13.Řízení úseku modelové železnice..
Pomocí obvodů na řídící kartě lze na jednom úseku kolejiště mašinku rozjet
po rozjezdové rampě vpřed nebo zpět na plnou nebo poloviční rychlost.
Mašinku lze zastavit po rampě do klidového stavu a nebo ji zastavit okamžitě.
Při rozjezdu lze zvolit jednu ze dvou rozjezdových předloh pro rampu.
Toto všechno se řídí pomocí tří vstupů: POMALU, VPŘED, ZPĚT..
Ať už mašinka jede nebo je vklidu, obvody karty oťukávají tři možné sekce tohoto úseku kolejí,
a stav o obsazenosti se hlásí na třech výstupech karty.
Kdyby došlo na kolejích ke zkratu, napětí na kartě se zablokuje elektronickým jističem karty,
a tento stav se vysílá na čtvrtý výstup karty.
Jistič se opět nahodí po restartu karty.
Zkrat je zároveň na kartě indikován červenou ledkou.
Napětí pro mašinku je řízeno šířkovou modulací se základnou 20ms (50Hz),
a je zde k mání i program se základnou 40ms (25Hz)
Celé je to postavené na procesoru 89C2051 s krystalem 6MHz.
Malý náhled na funkci na kolejišti a osciloskopu, ťuknutím se spustí video v mp4..
A teď nad dílčími schematy,
napřed napájení procesoru a externí vstupy a výstupy.
Ze strany vstupů a výstupů je karta napájena přes diodu napětím +24V DC.
Toto napětí se dále vede na stabilizátor napětí 78L05, kde vzniká napětí +5V,
které napájí procesor 89C2051, který řídí všechny funkce na kartě.
Po připojení napětí +5V se zároveň restartuje procesor přes odpor 10k Ohm a elyt 2uF.
Procesor se řídí třemi vstupními signály, POMALU, VPŘED, ZPĚT.
Vstupní napětí 24V se upravuje na děliči (10k Ohm/1k Ohm)
a vstupuje na bázi vstupního tranzistoru BC547C.
Tento tranzistor se chová jako invertor a svým napětím na kolektoru (proti odporu 10kOhm)
řídí přímo vstup pro procesor (+5V nebo 0V).
Takto jsou ošetřeny všechny tři vstupy.
Procesor řídí čtyři výstupy, JISTIČ NOK, ÚSEK A OBSAZEN, ÚSEK B OBSAZEN, ÚSEK C OBSAZEN.
Napětí z výstupu procesoru posílené přes odpor 10k Ohm z +5V vstupuje na bázi tranzistoru BC547C.
Tento tranzistor přizemňuje dělič (1k Ohm/10k Ohm) z něhož je ovládána báze tranzistoru BC557.
A tento tranzistor pouští +24V na výstup.
Takto jsou řešeny tři výstupy pro obsazenost úseků.
Výstup pro JISTIČ NOK má v obvodu děliče (560 Ohm/4k7 Ohm)
navíc vřazenu červenou indikační LED,
ta indikuje vypnutí jističe po přetížení..
Dále se podíváme na obvody řízení jjističe..
Napětí pro samotné napájení kolejiště (+12 až +17V)
je do karty na obvod jističe vedeno přes oddělovací diodu 3-5A
Jistič jako takový je tvořen unipolárním tranzistorem IRF9530 ,
který se otevírá záporným napětím na gate.
Po zapnutí procesoru je tranzistor prvotně zavřen pomocí odporu 10kOhm ,
který přivádí na gate tranzistoru kladné napětí.
Pomocí výstupu procesoru JISTIČ se přes odpor 1kOhm aktivuje optočlen,
který svým sepnutým výstupním tranzistorem přizemní gate tranzistoru IRF9530 a tím ho otevře.
Přes odpor 1 Ohm se hlídá proud na obvodu můstku pro PWM.
Pokud proud vzroste, zvýší se napětí na tomto odporu.
Pomocí paralelního děliče z trimru56 Ohm/100 Ohm se naladí odbavovací hladina jističe.
K odporu 100 Ohm je dále paralelně připojen tlumící elyt 100uF,
který snižuje citlivost jističe k úzkým proudovým špičkám.
A dále paralelně k tomuto elitu je vstupní LED optočlenu,
jehož druhá strana, tranzistor optočlenu, při poruše spíná k zemi vstup procesoru SHOĎ JISTIČ.
Vstup pro toto vyhodnocení provede okamžité vypnutí jističe.
Pokud dojde k výpadku jističe, musí se procesor restartovat,
aby došlo k opětnému nahození jističe a spuštění programu.
Samotné řízení šířkové modulace..
Jištěné napětí okolo +12 až +16V vstupuje do napájení můstku.
Můstek samotný je řízen z procesoru pomocí tří výstupů.
Je to UVOLNĚNÍ, TAM a PWM.
Výstup TAM je ještě negován pomocí unipolárního tranzistoru BS170 a odporu 10k Ohm
na signál ZPĚT.
Pomocí těchto signálů procesor vytváří na výstupech můstku
pulsy a hladiny napětí pro řízení kolejiště.
Dvě Shotkyho diody slouží v můstku jako nulové diody
a zároveň snižují možné rušení po vypnutí pulsu PWM.
A teď obvody hlídání obsazenosti třech úseků..
Jeden z výstupů můstku je přímo veden na kolejnici.
Na tomto výstupu probíhají pwm pulsy (šířková modulace).
Druhý výstup z můstku může být veden přímo na kolejnici druhou
nebo se může rozdělit do třech hlídaných úseků přerušené druhé kolejnice.
Samotné hlídání každého úseku je vždy snímáno jako úbytek napětí
na třech sériově spojených diodách antiparalelně spojených s další trojicí diod,
vlivem protékajícího proudu mezi kolejnicemi.
Takto vzniklé napětí je pak vedeno přes odpor 100 Ohm
na dvojici antiparalelně zapojených ledek jako vstupů do dvou optočlenů.
Výstupní tranzistory optočlenů jsou spojeny paralelně,
a pokud dojde k detekci proudu v hlídaném úseku,
vyšle jeden z těchto tranzistorů signál do vstupu procesoru TEST ÚSEKU.
Takto se hlídají celkem tři úseky A, B a C.
Procesor pak přenáší výsledek testu na výstupy ÚSEK OBSAZEN ( A,B a C)
Pokud není kolej aktivovaná pro pohyb,
pak procesor vysílá do kolejí krátké pulsy střídající se polarity jednou za asi 0,5s
a z nich vytváří výsledek obsazenosti..
Možné připojení karty a funkce.
Funkce programu regulátoru je následovná.
Vstup VPŘED rozjede mašinku po rampě od nuly po max..
Vstup VZAD rozjede mašinku po rampě vzad od nuly po max.
Pokud je při těchto akcích současně aktivován vstup POMALU (rychlost60%),
mašinka se rozjede jen do pomalé rychlosti.
Pokud během jízdy jedním směrem měníte vstup POMALU, pak se po rampě přemění rychlost.
Pokud při jízdě změníte směr,
mašinka po rampě zastaví, krátká prodleva a rozjíždí se po rampě na druhou stranu.
Pokud při jízdě uvolníte vstup SMĚRU a opět ho aktivujete,
rychlost mašinky se po rampě zhoupne dolů a po rampě se vrátí zpět k navolené rychlosti.
Pokud aktivujete během jízdy oba směrové vstupy VPŘED, VZAD současně,
mašinka zastaví bez rampy okamžitě.
Pokud v klidovém stavu aktivujete oba směry VPŘED i VZAD, a pak uvolníte třeba VZAD,
zůstane aktivován VPŘED a mašinka se rozjede vpřed po rampě,
ale podle druhé rozjezdové tabulky, po uvolnění směrových vstupů zastaví po rampě této tabulky.
V procesoru jsou dvě tabulky, které rostoucí hodnotu PWM podle rampy mohou modifikovat tak,
že každé pozici rozjezdu 0-255 lze zadat libovolná hodnota tabulkou.
Prvmí tabulka nyní není modifikovaná, rostoucí napětí PWM není ovlivněno.
Druhá tabulka po 0 začíná skokem a po čase se ztotožní s hodnotami v tabulce první,
toto je zde proto, aby se některé mašinky okamžitě pohnuly z místa..
Perioda opakující se PWM je zde 20ms u programu U.hex
Experimentálně je postaven i program s periodou 40ms s označením W.hex
Kdo vidí do programování, může si ve zdrojovém programu U.txt nebo W.txt
změnit proměnné jednotlivých načasování,
popřípadě i zadání obou převodních tabulek rozjezdů..
Program byl vyzkoušen na procesoru 89C2051.
Místo +24V lze na odladění použít stejné napětí jako pro napájení kolejiště vnější propojkou..
Pokud nechcete hlídat obsazenost kolejí,
nemusíte osazovat části obvodu s diodami a optočleny zobrazené ve žlutém listu schématu.
Dále byste pak nemuseli osazovat součástky třech výstupů pro obsazenost úseků
zobrazených ve světlemodrém listu schématu.
V programu byste pak mohli zakázat test kolejí v klidu,
;##########################################
klitst: jb mstoji,klit00 ;klidovy test je mozny, skoc
ret
klit00: jb ramtik,klit01 ;test zda muzeme citat cas, ano, pak skoc
ret
Za návěští klit00: napíšete jen instrukci návratu - ret
;##########################################
klitst: jb mstoji,klit00 ;klidovy test je mozny, skoc
ret
klit00: ret
jb ramtik,klit01 ;test zda muzeme citat cas, ano, pak skoc
ret
V souboru U.LST (W.LST) jde najit přímo adresa návěští klit00: v paměti procesoru.
V programátoru pak před naprogramováním procesoru
přepíšete toto adresové místo stejným kódem jako bude mít adresová buňka předchozí.
Pokud nechcete řešit funkci jističe,
pak v okrovém listu schemátu vynechejte červeně značené součástky.
Současně neosazujte tranzistor na vstupu ani modře značené části obvodu.
Místo tranzistoru na vstupu dát propojku a místo odporu 1 Ohm také propojku.
V programu nemusíte nic měnit.
Pokud nechcete použít k ovládání nadřazené PLC s napětím 24V,
Potom můžete k napájení řídící části použít stejné napětí, jako k ovládání kolejiště.
viz následující obrázek.
Následuje pomůcka ke kompletnímu osazení karty DPS
a pár pomocných fotografií..
Takhle by mohl vypadat tišťák..
A ten tišťák mám jen ve staré FORMICE, ale i tak dávám k dispozici tyto soubory:
První dva jsou o tišťáku a dva soubory nakonci je trochu rozdělené schéma
bó se to do mé verze Formiky tenkrát nevešlo
pwm_C.PCB
pwm_C.Pnl
pwm_C.Sch
pwm_D.Sch
|
