Deska Pwr_2 je určena především pro připojování různých elektromechanických zařízení k vývojovému modulu Hitachi EVB2633F. Je osazena následujícími obvody:
Propojení většiny logických vstupních signálů, logických signálů pro řízení spínačů a vstupních/výstupních signálů mikrokontroléru je provedeno pomocí obvodu Xilinx CPLD XC9536. Jeho naprogramováním lze účinně využít vlastnosti jednotek TPU a PPG mikrokontroléru.
Některé výkonové obvody jsou napájeny z vnějšího zdroje napětí 12V. Napětí pro napájení obvodu CPLD, dalších logických obvodů a zdroje referenčního napětí je odebíráno z modulu EVB2633F.
Blokové schéma desky je na Obr. 1.
Obr. 1 Blokové schéma desky Pwr_2
[Zobrazit s větším rozlišením]
Obvody pro připojení fototranzistorů jsou tvořeny zesilovacím tranzistorem a Schmittovým tvarovačem typu 7414. Na desce Pwr_2 jsou osazeny i kolektorové odpory o hodnotě 10k pro fototranzistory a předřadné odpory 820j připojené na napájecí napětí +5V pro případné napájení diody LED. Celkem lze k desce Pwr_2 připojit 4 fototranzistory a 4 diody LED. Vývody pro připojení kolektoru a emitoru fototranzistoru a anody a katody diod LED jsou na konektoru X5.
Kolektory zesilovacích tranzistorů jsou vyvedeny na konektor X6. Nejsou-li k desce připojeny fototranzistory, jsou tyto tranzistory zavřeny a konektor lze použít pro vstup logických signálů. Každý vstup je potom zaveden do obvodu 7414. Přes rezistor 10k je současně připojen na napětí +5V. Zjednodušené schéma jednoho obvodu pro připojení optického snímače je na Obr. 2.
Obr. 2 Schéma obvodů připojení optického snímače
[Zobrazit s větším rozlišením]
Výstupy tvarovačů 7414 jsou zavedeny do obvodu XC9536. Příslušné vývody tohoto obvodu proto musí být naprogramovány jako vstupní.
Zapojení konektorů X5 a X6 je v následujících tabulkách. U jednotlivých fototranzistorů je uvedeno číslo vývodu CPLD, na které je jeho signál zaveden.
| Vývod konektoru |
Název | Význam |
Vývod CPLD |
Vývod konektoru |
Název | Význam |
Vývod CPLD |
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | +5V | vývod napájení | 11 | +L2 | anoda LED 2 | |||
| 2 | +5V | vývod napájení | 12 | -L2 | katoda LED 2 | |||
| 3 | +L0 | anoda LED 0 | 13 | T2C | kolektor fototranzistoru č. 2 | 42 | ||
| 4 | -L0 | katoda LED 0 | 14 | T2E | emitor fototranzistoru č. 2 | |||
| 5 | T0C | kolektor fototranzistoru č. 0 | 24 | 15 | +L3 | anoda LED 3 | ||
| 6 | T0E | emitor fototranzistoru č. 0 | 16 | -L3 | katoda LED 3 | |||
| 7 | +L1 | anoda LED 1 | 17 | T3C | kolektor fototranzistoru č. 3 | 40 | ||
| 8 | -L1 | katoda LED 1 | 18 | T3E | emitor fototranzistoru č. 3 | |||
| 9 | T1C | kolektor fototranzistoru č. 1 | 7 | 19 | GND | společný vodič | ||
| 10 | T1E | emitor fototranzistoru č. 1 | 20 | GND | společný vodič |
Tab. 1 Zapojení konektoru X5
| Vývod konektoru |
Název | Význam |
Vývod CPLD |
|---|---|---|---|
| 1 | DIG0 | digitální vstup č. 0 | 24 |
| 2 | DIG1 | digitální vstup č. 1 | 7 |
| 3 | DIG2 | digitální vstup č. 2 | 42 |
| 4 | DIG3 | digitální vstup č. 3 | 40 |
| 5 | VCC | vývod napájení | |
| 6 | key | klíč | |
| 7 | GND | společný vodič |
Tab. 2 Zapojení konektoru X6
Pro spínání proudu do zátěže s maximálním odběrem 0.6A je na desce Pwr_2 osazen obvod SGS Thomson ULN2003A. Tento obvod je zapojen jako sedminásobný spínač proti společnému vodiči. Dvě dvojice vývodů jsou vyvedeny na svorkovnice P6 a P7 spolu s napájecím napětím +12V. Zbývající 3 vývody obvodu ULN2003A jsou vyvedeny na konektor X3. Na tento konektor je dále vyvedeno napájecí napětí +5V, odebírané z modulu EVB2633F.
Jednotlivé vstupy obvodu ULN2003A jsou připojeny na výstupy obvodu XC9536. Jeho příslušným naprogramováním tak mohou být buzeny vhodnými signály mikrokontroléru H8S/2633F.
Zapojení svorkovnic P6 a P7 je v Tab. 3 a Tab. 4, zapojení konektoru X3 je v Tab. 5.
| Svorka | Název | Význam | Vývod CPLD |
|---|---|---|---|
| 1 | +U | Vývod napájení +12V |
|
| 2 | Sw0 | Vývod spínače 0 |
28 |
| 3 | Sw1 | Vývod spínače 1 |
27 |
Tab. 3 Zapojení svorkovnice P6
| Svorka | Název | Význam | Vývod CPLD |
|---|---|---|---|
| 1 | +U | Vývod napájení +12V |
|
| 2 | Sw2 | Vývod spínače 2 |
26 |
| 3 | Sw3 | Vývod spínače 3 |
25 |
Tab. 4 Zapojení svorkovnice P7
| Vývod konektoru |
Název | Význam |
Vývod CPLD |
|---|---|---|---|
| 1 | Sw4 | Vývod spínače 4 | 13 |
| 2 | Sw5 | Vývod spínače 5 | 12 |
| 3 | Sw6 | Vývod spínače 6 | 14 |
| 4 | key | klíč | |
| 5 | VCC | vývod napájení | |
| 6 | key | klíč | |
| 7 | GND | společný vodič |
Tab. 5 Zapojení konektoru X3
Na desce Pwr_2 jsou osazeny dva obvody SGS Thomson L298. Každý z nich obsahuje dvojici úplných můstků H (označených jako můstek A a B), schopných napájet připojenou zátěž napětím obou polarit. Maximální proud dodávaný do zátěže je 4A.
Vstupy obvodů jsou připojeny na obvod XC9536. Jeho příslušným naprogramováním tak mohou být vstupy L298 buzeny vhodnými signály mikrokontroléru H8S/2633F.
Výstupy jsou připojeny na svorkovnice P2, P3, P4 a P5 (viz Tab. 8). Pro ochranu obvodu L298 při spínání indukční zátěže jsou ke každému výstupu připojeny ochranné diody. Oba obvody jsou napájeny vnějším napětím +12V, připojeným na svorkovnici P1.
V tabulce Tab. 6 a Tab. 7 je uvedeno přiřazení vývodů obvodu XC9536 jednotlivým vstupům obou spínačů L298.
| Vstup L298 | Číslo vývodu L298 | Význam | Vývod CPLD |
|---|---|---|---|
| IN1 | 5 | řízení můstku A |
1 |
| IN2 | 7 | řízení můstku A |
44 |
| ENAB_A | 6 | blokování můstku A |
37 |
| IN3 | 10 | řízení můstku B |
43 |
| IN4 | 12 | řízení můstku B |
38 |
| ENAB_B | 11 | blokování můstku B |
37 |
Tab. 6 Zapojení vstupů můstků 1A a 1B (obvod U3)
| Vstup L298 | Číslo vývodu L298 | Význam | Vývod CPLD |
|---|---|---|---|
| IN1 | 5 | řízení můstku A |
35 |
| IN2 | 7 | řízení můstku A |
34 |
| ENAB_A | 6 | blokování můstku A |
36 |
| IN3 | 10 | řízení můstku B |
33 |
| IN4 | 12 | řízení můstku B |
29 |
| ENAB_B | 11 | blokování můstku B |
36 |
Tab. 7 Zapojení vstupů můstků 2A a 2B (obvod U4)
| Číslo svorky |
Svorkovnice P2 | Svorkovnice P3 | Svorkovnice P4 | Svorkovnice P5 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Můstek 1A, vývod OUT1 | Můstek 1B, vývod OUT3 | Můstek 2A, vývod OUT1 | Můstek 2B, vývod OUT3 |
| 2 | Můstek 1A, vývod OUT2 | Můstek 1B, vývod OUT4 | Můstek 2A, vývod OUT2 | Můstek 2B, vývod OUT4 |
Tab. 8 Zapojení svorkovnic P2, P3, P4, P5
Proud protékající "uzeměnou" větví můstku H protéká přes měřicí rezistor (R1, R2, R3, R4). Měřením napětí na tomto rezistoru lze určit velikost proudu tekoucího v daném můstku.
Napětí na jednotlivých rezistorech je přes odporový dělič a ochranné obvody připojeno na vstupy A/D převodníku mikrokontroléru H8S/2633F. Přiřazení vstupů převodníku jednotlivým můstkům je v Tab. 9. Převodní poměr závisí na velikosti snímacích rezistorů a na dělicím poměru odporového děliče. Dále je nutné vzít v úvahu referenční napětí převodníku A/D.
Na konektoru X7 jsou dva pomocné vstupy logických signálů. Tyto signály jsou přes tvarovací obvody typu 7414 zavedeny přímo na port P9 mikrokontroléru H8S/2633F. Přiřazení vývodů konektoru X7 je v Tab. 9.
| Vývod konektoru |
Název | Význam |
|---|---|---|
| 1 | P90 | Port P9.0 |
| 2 | P91 | Port P9.1 |
| 3 | key | klíč |
| 4 | key | klíč |
| 5 | VCC | vývod napájení |
| 6 | key | klíč |
| 7 | GND | společný vodič |
Tab. 9 Zapojení konektoru X7
Deska Pwr_2 je připojena na vstupy A/D převodníku mikrokontroléru H8S/2633F. Vstupy AN0 - AN3 jsou přes ochranné obvody vyvedeny na konektor X8, vstupy AN4 - AN7 jsou využity na měření proudu H můstků. Zapojení konektoru X8 je v Tab. 10.
| Vývod konektoru | Význam |
|---|---|
| 1 | Vstup AN0 |
| 2 | AVss - analogová zem |
| 3 | Vstup AN0 |
| 4 | AVss - analogová zem |
| 5 | Vstup AN0 |
| 6 | AVss - analogová zem |
| 7 | Vstup AN0 |
| 8 | AVss - analogová zem |
| 9 | VREF - vývod referenčního napětí |
| 10 | AVss - analogová zem |
Tab. 10 Zapojení konektoru X8
Zdroj referenčního napětí pro převodníky je sestaven na bázi obvodu LM10CN. Zdroj je napájen napětím +5V, výstupní napětí lze nastavit pomocí odporového trimru R34. Referenční napětí je zavedeno na příslušný vstup A/D převodníku mikrokontroléru H8S/2633F. Dále je zavedeno do ochranných obvodů analogových vstupů a na konektor X8.
Standardně je na desce Pwr_2 nastaveno referenční napětí VREF na 2.56V.
Pro snadné řešení úloh, zaměřených na řízení krokových nebo stejnosměrných motorů lze použít připravené standardní konfigurace obvodu CPLD XC9536.
Konfigurace Print_1 je určena pro připojení stejnosměrných motorů.
Konfigurace SM_1 je určena pro připojení krokových motorů.
Konfigurace SM_2 je určena pro připojení krokových motorů.
Obr. 3 Deska Pwr_2, list 1
[Zobrazit s větším rozlišením]
Obr. 4 Deska Pwr_2, list 2
[Zobrazit s větším rozlišením]
Obr. 5 Deska Pwr_2, list 3
[Zobrazit s větším rozlišením]
Obr. 6 Deska Pwr_2 - rozmístění součástek
[Zobrazit s větším rozlišením]
Poslední změna stránky byla provedena 13.10.2006