Home
Accesso / Registrazione
 di 

Interfaccia relè per PC

Interfaccia relè per PC

Come controllare quattro carichi di potenza tramite la porta parallela di qualsiasi Personal Computer. Nell'articolo, oltre alla descrizione dell'hardware, viene illustrato il software di gestione della scheda. Il progetto è disponibile in scatola di montaggio.

Non c'è dubbio, a detta di tutti siamo entrati nell'era dell'automazione sfrenata e del forte sviluppo tecnologico e chi, in questo scenario, svolge un ruolo prioritario è il computer che, nelle sue varie forme, dal Personal, alla WorkStation, è in grado di controllare interi cicli produttivi. Il personal computer, universalmente noto con la sigla "PC", è entrato anche nelle nostre case affascinando grandi e piccoli per le sue qualità e per l'aiuto che può dare nello studio, nel lavoro e, perché no, nel tempo libero. Quante volte siamo rimasti esterrefatti dalla capacità dei PC di gestire una miriade di dati, dalla precisione di un disegno vettoriale o semplicemente dalla velocità di esecuzione di calcoli e statistiche.

Tra le varie applicazioni affidate al computer un utilizzo tra i più appassionanti riguarda la comunicazione dell'elaboratore stesso con il mondo esterno con la conseguente possibilità di trasmettere e ricevere dati, controllare carichi e acquisire informazioni. Tutto questo ha portato negli ultimi anni ad un fiorire sul mercato di "periferiche" e schede aggiuntive in grado di far giungere al PC segnali di vario tipo demandando la decisionalità e la manipolazione di tali segnali al nostro calcolatore. La multimedialità è il tipico esempio ma non sicuramente l'unico. Guardiamo, ad esempio, al successo dei Modem-Fax, dispositivi in grado di convertire segnali in linea telefonica in dati comprensibili al computer lasciando a questo l'intero compito gestionale del sistema, o alle schede di programmazione per i vari microcontrollori o eprom dove l'elaboratore svolge una funzione intermediaria tra il tecnico programmatore e i dati richiesti/forniti dall'integrato.

Insomma, anche nel nostro piccolo laboratorio ricerchiamo sempre più interattività tra il computer ed il lavoro che stiamo svolgendo, così oltre ai classici impieghi come la stampa di documenti e i calcoli matematici, affianchiamo altri lavori pratici sfruttando le possibilità che l'informatica mette a disposizione.

E' in questo contesto che nasce la nostra interfaccia a relè, che consente di fornire al nostro PC una "mano" in grado di attivare qualsiasi carico collegato alla nostra scheda. La semplicità dell' hardware e del software è una prerogativa di partenza del progetto che se da un lato limita il numero di canali di controllo e le loro funzioni, dall'altro permette con poca difficoltà a tutti gli hobbisti, di giungere alla realizzazione dell'intero sistema senza far uso di costosi compilatori.

interfaccia_relè pc_schema_elettrico

Per questo motivo la nostra scelta è caduta sulla porta parallela del PC, ossia quella collegata normalmente alla stampante e abbreviata con la sigla LPT1. Su questa porta, a differenza di quelle seriali, i dati (D0-D7) scorrono parallelamente con una maggior facilità di decodifica in ricezione, che si traduce in una semplificazione hardware della nostra scheda. Avremo quindi i dati che, opportunamente "bufferizzati", vanno a pilotare direttamente i relè, come vedremo più avanti durante la descrizione dello schema elettrico.

Un altro vantaggio nell'utilizzare la porta parallela rispetto alla seriale è quello di avere dei segnali digitali TTL con valori di 0 o di 5 volt sulle uscite che non richiedono l'impiego di stadi convertitori. Un'obiezione all'impiego della porta parallela potrebbe venire da chi utilizza tale porta per pilotare una stampante; a costoro consigliamo l'utilizzo di un "Data transfer switch" a due vie, in grado di collegare alternativamente la stampante e la scheda, con la semplice rotazione di un commutatore.

CIRCUITO ELETTRICO
Dalla parallela preleviamo quattro segnali e precisamente D0, D1, D2, D3, che associamo ai nostri quattro canali. Per l'impiego di relè a 12 volt, e soprattutto per non sovraccaricare l' uscita a 5 volt della porta, abbiamo utilizzato un'alimentazione esterna di 9 ÷ 15 volt continui da applicare alla morsettiera a due poli presente sullo stampato. Il diodo D5 evita qualsiasi tipo di danneggiamento della scheda in caso di una accidentale inversione di polarità e per i più prudenti proponiamo l'impiego di un fusibile da 500 mA da collegare in serie a questo diodo , in modo da salvaguardarsi da cortocircuiti in fase di montaggio.

interfaccia relè pcb

 

interfaccia_rele_lista_parti

L'alimentazione, filtrata dai condensatori C2 e C3, viene impiegata per eccitare i relè il cui pilotaggio è demandato ai quattro transistor NPN T1÷T4. In parallelo alle bobine dei relè sono stati aggiunti dei led con relative resistenze di limitazione corrente, per avere anche una indicazione visiva dello stato dei canali. Usando una sorgente di alimentazione esterna al nostro computer, dalla porta parallela occorre prelevare anche un terminale di riferimento, e precisamente la massa (pin 25) che verrà collegata al terminale negativo della nostra alimentazione. I segnali che scorrono lungo il Bus che collega la porta con la scheda come abbiamo detto in precedenza sono segnali TTL e come tali possono subire delle alterazioni dovute ad interferenze e disturbi che possono pregiudicare il corretto funzionamento del sistema. Per evitare tutto questo occorre adottare delle accortezze di carattere pratico e circuitale.

Prima fra tutte, che vale come regola generale per chi usa la porta parallela, è quella di utilizzare cavi di connessione PC/Periferica non eccessivamente lunghi. Le stesse Case costruttrici di periferiche sconsigliano di superare i 2-3 metri di lunghezza, tuttavia prove di laboratorio effettuate con la nostra scheda hanno permesso dei collegamenti di oltre 10 metri senza riscontrare alcun problema. Gli altri accorgimenti adottati nel nostro circuito sono l'impiego di buffer e di filtri RC all'arrivo dei segnali sulla piastra. Dovendo utilizzare solo quattro segnali, come buffer abbiamo impiegato un comune integrato CMOS contenente altrettante porte AND le cui uscite sono connesse ai transistor pilota. Dovendo l'integrato gestire segnali TTL, l'alimentazione dovrà essere di 5 volt. Per questo motivo viene impiegato uno zener che, con la sua resistenza di caduta, provvede a fornire tale tensione partendo dai 12 volt.

Concludiamo la descrizione del circuito con alcune considerazioni pratiche. Nella nostra scheda abbiamo utilizzato un connettore femmina a vaschetta 25 poli montato su stampato con inclinazione di 90 gradi. Occorre pertanto un cavetto di collegamento maschio/maschio 25 poli per poter collegare correttamente la scheda alla presa del computer. Data la semplicità dei collegamenti, prestando un po' di attenzione e usando i connettori ade guati (due maschi 25 poli) potrete voi stessi costruire questo cavo, rispettando le seguenti indicazioni:

D0 = pin 2
D1 = pin 3
D2 = pin 4
D3 = pin 5
Massa = pin 25

I relè di uscita presentano i tre contatti che fanno capo alle relative morsettiere e possono essere impiegati come interruttori o deviatori. Essi sono in grado di pilotare carichi che assorbono una corrente massima di 5 ampère.

collegamento_pc-scheda-interfaccia-rele-pc

IL SOFTWARE
Non essendo richiesta una particolare velocità di trasmissione dati abbiamo utilizzato per il programma di gestione della nostra scheda il linguaggio basic che sicuramente molti di voi già conoscono. Ciò consente di apportare facilmente modifiche o personalizzazioni al programma. Un ulteriore vantaggio di questa scelta è data dal fatto che le ultime versioni di DOS contengono un compilatore di Basic chiamato QBASIC; basterà dunque digitare il listato riportato in questo articolo per poter far funzionare la nostra interfaccia. Se si adotta questa soluzione occorre innanzitutto aprire l'ambiente di sviluppo lanciando qBasic, digitare poi il listato riga per riga riportando fedelmente anche gli spazi e le punteggiature. Infine bisogna salvare il lavoro attribuendo un nome di file. Il compilatore provvederà a creare un file con il vostro nome e con l'estensione .BAS (esempio: rele.bas). A questo punto il programma è pronto per essere utilizzato digitando da DOS la seguente riga: QBASIC/RUN NomeProgramma ( es. qBasic /run rele). Un altro sistema meno "artigianale" del precedente è quello di usare un compilatore commerciale in Basic in grado di creare automaticamente il file eseguibile da DOS che avrà l'estensione .EXE.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

Analizziamo ora il programma vero e proprio partendo dalla schermata grafica iniziale che indica lo stato dei canali. A ciascuno di essi è associato un tasto funzione e precisamente con il compito di commutare lo stato del relè relativo. Il tasto premuto due volte permette di ritornare al DOS. Un altro vantaggio di questa scheda consiste nel poter associare un temporizzatore a ciascun canale per far sì che nel momento in cui attiviamo il relè esso rimanga eccitato per il tempo selezionato. Abbiamo quindi quattro Timer impostabili da 1 secondo a 24 ore.

interfaccia rele per pc

Per entrare in programmazione timer dalla schermata principale occorre premere il tasto funzione seguito poi dal tasto funzione del canale che ci interessa modificare. A questo punto è sufficiente indicare i secondi del timer, tenendo conto che è consentito un intervallo da 0 (Timer disattivo) a 86400 (24 Ore). Se durante il funzionamento della scheda volete lasciare inalterato lo stato dei canali togliendo i timer in funzione basta premere seguito dal tasto . La semplicità di questa interfaccia ci ha spinti subito ad utilizzarla nel nostro laboratorio come timer per il controllo di un bromografo e dei bagni di incisione. Ovviamente le possibilità di utilizzo non si fermano qui, a voi il compito di trovare altri e più interessanti impieghi.

 

 

Scrivi un commento all'articolo esprimendo la tua opinione sul tema, chiedendo eventuali spiegazioni e/o approfondimenti e contribuendo allo sviluppo dell'argomento proposto. Verranno accettati solo commenti a tema con l'argomento dell'articolo stesso. Commenti NON a tema dovranno essere necessariamente inseriti nel Forum creando un "nuovo argomento di discussione". Per commentare devi accedere al Blog
ritratto di lorenzo pacini

relè per pc

mi piacerebbe provare ad utilizzare questa interfaccia per collegare il pc ad un sistema di gestione di un germinatoio per controllare l'accensione di vari dispositivi in base a tempereture, tempi e grado d'umidità, quindi servirebbe anche un interfaccia input da collegare ad una piccola stazione barometrica tipo quelle comunemente in commercio. Se possibile fatemi sapere come poter fare, grazie

ritratto di Neno

help!

scusate ma dov'è il listato del programma??

ritratto di nvhs

ciao! io ho questa scheda comprata nel 2000 funziona perfettame

ciao! io ho questa scheda comprata nel 2000 funziona perfettamente anche con lo slot gpio a 3.3v delle schede arduino e raspberry http://nvhs.wordpress.com/proj...

 

 

Login   
 Twitter Facebook LinkedIn Youtube Google RSS

Chi è online

Ci sono attualmente 0 utenti e 33 visitatori collegati.

Ultimi Commenti