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Come Progettare con un Simulatore

Come Progettare con un Simulatore

Progettare con i simulatori

Sono titubante ad avviare il progetto quando ho un problema col mio debugger. Non tenterò mai di connettere il debugger ad una periferica direttamente collegata alla rete, potrebbe danneggiare il debugger ed il mio computer. Recentemente, ho scoperto che simulatori come TINA e Proteus sono piuttosto utili per questo genere di progetti. Risolto questo problema sgradevole ora posso iniziare il progetto.
C'è un sistema intelligente di controllo di illuminazione nella nostra stanza di riunione. L'utente può accendere o spegnere la luce personale e definire i tipi di illuminazione (come la presentazione e la modalità meeting) con un telecomando. Ho tentato di disegnare un sistema di illuminazione intelligente col mio microcontrollore favorito da solo. Il nuovo sistema dovrebbe essere facile da installare ed individualmente accessibile, il più economico possibile.

progetto simulatore

Il sistema tradizionale richiede una fonte di tensione rettificata e regolata (5V/3.3V) ed opto-accoppiata per il controllo dell’illuminazione.

Un progetto più economico interfaccia il microcontrollore alla tensione principale direttamente, come descritto in una nota applicativa dai semiconduttori Philips/NXP (Date uno sguardo al file pdf allegato in Donwload - LPC_AN467_1.pdf). Questo approccio permette al microcontrollore low-end di funzionare in un ambiente con tensione principale CA (corrente alternata). La parte di elettronica può essere montata in un scatola con alloggio su misura come un modulo.

È una buona idea, ma esito ad avviare il progetto perché devo installare un appropriato banco di prova. Per mettere a punto il software devo collegare il mio emulatore alla rete CA ed usare un opto-isolatore per isolare la connessione RS232/USB tra l’emulatore ed il mio PC. Devo essere certo della sicurezza dell'emulatore e di me stesso. Non riesco a trovare una buona soluzione finché successivamente ho valutato TINA e Proteus. Sì, questi simulatori sono piuttosto utili in tali ambienti rischiosi. Condividerò la mia esperienza con Proteus con questo progetto campione.
Secondo la nota applicativa, un circuito finestra è solito per ricercare lo zero tensione/corrente, attraversando col comparatore(i) interno del LPC764. La tensione positiva (5V) è connessa direttamente alla rete (di linea o neutrale). Il diodo Zener a 5.6V, combinato con la caduta di tensione ai capi del diodo rettificatore, produce una tensione IC vicino a 5V.

Per verificare il circuito sostituisco i comparatori interni con un comparatore IC per sondare la tensione dei relativi nodi. Secondo la nota applicativa, ho installato il circuito passo passo e ho controllato il diagramma di simulazione (è chiamato Simulazione Grafica in Proteus) per il risultato finale. Durante questo processo, ho corretto molte volte il circuito. Il semplice circuito di rilevazione connette la rete all’input positivo del comparatore con una serie di resistenze (secondo la Figura 9 nella nota applicativa). Comunque è estremamente pericoloso, perché il terminale di input deve interfacciare direttamente i 110V. Certo, posso commettere molti errori finché non trovo il circuito corretto in un circuito simulato. Qualche volta, il simulatore è il miglior metodo di progettazione rispetto a un emulatore hardware.

Sostituirò i comparatori standard con quelli interni di un microcontrollore (LPC9XX o ATTiny). Gli ultimi microcontrollori hanno integrato il COMP come una periferica standard. Si possono trovare i comparatori in LPC7XX, LPC9XX PIC, AVR MSP430 e Cortex-M3. Dato che Proteus supporta anche linguaggi di debug ad alto livello di terze parti, posso usare il mio Keil uVision favorito AVRStudio per correggere gli errori del firmware in tempo reale. La maggior parte dei lavori può essere fatta su un PC, finché non scarico il firmware nel microcontrollor.

Il metodo di simulazione qualche volta è di gran lunga migliore dell'emulatore hardware tradizionale. Almeno può aiutare a salvaguardare la sicurezza, proteggere le proprietà ed accelerare il ciclo di progettazione. Proteus è un software commerciale. Alternativamente, si può usare la versione demo di TINA che può essere scaricata dal sito web esente da spese. Il progetto di illuminazione ancora è in corso, ed il progetto sarà ugualmente aperto. Sia Proteus che TINA, supportano la simulazione elettronica e la co-simulazione mcu. Proteus supporta più microcontrollori, mentre TINA è più potente nella simulazione elettronica e la simulazione VHDL. Mi occuperò della comparazione di questi strumenti in un secondo tempo (incluso Proteus, Tina, MultiSim, gEDA, ARMulator e AVRSimulator), così si può scegliere il software appropriato per il proprio progetto.

 

 

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