Gruppe 1 (I1)
1. semester, efteråret 2002
COSS
COmputer Styret Saftblander
Strukturering
Gruppen:
Allan H. Michaelsen 01119
Christian
Z. Nielsen 01113
Jacob Germundsen 01011
Søren S. Munk 02847
Tonny Mønster 01021
Vejleder: Poul Zanchetta
|
Rev |
Dato |
Bemærkninger |
Side |
Afsnit |
|
01 |
09/10/2002 |
Strukturering |
|
|
|
02 |
10/12/2002 |
Rettelse af layout med henblik på indføring i rapport (typografier samt tabellers udseende) |
Alle |
Alle |
|
|
|
|
|
|
1 PC med AD512 kort,
samt software
7 Pull-up til
betjeningskontakter
Struktureringen er udarbejdet som blokdiagrammer med tilhørende beskrivelse af grænsefladerne.
Flere moduler vil formentlig kunne implementeres så de deles om komponenter. Således er der i dette dokument ikke tale om fysiske moduler, men derimod funktionsopdelte enheder.
Der refereres til i forvejen eksisterende stik på wrapboardet som skal udgøre vores hardware.
Stikkenes navne er som følger:
- Digital connector – DIL 26-pin hanstik til fladkabel mellem Softdrink automaten og vores styring. Der overføres udelukkende Digitale signaler heri.
- Analog connector – DIL 26-pin hanstik til fladkabel mellem Softdrink automaten og vores styring. Der overføres udelukkende analoge signaler heri.
- Humusoft connector – DIL 40 pin hanstik til fladkabel der går over i et SUB-D 37-pin hanstik. Dette er interface-kablet til pc’en med AD512 kort og software. Der er både analoge samt digitale signaler heri.
Desuden er der i kravspecifikationen valgt at benytte væskestandsmålerne på automaten, og derfor er der blevet vedtaget at montere et ekstra stik til dette formål på wrapboardet:
- Vand- og saftniveau connector - SUB-D 9-pin hanstik. Der overføres analoge værdier heri gennem det tilhørende kabel der fremstilles til formålet. Kablet passer på de i forvejen eksisterende SUB-D 9-pin hunstik på Softdrink automaten.
Modulerne er nummereret fra 1 til 8, og disse numre er brugt i grænsefladebeskrivelsen.
Numrene er som følger:
1)
PC
med Humusoft AD512 kort, samt software
2)
Væskeniveau
modul
3)
Temperaturkredsløb
4)
Stepmotorcontroller
5)
Oscillator
6)
LED
interface
7)
Pull-up
kredsløb til betjeningstaster.
8)
Softdrink
Automat
For en beskrivelse af Softdrink Automaten (8) henvises der til:
T-136 (Softdrink Automat – Tekniske specifikationer til doseringsmekanik, v./
Jens Nielsen og Jørgen Nybo, Okt. 2000, Rev. Juni 2002)
Det er op til de enkelte konstruktører at konferere indbyrdes med dem der er ansvarlige for de tilhørende grænseflader for at opnå de mest effektive løsninger, såsom sammenbygning af moduler, kompatibilitet o.l.
Figur 1. Blokdiagram af PC med humusoft AD512 og software
Funktionsbeskrivelse:
Software og AD512-kortet skal behandle alle inputs og styre outputs til COSS, så den lever op til kravspecifikationens betingelser. Det er besluttet at konstruere al hardware før programmeringsforløbets begyndelse, for derefter at tilpasse C++ koden til de begrænsninger der måtte være.
PC- og Softwaredelen skal tage sig af følgende:
- Temperatursignal indlæses og konverteres til en °C værdi, som benyttes til at afgøre om vandtemperaturen er for høj. Samtidig returneres en DC værdi mellem 0 og 5 V tilbage til temperaturkredsløbet, der bruges til udlæsning på temperaturdisplay.
- Væskestandsværdi indlæses og der afgøres om der må foretages en skænkning, samt hvor lang skænketiden for henholdsvis saft og vand skal være.
- Tastetryk på henholdsvis START og RESET starter/afbryder processen.
- Der indlæses værdier fra kopslædens sensorer, Position Start, Position dosering, samt Kop-I-Holder, og disse påvirker programmets beslutningsproces.
- Softwaredelen afgiver signaler til stepmotor kontrolleren alt efter hvor i processen automaten befinder sig. Der doseres i tidsintervaller bestemt ud fra væskestand, og de tilhørende LED’s aktiveres.
- Er COSS og dermed SA i RESET tilstand, blinker det aktuelle LED, så det tydeligt indikerer RESET tilstand.
- Softwaredelen sørger for statusudlæsning på skærm. (vandstand, saftstand, vandtemperatur, fejlbeskeder og status for hvilken funktion der er aktiv)
- En referencespænding leveres til væskestandsmålerne fra Humusoft AD512.
Grænsefladebeskrivelse:
Modulet har grænseflader til: 2, 3, 4, 6, 7 ,8.
Input signaler:
|
Humusoft AD512 connector (kabel delen) |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
Vandniveau |
0 à
4,096 VDC |
1 |
|
Saftniveau |
0 à
4,096 VDC |
2 |
|
Temperatur signal |
0 à
4,096 VDC |
3 |
|
START_L |
CMOS, aktiv L |
12 |
|
RESET_L |
CMOS, aktiv L |
13 |
|
Position Start |
CMOS |
14 |
|
Position dosering |
CMOS |
15 |
|
Kop-I-Holder |
CMOS |
16 |
Tabel 1. Inputsignaler til PC med
Humusoft AD512
Output signaler:
|
Humusoft AD512 connector (kabel delen) |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
Ref. Out |
Reference spænding 4,096 VDC |
25 |
|
Hold |
CMOS |
31 |
|
Direction |
CMOS |
32 |
|
Ventil
Vand |
CMOS |
33 |
|
Ventil
Saft |
CMOS |
34 |
|
Output
Enable, 2-4 Dekoder |
CMOS |
35 |
|
bit1, 2-4
Dekoder |
CMOS |
36 |
|
bit2, 2-4
Dekoder |
CMOS |
37 |
|
Væske varm |
CMOS |
38 |
|
PC-genereret Temperatur out |
0 à 5 VDC |
21 |
Tabel 2. Output signaler fra PC med Humusoft AD512
Figur 2. Blokdiagram af Overgang
mellem væskeniveau potmetre og AD512
Funktionsbeskrivelse:
Giver to DC signaler, der varierer efter væskestanden, til AD512-kortet.
Grænsefladebeskrivelse:
Modulet har grænseflader til: 1, 8.
Input signaler:
|
Humusoft AD512 connector |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
Ref. Out |
Reference spænding 4,096 VDC |
25 |
|
Vand- og saftniveau
connector |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
Varierende spænding fra Saft potmeter |
0 à 4,096 VDC |
7 |
|
Varierende spænding fra Vand potmeter |
0 à 4,096 VDC |
9 |
Tabel 3. Input signaler til væskestands
potmetre
Output signaler:
|
Humusoft AD512 connector |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
Saft niveau |
0 à 4,096 VDC |
2 |
|
Vand niveau |
0 à 4,096 VDC |
1 |
|
Vand- og saftniveau
connector |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
Ref. Out |
Reference spænding 4,096 VDC |
6 |
Tabel 4 Output fra væskestands potmetre
Figur 3. Blokdiagram af
temperaturkredsløb
Funktionsbeskrivelse:
Kredsløbet udnytter en diodes temperaturafhængige modstandskarakteristik til at skabe et DC signal til Humusoft AD512-kortet.
AD512 udsender en spænding til temperaturdisplayet, der styres af softwaren.
En spændingsdeler reducerer spændingen med en faktor 10, for at få en bedre opløsning på DAC’ens LSB værdi. Temperaturdisplayet viser 199,9mV ved 1999mV, og den korrigering tages der hensyn til i programmet. Spændingsdeleren er en del af modul 3.
Grænsefladebeskrivelse:
Modulet har grænseflader til: 1, 8.
Input signaler:
|
Analog connector |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
Temperatur føler anode |
konstantstrøm, 1 mA |
2 |
|
Temperatur føler katode |
konstantstrøm, 1 mA |
1 |
Tabel 5. Input signaler til temperaturkredsløb
Output signaler:
|
Humusoft AD512 connector |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
PC-genereret
Out |
0 à 5VDC |
21 |
|
Forstærket temperatur signal |
0 à 5VDC |
3 |
|
Analog connector |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
Temperatur display |
0 à 500mV |
6 |
Tabel 6. Output fra temperaturkredsløb
Figur 4. Blokdiagram af stepmotorcontroller
Funktionsbeskrivelse:
Stepmotor kontrolleren genererer gray-kode til stepmotoren, baseret på et clocksignal fra en oscillator, hvis der ikke modtages et Hold signal. Retningen på stepmotoren bestemmes af Direction signalet.
Grænsefladebeskrivelse:
Modulet har grænseflader til: 1, 5, 8.
Input signaler:
|
Humusoft AD512 connector |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
Hold |
CMOS |
31 |
|
Direction |
CMOS |
32 |
Tabel 7. Input til stepmotor
controller
Output signaler:
|
Digital connector |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
Stepmotor
A |
CMOS/TTL |
4 |
|
Stepmotor
B |
CMOS/TTL |
5 |
Tabel 8. Output fra stepmotor controller
Figur 5. Blokdiagram af oscillator
Funktionsbeskrivelse:
Genererer en firkant puls med en frekvens på ca. 180->200 Hz til stepmotor controlleren.
Pulsen har en duty cycle mellem 20 og 80 %.
Grænsefladebeskrivelse:
Modulet har grænseflade til: 4.
Input signaler:
Ingen udefrakommende signaler går hertil.
Output signaler:
Giver en 5Vpp clocksignal internt på wrapboardet.
Figur 6. Blokdiagram af 2-4 bit
dekoder samt bufferkredsløb til LED’s mellem AD512 og betjeningspanel
Funktionsbeskrivelse:
LED interface skal fungere som buffer imellem Humusoft AD512 og Betjeningspanel, da Humusoft kortet i sig selv ikke er i stand til at levere strømstyrker der er kraftige nok til at drive de forskellige LED’s/ventiler. Da antallet af digitale outputs er begrænset til 8 stk., blev det besluttet at lade et to-bit binær signal blive dekodet til fire signaler, hvor hvert signal tænder en LED på betjeningspanelet. Skal alle fire LEDS være slukket kan Output Enable bruges til at slukke dem med.
Grænsefladebeskrivelse:
Modulet har grænseflader til: 1, 8.
Input signaler:
|
Humusoft AD512 connector |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
Output
Enable, 2-4 dekoder |
CMOS |
35 |
|
2-4-dekoder,
Bit1 |
CMOS |
36 |
|
2-4-dekoder, Bit2 |
CMOS |
37 |
|
’Vand Dosering’ Ventil/LED |
CMOS |
33 |
|
’Saft Dosering’ Ventil/LED |
CMOS |
34 |
|
LED ’Vand Varm’ |
CMOS |
38 |
Tabel 9. Input til LED interface
Output signaler:
|
Digital connector |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
LED ’Position
Start’ |
LED kompatibelt |
16 |
|
LED ’Frem’ |
LED kompatibelt |
17 |
|
LED ’Position Dosering’ |
LED kompatibelt |
18 |
|
LED ’Tilbage’ |
LED kompatibelt |
21 |
|
’Vand Dosering’ Ventil/LED |
LED kompatibelt |
20 |
|
’Saft Dosering’ Ventil/LED |
LED kompatibelt |
19 |
|
LED ’Vand Varm’ |
LED kompatibelt |
22 |
Tabel 10. Output fra LED interface
Figur 7. Blokdiagram af pull-up modstande til betjeningskontakter
Funktionsbeskrivelse:
Pull-up kredsløbet sørger for at der ligger en spænding påtrykt på digital indgangen på AD512, indtil kontakterne ’START’ eller ’RESET’ aktiveres. Derfor vil START og RESET blive benævnt START_L og RESET_L, da de begge er aktivt lave.
Grænsefladebeskrivelse:
Modulet har grænseflader til: 1, 8.
Input signaler:
|
Digital connector |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
START |
N.O. kontakt, forbundet til stel |
2 |
|
RESET |
N.O. kontakt, forbundet til stel |
8 |
Output signaler:
|
Humusoft AD512
connector |
||
|
Navn |
Type |
Pin |
|
START_L |
CMOS, aktiv lav |
12 |
|
RESET_L |
CMOS, aktiv lav |
13 |