Схема и описание предлагаемой установки HW 1.0

Я попробовал выше схему, и она работает. Я сделал прототип, на котором я тестирую первые попытки программного обеспечения. Возможно, он еще не здесь, но я хотел бы предупредить всех, кто заинтересован в создании небольшого улова. Это HW предполагает, что входные контакты GPIO Raspberry Pi будут иметь активированные внутренние подтягивающие резисторы при + 3,3 В. По умолчанию эти резисторы отключены. Однако некоторые программные библиотеки не могут активировать подтягивающие резисторы. В этом случае он должен быть включен при запуске Raspberry Pi путем добавления записи в текстовый файл config.txt. Напомню в разделе, посвященном программному обеспечению.

Рис. 1 - Схема предлагаемой модификации

Подключение к Raspberry Pi будет осуществляться через порт GPIO. Проблема совместимости должна быть сначала решена. Старые компьютеры Raspberry Pi были изготовлены с 26-контактным разъемом GPIO. Новые Raspberry Pi 3 и 4 имеют 40-контактный разъем GPIO. Старый Малиновый Пис, вероятно, будет достаточно хорош, но свободных булавок мало. Некоторые контакты имеют больше функций, поэтому сложно судить, какие из них использовать.

В итоге я решил, что не буду поддерживать более старую Raspberry Pi с 26-контактным разъемом, потому что выбор новых контактов Raspberry Pi, которые также доступны в более старых версиях, был бы ненужным осложнением. Кроме того, я думаю об управлении другим HW, для которого на старых версиях недостаточно свободных выводов. Следовательно, обратная совместимость все еще будет невозможна в будущем. Это практически означает, что если кто-то использует более старую Raspberry Pi с 26-контактным разъемом, он должен будет соответствующим образом настроить программное обеспечение и, в дополнение к управлению позиционером, больше не будет иметь запас HW для чего-либо еще. Описание разъема GPIO показано на следующем рисунке.

Рис. 2 Описание разъема Raspberry Pi GPIO

Нам понадобятся четыре выхода с компьютера:

• GPIO27 (Pin13) Включить / выключить двигатель подъема
• GPIO23 (Pin16) Включить / выключить азимутальный двигатель
• GPIO17 (Pin11) Изменить направление элеватора
• GPIO4 (Pin7) Изменить направление азимутального двигателя.

Нам понадобится шесть входов для компьютера:

• GPIO19 (Pin35) Датчик высоты двигателя A
• GPIO26 (Pin37) Датчик высоты двигателя B
• GPIO20 (Pin38) Датчик азимутального двигателя A
• GPIO21 (Pin40) Датчик азимутального двигателя B
• GPIO66 (Pin36) Переключатель нулевого положения для подъема
• GPIO12 (Pin32) Переключатель нулевого положения для азимута

Переключение реле - самая простая часть. Выход оптопары TLP627-4 может выдерживать напряжения до 300 В и токи до 150 мА, поэтому он может напрямую переключать катушку реле. Он также содержит быстрый антипараллельный диод для индуктивных нагрузок. Ток входного светодиодного диода 2 мА достаточен для надежного переключения, которое надежно выдерживает выходные выводы GPIO Raspberry Pi при напряжении 3,3 В.

С входными сигналами все немного сложнее. Я черпал вдохновение из схемы оригинального устройства. Сеть резисторов 1k5, 560 и 680 Ом обеспечивает достаточный ток через входные светодиоды оптопары PC844. Светодиод загорается, когда на выходе датчика 0 В, что ограничивает его мощность нагрузки. В этот момент выходной фототранзистор замыкается, который соединяет входной вывод GPIO с землей через защитный резистор 1k5. Нулевые переключатели работают в том же режиме. Они дополнены фильтрующими конденсаторами 1nf, фильтрующими высокочастотные помехи. В конце концов, всего 2 м провода - это уже достаточная антенна, которая будет ловить, где что.

В следующей таблице перечислены используемые компоненты: