\documentclass[12pt,a4paper,oneside]{article}\usepackage[colorlinks=true, unicode]{hyperref}\usepackage[utf8]{inputenc}\usepackage[czech]{babel}\usepackage{graphicx}\usepackage{pdfpages}\textwidth 16cm \textheight 25cm\topmargin -1.3cm\oddsidemargin 0cm\usepackage{footnote}\pagestyle{empty}\begin{document}\title{Univerzální vstupní modul}\author{Jakub Kákona, kaklik@mlab.cz}\maketitle\thispagestyle{empty}\begin{abstract}Vstupní modul s ochranou proti vysokému napětí. Může být použit v režimu se společnou zemí či s galvanickým oddělením. Je použitelný jak pro digitální, tak i pro analogové signály.\end{abstract}\begin{figure} [htbp]\begin{center}\includegraphics [width=100mm] {./img/INPUTUNI01A_Top_Big.jpg}\end{center}\end{figure}\begin{figure} [b]\includegraphics [width=25mm] {./img/INPUTUNI01A_QRcode.png}\end{figure}\newpage\tableofcontents\section{Technické parametry}\begin{table}[htbp]\begin{center}\begin{tabular}{|c|c|p{4.7cm}|}\hlineParametr & Hodnota & Poznámka \\\hlineNapájecí napětí Ext.POWER & 5 až 12V & \\\hline\end{tabular}\end{center}\end{table}\section{Popis konstrukce}\subsection{Zapojení}Modul konstrukčně umožňuje realizaci různých zapojení signálních vstupů. Konkrétní volba zapojení je na znalostech konstruktéra. Schéma modulu obsahuje pouze konstrukčně uvažované zapojení součástek.\includepdf[pages={1},landscape=true]{../../SCH/INPUTUNI.pdf}\subsection{Mechanická konstrukce}Modul klasicky předpokládá uchycení na čtyřech šroubech. Tento způsob uchycení může být problematický v případech, kdy hrozí časté vypojování a zapojování vodičů v prostřední části modulu. V takovém případě opora krajních šroubů proti základní desce nemusí být dostatečná a je vhodné modul dodatečně podložit například vytištěným plastovým dílem.\section{Výroba a testování}Plošný spoj je navržen jak pro ruční pájení, tak i pro osazování pomocí pasty. Modul se testuje optickou kontrolou spojů a následným připojením na laboratorní zdroj s omezením proudu.\subsubsection{Osazení}Modul je možné osadit i ručně. Rozložení součástek je na Obr. \ref{fig:osazovaci_plan}. Pozice vyhrazené pro součástky v pouzdru 0805 lze použít i vícenásobně, což znamená, že například kondenzátory a rezistory lze letovat na sebe. Toto řešení usnadňuje realizaci dolních propustí a dalších zapojení kde jsou využity paralelní RC obvody.\begin{figure} [h!tbp]\centering\includegraphics[trim = 8.0cm 9.5cm 8.0cm 9.5cm, clip, width=6cm]{../../CAM_DOC/O1.pdf}\includegraphics[trim = 8.0cm 9.5cm 8.0cm 9.5cm, clip, width=6cm]{../../CAM_DOC/O2.pdf}\caption{Osazovací plán horní a spodní strany plošného spoje}\label{fig:osazovaci_plan}\end{figure}Pro ukázku jsou zde uvedeny dvě základní možnosti osazení modulu. První varianta uvedená v tabulce \ref{seznam_soucastek_galvanic_isolation} je určena pro realizaci digitálního galvanicky odděleného vstupu. Takové zapojení je užitečné v případech, kde máme digitální signalizační signál vyvedený z nějakého průmyslového čidla. Ten má proto dobře definované logické úrovně, ale vzhledem k provoznímu prostředí na něm mohou být nebezpečné poruchy. Mikrokontrolér je potřeba před temito často vysokonapěťovými poruchami chránit a k tomu slouží právě toto zapojení.Druhé možné zapojení v tabulce \ref{seznam_soucastek_switch} má podobné ochranné vlastnosti jako to předchozí, ale místo digitálního výstupu se na vstup připojuje mechanický spínač. Takový případ vyžaduje odlišné zapojení, protože je to pasivní signální prvek a navíc kontakty mechanického spínače musí být pro dobrý kontakt čištěny proudem. K tomu slouží kapacita, která se nabíjí na napájecí napětí a při sepnutí spínače se vybije do odporů kontaktů, kde způsobí proudouvý náraz, který vede k velmi slabému natavení kontaktů a jejich lepšímu spojení. Takovým způsobem pak k modulu lze připojovat i velmi masivní spínače určené pro výkonové aplikace, nebo standardní nástěnné světelné spínače. Minimální vhodná velikost kapacit osazených v modulu ale samozřejmě závisí na rozměrech kontaktů. Hodnota uvedená v tabulce je vyzkoušena pro běžný nástenný světelný spínač.\begin{savenotes}\begin{table}[h!]\begin{center}\begin{tabular}{ |c|c|c|c| }\hlinePočet & Označení & Typ & Pouzdro \\\hline8 & - & C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8 & C0805 \\8 & P6SMB13A & D1,D3,D5,D7,D9,D11,D13,D15 & SMB \\8 & LED3mm/SMD & D2,D4,D6,D8,D10,D12,D14,D16 & LED3 \\1 & JUMP2X3 & J1 & JUMP2X3 \\9 & ARK210/2 & J2,J4,J6,J8,J10,J12,J14,J16,J18 & ARK210/2 \\1 & - & J3 & JUMP2X4 \\8 & JUMP2X1 & J19,J20,J21,J22,J23,J24,J25,J26 & JUMP2X1 \\8 & LTV357T\_SMD & Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8 & MFSOP6 \\1 & - & R1 & R1206 \\8 & 10k & R2,R9,R14,R23,R28,R37,R42,R49 & R0805 \\8 & - & R3,R10,R15,R24,R29,R38,R45,R52 & R0805 \\8 & 10 & R4,R11,R18,R25,R32,R39,R46,R53 & R0805 \\8 & 1k & R5,R12,R19,R26,R33,R40,R47,R54 & R0805 \\8 & - & R6,R13,R20,R27,R34,R41,R48,R55 & R0805 \\8 & - & R7,R16,R21,R30,R35,R43,R50,R56 & R1206 \\\hline\end{tabular}\end{center}\caption{Seznam součástek pro případ zapojení galvanicky odděleného digitálního vstupu.}\label{seznam_soucastek_galvanic_isolation}\end{table}\end{savenotes}\begin{savenotes}\begin{table}[h!]\begin{center}\begin{tabular}{ |c|c|c|c| }\hlinePočet & Označení & Typ & Pouzdro \\\hline8 & 470nF & C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8 & C0805 \\8 & P6SMB13A & D1,D3,D5,D7,D9,D11,D13,D15 & SMB \\8 & LED3mm/SMD & D2,D4,D6,D8,D10,D12,D14,D16 & LED3 \\1 & JUMP2X3 & J1 & JUMP2X3 \\9 & ARK210/2 & J2,J4,J6,J8,J10,J12,J14,J16,J18 & ARK210/2 \\1 & JUMP2X4 & J3 & JUMP2X4 \\8 & JUMP2X1 & J19,J20,J21,J22,J23,J24,J25,J26 & JUMP2X1 \\8 & LTV357T\_SMD & Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8 & MFSOP6 \\1 & 0R & R1206 & \\8 & 10k & R2,R9,R14,R23,R28,R37,R42,R49 & R0805 \\8 & 1k & R3,R10,R15,R24,R29,R38,R45,R52 & R0805 \\8 & 10 & R4,R11,R18,R25,R32,R39,R46,R53 & R0805 \\8 & 1k & R5,R12,R19,R26,R33,R40,R47,R54 & R0805 \\8 & - & R6,R13,R20,R27,R34,R41,R48,R55 & R0805 \\8 & 1k & R7,R16,R21,R30,R35,R43,R50,R56 & R1206 \\\hline\end{tabular}\end{center}\caption{Seznam součástek pro případ připojení mechanického spínače.}\label{seznam_soucastek_switch}\end{table}\end{savenotes}\begin{thebibliography}{99}\end{thebibliography}\end{document}