~~DISCUSSION:off~~


====== PELTIER ======
{{ :škola:předměty:mi-aak:final.jpg?nolink&300|}}Přípravek MI-PVS-PELT představuje jednoduchý regulační obvod pro regulaci teploty kapaliny. Tato kapalina je umístěna uvnitř v hliníkové nádobě a její teplota je ovlivňována pomocí peltiérova článku. Po přípravku jsou rozmístěny tři druhy teplotních senzorů, které pomáhají kontrolovat teplotu článku a samotné kapaliny.
Pro ovládání je možné použít sériové rozhraní RS232 a mechanického rotačního enkodéru.

===== Literatura =====

  *[[https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS18B20.pdf|DS18B20 - Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer]]
  * [[http://www.nxp.com/documents/data_sheet/LM75A.pdf|LM75A - Digital temperature sensor and thermal watchdog]]
  * [[https://www.gme.cz/data/attachments/dsh.530-109.1.pdf|PT100 - Specification of PT Thermal Sensor]]
  * NORDIC nRF51822 mkit



===== Zapojení a ovládání HW =====
==== 1-Wire ====
Zapojení 1 - Wire
^ Pin              ^ Funkce ^ Poznámka                                       ^
| P0_29   (IN/OUT) | DATA   | Žádné zařízení není napájené z datového vodiče |

1 - Wire teploměry
Zapojení 1 - Wire
^ Adresa                                         ^ Zařízení ^ Specifikace ^ Umístění                      ^
| 0x28,0xee,0x63, 0x73, 0x1f,0x16, 0x02, 0xb4    | DS18B20  | spec        | Peltiérův článek, uvnitř boxu |
| 0x28, 0xFF, 0x15, 0xe6, 0x64, 0x15, 0x03, 0x6c | DS18B20  | spec        | Uvnitř kapaliny               |

==== I2C ====
Zapojení I2C
^ Pin            ^ Funkce                                                 ^
| P0_22 (IN/OUT) | SDA                                                    |
| P0_20 (IN/OUT) | SCL                                                    |
| P0_12 (IN/OUT) | Výstup teplotního hlídače LM75A umístěného na chladiči |

^ Adresa ^ Zařízení ^ Specifikace ^ Umístění          ^
| 0x48   | LM75A    | spec        | Chladič           |
| 0x49   | LM75A    | spec        | DPS (není osazen) |


==== Analog ====

Zapojení analogových zařízení

^ Pin              ^ Zařízení ^ Specifikace ^ Umístění                  ^
| P0_1 (ANALOG IN) | PT100    | spec        | Peltérův článek, vně boxu |
| P0_3 (ANALOG IN) | PT100    | spec        | Chladič                   |


Hodnoty nutné k výpočtu elektrického odporu teplotního senzoru:
^ Název                          ^ Značení              ^ Hodnota ^
| Vstupní napětí                 | <math>U_{VCC}</math> | 2,9 V   |
| Hodnota měřícího resistoru     | <math>R_m</math>     | 4600 Ω  |
| Zesílení operačního zesilovače | <math>A</math>       | 23      |

<WRAP center round info 60%>
Pro korekci případného offsetu operačního zesilovače byly na DPS umístěny dva trimry. Měřící piny offsetu jsou umístěny pod mini usb konektorem. Pro správnou funkčnost by napětí na pinech PT1 a PT1- (PT2 a PT2-) mělo být stejné.
</WRAP>

Výpočet napětí na teplotním senzoru <math>U_{PT}</math> provedeme následujícím vztahem

<math>
U_{PT} = \frac{V_{adc} \cdot U_{VCC}}{A}
</math>

kde <math>V_{adc}</math> je hodnota z AD převodníku mezi 0 a 1.

Výpočet elektrického odporu teplotního senzoru <math>R_T</math>:

<math>
R_{T} = \frac{U_{PT} \cdot R_m }{U_{VCC} - U_{PT}}
</math>


==== Ovládací prvky ====

^ Pin   ^             Funkce              ^^
| P0_9  | TX      | Sériové rozhraní RS232 |
| P0_11 | RX      | :::                    |
| P0_21 | Kanál A | Kvadraturní dekodér    |
| P0_23 | Kanál B | :::                    |

==== Řízení Peltiérova článku ====
<WRAP center round important 60%>
**Pozor na přehřívání článku!**
V módu chlazení dojde k přehřátí článku přibližně za 10 minut, pokud není zapnutý ventilátor. Při módu ohřevu může dojít k přehřátí už po několika sekundách, pokud nebude uvnitř vložená hliníková nádoba na vodu.
</WRAP>

<WRAP center round alert 60%>
**Nikdy nezapínejte ohřev na 100 % výkon.** Dojde k přehřátí článku, které by mohlo vést k jeho zničení. Bezpečný výkon v režimu ohřevu je pro ladění 40%.
</WRAP>

^ Pin         ^              Funkce               ^      Ovládání      ^^
| P0_24 (OUT) | Ovládání výkonu článku pomocí PWM | Žádný výkon     | 0 |
| :::         | :::                               | Maximální výkon | 1 |
| P0_29 (OUT) | Přepínání polarity proudu         | Chlazení        | 0 |
| :::         | :::                               | Ohřev           | 1 |
| P0_30 (OUT) | Ovládání ventilátoru              | Zapnuto         | 0 |
| :::         | :::                               | Vypnuto         | 1 |

===== API =====

==== Čtení senzorů ====
Pro ovládání senzorů byla vytvořen abstraktní třída CSensor a třídy reprezentující teplotní senzory z této třídy dědí. 
Jedná se o:

  * CDS18B20
  * CLM75A
  * CPT100

Ukázka použití API pro čtení ze senzorů.
<code cpp>
Serial s(p9, p11);
CSENSOR * sensor = new CDS18B20(p29, "DS18B20", & s);
float temperature = sensor -> Read();
</code>

==== Kvadraturní Dekodér ====
Kvadraturní dekodér je reprezentován třídou CQdec. Tato třída je vytořena pomocí návrhového vzoru singleton. Tím je zajištěno, že nedojde k výskytu dvou instancí této třídy v jednom kódu. Její inicializace probíhá pomocí metody CQdec * Get_Instance( PinName channel_A, PinName channel_B, uint32_t prescaler, void (* callback)( int ) = NULL)); Jedná se o tzv. singleton konstruktor. Při druhém zavolání této funkce v jednom programu bude vrácen nulový ukazatel.

Dekodér je reprezentován pomocí vnitřního čítače. Při otáčení napravo hodnota v čítači roste, nalevo zase klesá. Jelikož enkodér vygeneruje při otočení o jednu pozici více pulsů, je třeba v singleton konstruktoru předat také hodnotu předděličky pulsů.

V signleton konstruktoru je předáván také ukazatel na callback funkci, která se zavolá v přerušovací rutině od dekodéru při otočení.
Jako parametr je této funkci předána změněná hodnota vnitřního čítače.
<code cpp>
//callback pro udalost na kvadraturnim dekoderu.
Serial s(p9, p11);

void event( int counter_value );
{
  s.printf("Hodnota citace dekoderu je: %d\r\n", counter_value);
}

int main( void )
{
  CQdec * QDec1 = Get_Instance(p21, p23, 2, event);
  while(1);
}
</code>