De computers van het paludarium

 

Hoe het bedacht is

De stuurcomputer begint nu duidelijk vorm te krijgen. Origineel was het idee om een kleine mini-computer met een touchscreen te monteren aan het pauldarium, en het geheel vanuit deze mini computer aan te sturen. Dit gaat echter wel heel veel tijd kosten om te bouwen. Daarom is er (voor nu) een andere aanpak gekozen. Misschien is het komende verhaal te ingewikkeld. Helaas is het heel eenvoudig uitleggen niet echt mogelijk. Hier een opsomming van de delen waaruit de besturing is opgebouwd:

 

 

Opzetten van de omgeving

Ik ben begonnen met het opzetten van de Virtuele PC. Deze heeft een Windows 2003 server operating system. Hierop zijn alle compilers en tools gezet om de benodigde software te ontwikkelen. Daarna ben ik begonnen om de microcontrollers te gaan programmeren. Gelukkig heb ik nog het één en ander liggen aan spullen, zoals programmers en compilers voor Atmel AVR Microcontrolelrs. Een oude Borland C++ 6.0 compiler zal de PC stuursoftware gaan bouwen.

 

De Microcontroller

Voor de microcontroller heb ik gekozen voor de Atmel ATTiny2313 chip. Dit is een kleine 20 pins microcontroller, welke vier "pahse correct glitch free" PWM (je zou deze voor hier "dimmeruitgangen" kunnen noemen) uitgangen heeft (technici zegt dit alleen wat). Bovendien heeft hij een seriele USART, zodat bytes van de RS232 signalen direct verwerkt kunnen worden zonder verdere tussenkomst van software.

De PWM uitgangen zijn gekoppelt met IRF540N FETs. Dit zijn een soort electronische schakelaars. Door de FETs heel snel (hier rond de 425 Hz) in- en uit te schakelen, kun je door de schakelverhouding tussen "aan" en "uit" de lichtbron heel netjes dimmen. Hieronder een foto van zo'n klein monstertje:

ATtiny2313 van Atmel - Een complete computer in één IC van zo'n 2 x 0,5cm!

 

Software in de microcontroller

Omdat ik niet later nog in de programmering van de microcontrollers wil hoeven werken, heb ik geprobeerd om direct alle features die ik ooit zou willen erin te zetten. De volgende features heb ik nu al functioneel in de software (en OEPS! De twee kilobyte flashgeheugen in de controller zit nu 98% vol):

De microcontroller software is op het ogenblik helemaal getest en werkt al 100%! Het aansturen doe ik nu nog door de commando's er met de hand naartoe te sturen, maar ze komen al wel van de Virtuele PC (in de schuur) naar onze zolder toe. Al met al begint alles behoorlijk te werken aan de controller kant!

 

PCBs voor de microcontrollers

De Zogenaamde PCB ontwerpen zijn gemaakt. Dit zijn kleine printjes, waarop alle onderdelen kunnen worden gemonteerd. Er zijn er nu twee ontworpen: De eerste regelt vier lichtbronnen (en heeft een aansluitconnector voor deze lichtbronnen), en eentje heeft plaats voor mijn geliefde 3x 1W Rood-groen-blauwe LEDs:


De PCB in detail waar de vier lichtbronnen (of fans) op aangesloten kunnen gaan worden. Linksboven de connector die alle
PCBs gaat verbinden, midden links de voet van de microcontroller (met de groene ovale eilandjes). Rechts de vier stuurFETs
en uiterst rechts een zespolige connector waarop de lcihtbronnen gaan worden aangesloten.

 


Mijn geliefde Rood-Groen-Blauwe LED PCB. De linkerkant is vrijwel identiek aan de vorige PCB.
Aan de rechterzijde is echter in het midden (met het kruis) de RGB-LED zichtbaar, met daaromheen
de grote cirkel. Deze cirkel is de collimator lens, welke precies over de LED valt zodat deze een 30 graden
straalhoek zal krijgen. Het grote rode vlak dat onder de LED doorloopt, is een koelvlak. Omdat de RGB-LED
3x 1W verbruikt, word deze behoorlijk warm. Dit kopervlak zal zorgen voor de nodige koeling...

Omdat een RGB-LED maar drie kanalen nodig heeft, is er rechtsboven een extra
connectortje (CH4) gemaakt, waarop een 4e LED kan worden aangesloten. Dit worden de LEDs onder
water! Omdat ik twee van deze RGB-LEDs ga hebben, kan ik dus ook twee LEDs onder water apart aansturen.

 

04-07-2009: De stuurprinten zijn binnen!

Nu gaat het ECHT opschieten. Vandaag was ik op bezoek bij mijn vader, die de stuurprintjes voor mij belicht, geëtst, geboord en gevuld heeft. En de printjes waren klaar:

Daar zijn ze dan! De printjes alle 12 present!

Hier de twee RGB LED modules in meer detail (die met de witte lenzen erop).

De printen van "dichtbij", één van boven gezien, één van onder gezien.

(click voor een groter plaatje; vakwerk pa!!!)