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Descrizione tecnica della scheda V24

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Parsic Italia Arethusa V24

Nota informativa

Le informazioni contenute sul presente manuale sono state verificate con attenzione. Parsic Italia non assume alcuna responsabilità per danni, diretti o indiretti, a cose e/o persone derivanti da errori, omissioni e dall’uso del presente manuale o dall’uso del software o hardware associato. Parsic Italia si riserva il diritto di cambiare o modificare in qualunque momento il contenuto del presente manuale, senza alcun obbligo di avviso. I componenti elettronici ed elettrici impiegati sono particolari costruttivi dei rispettivi marchi produttori a cui l’utente dovrà fare riferimento attraverso i corrispondenti data book. Visual Parsic e Microchip sono marchi registrati dei rispettivi proprietari.

Impiego

L’uso di questo dispositivo OEM è rivolto a personale specializzato e qualificato, in grado di interagire con il prodotto in condizione di sicurezza per le persone, macchine ed ambiente, in pieno rispetto delle Norme di Sicurezza e salute.
L’installazione della scheda montaggio, smontaggio, aggiustaggio, riparazione, presume la conoscenza, da parte dell’utente, delle Norme di Sicurezza e delle Norme Tecniche legate al tipo di attività in atto. L’impiego in ambito didattico sarà guidato dal personale docente in grado di indicare agli allievi le operazioni necessarie per operare in piena sicurezza. Il dispositivo non può essere impiegato ed usato in luoghi aperti, soggetti a polveri, solventi, acqua, urti meccanici, agenti elettrici, magnetici, ecc. In caso di funzionamento non sorvegliato, deve essere protetto da apposita custodia non facilmente raggiungibile da chiunque. La scheda V24 Arethusa, si colloca nella fascia di controllori a basso costo, in grado di funzionare autonomamente come periferica intelligente e/o remota in una vasta rete di telecontrollo e/o acquisizione, alimentata a bassa tensione. È consigliata in ambito didattico per l’avviamento alla programmazione dei microcontrollori PIC, nei processi di automazione e telecontrollo. La scheda è fornita di connettori terminali a spina. È dotata di connessioni femmina ad innesto rapido per ampliare le sue funzioni. La tensione di alimentazione è compresa tra 12Vcc e 24Vcc, raddrizzata e livellata, non stabilizzata.

Arethusa V24

Arethusa V24, è una scheda elettronica OEM basata sul PIC16F887 di Microchip. Il PIC 16F887, è un microcontrollore di facile reperibilità e può essere impiegato in una vasta gamma di applicazioni. Dispone di 35 I/O digitali programmabili, di cui 14 possono essere impiegati come ADC con risoluzione a 10 bit. Altre risorse I/O disponibili sono 2 comparatori bipolari, 14 sorgenti di interrupt, 3 timer counter, 2 canali CCP a 16 bit con funzionalità PWM, linee I2C, SPI, UART, ecc
Così come avvenuto nelle precedenti produzioni di interfacce, questa scheda trova convenienza economica in applicazioni embedded, di ambito industriale. Il modulo V24 è equipaggiato di 16 I/O digitali (8IN 8OUT) ed 8 porte analogiche protette. Gli I/O digitali sono tutti segnalati con led che ne indicano lo stato ON/OFF. Gli ingressi analogici consentono l’impiego di grandezze elettriche in cc., comprese tra zero e 10Vcc. e sono protetti con barriera a diodi e partitore resistivo. Per evitare che la gestione di questa scheda sia rigidamente legata all’hardware di bordo, si rende disponibile al progettista il Port C che consente l’impiego di altri 8 I/O. Il Port C è dotato di vari protocolli di comunicazione, permettendo lo scambio informatico dei dati tra diversi sistemi intelligenti che impiegano linee I2C, USART, MSSP.
Data la sua flessibilità circuitale, la scheda trova possibilità di utilizzo anche in ambito didattico ed in tutte le applicazioni dove si richiede la continua sperimentazione dei circuiti applicativi. La V24 è dotata di buffer per il pilotaggio di carichi esterni quali, relè, elettrovalvole, piccoli motori fino ad un assorbimento massimo di 500mA canale.
L’unità e dotata di presa USB ed è possibile l’impiego di PICmicro 40 pin, della serie 16F e serie 18F, facilmente installabili sull’apposito zoccolo. La V24 può essere integrata, ad esempio, in sistemi domotici per il controllo di vari dispositivi: controllo accessi e varchi, accensione riscaldamento, condizionamento, tende da sole, ecc. Il comando dei relè, per mezzo del buffer d’uscita, può essere bistabile, impulsivo o temporizzato. La V24 offre un ambiente aperto dotato di risorse adatte a valutare circuiti digitali di bassa e media complessità con costi limitati di impiego.
È consigliato l'impiego nella maggior parte dei corsi di sistemi digitali, sia negli Istituti Tecnici che nei corsi introduttivi di livello universitario.
Arethusa V24 è un sistema di sviluppo per microPIC (Development Board) a basso costo, e può essere impiegato con qualunque compilatore MPLAB XC Compiler, PicBasic, Assembler, C++, Pascal, ecc.
Visual Parsic V4 è un compilatore grafico che non richiede conoscenze di linguaggio, ed è in grado di programmare numerosi tipi di PIC appartenenti alle famiglie 8 bit, serie 10F, 12F, 16F, 18F. Non richiede alcuna conoscenza dell’architettura interna del PIC né di linguaggi “text based”.
PIC16F887 caratteristiche tecniche

Questo potente microcontrollore è basato sull' architettura RISC tipica dei controllori PICmicro e necessita di soli 35 istruzioni per la sua programmazione. Si presenta in contenitore plastico da 40 o 44 pin secondo il formato scelto, PDIP40 oppure QFN44. Il PIC16F887 dispone di 35 pin ingresso - uscita, 256 byte di memoria dati EEPROM, 14K di memoria ROM in tecnologia FLASH, 368 Bytes RAM, 2 comparatori analogici programmabili, 14 canali ADC con precisione 10bit, funzione PWM e capture, 3 timer/contatori indipendenti, Timer Watch DOG, modulo USART RS-485, RS-232, LIN2.0, auto detect Baud , MSSP ( SPI e I2C ) , ICSP In-Circuit Serial Programming, oscillatore interno calibrato in fabbrica con precisione +/- 1% e frequenza di funzionamento settabile fino a 20 MHz. Tensione di alimentazione compresa tra 2 e 5,5V e consumi di corrente ridotti. Queste caratteristiche lo rendono ideale per applicazioni A/D negli elettrodomestici, automotive, industriali e consumer.
Parameter NameValue
Program Memory TypeFlash
Program Memory (KB)14
CPU Speed (MIPS)5
RAM Bytes369
Data EEPROM (bytes)256
Digital Communication Peripherals1-UART, 1-A/E/USART, 1-SPI, 1-I2C1 MSSP(SPI/I2C)
Capture/Compare/PWM Peripherals1 CCP, 1 ECCP
Timers2 x 8-bit, 1 x 16-bit
ADC14 ch, 10-bit
Comparators2
Temperature Range (C)-40 to 125
Operating Voltage Range (V)2 to 5.5
Pin Count40
Cap Touch Channels
11
Alimentazione

La V24 è dotata di una alimentatore switching che installa a bordo un regolatore di tipo step-down LM2576S5. Alimentare la scheda con tensioni d’ingresso non necessariamente regolate, comprese tra 12 e 24Vcc, con limite fino a 30Vcc. Lo stadio di alimentazione è sovradimensionato per le reali necessità della scheda, ma sono state prese in considerazioni eventuali assorbimenti derivati dall'impiego di circuiti ausiliari esterni.
L'alimentazione è protetta dalle inversioni di polarità in ingresso e un LED segnala la presenza di alimentazione. Il regolatore è protetto dal cortocircuito e sovratemperatura. Sui connettori M3, CN2, ICSP si può prelevare la tensione di 5Vcc prodotta dall'alimentatore. Si consiglia di non superare l'assorbimento di 1,5 Ampere totali.




La scheda è equipaggiata di morsetti a vite a spina estraibile e per cavi con sezione massima di 2,5mmq. Sono distribuiti alcuni terminali JTAG utili per la programmazione ICSP e Debug. Altri terminali sono destinati all'impiego di schede di espansione tipo Shield. Impiegando il supporto plastico, la scheda può essere ancorata alla barra DIN 46277. Il supporto isolante plastico ad innesto rapido, dimensioni 72 x 92 mm, è ordinabile a parte. Alcuni componenti elettronici sono stati sistemati sotto lo zoccolo 40 pin del PIC.
Ingressi digitali

Come in alcuni PLC, gli ingressi digitali sono di tipo NPN/PNP e sono collegati ai PORT B del PIC16F887. Applicando al morsetto M1/2 la polarità positiva, prelevata da un qualsiasi alimentatore ausiliario da 12...24Vcc, ed applicando l'altra polarità negativa ad uno degli ingressi digitali compresi tra D1 e D8 sarà attivato il relativo ingresso digitale. La stessa operazione come ora descritta, può essere ripetuta invertendo le polarità degli ingressi digitali e del morsetto M1/2. È ammessa una sola tipologia d'ingresso alla volta. Ad ogni attivazione corrisponde la relativa segnalazione LED. Ogni linea di input è galvanicamente isolata e gli optoisolatori sono alimentati dalla tensione applicata al morsetto M1/2.


Schema elettrico semplificato degli ingressi digitali


Al terminale M1/2 collegare la polarità richiesta per il corretto funzionamento degli ingressi NPN o PNP. In caso di funzionamento della scheda in ambienti elettricamente "rumorosi" la tensione di alimentazione degli optoisolatori può essere separata dalla tensione di alimentazione della scheda: vedi schema elettrico.



Uscite digitali

Le uscite digitali sono collegate ai PORT D del micro che attraverso un buffer ULN2803 alimentano i carichi esterni. Allo scopo può essere impiegata la scheda relè ausiliaria esterna V19RL8 che si collega al connettore CN5 con un flat-cable a 16 poli, rispettando la chiave d'inserzione. Questi relè azionano un contatto commutato (SPDT) e possono sopportare correnti fino a 10 Ampere. Lo stato ON delle uscite digitali sono segnalate con LED di colore verde. Il terminale com dell'ULN2803 è alimentato dalla tensione di alimentazione della scheda, identico al valore di tensione di alimentazione delle bobine dei relè connessi al CN5.


Schema elettrico semplificato delle uscite digitali



Ingressi analogici

Gli ingressi analogici sono collegati al morsetto M2, (Analog Inputs) ai terminali che vanno da AN1 fino ad AN8. Al micro, fanno capo ai PORT A e PORT E. Possono ricevere una tensione compresa tra 0 e 10Vcc. Una rete di diodi e resistenze protegge gli ingressi da inversioni di polarità, sovratensioni e transienti. Gli ingressi analogici sono collegati ad un partitore resistivo, con rapporto di divisione 1:2, pertanto al valore di 5Vcc corrisponderebbe una tensione d’ingresso al PIC di 2,5V~. Eventuali disturbi elettrici, picchi di tensione, inversione di polarità, solo limitati dalla rete di protezione. Non superare permanentemente, all'ingresso, la tensione di 12Vcc.



                                              
                                                                                                                                        Schema elettrico semplificato                                                                           Preset
Gestione ingressi analogici

In alcune applicazioni, può essere necessario indirizzare la scheda per la comunicazione di dati che non fanno uso della UART. Si tratta di circuiti che impiegano linee di comunicazione con basso BIT-RATE e che non richiedono particolari protocolli per lo scambio dati. A questo scopo, sul lato inferiore del PCB, sono stati predisposti una serie di jumper a saldare facenti capo ai PortA/E. Chiudendo con una goccia di stagno tali jumper, si realizza il pull-up (preset) degli ingressi  Port A/E, impiegabile per l’uso sopra descritto. Ovviamente, i terminali impegnati per questa funzione non potranno essere usati come pin di ingresso/uscita.

USB Port

L’impiego del port USB è condizionato dal collegamento del condensatore C27 da 220nF, ubicato nelle vicinanze del pin 20 del PIC. Il condensatore è già installato a bordo, ma deve essere connesso al terminale 18 del PIC in uso, chiudendo il ponte JMP a saldare posto nel layer inferiore del pcb. Anche i ponti a saldare D+ e D-, sempre posti nel layer inferiore del pcb dovranno essere chiusi per mettere in contatto la presa USB con i terminali omonimi del microcontrollore.



PortC expander

I terminali del PortC, sono collegati al connettore a 10 pin, posto nelle vicinanze del pulsante di reset. Oltre alle normali funzioni di I/O, questo Port permette l’impiego delle funzioni estese dei suoi terminali quali le connessioni MSSP (SPI-I2C) , EUSART e PWM. I terminali sono collegati direttamente al chip, senza alcuna protezione hardware. Raccomandiamo precauzione nei collegamenti esterni.





Programmazione con PICkit

La prima operazione è quella relativa all’installazione del software di gestione del PICkit. Installate quella relativa al modello di PICkit in vostro possesso (PICkit2 oppure PICkit3). Chi opera in ambiente MPLAB attiverà il programmatore azionando il pulsante Programmer. Collegate il PICkit alla presa USB del PC, e poi alla presa ICSP1 della scheda V24. Procedete seguendo queste brevi istruzioni: lanciate il programma PICkit programmer, che si presenta come una schermata piuttosto intuitiva. Se il programmatore è stato riconosciuto, nel riquadro delle comunicazioni ed allarmi deve apparire la dicitura PICkit2 found and connect – Pic device Found.



Se compaiono messaggi di errore, controllate il collegamento ICSP sulla scheda e i settaggi portandovi al menu TOOLS. Il programma riconosce automaticamente il micro collegato e al rigo Device, del pannello di controllo PICkit, sarà indicato il nome del PIC in uso. Dal menu FILE selezionate Import HEX poi, tramite il browser di Windows, selezionate il file in formato HEX che avete prodotto con il vostro compilatore. Ad operazione compiuta, compare nel riquadro di comunicazione la dicitura HEX file succesfully imported. Azionate il pulsante Write per inviare il firmware al PIC. Attendere che il bragraph compia il suo ciclo, fino a riempire tutto il riquadro. Noterete durante la fase di programmazione i led Target e Busy del PICKIT lampeggiare. Se non compaiono messaggi di errore, la programmazione del pic si completa con la comparsa della dicitura Programming Succesfully. Verificate ora il funzionamento del vostro programma sulla scheda V24. Al sito http://www.microchip.com alla voce " supporto alla progettazione " troverete numerose informazioni relative ai metodi di programmazione, debugger e quant'altro possa servire allo sviluppo dei vostri progetti.




Riepilogo dei collegamenti









Jumper a saldare

Si procede alla chiusura dei ponti USB e GSM, con una goccia di stagno, in caso di impiego di questi accessori.





Elenco dei PICmicro compatibili con la scheda V24
Documento Tecnico aggiornato Dicembre 2016

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