OK1UFC
 
    Čipy PICAXE a jejich aplikace v DO a TM

Poslední aktualizace v srpnu 2020    

  
   Úvod

Čipy PICAXE jsou vynikající programovatelné součástky. Od určité doby je osazuji do většiny svých vlastoručně vyrobených zařízení.

   Způsob použití PICAXE v zařízeních ok1ufc

S čipy PICAXE lze zkonstruovat mnoho zajímavých přístrojů. V této publikaci, kterou jsem věnoval dálkovému ovládání a telemetrii využívám pouze několik čipů z nabízené řady. Čipy využívám pouze se dvěma nebo třemi extrémně jednoduchými programy (budou předmětem samostatného článku). V podstatě čipy dělají převodník z použitého sériového komunikačního protokolu na logické úrovně pinů čipu (0V, 5V), které lze zatížit proudem řádu mA. V jiném samostatném článku bude popsáno technické řešení, které umožňuje spínat proudy jednotek až desítek Ampér, při napětí do 1000V (s využitím moderních prvků, jako jsou polovodiče hexfet, či slolid state relay SSR).

  Typické funkce čipů v zařízeních ok1ufc

1. V aplikaci DO a TM čipy převádějí informační bajty z komunikačního protokolu RS-232 na logické úrovně pinů.
2. V aplikaci DO a TM čipy převádějí logické hodnoty na pinech do sériového komunikačního protokolu RS-232.
3. V aplikaci DO a TM čipy převádějí analogové hodnoty na pinech (zákl. rozsah je např. 0 až 5V) analogově digitálních převodníků (ADC) na bajt nebo slovo (2 bajty) a takto digitalizovanou informaci přenášejí do sériového komunikačního protokolu.
4. V aplikaci DO a TM čipy převádějí číslicovou hodnotu z jednodrátové sběrnice (např. teplotní a jiná čidla) do sériového komunikačního protokolu RS-232.

   Typické zapojení čipu PICAXE v zařízeních ok1ufc

1. V zařízeních ok1ufc je čip PICAXE obvykle součástí každého přístroje, který je určen k dálkovému ovládání nebo měření.

2. Zařízení s čipem PICAXE lze připojit k sériovému portu PC, k sériovému portu převodníku USB-RS232 nebo k  TCP serveru (modulu) Elfin EW10.

Čipů PICAXE se vyrábí široký sortiment. Jednotlivé čipy se liší výpočetním výkonem, generací (historicky), počtem pinů, pouzdrem (DIL, SMT, TQPF, ...) a celou řadou vlastností.

V mé dílně se zahnízdilo několik málo oblíbených čipů, které uvádím níže.

 

 
   PICAXE 08M2

Tento typ používám často k realizaci dvou ADC převodníků. Tato aplikace využívá jednoduchý program, který odešle na základě pokynu (přes sériový port) odpověď, která obsahuje dvě naměřené hodnoty (napětí, proud, VSWR, výkon, teplota).

Pin 2 používám pro zavádění programu (serial in).
Pin 4 používám pro příjem dat z Elfin modulů (Elfin TXD).

 
   PICAXE 20M2

Tento typ používám k realizaci DO. Čip 20M2 používá piny 11 až 17 (8 bitů) jako výstupní a piny 10 až 5 a pin 3 lze rovněž naprogramovat jako výstupní. Jeden čip je s jednoduchým programem spínat až 15 výstupů (např. relé).

Používám protokol s adresací čipů. Na jedné desce jsem vyzkoušel 6 čipů. Taková deska umožňuje spínat až 90 relé.

Pin 2 používám pro zavádění programu (serial in).
Pin 4 používám pro příjem dat z Elfin modulů (Elfin TXD).

 
   PICAXE 28X2

Tento čip není v mé dílně nijak rozšířený. Je výkonný. Použil jsem ho např. k řízení 17 ks relé v dálkově řízeném anténním tuneru s měřením VSWR a Pout.

Stejné řešení jsem však realizoval i s 2 čipy 20M2.

Poznámka:

Všechny typy označené jako 08M, 20M, 20X jsou typy starší generace. Nové typy jsou označené jako 08M2, 20M2, 20X2. Nové typy zachovávají vlastnosti předchozí generace, ale mají celou řadu vlastností nových. Nejčastěji využívám toho, že piny jsou konfigurovatelné pro různé funkce (např. in, out, ADC ....).
 

   Typické zapojení pinů PICAXE

Dole uvádím zapojení pinů nejpoužívanějších typů čipů, které jsou osazované do mých přístrojů:

 

                                            

     

     

 
   Proč preferuji čipy PICAXE pro uvedené aplikace DO a TM

1. Výrobce nabízí bohatý sortiment pouzder a typů. 
2. K programování nepotřebuji žádný programátor čipů.
3. Vývojový prostředek využívá vyššího programovacího jazyka (Basic) a práce je jednoduchá a velice efektivní.
4. Vývojový prostředek obsahuje nástroje pro simulaci a ladění programu.
5. Programovat čip lze na desce přístroje nebo v jednoduchém přípravku (používám obě možnosti, každá má své výhody i nevýhody).
6. Čipy jsou od výrobce připravené tak, že mají velice prakticky uspořádané piny, např. 8 pinů jde za sebou a lze je řídit jediným bajtem bez dalších přihlouplých konverzí a zbytečných operací.
7. Čipy obsahují piny schopné sériové komunikace a programování sériové komunikace je jednoduché. Pro realizaci sériové komunikace RS-232 jsou třeba jen 2 rezistory.
8. Pro potřebu DO a TM mám odladěné spolehlivé a krátké programy. Jsou opravdu na několika málo řádcích včetně komentářů.
9. Použité čipy (a koncepce DO a TM) mě neomezují v množství řízených (datových) bodů (relé, převodníků).
10. Vývojem aplikací pro PICAXE jsem nestrávil ani mládí ani stáří, vše je lehce naučitelné.

 
   TU 73, Mira, ok1ufc