Wkretak.pl Bezpieczne sterowanie urządzeniami z portu LPT
Dodane przez Ravender dnia 28.09.2008 14:34
W artykule przedstawiam sposób na bezpieczne sterowanie urządzeniami z poziomu portu LPT. Do tego celu wykorzystamy przekaźniki sterowane poprzez transoptory.

Separacja galwaniczna

Port LPT udostępnia osiem linii, które możemy wykorzystać w praktycznie dowolny sposób. Obciążalność takich linii nie jest duża bo wynosi około 20mA. Wartość ta wystarczy do zaświecenia diody Led, lecz jest zbyt mała do zasilenia np. przekaźnika. Dlatego konieczne jest wykorzystanie tranzystorów w celu zwiększenia zakresu obciążalności linii.

Drugą sprawą jest to, że podłączając coś do portu musimy mieć świadomość możliwości jego uszkodzenia. Jeśli w podłączonym układzie wystąpią jakieś stany niepożądane (przykładowo zwarcie), uszkodzenie jednej linii jest najmniejszym problemem. Uszkodzić może się cały port a nawet płyta główna komputera. Dlatego tak ważna jest separacja galwaniczna. Eliminuje ona podczas awarii (i w trakcie normalnego użytkowania) przepływ prądu przez źródło sygnału.

Najczęstszym sposobem takiej separacji jest wykorzystanie transoptora.



Transoptor składa się z diody Led i fototranzystora. Oba te elementy zamknięte są we wspólnej obudowie. Gdy przez diodę Led płynie prąd, zaczyna ona świecić. Światło pada na bazę fototranzystora który otwiera się i zaczyna przewodzić prąd.



Jeśli po stronie tranzystora dojdzie do awarii, zwarcia czy uszkodzenia, nie ma możliwości aby niepożądane prądy dostały się na stronę nadawczą transoptora czyli tą po stronie diody Led. Dzięki temu port LPT może czuć się bezpieczny.
Transoptory są o tyle ciekawe i użyteczne, że możemy przy pomocy 5V pochodzących z komputera, sterować urządzeniami o zupełnie innym poziomie napięć. Cecha ta jest przydatna np. w układach automatyki, gdzie dość typowym wykorzystywanym napięciem jest 24V, podczas gdy większość mikrokontrolerów pracuje w zakresie napięć 5V - 12V.

Schemat układu

Przedstawiony niżej schemat zawiera w sobie wszystko to, o czym mówiłem wcześniej: transoptor, tranzystor i przekaźnik:



Jak widać, transoptor podłączyliśmy do linii D0 portu LPT. Rezystor R1 ogranicza prąd do 20mA czyli tylu, ile potrzebuje dioda Led do świecenia. Transoptor steruje tranzystorem T1, otwierając go lub zamykając w zależności od sygnału podawanego z portu Lpt. Przy tranzystorze T1 w stanie przewodzenia, przez cewkę przekaźnika płynie prąd co powoduje jego przełączenie. Konieczne jest zastosowanie diody D1 równolegle do cewki. Zabezpiecza ona tranzystor przed napięciami indukującymi się w uzwojeniu cewki z chwilą jej wyłączenia. Bez tej diody tranzystor ulegnie praktycznie natychmiastowemu uszkodzeniu.

Czyli można powiedzieć, że podanie jedynki na linii D0 portu LPT spowoduje zaświecenie diody Led w transoptorze. Fototranzystor zaczyna przewodzić i tym samym na bazę tranzystora T1 dostaje się prąd, otwierając go. Otwarty tranzystor T1 przewodzi prąd, płynący również przez cewkę przekaźnika i ten się przełącza.

Strona programowa

Do załączania i wyłączania linii portu LPT można wykorzystać mój prosty programik SimpleLpt . Jest to po prostu osiem checkboxów które załączają poszczególne linie przy zaznaczeniu ich ptaszkami:



Temat sterowania urządzeń przez LPT jest dość popularny w internecie, więc nie powinno być problemów ze znalezieniem innego oprogramowania.

Należy jeszcze zwrócić uwagę na jedną bardzo ważną kwestię. Port LPT ma to do siebie, że podczas uruchamiania komputera generowane na nim są różne stany. Dlatego też podłączając sobie do naszego sterownika przykładowo lampkę nocną możemy mieć pewność, że podczas startu komputera może się ona włączyć.