คู่มือการใช้งาน ET-BUSIO

คูมอืการใชงานบอรด ET-BUSIO

ETT CO.,LTD. 1 WWW.ETT.CO.TH

ET-BUSIO-SSRACบอรดทดลอง ET-BUSIO-SSRAC น้ีทํ าหนาที่เปนโซลิดสเตตรีเลย (Solid state Relay : SSR) ซึ่งทํ าหนาที่

เหมือนรีเลยกลไกแบบธรรมดาที่ประกอบไปดวยขดลวด และ หนาสัมผัส เพียงแตโซลิดสเตตรีเลยจะมีโครงสรางภายในเปนสารกึ่งตัวนํ าที่ใชสํ าหรับการตัดตอวงจร แทนการตัดตอวงจรดวยหนาสัมผัสเหมือนในรีเลยแบบธรรมดา

การทํ างาน : โครงสรางการทํ างานโดยทั่วไปของ SSR แสดงในรูปท่ี 1 ซึ่งจะเห็นวาขั้วทางอินพุตจะทํ าหนาที่รับสัญญาณกระตุนเพื่อควบคุมการเปด และ ปดของวงจรทางเอาทพุต โดย อินพุต และ เอาทพุต จะแยกกันทางไฟฟาซึ่งโดยทั่วไปจะควบคุมเอาทพุตดวยการเชื่อมโยงทางแสง

รูปท่ี 1 แสดงโครงสรางการทํ างานโดยทั่วไปของ SSR

เมื่อผูอานเขาใจการทํ างานของวงจร SSR ในรูปท่ี 1 แลวใหผูอานดูรูปวงจรจริงที่สวนทายของหัวขอนี้ โดยการทํ างานจะใชไอซี MOC3042 ซึ่งเปนไอซี Optoisolators โดยภายในจะรวมเอาสวนของการเชื่อมโยงทางแสงและ Zero Crossing Circuit ไวดวยกัน ซึ่งหนาที่ของ Zero Crossing Circuit คือ จะตรวจสอบแรงดันที่จุดศูนยเพื่อใชในการกํ าหนดจุดที่จะปอนกระแสเกทใหกับ Triac ในสวนของ R = 330 และ C = 0.1uF ท่ีตอกับขาเกทของTriac น้ันทํ าหนาที่แบงกระแสที่เขาขาเกทไมใหสูงเกินไป และ ปองกันสัญญาณรบกวนจากภายนอก ตามลํ าดับ

การใชงาน : วงจรนี้ใชกับไฟ AC เทานั้น เมื่อผูอานปอนลอจิก ‘1’ ทางอินพุตจะทํ าใหทรานซิสเตอร BC547 นํ ากระแส , LED จะสวาง ซึ่งหมายความวาโหลดจะครบวงจร ในสวนของภาคเอาทพุตนั้น Triac สามารถทนกระแสสูงสุดที่ 6 A. แรงดัน 400 V. และ ในกรณีท่ีผูอานตอโหลดที่เปนตัวเหนี่ยวนํ า เชน มอเตอร ผูอานควรจะตอวงจรSnubber เพิ่มเติมเขาไปดวย ซึ่งก็คือ R1= 47 ohm/ 1 W และ C1 = 0.1uF/600V ดังแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 2 แสดงวงจรของ ET-BUSIO-SSRAC

รูปที ่3 แสดงตํ าแหนงอุปกรณบน PCB

เมื่อ n คือ คาบิตใดๆ ตั้งแต 0 - 7

inputoutput



ET-BUSIO-PHOTO RELAYบอรดทดลอง ET-BUSIO-PHOTO RELAY เปนอีกบอรดหนึ่งที่ทํ างานเหมือน Relay เชนเดียวกับหัวขอที่

ผานมาแตบอรดทดลองนี้จะใชการตัดตอวงจรดวยไอซี AQV210E ซึ่งเปน PhotoMOS Relays โดยจุดเดนของPhotoMOS Relays คือ PhotoMOS Relays ไดรวมเอาจุดเดนของ solid state relays และ mechanical relaysเขาไวดวยกัน โดยสามารถใชไดท้ังระบบไฟ AC และ ระบบไฟ DC

การทํ างาน : หัวใจหลักของวงจรนี้คือ ไอซี AQV210E ซึ่งภายในมีอุปกรณ LED และ Optoelectronic ท่ีใชในการถายโอนสัญญาณดวยแสง ดังนั้น สวนของอินพุต และ เอาทพุต จะแยกจากกันทางไฟฟาอยางเด็ดขาด นอกจากนั้นจุดเดนอีกประหนึ่งคือ AQV210E ไมตองการแหลงจายไฟสํ าหรับขับการทํ างานของ Power MOSFET เลย ซึ่งทํ าใหการออกแบบวงจรนั้นทํ าไดงายขึ้น ในสวนของ รูปวงจรผูอานสามารถดูไดจากสวนทายของหัวขอนี้

การทํ างานจะเริ่มจากการใหลอจิก ‘1’ เขามาทางอินพุตซึ่งตัวตานทาง 1k และ 10k จะทํ าหนาที่เปนวงจรแบงแรงดันใหกับขา Base ของทรานซิสเตอร BC547, เมื่อ BC547 นํ ากระแสจะทํ าให LED สวางซึ่งนั้นหมายความวา Power MOSFET ทางเอาท พุตจะนํ ากระแสตามไปดวยทํ าใหโหลดครบวงจร

การใชงาน : วงจรนี้ใชไดกับไฟ AC และ DC โดยใหผูอานตอโหลดที่ขั้ว TERMINAL 3P ท่ีตํ าแหนงขา 1 และ 3 ในสวนของการประยุคใชงานผูอานสามารถดูไดจาก http://dmedia.mew.co.jp/nais/pmos/app/index.html และ ขอควรระวังในการใช Photo – MOS Relays สามารถหาอานไดจากhttp://dmedia.new.co.jp/nais/pmos/pro/pmoscau.pdf ในสวนของคาแรงดัน และ คากระแสสูงสุด (PeakValues) ท่ีโหลด คือ 350 V. ไมเกิน 130mA. ท้ัง AC และ DC สํ าหรับไอซีเบอร AQV210E.

รูปท่ี 4 แสดงวงจรของ ET-BUSIO-PHOTO RELAY

รูปท่ี 5 แสดงตํ าแหนงอุปกรณบน PCB ET-BUSIO-DCOUT

บอรดทดลอง ET-BUSIO-DCOUT เปนบอรดทดลองที่ใชสํ าหรับตัดตอแรงดันไฟ DC ทางเอาทพุต โดยใชPower Transistor เบอร 2SC1061 ทํ าหนาที่เปนสวิทชตัดตอวงจร ซึ่งเปน Power Transistor ชนิด NPN ท่ีมีคุณ

inputoutput



สมบัติเดน คือ แรงดันตกครอมท่ีขา C-E ในขณะ Saturation มีคาตํ่ า VCE(sat) = 1.0 V.(Max) ท่ีกระแส Ic = 2.0Aและ IB = 0.2A

การทํ างาน : เมื่อมีสัญญาณลอจิก ‘1’ เขามาทางอินพุต แรงดัน 5 โวลตน้ีจะถูกแบงแรงดันดวยตัวตานทาน 1kและ 10k โดยแรงดันที่ถูกแบงนี้จะไปกระตุนทางขา B ของทรานซิสเตอร BC547 สงผลให LED ใน Photocouplerน้ันทํ างาน จึงทํ าให ขา 3 และ ขา 4 ของ Photocoupler นํ ากระแสไปกระตุนให Power Transistor เบอร 2SC1061น้ันนํ ากระแสตามไปดวย สงผลใหโหลดทางเอาพุตนั้นครบวงจร

การใชงาน : ผูอานสามารถตอโหลดที่เปนแรงดันไฟตรงทางเอาทพุตของบอรด ET-BUSIO-DCOUT ไดสูงสุด 50V. ท่ีกระแสไหลตอเนื่อง เทากับ 3.0 A ผานขา Collector, พลังงานสูญเสียเทากับ 25 W ท่ีอุณหภูมิ 25 C

° เมื่อผู

อานปอนลอจิก ‘1’ ทางอินพุตจะทํ าให LED สวางและ โหลดจะครบวงจร

รูปท่ี 6 แสดงตํ าแหนงอุปกรณบน PCB

รูปท่ี 7 แสดงวงจรของ ET-BUSIO-DCOUT

ET-BUSIO-RELAYบอรดทดลอง ET-BUSIO-RELAY เปนบอรดทดลองที่ใชสํ าหรับตัดตอวงจรทางเอาทพุตโดยใช RELAY ทํ า

หนาที่เปนสวิทช ซึ่งสามารถใชไดกับทั้งไฟ AC และ DC ขนาดแรงดันและกระแส 5A/250VAC และ 10A/24VDC

การทํ างาน : เมื่อมีสัญญาณลอจิก ‘1’ เขามาทางอินพุต แรงดัน 5 โวลตน้ีจะถูกแบงแรงดันดวยตัวตานทาน 1kและ 10k โดยแรงดันที่ถูกแบงนี้จะไปกระตุนทางขา B ของทรานซิสเตอร BC547 สงผลให LED ใน Photocouplerน้ันทํ างาน จึงทํ าให ขา 3 และ ขา 4 ของ Photocoupler นํ ากระแสไปกระตุนให ทรานซิสเตอร BC547 ตัวที่ 2 น้ันนํ ากระแสตามไปดวย สงผลให Coil ของ Relay น้ันดึงหนาสัมผัส โดยจะมีไดโอดเบอร FR104 ทํ าหนาที่ปองกันผลของ Back EMFการใชงาน : ผูอานสามารถตอโหลดที่เปนแรงดันไฟตรง หรือ ไฟกระแสสลับทางเอาทพุตของบอรด ET-BUSIO-RELAY ได, โดยขั้ว Terminal 3P จะตอออกมาจาก Relay โดยตรง ซึ่งขา 1 คือ NO(Normally Open), ขา 2 คือCOM, และ ขา 3 คือ NC (Normally Close)

output input




รูปท่ี 9 แสดงวงจรของ ET-BUSIO-RELAY

ET-BUSIO-ACINบอรดทดลอง ET-BUSIO-ACIN เปนบอรดทดลองที่ใชสํ าหรับรับคาแรงดันอินพุตที่เปนไฟ AC ขนาด

220V. เพื่อแปลงใหเปนไฟในแบบ TTL 5V. โดยใชไอซี Photocoupler เบอร PC817 เพื่อแยกวงจรทางไฟฟาระหวางไฟสูง กับ ไฟตํ่ าออกจากกัน

การทํ างาน : กอนอื่นเรามาดูรายละเอียดของไอซีเบอร PC817 กันกอนวามีคุณสมบัติเปนอยางไรบาง, ทางอินพุต(LED) : ตองการกระแสเพื่อขับ LED อยางนอยประมาณ 5 mA (Min) และ สามารถทนแรงดันขณะไบอัสกลับได 6Volt. , ทางเอาทพุต (ระหวางขา C และ E ของ ทราสซิสเตอร) : สามารถตอแรงดันระหวางขา C และ E ไดสูงสุด35 V., กระแสสูงสุดที่ไหลตอเนื่องผานขา C เทากับ 50 mA เปนตน

ในสวนการทํ างานเริ่มจากเมื่อไฟ AC = 220V. เขามาทางขั้ว TERMINAL 2P จะผาน R= 100K/1W และC=0.1uF250VAC ซึ่งทํ าหนาที่ลดกระแสไฟฟาของแรงดัน AC ใหนอยลง ซึ่งเปนการจัดวงจรแบบ Capacitivereactance แทนวงจรทั่วไปที่เปน Resistance อยางเดียว ซึ่งขอดีของการจัดวงจรแบบนี้ คือ เปนการลดความรอนที่จะเกิดกับตัวตานทานนั้นเอง จากนั้นจะผานวงจรเรียงกระแสดวยไดโอดบริดจ และ C = 10uF25V. สงผลใหไอซีPhotocoupler เบอร PC817 ทํ างานซึ่งทํ าใหขา IO น้ันเปนลอจิก ‘0’ และ LED จะติดสวาง

การใชงาน : ผูอานสามารถใชบอรดทดลองนี้ในการตรวจจับแรงดันไฟ AC ไดจากนั้นเอาสถานะทางขา IO ไปประมวลผลตอไป


output input

input output



รูปท่ี 11 แสดงวงจรของ ET-BUSIO-ACIN

ET-BUSIO-DCINบอรดทดลอง ET-BUSIO-DCIN เปนบอรดทดลองที่ใชสํ าหรับรับคาแรงดันอินพุตที่เปนไฟ DC ขนาด 5V,

12V, 24V เพื่อแปลงใหเปนไฟในแบบ TTL 5V. โดยใชไอซี Photocoupler เบอร PC817 เพื่อแยกวงจรทางไฟฟาระหวางไฟสูง กับ ไฟตํ่ าออกจากกัน

การทํ างาน : เมื่อมีแรงดันไฟตรง DC เขามาทางขั้ว TERMINAL 2P กระแสจะถูกจํ ากัดดวยตัวตานทานคาตางๆซึ่งขึ้นอยูกับระดับแรงดันอินพุตที่เขามาเพื่อใหไดกระแสประมาณ 9 – 10 mA. ท่ีอินพุตของ ไอซี Photocouplerเบอร PC817 ซึ่งผลจะทํ าใหเอาทพุตของ Photocoupler น้ันนํ ากระแส ทํ าใหขา IO มีลอจิก ‘0’ และ LED จะสวางในกรณีท่ีผูอานตองการคาแรงดันอินพุตนอกเหนือจาก 5V, 12V, 24V ผูอานสามารถคํ านวณคาความตานทานทางอินพุตที่ตออยูกับ Photocoupler ใหมไดจากสูตร I = V/R เมื่อ I = 9mA

การใชงาน : ผูอานสามารถใชบอรดทดลองนี้ในการตรวจจับแรงดันไฟ DC ท่ีไมใชแรงดัน TTL จากนั้นเอาสถานะทางขา IO ซึ่งเปนแรงดันแบบ TTL 5V. ไปประมวลผลดวยไมโครคอนโทรลเลอรตอไป


รูปที่ 13 แสดงวงจรของ ET-BUSIO-DCIN

input output



ET-BUSIO-SWบอรดทดลอง ET-BUSIO-SW เปนบอรดทดลองที่ใชสํ าหรับรับคาสถานะแรงดันจากการกดสวิทช SW IN

ซึ่งเมื่อกด LED จะสวาง และ สถานะทางขา IO จะมีลอจิก ‘0’ นอกจากนั้นในบอรดยังสามารถจะเพิ่มไอซีDS18S20 ซึ่งเปนไอซี 1-Wire Digital Thermometer โดยสามารถใหคาอุณหภูมิดวยการติดตอในระบบบัสแบบ1-Wire Bus กับ ไมโครคอนโทรลเลอร ( ซึ่งเปน Option)

การทํ างาน : - กรณีใช SW IN : เมื่อผูอานกดสวิทชจะทํ าใหเกิดลอจิก ‘0’ ออกไปทางขา IO ดังนั้น ในสภาวะปกติสวิทชจะไมถูกกด ดังนั้น ท่ีขา IO จะมีลอกจิก ‘1’ - กรณีใช VR 10K : การทํ างานจะเหมือนเปนการแบงคาแรงดันใหกับขา IO

- กรณีใชไอซี DS18S20 : ไอซี DS18S20 มีขนาด 3 ขาโดยขา 1 จะเปน GND, ขา 2 จะเปนขาสัญญาณ(DQ), และ ขา 3 เปน VDD ซึ่งการใชงานจะตองมี R-pullup ประมาณ 10k ตอระหวางขา VDD กับ ขา DQ และ ขณะใชงานไมควรตอ VR 10K

รูปที่ 14 แสดงตํ าแหนงอุปกรณบน PCB

รูปท่ี 15 แสดงวงจรของ ET-BUSIO-SW

ET-BUSIO-BUZZERบอรดทดลอง ET-BUSIO-BUZZER เปนบอรดทดลองที่ใชสํ าหรับควบคุม Buzzer โดยจะมีไอซี

Photocoupler เบอร PC817 ในการแยกวงจรทางไฟฟาออกจากกัน

การทํ างาน : ตัวตานทาน 1k และ 10k ท่ีขา B ของทรานซิสเตอร BC547 เปนวงจรแบงแรงดันเพื่อใชเปนแรงดันไบอัสทางอินพุตของทรานซิสเตอร BC547 ซึ่งเมื่อทรานซิสเตอรทํ างานจะทํ าให LED สวาง และ Photocoupler เบอรPC817 จะนํ ากระแสทางเอาทพุตสงผลใหทรานซิสเตอร BC547 ตัวที่ 2 นํ ากระแส เพื่อขับให Buzzer ทํ างาน

การใชงาน : เมื่อใหลอจิก ‘1’ ทางขา IO จะทํ าให LED ติด และ Buzzer เกิดเสียงดังขึ้น

output



รูปท่ี 16 แสดงวงจรของ ET-BUSIO-BUZZER

รูปท่ี 17 แสดงตํ าแหนงอุปกรณบน PCB ET-BUSIO

บอรดทดลอง ET-BUSIO ( Main Board ) เปนบอรดทดลองหลักที่ใชสํ าหรับรับคาสัญญาณเอาทพุตที่ไดจากบอรดไมโครคอนโทรลเลอรจากภายนอกเขามาในบอรดทดลองเพื่อกระจายสัญญาณไปใหบอรดทดลองยอยตางๆ ท่ีไดอธิบายรายละเอียดกันไปแลวในตอนตน

การทํ างาน : บอรดทดลอง ET-BUSIO ( Main Board ) สามารถรับอินพุตได 3 รูปแบบ คือ จากพอรตเอาทพุต 8บิต ของไมโครคอนโทรลเลอรท่ัวไปเขามาควบคุมโดยตรง (10 PIN ET), หรือ จากระบบบัส I2C ผานทางไอซีขยายพอรต PCF8574 (เปน IC OPTION)โดยสามารถกํ าหนด Address ของไอซีดวย Jumper ไดตามตองการ, หรือจากพอรต 34 Pin ET ท่ีไดมาจาก 8255 หรือ CPU PORT โดยภายในบอรดจะมี Jumper สํ าหรับเลือกพอรตใดพอรตหนึ่งใน 3 พอรตของ 8255 ดังแสดงในรูปดานลาง คือ

10PI

N E

T Po

rtI2

C E

T Po

rtET

34

PIN

IO

JP

JP

JP

PCF8

574

IO 0

IO 6

IO 5

IO 4

IO 3

IO 2

IO 1

IO 7

รูปท่ี 18 แสดงโครงสรางอยางคลาวๆของ ET-BUSIO ( Main Board )

input



จากรูปขางบนผูอานจะเห็นวาสามารถตอสัญญาณอินพุตได 3 แหลงสัญญาณโดยเวลาใชงานจะเลือกทํ างานจากพอรตใดพอรตหนึ่งเทานั้น และ สัญญาณ IO0 – IO7 จะถูกสงไปควบคุมบอรดทดลองตางๆ ท้ัง 8 บอรด ท่ีไดกลาวไวแลวในตอนตนการใชงาน : - ในการใชสัญญาณจากพอรต I2C ET น้ันผูอานจะตองตอไอซี PCF 8574 เขาไปดวย จากนั้นเลือกJumper ท่ีใชกํ าหนด Address ของไอซีใหถูกตอง (ใหสอดคลองกับโปรแกรมที่ผูอานไดเขียนขึ้น) ในกรณีท่ีผูอานตองการเปลี่ยนไปใชพอรตอื่น เชน เปลี่ยนไปใช 10 PIN ET ผูอานจะตองถอดไอซี PCF8574 ออกทุกครั้ง

- ในการใชงานสัญญาณทางพอรต ET 34 PIN I/O ผูอานตองกํ าหนด Jumper เพื่อเลือกการทํ างานพอรต A,B, หรือ C ของ 8255 พอรตใดพอรตหนึ่งเทานั้น

- สุดทายการใชงานจากพอรต 10 PIN ET ผูอานสามารถสงสัญญาณ Logic เขามาควบคุมบอรดตางๆ ไดโดยตรง

รูปท่ี 19 แสดงการตอใชงานบอรด ET-BUSIO ( Main Board )

รูปท่ี 20 แสดงวงจรของ ET-BUSIO (Main board)

Documents

คู่มือการใช้งาน ET-BUSIO