
Witajcie, dziś znów krótki temat pokazujący wnętrze nieco mniej typowego urządzenia. A przynajmniej urządzenia, którego w typowym domu nie spotkamy - przemysłowy kontroler dozownika detergentów do prania/zmywania. Kontroler ten jest w stanie obsłużyć daną ilość pomp i czujników, jak również posiada klawiaturę i ekran LCD pozwalający na jego konfigurację i programowanie. Pokażę tu jego moduł z mikrokontrolerem i wyświetlaczem, oraz moduł wejść/wyjść do czujników i pomp. Tak to urządzenie wyglądało z silniczkiem w prawej komorze (którego nie wziąłem ze względu na wagę):

Sprzęt oczywiście pochodzi z elektrośmieci.
Początkowo miałem problem ze znalezieniem dokumentacji tego urządzenia. Potem jednak coś udało się wyszukać pod nazwą B940 - BrightStar Laundry 1-10 Pump (V1.0).pdf.

Dokumentacja była tylko po Hiszpańsku - ale tłumaczenie maszynowe jest już ogólnodostępne i bardzo wygodne, więc przetłumaczyłem wam ją na angielski.
Angielska wersja też była w sieci, ale link w moim przypadku był martwy.
Aktualizacja: w trakcie tworzenia opisu link zaczął działać, więc pełny angielski PDF umieszczam poniżej:
Zacznijmy zatem od podstaw specyfikacji:

Konfigurowalne wejścia, wyjścia, kontrola przepływu pomp, opóźnień pomp, czasu włączenia pomp, dwa tryby pracy...
Produkt jest mocowany na ścianie i końcową wersję składa się z osobnych modułów - pierwszy to kontroler z wyświetlaczem, a kolejne moduły są już wykonawcze, pompy itd:



Zobaczmy teraz jak to wygląda w praktyce. Obudowa i spód:




Made in UK. Producent: www.brightwell.co.uk
Zaglądamy do środka:

Mamy dwa moduły.

Dużo uciętych przewodów, ale na pochwałę zasługuje duża ilość złącz i modularność układu.




Uwolnione PCB:

Próba uruchomienia
Tylko dla zabawy - i tak urządzenie nie jest kompletne. Po podaniu 24V na odpowiednie złącze system wstaje, ale od razu wykrywa błąd czujników i wyświetla komunikat o błędzie.



Moduł z wyświetlaczem, klawiaturą i mikrokontrolerem
Zacznijmy od "mózgu" urządzenia. Nie wszystkie elementy są tu przylutowane:

Z dokumentacji:

Sercem płytki jest uPSD3234A od ST:


Mikrokontroler 8-bitowy, rdzeń 8032.


Złącze klawiatury matrycowej oraz złącze do wyświetlacza (to klasyk 2x16, często używany z Arduino):



W tym układzie obecny jest 74HCT573N - osiem przerzutników D z wyjściem 3-stanowym.


Układ ten pozwala mikrokontrolerowi obsługiwać więcej urządzeń przy użyciu mniejszej ilości pinów IO.
W dużym skrócie, można podać na jego wejścia stany, które on zapamięta i wystawi na swoje wyjścia, a potem te stany wyłączyć wprowadzając jego wyjścia w stan wysokiej impedancji.
Tu mamy złącze JTAG do programowania/debugowania oraz interfejs USB:


USB chronione dzięki kolejnej kości od ST. USB62.

To zasadniczo są odpowiednio ustawione diody w jednej obudowie.

Na płytce mamy też miejsce na bateryjkę - czyli mógł być tam zegar/kalendarz czasu rzeczywistego. Świadczy o tym też miejsce na rezonator kwarcowy 32.768kHz oraz footprint miejsca na mały układ w obudowie SOIC, który przypomina mi popularne RTCC z interfejsem I2C.


Moduł również posiadał opcję RF - być może RF433. Widać miejsce na kolejny układ w obudowie QFN oraz przyłącze anteny:

Jeszcze z drugiej strony PCB:




Skoro to złom, to zobaczmy jeszcze klawiaturę...



"Pstrykające" metalowe blaszki łączą odpowiednio linie matrycy a MCU je kolejno skanuje, sprawdzając co zostało wciśnięte. Tego typu rozwiązanie nie lubi wciskania wielu przycisków na raz, ale nie jest to tu potrzebne.
Moduł wejść (z optoizolacją) i wyjść (mostki H do kontroli silników pomp)
Ten moduł jest naprawdę dość bogaty. Spróbujmy go przeanalizować:


Wyjścia - sterowniki H silników DC wraz z bezpiecznikami na wyjściach (można poznać choćby po oznaczeniach, F1, F2, itd, Fuse):


Tu też wesprę się dokumentacją:

L6202 i to w podstawkach DIP - czyli łatwo można wymienić na nowy. Sprytnie. Zarówno te układy, jak i podstawki, można odzyskać i wykorzystać we własnych projektach. Płytka robiona z myślą o serwisowaniu.

Napięcie zasilania do 48V, prąd w peaku do 5A, częstotliwość pracy do 100kHz? Niezły układ, jak za darmo...

Szkoda tylko, że ta obudowa nie umożliwia przykręcania do radiatora.

Blok zasilania.
Coś musi zamieniać te 24V na 5V dla mikrokontrolera.

Układ w obudowie SO, dioda prostownicza, cewka... to pewnie przetwornica step down. Tak wydajniej i mniej grzania. Nie ma tu 7805.
Tu znów mamy klasyka od ST - oznaczenie 063EC - czyli MC34063EC.

Zostały wejścia... mamy tu nawet dodatkowe zworki (na nieco wiekszy prąd), którymi można konfigurować układ.


I przede wszystkim - transoptory. Całkowita izolacja galwaniczna.


Mamy tu TLP521-2. Podwójny transoptor.

Za transoptorami są tranzystory wzmacniające sygnał, przed nimi też zdejmowalne drabiki rezystorowe.
Ta sekcja wejść z separacją galwaniczną mnie zainteresowała i postanowiłem się do niej dobrać i prześledzić ścieżki.
Wylut elementów jest bardzo prosty, jak się użyje topnika.
Grzałem jednocześnie ich końcówki i same wychodziły.








Rzuca się w oczy tu to, że sygnał podpisany jako 2 ma właśnie dwa terminale śrubowe, pozostałe sa już pojedyncze. Naszkicowałem schemat tej sekcji:

Rezystory 1k są z drabinki rezystorowej 6x-2-102. Pewnie do wyboru poziomu napięć?

Początkowo nie byłem pewny odnośnie tego schematu, ale potem zrozumiałem, że dzięki obecności diod oraz zworek te wejścia mogą przyjmować sygnały o różnych polaryzacjach. Warto prześledzić sobie drogę sygnału w różnych konfiguracjach (z podłączonymi zworkami). Sekcja przy wejściu 2 oraz 2' może być niekompletna, oraz brakuje pozostałych wejść, ale myślę, że schemat w miarę poprawnie obrazuje to co się dzieje na PCB.
Czy moje domysły mają jakiś sens? Zobaczmy dalej do dokumentacji:



Zworki pozwalają dowolnie grupować wejścia a rezystory określić napięcie wejściowe. Tak jak w dokumentacji.
Programowanie
Na koniec jeszcze rzut oka do dokumentacji - jak wygląda programowanie tego kontrolera oraz co można ustawić przez panel?






Podsumowanie
Tym razem temat był bardziej ubogi i obyło się bez praktycznej prezentacji, ale mam nadzieję, że i tak kogoś zainteresował. Wyświetlacz z tego urządzenia można by łatwo uruchomić z Arduino, ale to oczywistość, a z kolei do tego mikrokontrolera nie mam programatora ani toolsetu, chociaż pewnie przez JTAG mógłym go przeprogramować i wykorzystać wtedy całe główne PCB z wyświetlaczem i klawiaturą.
Moduł IO też był dość ciekawy, dodatkowo elementy z niego udało mi się łatwo wylutować i może część z nich się przyda.
W tym urządzeniu najbardziej spodobała mi się jego uniwersalność - widać, że producent starał się zaoferować naprawdę dużo i oddał w ręce klientów dość zaawansowany, też serwisowalny (mostki H w podstawkach) system.
Czy ktoś z forumowiczów serwisował bądź widział tego typu urządzenia w akcji?
Załączam dokumentację tego urządzenia:
Cool? Ranking DIY