Переключатели на микроконтроллере |
Электрические цепи зачастую переключают с помощью обычных механических переключателей. Несомненные достоинства такого решения — простота, достаточная надёжность, невысокая стоимость. Однако механическим переключателям свойственны и некоторые недостатки. Их контакты и подвижные элементы подвержены износу, а если возникает необходимость переключать несколько цепей в определённой последовательности, конструкция переключателя существенно усложняется.
Из всего многообразия механических переключателей наиболее проста по конструкции и надёжна обычная кнопка без фиксации. Такие кнопки и применены в качестве управляющих в описываемых ниже конструкциях, а логика переключения при последовательных нажатиях на эти кнопки заложена в программу микроконтроллера.
Применение в качестве исполнительных элементов электромагнитных реле продиктовано необходимостью иметь гальваническую развязку выходных цепей от управляющих. Конечно, вместо таких реле с успехом можно применять электронные ключи на транзисторах, симисторах и оптронах.
Использование микроконтроллеров даёт такие преимущества, как малые размеры управляющей электроники, незначительное число дополнительных элементов, возможность запоминать состояние переключателя при выключенном питании и основное — возможность изменять логику его работы лишь изменением программы, без вмешательства в схему и конструкцию прибора.
Рассмотрим работу устройства, схема которого изображена на рис. 1. Здесь имеются три кнопки SB1—SB3 с контактами, замыкающимися при нажатии. Для индикации состояния выходов микроконтроллера применён двухцветный светодиод HL1 L-59EGW. Исполнительными устройствами управляют реле К1 и К2, обмотки которых подключены непосредственно к выходам микроконтроллера. Реле переключаются в следующей последовательности:
— при нажатии на кнопку SB1 реле К1 срабатывает, реле К2 отпускает якорь;
— при нажатии на кнопку SB2 реле К1 отпускает якорь, реле К2 срабатывает;
— при нажатии на кнопку SB3 оба реле отпускают свои якори.
Отпускание кнопок не изменяет состояния реле, они остаются в состояниях, соответствующих последнему нажатию.
Такой алгоритм работы обеспечивает программа, коды которой необходимо загрузить из файла SW2pn.hex во FLASH-память микроконтроллера. Программа создана с помощью компилятора MikroBasic PRO for PIC.
Микроконтроллер DD1 при программировании конфигурируется на работу от внутреннего тактового RC-генерато-ра частотой 4 МГц. После подачи питания на микроконтроллер программа начинает работать и первым делом настраивает линии порта общего назначения GP0—GP2 как дискретные (цифровые) входы, а линии GP4 и GP5 как выходы.
По завершении процесса инициализации программа устанавливает на выходах GP4 и GP5 логические уровни напряжения, записанные в EEPROM микроконтроллера в предыдущем сеансе работы устройства. Однако при первом включении (сразу после программирования) эти уровни могут быть произвольными.
Далее начинается основной цикл программы. В нём определяется состояние кнопок SB1—SB3. Если какая-либо из них нажата, информация об этом записывается в EEPROM по адресу 0x55. В конце цикла происходят чтение из этой ячейки EEPROM и установка соответствующих уровней напряжения на выходах GP4 и GP5. После этого цикл повторяется.
Схема второго варианта переключателя показана на рис. 2. Она отличается от ранее рассмотренной лишь наличием всего одной кнопки. В микроконтроллер должны быть загружены коды из файла SW2p-1k.hex.
В этом варианте переключение реле в порядке, аналогичном описанному выше, происходит при каждом кратковременном нажатии на кнопку SB1. Если удерживать эту кнопку нажатой более 0,5 с, то происходит поочерёдное переключение реле в том же порядке. После отпускания кнопки реле остаются в положении, в котором они были непосредственно перед этим.
В обеих конструкциях применены герконовые герметизированные реле РЭС55А исполнения РС4.569.600-06 с сопротивлением обмотки 377 Ом. Из некоторого числа таких реле были отобраны те, которые надёжно срабатывали при напряжении 4 В. Можно использовать и другие реле. Однако те из них, у которых напряжение срабатывания больше или сопротивление обмотки меньше, необходимо подключать к выходам микроконтроллера через транзисторные усилители.
Двухцветный светодиод HL1 работает при пониженном относительно рекомендуемого значения токе. Однако яркость его свечения вполне достаточна. К остальным деталям устройств особых требований не предъявляется. На рис. 3 показан внешний вид однокнопочного варианта переключателя, собранного на макетной плате. Кроме собственно переключателя на той же плате находится стабилизатор напряжения питания на микросхеме 78L05, собранный по типовой схеме.
Исходный код программы на микробейсике и прошивки для микрокотроллеров PIC12F675 доступны по этой ссылке.
| C этой схемой также часто просматривают: |
 Генератор видеосигнала на микроконтроллере PIC16F84
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ ГИРЛЯНД МАЛОГАБАРИТНОЙ ЕЛКИ
Электронные часы с будильником на микроконтроллере AT90S2313-10PI
Схема новогодней гирлянды на микроконтроллере
Полицейская крякалка своими руками на PIC-микроконтроллере
Термометр на DS18B20
Устройство ввода-вывода на микроконтроллера
Паяльная станция на ручке паяльника
Расширение функций СВ радиостанции – система опознания свой-чужой
| 
