StarLight. Версія 1.0
Версія 1.0 Будівництво та встановлення дерев’яної стелі у вітальні, включаючи систему освітлення з використанням мікроконтролера на основі світлових функцій та радіодистанційного управління Lonsee у березні 2011 року
Markus Fulde Finkenweg 3 D-89173 Lonsee Телефон +49 (7336) 92 11 89 Факс +49 (7336) 92 10 68 Мобільний телефон +49 (160) 84 54 314 Електронна пошта [email protected] Інтернет http: // www.kleinmaeusiges.de Маркус Фульде, 2011 сторінка 2 з 482
1 Вказівка з техніки безпеки Увага: Через вільну напругу мережі в пристрої монтаж та введення в експлуатацію можуть виконувати лише спеціалісти, які мають на це дозвіл завдяки їх навчанню. Необхідно дотримуватись відповідних правил безпеки та VDE. Автор не несе відповідальності за будь-які збитки, які безпосередньо або опосередковано спричинені пристроєм. Маркус Фульде, 2011 сторінка 3 з 482
Принципова схема 50: Принципова схема Master-Board - Аркуш 7.235 Принципова схема 51: Принципова схема Master-Board - Лист 8.236 Принципова схема 52: Принципова схема Master-Board - Лист 9. 236 Принципова схема 53: Принципова схема Master-Board - Лист 10. 237 Принципова схема 54: Електрична схема веденої плати - Аркуш 1. 243 Електрична схема 55: Електрична схема веденої плати - Лист 2. 244 Електрична схема 56: Електрична схема веденої плати - Лист 3. 244 Електрична схема 57: Електрична схема веденої плати - Лист 4. 245 Електрична схема 58: Електрична схема Ведова плата - Аркуш 5. 245 Електрична схема 59: Електрична схема веденої плати - Лист 6. 246 Електрична схема 60: Електрична схема веденої плати - Лист 7. 246 Електрична схема 61: Електрична схема веденої плати - Лист 8. 247 Електрична схема 62: Електрична схема веденої плати Плата - аркуш 9. 247 Схема 63: Перетворення рівня 3,3 В -> 5 В з транзисторним каскадом. 403 Схема 64: Перетворення рівня 3,3 В -> 5 В за допомогою компаратора. 403 Схема 65: Перетворення рівня 5 В -> 3,3 В з транзисторним каскадом. 404 Схема 66: Перетворення рівня 5 В -> 3,3 В з дільником напруги. 404 Принципова схема 67: Перетворення рівня 5 В -> 3,3 В із послідовним резистором. 405 Маркус Фульде, 2011 сторінка 15 з 482
6 Каталог програмного забезпечення Програмне забезпечення 1: Код для ініціалізації часу запалювання TRIAC. 100 Програмне забезпечення 2: Приклад коду BASCOM для затемнення фазового перерізу. 108 Програмне забезпечення 3: Приклад коду BASCOM для зв'язку RS485 - майстер. 128 Програмне забезпечення 4: Приклад коду BASCOM для зв'язку RS485 - підлеглий. 134 Програмне забезпечення 5: Код управління РК-дисплеєм. 150 Програмне забезпечення 6: Код управління EEPROM (зовнішнім і внутрішнім). 169 Програмне забезпечення 7: BASCOM-з'єднання DS18S20. 180 Програмне забезпечення 8: Перевірте програмне забезпечення для введення в дію інтерфейсу трасування RS-232. 197 Програмне забезпечення 9: C-налаштування для комутаційних параметрів адаптера SCART. 199 Програмне забезпечення 10: Makefile адаптера SCART. 260 Програмне забезпечення 11: Makefile.local Бетті. 263 Програмне забезпечення 12: Makefile Бетті. 265 Програмне забезпечення 13: Makefile.conv від Betty. 265 Програмне забезпечення 14: Проектне програмне забезпечення для майстрів. 378 Програмне забезпечення 15: Проектне програмне забезпечення для підлеглого. 402 Маркус Фульде, 2011 сторінка 16 з 482
7 Історія Дата Рішення 10.09.2010 р. В оригінальній конструкції драйвер ULN2003 Darlinton передбачався як реле, світлодіод та драйвер живлення. Було пропущено, що цей компонент є 7-канальним драйвером з відкритим колекторним виходом. Однак дизайн базувався на тому, що модуль драйвера забезпечує + 5 В з відповідною потужністю. Це призводить до наступних заходів та резолюцій: - Для готових плат створюється адаптерна плата, яку можна встановити замість мікросхеми ULN2003. - Електричні схеми та схеми будуть перетворені на замінний компонент 74HCT244 та включені в цей документ. 01.03.2011 Останній повний перегляд після завершення проекту Таблиця 1: Історія Маркуса Фульде, 2011 Сторінка 17 з 482
8 Загальне 8.1 Середовище розробки Середовище розробки проекту: Рисунок 1: Середовище розробки Маркус Фульде, 2011 сторінка 18 з 482
Рисунок 2: Лабораторна система Маркуса Фульде, 2011, сторінка 19 з 482
Рисунок 3: Стара стеля - частина 1 Рисунок 4: Стара стеля - частина 2 Маркус Фульде, 2011 сторінка 21 з 482
8.3 Стеля в кінці забудови Рисунок 5: Новий вид стелі 1 Рисунок 6: Новий вид стелі 2 Маркус Фульде, 2011 Сторінка 22 з 482
Рисунок 7: Вигляд готової стелі 1 Рисунок 8: Вигляд готової стелі 2 Markus Fulde, 2011 сторінка 23 з 482
Рисунок 9: Вигляд готової стелі 3 Рисунок 10: Вигляд готової стелі 4 Markus Fulde, 2011 сторінка 24 з 482
8.4 Обсяг послуг Далі описується обсяг послуг та часткова функціональність, якою володіє та забезпечує проект: 8.4.1 Блоки освітлення для горизонтного світла WEST модуль 6 Освітлення для вітальні, модуль 2 Пасажне освітлення, освітлення для картин, модуль 5 Starlight, Модуль 3 Освітлення, роздільник кімнати, модуль 4 Освітлення для обіднього столу, модуль 1 Прохідне освітлення, горизонтний світло ЗАХІД Модуль 7 Рисунок 11: Модулі освітлення Маркус Фульде, 2011 сторінка 25 з 482
8.4.2 Блок живлення + імпульсний блок живлення 5 В ID Функція Ресурс SUP001 Живлення 230 В
3-контактний - S018 з'єднувальні термінали для освітлення 3-контактний - S019 з'єднувальні термінали для напруги живлення + 5 В - S020 тримач запобіжника з тонким запобіжником - S021 захист ланцюга за допомогою варістора - S022 slave не зберігає інформацію - S023 генератор акустичного сигналу 1 x стандартний GPIO (Результат) Таблиця 4: Підфункції та ресурси підпорядкованого блоку управління Маркус Фульде, 2011 сторінка 27 з 482
8.4.5 Ресурси функції ідентифікації пульта дистанційного керування RC001 Надсилання інформації керування ведучому пристрою - RC002 Отримання інформації про стан від ведучого пристрою - RC003 Повна система вимкнена/увімкнена - RC008 Повна яскравість усіх вогнів - RC009 Режим затемнення всіх вогнів - RC010 Графічний огляд стельового освітлення - RC011 Окремі сегменти можна вибрати за допомогою цифрових клавіш - RC012 затемнення для вибраного сегмента за допомогою клавіш курсору. - Таблиця 5: Часткові функції та ресурси пульта дистанційного керування Бетті Подальші функції пульта можна знайти в розділі, що пояснює функцію пульта дистанційного керування. Маркус Фульде, 2011 сторінка 28 з 482
8.5 Функціональні компоненти 8.5.1 Схематичне модульне представлення Проект має такі окремі функціональні/підкомпоненти: Блок освітлення 1 Блок освітлення 2 Блок освітлення 3 Блок освітлення 4 Блок освітлення 7 Блок проходу освітлення 8 S1 N PE S1 N PE S1 N PE S1 N PE S1 N PE S1 N PE AKL AKL AKL AKL AKL AKL Dimmer - Dimmer - Dimmer - Dimmer - Dimmer - Module Module Module Module S2 AKL Dimmer - Module IGBT-Dimmer TWI-Interp Temp. Sensor IGBT-Dimmer TWI-Interface Temp. Sensor IGBT-Dimmer TWI-Interface Temp. Датчик IGBT-Dimmer TWI-Interface Temp. Датчик IGBT-Dimmer TWI-Interface Temp. Датчик IGBT-Dimmer TWI-Interface Temp. 5V ATmega168 мкк 5В AKL SYS AKL SYS AKL SYS AKL SYS AKL SYS AKL SYS Напруга живлення L1/N/PE SYS Живлення та центральний комп'ютер управління EEPROM пам'ять Радіо пульт дистанційного керування Центральне управління (включаючи клавіатуру та дисплей) ATmega128 мкк Живлення 5V прохід cht RS485 системна шина спеціальна обробка фази та НУЛЮ завдяки диммерному контуру. 230V реле S1 AKL нульовий L1 система ввімкнення/вимкнення L2 світло проходу L1 L2 N серія перемикач стінка PE напруга живлення 230V
Настінний вимикач розподільника стелі Рисунок 12: Структурна схема загальної системи - концепція Наведена вище ілюстрація показує схематичну структуру системи освітлення. Коли система освітлення була завершена або встановлена, прохідне освітлення не було призначеним для перемикання за допомогою комутаційних реле. На наступному малюнку показано кабель в поточній остаточній версії: Маркус Фульде, 2011, сторінка 29 з 482
Рисунок 13: Структурна схема загальної системи - реалізація Для спрощення роботи системи два диммери для освітлення столу були відокремлені і відокремлені від звичайних настінних вимикачів за допомогою комутаційних реле. Це означає, що двома настільними лампами можна керувати за допомогою звичайних серійних вимикачів. Якщо активовано, управління освітленням переходить на перемикання двох рівнів реле. Маркус Фульде, 2011 сторінка 30 з 482
Рисунок 14: Реле перемикання для освітлення столу Більш детальний опис див. У розділі Релейний адаптер для освітлення проходу! Маркус Фульде, 2011 сторінка 31 з 482
8.5.1 Фактичне підключення веденого пристрою 4 n.c. n.c. S1 ввімк./Вимк. S2 керуючий сигнал ведучий ведений 5 3 перемикач розподільника стелі 2 обідній стіл ZERO ZERO провідник перемикач 1 перемикач столу вітальні 4On/Off slave 3 4 перемикач 2 обідній стіл ZERO ZERO провідник перемикач 1 перемикач столу вітальні 4On/Off n.c. Ведений 6 5 4 ведений 2 головний ведений 7 1 2 ведений 1 перемикач 2 обідній стіл ZERO ZERO провідник перемикач 4On/Off 3 4 настінний вимикач slave 8 3 3 3 n.c. n.c. Головний сигнал керування S1 PE ZERO провідник ZERO ZERO провідник перемикач 1 стіл у вітальні Рисунок 15: Стельові кабелі Markus Fulde, 2011 сторінка 32 з 482
8.6 Огляд систем шин та шляхів зв’язку На наступному малюнку показані різні системи шин та шляхи проходження сигналів, за допомогою яких компоненти загальної системи обмінюються даними між собою. Рисунок 16: Системи шини та шляхи зв'язку Маркус Фульде, 2011 сторінка 33 з 482
9 Дерев’яна стеля 9.1 Вибір матеріалу Дерев’яна стеля виготовлена із справжніх ялинових дерев’яних панелей фірми Fendt Holzgestaltung. Адреса: Інтернет: http://www.fendt-holzgestaltung.de/ Fendt-Holzgestaltung KG Bachstrasse 11 D- 87745 Haselbach телефон: +49 (0) 8266/86200 факс: +49 (0) 8266/862099 e-mail: [email protected] www.fendt-holzgestaltung.de www.uno-fix.com Ялинова широка дошка використовується шириною 19 см плюс система пружина-пружина. Тон перламутрово-білий у 2010 році. Щоб не перекрити всю стелю деревом і не послабити його, по краях кімнати передбачений зазор 50. Стрічка No 24 від Fendt використовується як фінішна обробка. На наступних малюнках показано детально використані матеріали: Рисунок 17: Широкі дошки та торцеві смуги Markus Fulde, 2011 сторінка 34 з 482
Рисунок 18: Широка дошка в деталях Рисунок 19: Деталі торцевої смуги Рисунок 20: Деталі широкої дошки Markus Fulde, 2011 сторінка 35 з 482
9.2 Проектування та планування дерев’яних стель Нижче наведено окремі креслення для планування. Рисунок 21: Планування дерев’яної стелі - план підлоги вітальні Маркус Фульде, 2011 р. Сторінка 36 з 482
Малюнок 22: Планування дерев'яної стелі - план підлоги вітальні з меблями Маркус Фульде, 2011 сторінка 37 з 482
Малюнок 23: Планування дерев'яної стелі - план підлоги вітальні з меблями та стелею Маркус Фульде, 2011 р. Сторінка 38 з 482
Малюнок 24: Планування дерев'яної стелі - дизайн дерев'яної стелі Markus Fulde, 2011 сторінка 39 з 482
Малюнок 25: Планування дерев'яних стель - позицій світильників Markus Fulde, 2011 сторінка 40 з 482
Малюнок 26: Планування дерев'яної стелі - опис матеріалу дерев'яна стеля вітальня Маркус Фульде, 2011 сторінка 41 з 482
Рисунок 27: Планування дерев’яної стелі - контррешетування Маркус Фульде, 2011, сторінка 42 з 482
Рисунок 28: Планування положення дерев’яної стелі та електроніка для прокладання кабелів Markus Fulde, 2011 сторінка 43 з 482
Рисунок 29: Планування дерев'яних стельових ламелей із свердлильними отворами та кріпленнями Markus Fulde, 2011 сторінка 44 з 482
9.3 Впровадження дерев’яної стелі У наступних деяких враженнях від дерев’яної стелі. Малюнок 30: Дерев’яна стеля в процесі виготовлення, приціл 1 Рисунок 31: Дерев’яна стеля в процесі виготовлення, приціл 2 Маркус Фульде, 2011 сторінка 45 з 482
Рисунок 32: Дерев'яна стеля в процесі виготовлення, приціл 3 Рисунок 33: Дерев'яна стеля в процесі виготовлення, приціл 4 Markus Fulde, 2011 сторінка 46 з 482
Малюнок 34: Дерев'яна стеля в процесі виготовлення, приціл 5 Рисунок 35: Дерев'яна стеля в процесі виготовлення, приціл 6 Markus Fulde, 2011 сторінка 47 з 482
10 Електронні основи 10.1 Мікроконтролер ATmega128 У проекті мікроконтролер ATMEL ATmega128 використовується із зовнішнім кристалом 16 МГц. Цей процесор використовується як основний комп'ютер або центральний блок. PINOut ATmega128: Рисунок 36: PINOut ATmega128 tqfp 10.1.1 Розподіл ресурсів ATmega128 PIN-код Порт Функція Використовується Опис Визначення 1 PEN PEN J Програмування Увімкнути біт для послідовного [PEN_128] прогр. Через 1k до VCC! 2 PE0 RXD0 PDI J функція 1. Функція інтерфейсу програмування ISP 2. RS485 Отримання даних RO [PDI_128] [RS485_RO_MASTER] 3 PE1 TXD0 PDO J функція 1. Функція інтерфейсу програмування ISP 2. RS485 передача даних DI [PDO_128] [RS485_DI_MASTER] 4 PE2 XCK0 AIN0 J Генератор звуку [SOUND_128] 5 PE3 OC3A AIN1 J 1 Провідний інтерфейс DS18S20 [DS18S20_128] 6 PE4 OC3B INT4 J Постійне світло/диммер реле [ПОСТІЙНЕ СВІТЛО] 7 PE5 OC3C INT5 J Управління для адаптера SCART [SCART] Markus Fulde, 2011 сторінка 48 з 482
Функція PIN-порту Використовується Опис Визначення 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 Зовнішня опорна напруга (AREF) [63 GFF_12 Заземлення GND для ADC [GND_128] (AGND) 64 AVCC AVCC J Напруга живлення ADC (AVCC) [AVCC_128] Таблиця 6: Розподіл ресурсів ATmega128 Розподіл кольорів Функція: Pin, що належить Timer0 s Pin, що належить Timer1 s Pin, що належить Timer2 s Pin, що належить Timer3 s Приналежність до аналого-цифрових перетворювачів Інтерфейс JTAG I 2 C Інтерфейс Інтерфейс програмування ISP Послідовний інтерфейс RS232 Зовнішні переривання та скидання джерел живлення Зовнішні лінії синхронізації для зовнішнього інтерфейсу пам'яті Інтерфейс послідовного програмування для аналогового оператора Маркус Фульде, 2011 сторінка 50 з 482
10.1.2 Таблиця векторних переривань ATmega128 Таблиця 7: Таблиця векторних переривань TAmega128 Маркус Фульде, 2011 сторінка 51 з 482
Таблиця 8: Таблиця векторних переривань TAmega128 Маркус Фульде, 2011 сторінка 52 з 482
Функція використовуваного порту PIN Опис Визначення 22 GND GND J Заземлення GND [GND_168] 23 PC0 ADC0 PCINT8 J Адреси підлеглих Adr0 [SLAVE_ADR0] 24 PC1 ADC1 PCINT9 J Адреси підлеглих Adr1 [SLAVE_ADR1] 25 PC2 ADC2 PCINT10 J Адреси підлеглих Adr2 [SLAVE 26 PC3 ADC3 PCINT11 J Адреси підлеглих Adr3 [SLAVE_ADR3] 27 PC4 ADC4 SDA PCINT12 J Живий світлодіод ALIVE_168 28 PC5 ADC5 SCL PCINT13 J Індикатор лінії керування Увімкнення/вимкнення [POWER_ON_OFF] Таблиця 9: Призначення ресурсів ATmega168 Призначення кольору Функція: Pin, що належить Timer0 Pin s Pin, що належить Timer2 s Pin, що належить Timer3 s Належить до аналого-цифрових перетворювачів I 2 C Інтерфейс Інтерфейс програмування ISP Послідовний інтерфейс RS232 (USART) Зовнішні переривання та скидання джерел живлення Зовнішні тактові адреси Адресні лінії для зовнішнього інтерфейсу пам'яті Послідовний інтерфейс програмування для Analog Conmperator SPI Конфігурація Busmaster Маркус Фульде, 2011 сторінка 54 з 482