Web
	Analytics
بطاقة مشغلة لتقنية I²C

بطاقة مشغلة لتقنية I²C

بطاقة بسيطة الصنع جدا واستعمالاتها عديدة ومديدة. وسنفرد لك في هذا المقال وصفا لصنع واستعمالها كونها تعتمد على تقنية توصيل معروفة هي تقنية I²C.


تقديم

تقنية I2C أو الـ Inter-Integrated Circuits أو I2C bus هي تقنية تسمح بتشغيل مجموعة من العناصر أو الأجهزة باستخدام أقل عدد ممكن من التوصيلات الالكترونية وبنفس الكفاءة. المثال التالي يظهر نظاما الكترونيا تقليديا قبل استخدام.

ونفس النظام السابق لكن بعد استخدام:


مواصفات البطاقة

بمتحكمين فقط

I²C bus, only 2 microcontroller lines are required

8 قنوات مستقلة كل واحدة بشدة 500 ميليأمبير و650 ميليأمبير كأقصى حد.

8 independent channels, each 500mA (650mA peak)

يمكن أن تكون المخارج متوازية

Output can be paralleled

يتحكم في محركين خطويين أحاديي القطبية بشدة 500 ميليأمبير/الطور أو محرك خطوي واحد أحادي القطبية بشدة 1000 ميليأمبير/الطور

Controls 2 unipolar steppers 500mA/phase

or 1 stepper 1000mA/phase

عناوين قابلة للاختيار

Selectable I²C address

تغذية خارجية 50 فولط كأقصى حد

أو 5 فولط من رأس I²C

Externally powered (50V max)

or 5V from I²C header

لوحة إليكترونية بتصميم بسيط

Simple small single sided PCB

يعتمد على مركبات إليكترونية رخيصة ومعروفة

Based on cheap and popular ICs


ملفات البطاقة

ستحتاج إلى الملفات التالية من أجل إنجاز هذه البطاقة بنجاح:

الدارة الكهربائية

تصميم البطاقة

تموضع المركبات

شيفرة المحرك الخطوي

I2C DRIVER.sch

I2C DRIVER.brd


الأجزاء الرئيسية

العربية
إنجليزية
فرنسية

الرمز في الدارة الكهربائية

الكمية

القيمة أو الصيغة

متوسع عن بعد بـ 8 أزواج د/خ للقناة I2C
Remote 8-bit I/O expander for I2C-bus

IC1

1

PCF8574P

جدول مقاحل دارلينغتون
Darlington Transistor Array
Tableau de Transistors Darlington

IC2

1

ULN2803A

صمام ضوئي
LED

LED1

1

أحمر

مقاومة
Resistor
Resistance

R1

1

1 KOhm

مكثف
Capacitor
Condensateur

C1

1

100 nF

جسر
Jumper
Cavalier

JP1, JP2

2

موصل
Connector
Connecteur

SL3

1

I2C

X1

1

مصفوفة 1×2

X2, X3

2

مصفوفة 1×5


الدارة الكهربائية

الدارة الكهربائية سهلة جدا إذ أنها تعتمد على متحكمين فقط.

الجسرين JP1 و JP2 يمكنان من اختيار مصدر الطاقة.

2 أو 4 مشغلات (drivers) يمكن أن توصل بناقلة واحدة لـ I²C.

 


لا بد من قراءته

من فضلك اضطلع على المقالات الثلاث التالية ولو بنظرة خاطفة إذ أنها مهمة في تحويل الدارات الكهربائية إلى بطاقات إلكترونية بمهنية عالية وبصنع يدك فقط:

اصنعها إليكترونيا – الشرائح الإليكترونية 1

اصنعها إليكترونيا – الشرائح الإليكترونية 2

اصنعها إليكترونيا – تحويل الدارات إلى بطاقات إليكترونية


التصميم

بالإعتماد على المقال الثاني في لا بد من قرائته يمكنك انجاز البطاقة الإليكترونية بسهولة.

قم بتحميلها في ما ذكرناه في فقرة "ملفات البطاقة".


تموضع المركبات

استعن بالصورة التالية من أجل وضع المركبات الإليكترونية بشكل صحيح في مواقعها على البطاقة.


تركيب

البطاقة سهلة الصنع كثيرا. قم أولا بتثبيت كل العناصر. ثم بعد ذلك صل الرأس SL3 بأحد رؤوس I2C على وحدة التحكم. قم بعدها بتغذية البطاقة بالطاقة الكهربائية، وكنتيجة لذلك من المفترض أن يشتغل الصمام الضوئي الأحمر. تفحص الطاقة الكهربائية حيث يجب أن تكون 5 فولط في المركبين IC1 و C3.


الضبط

الطاقة

طريقة وضع الجسر JP1 تؤدي إلى تحديد مصدر الطاقة المستعملة في الرأسين X2 و X3.

1- إذا وضعته على المربطين 1-2 ستؤخذ الطاقة من الرأس SL3. هذا يعني أن وحدة التحكم هي مصدر طاقتك وأن الجهد الكهربائي المطبق على X2 و X3 هو 5 فولط. استعمل هذه الطاقة بالنسبة للمستقبلات الصغيرة فقط. المعدل الكهربائي 7805 المستعمل في وحدة التحكم يمكن أن يمدك بشدة تيار قصوى هي 1 أمبير. ونظريا، فإن استهلاك الطاقة للمشغل I2C تحسب بالعلاقة  8×0.5A=4A أي أنها فوق كافية للمعدل الكهربائي 7805.

2- في حالة إذا أردت أن تتحكم بالمحركات الخطوية أو أي جهاز آخر يحتاج لأكثر من تيار شدته 0.5 أمبير وجهده 5 فولط، فهنا يجب تزويد البطاقة بتيار كهربائي خارجي كاف لما تحتاجه. ضع الجسر JP1 على المربطين 2-3 وصل التيار الكهربائي الخارجي بالرأس X1. وانتبه إلى أن أقصى جهد يمكنك استعماله هو 50 فولط فقط.

ملاحظة: لاحظ أن المركبين IC1 و IC2 ما زال بالإمكان تغذيتهما عن طريق الرأس SL3 وأن الصمام الضوئي الأحمر يشير إلى الطاقة الموجودة في SL3 لا الموجودة في X1.

الطاقة المتوازية

أقصى شدة تيار لكل مخرج تساوي 0.5 أمبير. إذا كنت تريد أن تتحكم بأجهزة تحتاج لشدة أكبر من هذه فيمكنك أن توازي بالمخارج. مثلا، يمكنك استعمال X2-1 و X2-2. في هذه الحالة ستتضاعف شدة التيار لتصبح 1 أمبير. وإذا استعملت أربعة مخارج من X2-1 إلى X2-4 فستصبح الشدة هي 2 أمبير، وهكذا...

انتبه إلى أنه لا يمكنك استعمال المخرجين X2-5 و X3-1. الثقوب الأخرى بين الرأسين X2 و X3 قد أضيقت لهذا الغرض.

تحذير: إذا أردت أن توازي بين المخارج لتحصل على تيار أكبر، فيجب أن تضع نفس القيم (0 أو 1) في خطوط المخارج المتصلة. مثلا، لإذ وضعت 1 في سطر واحد و0 في الآخر فهذا يعتبر قصرا (short circuit)! كنتيجة لذلك سيتعرض المركب ULN2003 إلى ارتفاع في درجة الحرارة بسرعة وبالتالي قد يتم إتلافه.

العنْوَنة

العنوانين المفترضين بدئيا والتي يمكنك اختيار واحد منهما هما: 40hex و 42hex.

إذا استعملت المركب الإليكتروني PCF8574*A*i فإن العنوانين سيكونان هما: 70hex و 72hex.

بتغييرك لموضع الجسر JP2 يمكنك تحديد العنوان المناسب، حيث أن:

الموضع 1-2 سيعطينا العنوان 42hex (أو 72hex بالنسبة للميكركنترولور PCF8574A)

الموضع 2-3 سيعطينا العنوان 40hex (أو 70hex بالنسبة للميكركنترولور PCF8574A)

أقصى حد لمشغلات I2C التي يمكنك ايصالها لناقل I2C واحد هو 2. إذا لم يكن هذا الهدد كافيا لك فيمكنك أن تقطع السلك الموصل بين PAD1 و PAD3 ثم صل PAD1 بـ PAD2. هذا سيزيدك عنوانين آخرين لتتمكن من إيصال ما يصل إلى 4 أجهزة بناقل واحد.

إذا لم تكن متأكدا من إصدار الميكروكنترولور PCF8574 فربما هو إصدار بدون زيادة الحرف A وبالتالي ربما يمكنك استخدام العنوانين 40hex و 42hex.


تطبيقات

يمكن أن تستعمل هذه البطاقة كـ:

- بطاقة متحكمة بالمركات الخطوية الأحادية القطبية (Unipolar stepper control).

- بطاقة تغذية للمحركات العادية الصغيرة بيد أنه لا تتحكم في دورانها (Power for small DC motors).

- بطاقة لتغذية الصمامات الضوئية أو صمامات ليوكسن (Led or Luxeon power).

- بطاقة مسيرة للطاقة الكهربائية (Power management).

- استعمالات متعددة أخرى.

المثال التالي إنما هو أحد تطبيقاتها حيث يمكن استعمال البطاقة من أجل التحكم في حركة محركين خطويين أحاديي القطبية (تجده في الطابعات مثلا) من أجل التحكم في حركة كاميرات المراقبة. تدعى بالإنجليزية بـ: camera pan and tilt.

لكننا نزودك بشيفرة التحكم بمحرك خطوي واحد فقط. تجد ملف الشيفرة في فقرة "ملفات البطاقة". تمت كتابة الشيفرة بواسطة البرنامج BASCOM AVR.

للمحرك الخطوي أحادي القطبية 5 أسلاك، ومن المهم إيصالها بالبطاقة بالشكل الصحيح. قم بإيصال السلك الشائع بالمربط X3-5 والأسلاك الأخرى بالمرابط من X3-1 إلى X3-4.

إذا لم تقم بإيصالها بالشكل الصحيح فربما سيتعرض المحرك إلى زعزعة لكن ليس دورانا. في هذه الحالة قم باستبدال الأسلاك بعضها ببعض لكي تحصل على التوصيل الصحيح.

إذا استعملت الميكروكنترولور ATMega32 بدلا من ATMega16 فقم بإزلة إشارة التعليق من أمام الأمر التالي في الشيفرة:

$regfile = "m32def.dat"


تأليف

تأليف: http://aquaticus.info
 
البريد الإليكتروني: عنوان البريد الإلكتروني هذا محمي من روبوتات السبام. يجب عليك تفعيل الجافاسكربت لرؤيته.
ترجمة بتصرف: محمد السهلي 


 
 


المراجع

http://aquaticus.info/i2c_driver


 

أضف تعليق


كود امني
تحديث


Go to top