Хотя на протяжении всей книги я старался подчеркнуть, что все модули системы, как и сама система, предназначены для проведения экспериментов за компьютером или за столом, думаю, среди читателей найдутся желающие воплотить в жизнь отдельные модули или на базе предложенных модулей создать свою систему. Для тех, кто знаком с техникой безопасности и может работать с напряжением -220 В, в справочной части книги я хочу привести несколько практических советов по применению триака в модуле управления светом.Для этих целей вполне подойдет триак Q6025L6, Х44081 или аналогичный. В реальных конструкциях, с которыми мне приходилось сталкиваться, вполне успешно работают триаки с допустимым напряжением 400 В в закрытом состоянии, но лучше использовать 600-вольтовый вариант, если есть возможность выбора.Второе, о чем мне хотелось бы сказать, - это способ управления. Ниже я привожу реальную схему включения оптопары (рис. П.7). Включение диммера начинается с реле, контакты которого КР подключают нагрузку. Кроме тех соображений, которые мне не ведомы, подобное подключение обеспечивает большую электрическую безопасность. В Интернете есть статьи по тиристорному управлению, и, прежде чем принимать окончательное решение, я советую почитать рекомендации по выбору коммутатора. Или поискать эту информацию в литературе.
Сразу оговорюсь: хотя я подозреваю, что в программе можно моделировать великое множество схем, я попробовал работу только простейшей схемы. В настоящий момент программа мне не требуется, и я не хочу тратить время на ее освоение до того момента, когда в этом будет необходимость. Для работы программы необходимо установить пакет Java (в последних версиях это не обязательно). Полагаю, как и у меня, он найдется в дистрибутиве под именем jre-1.5.0-lasp.i386.rpm или аналогичным. Программы для установки в Linux имеют расширение .rpm, но не для всех дистрибутивов. После установки пакета можно запускать программу. Я установил ее первоначально в своей домашней папке, но затем перенес в папку /usr/etc. Для запуска создал кнопку запуска (ярлык) с командой java-jar /usr/etc/electric.jar-mdi, где последние символы (-mdi) означают, что я хотел бы видеть все части программы в едином окне, что необязательно.
Следует отметить, что все описанные в книге модули далеки от совершенства. Хотя большая их часть была мной проверена на макете, я не проверял их совместную работу. Подобная проверка может открыть большой простор для творчества и по устранению недостатков, и по усовершенствованию са¬мих устройств. При этом усовершенствование может касаться как увеличения функциональности, так и надежности. Сама микросхема контроллера настолько надежна, что хотя бы из уважения к этому факту следует не оставлять без внимания вопрос надежности устройства в целом.
Одним из усовершенствований, о которых я упоминал, может стать использование встроенной памяти EEPROM для задания адреса модуля. В промышленных разработках адрес устройства задается программно. Для этой цели один из вводов устройства используется для перехода к режиму настроек. Когда он соединен с общим проводом, при включении питающего напряжения модуль переходит в специальный режим настроек. По сети ему передаются параметры - адрес модуля, скорость сетевой работы, - которые модуль запоминает в энергонезависимой памяти.
Модули аналоговых вводов, как мне кажется, чаще требуются в профессиональной деятельности, в технологических процессах. Там, где есть необходимость считывать показания датчиков, отображающих непрерывно меняющиеся параметры в широком диапазоне.
Но я не исключаю интерес со стороны любителей к созданию подобных устройств. С моей точки зрения, системное устройство лучше сделать в виде самостоятельного модуля целевого назначения, что избавит от необходимости прокладывать экранированные провода. И только после того как продумано его применение в системе. Даже достаточно простая задача отображения непрерывно меняющейся информации, например температуры, может быть проще решена с помощью специализированного АЦП, соединенного с дисплеем. Как это сделано в мультиметре. Получается простая, надежная и многофункциональная конструкция.
Это, конечно, не означает, что я исключаю возможность построения датчика полностью на микроконтроллере. Это могло бы быть интересной задачей.
На базе решений для модуля цифровых вводов и модуля управляющих ИК-кодов можно разработать системный пульт с небольшим количеством команд. В качестве излучающего светодиода можно использовать светодиоды от старых пультов управления (или купить аналогичный) или любой светодиод ИК-диапазона (либо захватывающего ИК-диапазон). В последнем случае их следует включать короткими импульсами с током, превышающим средний допустимый ток, но с большой скважностью. Так, кстати, работают и промышленные пульты управления (если не все, то некоторые).
Конечно, возможности такого пульта будут ограничены, как в количестве управляющих клавиш, так и в количестве системных кодов. Но о том, как можно увеличить количество клавиш для управления, мы говорили в разделе, относящемся к модулю цифровых вводов. А увеличение количества системных кодов зависит от реализации. Взяв за основу простейшие ИК-коды, можно создать функцию воспроизведения такого кода, где параметр, меняющий код, может иметь значение, умещающееся в одном байте. В этом случае энергонезависимая часть контроллера уместит достаточно много ко¬дов. Я не знаю готового решения, но полагаю, вам будет интересно попробовать реализовать этот вариант модуля в составе системы. Подразумевается, что пульт управления будет переносным, а в этом случае не забудьте, что контроллер предлагает энергосберегающий режим управления.
Еще более интересными мне представляются эксперименты по превращению модуля аудиокоммутатора в видеокоммутатор. Я не уверен, что это осуществимо, но попробовать стоит, используя новые цифровые микросхемы серии 1561 или 1564. Собственно, видеокоммутатор в отношении логики ничем не разнится с аудиокоммутатором. Необходимо только согласовав ние нагрузки. Видеоцепи работают на сопротивление 75 Ом, то есть, подразумевается коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, и разъемы желательно применять соответствующее. Коммутатор должен быть согласован. Этого можно достигнуть, применяя входные и выходные усилители на микросхемах, хорошо работающих с видеосигналом (я применял, когда возникла необходимость, микросхемы AD8055AN). Его второе отличие от аудио коммутатора - полоса частот. Для видеокоммутатора она должна быть не менее 0-6 МГц при композитном сигнале.
Еще один модуль, который может найти применение в системе, это модуль аудиокоммутатора. В принципе, достаточно коммутации громкоговорителей с помощью релейного модуля. Но можно коммутировать линейный выход, например CD-проигрывателя и радиоприемника, с аудиовходом телевизора. Для этой цели, используя релейный модуль, можно вместо реле включать соответствующие электронные ключи. Дешевле всего использовать ключи цифровой 561 серии. Микросхема К561ТКЗ (функциональный аналог 4066) вполне успешно работает в качестве управляемого ключа.
Микросхема допускает двухполярное питающее напряжение, при этом она передает низкие частоты от «0». Но микросхема допускает и однополярное включение питающего напряжения. При этом сигнал лучше передавать через конденсатор соответствующей емкости. При реализации не следует забы¬вать, что коммутатор должен позволять подключение к одному выходу источника сигнала нескольких входов приемников, но не наоборот. Если вам понадобится сделать микшер (смеситель сигналов), несколько выходов следует подключать к одному входу через развязывающие резисторы.
Для аудиокоммутатора важно проверить, не ухудшается ли в значительной мере соотношение сигнал/шум. Конечно, я не имею в виду применение подобного модуля для аппаратуры класса Hi-End.
Некоторые устройства позволяют управлять ими по интерфейсу RS232, что предпочтительней ИК-управления, если известны команды управления устройством. Это может быть проигрыватель CD-дисков, проектор или видеокамера наблюдения. Модуль позволяет пересылать команды по системной сети к устройству с преобразованием их к интерфейсу RS232.
В данном случае, я думаю, можно применить конвертер RS485-RS232.
Если есть желание расширить возможности модуля, можно сделать модуль с несколькими выходами RS232, добавив контроллер и мультиплексор, переключающий порты RS232. Это только идеи, а не решения. Решения, я думаю, вам интереснее найти самим.
Далее в книге пойдет речь о смешанных системах. При объединении устройств разных систем в единую сеть модуль последовательного интерфейса может избавить вас от поиска сложных решений.
Плавная регулировка яркости света триаком связана с тем, что яркость ламп накаливания зависит от эффективного напряжения. Чем оно ниже, тем меньше яркость. Устройства подобного типа имеют название «диммер».
Тиристор или триак открывается сигналом, подаваемым на управляющий электрод.
В верхней части отображено напряжение, интересующее нас, а внизу - переменное силовое напряжение 220 В.
При подаче управляющего сигнала триак открывается, и напряжение полностью падает на нагрузке. При переходе напряжения через ноль триак закрывается. Напряжение на лампе накаливания появится только после прихода следующего управляющего сигнала. В данном случае частота управляющих сигналов 100 Гц. Усеченное синусоидальное напряжение на лампе накаливания в данном случае равнозначно подключению лампы к напряжению -110 В. Яркость лампы уменьшается.
Сдвигая момент подачи управляющего сигнала ближе к моменту перехода напряжения через ноль, мы получим большую яркость. Удлиняя время подачи управляющего сигнала после перехода напряжения через ноль, мы получим меньшую яркость свечения
Релейный модуль, описанный в самом начале, универсален во многих отношениях. Он позволяет, выбрав соответствующее реле, коммутировать настольные лампы и электрический чайник, переключать громкоговорители и коммутировать входы усилителя (с не очень высоким качеством).На базе релейного модуля можно изготовить выключатель света, который в состоянии заменить обычный. Конечно, в этом случае потребуется подвести провода системной сети. Но, если говорить о замене обычного выключателя света на системный, лучше изменить способ управления светильником. Конечно, если это не лампа дневного света, которую рекомендуется включать с помощью реле.
Есть хороший коммутатор для ламп накаливания - триак. Триак, или семистор - управляемый полупроводниковый прибор, который в отличие от тиристора может использоваться в цепях переменного тока. При мощности нагрузки до 500-600 Вт ему достаточно небольшого радиатора в виде металлической пластины по размерам выключателя света. Задача управления этим коммутатором тока, при всей ее видимой простоте, может оказаться весьма интересной. Очень хорошее решение эта задача получила с появлением оптопары - светодиод и фототриак. Подобные микросхемы, насколько я знаю, выпускает фирма Toshiba в серии TPL (TPL3061, TPL3041) и несколько производителей - серия МОС.
Светодиод оптрона включается в модуль управления светом, как включаются индикаторы, при этом полностью изолируя модуль от силовой сети. Триак оптрона подключается к управляющему электроду мощного триака. Стоимость же микросхемы и триака может оказаться меньше, чем стоимость реле.