Erialatutvstus. 
Praktiline töö nr 4.
Tutvumine mikrokontrolleriga

   Tutvumiskontroller on koostatud  ühekiibilise mikrokontrolleri ATmega168P alusel.
Üks  analoogsisend on kohandatud termistoriga temperatuuri mõõtmiseks ja teine fototakistiga valguse tunnetamiseks.
Kaks väljundit on kohandatud vastavalt ventilaatori ja valgusdioodi ühendamiseks.
Sideks personaalarvutiga  on järjestikinterfeis RS-232. Toidetakse 12 V alalispingega

Kontrolleri programm võimaldab järjestikinterfeisi kaudu saadetavate  käskude abil lugeda analoogsisendite numbrilisi väärtusi, juhtida ventilaatori ja valgusdioodi väljundit ning moodustada lihtsa temperatuuriregulaatori. 

Kontrolleri klemmid:
Temperatuuri sisend 100 KΩ NTC termistori ühendamiseks
Valgusanduri sisend fototakisti ühendamiseks
Väljund ventilaatori ühendamiseks
Väljund valgusdioodi ühendamiseks
Sideinterfeis arvutiga
Toitepistik 12 V 

Kontrolleri side-interfeis:
jadainterfeis RS232,
Sidekiirus (baudrate)  9600 bd,
8 andmebitti, 1 stopp bitt, paarsuskontrolli ei ole.

Kontrolleri käsustik:
Käsuteated koosnevad ühest tähest ja numbrist ning lõpevad reavahetusega.

E0 - Echo välja lülitada
E1 - Echo sisse lülitada

F0 - ventilaator välja lülitada
F1- ventilaator sisse lülitada

L0 - valgusdiood välja lülitada
L1 - valgusdiood sisse lülitada

T0 - temperatuuri reguleerimine välja lülitada
T1 - temperatuuri reguleerimine sisse lülitada

Ux - ventilaatori sisselülitusnivoo, x on väärtus vahemikus 0 .. 1023
Vy - ventilaatori väljalülitusnivoo, y on väärtus vahemikus 0 .. 1023

S - Kontrolleri seadistuse küsimine.  Vastatakse Status=Fm,Ln,Tz,Ux,Vy

M - mõõta analoogsisendite väärtused. Vastatakse Mx,y  kus x on temperatuurianduri näit ja y on valgusanduri näit, väärtused vahemikus 0 .. 1023. 

Mõisted ja selgitused.
NTC termistor - temperature sensitive resistor with negative temperature characteristics -     negatiivse karakteristikuga termotakisti.
LED	- light emmitting didode - valgusdiood 
Darlington transistor - suure võimendusega topelt-transistor.

Elektrilise takistuse mõõtmine kontrolleriga.
Mikrokontrolleri analoogsisendid võimaldavad mõõta elektripinget.  Takistuse Rx mõõtmiseks  on koostatud elektriahel (joonis 1) - pingejagur, milles mõõdetav takisti on ühendatud teada oleva väärtusega takisti kaudu  tugipingega - täpse väärtusega pingega, mille alusel muundatakse pinge väärtus numbriliseks.

U0        ———————————————+ 1.023 V
                        +—+
                        ¦ ¦ R0
                        +—+
Analoog sisend ——————————¦  Ux
                        +—+
                        ¦ ¦ Rx
                        +—+
Maandus —————————————————+ 0V

Joonis 1. Takistuse mõõtmise elektriahel, milles
 
U0 on tugipinge 1.023V ehk 1023 mV
R0 on teada olev takisti, 
Rx on mõõdetav takisti
Ux on pinge Rx-l maa suhtes.

Temperatuuri  mõõtmise ahelas  R0 = 100 KΩ (skeemil R3) ja termistori takistus (skeemil R6) on 100 KΩ 25 °C juures.
Fotoanduriga valguse mõõtmise ahelas on R0 =  3.3 MΩ (skeemil R4).
Analoog sisenditest  mõõdetakse pinget, mille numbriline  väärtus  vahemikus  0 .. 1023 vastab pingele millivoltides. 

Teades, et takistitest Rx ja R0 moodustatud pingejaguri  kehtib seos

		Urx+Ur0=U0			(1)

kus Urx ja Ur0 on elektripinged takistitel Rx ja R0

Saab leida ahelat läbiva voolu I ja sealt takistuse Rx.
Temperatuuri saab leida termistori takistusest tabeli alusel kus takistuse väärtused on antud  5° sammuga mille vahel arvutada temperatuur lineaarvõrrandi abil.

Ülesanded:
0. Tutvuda mikrokontrolleri käsustikuga. Katsetada valgusdioodi ja ventilaatori sisse -ja väljalülitamist. Katsetada temperatuurireguleerimist seadistades kontrolleri  nii, et ventilaator lülituks sisse ca 30 .. 33 °C juures (kui näpuga termistorist kinni hoida) ja välja 25 .. 27 °C juures (langeb ise toatemperatuuril).  Selleks saata kontrollerisse  ventilaatori sisse- ja väljalülituslülitusnivood.

1. Leida termistori takistus ja sellele vastav temperatuur toatemperatuuril  ning hinnata saadud tulemust.

2. Leida termistori takistus ja sellele vastav temperatuur  näpuga kinni hoides ning hinnata saadud tulemust.

3. Leida fototakisti takistus pimedas ja valges  ning kirjeldada fototakisti karakteristikut.

4. Leida valgusdioodi (LED) läbiv vool kui  voolu piirav takisti  R5 on 1.3 kΩ ja toitepinge 12 V. Valgusdioodile jääb pingelang 1.7 V ja Darlington transistorile 2 V.

Aruandes esitada mõõtetuelused ja arvutused. 
Töö kaitsmine toimub individuaalselt.