Elektronická stavebnice: Teploměr s frekvenčním výstupem

Transkript

1 Elektronická stavebnice: Teploměr s frekvenčním výstupem Teploměr s frekvenčním výstupem je realizován spojením modulu běžných vstupů a výstupů spolu s deskou s jednočipovým počítačem a modulem zobrazovače v podobě 2x 7segmentového displeje. Obr. č. 1, modul vstupů a výstupu, 3D náhled Důvodem pro rozdělení do několika dílčích modulů je opět univerzálnost celé stavebnice, která je tak použitelná i k případným dalším úlohám. Modul samotný disponuje rozhraním pro připojení několika typů teplotních čidel jak termistorů, tak specializovaných obvodů založených na sběrnici I2C nebo 1Wire. Dále, jak je uvedeno níže, i piezoelektrický měnič, který dovede žákům zprostředkovat výsledný frekvenční výstup generovaný procesorem dle naměřené teploty. Z důvodu zachování již zmíněné univerzálnosti dále modul obsahuje mikrospínač, potenciometr, piezoelektrický akustický měnič bez generátoru, pětice diod LED a darlingtonové pole ULN2308A. Vstupní brány obvodu ULN2308A jsou vyvedeny na PORT 1. Odpovídající výstupy na svorkovnici u obvodu desky. Společná anoda obvodu je vyvedena rovněž na svorkovnici a není spojena s napájením modulu, kvůli možnému napájení odlišným napětím. V takovém případě je potřeba zajistit, aby napájení spínaných prvků a napájení stavebnice zajišťoval jeden zdroj. Na konektoru PORT 2 jsou vyvedeny vstupy a výstupy ostatních periferií, které jsou při programování velmi jednoduše použitelné. Barvy diod LED připomínají světelný semafor, což má návaznost na ukázkové úlohy. Je však možné je využít libovolně. Jezdec potenciometru má v sérii zapojenou dvojici zdířek. Tu je možné zkratovat propojkou, nebo do zdířek umístit kondenzátor o kapacitě 100 nf. Tím je možné využívat funkci GetRC jazyka Bascom a snadno tak odečítat teplotu z připojeného termistorového teplotního čidla, nebo například polohu potenciometru. K tlačítku TL1 je připojen zdvihací rezistor. Při jeho stisku je výstupní signál připojen k GND.

2 Zapojení PORTu 2 uvádí tabulka č. 1. Rozpis součástek tabulka č. 2. Elektrické schéma a výkres desky plošného spoje a osazovací plánek jsou uvedeny na následujících stranách. Tabulka č. 11, zapojení PORT 2 modulu PIN SIGNÁL POL. 0 S2 červená LED - 1 S2 žlutá LED - 2 S2 zelená LED - 3 S1 červená LED - 4 S1 zelená LED - 5 Jezdec potenciometru +/- 6 Piezoakustický měnič - 7 Tlačítko TL1 +/- Tabulka č. 22, seznam součástek D1 1N5819 D2 D7 LED 3mm, různé barvy R1 R6 Rezistor 470R; 0,25 W R7 Rezistor 120R; 0,25 W R8 Rezistor 1k0; 0,25 W C1 Zástrčka kolíková, PIN2, THT, rozteč: 2,54 mm / Kondenzátor 100 nf, keramický C2 Kondenzátor 100 µf, 16V, elektrolytický P1, P5 Kolíková lišta, PIN:8, vidlice, THT, rozteč 2,54 mm P3 Svorkovnice do PCB, rozteč 5,08 mm, THT, PIN:10 U1 ULN2803A, DIL18 v příslušné patici SW1 B3F-1005, bez aretace, konfigurace kontaktů: SPST-NO, THT, hmatník SPK Akustický měnič: BPT-14; piezoelektrický; bez vnitřního generátoru P2, P4 Konektor IDC, vidlice, PIN:8, THT, rozteč 2,54 mm W1-W5 Kolíková lišta, PIN:2, vidlice, THT, rozteč 2,54 mm P2 Kolíková lišta, PIN:1, vidlice, THT, rozteč 2,54 mm

3 Na obrázku č. 2 je zobrazený návrh modulu s dvoučíslicovým segmentovým displejem, který je možné dále použít pro zobrazení naměřené teploty. Stejně tak lze využít i v dalších případných aplikacích, kde je potřeba zobrazit číselný výstup. Na modulu se nachází dva vstupní porty, každý z nich náleží k jedné číslici displeje. Rezistory jsou zvoleny v pouzdrech DIL16 zasazených do patic a jejich hodnotu lze snadno přizpůsobit napájecímu napětí. Součástí modulu není žádný budič LED diod. Modul dále disponuje jumperem JP1, který umožňuje volbu segmentového displeje se společnou anodou nebo katodou. To předpokládá usazení displeje v kolíkové liště. Tento jumper také nemusí být osazen, ale pouze nahrazen příslušným propojem při osazování desky. Tím je umožněna výroba dvou různých modulů s využitím jednoho plošného spoje. Seznam součástek uvádí tabulka č. 3. Osazovací plánek a výkres plošného spoje jsou uvedeny na následujících stranách. Obr. č. 2, Modul 2x7-segmentový displej, 3D náhled Tabulka č. 3, seznam součástek D1 1N5819 D2 LED 3mm, zelená RP1, RP2 8x rezistor 470R v pouzdru DIL16 R1 Rezistor 470R; 0,25 W AFF1 DA04-11 nebo DC04-11, barva dle výběru; 2x zástrčka kolíková, PIN8, THT, rozteč: 2,54 mm JP1 Kolíková lišta, PIN:3, vidlice, THT, rozteč 2,54 mm W1, W2 Kolíková lišta, PIN:2, vidlice, THT, rozteč 2,54 mm P1, P2 Konektor IDC, vidlice, PIN:8, THT, rozteč 2,54 mm

4 Elektrická schémata

5

6 Výkresy plošných spojů

7