Čudoviti virtualni svet osebnih računalnikov ima le eno bistveno pomanjkljivost: pogosto nima ustrezne povezave z realnim svetom. Stari PC-ji so imeli preko tiskalniških in zaporednih vrat številne digitalne izhode in vhode, s katerimi smo lahko s pomočjo relejskih in tranzistorskih vezij krmilili razne naprave. Kaj pa danes?
Preverili smo možnosti povezovanja in na osnovi mini PC izdelali nadzorni sistem doma ali manjšega podjetja, ki preko priključkov USB krmili in spremlja električne porabnike. Je tudi posnemovalnik prisotnosti ljudi in alarma naprava z množico različnih tipal. Z namestitvijo Windows 2008 ali Windows 2012 lahko postane še intranetni domenski strežnik in usmerjevalnik, zaščiten s požarnim zidom, in bistveno izboljša varnost pred vdori ter zlonamerno programsko kodo.
Povezava močnostne eletronike s PC-jem
Novi osebni računalniki so polni univerzalnih zaporednih vodil (angl. USB = Universal Serial Bus), a je komunikacijski protokol tako kompleksen, da za sporazumevanje na drugi strani 4-žičnega kabla potrebujemo mikrokontroler. Z brskanjem po spletu pridemo do številnih rešitev, ki jih lahko razdelimo v tri skupine.
V prvi so sestavljeni eksperimentalni moduli in kompleti za sestavljanje, ki so namenjeni manj izkušenim uporabnikom. Na razpolago je tudi vsa podporna programska oprema, oziroma ustrezne dinamične knjižnice DLL (angl. Dynamic Link Library) za različne operacijske sisteme in številni primeri njihove uporabe v višjih programskih jezikih. Vse, kar še potrebujemo, je kabel USB, ki ga lahko vzamemo tudi od zunanjega diska.
Druga skupina rešitev, predprogramirani mikrokontrolerji (npr. tovarniško sprogramiran Mikrochip MCP2200 na osnovi mikrokontrolerja PIC18F4550), je za tiste, ki želijo tiskano vezje in vso elektroniko okoli njega sestaviti sami. Programska podpora je podobna kot pri kompletih za sestavljanje.
Tretja skupina je namenjena tistim, ki imajo voljo ustrezen programator in vse potrebno znanje, da tudi na drugi strani kabla USB zgradijo svoj »računalniški svet«. Mikrokontroler sprogramirajo tako, da samostojno izvaja enostavne krmilne postopke, z osebnim računalnikom pa na drugi strani nadzorujejo njihovo izvajanje in spremljajo bistvene parametre nadzorovanih naprav. Primer take aplikacije je lahko termostat, ki mu preko PC-ja nastavimo temperaturi vklopa in izklopa hladilne skrinje.
Moduli in kompleti za sestavljanje
Morda je bila le moja lenoba kriva, da sem na internetu dolgo pregledoval množico rešitev in na koncu pristal pri belgijskem Vellemanu (http://www.velleman.eu/home/?country=be&lang=en). Komplet za sestavljanje prihrani veliko truda in natančnega dela. Lepljenje vezic iz letrasetnih pol in jedkanje mi nista bila nikoli preveč pri srcu; izdelava krmilnika na raznih tiskanih vezjih za prototipe pa ne da zanesljive in trajne rešitve, saj je potrebno spodaj vse povezati s številnimi žicami, ki se ob nepazljivosti hitro odtrgajo. Hkrati naredijo vezje nepregledno in preokorno za vgradnjo v »vitko« ohišje. Takšna je tudi škatlica iz prozorne trde plastike, v kateri sem kupil komplet K8055 in sem jo kasneje »navrtal«, vgradil konektorje in uporabil za ohišje krmilnika. Idealno! A kaj, ko je novi K8055N le tanki plastični embalaži, iz katere delajo tudi jogurtove lončke.
Krmiljenje močnostne elektronike preko USB in avtomatizacija doma
2012_SE201_37
