Membalikkan pengembangan saklar waktu VL-76-S

Sekali waktu saya menemukan saklar waktu digital elektronik VL-76-S, baru, dalam kemasan, tetapi dalam keadaan tidak berfungsi. Tidak ditemukan cacat pada papan sirkuit tercetak di dalamnya. Oleh karena itu, perkawinan pabrik, firmware rusak.


Tampilan umum relai.

Yang mengejutkan kami adalah penggunaan mikrokontroler ATTiny2313 yang populer dan sederhana. Secara eksternal, desain ini terdiri dari master dalam bentuk tiga dekade sakelar dan terminal yang terhubung dengan daya 220V dan kontak relai EM. Rentang tugas adalah 0,1 ... 99,9 menit. dalam peningkatan 0,1 menit (6 detik). Tidak ada sirkuit dan firmware pada desain ini di Internet, yang tidak mengejutkan. Tanpa berpikir dua kali, saya memutuskan untuk menggambar sirkuit dari papan sirkuit cetak dan di masa depan menulis program pada MK sendiri.

Desainnya terdiri dari tiga papan sirkuit tercetak yang saling terhubung. Di papan pertama, catu daya dan relai eksekusi TRA3 dibuat. Catu daya dibuat sesuai dengan rangkaian transformerless: kapasitor quenching digunakan untuk mengurangi tegangan. Di papan kedua adalah ATTiny2313 MK dan elemen tambahan lainnya. Di papan ketiga adalah sakelar (setpoint) dan LED kontrol.


Foto papan ketiga dari belakang.

Saya akan memulai deskripsinya dengan papan ketiga. Sakelar adalah sakelar 10 posisi. Tidak ada tanda pada mereka, masing-masing dari mereka memiliki 5 kontak. Oleh karena itu, tergantung pada posisinya, kontak tertentu ditutup dalam berbagai kombinasi. Memanggil kontak, saya segera menangkap polanya: satu output tetap (umum) ditutup dengan empat output lainnya (informasi) sesuai dengan representasi biner dari angka yang sesuai dengan jumlah posisi yang dipilih. Misalnya, jika posisi "3" dipilih, maka output umum (kelima berturut-turut) ditutup dengan output ketiga dan keempat, karena angka "3" dalam representasi biner adalah "0011". Ini adalah saklar yang rumit. Dan mereka bertiga. Mereka terhubung melalui konektor XP1 dan XP2 ke papan kedua dengan MK. Konektor XP3 menghubungkan LED dan beberapa omong kosong yang tidak perlu lainnya, yang ada tempatnya di papan tulis. Kemungkinan besar ini adalah saklar DPDT enam pin yang umum (misalnya kotak, PB22E06 misalnya). Mungkin papan itu universal, tetapi tidak digunakan dalam model khusus ini.


Foto papan kedua (utama).

Memanggil kontak switch, saya tidak segera mengerti prinsip koneksi mereka ke port MK. Di papan utama, 8 transistor SMD segera terbukti. Dia kemudian menemukan bahwa transistor ini digunakan sebagai pasangan dioda dengan anoda umum. Basis mereka menuju ke port MK, dan kolektor dan emitor pergi untuk berpindah kontak. Kemudian mereka menjelaskan kepada saya bahwa dalam kasus seperti itu ada pasangan dioda, mereka berdering seperti transistor, tetapi mereka bukan transistor. Secara total, kami memiliki 16 konduktor yang meninggalkan pasangan dioda di papan ketiga. Tiga perempat dari mereka (12 buah) datang ke kontak informasi switch (tiga hingga empat), dan 4 tetap gratis. Mudah untuk menebak bahwa secara teoritis mereka disediakan untuk saklar keempat, yang entah bagaimana tidak ada, karena tidak ada ruang untuk itu di papan tulis sama sekali. Namun demikian, agar tidak melanggar logika penalaran, saya akan menyebutkan peralihan keempat imajiner ini. Ujung umum dari sakelar kedua dan ketiga, serta sakelar pertama dan keempat (tetapi sakelar keempat tidak tersedia untuk papan) dihubungkan secara berpasangan oleh trek di papan utama pada konektor kawin XS1 dan XS2. Kedua pasangan ini terhubung ke output kelompok transistor. Kedua kelompok identik ini dibuat pada transistor BC857 dan BC847 (struktur yang berbeda). Input mereka terhubung ke MK. Saat menerapkan "0" logis ke input grup ini, output juga akan menjadi logis "0". Juga, di papan ada konektor XP2 untuk firmware MK, terhubung ke terminal SPI dari antarmuka MK, konektor XS3 untuk LED dan konektor XP1 yang dihubungkan dengan kabel ke papan pertama. Harus diingat bahwa beberapa port MK dapat digunakan baik untuk SPI (untuk firmware) dan untuk input-output biasa (berfungsi di sirkuit).

Semua hal di atas tercermin dalam diagram yang saya buat pertama kali dalam konsep, kemudian di SPlan. Peringkat elemen radio yang tidak ditandai (misalnya, kapasitor SMD) tidak ada dalam diagram, mereka tidak begitu penting. Pertama, saya akan memberikan diagram papan utama dan papan dengan setter (tanda tangan dari gambar di bawah).


Skema papan utama.



Skema papan ketiga dengan setter

Coba perhatikan bagaimana interogasi dari masing-masing setter. Sinyal dari port PB4 dan PB5 MK logic "0" membuka transistor VT2 dan VT1, diikuti oleh VT4 dan VT3, yang menghubungkan masing-masing ke kontak umum bus nol dari sakelar No. 1 dan No. 2-No.. Ini terjadi pada gilirannya. Pertama, logis "0" berasal dari PB4 (PB5 sejauh ini telah diatur ke logis "1"), menghubungkan switch kedua dan ketiga. Dalam keadaan ini, nilai-nilai sinyal direkam pada gilirannya oleh pengontrol dari port input PB3, PB2, PB1, PB0 melalui kelompok dioda 2VD1 ... 2VD4 dari switch keempat yang hilang dan kedua. Segera, nilai-nilai sinyal dari pin PD6, PD5, PD4, PD3 MK adalah tetap, di mana sinyal dari sakelar pertama dan ketiga datang melalui kelompok dioda 2VD5 ... 2VD8. Namun, karena hanya sakelar kedua dan ketiga yang dihubungkan oleh kontak biasa, sinyal dari sakelar kedua akan sampai ke porta pertama yang ditentukan dari MK, dan yang keempat akan diabaikan. Demikian pula, sinyal dari saklar ketiga akan sampai pada paruh kedua dari MK, dan yang pertama akan diabaikan. Pada tahap ini, controller tahu di mana posisi switch kedua dan ketiga dipasang. Setelah itu, PB4 diatur ke "unit", mematikan sakelar kedua dan ketiga, dan PB5 diatur ke "nol". Dalam hal ini, sakelar keempat yang pertama dan yang hilang dihubungkan oleh ujung yang sama ke "kasing". Interogasi mereka terjadi persis sama seperti dalam kasus sebelumnya, tetapi sekarang sinyal dari switch yang diabaikan terakhir kali akan direkam. Dengan demikian, pengontrol mengetahui informasi posisi semua sakelar. Proses ini mirip dengan polling keyboard matriks, tetapi dalam hal ini matriks 4-layer dengan dimensi 2 oleh 2 dengan satu elemen yang hilang.

Resistor R8 ... R15 - pull-up. Meskipun, itu mungkin untuk "menarik" di MK itu sendiri. Frekuensi jam akurat MK menyediakan kuarsa pada 10 MHz. R1 dan C4 - MK reset circuit. Tidak ada yang lebih menarik di forum ini.


Foto papan (daya) pertama dari sisi elemen.


Foto papan (daya) pertama dari belakang.

Mari kita beralih ke skema papan pertama (Gbr. Di Atas). Skema itu tampak sangat menarik dan di beberapa tempat tidak dapat dipahami.


Skema papan (kekuasaan) pertama.

C1C2 - untuk mengurangi tegangan. R1 - untuk melepaskan yang di atas. Setelah jembatan dioda, DB1 adalah dua elektrolit. Untuk menyulitkan sirkuit (atau untuk keandalan) - skema stabilisasi kaskade VT3R6VD3 - VT7R12VD5. VD5 mirip dengan transistor SMD emitor yang tidak digunakan. Ini memberikan tegangan DC yang stabil dari 12V. Selanjutnya adalah regulator linier VR1 pada 5V. Pada saat yang sama, tegangan dilepas dari jembatan dioda DB1 melalui dioda VD2 ke penstabil 24V VT1R3VD1 lainnya. Tegangan ini disuplai ke koil relai rel1 EM dan ke R17. Yang terakhir tidak jelas mengapa. Di ujung lain R17 datang sinyal dari grup transistor VT9VT10. Rangkaian grup ini mirip dengan sirkuit di papan utama. Sinyal dari port PB6 MK terpisah datang ke input dari grup transistor ini melalui konektor. Mengapa itu dibutuhkan? Mengapa menghubungkan resistor R17 ke 24V? Kemungkinan besar, ada gagasan bahwa alih-alih sebuah resistor, Anda dapat meletakkan sesuatu yang lain, misalnya, LED kontrol internal, dengan memprogram port PB6 MK dengan cara tertentu. Atau node switching tambahan. Tapi, sama saja, ini omong kosong, seperti yang dikatakan oleh teknisi radio kenalan saya, setelah melihat papan desain. Ujung kedua rel1 relai EM terhubung ke grup transistor serupa VT2VT5, dan terhubung ke port MK PD0. Sinyal "0" dari port ini mengaktifkan relai EM yang sedang dijalankan. Hal yang paling menarik adalah bahwa LED eksternal terhubung tidak sejajar dengan relay EM, tetapi ke celah emitor dari transistor VT2, apalagi, melalui dua konektor (melewati papan utama). Di terminal, pin nomor 1 dan 2, dilihat dari stiker pada relai, tetap kosong. Tetapi dalam rangkaian, kontak No. 2 terhubung ke kabel biasa, dan kontak No. 1 diumpankan ke input dari kelompok transistor VT6VT8. Output dari grup ini dikirim ke port PD2 MK. Kemudian, saya membaca dalam spesifikasi untuk model relai ini bahwa kontak ini digunakan untuk mengontrol model relai lainnya, yang dirangkai dalam kasus yang sama. Model yang saya pertimbangkan tidak melibatkan kontrol, tetapi dapat diimplementasikan ketika menulis sebuah program di MK, karena skema ini memberikan peluang ini. Di bawah kendali dapat berarti permulaan, reset (baik dalam "pemicu" dan dalam mode normal), dan segala sesuatu yang terlintas dalam pikiran. Spesifikasi untuk relay lainnya menunjukkan diagram waktu yang menunjukkan perilaku relay tergantung pada sinyal kontrol yang diberikan. Ia juga mengatakan di bawah ini: atas permintaan pelanggan, kami dapat mengimplementasikan diagram yang memungkinkan. Dan saat terakhir dalam skema. Sinyal kontrol dari terminal No. 1 ini juga datang ke transistor VT4 yang tidak berguna, ditenagai oleh tegangan 12V. Sekali lagi, ini adalah komplikasi dari skema tersebut. Atau mungkin masih ada ide yang diajukan? Saya tidak menggali lebih dalam. Saya akan senang dengan komentar apa pun.

Tanda-tanda terminal konektor ditandatangani melalui titik setelah nama konektor itu sendiri. Angka Romawi setelah simbol "~" menunjukkan kesimpulan yang tidak berguna dan hilang. Yang terakhir tidak sedikit dalam skema, tetapi saya tidak akan memikirkannya. Di bawah ini saya memberikan sketsa dari setiap papan dengan penunjukan konektor, kesimpulan dan elemen dasar.


Sketsa papan.

Pertimbangkan uraian kode sumber untuk program MK. Program itu sendiri sederhana dan ditulis oleh saya di CVAVR selama 20 menit. Saya akan membahas algoritma di mana program akan dieksekusi. Informasi ini mungkin tampak cukup dangkal bagi sebagian orang, tetapi itu tidak akan berlebihan untuk pemula. Dalam versi algoritma saya, penghitung waktu pada relay waktu akan diinterogasi tidak hanya sekali, tetapi terus menerus. Selain itu, pemungutan suara akan berlanjut bahkan setelah estafet telah tersandung. Ini memungkinkan Anda melakukan penyesuaian saat bepergian. Mungkin algoritme ini tidak sesuai dengan algoritme asli untuk pengoperasian relai ini, tetapi saya tidak terbiasa dengan algoritme asli. Pada contoh algoritma yang disebutkan di atas deskripsi program akan dipertimbangkan.


Dengan demikian, tidak hanya diagram perangkat disalin, tetapi juga program MK dikembangkan, yang tidak berbeda dalam fungsionalitas dari yang eksklusif. Selain itu, menjadi mungkin pada tingkat perangkat lunak untuk cukup fleksibel (dan, yang paling penting, gratis) mengubah parameter waktu perangkat dan menggunakan output kontrol (No. 1 di terminal) dalam berbagai fungsi. Program ini sangat sederhana sehingga dapat (bahkan lebih baik) ditulis dalam assembler, tapi saya belum melakukannya.