Detonation system and Electrical engineering

HARDUINO PRO

Arduino samo ako také je pekná hračka. No nič viac. Pre priemyselné

použitie je takmer nepoužiteľné. Zvyčajne vznikajú projekty za ktoré bi sa nemusel hanbiť ani slovenský drotársky cech.
Seno.... ktoré ak funguje je dobre ale ak niečo nejde.... pri rozmotávaní sa odpojí x ďalších vecí a vyskytne sa y ďalších problémov.
Taktiež vŕšenie shieldov a modulov na seba a stavať vežu do neba nie je podľa mňa riešenie.

PREČO PRO?

Harduino pro je moje riešene na riadenie a automatizáciu. Má ešte
miesta na zlepšenie ale už je veľmi blízko dokonalosti. Verzia pro je určená pre profesionálne použitie. Zachováva všetky výhody
predchádzajúcej verzie /harduino1/harduino-mk92 Ale obsahuje skrutkovacie svorkovnice pre rýchlu a ľahkú montáž. Zásadnou zmenou je pridanie zdroja, ktorý umožňuje pripojiť napájanie 6 - 36v s prúdom až 3a. Toto napájanie podporuje väčšina ústrední riadiacich jednotiek a strojov. Ďalšou zásadnou úpravou je pridanie portu pre I2C zbernicu pre rozšírenie možných výstupov.

Naše vylepšenia

Pridali sme 12 LED diód signalizujúcich stavy na pinoch 2-13 piny 0 a 1 sú

RXD a TXD (majú vlastné diódi hneď pri USB konektore) Tím som zabezpečil jasnú signalizáciu ktorí pin je zapnutý a ktorý je vypnutý. Aj majster sa sem tam utne a po pol hodine bádania prečo to nejde zistí, že ovláda iný pin. S týmto opatrením nám podobné situácie nehrozia. Taktiež aj pri vonkajšom impulze, napríklad s tlačítka sa rozsvieti dióda. Takže sa môžeme plne sústrediť na program namiesto hľadania chyby. Rozhranie pre LCD displej 0216 alebo 0420 a podobne. Tieto displeje používam často a zakaždým ich pripájať je jednoducho otravné a zdĺhavé. Vytvorí sa pri tom množstvo "slamy" za ktorú bi sa nemusel hanbiť ani slovenský drotársky cech. Bluetooth sa už akosi stáva samozrejmosťou. Každý chce biť SMART a nikomu sa už nechce stláčať vypínač. Taktiež sme pridali port pre rozšírenie Hrduina pomocou I2C zbernice pomocou I2C modulov. Okrem reštartovacieho tlačítka som pridal jedno programovateľné tlačítko, termistor pre meranie teploty a bzučiak pre akustickú signalizáciu. Bez vylepšenia sa nezaobišlo ani napájanie. Nikdy keď som potreboval nemal som konektor, ktorý bi tam pasoval. Preto som sa rozhodol nahradiť ho svorkovnicou. Samozrejme som zvýšil maximálne prúdy a to na 5v 3000ma a 3.3v 500ma Taktiež som pridal usmerňovač a jednoduchý filter. Teraz je harduino schopné akceptovať napájanie až 7-36 VDC alebo 8-32 VAC Samotný čip ATMEGA328P je v DIP púzdre kvôli spoľahlivosti a opraviteľnosti.

Hrduino všeobecne

Krátka ukážka vylepšení a vysvetlenie rozdielov medzi klasickým arduinom a našim klonom. Určené pre začiatočníkov a študentov začínajúcich s programovaním.

Aplikáciu aj knižnice spolu s vzorovými príkladmi je možné stiahnuť tu /download

V prípade akýchkoľvek ťažkostí, problémov či nejasností nás môžete kontaktovať prostredníctvom formulára tu /kontakt

Modularita

Harduino pro je ľahko rozšíriteľné pomocou I2C modulov. Zatiaľ máme k dispozícii dve verzie a to relay a LCD ale určite budú pomaly pribúdať ďalšie ako napríklad analógový, vstupno-výstupný alebo klávesnicový. Samozrejme plánujeme aj rozširovanie pomocou RS485 pre komunikáciu medzi zariadeniami.

Skrutkovacia svorkovnica umožňuje jednoduché pripojenie modulov aj od iných výrobcov, avšak v tom prípade vám nevieme zaručiť správnu funkčnosť či softvérovú podporu.

Ochrana pinov

Tieto piny nemajú žiadnu ochranu proti prepätiu a nadprúdu preto je za potreby chrániť ich dodatočným obvodom. V závislosti od zapojenia je treba zvoliť vhodný ochranný odpor, odporový delič alebo prepeťovú ochranu. V prípade ak vieme aké je napätie ktoré môžeme na vstupe očakávať môžeme zvoliť jednoduchý odporový delič toto zapojenie sa používa napríklad pri meraní väčšieho napätia ako 5v pomocou analógových vstupov. V prípade ak toto napätie kolýsa a nemá stálu hodnotu (Rôzne jednotky a moduly v automatizácii majú logické úrovne 12v alebo 24v) Môžeme zvoliť zapojenie z obmedzovacím odporom a zenerovou diódou. Pozor rezistor v zapojení zo zenerovou diódou musí biť 1 W nie 0.25 W. Zenerová dióda môže biť akákoľvek zelerová dióda 5,1v najmenej 1,3w.

Výpočet odporového deliča a odporu pre LED diódu

V prípade ak chcete pripojiť extérnu LED diódu na Harduino môžete tak urobiť pomocou ochranného odporu. Výstup Harduina môže biť zaťažený maximálne tridsiatimi miliampérmi. Preto musíme pridať odpor, ktorý zamedzí vyššiemu prúdu. Vieme tak urobiť jednoducho napätie pinu (5v) mínus napetie na dióde (Z katalógu výrobcu alebo datesheetu každá farba LED a výrobca ma trochu rozličné parametre) V mojom prípade môžeme rátať z 10ma a 2,9v pre vysoko svietivú LED diódu. Tento prúd je menši ako maximum 30ma takže môžeme LED pripojiť pomocou rezistora bez ďalších potrebných tranzistorov. Vzorec pre výpočet rezistora je (5v - 2.9) / 0,01 = 210 takže použijeme 220 Ω odpor, pretože je to najbližšia väčšia hodnota.

Podľa schémy vyššie si môžete jednoducho vypočítať odporový delič alebo ochranný odpor pre LED diódu. Pomocou našej online kalkulačky. V prípade deliča musíte zadať tri zo štyroch parametrov pre výpočet štvrtého parametra. V prípade LED musíte zadať všetky parametre. Napätie 2mm a 5mm diód je zvyčajne 2,7 - 3,3v a prúd sa pohybuje od 5 po 20ma. Tieto údaje musíte zistiť od predajcu alebo výrobcu.

Varovanie

Maximálne napájacie napätie je 36 VDC alebo 32 VAC a maximálny prúd je 3 A. Maximálny prúd možno dosiahnuť len pri dostatočnom chladení. To znamená pri použití medeného chladiča na LM2596 a dostatočnom prietoku vzduchu teda dostatočným ventilátorom a dobrým odvedením tepla. Inak sa bude prevodník prehrievať a vypínať, pri aplikáciách z vysokou spotrebou odporúčame pripojiť externý 5V zdroj paralelne na svorky 5V a GND.

Prečo DIP?

Táto verzia je určená pre profesionálne použitie. V zariadení / stroji môžu teploty dosahovať aj viac ako 90 °C . Záleží od zariadenia, umiestnenia a chladenia / prietoku vzduchu. Každý čip alebo súčiastka má svoju životnosť a tá je zvyčajne uvádzaná pri ideálnych prevádzkových podmienkach (napríklad teplota 25 °C vlhkosť 15%) No tieto podmienky nevieme vždy zabezpečiť a tím klesá životnosť zariadenia. Jadrom Harduina PRO je mikroprocesor od firmy Microchip a to ATMEGA328P DIP verziu sme zvolili kvôli jednoduchej výmene v prípade poškodenia pamäte čipu vysokou teplotou, EMP či prepätím.

Relé modul I2C

Relé modul z ôsmimi relé riadenými pomocou I2C. Tieto moduly majú nastaviteľnú adresu na jeden I2C port ich možno pripojiť 8. Takže Harduino je možné rozšíriť o 64 relé. Na tom už sa dá stavať.
Na module stačí nastaviť adresu a pripojiť pomocou priloženého kábla k Harduinu. Adresa sa nastavuje pomocou DIP prepínača podľa tabuľky. V prípade použitia viacerých relé modulov treba mať na pamäti, že jedno relé v zopnutom stave potrebuje 80ma to je 0,64a na jeden modul. Pri použití viac ako štyroch modulov doporučujeme použiť prídavný 5v zdroj.

LCD modul I2C

LCD displej je super ak treba niečo zobrazovať nastavovať alebo vedieť stav niečoho no v klasickom zapojení zaberá veľa pinov a na riadenie ich potom ostáva málo. Preto je výhodné na LCD displej použiť I2C zbernicu na ktorú je možné pomocou štyroch vodičov pripojiť osem I2C modulov. A tak ušetriť miesto. Taktiež sa lepšie manipuluje z štvoržilovým vodičom k displeji ako z desať žilovým. Je treba podotknúť že I2C je určená ako komunikácia v rámci zariadenia z maximálnou dĺžkou vodičov 2m