Computers in de 20ste eeuw

Transcriptie

1 Technisch Instituut GLORIEUX Sint-Jozefstraat OOSTAKKER Computers in de 20ste eeuw Eindverslag: geïntegreerde proef Naessens Wim 6 Elektronica Begeleiders: Mevr De Coninck C. Dhr. Claeyssens E. Schooljaar

2 Computers in de 20ste eeuw

3 Computers in de 20ste eeuw Woord vooraf De doelstelling van het eindverslag van de geïntegreerde proef (GIP) is dat men het project uitlegt en verdedigt. Het verslag moet duidelijk zijn voor personen zonder een technische opleiding. De bedoeling van de GIP in zijn geheel is dat we op zelfstandige basis leren werken. De GIP is een belangrijk leer- en evaluatiemiddel voor en naar de kennis in het vakdomein, namelijk elektronica. Er wordt niet enkel getoetst naar theoretische kennis maar ook naar praktische vaardigheden en attitudes zoals: - een planning opstellen en volgen; - documentatie en informatie gericht raadplegen; - door probleemoplossend denken de opgedane kennis uit de verschillende vakken integreren in een concrete situatie; - zich aanpassen aan een reële werksituatie; - een project toelichten en verdedigen. Mijn verwachtingen zijn dat ik op zelfstandige basis het project tot een goed einde zal brengen. Hiermee bedoel ik dat de schakeling zal werken, het verslag goed zal zijn en dat de GIP verdediging goed zal zijn. Mijn doelstelling is dat ik zelfstandig veel zal bijleren over het onderwerp. Graag zou ik de directeur, dhr. Vermeulen Luk, bedanken voor het mogen bijwonen van de lessen op het Technisch Instituut Glorieux. Ik wil de werkplaatsleider, dhr. Van Vlem Luk bedanken voor de coördinatie van de GIP. De afdelingsverantwoordelijke van de richting elektronica, dhr. Baele Dirk, zou ik willen bedanken voor de aankoop van het nodige materieel en het gebruik van het elektronicalabo. Ik zou de leerkracht mevr De Coninck C. en projectontwikkelaar dhr. Claeyssens E. willen bedanken voor de begeleiding tijdens dit project. Dhr Crommelinck D. zou ik willen bedanken voor de coördinatie van het verslag. Verder zou ik dhr. Van Deynze H. willen bedanken voor de vele tips over elektronica. De verwerking gebeurde met het tekstverwerkingsprogramma Microsoft Word, versie 6.0. De professionele mogelijkheden zoals automatische pagina -aanduiding, spellingscontrole, kop en voetteksten,... werden volledig benut. De tekst van dit verslag werd afgedrukt met een HP-laserprinter, type Laserjet 4L, in het lettertype CG Times 12 punten. Sint-Amandsberg, 24 mei 1998

4 Computers in de 20ste eeuw

5 Computers in de 20ste eeuw Inhoudsopgave INLEIDING ALGEMEEN Beschrijving Algemeen blokschema Principe van de data en adresbus Principe van de lamp besturing Principe van de versterker besturing Principe van het inlezen HET BLOKSCHEMA LAMPBESTURING Uitleg blokschema De PC-connector De Buffer Het geheugen De Comparator en dip-switches De multiplexer De DAC De vermogen sturing HET BLOKSCHEMA VAN DE VERSTERKERSTURING Uitleg blokschema De Comparator Het geheugen HET BLOKSCHEMA VOOR HET INLEZEN Uitleg blokschema Het schuifregister SAMENVOEGEN BLOKKEN VOOR DE LAMPBESTURING De flatkabel Verbinding DAC met Vermogenregeling Aansluiten triac Het koelen van de triac De belasting van de busstructuur De C over de voeding DE VOEDING DE BEHUIZING Het plan DE SOFTWARE Het inlezen Het aanpassen van luidsprekers Het aanpassen van de uitgangen BESLUIT BESLUIT... 26

6 Computers in de 20ste eeuw LIJST VAN FIGUREN LIJST MET BIJLAGEN LITERATUURLIJST... 31

7 Computers in de 20ste eeuw Inleiding Als titel heb ik gekozen voor Computers in de 20ste eeuw. Hiermee wil ik aantonen dat de computer steeds meer en meer in het leven zal komen. Hij zal verscheidene taken overnemen en veel automatiseren. Hij zal het hele huishouden besturen. De verlichten doven op commando. Over dit laatste heb ik mijn GIP gemaakt. Dit stuk past in het geheel van domotica. Mijn project bestaat er dus uit lichten aan te sturen door de computer. De computer kan bevelen van buiten (vb. de afstandbediening), maar ook binnenin (door de muis of door timers) krijgen. Aan de hand van het soort bevelen kan men lampen dimmen of muziek in zijn slaapkamer laten spelen. We beginnen bij inwendige bevelen. We breiden dan uit naar de afstandbediening van Peter De Keer en naar de versterker van Koen Depauw voor de muziek. Peter bestuurt mijn ingangen en ik stuur Koen zijn versterker. Mijn GIP bestaat uit 3 onderwerpen. Het eerste zorgt ervoor dat ik gegevens kan inlezen. Het tweede bestuurd een lamp en het derde moet Koen zijn versterker sturen. Eerst bereid ik me voor, voordat ik in het labo proeven doe. Ik zoek naar informatie over het project. Wat zijn de eisen? Wat zijn mogelijke schema s. Er zijn ook begrenzingen aan dit project. Door een beperkt budget konden we de schakeling slecht uitvoeren voor 1 lamp. Maar omdat er voor elke lamp een module is, blijft het principe hetzelfde. Ik hoopte dat ik tijdens dit project zelfstandig had kunnen werken. Want hoe meer ik zelf moest uitzoeken hoe meer ik er van leerde. Ook verwachte ik dat het project interessant zou zijn en dat het iets zou bijdragen tot de kennis van het onderwerp en het vakdomein.

8 8 Computers in de 20ste eeuw

9 Computers in de 20ste eeuw 9 1 Algemeen 1.1 Beschrijving Mijn project bestaat eruit een huisverlichting aan te sturen door de computer. Als optie bij mijn project kan ik de versterker van Koen Depauw aansturen door de afstandsbediening van Peter De Keer. De besturing van de verlichting gebeurt op de computer zelf. Om uitbreiding van lampen mogelijk te maken dacht ik aan een systeem van data en adresbussen. Hier plaatst men een adres (bvb. lamp 1) en daarna de data (vb lamp moet 50% branden). Om de informatie uit de computer te lezen maakt men gebruik van de parallelle poort of ook wel de printer poort genoemd. In vaktermen spreekt men van lpt1. Ik moest ervoor zorgen dat indien er iets fout ging mijn computer niet kapot ging. Dit gebeurde met een beveiliging ofwel buffers genoemd. Omdat een parallelle poort slechts 1 ingang heeft voor data lezen we de informatie achter elkaar in. Figuur A Het idee 1.2 Algemeen blokschema Figuur B Het algemeen blokschema

10 10 Computers in de 20ste eeuw 1.3 Principe van de data en adresbus Omdat een computer 8 uitgangen heeft op zijn parallelle poort kan men de data en het adres niet op het zlfde ogenblik doorsturen. Daarom werken we met geheugens. We plaatsen eerst de data in het geheugen doormiddel van een klokpuls dan plaatsen we het adres in een ander geheugen. Op deze manier krijgen we 2 bussen bestaande uit elk 8 lijnen. Om te weten hoeveel verschillende lampen er kunnen worden bestuurd maken we volgende berekening. We hebben 8 lijnen die 1 of 0 kunnen zijn. Uit de les digitaal weten we dan dat er 2 8 mogelijkheden zijn dus 256. Omdat we van adres 0 geen gebruik maken kunnen we 255 lampen aansluiten. Deze lampen kunnen individueel of gegroepeerd worden bestuurd. De data zal enkel worden gelezen door de lamp met hetzelfde adres. 1.4 Principe van de lamp besturing Elke lamp krijgt een adres. Dit adres wordt vergeleken met het adres op de adresbus. Dit gebeurt door een digitale comparator. Indien het adres overeenkomt kan de lamp de data binnenlezen. Deze wordt in het geheugen geplaatst en bewaard. Deze data staat in een binaire code. Om deze naar een spanning om te zetten gebruiken we een digitaal naar analoog omvormer (DAC). Deze spanning zal dan de schakeling sturen die het vermogen regelt. Het vermogen wordt geregeld door faseaansnijding. Dit hebben we uitgebreid gezien in theorie en in het labo tijdens de les industriële elektronica. Om de lamp te kunnen dimmen met de muis is er een rechtstreekse verbinding voorzien. Deze kan geselecteerd worden door de laatste bit van de data 1 te maken. Dit gebeurt automatisch door de computer. Het selecteren van de verschillende data wordt gedaan met een multiplexer. 1.5 Principe van de versterker besturing Ik heb met Koen Depauw afgesproken dat ik 3 digitale uitgangen zou geven. Indien de versterker moet aanstaan wordt de uitgang 1. Eerst wordt het adres vergeleken. Indien het adres overeenkomt zal de klokpuls doorkunnen en zal het geheugen geladen worden met de eerst 3 bits van de data bus. Deze toestand blijft op de uitgangsklemmen van het geheugen tot een volgende klokpuls. 1.6 Principe van het inlezen Met Peter De Keer heb ik afgesproken dat de data telkens een halve seconde op de klemmen blijft staan. De data wordt serieel ingelezen. Dit wilt zeggen dat eerst alle data in een schuifregister wordt gelezen en daarna één voor één wordt uitgelezen. De data wordt in het schuifregister gelezen door een klokpuls (load) en uitgelezen door een andere klokpuls (clock). Het schuifregister is voorzien van 16 ingangen. Daar worden er 3 door Peter gebruikt en de anderen zijn nog vrij. In de computer wordt deze informatie dan verwerkt. Als peter zijn eerste ingang hoog is dan zal de computer de toestand van de luidspreker omwisselen. Dit wil zeggen als de luidspreker aan is zal hij uit gaan en omgekeerd.

11 Computers in de 20ste eeuw 11 2 Het blokschema lampbesturing Figuur C blokschema lampbesturing 2.1 Uitleg blokschema De 8 data uitgangen verbinden we met 2 keer 8 D-Flip-Flops (74273). Deze reageren op stijgende flank. De ene klok is het invert van de andere D-FF. We zorgen er software matig voor dat het adres op de bus staat als we de controle uitgang 1 maken. Want dan wordt de data doorgeschoven in de D-FF op het adresbus. We zorgen er software matig voor dat we de data op de bus staat als we de controle uitgang 0 maken. Want dan wordt de data doorgeschoven in de D-FF op de databus. Op deze manier kunnen we de 8 uitgangen opsplitsen naar 8 data en 8 adres lijnen. De 8 adreslijnen worden door een comparator vergeleken met een voorop gestelde adres codes. De codes zijn vast gelegd via dipswitches. We gebruiken de 2 de controle lijn om klokpulsen te geven aan de 8 D-FF. Men mag enkel klokpulsen geven als het adres overeenkomt met de code. Als de code overeenkomt zal de uitgang (Q)=0 worden. De klokpuls (clk) mag dan enkel worden doorgelaten. Dus als we een waarheidstabel opstellen kunnen we de nodige poort vinden. Voor het detail schema verwijzen we u naar de bijlagen P45.

12 12 Computers in de 20ste eeuw Waarheidstabel Q Clk Gewenste uitgang We zien hierin een or-poort. Bit 7 van de data dient om er voor te zorgen dat we een vaste en variabele dimmer verkrijgen. Deze bit wordt dan ook gebruikt als selectie voor de mux (selector). Ofwel wordt de data van de D-FF (geheugen) doorgelaten ofwel de data rechtstreeks van de databus. Aan de uitgang hangen we een D/A converter die ons een analoog signaal geeft. Dit analoog signaal gebruiken als stuursignaal van de TCA785. Met deze IC is het gemakkelijk om aan faseaansnijding te doen. Bij een maximum analoogsignaal (= 2.55V) de lamp uit zal zijn. Daarom moeten we er voor zorgen dat we 0 sturen als de lamp aan moet zijn en 127 als de lamp uit moet zijn. Maar dit doen we software matig. 2.2 De PC-connector. We maken gebruik van de parallelle poort van de computer. Deze connector noemt met een SUBD -25 connector. Om de computer via een parallel verlengkabel met de print te verbinden moet de connector mannelijk zijn. Figuur D De PC-connector De pinnummering Pin Naam Richting Beschrijving 1 /Strobe uit load van het schuifregister 2 D0 uit data bit 0 3 D1 uit data bit 1 4 D2 uit data bit 2 5 D3 uit data bit 3 6 D4 uit data bit 4 7 D5 uit data bit 5 8 D0 uit data bit 0 9 D0 uit data bit 7 10 /ACK in niet gebruikt 11 Busy in niet gebruikt 12 Pe in niet gebruikt 13 Selin in niet gebruikt 14 /Autofeeed uit klokpuls voor het geheugen van de busstructuur

13 Computers in de 20ste eeuw /Error in serieel inlezen 16 /Init uit klokpuls voor de modules 17 /Sel uit klokpuls voor het serieel inlezen Ground - massa verbindingen 2.3 De Buffer We bufferen de uitgangen van de computer om overbelasting te voorkomen. Dit doen we met behulp van een IC Dit is een IC die 8 lijnen kan bufferen. Figuur E De buffer (74241) Voor correcte werking van de IC moet hij worden gevoed met +5V op de Vcc. Klem 19 (2G) moet aan de VCC liggen. Klem 1(/2G) moet aan de massa liggen. Deze 2 klemmen kunnen worden gebruikt om van deze IC een bidirectionele IC te maken. Als men beide klemmen aan elkaar legt kan men ofwel de ene richting of de andere richting doorlaten. Maar van deze functie maken we geen gebruik. Voor de datagegevens verwijzen we u naar de bijlagen P Het geheugen Voor het geheugen maken we gebruik van D-flipflops. Dit zijn schakelingen die de ingang doorlaat, naar de uitgang, als er een klokpuls wordt gegeven. Dan wordt de uitgang aangepast naar dezelfde waarde als die van de ingang. Deze waarde blijft op de uitgang tot er weer een klokpuls wordt gegeven. Voor deze functie maken we gebruik van een IC die 8 D-FF bevat met 1 klok. Deze IC is de Figuur F Het geheugen (74273)

14 14 Computers in de 20ste eeuw We moeten klem 1 (/Clr) aan de Vcc leggen. Omdat dit de clear klem is. Om de uitgangen 0 te maken wordt deze klem aan de massa gelegd. Deze functie gebruiken we niet. Voor de datagegevens verwijzen we u naar de bijlagen P De Comparator en dip-switches. Een comparator is een schakeling die verschillende binaire woorden met elkaar vergelijkt. Via uitgangen vertelt de schakeling of woord A > B of A< B of A = B. Van deze laatste functie maken we gebruik. Als de 2 woorden aan elkaar gelijk zijn zal Q = 0. Het eerste woord halen we van de adresbus, het tweede woord wordt ingegeven met behulp van dip-switches. Dit zijn schakelaars die in een IC - vorm zitten. Na het testen van de IC wisten we dat, indien er geen IC pootje was aangesloten de IC dit aanzag als een logische 1. Daarom verbinden we de dip-switches met de massa. Indien de schakelaar open staat ziet de IC dit als een 1 en als de schakelaar dicht is aanziet de IC dit als een 0. Voor de data gegevens verwijzen we u naar de bijlagen P3. Figuur G De comparator (74688) 2.6 De multiplexer. Een multiplexer is een schakeling die van verschillende binaire woorden er 1 doorlaat aan de hand van een selectie klem. Zo kan men een IC hebben die 2 woorden van 4 bits selecteert. Als de selectieklem (/A B) 0 is dan wordt woord A doorgelaten als de selectie klem 1 is dan wordt woord B doorgelaten. Deze functie zit in de Omdat we 7 bits hebben sluiten we 2 IC s parallel. Dit betekent dat we de selectieklemmen aan elkaar leggen. Voor de data gegevens verwijzen we u naar de bijlagen P4. Bij deze IC beschikken we ook over een clearklem (15). Deze klem leggen we aan de massa. Figuur H De multiplexer (74257)

15 Computers in de 20ste eeuw De DAC DAC is de afkorting van Digital to Analog Convertor. Een DAC is een digitaal naar analoog omzetter. Deze schakeling zet een digitaal binair woord naar een digitale spanning om. We konden kiezen tussen 2 verschillende soorten DAC s. De eerste was de IC DAC08. Dit is een IC die 8 bits omzette naar een analoog signaal. De tweede was de IC ZN426. Deze IC doet hetzelfde als de DAC08, maar hij kon gevoed worden met 5V. Daarom koos ik voor de ZN426. Deze IC gaf 2.55V aan de uitgang als alle ingangen 1 waren. En 0V als alle ingangen 0 waren. Voor de aansluiting van deze IC zocht ik als voorbeeld een schakeling uit een boekje PC-poorten anders benut (zie bijlage P7). Figuur I De DAC (ZN426) 2.8 De vermogen sturing Om een vermogen te kunnen regelen maakt men vaak gebruik van fase aansnijding. Door een deel van de sinus door te laten kunnen we het vermogen regelen. Dit kunnen we doen door een triac of een thyristor. Omdat we werken met een wisselspanning werken we met een triac. Een triac bestaat eigelijk uit 2 anti-parallel geschakelde thyristoren. Zodat een triac kan ontsteken in een negatieve halve golf. We maken ook gebruik van een IC die op het juiste ogenblik de triac ontsteekt. Deze IC (TCA785) detecteert de 0 doorgang op klem 5 en geeft telken een puls op klem 14 bij de positieve helft en een puls bij de negatieve helft. Om een triac aan te sturen leggen we beide klemmen aan elkaar via diodes. De IC bepaalt het ogenblik van ontsteken door een stuurspanning op klem 11. Deze spanning wordt vergeleken met een C die zich oplaad met een stroombron. Dus rechtlijnig. Als de spanning van de C gelijk is aan de stuurspanning dan zal er een puls worden gegeven. De maximale spanning van de C is gelijk aan de maximale spanning van de DAC. Deze spanning kunnen we regelen door een trimmer. Voor de verdere werking van de TCA 785 verwijzen we u naar het verslag van De thyristor toegepast bij de bijlagen P11. Om veiligheidsredenen zorgen we voor een optische scheiding tussen de vermogenkring (Triac) en de stuurkring. Dit doen we via een optocoupler MOC Dit is een IC waarin een diode een triac aanstuurt door licht. Op deze manier is er geen elektrische verbinding nodig. De TCA785 een signaal nodig heeft om de nuldoorgang te detecteren. Daarom leggen we 1 fase van de voedingstransformator aan klem 5 aan via een hoogohmige weerstand (1MΩ). Via de weerstand aan klem 9 naar de massa kunnen we de stroom regelen die de C laadt.

16 16 Computers in de 20ste eeuw Ook door de C -waarde te veranderen kunnen we de spanning over de C wijzigen. In de schakeling maken we gebruik van een C =0.47µF en een weerstand van 150kΩ in serie met een trimmer van 10kΩ. Figuur J De faseaansnijding (TCA 785) Figuur K De optocoupler (MOC 3040) Figuur L De triac (TIC 236)

17 Computers in de 20ste eeuw 17 Figuur M Vermogensturing (samenstelling) 3 Het blokschema van de versterkersturing Figuur N Blokschema van de versterkersturing. 3.1 Uitleg blokschema Het eerste wat we doen is het adres vergelijken met het ingestelde adres. Dit doen we met een comparator. Indien dit adres overeenkomt zal men opdezelfde manier de klokpuls doorlaten als op de lampbesturing. Het geheugen wordt geladen met de data. Deze bestaat uit 3 bits die aangeven of de versterker aan of uit moet zijn. Het verbinden van de comparator, klok en het geheugen gebeurt door een or-poort. Zie punt Voor het detail schema verwijzen we u naar de bijlagen P46.

18 18 Computers in de 20ste eeuw 3.2 De Comparator. Omdat het dezelfde comparator is als bij de lampsturing. Verwijzen we u naar punt 2.5 in dit verslag. 3.3 Het geheugen. Omdat het geheugen op dezelfde manier wordt gebruikt. Verwijzen we u naar punt 2.4 in dit verslag. 4 Het Blokschema voor het inlezen. Figuur O Blokschema voor het inlezen 4.1 Uitleg blokschema. Omdat een parallelle printerpoort slechts over 5 ingangen beschikt zullen we de gegevens serieel inlezen. Dit doen we met een schuifregister. Eerst laden we de 16 ingangen in doormiddel van een loadpuls. Daarna schuiven we elke ingang door naar de uitgang doormiddel van een klokpuls. De printerpoort wordt gebufferd door de IC zelf voor het uitlezen en door de voor de klok en load. Als schuifregister plaatsen we 2, 8 bits schuifregisters achter elkaar. De uitgang van de eerste leggen we aan de ingang van de tweede. Zodat we uiteindelijk een schuifregister krijgen van 16 bits. Voor de 2 schuifregisters maken we gebruik van de

19 Computers in de 20ste eeuw Het schuifregister Het gebruikte IC is een 8 bits parallel in en serieel uit schuifregister. Ook deze IC beschikt over een clear. Deze klem (9) leggen we aan de Vcc. Klem 6 leggen we aan de massa voor een correcte werking. Deze klem is een inhibit klem voor de klok. Indien deze klem aan de Vcc ligt dan zullen er geen klokpulsen worden doorgegeven. De klokken en de load klemmen van beide IC s leggen we aan elkaar. Zodat beide IC s op hetzelfde ogenblik inlezen en op hetzelfde ogenblik uitlezen. Figuur P Het schuifregister (74166) De uitgang van het schuifregister is GH, de ingang SER. Voor de data gegevens verwijzen we u naar de bijlagen P5. 5 Samenvoegen blokken voor de lampbesturing 5.1 De flatkabel Een flatcable is een Engelse term. Het is een kabel die veel word gebruikt in computers om verschillende hardeschijven, cd-roms,... met elkaar te verbinden. We maken gebruik van deze kabel omdat we anders van de ene print naar de andere print met 18 draden moeten. Deze kabel zorgt er voor dat we een echte busstructuur krijgen. We kunnen aan deze kabel altijd meerdere printer hangen zonder de kabel te moeten doorknippen. Figuur Q De flatkabel 5.2 Verbinding DAC met Vermogenregeling.

20 20 Computers in de 20ste eeuw Bij het verbinden de DAC met de TCA 785 kwamen we op storing in de schakeling. De uitgangsspanning van de DAC varieerde met de netspanning. Dit kwam omdat 1 fase van de voedingstransformator aan de massa lag. Dit komt omdat de TCA 785 een referentie nodig had om de nuldoorgang te detecteren. Deze storing hebben we opgelost door een C te plaatsen tussen deze spanning en massa. Deze C leid alle veranderlijke spanningen af naar de massa. 5.3 Aansluiten triac Bij het aansluiten van de triac hebben we enkele problemen ondervonden. Het eerste probleem was een kapotte MOC Deze Moc was al gebruikt geweest bij een andere schakeling. Deze MOC werd vervangen en toch ging de schakeling niet. Uiteindelijk bleek de fout te liggen bij een slechte polarisatie van de triac. De lamp moet in de keten staat aan de kant van A2 of dus klem 2 van de triac. Na dit te veranderen werkte de schakeling weer. Voor de data gegevens verwijzen we u naar de bijlagen P Het koelen van de triac Omdat een triac kan stukgaan door een te hoge temperatuur moet hij worden gekoeld bij een zware belasting. Dit berekenen we voor een belasting (lamp) van 100W. We weten dat de voedingspanning 230V is. Dus de stroom door de lamp is 100W/230V = 0.435A. Als er over de lamp de volle spanning staat zal er over de triac een maximale spanning staan van 2V (in het slechtste geval). Dus het vermogen dat de triac moet dissiperen is 2V. 0,435A = 0,869W. Van uit de databoeken weten we dat de Triac (TIC236M) 62.5 C/W opwarmt. De maximale temperatuur bedraagt 110 C. De temperatuur die de triac zal hebben is 0,869W. 62,5 C/W = 54,35 C. Hieruit kunnen we besluiten dat we geen koelplaat nodig hebben. De waarden in deze berekening zijn boven het nominale. Zo is onze voedingsspanning slechts 220V. Het vermogen van de lamp daalt ook. De spanning over de Triac is 1,5V. Om de exacte temperatuur te weten hebben we de schakeling uitgevoerd en de temperatuur opgenomen. De bekomen temperatuur bedroeg 41.5 C. Ik koel de IC toch omdat ik er dan een grotere belasting mag aanhangen. Zoals 500W toneelspots. 5.5 De belasting van de busstructuur. Omdat we met TTL IC werken kan deze slechts 11 IC bedienen. Bij onze schakeling wordt de bus belast door 2 IC s. Indien er meer dan 10 nodig zijn zou de men de IC s moeten bufferen zodat men de sturende IC niet plat trekt. Maar omdat we dit niet doen hebben we de kosten bespaard van deze buffers. 5.6 De C over de voeding Op bepaalde plaatsen op een print hebben we een C geplaatst over de voeding. Dit doen we omdat we met klokpulsen werken. Indien er een piekstroom zou zijn in een stroombaan dan

21 Computers in de 20ste eeuw 21 zouden we een spanningspiek krijgen over de printbanen. Om dit te voorkomen plaatsten we een c van 27nF over de voeding. Dit deden we als deze verder dan 6 cm van de voeding stond. 6 De voeding De verschillende IC moeten worden gevoed met + 5V. Enkel de TCA785 moet +12V hebben. Omdat we vorig jaar een voeding van 5 en 12V maakten hebben we besloten om deze voeding te gebruiken. Dit was een voeding die gebruik maakte van een 7805 en een Dit zijn 2 spanningsregelaars van 5V en 12V. Voor de technische gegevens verwijzen we u naar de bijlagen P21. 7 De behuizing. Als behuizing heb ik gekozen voor houten kastje uit MDF. MDF is een plaat die bestaat uit kleine hout vezels samengedrukt tot een plaat. Deze houtsoort biedt het voordeel gemakkelijk te kunnen worden bewerkt en afwerkt. Als deksel neem ik plexiglas zodat men de inhoud kan zien. De printplaten schuiven via gleuven in het hout boven en naast elkaar. Men kan de printen zo verwijderen langs het voorpaneel. 7.1 Het plan

22 22 Computers in de 20ste eeuw Figuur R Het bovenaanzicht. Figuur S Het vooraanzicht

23 Computers in de 20ste eeuw 23 Figuur T De achterkant 8 De software Om deze schakelingen te kunnen besturen moest er een sofware programma worden geschreven. Om de software te programmeren heb ik gekozen voor Visual Basic. Dit is een programma dat met de zelfde taal werkt als Qbasic maar dan in een Windows omgeving. Het programma bekijkt om de milliseconde de ingangen, en past de uitgangen aan indien nodig. We tonen u de belangrijkste onderdelen van het programma. Namelijk het inlezen, het aanpassen van luidsprekers (versterker) en het aanpassen en sturen van de parallelle poort.

24 24 Computers in de 20ste eeuw Figuur U De software Bij de start knop kan je instellen welke poort er wordt gebruikt LPT1 of LPT2. Met stop beëindig je het programma. Bij invoer kan je de status van de ingangen bekijken. De eerste 3 worden gebruikt om de speakers aan te sturen. Als deze 1 zijn (71) zal men de status van de speakers veranderen. Na 0,5 seconden wordt er dan weer gekeken. Deze cyclus kan worden gestopt door op ontvangen on/ off te drukken. Je kan ook manueel de speakers status wijzigen door op ON/ Off te drukken. Bij uitvoer kan je de lampen die je wil bedienen aanduiden. En daarnaast kan je zeggen wat er mee moet gebeuren. 8.1 Het inlezen Sub Timer2_Timer () For e = 0 To 15 portuit2 = Start.Text1(0).Text x = LptOut(portuit2, 10 Xor 11) '1010' x = LptOut(portuit2, 2 Xor 11) '0010' For a = 0 To 3: Next a Portin = Start.Text1(2).Text inwaard = LptIn(Portin) text3(e).text = inwaard kijkt welke poort er moet geschreven worden geeft een loadpuls Zorgt voor een tijdsvertraging kijkt welke poort er moet gelezen worden Leest elke ingang in.

25 Computers in de 20ste eeuw 25 Next e x = LptOut(portuit2, 3 Xor 11) '0011' x = LptOut(portuit2, 2 Xor 11) '0010' End Sub Geeft een klokpuls Hier ziet u het programma dat de timer elke milliseconde uitvoert. In dit programma zit een lus die 16 keer wordt herhaald en dan opnieuw telt. De e waarde telt tot 15 en springt terug naar Het aanpassen van luidsprekers Sub Timer1_Timer () If text3(0).text = 71 Then command3(0) = 1 If text3(1).text = 71 Then command3(1) = 1 If text3(2).text = 71 Then command3(2) = 1 End Sub Sub Command3_Click (index As Integer) If Check1(index) = 0 Then Check1(index) = 1 GoTo Stp End If If Check1(index) = 1 Then Check1(index) = 0 Stp: End Sub Als in =1 dan druk op knop Als speaker uit is dan zet aan. Ga naar Stop Als speaker aan dan zet uit. Stop Het eerste deel wordt elke 0,5 seconden doorlopen. Als de ingang 1 is dan wordt er automatisch op de bijhorende drukknop gedrukt. Als er op de on/off word gedrukt dan zal de computer de status van de luidspreker omwisselen. Aan wordt uit en uit wordt aan. 8.3 Het aanpassen van de uitgangen Sub opdatemyoutputs (AdresOut, DataOut) Dim portuit2, Portuit portuit2 = Start.Text1(0).Text Portuit = Start.Text1(1).Text Dim x Text2.Text = AdresOut Tedat.Text = DataOut ' *** AdresOut *** x = LptOut(portuit2, 2 Xor 11) '0010' 'For e = 1 To : Next e x = LptOut(Portuit, AdresOut) 'For e = 1 To : Next e x = LptOut(portuit2, 0 Xor 11) '0000' 'For e = 1 To : Next e ' *** DataOut *** Tijdsvertraging mogelijk Wegschrijven van het adres Geven van een dalende flank

26 26 Computers in de 20ste eeuw x = LptOut(Portuit, DataOut) 'For e = 1 To : Next e x = LptOut(portuit2, 2 Xor 11) '0010' 'For e = 1 To : Next e ' *** strobe *** x = LptOut(portuit2, 6 Xor 11) '0110' 'For e = 1 To : Next e x = LptOut(portuit2, 2 Xor 11) '0010' 'For e = 1 To : Next e End Sub Wegschrijven van de data Geven van een stijgende flank Geven van een klokpuls Bij het programma vind je vaak Dit haakje wordt geplaatst indien het niet moet worden uitgevoerd. Zoals die tijdsvertragingen. Of als men uitleg bij een programma schrijft. Zoals ' *** strobe *** 9 Besluit Na het beëindigen van dit project moet ik toegeven dat het zeer interessant was en dat ik veel heb bijgeleerd over digitaal en vermogen elektronica. Ik vind het spijtig dat ik slechts voor 1 lamp een module heb kunnen maken. Maar dankzij de busstructuur was elke lamp hetzelfde waardoor er niets moest worden veranderd. De GIP voldeed aan mijn verwachtingen. De meest voorkomende problemen zijn opgelost door het zoeken en experimenteren. Alle onderwerpen werden tot een goed einde gebracht. Besluit Tijdens het programmeren heb ik veel bijgeleerd over Visual Basic. De verwachting over het zelfstandig werken is grotendeels uitgekomen. Op bepaalde momenten heb ik toch hulp van de leerkrachten moeten vragen. De oplossingen werden dan ook niet gegeven. Ze gaven enkel een tip en na een beetje zoeken en werken kwam je wel tot een oplossing. Dus uiteindelijk werkte je weer zelfstandig. Ik zou graag de leerkrachten, mevr De Conninck C. en dhr. Claeyssens E. willen bedanken voor de goede en vlotte begeleiding tijdens de GIP. Ik zou ook graag Van Deynze H. willen bedanken voor de tips en het vele geduld. In het speciaal wil ik mijn ouders bedanken voor de steun en voor het gebruik van de computer waar ik de verwerking op deed.

27 Computers in de 20ste eeuw 27 Lijst van de figuren FIGUUR 1 HET IDEE... 9 FIGUUR 2 HET ALGEMEEN BLOKSCHEMA... 9 FIGUUR 3 BLOKSCHEMA LAMPBESTURING FIGUUR 4 DE PC-CONNECTOR FIGUUR 5 DE BUFFER (74241) FIGUUR 6 HET GEHEUGEN (74273) FIGUUR 7 DE COMPARATOR (74688) FIGUUR 8 DE MULTIPLEXER (74257) FIGUUR 9 DE DAC (ZN426) FIGUUR 10 DE FASEAANSNIJDING (TCA 785) FIGUUR 11 DE OPTOCOUPLER (MOC 3040) FIGUUR 12 DE TRIAC (TIC 236) FIGUUR 13 VERMOGENSTURING (SAMENSTELLING) FIGUUR 14 BLOKSCHEMA VAN DE VERSTERKERSTURING FIGUUR 15 BLOKSCHEMA VOOR HET INLEZEN FIGUUR 16 HET SCHUIFREGISTER (74166) FIGUUR 17 DE FLATCABLE FIGUUR 18 HET BOVENAANZICHT FIGUUR 19 HET VOORAANZICHT FIGUUR 20 DE ACHTERKANT FIGUUR 21 DE SOFTWARE... 24

28 28 Computers in de 20ste eeuw

29 Computers in de 20ste eeuw 29 Lijst met bijlagen DATA GEGEVENS ZN TIC236M... 9 VERSLAG DE THYRISTOR TOEGEPAST VERSLAG VOEDING 5EL PRINTPLATEN BASISPRINT LAMPBESTURING VERSTERKERBESTURING PLANNING DETAIL SCHEMA LAMPBESTURING DETAIL SCHEMA VERSTERKERSTURING... 46

30 30 Computers in de 20ste eeuw

31 Computers in de 20ste eeuw 31 LITERATUUR LIJST. VERSTRATE J., Actueel IC handboek, Weka, Aanvulmap CUPPENS, J., Vermogen elektronica, 2de druk, De Sikkel, Malle, 1984, 477pagina s. Hoby Elektronica,Weka, Aanvulmap, Professionele belichtings-regeling. Wintidig, Computer programma, Texas Instruments Incorporated, schuifregisters, buffers,..., Brussel, 1991 ÖGREN, J., Hardware book, Computer programma, Versie 1.0, 1997