POČÍTAČ A ARDUINO UNO 11

Vágner Vlastimil

Potřeboval jsem použít u jedné aplikace na načítání hodnot více digitálních pinů než je možné použít u Arduino Uno a tak padla volba na použití posuvného registru CD4021 které používám dlouho s mikrokontroléry PICAXE a napsání programu pro Arduino. Přípravek s CD4021 má vstupy odděleny pomocí optočlenů což umožňuje připojit na vstupy napětí v rozsahu 7 – 15VDC, přípravek v budoucnu využiji u jiné verze meteostanice kde bude využit na měření směru větru společně s rychlostí větru, teploty a vlhkosti s čidlem AM2302 s Arduinem. Přípravek může být použit i v jiných aplikacích a může posloužit pro inspiraci při vlastních návrzích, zapojení rozšiřuje zapojení pro mikrokontrolér Arduino Uno uveřejněná v [1].

POPIS PŘÍPRAVKU

Schéma zapojení samotného přípravku je na Obr.č.01 přípravek je napájen z desky Arduino Uno napětím 5VDC, je vyroben na univerzální vrtané destičce a propojení součástek je provedeno vodičem ze stínění UTP kabelu. Vstupy diod v optočlenech jsou zakončeny ve svorkovnicích pro připojení vstupního napětí. Integrovaný obvod CD4021 je osazený v patici pro snadnou výměnu. Na Obr.č.02 je nakreslena deska Arduino Uno s popisem PINŮ pro komunikaci s CD4021, tato je napájena napětím 7VDC připojeným do napájecího konektoru vstupní napětí je stabilizováno na desce Arduino Uno na hodnotu 5V. Na desce Arduino Uno je současně možné po nahrání programu připojit USB převodník CH340 pro komunikaci s počítačem při zobrazování načtených dat z CD4021. Přípravek je s deskou Arduino Uno při komunikaci propojen pětižilovým kabelem.

Seznam součástek:

Rezistory R1 – R8….15K, R9 – R16…5K, Led D1 – D8…2V/0.002A, IO – CD4021

Optočleny OP1 – OP8….PC817

POPIS PROGRAMŮ

Programy pro Arduino jsou uloženy v adresáři ARDUINO napsal jsem si dva programy jeden zobrazuje načtená data na monitoru PC v binární hodnotě. Druhý program při komunikaci s přípravkem zobrazuje na monitoru PC načtená data v desítkové hodnotě, tento bude v budoucnu upraven pro potřeby meteostanice pro zobrazování na LCD. Oba programy byli hlavně určeny pro otestování s přípravkem tyto je možné si individuálně upravit dle svojí potřeby. Pro zobrazování načtených dat na monitoru PC je použit program Aruidno.exe tento je uložený v adresáři POČÍTAČ jde o jednoduchý terminálový program pro sériovou komunikaci mezi mikrokontroléry které používám napsaný ve VB6. Jeho popis je v adresáři společně s programem arduino.exe kde jsou na ukázku i dva soubory s načtenými daty jak v binární hodnotě tak i v desítkové hodnotě.

OŽIVENÍ PŘÍPRAVKU

Po osazení destičky přípravku neosazujeme zatím IO CD4021 na vstupy optočlenů postupně připojujeme napětí v uvedeném rozsahu a led diody se musí rozsvěcet. Nyní připojíme postupně na výstupy OPTOČLENŮ a vstupy IO CD4021 DMM přepnutý na měření odporu na nejnižší rozsah a na vstup OPTOČLENU Č.1 připojíme zdroj napětí a po rozsvícení led diody na tom samém OPTOČLENU připojíme na jeho výstup DMM který musí ukázat sepnutí tranzistoru uvnitř OPTOČLENU. Takto postupně odzkoušíme všechny OPTOČLŠNY a tím je oživení ukončeno do patice osadíme IO CD4021.

POUŽÍVÁNÍ PŘIPRAVKU

Desku Arduino Uno propojíme s počítačem PC programovacím kabelem, na PC spustíme programovací editor nahrajeme do něho zvolený program co požadujeme tj. CD4021_BIN,INO nebo CD4021_DEC.INO. A nahrajeme do Arduina a ukončíme programovací editor odpojíme programovací kabel od desky Arduina a desku Arduina propojíme s přípravkem. Nyní máme možnost opět připojit programovací kabel, nebo připojíme k desce Arduino externí napájení do konektoru a do PINŮ označených GND a TXD na desce připojíme externí převodník USB CH340, na počítači spustíme program ARDUINO.EXE nastavíme parametry podle popisu. A spustíme načítání dat kliknutím na tlačítko „OTEVŘÍT COM“ nyní pokud na jeden nebo více vstupů OPTOČLENŮ připojíme napětí a rozsvítí se led diody u těchto navolených vstupů tak se současně na monitoru PC zobrazí kombinace vstupů pod napětím. Tato se zobrazí podle nahraného programu buď v binární nebo desítkové hodnotě.

Načtená data odeslaná CD4021 zde binární hodnota sepnutých vstupů

Načtená data odeslaná CD4021 zde v desítkové hodnotě sepnutých vstupů

Testování programů v univerzálním přípravku

Osazená destička na desce Arduino Uno

Detailní pohled na upravenou vyrobenou destičku pro testování více programů pro PC, PICAXE

Použité prameny :

[1] www.mojeelektornika.mzf.cz

www.arduino.cc

technický list k CD4021, optočlenu PC817

Burkhard Kainka ELEKTORNIKA S PODPOROU PC Visual Basic v praxi

Bližší informace:

vagnervlastimil@seznam.cz