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un ponte fra il PC e il mondo esterno

Relè comandati da PC

3 canali indipendenti

Porta seriale | Schema elettrico | Montaggio | Tavola Nutchip | Collaudo | Nutchip Commander

 

Tramite la porta seriale

Quando abbiamo pubblicato il progetto del telecomando a tre canali, molte persone ci hanno chiesto di spiegare come utilizzarlo per accendere e spegnere dei relè usando il PC. Abbiamo quindi modificato lo schema originale:

  • abbiamo aggiunto uno stabilizzatore a 5V per potere alimentare l'apparecchio con un comune alimentatore "a muro"
  • abbiamo incluso l'interfaccia per la porta seriale del PC
  • abbiamo rimosso i componenti del radiocomando
  • abbiamo migliorato il reset e progettato un circuito stampato per renedere il progetto più solido e versatile
Il risultato è una scheda a tre canali compatta e flessibile, da usare per mille applicazioni.
      


Ecco perchè una scheda col Nutchip
non è una scheda come tante altre

  • Da PC scegliamo fra più modi di funzionamento
    Esempio: cliccando su un'icona i rele si accendono uno dopo l'altro, cliccando su un'altra si spengono uno dopo l'altro.

  • Il Nutchip funziona anche a PC spento!
    La scheda perciò può avere un suo automatismo anche senza l'intervento del PC.
    Esempio: il relè 1 si spegne da solo dopo 6 ore.

  • Modificando la tavola del Nutchip, possiamo stabilire lo stato "a riposo" dei relè.
    Esempio relè 1 = ON, rele 2 = OFF, relè 3 = ON

Schema elettrico

Il cuore del circuito è il Nutchip, IC1. Tre delle sue uscite (OUT1, OUT2, OUT3) pilotano tre stadi identici per l'accensione dei relè. Il transistor (TR1, TR2, TR3) si comporta come un interruttore. Quando l'uscita del Nutchip è a zero, il transistor non conduce e si comporta come un interruttore aperto. Ma quando l'uscita del Nutchip è alta, attraverso la resistenza (R1,R2, R3) scorre una corrente sufficiente a far condurre il transistor. La bobina del relè (RELAY1, RELAY2, RELAY3) viene a trovarsi fra il positivo e il negativo, eccitandosi.
Dei due contatti presenti sui relè "in scambio", abbiamo portato sui morsetti di uscita (M1, M2, M3) solo il contatto normalmente aperto (NA). Possiamo invertire a piacere l'eccitazione o la diseccitazione del relè, quindi usare il contatto aperto o chiuso non fa molta differenza (fino a quando non spegniamo il circuito: nel nostro caso il contatto è aperto a circuito spento).
Il circuito integra l'interfaccia per la porta seriale del PC (TR3, TR4, R4, R5, R6, R7), di cui abbiamo parlato diffusamente in questa pagina. La stessa interfaccia si usa anche per programmare il Nutchip, perciò nello schema non vediamo il famigliare conntettore di programmazione!



Schema della scheda relè. L'interfaccia seriale per programmare il Nutchip e comunicare con il PC è incorporata.


Il RESET è di tipo professionale, ed utilizza l'apposito integrato MC34064 (IC2) Il tempo di intervento è dato dalla rete R8-C2, Valori maggiori di resistenza o vapacità allungano il tempo di RESET. Il Nutchip oscilla alla frequenza di 4MHz, determinata dall'oscillatore ceramico OSC1. Il condensatore C1, montato in vicinanza del Nutchip, ne filtra l'alimentazione a 5V.


Lo stadio stabilizzatore abbassa la tensione a 5V.

 

Per alimentare il circuito usate un piccolo alimentatore "a muro" capace di erogare almeno 250mA. Questi alimentatori si trovano facilmente nei supermercati. Regolatelo su 9V, quindi collegatelo al morsetto M4. Controllate la polarità col tester per non invertire il + (di solito il filo con una striscia bianca) con il - (filo nero). Il regolatore integrato presente nel circuito (IC3) abbassa e stabilizza la tensione al valore di 5V.
Si possono usare alimentatori fino a 12V, con l'accortezza di fissare una aletta di raffreddamento ad IC3.

 


Montaggio

Per realizzare questo circuito potete preparare un circuito stampato seguendo il disegno che segue. Se preferite usare una basetta millefori, seguite la quadrettatura del disegno che corrisponde al passo dei fori.
Per prima cosa saldate i componenti più bassi (resistenze), per passare via via a quelli più alti e grossi. Meglio usare uno zoccolo per IC1. Attenzione a non invertire la polarità del LED, dell'alimentatore a 9V, del Nutchip e degli altri integrati, dei transistor e dei diodi. In caso di dubbi controllate la pagina dei componenti per i dettagli.



Disposizione dei componenti sulla basetta a circuito stampato.
La quadrettatura indica il passo di una basetta "millefori": l'unico componente "fuori passo" è il connettore per il PC (CN1).

Tavola del Nutchip

Questo progetto può essere usato con differenti tavole a seconda dell'utilizzo. Come impiego generico, volgiamo potere accendere indipendentemente i relè (con i tasti da 1 a 3), oppure spegnerli (con i tasti da 3 a 6). La tavola della verità riportata qui di seguito ha 8 stati, ed è la stessa usata dal telecomando a 3 canali. Possiamo usare la stessa tavola perchè il Nutchip non fa differenza fra key (pulsanti) ricevuti dal telecomando e key ricevuti dalla porta seriale. Premesso questo concetto, per una spiegazione della tavola vi rimandiamo all'articolo del telecomando a tre canali.



La tavola della verità, contenuta nel file "remote.nut"

 

Elenco componenti:

IC1: Nutchip (si acquista dai distributori autorizzati)
IC2: integrato generatore di RESET tipo MC34064
IC3: integrato stabilizzatore tipo 7805
R1, R2, R3, R5, R7: resistenza 4700 ohm 1/4W
R4, R6: resistenze 10 kiloohm 1/4W
R8: resistenza 100 kiloohm 1/4W
R9: resistenza 820 ohm 1/4W
C1, C2, C5: condensatori ceramici 100 nF
C3: condensatore elettolitico 470 uF 25 volt
C4: condensatore elettrolitico 100 uF 16 Volt
RELAY1, RELAY2, RELAY3: relè a singolo scambio, eccitazione a 5 Volt
CN1: connettore a "vaschetta" per PC, a 9 poli, femmina
OSC1: risuonatore ceramico da 4MHz a tre piedini
D1, D2, D3: diodi 1N4007
DL1: diodo LED rosso
TR1, TR2, TR3, TR4: transistor NPN tipo BC337
TR5: transistor PNP tipo BC557
M1, M2, M3, M4: morsetti bipolari per circuito stampato

Varie: alimentatore "da muro" a 9 volt, zoccolo a 20 piedini per IC1, basetta "millefori" o circuito stampato, prolunga per porta seriale PC.

 

Collaudo

Il collaudo comincia controllando che tutti i componenti siano al loro posto, abbiano il valore giusto e non siano invertiti.
Prima di infilare il Nutchip nello zoccolo, collegate l'alimentatore e controllate con il tester che ci siano 5V fra il piedino 20 e 10 dello zoccolo di IC1, con il positivo in corripondenza del pin 20. Tenendo il puntale nero sul 10, controllate che ci siano i 5V anche sul piedino 1.
Con il tester, controllate che l'alimentatore non eroghi più di 12V ai capi del morsetto M4. Verificate che IC3 non scaldi troppo, ed eventualmente fissatelo ad una aletta piccola di raffreddamento.
Ora potete spegnere l'alimentatore, infilare il Nutchip e ridare tensione. Collegate il circuito alla porta seriale del PC (con un cavo di prolunga a 9 poli), e usate il software Nutstation per programmare la tavola "remote.nut". Al termine il circuito è pronto per lavorare con il software Nutchip Commander. Entrambi i software si scaricano dalla pagina dei download

Uso con Nutchip commander

Una volta programmato, il circuito è pronto per l'uso assieme a Nutchip Commander [DOWNLOAD]. Basta cliccare su "setup" per scegliere la porta seriale cui il circuito è collegato. Dopodichè il software "sente" la presenza del circuito scheda sulla porta seriale e funziona automaticamente.

  • Cliccando sui pulsanti gialli 1...6 possiamo accendere o spegnere indipendentemente i vari relè.
  • Possiamo sapere a distanza quando un relè è acceso, perchè il relativo LED rosso si accende sullo schermo.
  • Nutchip Commander ha anche un display, che mostra lo stato in cui si trova il Nutchip, istante per istante. Questo display vi sarà molto utile quando personalizzerete la tavola della verità, per verificarne il corretto funzionamento logico.

Nota: Nutchip Commander ha una fila di LED (verdi) per gli ingressi, che in questo circuito non sono utilizzati. I piedini di ingresso non sono "ancorati" a +5V sul circuito stampato, quindi sono a disposizione nel caso volessimo usarli per visualizzare uno stato logico o per espandere la scheda aggiungendo degli ingressi.

 

 

La scheda pilotata dal software Nutchip Commander