Fotoreaktor felhasználói kézikönyvweb.unideb.hu/uh9v32/fotoreaktor.pdf · Kattintson a Portok...

Debreceni Egyetem

Fotoreaktor felhasználói kézikönyv

Készítette:Tóth ImreProgramtervez® - Matematikus

Debrecen

2012.

0

Fotoreaktor tervezése és tesztelése 1

Tartalomjegyzék

1. Minimális rendszerkövetelmények . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1. Minimális hardverkövetelmények . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2. Minimális szoftverkövetelmények . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2. Telepítési útmutató . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1. A fotoreaktor telepítése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2. A vezérl®szoftver telepítése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3. Fotoreaktor elvi leírása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

4. A rendszer m¶ködtetése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

5. Karbantartás, módosíthatóság . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

6. Fizikai specikációk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126.1. A doboz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

7. Segédpanel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

8. Vezérl®panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

9. Felhasznált szakirodalmak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Scopia Bt. 4024 Debrecen, Szent Anna u. 37/3.


1. fejezet

Minimális rendszerkövetelmények

1.1. Minimális hardverkövetelmények

• USB 2.0 foglalat

• CPU: 1GHz, vagy annál újabb

• RAM: 512MB

• HDD: legalább 200MB szabad lemezterület

1.2. Minimális szoftverkövetelmények

• Windows XP SP2, vagy annál újabb operációs rendszer

• .NET FrameWork 4.0

• Windows Installer 3.1



2. fejezet

Telepítési útmutató

2.1. A fotoreaktor telepítése

A fotoreaktort els® használat el®tt telepíteni kell a vezérelni kívánt számítógépre (kés®b-biekben PC). Amint USB kábel segítségével összeköti a fotoreaktort a PC-vel, amir®lvezérelni kíván, az operációs rendszer új hardverként fogja észlelni az eszközt (2.1. ábra).

2.1. ábra. Új hardware észlelése

Ez után az Új hardver varázsló segítségével a vezérl®szoftver mappájában találhatódrivers könyvtárat kell kitallózni (Windows XP esetén a benne található inf állomá-nyokat ki kell jelölni), hogy a fotoreaktor megfelel®en telepítve legyen (2.2, és 2.3. ábra).(Észrevételeink szerint nem ajánlott a beavatkozás nélküli szoftver telepítés, mert az ope-rációs rendszer nem szokta megtalálni a szükséges drivereket.)



2.2. ábra. Új hardware telepítése

2.3. ábra. Driver mappa kiválasztása



Amint az operációs rendszer sikeresen befejezi a telepítést, az inicializálni fogja a hard-vert. Mind a sikeres, mind a sikertelen telepítésr®l az operációs rendszer tájékoztatja afelhasználót.

2.4. ábra. Sikeres telepítés

FONTOS: Telepítés során egy új soros port fog megjelenni a PC-n (ezen keresztül kommu-nikál a vezérl®szoftver a fotoreaktorral), melynek neve: COMX, ahol X egy természetesszám; pl. COM2. Ha a PC-t kés®bb másik USB porton keresztül kötjük össze a fo-toreaktorral, akkor a használt COM port sorszáma megváltozhat - másik USB foglalathasználata esetén nem szükséges újratelepíteni a drivert! (Jelent®sége f®leg akkor van,amikor egy elmentett állapotot szeretnénk visszatölteni a rendszerbe, de ha megváltozotta soros port száma, akkor a vezérlés nem fog elindulni).Ezért ajánlott minden esetben ugyanazt az USB foglalatot használni a PC-n!Annak kiderítése, hogy a fotoreaktor aktuálisan melyik soros portot használja:Szüntesse meg az USB összeköttetést a PC, és a fotoreaktor között. Ezek után nyissa mega Vezérl®pulton belül a Rendszert. Nyissa meg az Eszközkezel®t (Windows XP esetén eza Hardver fül alatt található). Kattintson a Portok (COM és LPT) mellett található +jelre. Csatlakoztassa az USB portra a fotoreaktort; ekkor egy új sornak kell megjelen-nie a Portok rész alatt. Az újonnan megjelen® sorban az jelenik meg, hogy "USB SerialPort", melynek a jobb oldalán, zárójelben található szám jelzi, mely portot használja afotoreaktor (2.4. ábra szerint a fotoreaktor a COM8 portot használja).

2.2. A vezérl®szoftver telepítése

A vezérl® szoftver nem szorul külön telepítésre, csak egy könnyen elérhet®, jól megjegyez-het® mappába kell másolni a vezérl®szoftver állományiat. A .NET FrameWork sikerestelepítése után a PWM_Led.exe segítségével indítható a vezérl® szoftver.



3. fejezet

Fotoreaktor elvi leírása

A digitális fotoreaktor egy PWM vezérl®, kimenetenként egy egytranzisztoros er®sít®-kapcsolás, valamint egy akkumulátor felhasználásával készült. A kapcsolás segítségévelszabályozni lehet az er®sít® kimenetelén megjelen® feszültség szintjét, és ez által a rákö-tött LED-ek fényerejét.Az eszköz kimen® feszültségének szabályozását egy PC-s program vezérli. A számítógép aPWM vezérl®vel USB kábelen, soros porton keresztül kommunikál. A programban 0..255skálán lehet beállítani a kimen® feszültség nagyságát: 0 jelenti a 0V-ot, 255 pedig a ki-meneten megjelen® 3V feszültséget.A PWM vezérl® valójában egy állandó amplitúdójú, változó szélesség¶ négyszögjelet állítel®. A vezérl® program a kitöltési tényez®t deniálja (impulzusok szélességét), ez hatá-rozza meg a vezérlésnél az eektív feszültségszintet.Példa:

3.1. ábra. PWM



Hogy a vezérl® egy nagyobb terhelést is meg tudjon hajtani, szükség van egy tran-zisztoros er®sít®-kapcsolásra. Az er®sít® 12V-os akkumulátorra, kimenetenként 20mAterhelésre van beállítva, de a kapcsolás képes elviselni a 75V-os bemeneti feszültségszin-tet is. Egy tranzisztoron (kimeneten) max. 800mA áram folyhat át, de kimenetvédelemszempontjából a kapcsolás gyors olvadó biztosítóval van ellátva. Így minden, egymástkövet® kimenetelen (1-2, 3-4, 5-6) maximum 500mA folyhat keresztül.A hosszú ideig tartó m¶ködtetésb®l adódó túlmelegedés ellen egy ventilátor biztosítja alégh¶tést, mely külön olvadó biztosítóval van ellátva. Ha a vezérl® akár csak egyik lábánis megjelenik valamekkora feszültségérték, a ventilátor bekapcsol.FIGYELMEZTETÉS: A ventillátor 12V-on 100mA áramot vesz fel. A ventillátor be-kapcsolása jelent®sen igénybe veszi egy pillanatra az akkumulátort, és a tápegységet, ígya többi, vezérelt kimenet feszültségszintje is lecsökken a bekapcsolás pillanatára! Így ezbefolyással lehet a kísérlet kimenetelére! Ha meleg környezetben történik a mérés, amihosszabb ideig tart, érdemes egy kimenetet folyamatosan "felhúzva tartani" egy feszült-ség értéken, hogy a ventillátor ne kapcsolgasson ki, és be, ezzel ne befolyásolja a méréskimenetelét!A rendszerben a legtöbb energiát fogyasztó elem a ventillátor. Amennyiben kizárólag ak-kumulátorról hajtódik végre a hosszú ideig tartó kísérlet (kisz¶rve így a 230V-os hálózatiingadozásokat, illetve a DC tápegység tökéletlenségét), ajánlott a ventillátor leválasztása.(Megfelel® h¶tés biztosítható a doboz tetejének eltávolításával is.)A rendszerben lév® akkumulátort küls®, egyenáramú feszültségforrásról lehetséges tölteni.Ha a kísérlet közben a fotoreaktorra kötve marad a DC tápegység, a rendszer arról függm¶ködni!



4. fejezet

A rendszer m¶ködtetése

A rendszer 6 kimenettel rendelkezik. A kimeneteket a PWM_Led.exe programmal lehetvezérelni. A futtatható állománnyal azonos könyvtárban kell, hogy elhelyezkedjenek aPWM_MainUnit.dll, illetve WPFToolkit.dll le-ok. Ha ezek bármelyike hiányozna, aprogram indítást követ®en hibaüzenetet ad.A WPFToolkit.dll szolgál a program felszínének megjelenítésére. A PWM_MainUnit.dllállomány tartalmazza a program m¶ködéséhez szükséges f®bb funkciókat, pl. soros portkezelés, a vezérl® adatok serializálása, és deserializálása, szálak ütemezése, stb.A fotoreaktor vezérlési kódja a számítógépen van tárolva, azaz ha a vezérl®program leáll,vagy a PC és a fotoreaktor között megsz¶nik az USB összeköttetés, akkor a vezérlés leáll.A vezérl® szoftvert 5, egymástól jól elkülöníthet® részre lehet osztani:

4.1. ábra. PWM vezérl®

Az 1. rész a Serial Port. Itt lehet kiválasztani, hogy a PC melyik soros portjáthasználja aktuálisan a fotoreaktor (lásd leírás az elején). Valamint ha az állapotokat



nem csak egyszer szeretnénk kivezérelni, hanem iteráltatni akarjuk egészen a programleállításáig, az az Innite Loop checkbox segítségével megtehet®.

A fotoreaktor soros portját a következ® paraméterekkel használja a vezérl® szoftver:

• Baud rate: 9600bps

• Adatbitek: 8

• Paritás: Nincs

• Stopbitek: 1

A vezérlés során minden állapotváltozáskor a vezérl® szofver az összes kimenet intenzitásátátküldi a fotoreaktor hardvernek. A fenti, soros porti adatkommunikációs sebességetgyelembe véve ez azt jelenti, hogy egy másodperc alatt maximum 200 állapotváltozásttud közölni a PC a kijelölt soros porton keresztül.

A 2. részben lehet beállítani, hogy melyik kimenet milyen kitöltési tényez®vel legyenvezérelve. Ha LED-eket kötünk a kimenetre, egy a gyakorlatban azt jelenti, mekkoraintenzitással világítson az adott kimenetre kötött LED, ezért ennek a résznek a neve:Intensity. A 0 jelöli a legkisebb intenzitást, 255 pedig a legnagyobbat, a két véglet közötta kimeneti értékek lineáris arányban vannak felosztva.

A vezérl® programot úgy kell elképzelni, mint egy Turing (állapot-) gépet. Egy adottállapot megfelel® ideig van jelen a kimeneten. A 3. részben állíthatjuk be, hogy egy adottállapot mennyi ideig legyen jelen a kimeneten. Ez az id® intervallum egyszerre mind a 6kimenetre értend®! Ha beállítottuk az id® intervallumot, az Add gomb segítségével hozzá-adhatjuk az állapotot a vezérlési szerkezethez (ha a vezérlés nincs elindítva). Az ajánlottminimum id®-intervallum 20ms, észrevételeim szerint ez alatt az érték alatt a rendszerpontatlan; de ezt az értéket nagyban befolyásolja az USB kábel hossza, USB port sebes-sége, az operációs rendszer verziója, a rendelkezésre álló szabad hardver er®források,. . .A fotoreaktor korlátozott er®forrása miatt az állapotok nem a fotoreaktor hardverén,hanem a PC-n vannak tárolva - a memóriában. Minden egyes állapotról külön objek-tum generálódik. Minél nagyobb a vezérlési szerkezet, annál több memória szükséges aprogram futtatásához, azaz egy sok állapotváltozást igényl® vezérlési szerkezethez többmemória kell, mint egy kevés állapotváltozással járó vezérléshez (a futási id® hossza nembefolyásolja a memóriaigényt).

A 4. részben nézhetjük meg, milyen állapotok lettek beállítva eddig. Ha a vezérlésiszerkezetet megfelel®nek találjuk, elindíthatjuk, leállíthatjuk, törölhetjük, vagy b®víthet-jük a vezérlést.

Az 5. rész szolgál a vezérlés elindítására, leállítására, törlésére, az egész vezérlésiszerkezet lementésére, vagy visszaállítására.A Start gomb megnyomásakor a program megpróbálja megnyitni a kiválasztott sorosportot. Sikertelenség esetén hibaüzenet jelenik meg a képerny®n, és a vezérlés el semkezd®dik. Ha sikerül megnyitni a soros portot, a megadott id®intervallum lejárta utánegyszerre mind a 6 intenzitás érték kiírásra kerül a soros portra. Ha a program elérte a



vezérlési lista végét, és nincs bekapcsolva a végtelenít® funkció, a program csupa 0 értéketküld a fotoreaktornak. Ugyanez történik, ha a felhasználó megnyomja a Stop gombot.

A Save gomb két állományt hoz létre a felhasználó által kijelölt helyre, mely lementia vezérléssel kapcsolatos összes információt: mely kimeneteken mely értékeknek kell jelenlennie, mennyi ideig, mely soros porton történik a vezérlés, illetve a vezérlés végtelen ideigfusson-e (program leállításáig). Ilyenkor valójában az összes LED állapot, és id®zítés akét állományba serializálódik. Visszatöltéskor deserializálódás hajtódik végre, azaz az ál-lományokba írt bináris kódból objektum lista keletkezik, melyek a kimenetek intenzitását,és azok id® intervallumait tartalmazzák.Egyéb információk olvashatók a program ablakának alján: mennyi ideig tart egy ciklusfuttatása, mikor indult a program, mikor fog befejez®dni, illetve hanyadik iterációnál jára vezérlés.Ha a fotoreaktor más USB portra lett kötve akkor, mikor egy állapota el lett mentve,mint amikor vissza lett töltve a beállítása, újra be kell állítani a megfelel® soros portot,különben nem indul el a vezérlés!

A program, ha befejezte a m¶ködését, akkor minden kimenetre 0 értéket vezérel ki(vagy ha a vezérlés végére jutott, és nincs bekapcsolva az Innite Loop checkbox).



5. fejezet

Karbantartás, módosíthatóság

A rendszer nem igényel különösebb karbantartást. Egyedül az akkumulátor, és a biz-tosítók állapotára kell odagyelni. Ha 12V-os akkumulátorról üzemeltetjük a rendszert,gyelni kell, hogy a kapocsfeszültség ne csökkenjen 11V alá, különben az akkumulátortönkremehet!Akkumulátort tölteni a fotoreaktor dobozán található banánhüvelyek segítségével lehetsé-ges, amihez hozzá kell csatlakoztatni a megfelel® küls® tápegységet. Kizárólag kikapcsoltállapotban töltsük újra az akkumulátort! A piros szín¶ banánhüvely jelöli az akkumulátorpozitív, a fekete pedig a negatív pólusát! A töltési id®t nagyban befolyásolja a tápegységteljesítménye, és akkumulátor kapacitása, a környezet h®mérséklete, stb. Ezért érdemesfeszültségmér®vel rendszeresen ellen®rizni a töltés állapotát. A feszültség mérésére szinténa banánhüvelyt érdemes használni!FIGYELEM: az akkumulátort kizárólag megfelel® feszültség¶-, és min®ség¶ tápegységgelszabad tölteni! A nem megfelel® tápegység, vagy helytelen bekötés használata t¶z, ésrobbanásveszéllyel jár!

A kimenetek olvadóbiztosítókkal vannak ellátva. Ha valamelyik kimenetet m¶ködésközben rövidre zárunk, akkor a biztosító kiolvad, kicserélésig azon, és a társkimeneténnem jelenik meg vezérl®jel. A következ® kimenetek vannak közös biztosítóra kötve: 1-2,3-4, 5-6, valamint a ventillátornak van egy külön biztosítója.

Kis teljesítmény¶ akkumulátor esetén, ha hosszabb ideig tart egy mérés, érdemeslehúzni a ventillátor saruját a kisegít® panelról, mert a ventillátor hamar lemeríthetiaz akkumulátort, a kimeneteken pedig alacsonyabb feszültségszint fog megjelenni, mint amérés kezdetén volt (hibás mérést eredményezhet). Ekkor érdemes a vezérl®doboz tetejételtávolítani, ez is elegend® h¶tést garantál a rendszernek (a tet® eltávolítása érdemes, denem kötelez®, túl sok h®disszipációval nem jár a m¶ködtetés).

Ha nem lenne megfelel® a kimenetenként 12V, és 20mA, lehet®ség van több, esetlegkevesebb áram átengedésére, pusztán kimenetenként pár ellenállás cseréjével. A megfelel®ellenállásérték kiszámítási módját, és a bekötési rajzot a Segédpanel fejezet tartalmazza.Részletek a Segédpanel fejezetében található 7.1 táblázatában.



6. fejezet

Fizikai specikációk

6.1. A doboz

A doboz anyaga: m¶anyag, ABS öntvény doboz, IP65Mechanikai védelem besorolása (IP65): Az IEC 529 besorolás alapján a tároló doboz por-és vízsugár ellen védett.A tároló doboz m¶szaki ábrája:

6.1. ábra. Doboz felépítése (a méretek mm-ben értend®ek)



Fizikai méret:

• Küls® magassága: 120mm

• Küls® szélessége: 240mm

• Küls® mélysége: 160mm

• Test mélysége: 75mm

SVHC besorolása: Nem rendelkezik SVHC besorolássalM¶ködési h®mérséklet: −20 C . . . 80 CSúlya: 0.778kgA doboz fedele, és alja között neoprén tömítés található. A fedél rögzítéséhez M-4-es,rozsdamentes (nem mágnesezget®) csavart használtunk fel.A doboz úgy lett átalakítva, hogy a fotoreaktor moduláris paneljei könnyen hozzáférhe-t®ek legyenek, és stabilan lehessen benne rögzíteni mindent a könnyebb szállíthatóság-,karbantarthatóság-, és balesetvédelem érdekében. A talpazaton rögzítésre került az Ar-duino Uno panel, melyre tüskesor segítségével kapcsolódik a kisegít® panel. A dobozoldalánál lehet hozzáférni a panel USB csatlakozójához.A dobozban biztonságosan lehet rögzíteni egy akkumulátort, ha a rendszert arról kellenem¶ködtetni. A segédpanel kivezetéseivel szembeni oldalon egy ventillátor került felszere-lésre, ha a fotoreaktort túl sok ideig kellene m¶ködtetni, vagy magas lenne a környezeth®mérséklete, esetleg több, mint 12V-os DC tápegység lenne az áramkörre csatlakoztatva.



7. fejezet

Segédpanel

Segédpanelra azért volt szükség, hogy a fotoreaktor egyszerre több kimenetet is meg tud-jon hajtani "nagy teljesítménnyel"'. Mindehhez küls® áramforrásra van szükség. A küls®tápforrás feszültsége megnövelhet® egészen 70V-ig, ennyit képesek tartósan elviselni a fel-használt tranzisztorok. Minden tranzisztoron maximum 800mA (0.8A) áram folyhat át,de a beépített biztosítékok 500mA-nél kioldanak. Két tranzisztor (kimenet) van mindenegyes biztosítékra rákötve, kivéve az utolsó tranzisztor. Két tranzisztoron így maximum500mA áram folyhat keresztül.Az 1-6 kimenetek fényereje szabályozható, míg a vezérl®panel 7. kimenet nem szabá-lyozható. A 7. kimenet f® célja, hogy opcionálisan egy h¶t®ventillátort is ehessen hoz-zákapcsolni a rendszerhez. A tranzisztorok m¶ködés közben melegednek és a környezetih®mérséklet növekedését is csak korlátosan tudják elviselni. A 7. kimenetre kapcsolt ven-tilátor akkor m¶ködik, ha legalább 1 db kimenet aktív.

A kisegít® panel m¶ködése:Minden LED-nek van egy maximálisan elviselhet® áram és feszültség értéke. Az álta-lánosan kapható normál és nagy fényerej¶ LED-een átfolyó áram maximuma 20-30mA,maximális rá es® feszültség 6V. Ennél többet nem kapcsolhatunk rá a LED-ekre. ALED-eken átfolyó áram lekorlátozására szolgál az RC ellenállás. Segítségével beállíthat-juk a kimeneten átfolyó áramot. Amikor vezérlünk egy kimenetet, az Arduino vezérl®áramot ad a tranzisztornak, hogy nyisson ki és ez által kapcsolja fel a LED-et. Hogyez megtörténjen a tranzisztornak megfelel® Bázis Áramot kell, hogy kapjon. Ezt a bázisáramot állítjuk be az RB ellenálláson keresztül. Az RC és RB ellenállás értéke egymássalkapcsolatban vannak.

A megfelel® ellenállás számításához szükséges képletek:Konstansok, tranzisztorra jellemz® állandók:hFE = 100VBE = 1.3



Egyéb értékek:VCC - Tápfeszültség - akkumulátorról való m¶ködtetés esetén ez 12VIC - Kollektor áram, LED-en átfolyó áram - a LED adatlapjából olvasható ki, mely aszámára legideálisabb érték, átlegérték: 20mAIB - Bázis áramVPORT - Arduino panel kimeneti feszültsége, mindig 5VVLED - LED-en es® feszültségszint, a LED adatlapjából olvasható ki, mely a számáralegideálisabb érték, átlagérték: 3VSzámítás menete:1 LED = 20mA = 0.02A = ICRC = (VCC − VLED)/IC = (12 − 3)/0.02 = 450ΩIC = hFE ∗ IB => IB = IC/hFE = 0.02/100(A)RB = (VPORT − VBE)/IB = (5 − 1.3)/0.0002 = 18500Ω

Ic(mA) RC(Ω) RB(Ω) IB(A)20 450 18500 0.000240 225 9250 0.000460 150 6166.667 0.000680 112.5 4625 0.0008100 90 3700 0.001450 15.55556 822.2222 0.0045

7.1. táblázat. Ellenállások

A segédpanel zikai mérete:

• Szélesség: 104.66mm

• Magasság: 89.1mm

Felhasznált alkatrészek:

• 4x 500mA olvadó biztosíték

• 4x SI-HA112000 biztosíték tartó

• 7x 2N2222 tranzisztor NPN bipoláris tranzisztor (40V, 800mA)

• 7x ECPF 14 IC foglalat

• 7x TB-3.5-P2P/BL sorkapocs

• 1x tüskefoglalat

Az áramkör egyszer¶sége miatt egy egy oldalas NYÁK-ra volt szükség.



Segédpanel beültetve:

7.1. ábra. Segédpanel beültetve

Segédpanel kapcsolási rajz felülnézetb®l:

7.2. ábra. Segédpanel NYÁK terv felülnézetb®l



Segédpanel elvi kapcsolási rajz, melyr®l kizárólag a lábkiosztások, az összeköttetések,és áramköri elemek nevei olvashatók ki:

7.3. ábra. Segédpanel kapcsolási rajza



8. fejezet

Vezérl®panel

A fotoreaktor vezérl®paneljének az alapja egy Arduino Uno panel. A panelen egy AT-mega328 processzor található. A panelen 14 be-, és kimenet (amib®l 6 kezelhet® PWMkimenetként), 6 analóg bemenet, egy 16MHz-es kerámia oszcillátor, egy USB csatlakozó,egy tápfeszültsége bemenet, egy ICSP header, és egy reset gomb található! A m¶ködte-téséhez csupán feszültség alá kell helyezni a panelt, amihez nem szükséges igénybe vennia tápfeszültség bemenetet, csupán elegend® egy USB segítségével összekötni egy PC-vel.A panel az el®deihez képest nem használ FTDI USB-to-serial átalakító chip-et, helyetteAtmega16U2-t használ a soros porti kommunikációra.Az Arduino Uno vezérl®panel:

8.1. ábra. Arduino Uno



A panel technikai specikációja: A panel áramellátása:

Mikrokontroller ATmega328M¶ködési feszültség 5VFeszültség-határok a bemeneteken (ajánlott) 7-12VFeszültség-határok a bemeneteken (határok) 6-20VDigitális be-, és kimenetek száma 14 (ebb®l 6 használható PWM kimenetként)Analóg bemenetek száma 6I/O kimenetenként az áramer®sség 40mAA 3.3V-os kimeneten az áramer®sség 50mAFlash memória méret 32KB (ebb®l 0.5KB-ot elfoglal a bootloader)SRAM méret 2KBEEPROM méret 1KBÓrajel sebesség 16MHz

A panelt USB-r®l, vagy küls® áramforrásról is lehetséges m¶ködtetni. A megfelel® áram-forrás automatikusan választódik ki.Ha nem USB-r®l van megtáplálva az Arduino panel, akkor a küls® áramforrás egy AC-to-DC adapter, vagy akkumulátor lehet. Az adaptert egy 2.1mm átmér®jú power jackcsatlakozóval lehetséges a panelre csatlakoztatni, melynek a küls® része a föld. Akkumu-látorról való megtáplálás esetén a Gnd, és Vin pin-eket kell felhasználni.Küls® tápegységr®l való megtáplálás esetén a panel 6-20V-ról üzemeltethet®. Viszont ha atápfeszültség 7V alá csökken, a vezérl®panel m¶ködése bizonytalanná válik! Amennyiben12V-nál nagyobb feszültségr®l van megtáplálva a panel, a feszültség stabilizátor melegednikezd, és ez károsíthatja a panelt.

A megtápláláshoz a következ® PIN-ek használhatók fel:

• VIN: Ezt a pint lehet felhasználni, ha küls® tápegységr®l szeretnénk m¶ködtetni amodult. Amennyiben a power jack-r®l van megtáplálva a panel, a bemeneti feszült-ség ezen a pin-en is meg fog jelenni.

• 5V: Innen stabilizált 5V-ot ad ki a vezérl®panel. A panelt DC power jack-r®l (5-12V), USB csatlakozóról (5V), vagy VIN (5-12V)tüskér®l is meg lehet táplálni.Amennyiben az 5V, vagy 3.3V tüskékre kapcsol tápfeszültséget, az kikerüli a pa-nel feszültség szabályozó áramköreit, és károsíthatja az elektronikai alkatrészeket.Ezért ezt a módszert nem javasoljuk!

• 3.3V: A 3.3V-ot a panel szabályozó áramkörei állítják el®. Ez a kimenet maximum50mA terhelést képes elviselni.

• GND: Földelés.



Bemenetek, és kimenetek:Az Arduino panelen 14 digitális pin található, melyek be-, és kimenetként is funkcio-nálhatnak. Mindegyik pin 5V-on üzemel, és maximum 40mA áramer®sséggel terhelhet®!Minden pin bels® felhúzó ellenállással rendelkezik (melyek alapértelmezett szerint ki van-nak kapcsolva), értékük 20-50KΩ Néhány pin speciális funkciókkal rendelkezik:

• Serial: 0 (RX) and 1 (TX): Arra használható, hogy TTL soros adatot fogadjon(RX), vagy küldjön (TX) a panel. Ezek a pin-ek az ATmega8U2 USB-to-TTL Serialchip-jéhez vannak elvezetve.

• Küls® megszakítások. 2 és 3: Ezeken a tüskéken megszakításokat lehet küldenia mikroprocesszornak. Be lehet állítani, hogy a le-, a felfutó él, vagy az értékváltozásjelentse a megszakítást.

• PWM: 3, 5, 6, 9, 10, és 11.: 8 bites PWM kimenetként szolgál. A fotoreaktornálezek a tüskék vannak felhasználva a kimenetek vezérlésére.

• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK).: Ezek a tüskék SPI kom-munikációra használhatóak.

• LED: 13.: A panelon található egy SMD LED, mely a 13-as tüskére van rákötve.Ha a pin "fel van húzva", a LED világít; ha a tüskén nincs feszültség, a LED nemvilágít.Az Uno panelen található 6db analóg bemenet, melyek A0-A5-el címkével vannakmegjelölve, és 10 bites felbontást képes biztosítani (azaz 1024 értéket képes megkü-lönböztetni). Alapértelmezés szerint 0 és 5V között méri ezeket az értékeket, de afels® korlátot az AREF tüske segítségével meg lehet változtatni.

• TWI: A4 vagy SDA pin és A5 vagy SCL pin: TWI kommunikációra lehetfelhasználni.

• AREF: Az analóg bemenet referencia feszültségeként szolgál.

• Reset: Vigye le ezt a vonalat alacsony feszültségszintre, hogy a mikrokontrollerresetel®djön. Általában akkor használható, ha a panelen található reset gomb taka-rásban van/nehezen elérhet®.

USB túlfeszültség védelem:Az Arduino Uno resetelhet®, regenerálódó biztosítékkal rendelkezik, hogy megvédje a szá-mítógép USB portját a rövidzáraktól, és túlfeszültségekt®l. Habár a legtöbb számítógépmár rendelkezik beépített védelemmel, a panelon található biztosító extra védelmet je-lent. Ha az USB porton több, mint 500mA folyik keresztül, a biztosíték megszakítja azáramkört egészen addig, míg meg nem sz¶nik a rövidzár, vagy a túlterhelés.



A zikai paraméterek:Az UNO PCB zikai méretei: 68.58mm x 53.34mm, de az USB és jack csatlakozó miatta panel kicsivel nagyobb lehet. A panelt 4 csavarral lehet rögzíteni.A fotoreaktor rendszerdiagramja:

8.2. ábra. Fotoreaktor rendszerdiagram



9. fejezet

Felhasznált szakirodalmak

• Andrew Troelsen - A C# 2008 és a .NET 3.5

• Benk® Tiborné, Benk® László, Tóth Bertalan - Programozzunk C nyelven

• Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie - A programozási nyelv

• Christian Schenk - MiKTeX 2.9 Manual

• Clyde F. Coombs, Jr. - Printed Circuits Handbook

• Kraig Mitzner - Complete PCB Design Using OrCad Capture and Layout

• Matthew Macdonald - Pro WPF in C# 2008

• Paul Horowitz - The art of electronics 2nd Edition

• Tim Williams - The Circuit Designer± Companion 2nd Edition

• Trey Nash - Accelerated C# 2008


Fotoreaktor felhasználói kézikönyvweb.unideb.hu/uh9v32/fotoreaktor.pdf · Kattintson a Portok...

Documents

Transcript of Fotoreaktor felhasználói kézikönyvweb.unideb.hu/uh9v32/fotoreaktor.pdf · Kattintson a Portok...