Ovládejte spotřebiče přes sériový port (7. díl) - Builder.cz - Informacni server o programovani

seriovy port

seriovy port

26. srpna 2002, 00.00 | Minule jsme si řekli, jak ovládat přímé digitální linky sériového portu. Dnes si popíšeme jejich využití - zapínání a vypínání spotřebičů nejen na 230 V.

Hardwarová část

Ke spínaní spotřebičů (čili zátěže) potřebujeme 5 součástek: odpor, diody, tranzistor a relé (=elektromagnetický spínač). Cena souičástek se pohybuje kolem 50 Kč, záleží na typu relé. Zde je schéma spínacího obvodu:

Pokud přivedeme na příslušnou linku log. 1 (napětí kolem 12 V, záleží na konkrétním počítači), tak projde přes předřadný odpor o velikosti 10 kiloohmů a ochranou diodu na bázi tranzistoru. Tranziostor je zapojen se společným emitorem (SE). Napětí na bázi (proti zemi) by v našem případě mělo být větší než 0,7 V a tím pádem tranzistor sepne. Na kolektor se dostane zem, relé sepne (obvod se uzavře) = kontakty 3 a 5 jsou spojeny. V opačném případě (log. 0) zůstávají spojeny kontakty 3 a 4 (obvod je rozpojen), na cívce relé není žádné napětí.

V tomto zapojení velmi důležitá hodnota předřadného odporu. Tento odpor totiž "sráží" napětí z linky. Pokud je moc velký, tak se může stát, že při log. 1 (kolem 12 V) napětí na bázi tranzistoru bude pod 0,7 V a tranzistor nesepne. Na většině PC, kde jsem zapojení testovat, tranzistor bez problému spínal při hodnotě 10 kiloohmů. V jednom případě ale až při 1 kiloohmu. Místo odporu R1 jsem zapojil trimr (proměnný odpor) o velikosti 10 kiloohmů a při hodnotě, kdy tranzistor spínal jsem vyměnil trimr za pevný odpor.

Pokud by nebyly k mání uvedené tranzistory (BC337 nebo BC547) stačí jakýkoli nízkofrekvenční NPN tranzistor. Podobné je to u diod: 1N4148 můžeme bez obav vyměnit za nějaké podobné, rychlé - třeba KA206.

Možná se ptáte odkud se bude obvod napájet ? Jedna možnost je přímo ze sériového portu - a to pouze v případě, že relé bude odebírat velmi malý proud (10 - 20 mA). S rostoucím dodávaným proudem se totiž snižuje napětí na portu. Napětí z portu získáme jednoduše - "nahozením" digitálního výstupu (viz minulý díl tohoto seriálu) a V+ (viz schéma) propojíme s příslušným pinem na konektoru (rozmístění vývodů na konektoru je v prvním díle). Nesmíme ještě zapomenout propojit zem obvodu se zemí portu. Druhá možnost je napájení z externího zdroje napětí. Tímto zdrojem může být obyčejný zásuvkový adaptér. Další důležitá věc je, jakým napětím budeme obvod napájet. To záleží na typu relé - nám budou vyhovovat relé na 5 a 12 V. Pokud budeme relé napájet přímo z portu, tak je lepší použít relé na 5 V - monolitickým stabilizátorem 78L05 stabilizujeme napětí z portu na 5 V. Relé na 12 V se bude hodit tam, kde k napájení využijeme adaptér s výstupním napětím 12 V.

Rady ke stavbě

Zapojení nejprve vyzkoušejte na univerzální desce plošných spojů nebo na nepájivém kontaktním poli a se zdrojem externího napětí. Vyzkoušejte předřadný odpor (trimr), odměřte jej stejně jako odebíraný proud při sepnutí relé. Skutečný odebíraný proud se může lišit od vypočteného (podíl napětí a odporu cívky relé). Pro jistotu také osaďte diodu D2 - není tam zbytečně, v 90% případů bude zapojení fungovat i bez ní, ale je tu ještě těch 10%. Relé je totiž indukční zátěž (obsahuje cívku) a při vypínání se na malou chvilku dostane záporné napětí na jeho kontakty a vytvoří zkrat, kontakty se opalují - postupem času se může na nich vytvořit vrstvička nevodivého oxidu - a problém je tu. Proto také není špatné, když se můžete před nákupem relé (třeba z výprodeje) na kontakty podívat (ovšem pouzdro musí být průhledné).

A co můžeme vlastně připojit ke kontaktům 3, 4 a 5 ? Prakticky cokoliv - stejnosměrný, střídavý proud do maximálně přípustných hodnot napětí a proudu (mělo by to být napsáno na každém relé). U maximálního proudu se obecně doporučuje polovina této hodnoty - relé vydrží delší dobu, než když ho budete provozovat v jeho extrémech. Také nezapomeňte na důkladnou izolaci (zvláště při práci se střídavým napětím v síti) !

Softwarová část

Ke spínání a vypínání vám postačí 2 řádky zdrojového textu. Stačí pouze "nahodit" a "shodit" linku digitálního výstupu (viz minulý díl):

Využití tohoto zapojení je nesmírné. Např. já ho využívám při buzení počítačem v zimě, kdy ještě není světlo. V BIOSu své ATXové desky mám nastaveno každodenní spouštění PC v určitou hodinu. Po spuštění Windows se spustí můj program, který náhodně vybere z mého archivu MP3 2 soubory a přehraje je. V tomto okamžiku se přes sériový port a přes relé sepne lampička. Po skončení přehrávání se lampička vypne a počítač také.
Další využití: zapnutí aktivních reprobedniček u PC po startu a pak jejich vypnutí, spínací hodiny, atd. Na další aplikace určitě přijdete sami - nezapomeňte, že sériový port má celkem 3 přímé digitální výstupy (= 3 relé) a ty se dají ještě rozšířit - ale o tom až někdy jindy.

A co příště ? Těšte se na další aplikace !