Menu

Email: SakulRaider@seznam.cz

Servery:

Dnes návštěv: 249  On-line: 2

Elektronika

uProcesorové konstrukce

 - Stopky pro hasiče SMD

Stopky nejen pro hasiče v1.5 SMD

Technické specifikace

Napájecí napětí 8-15V AC/DC
Odběr proudu cca 100mA
Zobrazení interní Led displej s šesti znaky
Zobrazení externí Led displej s až sedmi znaky
Rozlišení displeje 99:59:99 (minuty:vteřiny:setiny)
Počet časů 2 koncové (levý a pravý terč) + 5 mezičasů
Komunikace s PC Pomocí USB nebo Bluetooth modulu
Komunikace s externím displejem Pomocí kabelu nebo bezdrátově
Řešení vstupů Opticky oddělené
Ovládání Jediným tlačítkem (vstupem)

Popis konstrukce

Stopky vychází z velmi oblíbené konstrukce stopek, jež byla založena na klasických (THT) součástkách. Postupem času, se tyto stopky vylepšovaly a tato verze je jejich finální podobou. Jsou použity převážně součástky v pouzdrech SMD, čímž se konstrukce zmenšila a částečně zlevnila. Takže bylo možné při zachování stejné ceny doplnit USB převodník pro komunikaci stopek s připojeným PC, kam je možno odesílat naměřené časy. Zároveň je i možno stopky přes USB zásuvku napájet. Nicméně to se v běžném provozu nedoporučuje a je vhodné stopky připojit pomocí napájecího konektoru na napětí 8-15V stejnosměrných nebo střídavých. Stopky jsou totiž uvnitř vybaveny usměrňovacím můstkem, který zabezpečí za všech okolností správné napájení stopek, takže při stejnosměrném napájení nezáleží na polaritě a proto není ani nikde uvedena.
Stopky disponují třemi opticky oddělenými vstupy. Dva vstupy se používají pro připojení terčů (pro hasičský útok) a jeden pro připojení ovládacího tlačítka. Stopky z tohoto důvodu disponují třemi samostatnými vstupy a jedním souhrnným. Toto řešení je maximálně universální a v případě potřeby je možno ještě použít redukci se šroubovacími svorkami připojenou do souhrnného konektoru.
Bylo zachováno i rozdělení konstrukce na desku procesoru a displeje. To značně zjednodušuje montáž do takřka libovolné krabičky. Přičemž doporučenou krabičkou pro toto provedení je KM60 a její ekvivalenty. Krabička se vybaví předním panelem z červeného plexiskla a zadním panelem s vyfrézovanými otvory a popisky.
Taktéž pokud je to třeba je možno do desky procesoru zasunout modul převodníku pro velký externí displej. Displej se pak může připojit pomocí klasického telefonního kabelu až na vzdálenost cca 15m. Je zde i možnost bezdrátového propojení jak stopek a externího velkého displeje, tak i stopek a PC. Vše je optimalizováno pro oblíbené moduly BT HC-06, ale po minimální úpravě lze použít i jiné moduly například HC-11 nebo HC-12.

Ovládání stopek

Hasičské stopky (dále jen „zařízení“) se aktivují připojením napájecího napětí. Pokud je vše v pořádku proběhne inicializace zařízení, jež je indikována postupným probliknutím všech segmentů displeje (had). Následně jsou zobrazeny nuly (00:00:00). Současně jsou otestovány koncové snímače v terčích, zda jsou připraveny ke startu. Pokud jsou snímače v terčích v pořádku, je to signalizováno svitem červených LED diod (kontrolek) před displejem (před číslicí desítek minut LED1 a 2). Pokud je některý koncový snímač ve špatné pozici (konfiguraci) nesvítí patřičná LED dioda a je nutné provést kontrolu terče, případně vedení od terčů až do zařízení. Tato konfigurace je závislá na nastavení detekce koncových snímačů. Tato detekce se nastavuje uvnitř zařízení osazením jumper propojky (JP4).
Pokud tedy inicializace zařízení proběhla a vše je v pořádku jsou stopky připraveny započít měření. Samotné spuštění se provede tlačítkem START (vstup na konektoru J3), načež se rozběhne čas na stopkách a zároveň zhasnou LED diody signalizující dosažení koncových snímačů na terčích. Pokud v průběhu měření dojde k dalšímu stisku tlačítka START, uloží se mezičas. Takto lze uložit až 5 mezičasů. Stopky se zastaví až v momentě, kdy jsou dosaženy oba snímače v terčích. V tento moment se čas zastaví a krátce problikne displej (proběhne odeslání časů do PC). Následně je možno krátkým stiskem tlačítka START listovat jednotlivé mezičasy, jež byly v průběhu měření uloženy. Vzhledem k tomu, že jsou měřeny časy řádově do desítek vteřin, jsou při zobrazení mezičasů první 2 číslice displeje využity k identifikaci daného mezičasu. Je tedy zobrazeno číslo mezičasu, pomlčka a následuje sám mezičas (ukázka zobrazení: 3-10:83, kde číslo 3- znázorňuje pořadí mezičasu). Takto je zobrazeno všech pět mezičasů. Koncové časy na terčích jsou zobrazeny celé a identifikace terče a jeho času je provedena svitem patřičné LED diody (kontrolky). Listování v uložených mezičasech je možné stále dokola, až do doby, kdy jsou stopky vynulovány nebo dokud nedojde k výpadku napětí a tím resetu celého zařízení. Vynulování se provede opět tlačítkem START. Je však nutné toto tlačítko podržet sepnuté po delší dobu cca 3vteřiny. Vynulování je následně patrné na displeji a jeho průběh je shodný s inicializací zařízení.

Schéma zapojení – Procesorová deska

 

Schéma i celá konstrukce je rozdělena na tři části a to desku procesoru, desku displeje a desku převodníku. Na tomto obrázku je schéma procesoru.

Schéma zapojení – Deska displeje

Schéma zapojení – Deska převodníku

Osazovací plán – Procesorová deska

Osazovací plán – Deska displeje

 
 

Osazovací plán – Deska převodníku



Při osazování je třeba pracovat pečlivě, neboť většina součástek je v provedení SMD a tak hrozí zkraty vlivem slité pájky přes několik vývodů (obzvláště pak na procesoru).
Při osazování procesorové desky, pokud předpokládáme použití převodníku, místo konektoru X2 použijeme dutinkovou dvouřadou lištu, do které se následně modul převodníku zasune.
Při osazování desky displeje se neosazuje displej DIS7 a konektory JP1 a JP2.
Obrázky plošných spojů jednotlivých desek neuvádím, protože obě desky jsou oboustranné s prokovenými otvory a jejich výroba dle foto předlohy není možná. Kompletní dokumentace pro plošné spoje je k dispozici v elektronické podobě.

Oživení a nastavení

Zařízení neobsahuje prakticky žádné nastavovací prvky a tak při pečlivé práci pracuje na první zapojení. Prototyp byl zabudován v přístrojové krabičce KM60 vybavené červeným plexisklem na přední straně. Deska procesoru se prostrčí otvory pro konektory v zadním panelu a následně přišroubuje do dna krabičky přes distanční sloupky vhodné velikosti, aby deska spojů byla ve vodorovné poloze a dotažením nedocházelo k vylamování konektorů.
Jediné co se týká nastavení, je volba použitých kontaktů na koncových spínačích, kde je možné použít kontakt jak NO (spínací), tak NC (rozpínací). V závislosti na použitých kontaktech se musí osadit jumper JP4. Pokud tedy použijete NO kontakty je potřeba JP4 - osadit, pokud použijete NC – JP4 se neosazuje.
Dále jsou zde další 3 jumpery JP1, JP2 a JP3. Tyto jumpery se používají k ukostření jednotlivých katod LED v optočlenech. Pokud jsou jumpery osazené je možno použít vnitřní zdroj stopek k napájení koncových snímačů z vývodu 1 na konektorech J1-J4. To, je obvzáště výhodné pokud používáme mechanické spínače. Nicméně aby byly stopky co nejvíce univerzální a daly se napojit na jakékoli terče, je možné propojky nezapojit a tak použít oddělené napájení vyhodnocovací části na terčích a výsledné signály napojit přímo na optočleny, čímž stopky zůstanou zcela od terčů odděleny. Optočleny spolehlivě detekují signály o napěťové úrovni 5 - 24V. V případě jiné napěťové úrovně je nutné upravit hodnoty rezistorů R1 až R3. V případě, že je k napájení stopek použito napětí pouze z USB, nemusí vstupy pracovat správně, pokud jsou koncové spínače připojeny delšími vodiči. Proto je vhodné vždy napájet stopky přes konektor US1.

Význam jednotlivých konektorů na desce procesoru stopek

J1 - Stop Levý terč
J1-1 - Výstup napětí cca +12V (pro napájení externích spínačů)
J1-2 - Vstup signálu na ANODU optočlenu
J1-3 - Vstup signálu na KATODU optočlenu (možno uzemnit přes JP1)
J1-4 - Výstup záporného napětí
   
J2 - Stop Pravý terč
J2-1 - Výstup napětí cca +12V (pro napájení externích spínačů)
J2-2 - Vstup signálu na ANODU optočlenu
J2-3 - Vstup signálu na KATODU optočlenu (možno uzemnit přes JP2)
J2-4 - Výstup záporného napětí
   
J3 - Start/Mezičas/RESET
J3-1 - Výstup napětí cca +12V (pro napájení externího tlačítka)
J3-2 - Vstup signálu na ANODU optočlenu
J3-3 - Vstup signálu na KATODU optočlenu (možno uzemnit přes JP3)
J3-4 - Výstup záporného napětí
   
J4 - Souhrnný konektor
J4-1 - Výstup napětí cca +12V (pro napájení externích spínačů a tlačítka)
J4-2 - Vstup signálu na ANODU optočlenu OK1 (Stop Levý terč)
J4-3 - Vstup signálu na KATODU optočlenu OK1 (možno uzemnit přes JP1)
J4-4 - Vstup signálu na ANODU optočlenu OK2 (Stop Pravý terč)
J4-5 - Vstup signálu na KATODU optočlenu OK2 (možno uzemnit přes JP2)
J4-6 - Vstup signálu na ANODU optočlenu OK3 (Start/Mezičas/RESET)
J4-7 - Vstup signálu na KATODU optočlenu OK3 (možno uzemnit přes JP3)
J4-8 - Výstup záporného napětí
 

Význam a zapojení ostatních konektorů je jasný ze schématu, kde je vše popsáno. Ještě uvedu příklad, jak zapojit například na vstup pro ovládací tlačítko (konektor J3) kontakt tlačítka. Jeden kontakt tlačítka připojíme na J3-1 (napájení +12V). Druhý kontakt tlačítka pak připojíme na J3-2 (vstup signálu na ANODU optočlenu). V tento moment by ještě ovládání takto připojeným tlačítkem nefungovalo, protože KATODA optočlenu není připojena k žádnému potenciálu. Toto napravíme osazením JP3, čímž KATODU OK3 uzemníme a přes tlačítko můžeme přivést napětí na jeho ANODU, čímž dojde k jeho sepnutí.

Komunikace s počítačem

Zařízení je možné propojit s počítačem, pro zobrazení naměřených hodnot a jejich pozdější analýzu. V současné době není k dispozici, žádný program pro správu a editaci časů. Veškerou správu si musí provozovatel zajistit sám a to vykopírováním patřičných dat a jejich uložením a zpracováním v dalších pro tuto činnost vhodných programech.
Propojení s PC je řešeno přes konektor USB-B. Případně je možno použít bezdrátový modul HC-06 zasunutý v JP6. Tento modul je nutno před použitím ve stopkách správně naprogramovat. Jak se tento modul programuje, najdete například zde.
Aby mohl počítač data přijmout, je nutné na něm spustit patřičný program. Stopky jsou naprogramovány tak, aby příliš nezáleželo na programu v PC, nicméně jsou optimalizovány pro použití s programem Hyperterminál. Tento program je již obsažen v každém operačním systému Windows (WinXP). Výhodou tohoto programu je možnost ukládat všechna měřená data do textového souboru, odkud je možno je dále později zpracovávat.
Nastavení programu pro příjem dat ze stopek:

 

Bity za sekundu - 9600
Datové bity - 8
Parita - žádná
Stop-bity - 1
Řízení toku - hardware


Ukázka nastavení programu Hyperterminál je na obrázku výše.
Aby se stopky mohly s počítačem propojit je nutno ještě nainstalovat ovladač USB. Na Windows 10 se tento ovladač nainstaluje sám, stačí pouze ve správci zařízení zadat vyhledání ovladače na internetu. U starších Windows je nutno ovladač nainstalovat ručně. Ovladač je součástí elektronické dokumentace, případně lze na internetu vyhledat ovladač pro čip CH340G a ten nainstalovat.
Tato problematika odpadá při použití BT modulu HC-06, ale tam je zase nutno tento modul naprogramovat a následně spárovat s počítačem.

Na následujícím videu je popsána instalace ovladače pro převodník CH340G:


 

Video názorně předvádí jak zjistit Port na PC, přes který bude PC komunikovat se stopkami:


 

Další video názorně předvádí nastavení programu Hyperterminál pro komunikaci se stopkami (u této verze již není nutno nastavovat odřádkování):

Možné chyby

Zařízení bylo konstruováno s maximálním ohledem na jednoduchost ovládání a jeho maximální bezpečnost při neodborném zacházení. Proto například nezáleží na polaritě napájecího napětí a dokonce může pracovat i na napětí střídavé. I samotný rozsah napájení je vcelku široký a to: 8 - 15V. V případě, že napájíte stopky pouze přes USB konektor, nemusí fungovat korektně vstupy. Toto není chyba, ale vlastnost. Pokud chcete tomuto problému předejít, připojte stopky konektorem US1 na externí napájení.

Seznam součástek

Kompletní rozpisku součástek najdete v elektronické dokumentaci, kterou si můžete stáhnout níže.

Zajímavé odkazy

Stopky ve verzi s klasickými součástkami (THT) www.sakul.cz
Instalace ovladače CH340G YouTube
Zjištění USB/Com portu v PC YouTube
Ukázka přenosu časů do PC YouTube
Popis konstrukce (THT) YouTube
 

Dokumentace - AKTUALIZOVÁNO 20.09.2017

No a na závěr si zde můžete stáhnout veškerou dokumentaci pro stavbu. Je zde i projekt pro Eagle.
DOWNLOAD  - Včetně programu pro procesor
Diskusi pro tuto konstrukci najdete ZDE.

ZMĚNY:
20.09.2017 - Vytvořena SMD varianta těchto stopek
20.06.2015 - Aktualizován program stopek na verzi 1.21B, která již nevižaduje v nastavení Hyperterminálu zapnutí odřádkování. Taktéž byl přidán program, který nezobrazuje žádné mezičasy pouze časy koncové.
14.03.2015 - Aktualizována dokumentace (projekt Eagle) + aktualizován návod na webu (nyní je aktuální i web).
13.03.2015 - Přidáno video s ukázkou instalace převodníku USB-RS232 (HL-340).

KONFIGURACE:
__CONFIG _CP_ALL & _WDT_OFF & _BODEN_OFF & _PWRTE_ON & _XT_OSC & _WRT_OFF & _LVP_OFF & _CPD_ON

OPRAVY CHYB

16.04.2013 - Opravena chyba s prvním koncovým časem. Aktuální verze programu 1.2A a 1.2B. Další info v diskusi ZDE.

Podpořte tuto konstrukci

Pokud Vás tato konstrukce zaujala nebo Vám dobře slouží, můžete ji podpořit volitelnou částkou. Stačí kliknout na tlačítko DONATE, zadat požadovanou částku, kterou chcete přispět na další rozvoj této a jiných konstrukcí, poté stiskněte Update Total a přihlaste se k odeslání příspěvku. Za jakékoli příspěvky předem děkuji a věřím, že zde najdete mnoho dalších zajímavých konstrukcí, které třeba vzniknou právě díky Vám.

 

 

Prohlášení

Tato konstrukce je z mé hlavy a proto není povoleno bez mého souhlasu přejímání na jiné stránky nebo komerční využití. Je povoleno se pouze odkazovat na tento web a tuto konstrukci. Pro více informací mne stačí kontaktovat. Zároveň nepřebírám jakoukoli odpovědnost za chování zařízení a případné škody spůsobené použitím tohoto zařízení, ať by byly jakéhokoli rázu. Zařízení je určeno pouze k užití pro vlastní potřebu. V této konstrukci je použit program (program mikrokontroleru), na který se vztahují autorská práva. Na program je udělena zdarma licence na jeho užití pro vlastní potřebu. Jakýkoli prodej není bez souhlasu autora možný.
Neboť nejsem autorem tohoto programu, je tento program zde uveřejněn se souhlasem jeho autora (Botas).

 

Soubory ke stažení

Stopky nejen pro hasiče v1.5 SMD.pdf

Stáhnout

Můj Youtube kanál:

fb-large.png, 5,8kB
Copyright © Resi-Design 2017 www.resi-design.cz.
TOPlist