Csillagfény. 1.0 verzió
1.0 verzió Fa mennyezet építése és felszerelése a nappaliban, beleértve a világítási rendszert, mikrokontroller alapú vezérlést alkalmazva a világítási funkciókhoz és a Lonsee rádió távirányítóját 2011 márciusában
Markus Fulde Finkenweg 3 D-89173 Lonsee Telefon +49 (7336) 92 11 89 Fax +49 (7336) 92 10 68 Mobil +49 (160) 84 54 314 E-mail [email protected] Internet http: // www.kleinmaeusiges.de Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 2. oldal
1 Biztonsági figyelmeztetés Figyelem: A készülék szabad hálózati feszültsége miatt a telepítést és az üzembe helyezést csak szakemberek végezhetik, akik erre felkészültségük miatt felhatalmazást kaptak. A vonatkozó biztonsági és VDE előírásokat be kell tartani. A szerző nem vállal felelősséget az eszköz által közvetlenül vagy közvetetten okozott bármilyen kárért. Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 3. oldal
50. kapcsolási rajz: Áramköri rajz - Alaplap - 7.235. Áramkör: 51: Áramköri ábra: Alaplap - 8.236. Lap 52. kapcsolási rajz: Főáramkör kapcsolási rajz - 9. lap. 236 Kapcsolási rajz 53: Főáramkör kapcsolási rajz - 10. lap 237.: Kapcsoló diagram slave kártya - 1. lap. 243 Kapcsolási ábra 55: Kapcsoló ábra slave kártya - 2. lap. 244 Kapcsolási rajz 56: Kapcsolási rajz slave kártya - 3. lap. 244 Kapcsolási rajz 57: Kapcsolási rajz slave kártya - 4. lap. 245 Kapcsolási rajz 58: Kapcsolási rajz Slave board - 5. lap. 245 59. kapcsolási rajz: Slave board kapcsolási rajza - 6. lap. 246 60. kapcsolási rajz: Slave board kapcsolási rajza - 7. lap. 246 Circuit diagram 61. ábra: Slave board kapcsolási rajza - 8. lap. Tábla - 9. lap. 247 63. kapcsolási rajz: Szintátalakítás 3,3 V -> 5 V tranzisztoros fokozattal. 403 64. kapcsolási rajz: szintátalakítás 3,3 V -> 5 V komparátorral. 403 65. kapcsolási rajz: Szintátalakítás 5 V -> 3,3 V tranzisztoros fokozattal. 404 66. kapcsolási rajz: Szintátalakítás 5V -> 3,3V feszültségosztóval. 404 67. kapcsolási rajz: Szintátalakítás 5 V -> 3,3 V soros ellenállással. 405 Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 15. oldal
6 Szoftverkönyvtár Szoftver 1: Kód a TRIAC gyújtásidőzítésének inicializálásához. 100 2. szoftver: BASCOM példakód a fázis szakaszok tompításához. 108 3. szoftver: BASCOM mintakód az RS485 kommunikációhoz - master. 128 4. szoftver: BASCOM mintakód RS485 kommunikációhoz - slave. 134 5. szoftver: Az LCD kijelző vezérlésének kódja. 150 Szoftver 6: Kód az EEPROM vezérléséhez (külső és belső). 169 7. szoftver: A DS18S20 BASCOM kapcsolata. 180 8. szoftver: Tesztelő szoftver az RS-232 nyomkövető interfész üzembe helyezéséhez. 197 9. szoftver: C-beállítások a kommunikációs paraméterekhez SCART adapter. 199 10. szoftver: A SCART adapter elkészítése. 260 Szoftver 11: Betty Makefile.local. 263 Szoftver 12: Betty Makefile. 265 Szoftver 13: Betty Makefile.conv. 265 14. szoftver: Projekt szoftver mesterek számára. 378 15. szoftver: Projekt szoftver rabszolgához. 402 Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 16. oldal
7 Előzmények Dátum Döntés 2010.09.10. Az eredeti kivitelben az ULN2003 Darlinton meghajtót szolgáltatták reléként, LED-ként és tápegységként. Nem vették figyelembe, hogy ez az alkatrész egy 7 csatornás meghajtó, nyitott kollektor kimenettel. A tervezés azon a tényen alapult, hogy a meghajtó alkatrész + 5 V-ot szállít a megfelelő energiával. Ez a következő intézkedéseket és felbontásokat eredményezi: - A kész táblákhoz egy adapterlap jön létre, amely felszerelhető az ULN2003 chip helyett. - A kapcsolási rajzokat és elrendezéseket a 74HCT244 helyettesítő komponensekké alakítják át, és e dokumentumba foglalják. 2011.03.01. Utolsó teljes felülvizsgálat a projekt befejezése után 1. táblázat: Markus Fulde története, 2011 17. oldal/482
8 Általános 8.1 A fejlesztési környezet A projekt fejlesztési környezete: 1. ábra: Fejlesztési környezet Markus Fulde, 2011 18. oldal, 482
2. ábra: A Markus Fulde laboratóriumi rendszer, 2011, 482. oldal, 19. oldal
3. ábra: A régi mennyezet - 1. rész 4. ábra: A régi mennyezet - 2. rész Markus Fulde, 2011, 21. oldal, 482
8.3 Mennyezet a fejlesztés végén 5. ábra: Az új mennyezet nézet 1 6. ábra: Az új mennyezet nézet 2 Markus Fulde, 2011, 22. oldal, 482
7. ábra: A kész mennyezetnézet 1 8. ábra: A kész mennyezetnézet 2 Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 23. oldal
9. ábra: A kész mennyezetnézet 3 10. ábra: A kész mennyezetnézet 4 Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 24. oldal
8.4 A szolgáltatások köre Az alábbiakban ismertetjük a projekt hatókörét és részleges funkcionalitását: 8.4.1 Világító egységek, horizont fény WEST, 6. modul Világítás, nappali asztal, 2. modul Átjáró világítás, képek világítása, 5. modul Starlight, 3. modul Világítás, térelválasztó, 4. modul Világítás, étkezőasztal, 1. modul Passage világítás, horizont fény WEST 7. modul 11. ábra: Világítási modulok Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 25. oldal
8.4.2 Tápellátás + 5V kapcsoló tápegység ID Funkció Erőforrás SUP001 Tápegység 230V
3 pólusú - S018 csatlakozókapcsok világításhoz 3 pólusú - S019 csatlakozókapcsok tápfeszültséghez + 5V - S020 biztosítéktartó finombiztosítékkal - S021 áramkörvédelem varisztoron keresztül - S022 slave nem tárol információkat - S023 akusztikus jelgenerátor 1 x standard GPIO (Output) 4. táblázat: A slave vezérlő egység részleges funkciói és erőforrásai Markus Fulde, 2011, 27. oldal, 482
8.4.5 Rádió távirányító azonosító funkciói erőforrások RC001 Vezérlési információk küldése a masterhez - RC002 Állapot információk vétele a mastertől - RC003 Teljes rendszer ki/be - RC008 Minden fény teljes fényereje - RC009 Minden fény dimmer üzemmódja - RC010 A mennyezeti világítás grafikus áttekintése - RC011 Az egyes szegmensek számgombokkal választhatók ki - RC012 A kiválasztott szegmens tompítása kurzor gombokkal. - 5. táblázat: A Betty távirányító részleges funkciói és erőforrásai A távirányító további funkciói a távirányító funkciót ismertető fejezetben találhatók. Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 28. oldal
8.5 Funkcionális alkatrészek 8.5.1 Vázlatos moduláris ábrázolás A projekt a következő egyedi funkcionális/alkomponensekkel rendelkezik: Világító egység 1 Világító egység 2 Világító egység 3 Világító egység 4 Világító egység 7 Világító járat egység 8 S1 N PE S1 N PE S1 N PE S1 N PE S1 N PE S1 N PE AKL AKL AKL AKL AKL Dimmer- Dimmer- Dimmer- Dimmer- Dimmer- Module Module Module S2 AKL Dimmer- Modul IGBT-Dimmer TWI-Interface Temp. Sensor IGBT-Dimmer TWI-Interface Temp. Sensor IGBT-Dimmer TWI-interfész hőmérséklete. Érzékelő IGBT-Dimmer TWI-interfész hőmérséklete. Érzékelő IGBT-Dimmer TWI-interfész hőmérséklete. Érzékelő IGBT-Dimmer TWI-interfész hőmérséklet-érzékelő. Érzékelő ATmega168 µc 5V ATmega168 µc 5V ATmega168 µc 16 µc 5V ATmega168 µc 5V AKL SYS AKL SYS AKL SYS AKL SYS AKL SYS AKL SYS feszültségellátás L1/N/PE SYS tápegység és központi vezérlő számítógép EEPROM memória rádió távirányító központi vezérlés (billentyűzettel és kijelzővel együtt) ATmega128 µc teljesítmény 5 V átjáró cht RS485 rendszerbusz a fázis és a ZERO speciális kezelése a dimmer áramkör miatt. 230V relé S1 AKL nulla L1 rendszer be/ki L2 átjárólámpa L1 L2 N sorozatú kapcsolófal PE feszültségellátás 230V
Mennyezeti elosztó fali kapcsoló 12. ábra: A teljes rendszer blokkvázlata - koncepció A fenti ábra a világítási rendszer sematikus felépítését mutatja. A világítási rendszer elkészültekor vagy beépítésekor az átjáró világítását nem úgy tervezték, hogy relék kapcsolásával kapcsolható legyen. Az alábbi ábra a jelenlegi végleges verzió kábelezését mutatja: Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 29. oldal
13. ábra: A teljes rendszer blokkdiagramja - megvalósítás A rendszer működésének egyszerűsítése érdekében az asztali világításhoz szükséges két fényerőszabályzó egységet kapcsolórelékkel elválasztották és leválasztották a normál fali kapcsolókról. Ez azt jelenti, hogy a két asztali lámpa normál sorozatú kapcsolókkal működtethető. Ha aktiválva van, a világításvezérlés két relészint átkapcsolásával átveszi az irányítást. Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 30. oldal
14. ábra: Átváltó relé az asztali világításhoz A részletesebb leírást lásd: Reléadapter az átjáró világításához! Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 31. oldal
8.5.1 A 4-es slave tényleges kábelezése n.c. S1 be/ki S2 vezérlőjel master master slave 5 3 mennyezeti elosztó kapcsoló 2 étkezőasztal ZERO ZERO vezető kapcsoló 1 nappali asztali kapcsoló 4 On/Off slave 3 4 kapcsoló 2 étkezőasztal ZERO ZERO vezető kapcsoló 1 nappali asztali kapcsoló 4On/Off n.c. Slave 6 5 4 slave 2 master slave 7 1 2 slave 1 kapcsoló 2 étkezőasztal ZERO ZERO vezetőkapcsoló 4On/Off 3 4 fali kapcsoló slave 8 3 3 3 n.c. n.c. S1 vezérlőjel master PE ZERO vezető ZERO ZERO vezető kapcsoló 1 nappali asztal 15. ábra: Mennyezeti kábelezés Markus Fulde, 2011 32. oldal/482
8.6 A buszrendszerek és a kommunikációs útvonalak áttekintése Az alábbi ábra bemutatja azokat a különféle buszrendszereket és jeláramlási utakat, amelyeken keresztül a teljes rendszer alkotóelemei adatokat cserélnek egymással. 16. ábra: BUS rendszerek és kommunikációs utak Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 33. oldal
9 Fa mennyezet 9.1 Anyagválasztás A fa mennyezet valódi fenyőfa panelekből készül a Fendt Holzgestaltung cégtől. Cím: Internet: http://www.fendt-holzgestaltung.de/ Fendt-Holzgestaltung KG Bachstrasse 11 D- 87745 Haselbach telefon: +49 (0) 8266/86200 fax: +49 (0) 8266/862099 e-mail: [email protected] www.fendt-holzgestaltung.de www.uno-fix.com A széles lucfenyő táblát 19 cm szélességgel és rugós-rugós rendszerrel használják. A hangszín gyöngyfehér 2010-ben. Annak érdekében, hogy a teljes mennyezetet ne takarja be fával, és ne lazítsa meg, a szoba szélén 50-es rés van. A Fendt 24. szalagot befejező anyagként használják. Az alábbi ábrák részletesen bemutatják a felhasznált anyagokat: 17. ábra: Széles deszka és végcsíkok Markus Fulde, 2011, 34. oldal, 482
18. ábra: Széles tábla részletesen 19. ábra: A végsáv részletei 20. ábra: A széles tábla részletei Markus Fulde, 2011 35. oldal, 482
9.2 Fa mennyezet tervezés és tervezés Most következnek a tervezés egyedi rajzai. 21. ábra: Fa mennyezet tervezése - a nappali alaprajza Markus Fulde, 2011, 362. oldal, 482
22. ábra: Fa mennyezet tervezése - bútorokkal berendezett nappali alaprajza Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 372. oldal
23. ábra: Fa mennyezet tervezése - bútorokkal és mennyezettel ellátott nappali alaprajza Markus Fulde, 2011, 482. oldal 38. oldal
24. ábra: Fa mennyezet tervezése - fa mennyezet tervezése Markus Fulde, 2011 482. oldal, 39. oldal
25. ábra: Fa mennyezet tervezése - lámpa pozíciók Markus Fulde, 2011, 482. oldal, 402. oldal
26. ábra: Fa mennyezet tervezése - anyagleírás fa mennyezet nappali Markus Fulde, 2011, 41. oldal, 482
27. ábra: Fa mennyezet tervezése - számláló lécek Markus Fulde, 2011, 422. oldal, 482
28. ábra: A fa mennyezet helyzetének és kábelvezeték elektronikájának tervezése Markus Fulde, 2011, 43. oldal, 482
29. ábra: Fából készült mennyezeti lécek fúrólyukakkal és rögzítésekkel Markus Fulde, 2011 44. oldal, 482
9.3 A fa mennyezet megvalósítása A következő néhány benyomás a fa mennyezetről. 30. ábra: A fa mennyezet készítésénél, látvány 1 31. ábra: A fa mennyezet készítésénél, látvány 2 Markus Fulde, 2011, 45. oldal, 482
32. ábra: A fa mennyezet készítésénél, látvány 3 33. ábra: A fa mennyezet készítésénél, látvány 4 Markus Fulde, 2011 46. oldal, 482
34. ábra: A fa mennyezet készítésénél, látvány 5 35. ábra: A fa mennyezet készítésénél, látvány 6 Markus Fulde, 2011 47. oldal, 482
10 Elektronikus alapismeretek 10.1 ATmega128 mikrovezérlő A projektben az ATMEL ATmega128 mikrovezérlőt egy külső 16 MHz-es kristállyal együtt használják. Ezt a processzort fő számítógépként vagy központi egységként használják. PINOut ATmega128: 36. ábra: PINOut ATmega128 tqfp 10.1.1 Erőforrás-allokáció ATmega128 PIN-port funkció Használt Leírás Definíció 1 PEN PEN J Programozási engedélyező bit a soros [PEN_128] prog.-hoz 1k-tól VCC-ig! 2 PE0 RXD0 PDI J funkció 1. ISP programozási interfész funkció 2. RS485 Adatfogadás RO [PDI_128] [RS485_RO_MASTER] 3 PE1 TXD0 PDO J funkció 1. ISP programozási interfész funkció 2. RS485 Adatátvitel DI [PDO_128] [RS485_DI_MASTER] 4 PE2 XCK0 AIN0 J Hanggenerátor [SOUND_128] 5 PE3 OC3A AIN1 J 1Wire-Interface DS18S20 [DS18S20_128] 6 PE4 OC3B INT4 J Relé állandó fény/fényerőszabályzó [Permanent LIGHT] 7 PE5 OC3C INT5 J Vezérlő SCART adapterhez [SCART] Markus Fulde, 2011 48. oldal
PIN-port Funkció Használt Leírás Meghatározás 54 PF7 ADC7 TDI 55 PF6 ADC6 TDO 56 PF5 ADC5 TMS 57 PF4 ADC4 TCK 58 PF3 ADC3 59 PF2 ADC2 60 PF1 ADC1 61 PF0 ADC0 62 AREF AREF J Külső referenciafeszültség (AREF) [ARFE_128] 63 Föld GND az ADC-hez [GND_128] (AGND) 64 AVCC AVCC J Tápfeszültség ADC (AVCC) [AVCC_128] 6. táblázat: Erőforrás-allokáció ATmega128 Színelosztási funkció: Timerhez tartozó pin0 s Timerhez tartozó pin1 s Timer2-hez tartozó pin Timer2-hez tartozó s PIN Timer3-hoz tartozó pin s Az analóg-digitális átalakítókhoz tartozó JTAG interfész I 2 C interfész ISP programozási interfész Soros interfész RS232 Külső megszakítások és alaphelyzetbe állítás tápegységek Külső órajel címsorok a külső memória interfészhez Soros programozási interfész analóg operátor számára Markus Fulde, 2011 50. oldal/482
10.1.2 ATmega128 megszakító vektortábla 7. táblázat: TAmega128 megszakítási vektortábla Markus Fulde, 2011, 51. oldal, 482
8. táblázat: A TAmega128 megszakítási vektortáblája Markus Fulde, 2011, 522. oldal, 482
PIN-port Funkció Használt Leírás Definíció 22 GND GND J Ground GND [GND_168] 23 PC0 ADC0 PCINT8 J Rabszolgák címe Adr0 [SLAVE_ADR0] 24 PC1 ADC1 PCINT9 J Rabszolgák címe Adr1 [SLAVE_ADR1] 25 PC2 ADC2 PCINT10 J Slaves címek Adr2 [SLAVE_AD ADC3 PCINT11 J Rabszolgák címe Adr3 [SLAVE_ADR3] 27 PC4 ADC4 SDA PCINT12 J Alive LED ALIVE_168 28 PC5 ADC5 SCL PCINT13 J Vezérlőfény Tápfeszültség be/ki [POWER_ON_OFF] 9. táblázat: Erőforrás-hozzárendelés ATmega168 Színmegosztások Funkció: Timer0-hoz tartozó tű Tüskék s Az időzítőhez tartozó csapok s s Az időzítőhöz tartozó csapok s s Az analóg-digitális átalakítókhoz tartozó I 2 C interfész ISP programozási interfész Soros interfész RS232 (USART) Külső megszakítások és alaphelyzetbe állítás tápegységek Külső órajel Címsorok a külső memória interfészhez Soros programozási interfészek az Analog Conmperator SPI számára Busmaster Configuration Markus Fulde, 2011, 54. oldal, 482