Elektronická stavebnice: Teploměr s frekvenčním výstupem Teploměr s frekvenčním výstupem je realizován spojením modulu běžných vstupů a výstupů spolu s deskou s jednočipovým počítačem a modulem zobrazovače v podobě 2x 7segmentového displeje. Důvodem pro rozdělení do několika dílčích modulů je opět univerzálnost celé stavebnice, která je tak použitelná i k případným dalším úlohám.
Obr. č. 1, modul vstupů a výstupu, 3D náhled
Modul samotný disponuje rozhraním pro připojení několika typů teplotních čidel – jak termistorů, tak specializovaných obvodů založených na sběrnici I2C nebo 1Wire. Dále, jak je uvedeno níže, i piezoelektrický měnič, který dovede žákům zprostředkovat výsledný frekvenční výstup generovaný procesorem dle naměřené teploty.
Z důvodu zachování již zmíněné univerzálnosti dále modul obsahuje mikrospínač, potenciometr, piezoelektrický akustický měnič bez generátoru, pětice diod LED a darlingtonové pole ULN2308A. Vstupní brány obvodu ULN2308A jsou vyvedeny na PORT 1. Odpovídající výstupy na svorkovnici u obvodu desky. Společná anoda obvodu je vyvedena rovněž na svorkovnici a není spojena s napájením modulu, kvůli možnému napájení odlišným napětím. V takovém případě je potřeba zajistit, aby napájení spínaných prvků a napájení stavebnice zajišťoval jeden zdroj. Na konektoru PORT 2 jsou vyvedeny vstupy a výstupy ostatních periferií, které jsou při programování velmi jednoduše použitelné. Barvy diod LED připomínají světelný semafor, což má návaznost na ukázkové úlohy. Je však možné je využít libovolně. Jezdec potenciometru má v sérii zapojenou dvojici zdířek. Tu je možné zkratovat propojkou, nebo do zdířek umístit kondenzátor o kapacitě 100 nF. Tím je možné využívat funkci GetRC jazyka Bascom a snadno tak odečítat teplotu z připojeného termistorového teplotního čidla, nebo například polohu potenciometru. K tlačítku TL1 je připojen zdvihací rezistor. Při jeho stisku je výstupní signál připojen k GND.
Evropský sociální fond Praha a EU – Investujeme do vaší budoucnosti
Zapojení PORTu 2 uvádí tabulka č. 1. Rozpis součástek tabulka č. 2. Elektrické schéma a výkres desky plošného spoje a osazovací plánek jsou uvedeny na následujících stranách. Tabulka č. 11, zapojení PORT 2 modulu
PIN 0 1 2 3 4 5 6 7
SIGNÁL S2 – červená LED S2 – žlutá LED S2 – zelená LED S1 – červená LED S1 – zelená LED Jezdec potenciometru Piezoakustický měnič Tlačítko TL1
POL. +/+/-
Tabulka č. 22, seznam součástek
D1 D2 – D7 R1 – R6 R7 R8
1N5819 LED 3mm, různé barvy Rezistor 470R; 0,25 W Rezistor 120R; 0,25 W Rezistor 1k0; 0,25 W Zástrčka kolíková, PIN2, THT, rozteč: 2,54 mm / Kondenzátor C1 100 nF, keramický C2 Kondenzátor 100 µF, 16V, elektrolytický P1, P5 Kolíková lišta, PIN:8, vidlice, THT, rozteč 2,54 mm P3 Svorkovnice do PCB, rozteč 5,08 mm, THT, PIN:10 U1 ULN2803A, DIL18 v příslušné patici B3F-1005, bez aretace, konfigurace kontaktů: SPST-NO, THT, SW1 hmatník Akustický měnič: BPT-14; piezoelektrický; bez vnitřního SPK generátoru P2, P4 Konektor IDC, vidlice, PIN:8, THT, rozteč 2,54 mm W1-W5 Kolíková lišta, PIN:2, vidlice, THT, rozteč 2,54 mm P2 Kolíková lišta, PIN:1, vidlice, THT, rozteč 2,54 mm
Evropský sociální fond Praha a EU – Investujeme do vaší budoucnosti
Na obrázku č. 2 je zobrazený návrh modulu s dvoučíslicovým segmentovým displejem, který je možné dále použít pro zobrazení naměřené teploty. Stejně tak lze využít i v dalších případných aplikacích, kde je potřeba zobrazit číselný výstup. Na modulu se nachází dva vstupní porty, každý z nich náleží k jedné číslici displeje. Rezistory jsou zvoleny v pouzdrech DIL16 zasazených do patic a jejich hodnotu lze snadno přizpůsobit napájecímu napětí. Součástí modulu není žádný budič LED diod. Modul dále disponuje jumperem JP1, který umožňuje volbu segmentového displeje se společnou anodou nebo Obr. č. 2, Modul 2x7-segmentový displej, 3D náhled katodou. To předpokládá usazení displeje v kolíkové liště. Tento jumper také nemusí být osazen, ale pouze nahrazen příslušným propojem při osazování desky. Tím je umožněna výroba dvou různých modulů s využitím jednoho plošného spoje. Seznam součástek uvádí tabulka č. 3. Osazovací plánek a výkres plošného spoje jsou uvedeny na následujících stranách. Tabulka č. 3, seznam součástek
D1 D2 RP1, RP2 R1 AFF1 JP1 W1, W2 P1, P2
1N5819 LED 3mm, zelená 8x rezistor 470R v pouzdru DIL16 Rezistor 470R; 0,25 W DA04-11 nebo DC04-11, barva dle výběru; 2x zástrčka kolíková, PIN8, THT, rozteč: 2,54 mm Kolíková lišta, PIN:3, vidlice, THT, rozteč 2,54 mm Kolíková lišta, PIN:2, vidlice, THT, rozteč 2,54 mm Konektor IDC, vidlice, PIN:8, THT, rozteč 2,54 mm
Evropský sociální fond Praha a EU – Investujeme do vaší budoucnosti
Elektrická schémata
Evropský sociální fond Praha a EU – Investujeme do vaší budoucnosti
Evropský sociální fond Praha a EU – Investujeme do vaší budoucnosti
Výkresy plošných spojů
Evropský sociální fond Praha a EU – Investujeme do vaší budoucnosti
Evropský sociální fond Praha a EU – Investujeme do vaší budoucnosti
