27ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2014

PROJEKTY

montowanej pod kątem 90 stopni w stosun-ku do płyty głównej.

Jak widać, budowa urządzenia jest nie-skomplikowana, program już niestety taki nie jest. Oprogramowanie mikrokontrolera odbie-ra dane z obu interfejsów USART i zapamię-tuje je w tablicy. Obsługa USART odbywa się z użyciem przerwań. Realizuje to procedura (dla USART0) pokazana na listingu 1.

Przy odbiorze danych z  USART z  uży-ciem mechanizmu przerwań należy pa-miętać, aby zadeklarować przerwanie jako „Signal”. W  przeciwnym wypadku dojdzie do przepełnienia stosu, gdyż znacznik prze-rwania jest kasowany po  zakończeniu jego obsługi, a nie po wejściu w przerwanie, tak jak to się dzieje w wypadku przerwań od ti-merów i  innych peryferii. Jeśli konieczne byłoby przerwanie wielopoziomowe, należy postąpić w następujący sposób:

• Zadeklarować przerwanie jako „Signal”.• Odblokować przerwania za pomocą

„sei()”.• Obsłużyć przerwanie.

Przerwania nie trzeba odblokowywać przy wychodzeniu z procedury jego obsługi. Dzieje się to  automatycznie przy odtwarza-niu rejestru CREG.

Procedura odbiorcza jest zabezpieczona przed przepełnieniem bufora. Jak wspomnia-no, konsola może wysyłać od 24 do 512 baj-tów danych. W  zmiennej curLenDmx znaj-duje się liczba odebranych danych. Gdy dwa razy zostanie odebrana taka sama ich liczba (zmienna prevLenDmx), jest ona zapamięty-wana w LenDmx0 dla USART0 lub LenDmx1 dla USART1.

W  systemach DMX nierzadko jest konieczne dołączenie

do  sieci więcej niż jednej konsoli, choćby ze  względu

na  zwiększenie liczby obsługiwanych urządzeń. Nie

można po  prostu połączyć równolegle ich zacisków

wyjściowych, bo  konsole będą się wzajemnie zakłócały.

Konieczne jest zastosowanie mergera.

Rekomendacje: urządzenie jest kontynuacją publikacji

związanych z  systemem DMX –  przyda się osobom zajmujących się aranżacją

i  obsługą techniczną sceny.

Merger DMX

Budowa mergera nie jest tak prosta, jak opi-sywanego w poprzednim numerze EP splitte-ra, w którym wystarczyło „rozdzielić” sygnał na kilka wyjść, co daje się łatwo zrobić z uży-ciem kilku driverów MAX485. W  mergerze trzeba zsumować dwa niezsynchronizowane ze sobą strumienie DMX. Każdy ze strumieni może przenosić od 24 do 512 bajtów danych. Funkcjonalność taką można zrealizować z  użyciem mikrokontrolera mającego dwa interfejsy UART. Wskazane, aby można było ustalić, jaką część strumienia wykorzystują poszczególne wejścia, co  umożliwi połącze-nie kaskadowe wielu mergerów. Do  skonfi-gurowania takiego urządzenia, co  prawda, wystarczyłyby zworki, ale większe możliwo-ści daje impulsator i  wyświetlacz alfanume-ryczny.

Budowa i zasada działaniaSchemat ideowy projektu mergera DMX po-kazano na  rysunku 1. Napięcie zasilające 230  V  AC jest obniżane w  transformatorze, następnie prostowane za pomocą diod D1 i D2, po czym stabilizowane przez układ U1. Dane wejściowe konwertowane są  w  ukła-dach U2 i U3, a następnie trafiają na wejścia UART mikrokontrolera. Przeważnie merger będzie jedynym urządzeniem podłączonym do  konsoli czy interfejsu komputera, dlate-go zworki JP2 i  JP3 powinny być założone. Przekształcone dane wyjściowe z  mikro-kontrolera są konwertowane za pomocą U5. Mikrokontroler steruje także alfanumerycz-nym wyświetlaczem LCD oraz odczytuje informacje z impulsatora. Wyświetlacz i im-pulsator umieszczono na osobnej płytce, za-

W ofercie AVT*AVT-5481 A AVT-5481 UKPodstawowe informacje:• Zasilanie 230 V AC/maks. 2 VA.• Dwa wejścia interfejsu DMX, jedno wyjście.• Przyjmuje ramki DMX o  różnych długoś-

ciach.• Przystosowany do  zamontowania w  obudo-

wie KM-60.Dodatkowe materiały na  FTP:ftp://ep.com.pl, user: 63172, pass: 428ofq53• wzory płytek PCBProjekty pokrewne na  FTP:(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)AVT-5474 Demultiplexer DMX (EP 11/2014)AVT-5473 Multiplexer DMX (EP 11/2014)AVT-5462 DMX-owy sterownik serwomechanizmów (EP 8/2014)AVT-5456 Miniaturowa konsola z  interfejsem DMX (EP 7/2014)* Uwaga:Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach:AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów

dodatkowych.AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie

wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych.AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie

wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych.AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymienio-

ny w  załączniku pdfAVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wluto-

wane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf

AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu)

Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

AVT5481

REKLAMA

28 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2014

PROJEKTY

RO1

RE2

DE

3

GN

D5

Vcc

8

DI

4

B7

A6

U5

MAX

485

1 2 3J6

DM

X O

UT

VCC

R10

120

R9 120

C10

100n

F

VCC

/TxD

0

RO1

RE2

DE

3

GN

D5

Vcc

8

DI

4

B7

A6

U3

MAX

485

1 2 3

J5 DM

Xin2

VCC

R5 120

R6 120

/RxD

1

12

JP3

Term

C11

100n

F

Dñ

D+

XRL

(2)

XRL

(3)

XRL

(1)

RO1

RE2

DE

3

GN

D5

Vcc

8

DI

4

B7

A6

U2

MAX

485

1 2 3

J4 DM

Xin1

VCC

R2 120

R3 120

/RxD

0

12

JP2

Term

C7 100n

F

Dñ

D+

XRL

(2)

XRL

(3)

XRL

(1)

C1 470uF/16V

C4 470u

F/16

VC2 10

0nF

C3 100n

FVCC

+12

Vin

1

2

Vout

3

U1

7805

F1 63m

A

D1

SN40

07

D2

SN40

07

109

5 1

76TR

1

TZ2V

A 2

x9V

1 2 3

J1 In 2

30V

X124

X223

RESE

T20

PD7/

T232

PD6/

T131

PD2/

INT2

/RXD

127

PD3/

INT3

RXD

128

PD4/

IC1

29

PD5/

XCK1

30

PB0/

SS10

PB1/

SCK

11

PB2/

MO

SI12

PB3/

MIS

O13

PB4/

OC0

14

PB5/

OC1

A15

PB6/

OC1

B16

PB7/

OC2

/OC1

C17

AD

0/PA

051

AD

1/PA

150

AD

2/PA

249

AD

3/PA

348

AD

4/Pa

447

AD

5/PA

546

AD

6/PA

645

AD

7/PA

744

A8/

PC0

35

A9/

PC1

36

A10

/PC2

37

A11

/PC3

38

A12

/PC4

39

A13

/PC5

40

A14

/PC6

41

A15

/PC7

42

PEN

1A

LE/P

G2

43

PD1/

INT1

/SD

A26

PD0/

INT0

/SCL

25

VCC21

PG1/

RD34

PG0/

WR

33

PG4/

TOSC

218

PG3/

TOSC

119

PF0/

AD

C061

PF1/

AD

C160

PF2/

AD

C259

AVCC64

PF3/

AD

C358

PF4/

AD

C457

PF5/

AD

C556

PF6/

AD

C655

PF7/

AD

C754

PE0/

PDI/R

XD0

2

PE1/

PD0/

TXD

03

PE2/

AC+/

XCK0

4

PE3/

ACñ/

OC3

A5

PE4/

INT4

/OC3

B6

PE5/

INT5

/OC3

C7

PE6/

INT6

/T3

8

PE7/

INT7

/IC3

9

Are

f62

AGND 63VCC52U

4A

tMeg

a128

0-16

AU

VCC

Q1

16M

Hz

R7 10k

VCC

/Rst

C12

22pF

C13

22pF

/RxD

0/T

xD0

/RxD

1

TCK

TMS

TDO

TDI

C8 100n

F

VCC

C5 100n

F

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

JP1

LCD

2x1

6

E

C6 100n

F

P1

KA

Vcc

Gnd

VCC

D4

D5

D6

D7

135 4

2

P2 IMPU

LSAT

OR

C9 15nF

D4

D5

D6

D7

RS

RS

E

12

34

56

78

910

JP4

JTAG

TCK

TMS

TDO

TDI

/Rst

VCC

ImpA

ImpA

ImpB

ImpB

ImpS

W

ImpS

W

VCC

D4

Pow

er

D3

Run

R4 510

VCC

R8 510

VCC

VCC

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

J3 CON

20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

J2 CON

20

VCC

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

J7 CON

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

J8 CON

10

C14

15nF

++

GN

D

VCC

VCC

10k PT10LV

Rysunek 1. Schemat ideowy Mergera DMX

Procedura odbioru danych z  USART1 jest taka sama, jak z  USART0. Różni się tylko nazwami rejestrów. Odebrane dane są  kopiowane do  bufora nadawczego.

Realizuje to procedura pokazana na listin-gu 2.

Zależnie od zmiennej podzial jest kopio-wana część pierwszego bufora odbiorcze-

go do  nadawczego. Następnie, drugi bufor odbiorczy jest kopiowany do  nadawczego za danymi pierwszego bufora. Jeśli długość przekroczyłaby maksymalna liczbę da-

29ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2014

Merger DMX

REKLAMA

nych, jest ona ograniczana. Jeśli jest mniej-sza, to  po  wyliczeniu jest zapamiętywana w zmiennej newLen. Procedura transmisyjna korzysta z  tej zmiennej, dzięki czemu nie wysyła niepotrzebnych danych, co zwiększa częstotliwość odświeżania. Dane wysyła-ne są z użyciem przerwań, jednak najpierw generowane są  sygnały BREAK i  MAB (lis-ting 3).

Ponadto, ta procedura wpisuje pierwszy bajt do  USART, co  powoduje jego wysłanie

Listing 1. Procedura obsługi przerwania od USART0// Obsługa IRQ od odbiornika USARTSIGNAL(USART0_RX_vect){ byte UsartStatus, UsartDana; word static CntDanych, curLenDmx, prevLenDmx;

UsartStatus = UCSR0A; UsartDana = UDR0; UCSR0A = 0;

//Jeśli wykryto błąd ramki, to skończył się sygnał BREAK if ((UsartStatus & (1<<FE0))) { TimerDmx0 = OVERTIME_DMX; DmxStatus0 = DMX_BREAK; //Ustaw status prevLenDmx = curLenDmx; //Zapamiętaj poprzednią długość curLenDmx = CntDanych; // Zapamiętaj aktualną CntDanych = 0; // Zeruj licznik danych// Zapamiętaj długość danych gdy dwa wyniki takie same if (prevLenDmx==curLenDmx) LenDmx0 = curLenDmx; } else// Jesli byl BREAK a pojawila sie nowa dana: if(DmxStatus0 == DMX_BREAK) { // nastepny kanal if (CntDanych < LENBUFDMX) RxBuf0[CntDanych++] = UsartDana; }}

Listing 2. Kopiowanie danych do bufora nadawczego//--- Wysłanie ramki DMX ---//if ( TxEmpty ) // Jeśli poprzednia ramka wysłana{ d = 1; // Kopiujemy od bajta 1, bo 0 zawsze równy 0 newLen = podzial + LenDmx1; if ( newLen > 513 ) newLen = 513; // Wyliczmy nową długość for (s=1; s<podzial; s++) TxBuf0[ d++ ] = RxBuf0[ s ]; for (s=1; s<513; s++) { TxBuf0[ d++ ] = RxBuf1[ s ]; if ( d > LENBUFDMX) break; // Kontrola długości } if((DmxStatus0 != DMX_OFFLINE)||(DmxStatus1 != DMX_OFFLINE)) //Nadajemy tylko, gdy jest transmisja na którymś porcie SendDmx( newLen ); else newLen = 0;}

Listing 3. Generowanie sygnałów BREAK i MAB, wysłanie danychvoid SendDmx( word len ){ LenTxRs = len; if ( LenTxRs > LENBUFDMX ) LenTxRs = LENBUFDMX; TxEmpty = FALSE;// Program główny generuje BREAK i MAB po czym wyśle dane (wpis do UDR0) DdrTx(); // Port wyjsciem UCSR0B &= ~(1<<TXEN0); // wyłącz TX UARTA ClrTx(); _delay_us(200); // wygeneruj BREAK SetTx(); _delay_us(88); // wygeneruj MAB UCSR0B |= (1<<TXEN0); // włącz TX UARTA UDR0 = TxBuf0[ PtrTxRs=0 ]; // Wpisz do nadajnika pierwszy znak (start transmisji)}

Listing 4. Obsługa przerwania USART – wysłanie danych// Przerwanie nadawcze od USART#define USART_UDRE_vect _VECTOR(19) /* USART, Data Register Empty */#define USART_TX_vect _VECTOR(20) /* USART Tx Complete */SIGNAL(USART0_TX_vect) // Musi byc ISR lub SIGNAL a nie INTERUPT{ PtrTxRs++; //Wskaźnik na następny znak if (PtrTxRs < LenTxRs) //Jeśli są jeszcze znaki do wysłania UDR0 = TxBuf0[ PtrTxRs ]; // Wpisz do nadajnika else TxEmpty = TRUE; // Wszystkie znaki wysłane (ostatnie IRQ)}

Listing 5. Procedura obsługi impulsatora//Obsługa IRQ od wejścia INT 0SIGNAL( INT0_vect ) // NIEMOZLIWE przerwanie wielopoziomowe (brak instrukcji SEI){ byte data; data = IMPdata; if ( RdImpB ) data++; else data--; data &= IMPdataMASK; // ograniczenie zakresu IMPdata = data;}

Wykaz elementówRezystory: (SMD 1206)R2, R3, R5, R6, R9, R10: 120 VR4, R8: 510 VR7: 10 kVKondensatory:C1, C4: 470 mF/16 V (elektrolit.)Kondensatory SMD 1206:C2, C3, C5…C8, C10, C11: 100 nF (SMD 1206)C9, C14: 15 nF (SMD 1206)C12, C13: 22 pF (SMD 1206)Półprzewodniki:U1: 7805U2, U3, U5: MAX485U4: ATmega1280-16AUD1, D2: SN4007D3: dioda LED żółta, 3 mmD4: dioda LED, zielona, 3 mmInne:P1: 10 kV (PT10LV pot. montażowy)P2: ED1212S-24C24-30F (impulsator z włącznikiem, długa ośka)Q1: 16 MHz (kwarc HC49/HC49S)F1: F63 mA (bezpiecznik 5×20)J1: TB-5.0-PP-2P, TB-5.0-PIN (złącze TB z listwą kołkową)J3: listwa kątowa goldpin 1×20J8: listwa kątowa goldpin 1×10J4, J5: NS25-W3 (gniazdo NS25 3 pin), NS25-G3 (wtyk NS25 3 pin), NS25-T (3 szt. terminali do wtyku NS25)XLR-3G-C: wtyk XRL-3 do obudowyJ6: NS25-W3 (gniazdo NS25 3 pin)NS25-G3: wtyk NS25 3 pinNS25-T: 3 szt. terminali do wtyku NS25XLR-3G-CH: gniazdo XRL-3 do obudowyJP4: IDC10MLP (gniazdo „wannowe” 2×5)JP1: LCD 2×16 (wyświetlacz z listwą goldpin + gniazdo do płytki)TR1: TZ2VA 2×9 V (transformator sieciowy, zalewany 2×9 V/100 mA)PPIN8: podstawka precyzyjna 8 pin (3 szt.)

30 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2014

PROJEKTY

Rysunek 2. Schemat montażowy Mergera DMX

31ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2014

Merger DMX

Rysunek 5. Przykładowy sposób włączenia mergerów

i wygenerowanie przerwania. Pozostałe dane są wysyłane z wykorzystaniem mechanizmu przerwań (listing 4).

Procedura obsługi impulsatora została zrealizowana z  użyciem mechanizmu prze-rwań, dzięki czemu jest nieskomplikowana. Pokazano ją na listingu 5.

Montaż i uruchomienieSchemat montażowy Mergera DMX pokaza-no na rysunku 2. Montaż jest typowy i nie wymaga omawiania. Jeśli płytki wykonu-jemy samodzielnie, to  płytę główną można wykonać jako jednowarstwową. Wtedy jest konieczne zamontowanie kilkunastu zwór z  drutu. Płytkę wyświetlacza i  impulsato-ra montujemy pod kątem 90 stopni w  sto-sunku do płyty bazowej, za pośrednictwem goldpina kątowego. Należy zwrócić uwa-gę na  jego typ. Szczegóły można zobaczyć na fotografii 3. Złącze J8 zastosowano tylko w  celu wzmocnienia mechanicznego płyt-ki. Wyświetlacz montujemy na  gnieździe goldpin. Po  włączeniu zasilania dioda D4

Fotografia 3. Sposób zamontowania płytek drukowanych

DmxOut

Konsola 1

DmxOutDmxIN1

DmxIN2

Mereger DMX (podział na 32 kanale)

Do urządzeń DMX

DmxOut

Konsola 2

DmxOut

Konsola 3

DmxOut

Komputer z interfejsem DMX

32 kanały (1...32)

32 kanały (1...32)

64 kanały (1...64)

512 kanałów

(1...512)

DmxOutDmxIN1

DmxIN2

Mereger DMX (podział na 64 kanale)

DmxOutDmxIN1

DmxIN2

Mereger DMX (podział na 128 kanale)

64 kanały1...32 – konsola 133...64 – konsola 2

192 kanały1...128 – komputer129...192 – kosola 3

256 kanałów

65...192 – komputer192...256 – konsola 3

1...32 – konsola 133...64 – konsola 2

Rysunek 4. Ustawienie ważniejszych fusebitów

powinna świecić natomiast D3 migać z czę-stotliwością około 1  Hz. Na  wyświetlaczu powinien pojawić się ekran powitalny. Jeśli nic nie widać lub kontrast jest za mały, re-gulujemy go potencjometrem P1. Pod układy MAX485 warto zastosować podstawki. Jeśli procesor nie jest zaprogramowany można to zrobić przez złącze JP4 (JTAG). Ustawienie bitów konfiguracyjnych pokazano na rysun-ku 4. Płytka Mergera DMX jest przystosowa-na do zamontowania w obudowie KM-60.

ObsługaPo włączeniu zasilania pojawi się ekran po-witalny, po  czym ukaże się ekran roboczy, a na nim komunikat:

1: aaa* 2: bbb*P: ccc N: ddd

Poszczególne symbole oznaczają:aaa –  liczba odebranych danych na  pierw-szym wejściu DMX, gwiazdka za liczbą oznacza trwającą transmisję (on-line), znak minus, brak transmisji przez co  najmniej 1 sekundę (off-line).

bbb – jak wyżej, ale dla wejścia drugiego.ccc –  liczba danych, które zostaną wysła-ne z pierwszego kanału na wyjście; za nimi zostaną przesłane dane z  drugiego kanału (miejsce podziału bufora nadawczego).ddd – liczba danych wysyłanych na wyjście.

Kręcąc impulsatorem zmieniamy liczbę danych wysyłanych z  pierwszego kanału. Tę liczbę można zmieniać z krokiem 16. Aby zapamiętać nastawę należy nacisnąć impul-sator. Przykładowy sposób włączenia mere-gerów można zobaczyć na rysunku 5.

Sławomir Skrzyński, EP

Porada: urządzenie, które wysyła dłuższe ramki powinno być włączone do pierwszego kanału. Dzięki temu, zależnie od ustawienia mergera i liczby da-nych odbieranych w drugim kanale, ,merger będzie wysyłał mniej niż 512 bajtów danych, co zwiększy częstotliwość odświeżania urządzeń odbiorczych.

REKLAMA