Žirafoviny.cz

     Uveřejnění této konstrukce jsem velice dlouho zvažovala. Je totiž prakticky nepoužitelná pro každého, kdo nepracuje s displeji, pro které je určená. Nakonec jsem se ale rozhodla ji zveřejnit. Možná že se někomu přeci jenom bude hodit a možná se někomu bude hodit několik věcí, které v zapojení jsou.

     Původní určení je pro zkoušení modulů displeje firmy AŽD. Používáme je v práci a čas od času nějaký odejde a nebo zobrazuje nesmysly. Potom je potřeba rozhodnout, jestli je vadný modul nebo příchozí data. Jednodušší je zkontrolovat modul a proto zkoušečka zkouší je a ne zbytek zařízení. Když modul funguje, tak se musí opravit kabeláž nebo něco jiného v zařízení. Pokud nefunguje, putuje do opravny.

     Modul displeje obsahuje krom vlastního sedmi segmentového displeje s LED ještě dva dekodéry BCD>7 SEG a dva odpory používané ve volné vazbě. Zkoušečka postupně vyzkouší všechny provozní stavy modulu. To znamená otestuje oba dekodéry displeje, řídící vstupy LT, RBI a RBO. Dále ověří funkčnost obou odporů.

Elektronika aneb hardware

Obr. 1 Celkové schéma zapojení

     Ve zkoušečce je použitý procesor ATtinny 2313, LCD modul, posuvný registr a nezbytná drobotina kolem všech součástek. Procesor je nutné před prvním zapnutím zkoušečky naprogramovat vhodným obslužným programem.

     Celkové schéma na obrázku 1 není moc přehledné, proto si jej rozdělíme na dvě části.


Obr.2 Napájecí část

     Na obrázku 2 je napájecí a ovládací část. Slouží k zapínání a vypínání napájecího napětí, jeho stabilizaci a filtrování. Také umožňuje ovládání zkoušečky.

     Po připojení baterie je zkoušečka vypnutá, spotřeba je prakticky neměřitelná a nic se neděje. Po stisknutí tlačítka S1 se přes diodu D2 uzemní řídící elektroda tranzistoru T1 a ten sepne. Následkem toho se zapne napájecí napětí celého obvodu. Procesor se rozeběhne a tak rychle, jak to je jen možné, přivede napětí na sběrnici RIZENI_NAPAJENI. Tím sepne tranzistor T2 a dále drží uzemněnou řídící elektrodu tranzistoru T1 a tím je zapnuté napájení.

     Pomocí sběrnice OVLADANI procesor zjistí stav ovládacího tlačítka a podle toho ovládací program rozhodne o dalším postupu. Diody D2 a D1 slouží k oddělení procesoru a napájecího obvodu. V klidu na sběrnici hodnota log.1, tu určuje odpor v procesoru. Po stisknutí tlačítka se hodnota změní na log.0.

     Sběrnice 5VSTAB slouží k napájení vlastního zkoušeného modulu, sběrnice VCC napájí procesor, LCD a posuvný registr. Dioda D4 odděluje obě napájecí sběrnice a kondensátor C4 ještě dále filtruje napájecí napětí pro procesor. Bez této diody a kondensátoru dochází k potížím po připojení zkoušeného modulu. Modul totiž obsahuje kondensátor a ten se po připojení začne nabíjet velikým proudem. Tento proud způsobí pokles napětí a bez diody D4 dojde k resetu procesoru. Tím se zároveň vypne napájecí napětí. S použitím těchto dvou součástek k tomuto problému nedochází. Doplnila jsem je až po zkušenostech z provozu, vypínání zkoušečky po připojení modulu totiž neskutečně otravuje.

     Napájecí napětí stabilizuje integrovaný obvod IC3, což je 5V stabilizátor typu 7805. Tento stabilizátor je vhodné použít tam, kde se předpokládá napájení z jiného zdroje, než je 9V baterie. Například z 12V akumulátoru nebo z laboratorního zdroje. Pokud chcete zkoušečku udělat jako malý přenosný přístroj a napájet ji z malé 9V baterie, je lepší použít jiný stabilizátor. Takový, kterému stačí na vstupu menší napětí, protože 7805 potřebuje minimálně 7V a to je hodně. V takovém případě by bylo lepší použít stejně zapojený L4940, kterému stačí na vstupu 5,5V ke správné funkci.


Obr. 3 Zapojení procesoru, LCD a posuvného registru

     Na obrázku 3 je zapojení zbytku, je to vlastně katalogové zapojení procesoru s LCD a posuvným registrem. LCD je použitý dvouřádkový s osmi znaky na jeden řádek. Podsvícení není použité, ale nic nebrání tomu, jej použít. Jen tím stoupne spotřeba proudu, ale zlepší se čitelnost. Propojení LCD a procesoru je tzv. čtyř bitové, což šetří vývody procesoru, ale poněkud komplikuje ovládací program.

     Konektor K1 je určený k připojení testovaného modulu. Jedná se o konektor typu FRB a jsou na něj vyvedené potřebné řídící signály a napájecí napětí pro zkoušený modul. Jelikož testovaný modul potřebuje hodně řídících signálů, a procesor nemá tolik vývodů, bylo potřeba jejich počet nějak rozšířit. Použila jsem k tomu posuvný registr. Do něj se zapisují data, která pak modul zobrazí. Ostatní řídící signály jsou vyvedené přímo z procesoru. Procesor a posuvný registr jsou spojené pomocí dvou vodičů.

     LED1 a LE2 společně s odpory R4 a R5 testují funkčnost odporů uvnitř modulu. Tyto odpory jsou uvnitř připojené na napájecí napětí. Pokud je vše v pořádku, tak se kontrolky rozsvítí.

     Piezo SG1 slouží k indikacím začátku a konce zkoušení. Zároveň se jím indikuje stisknutí ovládacího tlačítka. Jeho použití není nezbytně nutné, ale procesor měl stejně volný jeden pin a pípání ulehčuje ovládání.

Program čili software

     Chování zkoušečky určuje obslužný program. Tomu se říká firmware. Protože jej většinou do procesoru vkládá firma.


     Obslužný program po zapnutí napájení nejprve patřičně nastaví procesor a hnedka potom přivede na sběrnici OVLADANI_NAPAJENI hodnotu log.1. Tím zůstane zapnut napájení, jak je to popsané v části o napájení. Program dále zobrazí číslo své verze a potom se zastaví a čeká na povel k zahájení testů.

     Pokud obsluha stiskne tlačítko, proběhnou všechny testy. Pokud nějakou dobu obsluha tlačítko nestiskne, vypne se napájení a šetří se baterie. Když testy doběhnou, program se vrátí na začátek a čeká, jestli se bude testovat další modul. Pokud ne, opět se po nějaké době vypne napájení. Když program čeká na začátek testů a stiskneme tlačítko na delší dobu, vypne se napájení okamžitě.



     Pokud neběží testy, jsou všechny výstupy nastavené na hodnotu log.0. Tím se omezí škody při případných nepředloženostech obsluhy.

     Ovládací program je napsaný v jazyce Bascom a potom přeložený do strojového kódu pro procesor. Soubor zdrojový i přeložený si můžete stáhnout ze skladiště souborů.

     Program jsem se snažila napsat co nejpřehledněji a co nejvíce jej komentovat. Snad bude srozumitelný i další lidem, nejenom mně Paměť EEPROM není v této verzi využita, proto není nutné do ni cokoli zapisovat. Já do ní ale v takových případech nahraju název programu a podobné informace. Nutné to není, ale když se pak někde pomíchají procesory na stole, dá se podle toho poznat, co je který zač.

Naprogramování procesoru

     Procesor je potřeba naprogramovat pomocí programátoru. Kdo jej nemá, bude si muset nějaký koupit, postavit a nebo požádat kamaráda, který jej má. Při programování je potřeba nastavit pojistky, fuses, procesoru takto:

LOCK BITS - nerozhoduje, lze cokoli. Jen pozor na případné aktualizace programu!
CKSEL - "Internal RC 4 MHz"
CLKSOUT - "No Ouput Clk on CLKOUT pin"
CLKDIV8 - "No divide by 8"
RSTDISB - nastavit na "RESET", jinak nelze dále programovat pres ISP! Pokud se zapne "I/O" je pri aktualizaci Firmwaru nutné použít vysokonapěťový programátor.
BODLEVEL - "4.3V" nebo mensí. Při menších hodnotách ale může byt problém, když procesor ještě běží, ale ostatní součástky už ne.
WDTON - nerozhoduje, program jej stejně zapne.
EESAVE - při programování musí byt "NOT PRESERVED"! Jinak je to jedno.
DWEN - "DISABLE"
SELFPRGEN - nerozhoduje, lepší je dat "DISABLE" kvůli ochraně paměti programu.

Konstrukce

     Já jsem zkoušečku postavila na univerzální desce. Bylo to v dané situaci nejrychlejší řešení a také jsem během vývoje musela udělat několik změn v zapojení, takže deska plošných spojů by byla buď hodně upravovaná a nebo bych ji musela několikrát předělat. Ani jedno se mi nelíbí.

     Je vestavěná do malé plastové škatulky s prostorem pro 9V baterii. Ven je vyvedený pouze plochý kablík s konektorem pro připojení zkoušeného modulu.

     Zkoušečka je v provozu jen občas a navíc test je rychle hotový, proto nevadí malá kapacita baterie. A proto také není stabilizátor opatřený chladičem, ačkoli do modulu teče relativně značný proud (14 x 20mA + proud pro dekodéry).

     Kvůli programování je do desky zapájený ještě ISP konektor a vstup Reset procesoru je připojený přes odpor. Pokud se nechystáte v budoucnosti měnit vnitřní program procesoru, není nutné konektor osazovat a vstup Reset lze zapojit přímo na napájecí napětí. Případně jej zakázat během programování.


Obr.6 Prototyp a vnitřní provedení

Použité součástky

Kondensátory

C1,2 - 100nF (keramický)
C3,4 - 100µF/16V (elektrolytický)

Polovodiče

D1 až D4 - 1N4148
LED1,2 - LED 3mm žlutá
T1 - IRFD9120
T2 - BS170
IC1 - ATtinny2313 Naprogramovaný!
IC2 - 74LS164N
IC3 - 7805 nebo L4940 viz poznámka v textu
DIS1 - LCD modul 2x8 s řadičem HD44780

Odpory

R1 - 10kΩ
R2,3 - 10MΩ
R4,5 - 100Ω

Ostatní součástky

Tlačítko, piezo krystal, krabička, konektor pro 9V baterii, konektor pro zkoušený modul (FRB20)

Závěr

     Jak jsem psala už na začátku, nevím, jestli tento návod někomu k něčemu bude. Mně zkoušečka složí už nějakou dobu k naprosté spokojenosti. Ačkoli se chystám na pár změn v ovládacím programu. Tedy do budoucna, zatím opravdu funguje dobře a pomohla mi už pár vadných modulů najít a poslat na opravu. Pokud se najde někdo, kdo ji bude stavět, budu moc ráda, když mi to napíše

Kompletní schémata, soubory pro procesor i zdrojový soubor najdete ve skladišti souborů.

Použitá literatura a odkazy

Příručka systému Bascom, katalogové listy součástek.

http://www.cmail.cz/doveda
http://www.mcselec.com
http://www.asix.cz
http://katalogy.ic.cz