5
Elektronik
Det elektroniska styrsystemet är uppdelat på två stycken kretskort, moderkortet och drivkortet. Detta för att enklare kunna upptäcka fel samt ge en större flexibillitet vid konstruktionen av drivkretsen för nitinoltrådarna. Även tiden för omkonstruktion och tillverkning vid eventuella fel minskas eftersom man kan arbeta vidare på de redan fungerande delarna. De vitala delarna i konstruktionen är mikroprocessorn 80C196KB av märket INTEL och minnet, ett EPROM. I mikroprocessorn utförs beräkningarna och i minnet finns programmet lagrat. Nyckelpigans olika funktioner styrs från processorns utpinnar.
5.1 Moderkortet
Moderkortet är själva hjärnan. På moderkortet sitter mikroprocessorn med resetkrets och systemklocka, matningskretsen och minnet. Moderkortet är tvåsidigt för att minska storleken.
5.1.1 Mikroprocessorn
Mikroprocessorn är ansluten enligt processorhandboken och oanvända odefinierade ingångar (pinnar) är satta höga (5 volt). Processorns resetkrets är konstruerad enligt processorhandboken.
5.1.2 Systemklockan
Systemklockan består av en 12 Mhz oscillator och två små kondensatorer enligt processorhandboken. Ocsillatorn är placerad tätt intill processorkapseln för bästa resultat.
5.1.3 Minnet
Mellan processorn finns en latch som låser adressen på minnets ingång medan processorn läser från minnet. Eftersom processorn är snabb i förhållande till nitinoltrådarna används endast 8-bitars adress- och databuss.
5.1.4 Matningskretsen
Matningen till moderkortet sker från ett 9 volts batteri via en enkel spänningsregulatorkrets. Utspänningen från spänningsregulatorn är 5 volt vilket är den matningsspänning som krävs av alla integrerade kretsar.
5.1.5 Portar
För att processorn skall kunna kommunicera med omvärlden är hela port 0, port 1 och halva port 2 utdragna till socklar. På moderkortet finns även matning och jord utdraget till en sockel.
5.1.6 Kondensatorer
Samtliga integrerade kretsar är försedda med avkopplingskondensatorer (0.1 mF) mellan matning och jord för att eliminera spänningsvariationer. Kondensatorerna är placerade så nära komponenten som möjligt.
5.2 Drivkortet
På drivkortet finns drivsteget för nitinoltrådarna, mottagarkretsen till IR-detektorn, strömbrytare för insignaler till port 0, den "blinkande dioden (röd) samt en extra diod (grön). Drivkortet är enkelsidigt och anslutningar och komponenter är lödda i socklar för att minimera risken för kortlutningar på lödsidan. Det innebär också att komponenterna lättare kan bytas ut.
5.2.1 Drivkretsen
Drivkretsen består av en logikstyrd fälteffekttransistor som arbetar som switch. Strömförsörjningen till nitinoltrådarna fås från ett batteripack med fem stycken seriekopplade alkaliska 1.5 volts batterier. Batterietpacket är kopplat till den ena änden av nitinoltråden. Trådens andra ände är kopplad till transistorns drain-ingång. Någon av utgångarna P1.1-4 från processorn är kopplad till gate och source är kopplad till moderkortets och batteriernas gemensamma jord. Nitinoltrådarnas resistans ökar med längden och de har en föreskriven maxström. Drivsteget är konstruerat med avseende på maxströmmen samt spänningsfallet i transistorn och batteripacket. Samtliga trådar har samma längd vilket innebär att alla fyra drivkretsar är identisk lika.
5.2.2 IR-detektorn
Mottagarkretsen till IR-dioden är en standardkoppling av en monovippa. Då IR-dioden registrerar en källa får mottagarkretsen en signal som behandlas och därefter sätter mottagarkretsen portpinne P0.6 låg. Då IR-dioden detekterar en signal skall även den gröna dioden ansluten till P1.6 tändas. Riktningen fås genom AD-omvandling av signalen från vridpotentiometern på scannern ansluten till P0.7
5.2.3 Blinkande dioden
Den blinkande dioden (röd) finns till för att man enkelt skall kunna kontrollera att moderkortet fungerar och att ett antal grundläggande rutiner är utförda. Dioden är ansluten till P1.7.
5.3 Kretskortsframställning
Först ritades ett kopplingsschema med alla komponenter och anslutningar i programmet Win Draft. Filen med ritningen exporterades därefter till programmet Win Board. Där gjordes layouten. Till vår hjälp hade vi ett autorouting program, Spectra, som automatiskt drog ledningarna mellan komponenterna. Avkopplingskondensatorerna placerades ut och anslöts manuellt. Ritningarna togs in i Uniplot där fräs- och borrfiler gjordes. Slutligen frästes ledningar och lödöar och hål borrades i en kretskortsfräs.
Det frästa kretskortet besiktigades visuellt. Därefter löddes genomföringar och komponenter fast och kretskortet Ohm-mättes för att detektera eventuella kortslutningar på grund av lödningen. Slutligen provades kortet genom att stegvis höja matningsspänningen till matningskretsen.