Электрические цепи зачастую переключают с помощью обычных механических переключателей. Несомненные достоинства такого решения — простота, достаточная надёжность, невысокая стоимость. Однако механическим переключателям свойственны и некоторые недостатки. Их контакты и подвижные элементы подвержены износу, а если возникает необходимость переключать несколько цепей в определённой последовательности, конструкция переключателя существенно усложняется.
     Из всего многообразия механических переключателей наиболее проста по конструкции и надёжна обычная кнопка без фиксации. Такие кнопки и применены в качестве управляющих в описываемых ниже конструкциях, а логика переключения при последовательных нажатиях на эти кнопки заложена в программу микроконтроллера.
     Применение в качестве исполнительных элементов электромагнитных реле продиктовано необходимостью иметь гальваническую развязку выходных цепей от управляющих. Конечно, вместо таких реле с успехом можно применять электронные ключи на транзисторах, симисторах и оптронах.
     Использование микроконтроллеров даёт такие преимущества, как малые размеры управляющей электроники, незначительное число дополнительных элементов, возможность запоминать состояние переключателя при выключенном питании и основное — возможность изменять логику его работы лишь изменением программы, без вмешательства в схему и конструкцию прибора.


     Основной недостаток предлагаемых решений — необходимость в источнике питающего напряжения.
     Рассмотрим работу устройства, схема которого изображена на рис. 1. Здесь имеются три кнопки SB1—SB3 с контактами, замыкающимися при нажатии. Для индикации состояния выходов микроконтроллера применён двухцветный светодиод HL1 L-59EGW. Исполнительными устройствами управляют реле К1 и К2, обмотки которых подключены непосредственно к выходам микроконтроллера. Реле переключаются в следующей последовательности:
— при нажатии на кнопку SB1 реле К1 срабатывает, реле К2 отпускает якорь;
— при нажатии на кнопку SB2 реле К1 отпускает якорь, реле К2 срабатывает;
— при нажатии на кнопку SB3 оба реле отпускают свои якори.
     Отпускание кнопок не изменяет состояния реле, они остаются в состояниях, соответствующих последнему нажатию.
     Такой алгоритм работы обеспечивает программа, коды которой необходимо загрузить из файла SW2pn.hex во FLASH-память микроконтроллера. Программа создана с помощью компилятора MikroBasic PRO for PIC (URL: http://www.mikroe.com/mikrobasic/pic/ (07.04.14)). По указанному адресу можно найти последнюю на текущий момент версию компилятора, причём имеется бесплатная демонстрационная версия с ограничением объёма исполняемого кода до 2 Кбайт, чего вполне достаточно для разработки любой программы для микроконтроллера PIC12F675.
     Микроконтроллер DD1 при программировании конфигурируется на работу от внутреннего тактового RC-генерато-ра частотой 4 МГц. После подачи питания на микроконтроллер программа начинает работать и первым делом настраивает линии порта общего назначения GP0—GP2 как дискретные (цифровые) входы, а линии GP4 и GP5 как выходы.


     По завершении процесса инициализации программа устанавливает на выходах GP4 и GP5 логические уровни напряжения, записанные в EEPROM микроконтроллера в предыдущем сеансе работы устройства. Однако при первом включении (сразу после программирования) эти уровни могут быть произвольными.
     Далее начинается основной цикл программы. В нём определяется состояние кнопок SB1—SB3. Если какая-либо из них нажата, информация об этом записывается в EEPROM по адресу 0x55. В конце цикла происходят чтение из этой ячейки EEPROM и установка соответствующих уровней напряжения на выходах GP4 и GP5. После этого цикл повторяется.
     Схема второго варианта переключателя показана на рис. 2. Она отличается от ранее рассмотренной лишь наличием всего одной кнопки. В микроконтроллер должны быть загружены коды из файла SW2p-1k.hex.
     В этом варианте переключение реле в порядке, аналогичном описанному выше, происходит при каждом кратковременном нажатии на кнопку SB1. Если удерживать эту кнопку нажатой более 0,5 с, то происходит поочерёдное переключение реле в том же порядке. После отпускания кнопки реле остаются в положении, в котором они были непосредственно перед этим.


     В обеих конструкциях применены герконовые герметизированные реле РЭС55А исполнения РС4.569.600-06 с сопротивлением обмотки 377 Ом. Из некоторого числа таких реле были отобраны те, которые надёжно срабатывали при напряжении 4 В. Можно использовать и другие реле. Однако те из них, у которых напряжение срабатывания больше или сопротивление обмотки меньше, необходимо подключать к выходам микроконтроллера через транзисторные усилители.
     Двухцветный светодиод HL1 работает при пониженном относительно рекомендуемого значения токе. Однако яркость его свечения вполне достаточна. К остальным деталям устройств особых требований не предъявляется.
     На рис. 3 показан внешний вид однокнопочного варианта переключателя, собранного на макетной плате. Кроме собственно переключателя на той же плате находится стабилизатор напряжения питания на микросхеме 78L05, собранный по типовой схеме.

Автор: М. ТКАЧУК, г. Алматы, Казахстан
Материал взят из: Журнала Радио 2014 №7

В архиве Исходный код программы на микробейсике и прошивки для микрокотроллеров PIC12F675

pereklnamikrokontr.rar [3,97 Kb] (cкачиваний: 353)