Automates programmables industriels API0 et API0i

1. Introduction

Les automates API0 et API0i sont tres compactes et particulierement faciles a realiser.
Ils decoulent de l'automate API1 decrit dans le document de reference sur mes automates.
Je conseille de lire cette doc car je n'explique pas tout sur cette page.
Le gros changement par rapport a l'automate 1 est la suppression, du dispositif de multiplexage, ce qui reduit le nombre d'entrees, mais facilite la realisation et la comprehension.
L'API0 possede 8 entrees et 5 sorties, alors que l'API0i (i pour inverse) possede 5 entrees et 8 sorties.
L'API0m (m pour multiple) permet a l'utilisateur de specifier les pattes du pic a utiliser en entrees ou sorties.

2. Electronique

API0

API0i

API0m

Depend des pattes a utiliser en entrees ou en sorties. Aidez vous des schemas precedants.

Liste des composants

IC1   PIC16F84    microcontroleur (ou PIC16F84A a indiquer au programmateur, mais pas PIC16C84)
IC3   ULN2803     reseau de transistors de puissabces darlingtons
IC4   7805        regulateur 5V
Qz    4MHz        quartz (un resonnateur peux le remplacer)
C1,C2 15pF a 27pf condensateurs de decouplage du quartz (inutiles avec un resonnateur)
C5    470uF 16V   condensateur chimique de lissage
C6,C7 100nF       condensateurs plastiques de decouplages
R1    1kOhms
R2    10MOhms     facultative (si le quartz ne demarre pas)
R3    3.3KOhms    API0  pull up car RA4 est une sortie collecteur ouvert
R3-R7 3.3KOhms    API0i pull up car le port A ne possede pas de pull up
RLed  680Ohms
Led               La couleur et la taille qui vous font plaisir
Q1                Connecteur d'alimentation (bornier a vis)
Q2                Connecteur des sorties  (bornier a vis par ex)
Q3                Connecteur des capteurs (barette autosecable double range par ex)
D                 1N4001
2 supports DIL18 tulipes pour pouvoir enlever et remettre les composants (surtout le microcontroleur pour le programmer)

Realisation

Vu la simplicite du montage, plusieurs possibilites peuvent etre envisagees:

souder sur une plaque percee en pastilles ou en bandes
souder sur un circuit imprime classique (a partir d'une plaque presensibilisee)
souder sur un circuit imprime grave avec une fraise montee sur une mini perceuse (a partir d'une plaque non prersensibilisee)
wrapper

La partie puissance, par exemple des relais, peut aussi etre installee sur la meme plaque.
Les capteurs ne fonctionnent plus en multiplexage, donc les diodes de multiplexage ne sont plus necessaires.
Pour d'autres informations, reportez vous au manuel de reference.

Tests

Il est conseiller de suivre les points suivants

Chercher les court-circuits (surtout entre les pattes des composants)
Enlever les circuits et tester si l'alimentation fournit bien du 5V.
Tester les tension masses et 5V des circuits au niveau des supports.
Monter l'ULN 2803 et tester les sorties en commandant les entrees du composant avec un fil entre le Vcc et la patte correspondante au niveau du support du PIC
Programmer le PIC par exemple avec l'exemple fournit (attention compiler avec l'automate realise)
Installer le PIC (dans le bon sens) (couper l'alimentation a chaque installation/desinstallation du PIC)
Si ca fonctionne: bravo !
Sinon il est possible que le quartz ne demarre pas, changer alors ses condensateurs de decouplages et essayer la resistance de stabilisation.
Sinon envoyez moi un mail !

Autres points

Si l'automate se reset mal, alors essayer un condensateur de 100nF entre la masse et la borne de reset (arrive si l'alimentation est tres sale).
Si la commutation des relais fait partir l'automate dans un etat bizard ou le resete, alors ne prelever plus l'alimentation des relais sur la borne E du regulateur mais a la sortie d'une 2eme diode 1N4001 ou plus grosse dont l'entree est a cabler sur le + du Q1.
Si vous etes sure de vous trompez au moins une fois entre la selection des automates 0 et 0i ou meme 1 et 2, alors cablez des resistances de 270Ohms entre le port d'entree et le connecteur des capteurs, car pour d'autres automates, ce port peut etre utilise en sortie et donc si vos capteurs court-circuitent a la masse ces sorties, elles risques de griller ce qui rend le microcontroleur inutilisable.
Il est possible de remplacer le quartz par un resonnateur 4MHz. Ce composant a 3 pattes dont la patte centrale est a connecter a la masse est normalement moins cher et moins precis qu'un quartz, mais il permet d'eliminer les condensateurs de decouplage du quartz et la resistance de stabilisation.
Si un quartz d'une autre frequence est choisit, alors les temporisations n'auront pas la bonne valeur (pas de 125ms a 4MHz, faire une regle de 3 pour les autres valeurs). Ne pas choisir une valeur trop elevee pour votre PIC.

3. Informatique programmation graphcet...

Reportez vous au manuel de reference et a l'aide d'utilisation du logiciel disponible sur le site web et dans l'archive
Le logiciel de compilation du graphcet est disponible sur le site (avec les sources dans l'esprit GNU) et fonctionne sous Windows (9X,2000,NT...).
Pour programmer le PIC, je conseille icprog associe a JDM. Egalement disponibles sur le site.

Pour l'automate 0m:

Pour choisir les bits des ports en entrees ou sorties, fixer les constantes cfg_pa et cfg_pb comme seci:

   
   12288 (code de l'instruction) 
   + 1   si bit 0 du port en entree
   + 2   si bit 1 du port en entree
   + 4   si bit 2 du port en entree
   + 8   si bit 3 du port en entree
   + 16  si bit 4 du port en entree
   + 32  si bit 5 du port en entree
   + 64  si bit 6 du port en entree
   + 128 si bit 7 du port en entree
   = ...

   ex pb 0-1 entrees 2-7 sorties 12288+1+2=12291
      pb 0-1 sorties 2-4 entrees 12288+4+8+16=12316

Si les constantes ne sont pas specifiees, alors l'automate se comporte comme l'api0.
Il est conseille de cabler des resistances de 270Ohms entre les pattes d'entrees du pic et le connecteur des capteurs, car il est fort probable que vous oubliez une fois de remplir ces constantes avec les consequences decrites dans le chapitre autre points.
Les bits du porta sont definit dans le fichier api0m.def comme io_a0 a io_a4 et ceux du port b comme io_b0 a io_b7, mais vous pouvez modifier modifier les noms afin de coller au mieux a votre projet.
Une derniere remarque, les sorties non utilisees changent d'etat a chaque boucle d'interpretation.

4. Conclusion

Bonne chance, experimentez, n'hesitez pas si vous avez des questions ...

Ulysse Delmas-Begue
email: udelmas@chez.com
web: http://www.chez.com/udelmas
mai 2002