Project

General

Profile

Programmable Automation Controller - Atmel 90 DKE-PAC-AT90

PAC s mikrokontrolérem AT90USB162 rodiny megaAVR® RISC architektury od firmy Atmel® je pokročilý programovatelný automatizační počítač snadno použitelný profesionálními techniky i domácími kutily v širokém spektru variabilních aplikací.


1. Aplikace

  • dálkové ovládání systémů;
  • řízení mechatronických, kybernetických, robotických, automatizačních systémů;
  • inteligentní domácnost;
  • zabezpečovací systémy;
  • senzorové systémy pro snímání fyzikálních a elektrických veličin;
  • komunikační modul kompatibilní s OS Android.

PAC-AT90 je dodáván v předprogramovaných variantách a úpravách dle konkrétních potřeb navrhovaného zařízení.


2. Technická specifikace

PAC-AT90 nabízí množství užitečných vlastí:
  • povýšení (programování) FW skrze USB rozhraní,
  • integrovaná UART, USB, SPI a volitelná RS-232, RS-487, LDC, Wi-Fi komunikační rozhraní pro připojení PC, nebo komunikaci s dalšími PAC-AT90 a rozšiřujícími moduly,
  • Wi-Fi rozhraní pro připojení zařízení s OS Android,
  • expanzní slot EXP44 pro připojení rozšiřujících modulů,
  • 3 samostatné SPI linky,
  • stíněný design PCB,
  • napájecí napětí v rozsahu 4 až 19 VDC/VAC,
  • vyměnitelné tavné proudové pojistky pro jednotlivé napájecí větve
  • integrovaný stabilizátor napětí 3V3 3A s jemnou regulací pro nastavení přesné hodnoty,
  • 10 MIPS,
  • světelná signalizace stavu napájení,
  • akustická a světelná signalizace chodu jádra,
  • světelná signalizace komunikace UART,
  • světelná signalizace komunikace jednotlivých SPI linek,
  • světelná signalizace expanzního slotu,
  • manuální přepínač směrů komunikace pro UART,
  • USB konektor pro programování paměti jádra,
  • USB konektor pro datovou komunikaci s uživatelským rozhraním,
  • 4 otvory spojené se stíněním pro pevnou instalaci PAC-AT90,
  • vodě odolný průhledný kryt s IP67,
  • 3 konektory DKE-CON pro připojení rozšiřujících modulů.

3. Popis modulu

3.1 Napájení

Blok napájení POWER (Obr.3.) umožňuje připojení PAC-AT90 na střídavé nebo stejnosměrné napětí v intervalu 4:20 VDC nebo 3:16 VAC. Napájení je dimenzováno na proudy do 5 A, čemuž by měl být přizpůsoben napájecí zdroj. Blok napájení má instalovaný EMI filtr a ochranný varistor.

Napájecí napětí obvodu je usměrněno dvoucestným usměrňovačem a filtrováno pro snížení zvlnění. Toto DC napětí označované Vload je přes pojistku SPI FUSE LOAD vedeno na konektory DKE-SPI 1 až 3. Vload je dále chráněno pojistkou POWER FUSE a DC/DC měničem sníženo na napětí 3V3 o nominální hodnotě 3,3 V, kterou je možné přesně nastavit v rozsahu ±250 mV potenciometrem 3V3 FINE SET. Napětí 3V3 je přes pojistku vedeno na konektory DKE-SPI jako Vdata.

Na níže uvedeném schématu napájecí svorkovnice je pod zkratkou P2 polyamidová svorkovnice se 3 pružinovými svorkami (fosforový bronz) s tlačítkem. Maximální průřez připojitelného vodiče je 1,5 mm2. Svorky AC slouží pro připojení napájecího zdroje a svorka SHIELD je propojená s rozlitou vrstvou mědi a montážními otvory. Svorku SHIELD je možné propojit s napájecí respektive společnou signálovou a výkonovou zemí zkratovací propojkou GND+SH SHORT. Země jsou v případě rozpojené GND+SH SHORT propojky plovoucí.

Zelená POWER_LED svítí v případě, že je aktivní Vload napětí, usměrňovací můstek je v pořádku, napájecí vodiče jsou správně připojeny, a napájecí zdroj vyhovuje připojené zátěži. Zhasnutá POWER_LED může znamenat chybu na vedení nebo v napájecím zdroji. Pokud POWER_LED bliká, může to znamenat přetížený napájecí zdroj. V tomto případě použijte silnější napájecí zdroj (má více VA, větší výkon, větší proud sekundární větve...).


Obr.3.1.1 Model bloku POWER (barvy a vzhled komponent se může lišit)

3.2 Patice EXP44

44 pinová patice EXP44 je použita připojení DKE-WIFI, DKE-BT, DKE-AHRS, DKE-IQRF modulů. EXP44 má v DKE-PAC-AT90 připojenu 1 SPI linku, jednu UART linku, stavové linky MODE, DATA, TRANSMIT, RECEIVE, řídicí signály reset, boot, function. UART linka je rozšířena o přepínač v podobě 4 pinů s propojkami, které umožňují prohodit Tx a Rx vodiče. Tohoto přepínače se dá použít pro konfiguraci DKE-WIFI skrze UART.

  • Bílá signální DATA_LED indikuje datový nebo ovládací mód připojeného modulu, svítí v případě datového módu.
  • Bílá signální ENABLE_LED indikuje stav připojeného modulu; v případě Wi-Fi svítí, pokud je Wi-Fi asociována.
  • Bílá signální TRANSMIT_LED svítí/bliká v případě, že připojený modul posílá data jádru DKE-PAC-AT90.
  • Bílá signální RECEIVE_LED svítí/bliká v případě, že jádro DKE-PAC-AT90 posílá data do připojeného modulu.


Obr.3.2.1 Model bloku EXP44 (barvy a vzhled komponent se může lišit)

3.3 Konektor DKE-UART

16 žilový konektor v provedení IDC zásuvky (male), kompatibilní se standardní 16 žilovou IDC zástrčkou (female).


Obr.3.3.1 Model bloku UART konektoru (barvy a vzhled komponent se může lišit)

3.4 Konektory DKE-SPI

20 pinový konektor v provedení IDC zásuvky (male), kompatibilní se standardní 20 pinovou IDC zástrčkou (female).

V obrázku níže jsou 2 signální LED. LED blíže kraji konektoru je RESET_LED a má červenou barvu. LED blíže nápisu je SELECT_LED a má bílou barvu. RESET_LED svítí pokud je aktivní resetovací signál, který přeruší činnost připojeného zařízení, nebo umožní přehrávání FW připojeného zařízení. Červená barva tedy nemusí představovat problém ale určitě představuje nestandardní situaci SPI portu. SELECT_LED svítí v případě, že je aktivní komunikace na SPI portu. Bílá barva zastupuje běžnou komunikační činnost.


Obr.3.4.1 Model 1 ze 3 SPI konektorů (barvy a vzhled komponent se může lišit)

3.5 Konektory USB


Obr.3.5.1 Model bloku USB konektorů (barvy a vzhled komponent se může lišit)

3.6 Tlačítka DKE-SPI


Obr.3.6.1 Model bloku tlačítek (barvy a vzhled komponent se může lišit)

3.7 Mikropočítač - jádro AT90USB162

Zelená CORE_G signalizace svítí v případě, že je aktivní 3V3 napětí, DC/DC měnič funguje, POWER FUSE je v pořádku, POWER_LED svítí a mikropočítač zavedl program. Zhasnutá CORE_G může znamenat přetavenou POWER FUSE způsobenou přepětím nebo selháním proudové pojistky v DC/DC měniči. Zkontrolujte POWER_LED a pokud svítí, je připojeno Vload a chyba je určitě v pojistce, nebo DC/DC měniči. Pokud CORE_G bliká (lehce a rychle probliknout) a POWER_LED svítí, může to znamenat:
  • přetížený DC/DC měnič (odpojte některá připojená zařízení a moduly DKE z rozšiřujících portů)
  • aktivní zkratová pojistka DC/DC měniče (postupně odebírejte přídavná zařízení a moduly DKE, dokud chyba nezmizí)


Obr.3.6.1 Model bloku mikropočítače (barvy a vzhled komponent se může lišit)


4. Softwarová specifikace

Základní, výrobcem instalovaná aplikace je AMMI.

Uživatel modulu může přeprogramovat jádro PAC-AT90 tedy nahradit AMMI firmware (FW) svojí aplikací. Tohoto je běžně používáno například při výuce programování na středních či vysokých školách.

Pro přehrání FW je nutné propojit počítač (PC) a PAC-AT90 modul. Propojení se provede USB-A / USB-miniB kabelem. Na straně PC je USB-A protokol 2.0 a vyšší a na straně PAC-AT90 je USB-miniB s označením FLASH USB (kap.3.5). Na straně PC musí být nainstalován software pro práci s Microchip AVR AT90USB162 mikropočítačem. Vhodný SW a postup nahrání kódu je na výukových stránkách a na stejném portálu je úvod do programování AVR.


5. Průvodce instalací, používáním a údržbou PAC-AT90


6. Konfigurace PAC-AT90 modulu

Označení FW Krytí
DKE-PAC-AT90 ne -
DKE-PAC-AT90-EWB ne EWB 80x130x35
DKE-PAC-AT90-AMMI AMMI_v3 -
DKE-PAC-AT90-AMMI-EWB AMMI_v3 EWB 80x130x35

7. Vývojové informace

Vývojové informace mohou procházet uživatelé s bezpečnostní prověrkou reportér a vyšší.

  1. Aktuální hlavní vývojová verze: dke-3.x
  2. Developments Issue: #1191
  3. Components List

8. Přílohy