Bauplan Schaltplan Steuersoftware für Magisches Band

EM800 wird von Atmel Tiny85 Controller angesteuert.
Die hier gezeigte Schaltung benötigt natürlich noch ein geeignetes Programm für den Mikrocontroller, um korrekt zu funktionieren. Die Software muss dabei zum Einen das pulsweitenmodulierte Signal sicherstellen, zum Anderen sorgt sie für die Kommunikation über eine serielle Schnittstelle.

Da der Atmel Tiny85 Controller keinen eingebaute Hardware-UART hat, wird die entsprechedne Funktion einfach in Software nachgebildet. Als Quarzfrequenz für den Controller wurde 7372800 Hz gewählt. Hieraus wird mit Timer1 ein periodischer Interrupt Takt von 7200 IRQ's pro Sekunde erzeugt. Dieser IRQ Takt wird nochmal durch einen Software-Zähler gedrittelt, so dass exakt 2400 Ereignisse pro Sekunde stattfinden, der Bit-Takt für die Software-Schnittstelle.

Soll ein Byte gesendet werden, wird dieses in ein Ausgabe-Register geschrieben und bei jedem Taktschritt dann bitweise auf einen Ausgangsport gegeben, inclusive einem Start-Bit sowie einem Stop-Bit.

Das Empfangen eines Zeichens ist etwas komplizierter. Hierfür wird bei einer negativen Flanke am INT0-Eingang ein Ablauf gestartet, welcher während 10 Bit-Zeiten (8 Datenbits, 1 Startbit, 1 StopBit) das Signal am Eingang liest und in einem Empfangsregister dann zu einem Datenbyte zusammenfügt. Um den Empfangstakt immer korrekt einzuhalten, wird hier beim Erkennen des Startbbits der aktuelle Timer1 Zählerstand als neuer Startwert für einen Compare-Interrupt verwendet und dann immer synchron zu diesem Interrupt abgetastet. Damit ist das Senden und Empfangen unabhängig voneinander, die Software-Uart ist also für den Full Duplex Betrieb geeignet.

Als Rückmeldung wird dann noch nach Empfang eines Bytes deises dann umgehend zum Sender zurückgeschickt (Echo). Gleichzeitig wird der empfangene Wert als neue PWM Einstellung verwendet, so dass die Ausgangsspannung der Schaltung sich ändert und das Magische Band somit angesteuert wird.

Zur Verbindung mit einem PC kann ein einfacher USB/Uart Wandler dienen, welcher auch gleichzeitig die benötigte Betriebsspannung für den Controller liefert. Dabei wird der RX Anschluss des Adapters dann mit dem TX Anschluss der EM800 Platine verbunden und umgekehrt.


Ein FT232RL USB-UART Adapter

Die Erzeugung des PWM Signals ist hingegen sehr einfach, dies erledigt der Controller praktisch ohne weiteres Zutun mit seinem integrierten Timer 0. Dieser läuft mit Prescaler=1, was letztendlich eine PWM-Frequenz von 28,8 kHz bedeutet. Durch eine Abfrage in der Software wird noch sichergestellt, dass das Tastverhältnis maximal auf 50 Prozent (127) gestellt werden kann, um den Schaltwandler nicht zulange eingeschaltet zu lassen.

Mit einem geeigneten Steuerprogramm auf einem PC lässt sich somit das magische Band über diese kleine Software direkt ansteuern, wie in dem hier verlinkten Video zu sehen ist.

Die Software kann hier heruntergeladen werden, sie wurde mit dem GCC unter der Entwicklungsumgebung Eclipse erstellt. Fertige Platinen und Bauteile gibts bei www.askjanfirst.com

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