulu aby povolil start, jsou všechna relátka rozpojena a není tudíž možno vozidlo nastartovat. Po odblokování, které zajistí hlavní modul po správném zadán kódu se sepnou relátka rozpojující signál z kladívka 5

5 rozdělovače a napájení cívky.pak lze vozidlo nastartovat. Pokud modul obdrží příkaz pro sepnutí či rozepnutí ventilátoru chlazení, sepne či rozepne 3. relé. Pokud nebude modul přijímat instrukci odblokovat, automaticky se zablokuje a rozepne všechna relé. Na tomto modulu se nachází tvarovací obvod pro signál z kladívka rozdělovače, který upraví signál na obdelníkový tvar, který je vyslán dále do hlavního modulu Popis modulu IMOBILIZÉRU Tato část zařízení zamezuje uživateli vozu nastartovat vozidlo dokud nezadá správný kód a to tím, že pomocí 2 relé RAS odpojí signál z kladívka rozdělovače a odpojí napájení zapalovací cívky. Toto zařízení komunikuje s hlavní deskou po 6 vodičích paralelně. Na 4 vodičích se nastaví kombinace logických 1 a 0 daná programem na hlavní desce.pokud se tato kombinace změní, nebo zmizí úplně, procesor tuto událost vyhodnotí jako příkaz zablokovat. 5.vodičem se spíná či rozpíná ventilátor chlazení. Zde je také umístěn tvarovací obvod, který vytvaruje signál z kladívka, pomocí kterého měřím počet otáček za minutu, na procesorovou logiku a takto je vysílán do hlavní desky. Po 6.vodiči. Tento modul je napájen napětím +12V z hlavní desky. Až na tomto modulu je napětí stabilizováno na +5V, protože relé jsou napájena +12V, byla zde nutna i přítomnost tohoto napětí. Signalizace napájení je indikována LED diodou Funkce centrálního modulu (Motherboard) Při připojení napájení se automaticky připojí napájení vedlejších modulů. Modul čeká až uživatel zadá správný kód na maticové klávesnici. O situaci posílá instrukce vedlejším modulům, kteří ji vyhodnotí a provedou patřičnou operaci. Po správném zadání povolí start vozidla. Modul začne měřit proměnné, které posílat do modulu LCD a kontrolovat, zda uživatel neprovedl na maticové 6

6 klávesnici nějakou akci. Tato akce může byt buď opětovné zablokování, toto nastane po podržení `*` déle jak 4s. Nebo zapnutí či vypnutí ventilátoru chlazení Popis centrálního modulu (Motherboard) Na této desce se nachází AD převodník ADC0804LCN, pomocí kterého měřím palubní napětí. Dále je zde Procesor AT89S8253, který obsluhuje ostatní moduly, maticovou klávesnici a měří žádané veličiny. Na tuto desku se přivádí palubní napětí, odkud je pak dále rozváděno na moduly. Právě na této desce se nachází relé, které spíná napájení modulu IMOBILIZÉRU. Dále se zde nachází konektor MLW pro programování procesoru pomocí rozhraní ISP, díky kterému není nutno procesor kvůli programování vyjímat. Měření napětí probíhá tak, že na bit WR na ADC přivedu na dobu 2 cyklů log 0. Poté vyčkám další 2 cykly a pak čtu z portu P2 binární číslo. Za jeden běh programu je měřena jen jedna veličina z důvodu rychlosti programu, protože měření teploty je prováděno vzorkováním., které zabere více času, avšak naměřené hodnoty jsou do modulu LCD posílány po sériovém kanálu naráz. 7

7 3. Blokové schéma zařízení: 8

8 3.1. Schéma modulu LCD: 9

9 3.2. Schéma modulu IMOBILIZÉRU: 10

10 3.3. Schéma hlavního modulu: 11

11 4. Plošné spoje a jejich osazení: 4.1. Deska plošného spoje a součástek modulu LCD: 4.2. Deska plošného spoje a součástek modulu IMOBILIZÉRU: 12

12 4.3. Deska plošného spoje a součástek hlavního modulu: 13

13 5. Seznam součástek: a) Součástky desky modulu LCD: 10k 2x 1k 2x 220R 1x 47k trimr 1x 100nF ker. 1x 22pF 2x 1μF elyt. 1x 11,059MHz krystal 1x BC556 2x Patice 20-pinová 1x Konektorové kolíky lámací 20pinů 1x Dutinková lišta 20pinů 1x Vidlice zahnutá se zámkem 4piny 1x Vidlice zahnutá se zámkem 5pinů 1x Vidlice zahnutá se zámkem 2piny 1x LCD EL1602A-FL-YBW 1x AT89C4051 1x b) Součástky desky modulu IMOBILIZÉRU: 10k 3x 1k 7x 1k trimr 1x 220R 1x 1μF 1x 100nF 4x 10nF 1x 150pF 1x 22pF 2x 11,059MHz krystal 1x BZY020 1x Diody 100V/1A(1N4934) 5x Patice 4-pinová 1x Patice 20-pinová 1x x Relé RAS 12V/15A 3x LM311 1x AT89C2051 1x BC546 3x BC556 3x Vidlice se zámkem rovná 6pinů 1x Vidlice se zámkem rovná 3piny 1x Drátová propojka 2x Vidlice FASTON 6,3mm 6x 14

14 c)součástky hlavní desky: 10k 1x 10k trimr ležatý 1x Rezistorová síť 8x10k 1x 8k2 1x 5k6 1x 5k trimr ležatý 1x 2k 1x 1k 3x 10μF 1x 1μF 1x 100nF 4x 150pF 1x 22pF 3x 11,059MHz krystal 1x LM336 1x Drátové propojky 3x BC636 1x Diody 100V/1A (1N4934) 4x MLW10G rovný 1x BC556 1x BC546 1x Patice 40-pinová 1x Patice 20-pinová 1x x Relé RAS 12V/10A 1x AT89S8253 1x ADC0804LCN 1x Vidlice se zámkem rovná 6pinů 1x Vidlice se zámkem rovná 4piny 1x Vidlice se zámkem rovná 3piny 5x Vidlice se zámkem rovná 2piny 2x 15

15 6. Technické parametry: Odběr zařízení 250mA 370mA Napájecí napětí 9V 14,5V Měřené napětí 0V 14,5V Otáčky motoru ot/min Spínání ventilátoru chlazení Blokování rozepnutím napájení cívky Blokování rozepnutím signálu z kladívka rozdělovače Teplota IN, OUT, Motor -40 C 125 C 7. Závěr Během návrhu a konstrukce jsem řešil nějaké malé problémy, které se mi podařilo zdárně vyřešit, jako třeba napájení vedlejších modulů, nebo kam skrýt krabičku s modulem IMOBILIZÉRU. Zařízení splňuje mé představy a jsem s ním spokojen. Do budoucna ho plánuji dále rozvíjet a zdokonalovat složitější palubní počítač a přepracovat imobilizér. 16