Di Giacomo Casano  
CONTROLLER PROGRAMMABILE MULTIUSO
PER FUOCHI, STELLE E RELE'

Un altro circuito concepito per rendere il nostro presepio sempre più realistico.
Quanti fuochi, quante lanterne inseriamo nel nostro presepio ? E quante stelle ?
Con questo circuito possiamo pilotare fuochi, lanterne e stelle lavorando a bassa tensione e perciò in assoluta sicurezza !  Lo possiamo inoltre utilizzare per pilotare dei relè che ci permettono di comandare qualsiasi altro dispositivo, sia una luce, un motore o altro.
Partorito dalla vivace mente di Sergio Salvitti (http://www.salvitti.it/), apparentemente semplice, si basa sul notissimo microcontrollore AT89C52 con un clock di sistema a 4 Mhz. Possiede 14 uscite divise in due gruppi. Ogni gruppo può essere configurato per svolgere una delle seguenti funzioni:

  • Luci Fuochi
  • Luci Stelle
  • Uscite ON/OFF per comandare dei relè

Può essere usato sia in unione ad un Pc sia stand-alone.
In modalità  STELLE o FUOCHI è possibile collegare una o più luci per ogni singolo canale. Le luci potrebbero anche essere utilizzate come sorgente d'illuminazione per le fibre ottiche. Le lanterne vanno collegate come se fossero FUOCHI.
Come già detto, le uscite sono state divise in due gruppi da 7 chiamati rispettivamente G1 e G2. Per ogni gruppo si può scegliere la tensione di alimentazione più adatta alle proprie esigenze in funzione delle lampadine a disposizione. Le lampade possono essere collegate in serie o in parallelo.

Vediamo in dettaglio le varie modalità di funzionamento:

MODO STELLE/FUOCHI
Sia nella modalità STELLE che nella modalità FUOCHI le lampade brillano con sequenza pseudocasuale diversa da canale a canale.
La differenza tra le due modalità consiste nella diversa frequenza di pilotaggio delle lampade. Nel modo FUOCHI la lampadina lampeggia con un'intermittenza che simula il fuoco che arde mentre nella modalità STELLE la lampadina cambia la luminosità più lentamente e meno vistosamente simulando perfettamente la deriva di luminosità di una stella.

MODO ON/OFF
Nel modo ON/OFF le luci vengono attivate o disattivate sotto il controllo del PC.
In genere i canali d'uscita sono utilizzati per attivare dei carichi che funzionano ON/OFF in corrente continua oppure generalmente dei relè.
Usare l'accortezza di verificare che la tensione di alimentazione del gruppo corrisponda alla tensione di alimentazione dei relè utilizzati e che questi non assorbano una corrente maggiore di 500 mA per non danneggiare i darlington di uscita dell'integrato ULN2003. E' consigliato comunque non superare i 200 mA di carico per ogni uscita in modo da non surriscaldare il driver ULN2003. I diodi di clamping esterni collegati in parallelo ai relè non sono necessari perché già contenuti del driver. Con le uscite a relè possiamo pilotare dei carichi anche diversi dalle lampadine ed ogni carico può essere alimentato in maniera indipendente.

SCHEMA ELETTRICO
Lo schema elettrico è visibile in Fig. 2. Come si può vedere sono stati utilizzati quattro circuiti integrati: Il microcontrollore AT89C52, un regolatore di tensione 7805 e due driver ULN2003. Le funzioni vengono tutte gestite dal firmware programmato all'interno del micro.
 

IL SOFTWARE
Il software di controllo è stato scritto in C ed è formato da due diversi programmi separati:
XSEND.EXE Per inviare un comando al controller. Utilizza la COM1 del PC.
XSEND2.EXE Per inviare un comando al controller. Utilizza la COM2 del PC.

Tramite questi programmi possiamo:

  • Cambiare il modo di funzionamento dei gruppi di canali
  • Attivare un canale
  • Disattivare un canale

La sintassi è molto semplice:

XSEND OFF <canale>
XSEND ON <canale>
XSEND CONF <c1><c2>

Questi sono i parametri da passare:

<canale> Numero del canale (da 1 a 14)
(I canali da 1 a 7 appartengono al gruppo G1, i restanti al gruppo G2.)
<c1> Modo di funzionamento del gruppo G1 (o/f/s)
<c2> Modo di funzionamento del gruppo G2 (o/f/s)
I parametri <c1> o <c2> possono assumere i seguenti valori:
o = modo ON/OFF
f = modo FUOCHI
s = modo STELLE

Con questi due programmi, in unione agli altri di gestione della centralina, possiamo ottenere un controllo completo degli effetti.
Maggiori dettagli sull'uso di questi programmi è possibile trovarli al seguente indirizzo :
http://www.salvitti.it/geo/stelle/index.html

 

IL FIRMWARE

Il firmware del microcontrollore è stato scritto interamente in Assembler 51. Per compilarlo utilizzare il compilatore ASM51.
Chi vuole approfondire il funzionamento o apporre delle modifiche può scaricare il sorgente in ASSEMBLER dalla sezione Downloads dove può reperire anche il compilatore ASM51.

Foto di un prototipo montato. Clicca per ingrandire.
Fig. 1: Prototipo
Fig. 2: Schema elettrico
Fig. 3: Piano di montaggio
Fig. 4: Cavo seriale
 
Schema elettrico controller
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Circuito stampato
Vedi il documento in formato PDF lato componenti Vedi il documento in formato PDF lato saldature Scarica il due files in formato ZIP
Piano di montaggio
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Programmi e sorgenti in C
Scarica il file in formato ZIP. Contiene tutti i programmi sorgenti, compresi quelli per il controllo della centralina.  
Eseguibili Xsend e Xsend2
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Compilatore ASM51
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Sorgente in assembler 51
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Manuale d'uso
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Datasheets
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ULN2003 89C52
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Ultimo aggiornamento pagina: 25-04-2004