Technická podpora

{{>toc}}

h1(#top).  Programmable Automation Controller - Xmega [[PAC_v4|PAC-X]]

[[PAC-X]] spojuje základní desku [[PAC]] a jádro [[CORE-X]] s mikrokontrolérem "ATXMEGA128":www.microchip.com/mymicrochip/filehandler.aspx?ddocname=en598049 rodiny "AVR®":http://www.microchip.com/design-centers/8-bit/avr-mcus RISC architektury od firmy "MICROCHIP®":http://www.microchip.com/ v pokročilý programovatelný automatizační počítač vybavený množstvím rozšiřujících zařízení a podpůrných obvodů potřebných pro snadnou tvorbu atomatizovaných domácích a průmyslových systémů, profesionálními techniky i domácími kutily.

!{height:200px}dke-pac-x_ver4_top.png! !{height:200px}dke-pac-x_ver4_top.png!

_Obr.1. Přední strana desky plošných spojů [[PAC_v4|PAC-X]]. Obr.2. Zadní strana desky plošných spojů [[PAC_v4|PAC-X]]_

------------------------------------------------------------------------

h2(#app). 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_v4|PAC-X]] je dodáván v předprogramovaných variantách a úpravách dle konkrétních potřeb navrhovaného zařízení.

-------------------------------------------------------------

h2(#spec). 2. Technická specifikace

[[PAC_v4|PAC-X]] 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_v3|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_v3|PAC-AT90]],

* vodě odolný průhledný kryt s IP67,

* 3 konektory [[DKE-CON]] pro připojení rozšiřujících modulů.

-------------------------------------------------------------

h2(#description). 3. Popis modulu

!{height:300px}dke-pac-at90.jpg!

h3(#pwr). 3.1 Napájecí konektor a blok napájení

Blok napájení (Obr.3.) umožňuje přivedení střídavého nebo stejnosměrného napětí v rozsahu 6 až 12 V stejnosměrného nebo střídavého proudu. Napájení je dimenzováno na proudy do 5 A, čemuž by měl být přizpůsoben napájecí zdroj. Blok napájení má instalovaný EMI filtr a ochranný varistor.

!{height:180px}dke-pac-x_ver4_power.png!

_Obr.3.1.1 Model bloku napájení (barvy a vzhled komponent se může lišit)_

Napájecí napětí obvodu je usměrněno dvoucestným usměrňovačem, filtrováno pro snížení zvlnění a měničem buck DC/DC (ST MICROELECTRONICS ST1S10) sníženo na 5,5 V, dále jen +Vpower+. +Vpower+ je připojeno k obvodům managementu akumulátoru a k obvodům lineárního stabilizátoru který napětí upraví na 3,3 V (+Vdata+). Hodnotu napětí +Vpower+ je možné možné přesně nastavit v rozsahu ±250 mV. +Vdata+ je vedeno na 2 konektory [[DKE-SERIAL]], napájí [[CORE-X]] a [[DKE-WIFI]]. Napětí +Vdata+ je chráněno elektronickou pojistkou proti zkratu/nadproudu (max. 1 A) a proti přehřátí (max. 3 W).

Na níže uvedeném schématu napájecí svorkovnice je pod zkratkou +J1+ polyamidová svorkovnice se 3 pružinovými svorkami (fosforový bronz) s tlačítkem. Maximální průřez připojitelného vodiče je 1,5 mm2. Svorky +2+ a +3+ jsou svorky +AC+ a slouží pro připojení napájecího zdroje. Svorka +1+, v modelu +GND+, je propojená s rozlitou vrstvou mědi a označenými montážními otvory. Země napájecí i datové jsou plovoucí, v případě nepřipojeného vodiče do +GND+.

!{height:180px}dke-pac-x_ver4_power_sch.png!

_Obr.3.1.2 Schéma připojení svorkovnice v bloku napájení_

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

Propojka +12/5+ je určena k přemostění vstupního DC/DC měniče, usměrňovacího můstku a ochranných obvodů. POZOR při překročení vstupního napětí 6 V DC a zkratované propojce +12/5+ dojde k zničení elektroniky.

Vstupní napětí je měřeno 12 bit. ADC převodníkem na kanálu PA3 a je označeno makrem IN_VOLTAGE.

Technické parametry:

| Maximální vstupní napětí +AC+ +AC+ | 12 V AC nebo 15 V DC |

| Maximální vstupní napětí +AC(+)+ +GND+ | 6 V DC |

h3(#pwr). 3.2 Konektor akumulátoru

K [[PAC_v4|PAC-X]] je možné připojit Li-Ion nebo LI-Pol akumulátor (3,7 V +Vaccu+ ) na konektor +ACCU+ umístěný na zadní straně DPS. O řízení nabíjení se stará kontrolér MCP73833. Nabíjecí proud je přednastaven na 1 A a lze ho přenastavit v rozmezí 100 mA až 1,2 A změnou hodnoty rezistoru R8. Při nabíjení svítí červená LED dioda. Při ukončení nabíjení se rozsvítí zelená LED dioda. MCU monitoruje stav akumulátoru pomocí ADC na PA4 makro BATT_STAT.

!{height:180px}dke-pac-x_ver4_power_sch.png!

_Obr.3.2.1 Model bloku připojení akumulátoru (barvy a vzhled komponent se mohou lišit)_

Na akumulátoru je měřeno napětí pomocí ADC na PA2 makro BATT_V. Akumulátor je jednosměrně připojen k +Vpower+. Pokud je +Vpower+ nižší než +Vaccu+ napájí akumulátor 3,3V stabilizátor +Vdata+. Akumulátor je při vybití nebo zkratu odpojen MOSFET tranzistorem. Akumulátor se vybíjí na napětí 2.8 V. Po připojení napájecího napětí je akumulátor ihned nabíjen a MOSFET resetován. Pokud je vyměněn akumulátor, je nutné stisknout tlačítko +POWER ON+ na zadní straně DPS u konektoru +ACCU+ který taktéž resetuje MOSFET.

h3(#wifi). 3.3 Patice [[DKE-CORE]] pro připojení MCU

Sada 3 hřebínkových konektorů s 28 piny (rozteč 1,27 mm) pro připojení [[DKE-CORE]] modulu. V případě konfigurace [[PAC_v4|PAC-X]] je do patice zasunut modul [[CORE-X_v1|DKE-CORE-X]] s mikrokontrolérem ATXMEGA 128A1-U. Modul obsahuje programovatelnou bílou LED (+CORE_STAT+) signalizující stav [[PAC_v4|PAC-X]].

!{height:180px}dke-pac-x_ver4_core.png!

_Obr.3.3.1 Model bloku konektorů [[DKE-CORE]] (barvy a vzhled komponent se mohou lišit)_

Bílá +CORE_STAT+ signalizace svítí v případě, že je aktivní +Vdata+ napětí, DC/DC měnič funguje, +CHG_STAT+ svítí a mikropočítač zavedl program. Zhasnutá +CORE_STAT+ a +CHG_STAT+ představuje stejný problém popisovaný v kapitole 3.1. Pokud +CORE_STAT+ bliká (lehce a rychle probliknout) a +CHG_STAT+ 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)

h3(#wifi). 3.4 Patice [[EXP44]]

44 pinová patice [[EXP44]] je použita připojení [[WIFI|DKE-WIFI]], [[BT|DKE-BT]], [[AHRS|DKE-AHRS]], [[IQRF|DKE-IQRF]] modulů. [[EXP44]] má v [[PAC_v4|PAC-X]] 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 [[WIFI|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 [[PAC_v4|PAC-X]].

* Bílá signální +RECEIVE_LED+ svítí/bliká v případě, že jádro [[PAC_v4|PAC-X]] posílá data do připojeného modulu.

!{height:200px}dke-pac-x_ver4_wifi.png!

_Obr.3.4.1 Model bloku +EXP44+ (barvy a vzhled komponent se může lišit)_

h3(#usart). 3.5 Konektor [[DKE-USB|USB & UART]]

Kombinace mini USB a IDC 10 konektorů USARTEM (TX RX XCKO) a USB (D+ a D-) které jsou ochráněny ESD ochranou s nízkou kapacitou svodu.

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

!{height:200px}dke-pac-at90_uart.jpg!

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

h3(#spi). 3.4 Konektory [[DKE-SPI]]

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

Konektor DKE-SERIAL INTERFACE (C,D)

Jedná se o konektor (IDC 20) který obsahuje tři typy sériové komunikace (TWI, USART a SPI) konekror má RED_LED (RES) diodu pro indikaci resetu na připojených DKE-modulech a WHITE_LED (SC) diodu pro indikaci volání mastera u připojených DKE-modulů.

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.

!{height:120px}dke-pac-at90_spi.jpg!

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

h3(#usb). 3.5 Konektory [[USB]]

!{height:120px}dke-pac-at90_usb.jpg!

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

h3(#switch). 3.6 Tlačítka [[DKE-SPI]]

!{height:100px}dke-pac-at90_buttons.jpg!

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

MICRO_SD

konektor pro vložení MICRO_sd karty karta je připojena na svém vlastním portu, pro dosažení vysokých přenosových rychlostí a vysoké spolehlivosti

Konektor DKE-HMMI

Jedná se o  konektor (IDC 14) který slouží pro připojení displeje a libovolné ovlídací periferie (5V, GND, VEE, SCK, RS, CSB, MOSI, regulace jasu, 2x ADC na joystick, 2X digital I/O).

Konektor DKE-ANALOG INTERFACE 

Jedná se o konektor (IDC 20) který obsahuje 6x 12 bit ADC převodník. Konektor lze použín i pro připojení klávesnice, nebo inkrementálních senzorů protože na něm lze číst 8 přerušení. 

h3(#core). 3.7 Mikropočítač - jádro [[AT90USB162]]

------------------------------------------------------------------------

h2(#sw). 4.  Softwarová specifikace

Základní, [[pk|výrobcem]] instalovaná aplikace je [[AMMI_v3|AMMI]].

Uživatel modulu může přeprogramovat jádro [[PAC_v4|PAC-X]] tedy nahradit [[AMMI_v3|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_v4|PAC-X]] modul. Propojení se provede USB-A / USB-miniB kabelem. Na straně PC je USB-A protokol 2.0 a vyšší a na straně [[PAC_v4|PAC-X]] je USB-miniB s označením +FLASH USB+ ([[PAC_v4#usb|PAC-X]]). Na straně PC musí být nainstalován software pro práci s Microchip AVR AT90USB162 mikropočítačem. Vhodný SW a postup nahrání kódu je na "výukových stránkách":https://vyuka.progredior.eu/projects/elektronika/wiki/AVR#programming a na stejném portálu je "úvod do programování AVR":https://vyuka.progredior.eu/projects/elektronika/wiki/AVR.

-------------------------------------------------------------

h2(#guide). 5. Průvodce instalací, používáním a údržbou [[PAC_v4|PAC-X]]

-------------------------------------------------------------

h2(#conf). 6. Konfigurace [[PAC_v4|PAC-X]] modulu

|Označení                   | FW        |Krytí|

|[[IOPE|DKE-PAC-X]]         | ne        |- |

|[[IOPE|DKE-PAC-X-EWB]]     | ne        |[[EWB]] 80x130x35|

|[[IOPE|DKE-PAC-X-AMMI]]    |[[AMMI_v3]]|- |

|[[IOPE|DKE-PAC-X-AMMI-EWB]]|[[AMMI_v3]]|[[EWB]] 80x130x35|

------------------------------------------------------------------------

h2(#dev). 7. Vývojové informace

Vývojové informace jsou určeny pro vývojáře a smluvní partnery.

# Aktuální hlavní vývojová verze: [[versions|dke-4.x]]

# Developments Issue: #1191

-------------------------------------------------------------

h2(#atch). 8. Přílohy