תיאור מלבנים תרשים

Comments

Transcription

תיאור מלבנים תרשים
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫תיאור‬
‫מטרת המערכת לווסת את הטמפרטורה בחדר כך שלא תעלה על סף מסוים‪ .‬המערכת‬
‫מודדת את הטמפרטורה בתוך חדר באמצעות חיישן טמפרטורה ומעבירה את הערך‬
‫הספרתי של המדידה אל ערוץ נתונים במפתח המדפסת‪ .‬תוכנית בשפת ‪ C‬בודקת את ערך‬
‫הטמפרטורה ועל סמך תוצאת המדידה מחליטה על הפעלת מאוורר )מנוע( דרך ערוץ‬
‫הבקרה במפתח המדפסת‪ .‬נורית חיווי ‪ LED‬מציינת אם המערכת בפעולה‪.‬‬
‫תרשים מלבנים‬
‫חיישן‬
‫טמפרטורה‬
‫ממיר‬
‫אנלוגי‬
‫לדיגיטאלי‬
‫נורית‬
‫חוצץ‬
‫מאוורר‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬
‫מפתח‬
‫המדפסת‬
‫במחשב‬
‫אישי‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫תרשים חשמלי‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫תאור המעגל החשמלי‬
‫מייצב מתח ‪7805‬‬
‫המייצב שייך למשפחת מייצבי המתח לערכים חיוביים ‪ .78XX‬הסיומת ‪ XX‬מציית את המתח‬
‫המיוצב‪ .‬הרכיב ‪ 7805‬מפיק במוצאו מתח מיוצב בגודל ‪ .5v‬תחום מתחי המבוא של המייצב‬
‫הוא בין ‪ .7-35v‬המייצב שומר על מתח קבוע במוצא בעומסים משתנים עד זרם של ‪.1A‬‬
‫למייצב מנגנוני הגנה בפני קצר )זרם מעל ‪ (1A‬ובפני טמפרטורה גבוהה‪.‬‬
‫משמאל מתואר חיבור אופייני של מייצב‬
‫מתח‪.‬‬
‫הקבלים משמשים כמסננים לרעש ומניעת‬
‫תנודות במייצב‪.‬‬
‫המתח הנמדד בנקודת הבדיקה ‪ TP1‬הוא ‪ .5v‬מתח זה מסופק לכל הרכיבים במעגל‪.‬‬
‫דיודה פולטת אור ‪LED‬‬
‫דיודה פולטת אור )‪ (LED - Light emitting diode‬הינה התקן מוליך למחצה אשר פולט‬
‫אור‪ .‬ה‪ LED -‬הינה דיודה בעלת תכונות ייחודיות‪ .‬בדומה לדיודה רגילה‪ ,‬המורכבת מחומר‬
‫מוליך למחצה‪ ,‬הזרם החשמלי ב‪ LED -‬יזרום בממתח קדמי ‪,‬אך לא יזרום בכיוון ההפוך‬
‫כאשר הדיודה בממתח אחורי‪.‬‬
‫המיוחד ב־ ‪ LED‬לעומת דיודה סטנדרטית היא פליטת אור כשהיא נמצאת בממתח קדמי‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫המתח הנמדד על הלד בנקודת הבדיקה ‪ TP2‬הוא כ‪ 1.8v -‬עבור הלד האדום ו‪-‬כ‪ 2.1v -‬עבור הלד‬
‫הירוק‪.‬‬
‫לד ‪ D3‬משמש כנורת חיווי המציינת כי במערכת מסופק מתח‪.‬‬
‫הזרם בלד יחושב לפי הנוסחא ‪:‬‬
‫
‬
‫‬
‫=‬
‫‪.‬‬
‫עוצמת ההארה של הלד תלויה בזרם דרכה‪ .‬ככל שהזרם גבוה יותר כך גדולה עוצמת ההארה‪,‬‬
‫ולהיפך‪ .‬ללא הנגד‪ ,‬הזרם דרכה יהיה גבוהה מאוד והלד "ישרף"‪.‬‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫מתח הייחוס‬
‫מערכת מתח הייחוס הכוללת את הנגדים ‪ R1, R2, R7‬ומגבר השרת ‪ LM358‬משמשת לקבוע‬
‫את המתח בכניסת ‪) VREF‬הדק ‪ 9‬ברכיב ‪ (ADC0804‬לערך של ‪ .1.28v‬הסבר מדוע נבחר‬
‫ערך זה מובא בהסבר על הרכיב ‪.ADC0804‬‬
‫מחלק מתח‬
‫המערכת כוללת ‪ 3‬נגדים המחוברים בטור‪ .‬את המתח בכל אחת‬
‫מנקודות הבדיקה ניתן לחשב לפי נוסחת מחלק המתח‪.‬‬
‫חישוב ‪:TP3‬‬
‫‪=1.14v‬‬
‫‬
‫‬
‫‪3 = 5‬‬
‫חישוב ‪:TP4‬‬
‫‬
‫‪4 = 5 = 1.38‬‬
‫המתח בנקודת הבדיקה ‪ TP5‬יכול להימצא בין הערכים ‪ TP3‬לבין‬
‫‪.TP4‬‬
‫חיבור התנגדות מסוימת לנקודת הבדיקה ‪ TP5‬תשנה באופן מיידי את‬
‫המתח בנקודה זו‪ ,‬מכיוון שהמעגל כבר אינו מעגל טורי אלא מעורב‪.‬‬
‫כדי לאפשר חיבור רכיבים לנקודת הבדיקה מבלי לשנות את המתח‬
‫בה נשתמש במגבר בעל התנגדות כניסה גבוהה מאוד‪.‬‬
‫מגבר יחידה‬
‫מגבר יחידה הוא מגבר עוקב בעל הגבר מתח ‪.Av=1‬‬
‫למגבר יחידה התנגדות מבוא גבוהה מאד‪ .‬חיבור‬
‫מחלק המתח אל מגבר היחידה מאפשר לכוון את‬
‫מתח הייחוס לערך רצוי בידיעה שמתח המוצא של‬
‫מחלק המתח לא ישתנה לפי העומס המחובר אליו‪.‬‬
‫באופן תיאורתי המתח בהדק הכניסה )‪ (+‬יהיה בדיוק‬
‫מתח המוצא‪.‬‬
‫אנו נכוון את הפוטנציומטר ‪ R7‬כך שהמתח בנקודת‬
‫הבדיקה ‪ TP6‬תהיה בדיוק ‪.1.28v‬‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫חיישן טמפרטורה ‪LM35‬‬
‫הרכיב הינו מעגל משולב הכולל חיישן טמפרטורה מדויק‪ .‬מתח המוצא המתקבל הוא ליניארי‬
‫)℃ ‪ (10.0 ℃ = 0.01‬ביחס לסולם הטמפרטורה ביחידות מעלות צלסיוס‪ .‬הרכיב אינו‬
‫זקוק לאמצעים חיצונים כדי לספק דיוק טיפוסי של ℃ ‪ ± 14‬בטמפרטורת החדר ו‪± 34 ℃ -‬‬
‫בטווח הטמפרטורה של ℃‪.−55℃ ÷ 150‬‬
‫הרכיב מסוגל לפעול בתחום מתחים ‪ ,4 − 30v‬לרכיב עכבת מוצא נמוכה )‪ ,(0.1Ω‬דיוק של‬
‫℃‪ 0.5‬בטמפרטורה של ℃‪ 25‬ופליטת חום נמוכה מאוד‪.‬‬
‫בתצורת החיבור המתוארת לעיל הרכיב מסוגל למדוד טמפרטורת בתחום ‪ 2-150‬מעלות‬
‫צלזיוס ומפיקה מתחים לפי הקשר ℃ ‪.0 + 10.0‬‬
‫המתח בנקודת הבדיקה ‪ TP8‬משתנה לפי הטמפרטורה‪.‬‬
‫שים לב! קיים פער של ‪ 2‬מעלות ביחס למדידה‪ .‬מתח אפס מייצג ‪ 2‬מעלות צלזיוס‪.‬‬
‫הקבל ‪ C6‬משמש כקבל עקיפה )‪ (BYPASS‬על מנת להקטין את ההשפעה של הפרעות‬
‫אלקטרומגנטיות )הפעלת המנוע במעגל(‪.‬‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫מערכת האוורור‬
‫קירור המערכת מתבצע באמצעות הפעלת מאוורר‪ .‬המאוורר הוא בעצם מנוע חשמלי הכולל‬
‫כנפיים הגורמות לדחיפת האוויר בכיוון הרצוי‪ .‬מנוע חשמלי דורש זרם הפעלה גבוה‪ ,‬ולכן לא‬
‫ניתן להפעילו ממוצא ספרתי באופן ישיר‪ .‬טרנזיסטור בחיבור פולט משותף )‪ (C.E‬המשמש‬
‫כמתג מפעיל את המנוע‪.‬‬
‫מנוע חשמלי‬
‫מכונה הממירה אנרגיה חשמלית באנרגיה מכאנית‪ .‬המנוע מבוסס על עיקרון האלקטרומגנטיות‪.‬‬
‫המנוע החשמלי בנוי על פי רוב משני חלקים עיקריים‪:‬‬
‫סטטור )‪ :(Stator‬מערכת סלילים או משני מגנטים רבי עוצמה‪ .‬המגנטים מסודרים כך‬
‫שקוטביהם )צפון ודרום( המופנים לכיוון הרוטור מנוגדים‪.‬‬
‫רוטור )‪ :(Rotor‬ציר העובר בתוך הסטטור ועליו מלופפים‬
‫סלילים‪ .‬ציר זה חופשי להסתובב‪ .‬כאשר זורם זרם חשמלי‬
‫דרך הסלילים שברוטור‪ ,‬נוצר שדה מגנטי סביבם‪ .‬שדה מגנטי‬
‫זה מפעיל כוח על הציר העובר דרכו‪ ,‬וזה מסתובב עקב‬
‫המומנט )כוח סיבובי(‪ .‬העברת זרם חשמלי מקוטע‪ ,‬בצורה‬
‫מבוקרת‪ ,‬מאפשרת צירוף תנועות זוויתיות קטנות לסיבובים‬
‫שלמים‪.‬‬
‫הפעלת המנוע‬
‫טרנזיסטור יכול להימצא באחד משני‬
‫מצבים ‪:‬‬
‫• קיטעו – הטרנזיסטור אינו מולי‬
‫ומהווה נתק‪ .‬מצב זה מתקיי כאשר‬
‫המתח ‪.& ' 0.7‬‬
‫• הולכה – הטרנזיסטור מולי‪ ,‬ויכול‬
‫להמצא באחד מהמצבי פעיל או‬
‫רוויה‪ .‬מצב זה מתקיי כאשר המתח‬
‫‪ .‬במצב רוויה הזר‬
‫‪& 0.7‬‬
‫העובר בטרנזיסטור מוגבל רק על ידי‬
‫הרכיבי המחוברי אליו בלבד‬
‫)במקרה שלנו המנוע(‪.‬‬
‫כאשר המתח בנקודה ‪ TP11‬נמוך ממתח‬
‫‪ 0.7v‬הטרנזיסטור במצב קיטעון ולכן המנוע‬
‫אינו פועל‪.‬‬
‫כאשר המתח בנקודה ‪ TP11‬גבוה ממתח‬
‫‪ 0.7v‬הטרנזיסטור במצב הולכה ולכן המנוע‬
‫פועל‪.‬‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫טרנזיסטור‬
‫רכיב אלקטרוני הבנוי מחומר מוליך למחצה ומשמש למגוון רחב מאוד של מטרות‪.‬‬
‫הטרנזיסטור משמש כמתג אלקטרוני ‪ -‬מתח בקרה או זרם בקרה שולטים בזרם החשמלי‬
‫דרך ההתקן‪ .‬במעגלים אנלוגיים משמשים טרנזיסטורים להגברה ‪,‬ליצירת תנודות ‪,‬לייצוב‬
‫מתח‪ ,‬לאפנון וערבול‪.‬‬
‫מעגל הפעלה בסיסי‬
‫על מנת להפעיל את הטרנזיסטור יש לספק מתח‬
‫‪ & 0.7‬על פי הקוטביות המתאימה‪.‬‬
‫כאשר תנאי זה מתקיים יכול הטרנזיסטור להימצא‬
‫באחד משני מצבי הולכה ‪ :‬פעיל או רוויה‪.‬‬
‫כאשר הטרנזיסטור במצב רוויה הוא שקול למתג‬
‫במצב סגור‪.‬‬
‫כאשר הטרנזיסטור במצב קטעון הוא שקול למתג‬
‫במצב פתוח‪.‬‬
‫במצב רוויה המתח ‪ + - 0‬ובמצב קטעון‬
‫‪.+ ++‬‬
‫‪22‬‬
‫ ‪,& . +/01‬‬
‫תנאי לרוויה ‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫חישוב זרם טרנזיסטור‬
‫‪ 4.38‬‬
‫זרם הבסיס ‪8 :‬‬
‫‪7.‬‬
‫‪777‬‬
‫‬
‫
‪345‬‬
‫‪6‬‬
‫‪Rc‬‬
‫‪Q‬‬
‫‪Vcc‬‬
‫‪Rb‬‬
‫‪Vbb‬‬
‫משוואות הטרנזיסטור‬
‫& ‪&& & ∙ *& %‬‬
‫‪++ + ∙ *+ % +‬‬
‫‪ & % +‬‬
‫בלבד( &‪+ ,‬‬
‫)במצב פעיל בלבד‬
‫במצב‬
‫ &‪.‬‬
‫‪ + ,& 100 ∙ 4.38 4308‬עבור ‪,‬‬
‫‪430‬‬
‫זרם קולט ‪:‬‬
‫‪.100‬‬
‫ידוע כי זרם המנוע הוא ‪ .0.2A‬כיוון שזרם המנוע הוא לכל היותר‬
‫‪ 0.2A‬ואילו הערך המחושב הוא ‪ 430mA=0.43A‬יוצא אפוא שהטרנזיסטור במצב רוויה )כיוון‬
‫שהכלל &‪ + ,‬אינו תקף(‪.‬‬
‫תכונות סליל‬
‫כאמור המנוע עשוי ממגנטים קבועים וסלילים‪ .‬סליל הינו רכיב בו עוצמת הזרם משתנה בקצב‬
‫הנקבע על ידי ההשראות והתנגדות הסליל‪ .‬הזרם בסליל אינו יכול להשתנות בפתאומיות ולכן‬
‫בעת הפעלת המנוע נבחין בהתפתחות זרם מאפס עד לערך מרבי‪ .‬בהפסקת פעולת המנוע‬
‫הזרם בסלילי המנוע מופסק בבת אחת‪ ,‬כתוצאה מכך מתפתח כא"מ נגדי המתנגד לשינוי‬
‫הזרם )חוק לנץ(‪ .‬ערכו של הכא"מ עלול להגיע לערכים גבוהים שיגרמו לנזק לטרנזיסטור‪.‬‬
‫חיבור דיודה במקביל לסליל יוצרת מסלול פריקה של הסליל ועל ידי כך מקטין את השפעת‬
‫הכא"מ הנגדי על הטרנזיסטור‪.‬‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫דיודה )‪(Diode‬‬
‫‪Cathode‬‬
‫‪R‬‬
‫‪Anode‬‬
‫‪R‬‬
‫‪D‬‬
‫‪D‬‬
‫‪U‬‬
‫‪U‬‬
‫סמל הדיודה‬
‫ממתח קדמי – הולכה‬
‫ממתח אחורי ‪ -‬קיטעון‬
‫דיודה אידיאלית ‪ -‬מוליך מושלם בכיוון קדמי ונתק מושלם בכיוון אחורי‪.‬‬
‫דיודה מעשית‬
‫כאשר הדיודה נמצאת בממתח אחורי זורם דרכה זרם מזערי‬
‫הנקרא זרם זליגה‪.‬‬
‫כאשר הדיודה נמצאת בממתח קדמי‪ ,‬ההולכה גדלה ככל‬
‫שהמתח על פניה גדל‪ .‬כפי שניתן לראות באופיין משמאל הזרם‬
‫בדיודה גדל באופן מעריכי )אקספוננציאלי(‪.‬‬
‫התנגדות הדיודה משתנה מהתנגדות כמעט אינסופית בממתח‬
‫אחורי‪ ,‬עד להתנגדות אפסית בממתח קדמי‪.‬‬
‫מקובל לקבוע כי המתח הקדמי הגורם לדיודה לפעול כמוליך הוא‬
‫‪.0.7v‬‬
‫שים לב ! ציר האנכי הוא ציר הזרם והציר האופקי הוא ציר‬
‫המתח‪.‬‬
‫חוצץ ‪74244‬‬
‫הרכיב ‪ 74244‬מכיל ‪ 2‬קבוצות של ארבעה חוצצים כל אחת‪ .‬כל קבוצה מאופשרת באמצעות‬
‫הדק ‪ OE‬הפעיל בנמוך‪ 1OE ) .‬מאפשרת את קבוצה ‪ 1‬ו‪ 2OE -‬מאפשרת את קבוצה ‪.( 2‬‬
‫במעגל שלנו הדק האפשור של קבוצה ‪ 1‬מחובר קבוע לאדמה ולכן ארבעת החוצצים של‬
‫הרכיב מאופשרים באופן קבוע‪ .‬החוצצים יוצרים הפרדה פיזית בין הדקי המוצא של‬
‫מפתח הנתונים לבין העומסים השונים‪ .‬וכן מונעים העמסת מפתח הנתונים ‪.‬‬
‫טבלת אמת‬
‫יציאה‬
‫כניסות‬
‫‪Y‬‬
‫‪A‬‬
‫‪G‬‬
‫‪L‬‬
‫‪L‬‬
‫‪L‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫‪L‬‬
‫‪Z‬‬
‫‪X‬‬
‫‪H‬‬
‫‪ – L‬נמוך‪ – H ,‬גבוה‪,‬‬
‫‪,don't care – X‬‬
‫‪ – Z‬עכבה גבוה )נתק(‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬
‫הדק ‪ 1‬מחובר ל – ‪ 0v‬קבוע ולכן הערכים מנקודות הבדיקה‬
‫‪ TP13‬ו‪ TP12 -‬יועתקו להדקי הבדיקה ‪ TP11‬ו‪ TP10 -‬בהתאמה‪.‬‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫ממיר ‪ADC0804‬‬
‫רכיב ‪ ADC0804‬הוא מעגל המקבל אות אנלוגי בכניסה שלו‪ ,‬הופך אותו למספר בינארי‪.‬‬
‫לרכיב ממשק המאפשר למיקרו מעבד להתחבר אליו בצורה פשוטה‪.‬‬
‫ממשק מיקרו‪-‬מחשב‬
‫הדק‬
‫‪::::‬‬
‫‪*9‬‬
‫‪:::::‬‬
‫*<‬
‫‪::::‬‬
‫‪::::‬‬
‫>=‬
‫‪:::::::‬‬
‫*?‬
‫;‪9‬‬
‫תיאור‬
‫הדק מבוא‪ .‬הדק זה מאפשר קריאת נתון מפס הנתונים ‪.9;7. . 9;0‬‬
‫הדק מבוא‪ .‬הדק זה מפעיל את פעולת ההמרה של הרכיב‪.‬‬
‫הדק מבוא‪ .‬הדק זה מאפשר את הרכיב‪.‬‬
‫הדק מוצא‪ .‬הדק זה מציין את סוף ההמרה‪.‬‬
‫הדקי מוצא‪ .‬הדקים אלה מעבירים את ערך האות הספרתי לאחר תהליך‬
‫ההמרה‪.‬‬
‫טבלת אמת‬
‫יציאות‬
‫תיאור‬
‫‪::::‬‬
‫‪*9 9;7. . 9;0‬‬
‫פעולת המרה‬
‫‪H‬‬
‫‪Z‬‬
‫קריאת ערך נתון מפס הנתונים של הממיר‪.‬‬
‫‪L‬‬
‫‪value‬‬
‫הרכיב אינו מאופשר‬
‫‪X‬‬
‫‪Z‬‬
‫כניסות‬
‫‪:::::‬‬
‫*<‬
‫‪L‬‬
‫‪H‬‬
‫‪X‬‬
‫‪::::‬‬
‫‪::::‬‬
‫>=‬
‫‪L‬‬
‫‪L‬‬
‫‪H‬‬
‫אופן הפעלה‬
‫‪ WR‬והדק ‪:::: = 0‬‬
‫א‪ .‬תחילת המרה מתבצעת עם שינוי הדק ‪::::: 0‬‬
‫>= לזמן קצר‪.‬‬
‫‪:::::::‬‬
‫ב‪ .‬ניתן להמתין פרק זמן קצוב של ‪ 100B>CD‬או לבדוק את הקו *?‪ .‬כאשר הקו יורד‬
‫לרמה נמוכה‪ ,‬תהליך ההמרה הסתיים וניתן לעבור לשלב הבא‪.‬‬
‫‪::::‬‬
‫‪ ::::‬ו‪ => = 0 -‬ואז קוראים את‬
‫ג‪ .‬על מנת לקרוא את הנתון מעבירים את הקווים ‪*9 0‬‬
‫המידע מפס הנתונים ‪.DB0-DB7‬‬
‫‪.::::‬‬
‫‪ :::‬וזמין לקריאה כל הזמן ‪RD = 0‬‬
‫במערכת זו הרכיב מאופשר תמיד ‪CS 0‬‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫מחולל שעון‬
‫לרכיב קיים מחולל שעון מובנה המשמש את תהליך ההמרה‪ .‬קצב השעון נקבע באמצעות‬
‫נגד וקבל המחוברים להדקים ‪ CLK‬ו‪ CLKR -‬ברכיב‪.‬‬
‫בנקודת בדיקה ‪ TP7‬נקבל אות המתאים לתהליך טעינה ופריקה של קבל ובנקודת בדיקה‬
‫‪ TP9‬נקבל אות ריבועי המהווה את אות השעון של הרכיב‪.‬‬
‫קצב התנודות נקבע בקירוב על פי הנוסחה‪:‬‬
‫‪* ≅ 10KΩ‬‬
‫‬
‫‪.+‬‬
‫≅ ‪H+I‬‬
‫מתח ייחוס‬
‫מתח הייחוס ‪ *MN‬של הרכיב קובע את תחום המתחים במבואות האנלוגיים שלו‬
‫)‪ (%, −‬עבורם תתבצע ההמרה‪ .‬מתח הייחוס נקבע על ידי מתח האספקה המסומן ב‪-‬‬
‫‪ *MN‬או ב‪) V % -‬הדק ‪ .(20‬ניתן לשנות את מתח הייחוס באמצעות ההדק ‪) Q ⁄2‬הדק‬
‫‪.(9‬‬
‫נבחין בין שני מקרים‪:‬‬
‫•‬
‫•‬
‫הדק ‪ STUV ⁄W‬לא מחובר ‪ :‬מתח הייחוס הוא ‪ 5v‬כמתח האספקה לרכיב‪ ,‬ותחום‬
‫המתחים האנלוגיים יהיה בתחום של ‪ .5v‬אם הדק ‪) −‬הדק ‪ (7‬מחובר לאדמה )‪ (0v‬אז‬
‫תחום ערכי המבוא האנלוגי בעלי המשמעות הוא ‪.0-5V‬‬
‫הדק ‪ STUV ⁄W‬מחובר למתח חיצוני ‪ :SX‬מתח הייחוס יהיה פעמיים המתח החיצוני ‪,Y‬‬
‫ותחום המתחים האנלוגיים יהיה בתחום של ‪ .2Y‬אם הדק ‪) −‬הדק ‪ (7‬מחובר לאדמה‬
‫)‪ (0v‬אז תחום ערכי המבוא האנלוגי בעלי המשמעות הוא ‪.0 − 2Y‬‬
‫במערכת זו חובר מתח חיצוני של ‪ 1.28V‬ולכן תחום המתחים האנלוגיים במבוא הוא‬
‫‪.0 − 2.56V‬‬
‫מערכת ספרתית‬
‫כאמור הרכיב ממיר אות אנלוגי הנמצא בתחום המוגדר באמצעות מתח הייחוס לערך‬
‫ספרתי‪ .‬הערך הספרתי המתקבל הוא ברוחב ‪ 8‬סיביות‪ .‬תחום הערכים המתקבל הוא מספר‬
‫בתחום ‪ 0‬עד ‪ .255‬לכל ערך אנלוגי מותאם ערך מספרי‪ .‬הרכיב אינו מסוגל לזהות כל ערך‬
‫אנלוגי‪ .‬זיהוי ערכים אנלוגיים מתאפשר רק במרווחים מסוימים בלבד ‪ :‬רזולוציה – כושר‬
‫הבחנה‪ .‬כושר ההבחנה נקבע לפי מספר הסיביות ולפי מתח הייחוס ‪:‬‬
‫\
[‬
‫]‬
‫ ∆‬
‫כאשר ‪ n‬הוא מספר הסיביות‪.‬‬
‫במערכת ‪ .∆ 0.01‬כלומר הממיר מסוגל להבחין בערכים הנמצאים במדרגות של ‪0.01V‬‬
‫בלבד‪.‬‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫הערך המספרי המתקבל במוצא הממיר ‪c :‬‬
‫] ‪`a‬‬
‫\
[‬
‫_‪c‬‬
‫‪`a‬‬
‫‪b‬‬
‫_‪9‬‬
‫כאשר‪ D ,‬הוא הערך הספרתי של תוצאת ההמרה והסוגריים מציינים את הערך השלם‪.‬‬
‫‪Q ⁄2 1.28‬‬
‫‪∆ = 0.01‬‬
‫‪Sef‬‬
‫‪g‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0v‬‬
‫‪11 0.11v‬‬
‫‪33 0.33v‬‬
‫‪110 1.1v‬‬
‫‪Q ⁄2 = 0.64‬‬
‫‪∆ 0.005‬‬
‫‪Sef‬‬
‫‪g‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0v‬‬
‫‪22 0.11v‬‬
‫‪66 0.33v‬‬
‫‪220 1.1v‬‬
‫‪Q ⁄2 = 0.5‬‬
‫‪∆ 0.0039‬‬
‫‪Sef‬‬
‫‪g‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0v‬‬
‫‪28 0.11v‬‬
‫‪84 0.33v‬‬
‫‪255 1.1v‬‬
‫היחס בין כושר ההבחנה לבין קצב השינוי בחיישן הטמפרטורה )℃‪(0.01 ⁄‬‬
‫‪0.39‬‬
‫‪0.5‬‬
‫‪1‬‬
‫כל ערך מהווה ‪ 0.39‬מעלות‬
‫כל ערך מהווה חצי מעלה‬
‫כל ערך מהווה מעלה אחת‬
‫מתוך הטבלה רואים כי בחירה נכונה של מתח הייחוס מאפשרת קבלת ערכים ביחס נוח‬
‫לקריאת ערכי הטמפרטורה‪.‬‬
‫עבור מתח ‪ 1.28v‬ערך ההמרה מתאים בדיוק לערכי הטמפרטורה‪) .‬קיים דיוק של מעלה‬
‫אחת(‪.‬‬
‫עבור מתח ‪ 0.64v‬ערך ההמרה גדול פי ‪ 2‬מהטמפרטורה ולכן יש לחלק ב‪ 2 -‬ערך זה‪) .‬קיים‬
‫כאן דיוק של חצי מעלה(‪.‬‬
‫עבור מתח של ‪ 0.5v‬ערך גדול פי ‪ 2.56‬מהטמפרטורה ולכן יש לכפול ערך זה ב‪.0.39 -‬‬
‫)הדיוק אמנם גבוה יותר אולם הערכים אינם שלמים(‪.‬‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫מפתח המדפסת‬
‫מבט הדקים‬
‫מבנה אוגרי מפתח הדפסת וכתובתם‬
Pin Reg Bit Description
Direction
Pin Reg Bit Description Direction
1
/C0
Strobe
Output
14
/C1
Auto Feed
Output
2
D0
Data Bit 0
Output
15
S3
Error
Input
3
D1
Data Bit 1
Output
16
C2
Initialize
Output
4
D2
Data Bit 2
Output
17
/C3
Select
Output
5
D3
Data Bit 3
Output
18
-
Ground
-
6
D4
Data Bit 4
Output
19
-
Ground
-
7
D5
Data Bit 5
Output
20
-
Ground
-
8
D6
Data Bit 6
Output
21
-
Ground
-
9
D7
Data Bit 7
Output
22
-
Ground
-
10
S6
Acknowledge Input
23
-
Ground
-
11
/S7
Busy
Input
24
-
Ground
-
12
S5
Paper End
Input
25
-
Ground
-
13
S4
Select In
Input
‫מיפוי הדקי מפתח הדפסת‬
‫ דוד מור יוסף‬: ‫ערך‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫מפתח המדפסת המקורי ‪ SPP‬כלל שלוש כתובות מפתחי קלט פלט‪ ,‬מתוכם שני מפתחים לפלט ואחד‬
‫לקלט‪ .‬עם השנים עבר המפתח גלגולים שונים )‪ (ECP ,EPP‬וכעת הוא מוחלף בממשק ‪ USB‬לחיבור‬
‫מדפסת והתקנים שונים למחשב‪.‬‬
‫מפתח הנתונים במדפסת )‪ (DATA‬המיועד לפלוט מידע מסוגל גם לקלוט נתונים‪ .‬ניתן לשלוט בכיוון‬
‫זרימת המידע באמצעות הסיבית החמישית באוגר הבקרה )‪ .(Control‬כאשר סיבית זו תהיה ברמה‬
‫לוגית '‪ '0‬ערוץ הנתונים הוא חד כיווני כפלט וכאשר סיבית זו תהיה ברמה לוגית '‪ '1‬ערוץ הנתונים הוא‬
‫דו כיווני‪.‬‬
‫תרשים זרימה‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫תכנה‬
‫תוכנת הבקרה במחשב האישי מבוססת על שפת ‪ .C‬התוכנה נכתבת בסביבת הפיתוח‬
‫‪.Visual Studio C++‬‬
‫חיבור הדקי ערוץ הבקרה‬
‫‪ : :::::‬הדק זה משמש ליצירת אות דרבון לתחילת המרה )‪ – 0‬לא פעיל ‪ -1‬פעיל(‪.‬‬
‫‪<* - ::::‬‬
‫‪C0‬‬
‫‪ : ::::‬הדק זה משמש להפעלת ה‪ – 0) LED -‬לא פעיל ‪ -1‬פעיל(‪.‬‬
‫‪C1‬‬
‫‪ : =2‬הדק זה משמש להפעלת המאוורר )‪ – 0‬לא פעיל ‪ -1‬פעיל(‪.‬‬
‫במצב התחלתי המאוורר כבוי )'‪ ,('0‬ה‪ LED -‬כבוי )'‪ ,('0‬הממיר אינו מופעל )'‪ ('0‬והסיבית‬
‫החמישית בערוץ הבקרה היא '‪ '1‬על מנת לאפשר ערוץ דו כיווני ‪.XXX1XX000 :‬‬
‫שילוב ספרייה‬
‫הגדרת קבועים‬
‫הכרזה פונקצית קלט‬
‫הכרזת פונקצית פלט‬
‫תוכנית ראשית‬
‫בדיקת פתיחת ערוץ מדפסת‬
‫הפעלת מפתח נתונים כקלט‪/‬פלט‬
‫הוצאת ‪11111111‬‬
‫לולאה עד לחיצת מקש כלשהו‬
‫הפעלת המרת אות אנלוגי‬
‫המתנה של ‪ 1‬מילי שנייה‬
‫הצגת הטמפרטורה‬
‫אם הטמפרטורה גבוה מ‪35-‬‬
‫מעלות הפעל מאוורר‬
‫אם הטמפרטורה גבוהה מ‪50-‬‬
‫הפעל גם נורת אזהרה‬
‫המתן חצי שנייה‬
‫הפסק כל המערכות‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬
‫>‪#include <stdio.h‬‬
‫‪0x378‬‬
‫‪0x379‬‬
‫‪0x37a‬‬
‫‪#define DATA‬‬
‫‪#define STATUS‬‬
‫‪#define CONTROL‬‬
‫;)‪short _stdcall Inp32(short PortAddress‬‬
‫;)‪void _stdcall Out32(short PortAddress, short data‬‬
‫)‪void main(void‬‬
‫{‬
‫)‪if (IsInpOutDriverOpen() == TRUE‬‬
‫{‬
‫;)‪Out32(CONTROL,0x20‬‬
‫;)‪Out32(DATA, 0xff‬‬
‫))(‪while (!kbhit‬‬
‫{‬
‫;)‪Out32(CONTROL,0x21‬‬
‫;)‪Out32(CONTROL,0x20‬‬
‫;)‪Sleep(1‬‬
‫;))‪printf("data = %d\n", Inp32(DATA‬‬
‫)‪if (Inp32(DATA)>35‬‬
‫;)‪Out32(CONTROL,0x20+4‬‬
‫)‪if (Inp32(DATA)>50‬‬
‫;)‪Out32(CONTROL,0x20+2+4‬‬
‫;)‪Sleep(500‬‬
‫}‬
‫;)‪Out32(CONTROL,0x20‬‬
‫}‬
‫פרויקטון יא – בקרת טמפרטורת חדר‬
‫מדידות‬
‫מייצב מתח‬
‫‪ .1‬חבר את ספק הכוח למעגל ומדוד את מתח המוצא של מייצב המתח ‪ LM7805‬עבור‬
‫מתחים מ‪ 0v -‬עד ‪ .15v‬שרטט אופיין המתאר את הקשר בין מתח הספק למתח‬
‫המוצא של מייצב המתח‪.‬‬
‫‪LED‬‬
‫‪ .2‬מדוד את המתח על פני ה‪ .D3 LED-‬חשב את הזרם העובר דרך הדיודה‪.‬‬
‫מתח ייחוס‬
‫‪ .3‬מדוד את המתח על פני הנגד ‪ R2‬והנגד ‪ R4‬ביחס לאדמה‪.‬‬
‫‪ .4‬מדוד את המתח בהדק ‪ 3‬של מגבר השרת ‪ .U3‬מהו המתח המרבי והמזערי‬
‫המתקבל בהדק זה?‬
‫‪ .5‬כוון את המעגל באמצעות פוטנציומטר ‪ R4‬כך שמתח המוצא של מגבר השרת יהיה‬
‫‪.1.28v‬‬
‫חיישן טמפרטורה‬
‫‪ .6‬מדוד את המתח בהדק המוצא של חיישן הטמפרטורה בטמפרטורת החדר‪.‬‬
‫‪ .7‬חמם את חיישן הטמפרטורה ועקוב אחרי מתח המוצא של החיישן‪.‬‬
‫‪ .8‬קבע על פי היצרן את הטמפרטורה בכל מצב‪.‬‬
‫ממיר ‪ADC‬‬
‫‪ .9‬מדוד את המתח בהדק ‪ 9‬ברכיב ‪.U4 - ADC0804‬‬
‫‪ .10‬מדוד את המתח בהדק ‪.6‬‬
‫‪ .11‬מדוד באמצעות משקף תנודות את האותות בהדקים ‪ 4‬ו‪ .9 -‬מה מאפייני אותות‬
‫אלה?‬
‫‪ .12‬כתוב תוכנית בשפת ‪ C‬המבצעת המרה של אות אנלוגי ומציגה את ערך האות‬
‫התצוגה בלולאה אינסופית‪.‬‬
‫‪ .13‬חמם את החיישן ועקוב אחר שינוי הטמפרטורה‪.‬‬
‫חוצץ חד כיווני‬
‫‪ .14‬כתוב תוכנית בשפת ‪ C‬הגורמת להבהוב נורת ‪.D1 LED‬‬
‫‪ .15‬כתוב תוכנית המדליקה את ‪ D1 LED‬באופן קבוע‪ .‬מדוד את המתח בהדק ‪ 18‬של‬
‫החוצץ ואת מתח הדיודה‪ .‬חשב את הזרם דרך הדיודה‪.‬‬
‫‪ .16‬כתוב תוכנית בשפת ‪ C‬המפעילה את המנוע למשך ‪ 1‬שנייה‪.‬‬
‫‪ .17‬כתוב תוכנית המפעילה את המנוע באופן קבוע‪ .‬מדוד את המתח בהדק ‪ 16‬של‬
‫החוצץ‪ ,‬מתח הבסיס של הטרנזיסטור‪ ,‬ומתח הקולט של הטרנזיסטור‪ .‬חשב את זרם‬
‫הבסיס‪ ,‬וזרם הקולט‪.‬‬
‫ערך ‪ :‬דוד מור יוסף‬