POROČILO PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA

Transcription

1 VISOKOŠOLSKI STROKOVNI ŠTUDIJ Elektrotehnika Elektronika POROČILO PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA v LX navigation d.o.o. - Celje Čas opravljanja od do Mentor v GD Črtomir Rojnik dipl. inž. el. Študent Igor Spaseski Vpisna številka E-pošta igor.spaseski@gmail.com Telefon

2

3 1.člen Skladno z zakonom o visokem šolstvu (Uradni list RS, št. 67/93) traja izobraževanje po študijskih programih za pridobitev visoke strokovne izobrazbe od treh do štirih let. Poleg predavanj, seminarjev in vaj ti programi vsebujejo tudi praktično usposabljanje. Ta pogodba ureja medsebojna razmerja, pravice in obveznosti pogodbenih strank pri izvajanju praktičnega usposabljanja v okviru štiri letnega visokošolskega strokovnega študijskega programa UNIVERZE v Mariboru na Fakulteti za elektrotehniko, računalništvo in informatiko, Smetanova 17, 2000 Maribor - v nadaljevanju imenovana FERI. 2.člen Dolžnosti gospodarske družbe so: svetovati in izobraževati študenta/študentko v skladu s programom izvajanja praktičnega usposabljanja, ki je dostopen na FERI, študenta/študentko pred začetkom praktičnega usposabljanja seznaniti s predpisi o varstvu pri delu in mu zagotoviti varen potek dela, pregledati devnik praktičnega usposabljanja in ga oceniti, omogočiti učitelju veščin oz. koordinatorju prakse na FERI opravljanje svetovanja in nadzora nad izvajanjem praktičnega usposabljanja. 3.člen Dolžnosti študenta/študentke so: da z vso resnostjo in prizadevnostjo izkoristi možnosti praktičnega usposabljanja, ki ga nudi gospodarska družba, da se drži predpisanega delovnega časa, ki je v veljavi v gospodarski družbi, upoštevati navodila in naloge mentorja strokovnega izobraževanja, izdelali poročilo o praktičnem usposabljanju po merilih in zahtevah FERI in ga predložiti mentorju, pravočasno javiti izostanke (bolezen, študijske obveznosti). 4.člen Gospodarski družbi ne pripadajo iz naslova te pogodbe nobena plačila, razen plačila, ki so posledice kazenske odgovornosti študenta/študentke. Študentu/študentki pripada nagrada v skladu s 55.členom Splošne kolektivne pogodbe za gospodarske dejavnosti UR.l. RS št 40/97, pavšalni prispevki za poškodbe pri delu in poklicno bolezen in regres za prehrano. 5.člen Študent/študentka med izvajanjem praktičnega izobraževanja ohranja status študenta in je obvezno zdravstveno zavarovan. 6.člen Pogodba se lahko prekine: brez odpovednega roka, zaradi pomembnega vzroka, z odpovednim rokom 4 tedne, če program izobraževanja močno odstopa od zastavljenih ciljev opredeljenih v programih praktičnega usposabljanja dostopnih na FERI. 7.člen Pogodba je sklenjena v treh izvodih, od katerega prejme en izvod FERI, en izvod gospodarska družba in en izvod študent na praktičnem usposabljanju.

4 KAZALO 1 OPIS GOSPODARSKE DRUŽBE LX NAVIGATION D.O.O DEJAVNOST PODJETJA OPIS PRODUKTOV OPIS PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA ELEKTRONSKI DEL NAPRAVE Uvod in delovanje vezja Mikrokontroler ATmega8L LCD modul 2x8 s Hitachi-jevim HD44780U kontrolerjem Detektor moči AD8362A Ostala integrirana vezja Kratek opis uporabe programa Altium Designer Summer PROGRAMSKI DEL NAPRAVE Opis urejevalnika CodeVisionAVR in programa za programiranje AVRprog Diagram poteka Program Opis programa SKLEP PRILOGE

5 KAZALO SLIK Slika 1: Razpored pinov mikrokontrolerja ATmega8L v TQFP ohišju Slika 2: Mikrokontroler ATmega8L v TQFP ohišju Slika 3: Blok shema mikrokontrolerja ATmega8L Slika 4: LCD modul 2x8 s Hitachi-jevim HD44780U kontrolerjem Slika 5: Naslovi DDRAM-a pri 2x8 LCD zaslonu Slika 6: Vzorec velikosti 5x8 pikslov Slika 7: Blok diagram AD Slika 8: Razpored pinov detektorja moči AD8362 v TSSOP ohišju Slika 9: Primer merjenja RF signala Slika 10: Napetostni regulator L7805CV v TO220 ohišju Slika 11: Transciever MAX3222 v TSSOP20 ohišju Slika 12: Močnostni MOSFET tranzistor v D-Pak ohišju Slika 13: Načrtovalsko okolje Altium Designer Summer Slika 14: Okno za risanje sheme v Altium Designer-ju Summer Slika 15: Okno za risanje tiskanine v Altium Designer-ju Summer Slika 16: Vezalni načrt merilnika Slika 17: Zgornja stran tiskanine Slika 18: Spodnja stran tiskanine Slika 19: Trideminzionalen pogled zgornjega dela tiskanine Slika 20: Trideminzionalen pogled spodnjega dela tiskanine Slika 21: Končano tiskano vezje Slika 22: Končan merilnik v ohišju Slika 23: Glavno okno prevajalnika CodeVisionAVR Slika 24: Nastavitve prevajalnika CodeVisionAVR Slika 25: Glavno okno programa AVRprog Slika 26: Dodatne nastavitve programa AVRprog Slika 27: Diagram poteka programa Slika 28: Primer merjenja moči RF signala pri LX Flarm Red Box-u Slika 29: Primer merjenja moči RF signala pri LX Flarm Mini Box-u

6 UVOD Pogoj za uspešno dokončanje visokošolskega študijskega programa elektrotehnika na fakulteti za elektrotehniko, računalništvo in informatiko je obvezno šestmesečno praktično izobraževanje. Opravljal sem ga v podjetju LX navigation d.o.o. s sedežem v Celju, katerega lastnik in mentor prakse je g. Črtomir Rojnik. Podjetje se ukvarja z razvojem, proizvodnjo ter zastopanjem navigacijskih naprav za jadralna in ultralahka letala. Večino časa sem prakso opravljal v razvojnem oddelku, prav tako pa tudi v oddelku za sestavljanje in servisiranje. Kot praktikant sem na začetku spoznaval delovno okolje ter risal in jedkal različna elektronska vezja, katera sem tudi preizkusil. Med izobraževanjem sem spoznaval delovanje in namen naprav ter aplikacij, ki so jih razvili v podjetju. Na koncu sem sodeloval pri nekaterih projektih in realiziral tudi tega, ki ga bom predstavil v naslednjih nekaj poglavjih. V času izobraževanja sem pridobil veliko novega znanja s področja načrtovanja elektronskih vezij s programskim paketom Altium Designer Summer 09 ter programiranja mikrokontrolerjev Atmel v jeziku C s prevajalnikom CodeVisionAVR. 1 OPIS GOSPODARSKE DRUŽBE LX navigation d.o.o DEJAVNOST PODJETJA Gospod Črtomir Rojnik je iz svoje strasti do letalstva že leta 1977 začel razvijati instrumente za navigacijo in se 15 let pozneje tej dejavnosti v celoti posvetil. Podjetje LX navigation iz Celja je eden največjih in najbolj znanih proizvajalcev navigacijskih naprav za jadralna in ultralahka letala na svetu in obvladuje okoli 50-odstotni svetovni tržni delež. Izvozi skoraj celotno proizvodnjo, le manjši delež proda domačim strankam. LX navigation je zelo cenjena blagovna znamka v letalskem svetu. S temi napravami leti v tujini približno 10 tisoč letalcev. Na svetovnem trgu se je uveljavila s kakovostjo in 6

7 ne z nizkimi cenami. Cene naprav se gibljejo od 700 do 4000 evrov. Toda v tej dejavnosti cena pri nakupu nima večje vloge, kajti kupci morajo izdelku preprosto zaupati. Kako lahko malo slovensko podjetje postane vodilni svetovni ponudnik? Direktor podjetja našteva nekaj pogojev. Prvi je, da delaš z veseljem in tisto, kar dobro poznaš. Naših naprav ne moreš delati, če ne poznaš letalstva. Sem diplomirani inženir elektrotehnike, a samo z diplomo tega ne bi mogel delati. Kot letalec testiram vse nove izdelke. trdi g. Rojnik. Tega pravila se drži, tudi ko izbira najožje sodelavce večina razvojnikov je letalcev. Drugi pogoj za uspeh v svetovnem merilu je po mnenju direktorja inovativnost. Pri tem ne misli toliko na tehnične inovacije in patente kot na inovativnost v poslovanju in trženju. Gre za sposobnost prisluhniti kupcem in jim ob pravem trenutku ponuditi pravi izdelek. In tretji pogoj za uspeh je ta, da si podjetnik izbere dovolj ozko tržno nišo, v kateri lahko naredi svetovni preboj. Navigacijske naprave za jadralna letala so prav taka ozka tržna niša, v kateri konkurirajo samo mali proizvajalci. Podjetje LX navigation kot vodilni svetovni ponudnik tovrstnih naprav, na primer, zaposluje le pet ljudi. S pripombo, da v podjetju skrbijo samo za razvoj, trženje in podporo kupcem, medtem ko proizvodnjo opravljata kooperantski podjetji s 15 zaposlenimi, ki delata skoraj izključno za njih. Razvoj navigacijskih naprav za letalstvo je bila do pred nekaj let edina dejavnost podjetja LX navigation. Kasneje so ustvarili še podjetje LX Track, ki se ukvarja z načrtovanjem naprav za spremljanje vozil. Za to dejavnost so se odločili, ker temelji na enaki tehnologiji kot glavna dejavnost in ker smo v njej slutili ogromen potencial, pravi direktor podjetja OPIS PRODUKTOV Podjetje proizvaja veliko različnih izdelkov, od vario navigacijskih sistemov, sistemov za spremljanje in izogibanje zračnega prometa do raznih displeyev in merilnikov. Razvijajo pa tudi aplikacije za računalnike in PDA-je (personal digital assistant). Nekatere od njih smo prikazali na spodnjih slikah. 7

8 LX 7007 (pro IGC, Basic in Compact) so vario navigacijski sistemi. Našteti se razlikujejo se po funkcijah, ceni in ustreznosti pravilom komisije IGC 1. LX 707 je GPS (Global Positioning System) navigacijski sistem s senzorjem pritiska, podporo za SD (secure digital) kartico, funkcijo doleta in zapisovalnikom leta (loggerjem). Poveže se lahko z GSM modemom in ima opcijsko vgrajen flarm 2 sistem. LX 1600 je cenovno ugoden variometer, beležnik leta in navigacijski sistem. LX Map je GPS navigacijski sistem zasnovan na Windows CE 5.0 platformi z vgrajenim GSM modemom. Ima 7 inčni barvni zaslon občutljiv na dotik in okvir primeren za montažo. Nanj se lahko naloži tudi primeren program za navigacijo v avtomobilu. 1 IGC (International Gliding Commission) je mednarodna jadralna komisija, ki je odgovorna za vse aktivnosti z jadralnimi letali znotraj FAI (Fédération Aéronautique Internationale mednarodna letalska zveza). Pod aktivnosti sodijo mednarodna tekmovanja in svetovni rekordi. 2 FLARM (flight alarm) je majhna nizko cenovna ter nizko napetostna naprava, zasnovana posebej za pilote jadralnih letal, uporablja pa se zaradi vse večjega števila usodnih trčenj, ki vključujejo tudi jadralna letala. 8

9 LX 16 je visoko zmogljiv elektronski variometer z zvočnimi opozorili. Prikazuje nam trenutno in povprečno vertikalno hitrost ter čas leta. LX 166 je elektronski variometer s sposobnostjo izračuna doleta, vhodom za NMEA 3 stavke in flarm ter zmožnostjo priključitve na PDA. Colibri je najmanjši zapisovalnik leta z odobritvijo komisije IGC. Vso dogajanje zapisuje na priloženo SD kartico. Colibri Flarm ima podobne lastnosti kot levo omenjena naprava, samo da je opremljen še s sistemom flarm. Uporablja se za navigacijo, izračunavanje vetra in beleženje prižiganja motorja letala. Nanj se priključi zunanja antena in zunanji flarm display. LX Voice Module je bil razvit, da naredi LX 7007 pro IGC še bolj uporabnikom prijazen. Ta modul generira zvočna opozorila z internim zvočnim sintetizatorjem. LX Mobile je program za dlančnike, ki se uporablja za prenos pomembnih podatkov (task-ov) med njimi in LX NMEA (National Marine Electronics Association) je stavek, ki se uporablja pri GPS sistemih. 9

10 LX Flarm Mini Box je kompaktna flarm naprava, primerna za montažo na vrhu instrumentalne plošče letala. Nanj se lahko priključi še dlančnik, zunanji flarm display in LX Voice Module. Opcijsko je lahko opremljen z logger-jem leta ter SD kartico. LX Flarm Red Box je samostojem flarm sistem, ki se ga lahko namestimo kamorkoli v pilotsko kabino. Za delovanje potrebuje še GPS anteno, RF anteno ter display. Opremljen je lahko enako kot LX Flarm Mini Box. LX FLARM Graphic Display se uporablja za grafično prikazovanje zračnega prometa pri sistemu flarm. Ima tudi sposobnost zvočnega opozarjanja. LX FLARM 57mm Display se lahko priključi na katerokoli flarm napravo in montira na instrumentacijsko ploščo. LX universal 57 mm graphic display je instrument ki prikazuje hitrost v elektronski obliki in analogno s kazalcem. Prav tako se uporablja tudi kot variometer in višinomer. 10

11 2 OPIS PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA Praktično izobraževanje sem večinoma opravljal v razvojnem oddelku podjetja, prav tako pa tudi v oddelku za sestavljanje in servisiranje naprav. Kot praktikant sem na začetku spoznaval delovno okolje ter risal in jedkal različna elektronska vezja, kot so: razdelilniki signalov (splitterji), GPS Miška, komunikacija po napajalnih linijah itd. Slednja sem tudi zlotal in preizkusil. Med izobraževanjem sem spoznaval delovanje in namen naprav ter aplikacij, ki so jih razvili v podjetju. Napravam sem nalagal programe za mikrokontrolerje in posodabljal podatkovne baze. Nekaterim sem vpisoval serijske številke in izvajal določene meritve. Ob koncu prakse sem narisal tiskano vezje za projekt LX66 Trailer #1 pri podjetju LX Track in realiziral merilnik, ki se imenuje LX Flarm Power Meter. Naprava se bo uporabljala za merjenje moči radijskega signala (RF - radio frequency) v sistemih flarm. Izdelava naprave je potekala dvonivojsko. V prvem nivoju se je projektirala ter izdelala tiskanina naprave, v drugem nivoju pa je bilo na vrsti pisanje programa za mikrokontroler ELEKTRONSKI DEL NAPRAVE Uvod in delovanje vezja Povejmo najprej nekaj besed o nihanju, ki ga bomo merili. Radijska frekvenca (RF) je vrsta elektromagnetnega sevanja ki se uporablja v najrazličnejših brezžičnih komunikacijah, kot so mobilna telefonija, GPS sistemi, radarji in podobno. Frekvence radijskih signalov znašajo od 3 khz do 3GHz (frekvenca uporabljena v flarm sistemih znaša 868 MHz) z valovno dolžino od 1 mm do 100 km.. To območje elektromagnetnega valovanja sestavlja radijski spekter in se odziva na frekvence električnih signalov uporabljenih za produkcijo in detekcijo radijskih valov. RF lahko smatramo kot elektromagnetno oscilacijo v elektronskih vezjih ali valovanju v zraku. Kot vsa ostala 11

12 elektromagnetna valovanja tudi RF signal potuje s svetlobno hitrostjo. Kot smo že omenili nam bo vezje merilo prejeto moč RF signala iz enote flarm in prikazovalo na LCD zaslonu v dbm-ih. Enota dbm nam pove razmerje prejete moči v db proti referenci 1 mw. Za lažje razumevanje smo podali tabelo, ki jo najdete v prilogi na strani 47. Naj omenimo še to, da znaša moč pri teh napravah okoli 9,5 dbm oziroma 9 mw, kar lahko prav tako vidimo v prilogi na strani 49. Merilnik je sestavljen iz večih integriranih vezij, zato smo jih tudi opisali. Verjetno najpomembnejši del predstavlja mikrokontroler, ki vsebuje kodo programa, detektor moči AD8362A in LCD modul za prikazovanje. Drugače pa je na tiskanini še napajalni del, večnamenska tipka ter druge spremljevalne komponente Mikrokontroler ATmega8L Spregovorimo najprej nekaj besed o mikrokrmilnikih oziroma mikrokontrolerjih. To je čip, ki vsebuje skoraj vse sestavine mikroračunalnika (procesor, notranji pomnilnik, vmesnike itd.). Za popoln mikroračunalnik, mikrokrmilniku manjkajo le vhodno-izhodne enote (tipke, senzorji, LCD zasloni...), ki niso primerne za vgradnjo v čip. Mikrokrmilnike srečamo v večini modernih elektronskih naprav. Na primer v mobilnem telefonu, televiziji, v DVD-predvajalniku, v mikrovalovni pečici, v pralnem in pomivalnem stroju. V sodobnem avtomobilu in osebnem računalniku jih je cela množica. Razlog za to je v njihovi univerzalni uporabnosti in cenenosti. Najpomembnejša sestavina mikrokrmilnika je procesor. Vsi mikrokrmilniki, ki so nadgradnja istega procesorja, tvorijo družino mikrokrmilnikov. Med seboj se predstavniki družine razlikujejo po vrsti in količini dodanih enot. Procesorji v mikrokrmilniku se razlikujejo v številu bitov, ki jih obdelujejo hkrati in v hitrosti delovanja oziramo taktu. Največkrat so osembitni in "tečejo" s hitrostjo nekaj MHz. V primerjavi z glavnim procesorjem v osebnem računalniku je to malo, vendar v večini primerov zadostuje. Ker se mikrokrmilniki največkrat programirajo v zbirniku, je tudi potreba za pomnilnik razmeroma majhna (nekaj kb). 12

13 Srce elektronskega dela naprave predstavlja Atmelov mikrokontroler, ki ga poganjamo s kvarčnim oscilatorjem hitrosti 8 MHz. Njegova naloga je, da meri napetost, ki mu jo pošilja čip za detekcijo moči AD8362A in pomembne podatke izpiše na dvovrstični 2x8 LCD zaslon. Odlikuje se z 8 kilo bajtov programljivega flash pomnilnika, kar je več kot dovolj za naš program. Izbrali smo ga tudi zaradi majhne porabe moči, ker bo vezje delovalo na 9 V baterijskem napajanju. Kot je razvidno iz slike 1 ima mikrokontroler 32 pinov in je v TQFP (Thin Quad Flat Pack) ohišju. Slika 1: Razpored pinov mikrokontrolerja ATmega8L v TQFP ohišju. Pomen uporabljenih priključkov smo opisali spodaj: V CC in GND pina sta razumljiva sama po sebi, pomembno je le, da je napetost V CC dovolj stabilna. Napetostni stabilizator L7805CV z ustreznimi gladilnimi kondenzatorji zadovoljivo opravlja to nalogo. A VCC pin priskrbi napajalno napetost A/D pretvorniku. Tudi če A/D pretvorbe ne uporabljamo mora biti ta pin priključen napajalno napetost V CC. A REF je referenčni pin za A/D pretvornik in je priključen na napajalno napetost V CC. 13

14 PortB (PB0 do PB7) je 8-bitni dvosmerni V/I port z notranjimi pull-up upori. Pina PB6 (XTAL1) in PB7 (XTAL2) se uporabljata za priključitev zunanjega oscilatorja. Ker nismo imeli potrebe po hitrejšem taktu delovanja, smo se odločili za 8 MHz kvarčni oscilator. Za odpravljanje morebitnih motenj smo kristalu dodali še 22 pf kondenzatorje. Drugače pa ima večina AVR mikrokrmilnikov notranje oscilatorje, katerim frekvenco lahko nastavljamo programsko, vendar pa so tipa RC in zato manj stabilni kot kristalni. Pine PB3 (MOSI), PB4 (MISO) in PB5 (SCK) smo uporabili za programiranje mikrokontrolerja na način ISP (In-system programming). To pomeni, da ga lahko programiramo v vezju med razvojem. Tak način programiranja je veliko hitrejši in uporabnejši. PortC (PC0 do PC5) je 7-bitni dvosmerni V/I port z notranjimi pull-up upori. Pine tega porta smo uporabili za priključitev merilnega vezja AD8362A, za merjenje napetosti beterije in priključitev večnamenske tipke. PC6/RESET pin uporabimo za resetiranje mikrokontrolerja. Za nemoteno delovanje mora biti ta pin na visokem logičnem nivoju. Resetiranje izvedemo tako da mikrokontrolerju pošljemo pulz na nizkem logičnem nivoju minimalne dolžine 1.5 µs. PortD (PD0 do PD7) je 8-bitni dvosmerni V/I port z notranjimi pull-up upori. Vse pine porta smo uporabili za priključitev dvovrstičnega 2x8 LCD zaslona. Slika 2: Mikrokontroler ATmega8L v TQFP ohišju. 14

15 Mikrokontroler je zgrajen v CMOS (Complementary metal oxide semiconductor) tehnologiji in ima 8 bitno zunanje podatkovno vodilo. Zasnovan je na napredni RISC (Reduced Instruction Set Computer) arhitekturi. Takšne vrste mikrokontrolerji imajo relativno majhen nabor ukazov, so hitrejši pa tudi cenejši za izdelavo od CISC (Complex instruction set computing) mikrokontrolerjev. Notranja zgradba je podobna tisti, ki smo jo obravnavali na fakulteti. Ima 32 splošno namenskih registrov, ki so povezani z aritmetično logično enoto (ALU - arithmetic logic unit), kar nam omogoča dostop do dveh neodvisnih registrov v enem urinem ciklu z eno inštrukcijo. Za lažjo predstavo o notranji zgradbi smo podali sliko 3, podrobnosti pa lahko najdemo na proizvajalčevi strani. Slika 3: Blok shema mikrokontrolerja ATmega8L. Program s katerim smo sprogramirali mikrokontroler je opisan v naslednjem poglavju. 15

16 LCD modul 2x8 s Hitachi-jevim HD44780U kontrolerjem LCD (Liquid Cristal Display) je zaslon, izdelan v tehnologiji tekočih kristalov. Gre za snov, ki je po fizikalnih lastnostih med tekočim in trdnim stanjem. Svetloba prodira skozi tekoče kristale v smeri kamor so obrnjene molekule, ki sestavljajo tekoče kristale, kar je lastnost trdnih snovi. V začetku šestdesetih let prejšnjega stoletja pa so odkrili, da lahko z električnim tokom vplivamo na razporeditev molekul in s tem na prehajanje svetlobe skozi tekoče kristale, zato se uvrščajo med tekočine. Zaslon s tekočimi kristali je sestavljen iz dveh med seboj pravokotnih polarizacijskih filtrov, med katerima je plast tekočih kristalov. Če bi med filtroma ne bi bilo tekočih kristalov, bi bila nepropustna za svetlobo. Prvi filter namreč spusti skozi samo svetlobo, polarizirano v eni smeri, drugi filter pa je postavljen pravokotno na to smer in svetlobi onemogoči "izhod". Plast tekočih kristalov v osnovnem stanju spremeni polarizacijo svetlobe, ki pride skozi prvi filter, zato gre lahko tudi skozi drugega. Pika na zaslonu je v tem primeru svetla. Pod vplivom električne napetosti tekoči kristali spremenijo smer polarizacije in bolj ali manj, odvisno od napetosti, onemogočijo pot svetlobi skozi drugi filter. Pika je temna oziroma črna. Znakovni oziroma alfanumerični prikazovalniki so običajno izvedeni v obliki modula s prikazovalno površino in tiskanino z vgrajenim krmilnim vezjem. V našem primeru se je uporabljal LCD zaslon s Hitachi-jevim HD44780U kontrolerjem, ki je precej razširjen. Izdelan je v CMOS tehnologiji in v kombinaciji s CMOS mikrokrmilnikom lahko realiziramo prenosne naprave z zelo nizko porabo energije za baterijsko napajanje. Kontroler je sposoben prikazovati alfanumerične znake in simbole s točkami razporejenimi v obliki matrike po ASCII (American Standard Code for Information Interchange) tabeli (tabela 2 v prilogi na strani 48). Uporabniki pa lahko realizirajo tudi poljubne karakterje oziroma simbole. Izvaja lahko vse funkcije, ki so potrebne za krmiljenje prikazovalnikov in se neposredno priključi na 4 ali 8-bitno vodilo mikrokontrolerja, kot vsako drugo vhodno/izhodno enoto. Za povezavo z mikrokontrolerjem pri 8 bitni komunikaciji ponavadi uporabljamo 14 pinov, v primeru osvetlitve pa

17 Slika 4: LCD modul 2x8 s Hitachi-jevim HD44780U kontrolerjem. Pomen posameznih priključkov modula: 1 GND (masa) 2 Vcc (napajanje 5 V) 3 V 0 (nastavitev kontrasta) Za primeren kontrast smo pin vezali na uporovni delilnik. 4 RS (izbiranje registrov) Kadar je RS = 0 pomeni, da je izbran instrukcijski register, kadar pa je RS =1 pa pomeni, da je izbran podatkovni register. Z drugimi besedami, glede na status RS pina, so podatki na vodilu obravnavani kot inštrukcija ali kot znakovni podatek. 5 R/W (branje iz modula in pisanje na modul) Ker branja nismo uporabljali, smo ta pin vezali na maso. 6 E (vklop ali izklop modulovega kontrolerja, ki služi tudi za izbiro bitne komunikacije) Ko je E pin na nizkem nivoju bo LCD izklopljen v obratnem primeru pa vklopljen.: 7 ~ 14 (podatkovne linije za dvosmerno komunikacijo) Izbrali smo 4- bitno enosmerno komunikacijo, predvsem zaradi zmanjšanja števila uporabljenih linij na mikrokontrolerju. 15 in 16 sta anoda in katoda LED osvetlitve. Osvetlitve nismo uporabili, zato sta ta dva pina ostala nepovezana. 17

18 Tako, kot smo opisali notranjo zgradbo mikrokrmilnika, bomo enako storili tudi tukaj. Osredotočili se bomo na registre Hitachi-jevega kontrolerja. HD44780 ima dva 8-bitna registra in sicer instrukcijski register (instruction register - IR) ter podatkovni register (data register - DR). Instrukcijski register shranjuje instrkcijske kode za brisanje celotnega zaslona (display clear), premikanje kurzorja (cursor shift), utripanje kurzorja (cursor blink) in podobno. Sem se vpisujejo tudi informacije o naslovih za podatkovni RAM (data display RAM - DDRAM) in RAM, ki generira znake (character generator RAM - CGRAM). V IR lahko vpisuje le mikroprocesorska enota (microprocessor unit - MPU). Podatkovni register začasno shranjuje podatke, ki bodo zapisani v DDRAM ali CGRAM tiste, ki bi jih prebrali z njih. Podatki vpisani v podatkovni register se avtomatsko vpišejo v DDRAM ali CGRAM kot notranja operacija. Ta register se uporablja tudi za shranjevanje podatkov kadar beremo iz DDRAM-a ali CGRAM-a. Kadar vpisujemo informacije o naslovu v IR, se podatki preberejo iz obeh RAM-ov in shranijo v DR. To se prav tako zgodi kot interna operacija. Prenos podatkov je končan kadar mikroprocesorska enota prebere celoten podatkovni register. Po tem se podatki na naslednjem naslovu v pomnilnikih prenesejo v podatkovni register in so pripravljeni, da jih prebere MPU. Sedaj pa še opišimo omenjene registre: Podatkovni RAM (display data RAM - DDRAM) je pomnilnik, kamor pošljemo znake (v ASCII kodi), ki jih hočemo videti na LCD zaslonu. Display data RAM shrani podatke za zaslon, predstavljene v 8-bitni znakovni kodi. Ima kapaciteto za 80 x 8 bitov oziroma za 80 znakov. Prostor v pomnilniku, ki ga ne potrebujemo za display, se lahko uporabi za splošno namenski RAM. Naslov DDRAM-a (A DD ) je heksadecimalno zapisan v naslovnem števcu. Slika 5: Naslovi DDRAM-a pri 2x8 LCD zaslonu. 18

19 Karakter generator ROM (Character Generator ROM - CGROM) je pomnilnik, ki iz 8-bitne kode generira obliko karakterjev iz točk velikosti 5x8 ali 5x10, razporejenih v matriko. Generira lahko 205 karakterjev pri 5x8 pik veliki matriki in 32 karakterjev pri 5x10 veliki matriki. Karakterji po lastnem okusu so možni z maskirnim programlijivim ROM-om. Karakter generator RAM (Character Generator RAM - CGRAM) Osnovni znaki kot so črke, številke itd., so že zapisani v ROM pomnilniku (readonly memory). Ko pošljemo ASCII kodo za določen znak, kontroler LCD-ja izbere primeren 5 x 8-pixel vzorec za ta znak v ROM pomnilniku in ga prikaže na LCD zaslonu. Če želimo prikazovati kakšen znak, ki ga ni v ROM pomnilniku, uporabimo Character Generator RAM (CGRAM). V character generator RAM-u lahko uporabnik sam definira vzorce 5 x 7 pikslov. Ker je CGRAM velik 64 bajtov, to pomeni, da lahko naredimo do 8 poljubnih znakov. Pri 5x10 pikslih pa lahko naredimo le 4 znake. Slika 6: Vzorec velikosti 5x8 pikslov.. Zastavica»Busy«Busy Flag (BF) Kadar je BF= 1, izvaja HD44780U notranjo operacijo in naslednji ukaz ne bo sprejet. 19

20 Naslovni števec (address aounter - AC) Slednji dodeli naslove DDRAM-u in CGRAM-u. Kadar se vpiše naslov inštrukcije v IR se informacije v naslovu pošljejo v naslovni števec. Selektiranje med DDRAM-om in CGRAM-om se izvede s prehodnim ukazom. Po pisanju ali branju z RAM-ov se naslovni števec avtomatsko inkrementira (ali dekrementira) za 1. Da prikažemo znak, se podatki o poziciji znaka zapišejo v instrukcijski register (zapišejo naslov za DDRAM). Koda za znak se nato vpiše v podatkovni register in LCD prikaže ustrezen karakter na določeni lokaciji. Preden lahko začnemo izpisovati znake na zaslonu, je potrebno LCD inicializirati. To pa je stvar programskega dela naprave Detektor moči AD8362A Integrirano vezje AD8362A je še eden izmed pomembnih delov elektronskega dela naprave. Uporablja se za detekcijo moči in ima sposobnost merjenja RMS (root mean square - dejanska oziroma povprečna vrednost) signala v območju 60 db. Zasnovano je za uporabo v raznih visokofrekvenčnih komunikacijskih sistemih in merilnikih, kjer je potrebna velika natančnost. Njegove dobre lastnosti so, da za svoje delovanje potrebuje enosmerno napetost 5 V in nekaj kondenzatorjev. Deluje lahko na frekvencah od nekaj Hz do ogromnih 2,7 GHz in sprejme vhodne signale amplitude od 1 mv do 1 V z ''crest'' faktorjem 4 do 6, kar presega zahteve za natančno merjenje CDMA (Code division multiple access) signalov. Na sliki 7 smo podali blok diagram integriranega vezja, delovanje pa smo razložili spodaj. 4 Crest faktor (C) oz. PAR (peak-to-average ratio) faktor je razmerje med maksimalno amplitudo signala in RMS vrednostjo signala. Ponavadi se podaja v db. 20

21 Slika 7: Blok diagram AD8362. Vhodni signal je pripeljan na uporovni atenuator (pin INHI), ki predstavlja vhodno stopnjo spremenljivega ojačevalnika. Spremenljivi atenuator ima dvanajst enakomerno razporejenih korakov in ga upravljamo z napetostjo na V SET pinu. Rezultirajoči signal je ojačan z visokozmogljivim širokopasovnim ojačevalnikom, ki ga izmerimo z natančnim kvadratnim členom. Izhod člena je signal, ki niha nato filtriramo in primerjamo z identičnim izhodom kvadratnega člena. Vhod tega člena je fiksna enosmerna napetost V TGT (1,25 V) na pinu V REF. Razlika med njunima izhodoma je nato integrirana z ojačevalnikom napak visokega ojačanja. Tukaj se generira napetost na pinu V OUT z rail - to - rail zmožnostjo. To pa pomeni, da lahko vhodni/izhodni signal niha od napetosti V CC do V DD pri čemer ojačevalnik deluje nemoteno. S to zmožnostjo povečamo izkoristek. V funkciji krmilnika, se lahko ta nizko šumni izhodni signal uporablja za razlikovanje ojačanja RF ojačevalnika katerega uravnavamo z nastavljeno točko proti vhodni moči. Opcijsko, je lahko napetost na V SET pinu enaka amplitudni modulaciji RF signala. V tem primeru je potrebno odstraniti modulacijsko komponento pred detekcijo in nizkoprepustnim filtriranjem. Robne frekvence filtra za povprečenje se lahko brezmejno znižajo z dodajanjem zunanjega kondenzatorja na pinu CLPF. 21

22 Takrat se lahko čip uporablja za merjenje moči signala visoke frekvence z kompleksno nizko frekvenčno modulacijo (ali preprosto kot nizkofrekvenčen RMS voltmeter). Visokoprepustni robni frekvenci generirani iz offset ničelne zanke se prav tako lahko znižajo z dodajanjem kondenzatorja na pinu CHPF. Kadar se integrirano vezje uporablja za merjenje moči je napetost V OUT blizu V SET in izhod je proporcionalen logaritmu RMS vrednosti vhoda. To pomeni, da je merjenje izvedeno direktno in se meri v decibelih. Prikazano je merilu 1 V/dekado oziroma 50 mv/db. Ostala merila se lahko tudi preprosto nastavi. V funkciji krmilnika, napetost na pinu V SET določa nivo moči, ki se uporablja na vhodu, da izniči razliko od nastavljene točke. Takrat na izhodu teče visok bremenski tok. Čip izključimo tako, da pin PWDN vežemo na V CC. Takrat se poraba zmanjša na 1,3 mw. Vklopi se po približno 20 µs na nominalno vrednost obratovalnega toka 20 ma pri 25 C. Uporabljeno integrirano vezje je v 16 pinskem ohišju TSSOP (Thin Shrink Small Outline Package) in deluje v temperaturnem območju med 40 C to +85 C. Slika 8: Razpored pinov detektorja moči AD8362 v TSSOP ohišju. 22

23 Pomen posameznih priključkov: 1, 8 - COMM (skupna masa) Poveže se preko nizke impedance. 2 - CHPF (vhodni HPF) Poveže se na maso preko kondenzatorja za določitev 3 db točke vhodnega signala visokoprepustnega filtra. 3, 6 - DECL (ločitvena pina za INHI in INLO) Povežeta se na maso, preko kondenzatorja. 4 - INHI (vhod za visok nivo signala) Nanj se priključi naprava, ki jo merimo. 5 - INLO (vhod za nizek nivo signala) Priključi se ga preko kondenzatorja na maso. 7 - PWDN (omogočitev/onemogočitev vhodov v čip) Ko je pin na nizkem logičnem nivoju je čip omogočen. 9 - CLPF Če na pin dodamo kondenzator se poveča stabilnost zanke in odzivni čas. 10, 16 - ACOM (analogna skupna masa za izhodni ojačevalnik) VSET Napetost na tem pinu nastavi vrednost v db potrebno za RF vhodno napetost. Posledica tega je ničelni tok iz CLPF pina VOUT (izhod ojačevalnika napake) V funkciji merilnika je priključen na V SET VPOS (pin, ki se priključi na V CC ) Na pin smo dodali dva različna paralelno vezana kondenzatorja, zaradi zmanjšanja impedance VTGT Logaritmično prestrežna napetost je proporcionalna napetosti na tem pinu. Uporaba nizke ciljne napetosti poveča ''crest'' faktor VREF (splošno namenska referenčna napetost, ki znaša 1,25 V) 23

24 Na spodnji sliki smo prikazali najenostavnejšo izvedbo merjenja RF signala. Izvedbo naše meritve pa si lahko ogledate na vezalni shemi na strani 34. Slika 9: Primer merjenja RF signala Ostala integrirana vezja L7805CV je dobro znan linearni napetostni regulator iz družine 78XX. Tej regulatorji so zelo razširjeni na področju elektronskih vezij, kjer se potrebuje stabiliziran vir napajanja, zaradi lahke uporabe in nizke cene. Kadar govorimo o posameznih regulatorjih, se oznaka XX zamenja z dvema številkama. To nam pove, kolikšno napetost nam regulator zagotavlja na svojem izhodu. V našem primeru gre za 5 V napetostni generator. Regulatorji družine 78XX so pozitivni napetostni regulatorji, kar pomeni, da generirajo pozitivno napetost glede na skupno maso. Vhodne napetosti lahko znašajo od nekaj voltov pa do 40 V, tok na izhodu pa tudi do 1,5 A. Uporabljeni regulator je bil idealna izbira za izvedbo napajanja našega merilnika. Dodali smo mu le nekaj gladilnih kondenzatorjev. Omenjeni regulator je v TO220 ohišju in ima tri priključne sponke. 24

25 Slika 10: Napetostni regulator L7805CV v TO220 ohišju. MAX3222 je integrirano vezje, katerega naloga je pretvorba napetostnih nivojev, ki se uporabljajo v TTL/CMOS tehnologiji, na napetostne nivoje, ki so predpisani po RS232 standardu in obratno. V TTL/CMOS tehnologiji se uporabljajo napetosti med 0 V in 5 V medtem, ko standard RS232 predpisuje napetosti med -25 V in +25 V. Čip pretvarja nivoje za linije RX, TX, CTS in RTS. Za delovanje potrebuje še štiri kondenzatorje majhnih kapacitet. Uporabili smo SMD čip v TSSOP20 (thinshrink small outline package) ohišju za komunikacijo z flarm napravo. Slika 11: Transciever MAX3222 v TSSOP20 ohišju. 25

26 Močnostni MOSFET tranzistor IRFR 5305 sodi v družino MOS tranzistorjev in se uporablja tam, kjer potrebujemo veliko količino moči. Njihove lastnosti so, da imajo velike preklopne hitrosti in dober izkoristek pri nizkih napetostih. Uporabljamo jih napajalnih vezjih, DC - DC pretvornikih in nizkonapetostnih krmilnikih motorjev. V našem primeru smo ga uporabili za vklaplanje oziroma izklaplanje procesorja. Slika 12: Močnostni MOSFET tranzistor v D-Pak ohišju. Da bo delovanje vezja bolj jasno smo podali še vezalni načrt, PCB-je in tridimenzionalen pogled. Kako smo vse to storili, pa bomo prikazali v obliki kratkega opisa načrtovalskega orodja v naslednjih nekaj straneh. 26

27 Kratek opis uporabe programa Altium Designer Summer 09 Kot orodje za načrtovanje tiskanega vezja sem uporabil zgoraj omenjeni program. Z njim sem se prvič srečal na fakulteti pri predmetu Praktikum, zato je bila izbira toliko bolj samoumevna. S programom lahko razvijamo tudi ''embedded'' sisteme in FPGA vezja. Slika 13: Načrtovalsko okolje Altium Designer Summer 09. Kreiranje projekta V glavnem načrtovalskem oknu kliknemo sledeče: View -> Home -> Printed Circuit Board Design -> New Blank PCB Project Pod zavihkom Projects se nam odpre projekt imenovan PCB_Project1.PrjPCB. Preimenujemo ga s ''Save Project As...'' in ga shranimo v mapo. 27

28 Kreiranje sheme v projektu File -> New -> Schematic Pojavi se nov dokument Sheet1.SchDoc v okviru obstoječega projekta. Preimenujemo ga in shranimo s Save As. Slika 14: Okno za risanje sheme v Altium Designer-ju Summer 09. Iskanje elementov v knjižnicah in njihove lastnosti Element poiščemo tako, da spodaj desno kliknemo System in nato Libaries. Pojavi se nam okno na desni strani. 28

29 Ko postavimo element na shemo lahko določimo njegove lastnosti, tako da, ga držimo z desno tipko na miški + TAB ali pa dvakrat kliknemo na njega. Risanje električnih shem Delo z elementi OBRAČANJE ELEMENTA > levi klik na element + Space MULTIPLIKACIJA ELEMENTA > Shift + levi klik na element Premikanje po shemi GOR IN DOL > scroll na miški LEVO IN DESNO > Shift + scroll na miški POVEČANJE IN ZMANJŠANJE (ZOOM) -> Ctrl + scroll na miški Pomembnejše bližnjice za načrtovanje: 29

30 Kreiranje tiskanine (PCB) v projektu PCB kreiramo, tako da kliknemo File potem New in na koncu PCB. Pojavi se nov dokument PCB1.PcbDoc v okviru obstoječega projekta. Preimenujemo ga in shranimo s Save As. Nastavitve PCB okolja Preden lahko začnemo načrtovati tiskanino, je potrebno nastaviti določene parametre, kot so širina povezav, nastavitve razmika, nastavitve poligona ter skoznikov itd.. Vse to je stvar zahtev, ki se razlikujejo od projekta do projekta in jih je potrebno upoštevati. Do njih pridemo s pritiskom na Design in nato Rules. Za tem se nam odpre naslednje okno. Prenos sheme na PCB Shemo prenesemo na PCB s klikom na Design in potem Update PCB Document. Program nam prikaže okno, kjer najprej kliknemo ''Validate Changes'' in nato pod Status (Check) 30

31 preverimo če imamo zelene kljukice. V primeru napak je le te treba najprej odpraviti. Nato pa kliknemo ''Execute Changes''. Če smo storili vse opisano se nam odpre okno za izdelavo tiskanine. Slika 15: Okno za risanje tiskanine v Altium Designer-ju Summer

32 Risanje tiskanine Delo z elementi OBRAČANJE ELEMENTA > levi klik na element + Space OZNAČBA VEČIH ELEMENTOV > Shift + levi klik na element ZAMENJAVA PLASTI ZA NAMESTITEV -> levi klik na element (ga držimo) + L Premikanje po shemi GOR IN DOL > scroll na miški LEVO IN DESNO > Shift + scroll na miški POVEČANJE IN ZMANJŠANJE (ZOOM) -> Ctrl + scroll na miški Pomembnejše bližnjice za povezovanje ZAMENJAVA PLASTI POVEZOVANJA -> * na numerčini tipkovnici PREKINITEV POVEZOVANJA -> Esc ali desna tipka miške IZBRIS POVEZAVE -> Del IZBIRA SMERI POVEZOVANJA -> Space RAZVELJAVI / UVELJAVI -> Ctrl + Z / Ctrl + Y Pogled 2D POGLED TISKANINE -> Številka 2 3D POGLED TISKANINE -> Številka 3 3D OBRAČANJE TISKANINE -> Shift + desna tipka na miški 32

33 Preverjanje napak vezja Zelo pomembno je, da med načrtovanjem preverjamo pravilnost povezovanja. Tako nam program odkrije vse napake in nas primerno opomni. Bližnjica do tega okna je Tools in nato Design Rule Check. PCB je bil narisan na dvostranski ploščici, prav tako pa so postavljeni tudi elementi, kar je razvidno na spodnjih slikah. Na zgornji strani ploščice lahko najdemo LCD zaslon, večnamensko tipko, napetostni regulator in elektrolitski kondenzator. Pozabiti ne smemo na ISP konektor za programiranje mikrokontrolerja. Na spodnjo stran pa smo postavili vsa ostala integrirana vezja in pripadajoče elektronske komponente izdelane v SMD tehnologiji. Na vhod detektorja moči AD8362A smo zalotali koaksialni kabel impedance 50 Ω, kateri se priključi na izhod flarm naprave. Prav tako pa je bilo potrebno nalotati še šest žilni telefonski kabel, ki služi za komunikacijo s flarm napravo in ji nudi tudi napajanje. Tako smo naredili instrument bolj uporaben. Na obeh straneh ploščice je poligon s skupno maso. Tak način povezovanja je lažji in boljši, kajti slaba masa je velikokrat lahko vzrok nedelovanja vezja. Napajalne povezave so široke od 20 do 50 mili inčev vse ostale pa 10 do 15 mili inčev. Pomembno pravilo je, da slednje ne smejo biti predolge. Med načrtovanjem PCB-ja je bilo potrebno posebej paziti na razporeditev elementov, predvsem kondenzatorjev, ki morajo biti čim bližje integriranemu vezju in postavitve pritrditvenih lukenj, kajti vezje smo montirali v primerno ohišje. Kot smo že omenili pa se v ohišju še nahaja 9 V baterija, kar nam omogoča prenosljivost instrumenta. S tem procesom smo izvedli programski del tiskanine, nato pa je sledil še praktični del izdelave, kjer smo vezje zlotali in preizkusili. Končano tiskano vezje in instrument v ohišju je na strani 37, primer merjenja RF signala pa smo prikazali v prilogi na strani

34 Slika 16: Vezalni načrt merilnika. 34

35 Slika 17: Zgornja stran tiskanine. Slika 18: Spodnja stran tiskanine. 35

36 Slika 19: Trideminzionalen pogled zgornjega dela tiskanine. Slika 20: Trideminzionalen pogled spodnjega dela tiskanine. 36

37 Slika 21: Končano tiskano vezje. Slika 22: Končan merilnik v ohišju. 37

38 2.2. PROGRAMSKI DEL NAPRAVE Opis urejevalnika CodeVisionAVR in programa za programiranje AVRprog Mikrokontroler ATmega8L vsebuje kodo spodaj opisanega programa. Kot smo že omenili smo jo napisali v programskem jeziku C z urejevalnikom CodeVisionAVR, ki je prikazan na sliki 23. Slika 23: Glavno okno prevajalnika CodeVisionAVR. Program je precej pregleden in uporaben. Kodo programa pišemo na desni strani, kjer so označene številke vrstic. Pod zavihkom ''Navigator'' imamo vse potrebne datoteke, ki jih vključimo z ukazom ''#include''. Preden začnemo programirati in prevajati projekt, pa je potrebno nastaviti še določene parametre, kot so tip mikrokontrolerja (Chip), 38

39 frekvenca delovanja mikrokrmilnika (Clock), model pomnilnika (Memory Model), optimizacijo delovanja (Optimize for), tip programa (Program Type) in kakšno kodo programa želimo, ko projekt prevedemo. Slika 24: Nastavitve prevajalnika CodeVisionAVR. Za programiranje smo si izbrali preprost program AVRprog (slika 25). Slika 25: Glavno okno programa AVRprog. 39

40 V okencu ''Device'' izberemo mikrokontroler, ki ga programiramo. Če pritisnemo tipko ''Advance'' se nam prikaže novo okno, kjer lahko nastavimo konfiguracijske in varnostne bite, izberemo tip oscilatorja (notranji ali zunanji) itd.. Razen programiranje mikrokontrolerjev, pa jih lahko AVRprog tudi briše (Chip Erase) in bere (Read), če čipi niso zaščiteni proti branju. Slika 26: Dodatne nastavitve programa AVRprog. Ko zaključimo s tem, v okencu ''hex file'' izberemo datoteko, ki smo jo prevedli. Sedaj lahko mikrokontroler sprogramiramo, tako da v okencu ''Flash'', kliknemo najprej ''Program'', nato pa še ''Read''. Končan program zasede 2,5% flash pomnilnika oziroma 13 bajtov programa. Najprej pa si oglejmo diagram poteka. 40

41 Diagram poteka Slika 27: Diagram poteka programa. 41

42 Program Program merilnika je precej obširen zato ne bomo opisovali vsake vrstice posebej. Pomembno je vedeti le to, da funkcije kličemo z ukazom ''#include'' in jih moramo dodati projektu. #include <mega8.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <delay.h> #include "sysdef.h" #include "lcd.h" #include "hdef.h" #include "hot.h" #include "key.h" #include "adc.h" unsigned int eeprom FirstCalibration; float eeprom EepromCalibration[12]; static char F_Calibration_needed; float Table_10bit[12]; float TableCalc(float *TableParam1, float *TableParam2, int TableSize, float Value) { float Result; int i; float O,K; for(i=tablesize-1;i>1;i--) { if(tableparam1[i]>value){ if(i==tablesize-1) return 0; else break; } } K=(TableParam1[i]-TableParam1[i+1])/(TableParam2[i]-TableParam2[i+1]); if(!k){ F_Calibration_needed = true; return -20.; } O=Value-TableParam1[i+1]; Result=TableParam2[i+1]+(O/K); if(result<0) Result=0; return Result; 42

43 } float convert_10bit_to_dbm(float U){ float TableParam2[]={11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}; } return TableCalc(Table_10bit,TableParam2,12,U); void Calibrate(void){ int i=0; char str[20]; float U; //obdelam vse klike na tipko while(keypressed()); for(i=0;i<12;i++){ do{ U = (float)read_adc(0); sprintf(str,"set:%4.0f\r %2i dbm",u,11-i); lcd_home(); lcd_puts(str); delay_ms(100); Hot(); }while(!keypressed()); while(keypressed()); EepromCalibration[i] = U; } sprintf(str,"finished"); FirstCalibration = FIRST_CALIBRATION; lcd_clear(); lcd_home(); lcd_puts(str); delay_ms(2000); CopyStruct_EtoF((unsigned char eeprom *)&EepromCalibration,(unsigned char *)&Table_10bit, sizeof(table_10bit)); } void main(void) { char str[30]; int i; float U; CopyStruct_EtoF((unsigned char eeprom *)&EepromCalibration,(unsigned char *)&Table_10bit, sizeof(table_10bit)); //Zacetne nastavitve Init_Hot(); F_Calibration_needed = false; while(1) //zaradi zakasnitve pri vklopu { 43

44 while(!enter) { delay_ms(100); if(enter_long_press_cnt > TURN_ON_DELAY){ //2s VccON = true; //vklopimo napajanje break; }//if }//while break; }//while lcd_home(); lcd_putsf(" Flarm"); lcd_home2(); lcd_putsf("pw meter"); delay_ms(2000); enter_long_press_cnt = 0; if(firstcalibration!= FIRST_CALIBRATION){ Calibrate(); } /* for(i=0;i<12;i+=2){ sprintf(str,"%2i:%4.1f\r%2i:%4.1f",i,table_10bit[i],i+1, Table_10bit[i+1]); lcd_home(); lcd_puts(str); delay_ms(2000); } */ lcd_home(); U = (43./10.)*(((float)read_adc(3)*5.)/1024.); sprintf(str,"battery\r %4.1f V", U); lcd_puts(str); delay_ms(2000); if(u<=8.0){ while(keypressed()); lcd_home(); sprintf(str,"low unit\rbattery!"); lcd_puts(str); while(!keypressed()){ Hot(); } } while(1){ Hot(); U = (float)read_adc(0); lcd_home(); sprintf(str,"rf power\r%4.1f dbm", convert_10bit_to_dbm(u)); if(f_calibration_needed){ Calibrate(); 44

45 } F_Calibration_needed = false; }else{ lcd_puts(str); } delay_ms(200); if(keypressed()) printf("$pflac,s,rftx,100*0e\r\n"); } Opis programa Program deluje tako, da najprej kliče funkcije z ukazom ''#include'' za inicializacijo LCD-ja, A/D pretvorbo, tipko, avtomatski izklop in kalibracijo. Merilnik vklopimo z daljšim pritiskom na tipko, prav tako pa ga tudi izklopimo. Ob prvem vklopu po programiranju je potrebno instrument kalibrirati. To storimo tako, da vhod RF signala v merilnik priklopimo na signalni generator namesto na enoto flarm. Na njem nato nastavljamo moč signala v dbm-ih (od 0 do 11), ki je frekvence 868 MHz. Merilnik nam na LCD zaslonu, prikazuje, katero jakost je treba nastaviti. Za vsako novo nastavitev je potrebno pritisniti tipko. Vse informacije se shranijo v flash pomnilnik mikrokontrolerja, zato ker flash zadrži vsebino, kljub izklopu napajanja. Po končani kalibraciji se nam na LCD-ju izpiše ''Finished''. Ob vseh naslednjih vklopih merilnik izpiše ''Flarm PW meter'' in preveri če je bila kalibracija že izvedena. V primeru, da ni bila jo je treba narediti, drugače pa lahko začnemo z merjenjem. Nato nam izmeri stanje baterije z rezultatom A/D pretvorbe. V primeru, da je stanje prenizko nas opozori. Merilnik ima tudi funkcijo, ki omogoča samodejni izklop zaradi varčevanja z energijo. 45

46 3 SKLEP V polletni praksi sem dokaj dobro spoznal podjetje LX navigation iz Celja. Spoznal sem ljudi z dolgoletnimi izkušnjami na področju razvijanja navigacijskih naprav za jadralna letala. Bili so mi v veliko pomoč pri praktičnem izobraževanju in spoznavanju njihovih izdelkov. Večino časa se delal v razvojnem oddelku, kjer sem sem opravljal najrazličnejša dela s področja elektronike in računalništva. Tukaj sem dobro spoznal orodje za načrtovanje elektronskih vezij in sicer Altium Designer Summer 09 ter program CodeVisionAVR, ki se uporablja za programiranje mikrokontrolerjev Atmel v jeziku C. Izdelal sem precej tiskanih vezij, katera sem tudi preizkusil. Ob koncu izobraževanja sem narisal vezje, ki se je izdelalo v podjetju Lingva d.o.o, kjer se profesionalno ukvarjajo z izdelavo tiskanin. Spoznal sem, da je to načrtovalsko orodje precej zmogljivo in uporabno. Osnovno uporabo mikrokontrolerjev sem spoznal ne fakulteti, tukaj pa sem jih začel programirati, ko so mi dodelili opisani projekt. Spoznal sem, da v tem času skoraj ni naprave, ki bi delovala brez tega zelo uporabnega integriranega vezja. V podjetju so mi dokazali, da se področje računalništva in elektronike nenehno razvija in nudi nove možnosti ter rešitve. Prav zato je nujno potrebno, da lahko podjetja sledijo tako hitremu tehnološkemu napredku. Naj omenim le še to, da sem del izobraževanja preživel na največjem tekmovanju jadralnih letal na svetu. Odvijalo se je na Slovaškem v kraju Nitra in se ga je udeležilo okoli 150 letalcev. Tam sem pomagal zaposlenemu v podjetju, ki je tekmoval in testiral nove izdelke. Polletna praksa mi je predstavljala zelo pomemben del študija, saj sem spoznal delo inženirjev elektronike. Naučil sem se veliko stvari, ki mi bodo v pomoč na poti v prihodnost službovanja. Zato se ob koncu zahvaljujem direktorju podjetja in mentorju gospodu Črtomirju Rojniku, ki mi je omogočil praktično izobraževanje in vsem sodelavcem, ki so me kakorkoli spremljali in mi pomagali v tem času. 46

47 4 PRILOGE Tabela 1: Pretvorba dbm - V W pri 50 Ω impedanci. 47

48 Tabela 2: ASCII tabela. 48

49 Slika 28: Primer merjenja moči RF signala pri LX Flarm Red Box-u. Slika 29: Primer merjenja moči RF signala pri LX Flarm Mini Box-u. 49