Fun Electronic

Так вот. Теперь подробнее про ламинатор. Начнем со схем.

Схемы подключения мотора и «утюга»  одинаковые, по этому показываю только одну половину. Остальное можно поглядеть в файле со схемой.

К одному штекеру подключается один провод от 220-ти вольт. К другому один провод от мотора (или «утюга»). Свободные концы мотора («утюга») и 220-ти вольт соединяются между собой. Таким образом сделали мы включатель. Скорость включения/выключения надо подобрать таким образом, что-бы время включения было чуть больше периода синусоиды в розетке (50 герц у нас, 60 герц в Америке, если я правильно знаю). Т.е. не меньше 20 милисекунд. У меня в программе я подобрал параметры аппаратного ШИМ микроконтроллера таким образом, чтобы минимум включенного и выключенного состояния был 25 милисекунд.

Все это нужно для того, что вон тот оптический изолятор MOC3041 при включении (или при выключении) ждет перехода нуля у синусоиды в розетке, и если мы его будем включать и выключать на время, меньшее 20-ти миллисекунд, то он просто не включит (не выключит) нам нагрузку.

И именно по этой причине не получилось бы плавно регулировать скорость мотора. Но он итак во включенном состоянии медленно крутится, потому я в программе его просто включил и забыл. Точнее не забыл, а включаю его в каждом проходе основного цикла, на случай, если вдруг программа  сбойнет, и моторо отключится. Этакий момент безопасности — мотор должен крутиться всегда.

Теперь поглядим на клавиатуру:

Обычное матричное подключение, требующее на 6 кнопок — 5 пинов от микроконтроллера.

Опрос клавиатуры довольно прост. Строки у нас подключены ко входам, и подтянуты к единице внутренними PullUp сопротивлениями. А столбцы подключены к выходам. И в цикле мы сначала опускаем один столбец в 0, считываем входы, и если где-то у нас появился 0, то значит эта кнопка на этом столбце нажата. Тоже самое повторяем со вторым столбцом. Все довольно просто. Но не совсем. У нас есть такое понятие как дребезг контактов. Как бороться с этим?

Глянем на функцию опроса клавиатуры, расположенной в файле Buttons.c:

[codesyntax lang="c" lines_start="80" container="div" title="Button Scan" ]

void Button_Scan( void )
{
  u08 bCol;
  u08 bTemp;
  u08 bNewButPins;
  static u08 bOldButPins = 0;

  bNewButPins = 0;

  for( bCol = 0; bCol < 2; bCol++ )
  {
    bTemp = BUT_COL_PINS | 0x1F ;

    BUT_COL_PORT = bTemp & ~(1 << bCol);
    _NOP(); _NOP(); _NOP(); _NOP();

    bTemp = BUT_ROW_PINS;
    bTemp >>= 2;

    bNewButPins |= (bTemp & 0x07) << (3 * bCol);
  }

  bNewButPins = (~bNewButPins) & 0x3F;

  // bTemp = BUT_COL_PINS | 0x1F;
  BUT_COL_PORT = BUT_COL_PINS | 0x1F;// bTemp;

  bButPins = bOldButPins & bNewButPins;

  bOldButPins = bNewButPins;

}
[/codesyntax]

В строке 86 видно определение переменной bOldPins, которой сразу же присваивается значение 0. Это статическая переменная, т.е. при следующем вызове функции — переменная сохранит старое значение, которое было у нее в момент прошлого выхода из функции.

А теперь глянем на строку 108. В этой строке мы формируем значение для глобальной переменной bButPins. Но как? Мы делаем логическое И старого состояния кнопок с только что прочитанным. А потом, в строке 110 присваиваем нашей статической переменной bOldPins новое состояние кнопок. Т.е. при следующем вызове функции в этой статической переменной bOldPins будет состояние кнопок, которое было во время предыдущего вызова. Вы следите за мной?

Вот. Эта логическая операция И и позволяет нам только лишь при следующем вызове функции перенести в глобальную переменную bButPins нажатые кнопки.

Таким образом если мы  будем вызывать эту функцию не сильно часто, а с таким временным интервалом, когда дребезг уже прошел, то мы получим автоматическое отфильтровывание этого самого дребезга. Я поставил таймер вызова этой функции на 25 миллисекунд. По моему этого достаточно, чтобы дребезг прошел, но не сильно медленно, чтобы человек заметил задержки.

Вот и весь трюк.

Теперь нам остается только посмотреть на установленные биты в переменной bButPins, чтобы узнать, какие кнопки нажаты. Если кто внимательно читал, должен заметить, что мы то считываем нули в качестве нажатости кнопки, так почему же биты должны быть установлены? А я их инвертирую в строке 103. Эта операция инвертирования также необходима для нашей системы подавления дребезга из-за логической операции И.

На плате кнопки расположены следующим образом:

Теперь пару слов про сенсор. В качестве сенсора я взял обычный стеклянный диод 1N4148, как и в проекте-вдохновителе. Но почитав повнимательней, и послушав комментарии знакомых понял, что он довольно быстро деградирует, месяца через три — пять значения будут скакать на нем. Так что либо можно будет их менять каждые месяца 3-5, и делать калибровку, либо заменить на другой сенсор, например на KTY81-300, что я и собираюсь сделать в ближайшее время. Сенсор уже закуплен.

Этот же диод подключается катодом к земле, анодом ко входу АЦПа микроконтроллера. Если будете ставить другой какой сенсор, то имейте ввиду, что максимальное напряжение  на входе АЦП не должно быть выше чем 0,7 вольта. Все это потому, что на данный момент программа настроена именно на это соотношение сторон делителя R4-Сенсор, и не использует float данные. Вместо float у меня просто все данные умножаются на 100. Т.е. если напряжение будет больше, то может произойти переполнение переменных, и все подсчеты будут просто не верными.

Updt:

В комментах люди спрашивали, что за фюзы выставлены у Меги 8.

Отвечаю — вот такие :

Обратите внимание на выделенное красным!!!

Programmed (запрограммированный) — это тот, у которого стоит галочка! И именно этот бит равен 0. Незапрограммированый бит равен 1.

Там же есть значения самих Fuse — байт. В случае Меги 8 нам нужны только Low и High, так как Extended у Меги 8й нет. Просто программатор об этом еще не знает.

Ну вот теперь вроде как все.

В следующей статье расскажу, как работает вся система в целом, как ей пользоваться, а пока список файлов для проекта:

• Прошивка для АТМега8 — LaminatorFirmware. (Поправленная версия 1.1)
• Схема модуля  управления - LaminatorSchematic
• Схема модуля кнопок и ШИМ модуля - LamiantorPeripherySchematic

Upd: Так как часто возникают вопросы по подключению дисплея, с разрешения автора выкладываю альтернативную схему ламинатора, в котором использован «нормальный» дисплей, точнее его подключение, а так же использован микроконтроллер ATMEga8 в TQFP корпусе. Пока что без печатной платы, да и схема еще не совсем доделанная, но зато подключение дисплея уже видно невооруженным взглядом.

laminator-schematic-tqfp