Handleiding V1 9 - Farnell element14 · Tevens zal er verder in gegaan worden op het technische ......

Versie 1.9 – september 2012

KompasKlok Opensource Ontwikkeltool

Handleiding KompasKlok Versie 1.9

©Ymif Engineering, maart 2012

2

Inhoud

Inleiding ................................................................................................................ 3

Overzicht KompasKlok .......................................................................................... 4

Werking ................................................................................................................ 5

Opstarten .......................................................................................................................................... 5

Hoofdmenu ....................................................................................................................................... 6

Klok (Menu buitenring, optie 1) ........................................................................................................ 7

Klok met alarmweergave (Menu buitenring, optie 2) ....................................................................... 8

Klok met alarmweergave (wake up) (Menu buitenring, optie 3)....................................................... 9

Kompas (Menu buitenring, optie 4) ................................................................................................ 10

Eierwekker (Menu buitenring, optie 5) ........................................................................................... 11

Dobbelstenen (Menu buitenring, optie 6) ....................................................................................... 12

Metronoom (Menu buitenring, optie 7) .......................................................................................... 13

Roll/Pitch indicatie (Menu buitenring, optie 8) ............................................................................... 13

Objectbeveiliging (Menu buitenring, optie 9) ................................................................................. 14

2D waterpas (Menu buitenring, optie 10) ....................................................................................... 15

Communicatie met de smartphone (Menu buitenring, optie 11) .................................................... 16

Infrarood detectie en -schakelaar (Menu buitenring, optie 12) ...................................................... 17

Infrarood zender (Menu binnenring, optie 1) .................................................................................. 17

Infrarood furby (Menu binnenring, optie 2) .................................................................................... 17

Geluidsniveaumeter (Menu binnenring, optie 3) ............................................................................ 18

Klapschakelaar (Menu binnenring, optie 4) .................................................................................... 19

Temperatuurindicator (Menu binnenring, optie 5) ......................................................................... 20

3D muis (Menu binnenring, optie 6) ............................................................................................... 21

PWM-generator (Menu binnenring, optie 7) .................................................................................. 22

Spelletje (Menu binnenring, optie 8) ............................................................................................... 22

Lichteffect (RGB sturing) (Menu binnenring, optie 9) ...................................................................... 23

Zandloper (Menu binnenring, optie 10) .......................................................................................... 24

Spanningsmeter (Menu binnenring, optie 11) ................................................................................ 25

Zelftest (Menu binnenring, optie 12) .............................................................................................. 26

Uitzetten van de kompasklok (slaapstand) ..................................................................................... 27

PC software ......................................................................................................... 28

Bootloader ...................................................................................................................................... 28

Interfacesoftware ........................................................................................................................... 29

Open-Drain output .............................................................................................. 31

Testpunten ......................................................................................................... 34

Technische documentatie ................................................................................... 35

Zilverstraat 58 Tel: +31 (0)70-3292567 [email protected]

2544 EL Den Haag Fax: +31 (0)70-3096344 www.ymif.nl


3

Inleiding De kompasklok, een multifunctionele gadget die tijdens het bezoek aan 'HET

Instrument 2012' verzameld kan worden. De kompasklok heeft vele mogelijkheden

en is ontworpen door een professioneel team ingenieurs van Ymif Engineering. Het

is een kompas en een klok, maar tegelijkertijd ook een temperatuurindicator,

infrarooddetector, waterpas en het is zelfs mogelijk met een bijbehorende

'smartphone App' te communiceren.

De kompasklok is het bewijs dat met weinig middelen veel mogelijk is. Er zijn 24

applicaties ingebouwd die mogelijk zijn met de componenten die aanwezig zijn op

de klok. Voor de bediening wordt gebruik gemaakt van capacitieve toetsen en door

de aanwezige USB-poort kan de kompasklok ook aangesloten worden aan de PC.

Omdat er ook een 'Open-Drain' output aanwezig is kunnen er eenvoudige eigen

ontworpen schakelingen aangesloten worden en de functionaliteit van de

kompasklok hiermee worden uitgebreid.

Doordat zowel hardware als software vrij te downloaden zijn is de kompasklok een

'open-source' ontwikkeltool geworden. Met de vele testpunten of soldeerpunten

die aanwezig zijn, is het mogelijk de kompasklok naar eigen wens uit te breiden of

aan te passen.

Deze handleiding zal een overzicht geven van alle ingebouwde applicaties en de

functionaliteit ervan. Tevens zal er verder in gegaan worden op het technische

aspect van de kompasklok. Uitgelegd wordt bijvoorbeeld hoe de 'Open-Drain'

output gebruikt kan worden met enkele voorbeelden. Ook is er voor de

ontwikkelaars een overzicht te vinden van alle aanwezige testpunten en/of

soldeerpunten.



4

Overzicht KompasKlok De kompasklok is een gadget met vele functies en mogelijkheden. Om al deze

functies en mogelijkheden te gebruiken is in Figuur 1 een overzicht te vinden van

alle belangrijke interface onderdelen.

Figuur 1 - Overzicht kompasklok

In het vervolg van deze handleiding zullen deze onderdelen regelmatig genoemd

worden.

Aan de USB-poort kan een mini-USB (B5) kabel aangesloten worden. De

kompasklok zal vervolgens gevoed kunnen worden vanuit de PC (of USB adapter) in

plaats van uit de batterijen. De USB-poort kan ook gebruikt geworden om met de

speciaal ontwikkelde PC-software te communiceren of nieuwe software in de

kompasklok te laden.

LET OP: Wanneer de KompasKlok gevoed wordt uit een laptop die is aangesloten

op een externe schakelende voeding kan dit de werking van de capacitieve toetsen

verstoren.




5

Werking De kompasklok heeft een hoofdmenu waarvan uit diverse applicaties gestart

kunnen worden. Van elke applicatie zal in deze handleiding een beschrijving

gegeven worden.

De kompasklok heeft twee capacitieve toetsen, TOETS A en TOETS B. Met deze

twee toetsen zijn alle applicaties van de kompasklok te bedienen. In deze

handleiding zal onderscheid gemaakt worden tussen het kort of lang indrukken van

de betreffende toetsen. Als een toets lang ingedrukt moet worden, dan betekent

dit minimaal twee seconden.

Bij diverse applicaties wordt gesproken over een output. Het gebruik van deze

output zal in het hoofdstuk 'Open-Drain output' besproken worden.

Opstarten Als de kompasklok opgestart wordt zal deze opstarten in de "Bootloader". De

kompasklok controleert de eerste paar seconden of de gebruiker via de PC nieuwe

software wil uploaden. Voor meer informatie over de "Bootloader", zie het

hoofdstuk PC software.

Na het wel of niet uploaden van nieuwe software zal de kompasklok doorstarten in

de zelftestapplicatie. In deze applicatie zal de kompasklok zijn eigen functies

testen. Na afloop van de zelftest geeft de kompasklok aan of er fouten

gedetecteerd zijn. Voor meer informatie over de zelftest, zie hoofdstuk optie

binnenring 12: Zelftest.

LET OP: Tijdens het uitvoeren van de zelftest mag de KompasKlok niet aangeraakt

worden!

Ga naar het hoofdmenu door 'TOETS A LANG' en 'TOETS B LANG' tegelijk in te

drukken.



6

Hoofdmenu Als de kompasklok zich bevindt in het hoofdmenu zullen de leds van de buitenring

óf de binnenring zwak branden en in de andere ring zal één led fel branden, dat is

de huidige menukeuze, zie Figuur 2. Met 'TOETS A KORT' en 'TOETS B KORT' (links-

of rechtsom) kan er van menukeuze gewisseld worden. De felle led zal zicht steeds

verplaatsen van positie en bij positie 12 zal de felle led wisselen van ring. Door

'TOETS A LANG' in te drukken zal de betreffende toepassing gestart worden. De

kompasklok heeft in het hoofdmenu de volgende applicaties.

Buitenring

1. Klok

2. Klok met alarmweergave1

3. Klok met alarmweergave (wake up)2

4. Kompas

5. Eierwekker1

6. Dobbelstenen

7. Metronoom1

8. Roll/Pitch indicatie

9. Objectbeveiliging1

10. 2D Waterpas1

11. Communicatie met de smartphone

12. Infrarood detectie en -schakelaar1

1 Applicatie schakelt 'Open-Drain' output

2 Applicatie schakelt 'Open-Drain' output met PWM

Binnenring

1. Infrarood zender

2. Furby

3. Geluidsniveaumeter1

4. Klapschakelaar1

5. Temperatuurindicator

6. 3D Muis

7. PWM-generator2

8. Spelletje

9. Lichteffect (RGB-sturing)

10. Zandloper1

11. Spanningsindicator

12. Zelftest

Figuur 2 - Hoofdmenu




7

Klok (Menu buitenring, optie 1) In deze applicatie worden de uren op de binnenste ring aangegeven en de minuten

op de buitenste ring. De tijd moet als digitale klok afgelezen worden, dus als in de

binnenste ring de derde led brandt en in de buitenste ring de elfde led, dan

betekent dat het vijf voor vier is (3:55), zie Figuur 3.

De klok heeft een vijftal opties:

1. Klok met lichteffect en tikgeluid

2. Klok met lichteffect en zonder tikgeluid

3. Klok met tikgeluid en zonder lichteffect

4. Klok zonder tikgeluid en lichteffect

5. Klok met zwak brandende leds en zonder effecten

Door op 'TOETS B KORT' te drukken kan er gewisseld worden van optie.

LET OP: Bij langdurig gebruik van de klokfunctie is het aan te raden een USB-

adapter aan te sluiten.

LET OP: De wekker zal enkel afgaan in optie buitenring 2: Klok met

alarmweergave

Tijd instellen

Door op 'TOETS A LANG' te drukken kan de tijd

ingesteld worden. De 'uren' zullen gaan

knipperen. Met 'TOETS B KORT' kunnen

vervolgens de uren gewijzigd worden. De uren

kunnen ingesteld worden van 0 tot 23 uur, het

onderscheid tussen AM/PM wordt gemaakt

door de oranje led in het midden. Als de oranje

led brand betekent dat PM. Door wederom op

'TOETS A LANG' te drukken kunnen de

'minuten' op dezelfde manier ingesteld

worden. Druk op 'TOETS A LANG' om de tijd op te

slaan. Als eventueel de oranje AM/PM-led brandt,

dan zal deze doven.

Keer terug naar het hoofdmenu door 'TOETS A LANG' en 'TOETS B LANG' tegelijk in

te drukken.

Figuur 3 - Weergave klok



8

Klok met alarmweergave (Menu buitenring, optie 2) In deze optie wordt de gewone klok weergegeven, de ingestelde alarmtijd zal met

zwak brandende leds weergegeven worden, zie Figuur 4. Voor het uitlezen van de

tijd, zie optie buitenring 1: Klok.

De klok heeft een viertal opties:

1. Klok met lichteffect en tikgeluid

2. Klok met lichteffect en zonder tikgeluid

3. Klok met tikgeluid en zonder lichteffect

4. Klok zonder tikgeluid en lichteffect

Door op 'TOETS B KORT' te drukken kan er gewisseld worden van optie.

Als het alarm afgaat zal deze twintig seconden duren met geluid en lichteffecten.

Tevens zal de output geschakeld worden. Door de kompasklok te bewegen zal het

alarm stoppen of door te drukken op 'TOETS A KORT' of 'TOETS B KORT'.

LET OP: De wekker zal enkel afgaan als deze applicatie gestart is.

De alarmtijd instellen

Door op 'TOETS A LANG' te drukken kan de alarmtijd ingesteld worden. De 'uren'

zullen gaan knipperen. Met 'TOETS B KORT' kunnen vervolgens de uren gewijzigd

worden. De uren kunnen ingesteld worden van 0 tot 23 uur, het onderscheid

tussen AM/PM wordt gemaakt door de oranje led in het midden. Als de oranje led

brand betekent dat PM. Door op 'TOETS A LANG' te drukken kunnen de 'minuten'

op dezelfde manier ingesteld worden. Druk wederom op 'TOETS A LANG' om de

tijd op te slaan. Als eventueel de oranje AM/PM-led brandt, dan zal deze doven.

LET OP: In deze applicatie kan enkel de alarmtijd ingesteld worden. De normale tijd

kan ingesteld worden in optie buitenring 1: De klok.


te drukken.




9

Klok met alarmweergave (wake up) (Menu buitenring, optie 3) De weergave en bediening in deze optie is hetzelfde als optie buitenring 2: De klok

met alarmweergave.

Een kwartier voordat het alarm afgaat zal de 'Wake Up' functie in werking treden.

De uitgang zal afhankelijk van de verlopen tijd tot het afgaan van het alarm

schakelen met een 'duty cycle' oplopend van 0% tot 100%. Een externe lichtbron

kan op de output aangesloten worden, zodat het licht steeds feller wordt tot het

moment dat het alarm afgaat. Een voorbeeld van een schakeling hiervoor is te

vinden in het hoofdstuk 'Open-Drain output'


te drukken.

Figuur 4 - Weergave klok met alarm



10

Kompas (Menu buitenring, optie 4) In de kompas applicatie zijn een viertal (of vijftal) leds te zien. De felste led in de

buitenring geeft het noorden aan. De drie minder felle leds in de binnenring geven

het oosten, zuiden en westen aan. Als het noorden met een nauwkeurigheid van

+/- 3 graden wordt bereikt zal er een extra led in de binnenring oplichten, zie

Figuur 5.

LET OP: Het kompas werkt het beste in een storingsvrije omgeving, bijvoorbeeld in

de buitenlucht zonder staal in de buurt.

Voor het eerste gebruik dient het kompas gekalibreerd te worden. Door op 'TOETS

A LANG' te drukken zal het kompas in de kalibratiemode komen. De

kalibratiemode is te herkennen aan de brandende gele led in het midden. Er zullen

tikgeluiden te horen zijn. Om de kompasklok zo nauwkeurig mogelijk te kalibreren

moet deze langzaam alle kanten worden opgedraaid, net zo lang tot er geen

tikgeluid meer te horen is. Dit betekent dat de kalibratie klaar is. Door wederom op

'TOETS A LANG' te drukken wordt de kalibratie opgeslagen. Het kompas zal het

noorden aangeven.

LET OP: Het is van belang het kompas te kalibreren met batterijen in de

batterijhouder.

LET OP: Het is van belang dat het kompas wordt gekalibreerd in een storingsvrije

omgeving, bij voorkeur in de buitenlucht

zonder staal in de buurt.

LET OP: Het kompas werkt beter als ook het

waterpas gekalibreerd is.

Keer terug naar het hoofdmenu door 'TOETS

A LANG' en 'TOETS B LANG' tegelijk in te

drukken.

Figuur 5 - Weergave kompas




11

Eierwekker (Menu buitenring, optie 5) Bij het opstarten van de eierwekker zullen beide ringen geheel oplichten. Druk op

'TOETS B KORT' om de tijd van de eierwekker in te stellen. De tijd zal steeds in

stappen van vijf seconden ophogen. De buitenring geeft het totale aantal minuten

weer en de binnenring het totale aantal seconden, zie Figuur 6. In het voorbeeld is

de eierwekker ingesteld op 1 minuut en 20 seconden. Door op 'TOETS A LANG' te

drukken zal de eierwekker starten.

Als het alarm afgaat zal deze twintig seconden duren met geluid en lichteffecten.

Tevens zal de output schakelen. Door de kompasklok te bewegen zal het alarm

stoppen of door te drukken op 'TOETS A KORT' of 'TOETS B KORT'.


te drukken.

Figuur 6 - Weergave eierwekker



12

Dobbelstenen (Menu buitenring, optie 6) In de applicatie zijn een tweetal dobbelstenen opgenomen. Door de kompasklok te

schudden zullen de twee dobbelstenen gaan lopen. Als er gestopt wordt met

schudden zullen de dobbelstenen weer stoppen.

De dobbelstenen hebben twee weergavemogelijkheden:

1. Twee traditionele dobbelstenen links en rechts van de kompasklok. Het

aantal brandende leds aan beide kanten geven het aantal gegooide ogen

weer per dobbelsteen. Zie Figuur 7 links, de dobbelstenen geven

respectievelijk vijf en vier ogen aan.

2. Twee dobbelstenen waarvan één op de binnenste ring en één op de

buitenste ring, gebruik gemaakt van de leds 1 t/m 6. De brandende leds

geven het aantal gegooide ogen weer per dobbelsteen. Zie Figuur 7

rechts.

Door 'TOETS A LANG' in te drukken kan er gewisseld worden van weergaveoptie.


te drukken.

Figuur 7 - Weergaven dobbelstenen




13

Metronoom (Menu buitenring, optie 7) Met de metronoom applicatie kan een bepaald ritme worden weergegeven. Dit

wordt weergeven met zowel een tikgeluid als een lichteffect.

Door op 'TOETS B KORT' te drukken zal de metronoom versnellen. Door op 'TOETS

A KORT' zal de metronoom vertragen. De uitgang zal op het ritme van de

metronoom schakelen, sluit hier bijvoorbeeld een led op aan.


te drukken.

Roll/Pitch indicatie (Menu buitenring, optie 8) In deze applicatie zal er een pieptoon te horen zijn. De toonhoogte en frequentie

van deze pieptoon zijn afhankelijk van de stand (roll en pitch) van de kompasklok,

zie Figuur 8. De frequentie zal veranderen als de kompasklok voor- of achterover

gekanteld wordt. De toonhoogte wordt veranderd als de kompasklok zijdelings

gekanteld wordt.


te drukken.

Figuur 8 - Roll en Pitch bij de kompasklok



14

Objectbeveiliging (Menu buitenring, optie 9) De objectbeveiliging maakt gebruik van bewegingsdetectie. Ideaal geschikt om

bijvoorbeeld een koffer of deur te beveiligen.

Als de applicatie gestart is kan eerst de gevoeligheid ingesteld worden, druk

hiervoor telkens op 'TOETS B KORT'. Hoe meer leds er op de binnenring branden

hoe gevoeliger het alarm is. Er kan in totaal gekozen worden uit drie standen.

Door in de applicatie op 'TOETS A LANG' te drukken zal de beveiliging starten. Er is

10 seconden de tijd om de kompasklok in/op het te beveiligen object te plaatsen.

De kompasklok zal tijdens deze 10 seconden een teruglopend lichteffect geven en

één piep als de beveiliging daadwerkelijk start. In de geactiveerde modus zal led 12

van de buitenring elke seconde kort oplichten. Bij een beweging zal de kompasklok

een alarm geven met een lichteffect. Pas na 10 seconden komt er een geluidseffect

bij, zodat de gebruiker de tijd heeft het alarm te deactiveren indien gewenst. Als

het alarm afgaat, zal tevens de output schakelen, zodat hier eventueel ook een

extern alarm op aangesloten kan worden.

Het alarm kan gestopt worden door op 'TOETS A LANG' te drukken. De applicatie

keert terug naar zijn instelmodus.


te drukken.




15

2D waterpas (Menu buitenring, optie 10) Met de waterpasapplicatie is het mogelijk horizontale oppervlakken waterpas af te

stellen, denk hierbij bijvoorbeeld aan een caravan of tafel met stelpoten.

Op het moment dat het oppervlak waterpas is afgesteld zal de gehele binnenring

oplichten. Hoe verder het oppervlak uit waterpas is, hoe minder leds er op de

binnenring zullen branden. De indicatieled in de buitenring geeft de richting aan

waar het oppervlak uit waterpas is, zie Figuur 9. In het voorbeeld is het oppervlak

niet helemaal waterpas en wijkt af naar rechts beneden. Als het oppervlak in

waterpas is zal ook de output schakelen.

NB: Door bijvoorbeeld kleine pootjes onder de kompasklok te plakken zal deze

stabieler op het te meten oppervlak blijven liggen.

Het waterpas kan eenvoudig gekalibreerd worden. Door op 'TOETS A LANG' te

drukken zal het waterpas in de kalibratiemode komen. De kalibratiemode is te

herkennen aan de brandende gele led in het midden. Leg de kompasklok op een

vlak oppervlak en wacht minimaal vijf seconden. Druk wederom op 'TOETS A

LANG' om op te slaan. Het waterpas is nu gekalibreerd.


te drukken.

Figuur 9 - Weergave waterpas



16

Communicatie met de smartphone (Menu buitenring, optie 11) In deze applicatie wordt er een gecodeerde tekst uitgestuurd door de kompasklok.

Deze tekst is opgeslagen in de kompasklok. Met de speciale app voor Android of

iPhone die te downloaden is van de app-store is deze gecodeerde tekst uit te lezen.

Houd de smartphone goed boven de kompasklok en zorg dat de kompasklok goed

binnen de vorm van de app valt, zie Figuur 10. Zorg ervoor dat er zo min mogelijk

omgevingslicht op de KompasKlok valt. De uitgestuurde code (tekst) zal in het

scherm te voorschijn komen.

De opgeslagen tekst is eventueel te wijzigen met behulp van de bijbehorende

software voor de PC. Zie hoofdstuk 'PC software'.

De gecodeerde tekst zal met een bepaalde snelheid uitgestuurd worden. Het is per

merk en type smartphone afhankelijk wat de ideale snelheid is. De snelheid voor

het uitsturen van de gecodeerde tekst is daarom te wijzigen. Druk op 'TOETS B

KORT' om de snelheid te verhogen, druk op 'TOETS A KORT' om de snelheid te

verlagen.


te drukken.

Figuur 10 - Het gebruik van de smartphone




17

Infrarood detectie en -schakelaar (Menu buitenring, optie 12) In deze applicatie zal de kompasklok reageren op infrarood signalen. Bij het

ontvangen van een infrarood signaal zal de output geschakeld worden en zal de

gele led in het midden gaan branden. Aan de output kan bijvoorbeeld een lichtbron

aangesloten worden. Als de kompasklok vervolgens weer een infrarood signaal

ontvangt zal de oranje led doven en de output uitgeschakeld worden. Het

ontvangen van een infrarood signaal wordt tevens aangeven door zowel een licht-

als geluidseffect.

Een infrarood signaal kan aangeboden worden door bijvoorbeeld een

afstandsbediening van de TV of radio. Maar met een andere kompasklok kan er

ook een infrarood signaal aangeboden worden.


te drukken.

Infrarood zender (Menu binnenring, optie 1) In deze applicatie kan er een reeks infrarood pulsen worden uitgezonden door de

kompasklok. Hiermee kan vervolgens een andere kompasklok geschakeld worden,

zie optie buitenring 12: Infrarood detectie- en schakelaar. Door op 'TOETS A

LANG' te drukken wordt deze pulstrein uitgezonden. Het uitzenden van deze

pulstrein is te herkennen aan het knipperen van de betreffende "menu

selectieled", tevens is er een pieptoon te horen.


te drukken.

Infrarood furby (Menu binnenring, optie 2) Voor deze applicatie zijn er minstens twee kompasklokken nodig. Wanneer door

een kompasklok een reeks infrarood pulsen wordt ontvangen zal deze dit aangeven

door zowel een licht- als geluidseffect. Na enkele seconden zal de bewuste

kompasklok zelf een infrarood pulstrein terugsturen. Deze pulstrein kan vervolgens

ontvangen worden door een van de andere kompasklokken. Door zelf op 'TOETS A

LANG' te drukken kan een infrarood pulstrein geforceerd worden.


te drukken.



18

Geluidsniveaumeter (Menu binnenring, optie 3) Deze applicatie zal het geluidsniveau meten in de omgeving. Naarmate de

hoeveelheid geluid toeneemt, zal dit weergegeven worden in een oplopende

spiraal beginnend bij de binnenring, eindigend bij de buitenring.

Als er een bepaald geluidsniveau bereikt is zal de output schakelen. Als dit het

geval is, zal de oranje led in het midden van de kompasklok oplichten. Wordt

wederom dat geluidsniveau bereikt, dan zal de output weer uitschakelen en de

oranje led doven.

Het geluidsniveau waarop de output schakelt is instelbaar. Standaard staat dit

tripniveau op de hoogste stand (buitenring led 12). Met 'TOETS A KORT' kan het

tripniveau verhoogd worden en met 'TOETS B KORT' kan het tripniveau verlaagd

worden. Het tripniveau wordt weergeven met een indicatieled en heeft 24 standen

verspreid over de twee ringen. In de hoogste stand (buitenring led 12) is de

indicatieled niet zichtbaar.

In Figuur 11 is een weergavevoorbeeld te zien van de geluidsniveaumeter. Het

tripniveau staat op niveau 21 van 24. Het huidige geluidsniveau is niveau 15 van

24. Rechts is de output ingeschakeld.


te drukken.

Figuur 11 - Weergave geluidsniveaumeter




19

Klapschakelaar (Menu binnenring, optie 4) Deze applicatie meet de hoeveelheid geluid in de omgeving. Naarmate de

hoeveelheid geluid toeneemt, zal dit weergegeven worden in een oplopende

spiraal beginnend bij de binnenring, eindigend bij de buitenring. Het verschil met

de geluidsniveaumeter is dat de klapschakelaar minder gevoelig is en vooral

reageert op snelle veranderingen in geluidsniveau, zoals het klappen in de handen.

Als het topniveau bereikt wordt (buitenring led 12), dan zal de output schakelen en

zal de oranje led in het midden van de kompasklok oplichten. Wordt wederom het

topniveau bereikt dan zal de output weer uitschakelen en zal de oranje led doven.

Sluit op de output bijvoorbeeld een lichtbron aan.

De gevoeligheid van de schakelaar is instelbaar. Met 'TOETS A KORT' kan de

gevoeligheid verlaagd worden en met 'TOETS B KORT' kan de gevoeligheid

verhoogd worden. De gevoeligheid heeft 12 standen en wordt weergegeven met

een indicatieled op de binnenring.

In Figuur 12 is een weergavevoorbeeld te zien van de klapschakelaar. De

gevoeligheid staat op niveau 9 van 12. Het huidige geluidsniveau is niveau 5 van

24. Rechts is de output ingeschakeld.


te drukken.

Figuur 12 - Weergave klapschakelaar



20

Temperatuurindicator (Menu binnenring, optie 5) Een indicatie van de huidige temperatuur zal in deze applicatie worden weergeven.

In de binnenring worden de tientallen van de temperatuur weergegeven en in de

buitenring zijn dit de eenheden van de temperatuur. Dus als in de binnenste ring

de tweede led brandt en in de buitenste ring de zesde led, dan betekent dat het 26

graden Celsius is, zie Figuur 13.

Voor het meten van de temperatuur wordt er gebruik gemaakt van de

temperatuursafhankelijke 'forward voltage' over de oranje indicatieled. De

temperatuur is daardoor een indicatie. De weergave van de temperatuur is

afhankelijk van of de kompasklok op batterijen werkt of op de USB-spanning. Bij

verandering van voedingsbron is het aan te raden de temperatuurindicator

(opnieuw) te kalibreren.

De temperatuurindicator kan eenvoudig gekalibreerd worden. Door op 'TOETS A

LANG' te drukken zal de temperatuurmeter in kalibratiemode komen. In deze

kalibratiemode kan de juiste temperatuur ingesteld worden. Bij het starten van de

kalibratiemode zal de led voor de tientallen knipperen. Door op 'TOETS B KORT' te

drukken kunnen de tientallen in de juiste positie worden gebracht. Druk vervolgens

op 'TOETS A LANG'. De led voor de eenheden

zal knipperen, met 'TOETS B KORT' kunnen

de eenheden op dezelfde manier ingesteld

worden. De kalibratie kan opgeslagen

worden door op 'TOETS A LANG'.



drukken.

Figuur 13 - Weergave temperatuur




21

3D muis (Menu binnenring, optie 6) Deze applicatie kan de muisaanwijzer van de PC aansturen. Sluit de kompasklok

met een mini USB-kabel (B5) aan op de PC

In tegenstelling tot de conventionele muis die op een horizontaal vlak bewogen

moet worden moet de 3D muis in de lucht worden bewogen.

LET OP: De kompasklok dient achterstevoren vastgehouden te worden, zie Figuur

14.

Door de kompasklok voor- of achterover te hellen zal de muisaanwijzer

respectievelijk naar beneden of boven bewegen. Wordt de kompasklok linksom of

rechtsom geheld, dan zal de muisaanwijzer op het scherm naar links of naar rechts

bewegen, zie Figuur 14

Druk op 'TOETS B KORT' voor de linker muisknop. Voor de rechter muisknop kan

op 'TOETS A KORT' gedrukt worden.


te drukken.

Figuur 14 - Het gebruik van de 3D-muis



22

PWM-generator (Menu binnenring, optie 7) De signaalgenerator applicatie zal de output schakelen met een bepaalde 'duty

cycle', instelbaar tussen 0% en 100%.

De 'duty cycle' is in te stellen met beide

toetsen in stappen van 10%. Door op

'TOETS A KORT' te drukken zal de 'duty

cycle' verhogen. Wordt er op 'TOETS B

KORT' gedrukt dan zal de 'duty cycle'

verlagen. De ingestelde 'duty cycle' wordt

weergeven met het aantal brandende leds

op de binnenring, beginnend bij binnenring

led 1 en eindigend bij binnenring led 10.

In het voorbeeld van Figuur 15 is de 'duty-

cycle' ingesteld op 60%.

Keer terug naar het hoofdmenu door

'TOETS A LANG' en 'TOETS B LANG' tegelijk

in te drukken.

Spelletje (Menu binnenring, optie 8) Met het spelletje kan het reactievermogen van de gebruiker getest worden, bij het

halen van een bepaald level wordt het spel een level moeilijker. Probeer de twee

looplichtjes te verbinden door op tijd op 'TOETS B KORT' te drukken.

Als het niet gelukt is staan de twee leds tijdelijk stil en draaien even later weer

verder. Als het wel gelukt is dan blijven beide leds knipperen. Druk twee keer op

'TOETS B KORT' om naar het volgende level te gaan.

Door op 'TOETS A LANG' te drukken kan er terug gegaan worden naar het eerste

level.


te drukken.

Figuur 15 - Weergave PWM-generator




23

Lichteffect (RGB sturing) (Menu binnenring, optie 9) In deze applicatie worden de ledposities 1 t/m 4 afzonderlijk van elkaar PWM

gestuurd. De leds zullen afwisselend dimmen en weer oplichten, hierdoor is er een

gloeiend lichteffect zichtbaar.

De applicatie kan ook gebruikt worden als externe (RGB-)ledsturing. De vier PWM-

kanalen kunnen de kleuren rood, groen, blauw en wit voorstellen. Voor deze

toepassing is er een extra PCB beschikbaar, zie Figuur 16. In het voorbeeld is een

aansluitvoorbeeld te zien voor één RGB-led en één witte led, maar er kunnen ook

gehele ledstrips aangestuurd worden.

Figuur 16 - Externe ledsturing

De snelheid waarmee de leds gloeien is instelbaar. Door op 'TOETS B KORT' te

drukken zal de snelheid omhoog gaan. De snelheid kan omlaag gebracht worden

door op 'TOETS A KORT' te drukken. Er zijn drie snelheidsniveaus.

LET OP: Bij het aansluiten van een externe schakelende voeding kan de werking

van de capacitieve toetsen verstoord worden. Aangeraden word een externe

voeding te gebruiken met intern een transformator en lineaire regelaar.



24

In Figuur 17 is de weergave van de RGB-sturing te zien.

De snelheid is in het voorbeeld ingesteld op niveau twee

van drie en het derde PWM-kanaal is gedimd.

Keer terug naar het hoofdmenu door 'TOETS A LANG' en

'TOETS B LANG' tegelijk in te drukken.

Voor meer informatie over de extra PCB, zie

www.ymif.nl/kompasklok.

Zandloper (Menu binnenring, optie 10) In deze applicatie is een lichteffect te zien in de vorm van een zandloper. Bij het

starten van de applicatie zullen alle leds branden op posities 1, 2, 10, 11 en 12. Hoe

meer tijd er voorbij gaat hoe minder leds er gaan branden aan de bovenzijde van

de kompasklok. Er zullen steeds meer leds gaan branden aan de onderzijde van de

kompasklok. In het voorbeeld van Figuur 18 is ongeveer een kwart van de tijd

verstreken.

Als de zandloper na een minuut afgelopen is zullen alle leds branden op de posities

4, 5, 6, 7 en 8. De output zal dan ook schakelen. Om

de zandloper weer opnieuw te laten starten kan de

kompasklok kortstondig omgedraaid worden. De

zandloper zal vervolgens weer opnieuw starten.

Bij het lopen van de zandloper zal er tevens een

tikkend geluid te horen zijn.

Keer terug naar het hoofdmenu door 'TOETS A

LANG' en 'TOETS B LANG' tegelijk in te drukken.

Figuur 18 - Zandloper

Figuur 17 - Weergave

RGB-sturing




25

Spanningsmeter (Menu binnenring, optie 11) Deze applicatie geeft het spanningsniveau van de batterijen weer. De spanning van

de batterijen wordt weergeven op de binnenste ring. Hoe voller de batterijen zijn

hoe meer leds er branden.

De spanning kan afgelezen worden door het aantal brandende leds op te tellen bij

2 volt. Dus als enkel led 12 brandt betekent dat 2 volt, als led 12 en led 1 branden

betekent dat 2,1 volt, enz. In het voorbeeld van Figuur 19 is de batterijspanning 2,5

volt.

LET OP: Bij een batterijspanning lager dan 2,5 volt werken sommigen applicaties

van de kompasklok minder goed.


te drukken.

Figuur 19 - Weergave spanningsmeter



26

Zelftest (Menu binnenring, optie 12) In deze applicatie zal de kompasklok zijn eigen functies testen. Gecontroleerd

wordt of alle onderdelen nog naar behoren werken. Tijdens de zelftest zal er een

rondgaand lichteffect te zien zijn voor enkele seconden. Bij het opstarten van de

kompasklok zal tevens de zelftest applicatie gestart worden om de eigen functies

te testen.

LET OP: Tijdens het uitvoeren van de zelftest mag de KompasKlok niet aangeraakt

worden!

De volgende functies worden getest:

1. Batterijspanning (Bij een batterijspanning lager dan 2,5V werken enkele

applicaties minder goed!)

2. EEPROM (I2C)

3. Kompas (I2C)

4. Real Time Clock

5. Temperatuurmeting

6. Capacitieve toetsen

Na afloop van de zelftest zullen er zes leds oplichten, overeenkomend met de zes

geteste functies. Als alle functies naar behoren werken zullen er zes leds op de

binnenring continu branden. Is er een fout naar voren gekomen, dan zal de

betreffende led, horend bij de geteste applicatie, knipperen.

LET OP: Het knipperen van de leds begint pas

na enkele seconden.

In het voorbeeld van Figuur 20 is er één

probleem naar voren gekomen, namelijk dat

het kompas niet naar behoren werkt.



drukken.

Figuur 20 - Overzicht zelftest




27

Uitzetten van de kompasklok (slaapstand) De kompasklok kan eenvoudig uitgezet worden door terug te gaan naar het

hoofdmenu. Deze zal na verloop van tijd in de slaapstand terecht komen.

De kompasklok kan wakker gemaakt worden door 'TOETS A LANG' en 'TOETS B

LANG' tegelijk in te drukken.

Ook enkele applicaties zullen na verloop van tijd in de slaapstand terecht komen.

De volgende applicaties gaan in slaap:

• Buitenring 5 : Eierwekker (als de eierwekker niet loopt)

• Buitenring 6 : Dobbelstenen

• Binnenring 8 : Spelletje

• Binnenring 9 : Lichteffect (RGB-sturing)

Stroomverbruik kompasklok:

Kompasklok in klokfunctie : 10 mA

Kompasklok in slaapstand : 120 μA

Vanwege het hoge stroomverbruik in bijvoorbeeld de klokfunctie is het aan te

raden (indien mogelijk) een USB-adapter aan te sluiten.



28

PC software Voor de kompasklok zijn er twee softwareprogramma's voor op de PC beschikbaar:

• Bootloader

• Kompasklok interfacesoftware

Bootloader Als er een nieuwe versie software beschikbaar is voor de kompasklok kan deze

eenvoudig via USB geüpload worden. Voor het uploaden van software is er speciaal

bootloadersoftware beschikbaar voor op de PC, zie Figuur 21.

Figuur 21 - Bootloader

Om nieuwe software in de kompasklok te laden moeten de volgende stappen

doorlopen worden:

1. Open de bootloadersoftware.

2. Verbindt de KompasKlok met de USB-kabel aan de PC. Zorg ervoor dat er

geen batterijen in de KompasKlok zitten, voordat de USB-kabel in de

KompasKlok gestoken wordt.

3. De kompasklok en de bootloadersoftware maken automatisch verbinding.

4. Klik op "Open Hex File" en selecteer de nieuwe "hex-file" (Deze handeling

hoeft alleen maar uitgevoerd te worden bij het programmeren van de

eerste KompasKlok).

5. Klik vervolgens op "Program/Verify".

6. Kies na afloop van het programmaren in het pop-up menu voor "Ja" of

"Nee" en volg de aanwijzingen op het scherm.

7. De kompasklok zal doorstarten naar de zelftest.

De bootloader is geschikt voor Windows XP (vanaf service pack 2), Vista en 7.




29

Om de bootloader te kunnen gebruiken is het belangrijk dat het ".NET Framework

4.0" geïnstalleerd staat op de computer.

Deze is te downloaden via onderstaande link:

http://www.microsoft.com/nl-nl/download/details.aspx?id=17851

Tevens dient de "Microsoft Visual C++ 2010 Redistributable Package (x86)"

geïnstalleerd te staan op de computer.


http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=5555

De "hex-files" zijn te downloaden van de website www.ymif.nl/kompasklok.

Interfacesoftware Voor de kompasklok is er interfacesoftware beschikbaar voor op de PC. Hiervoor

moet de kompasklok via USB verbonden worden aan de PC. Van enkele aanwezige

componenten op de kompasklok is het mogelijk de data op te vragen. De volgende

data is weer te geven in de software:

• De diverse assen van zowel het kompas als de versnellingsopnemer

• De temperatuur

• Het geluid gemeten door de microfoon

Tevens is het mogelijk in de software de gecodeerde tekst voor de smartphone app

te wijzigen (zie optie buitenring 11: Communicatie met de smartphone). Maar ook

is het mogelijk de tijd van de kompasklok te synchroniseren met de tijd van

Windows. Figuur 22 laat een screenshot van de software zien.



30

Figuur 22 - Screenshot PC software

De interfacesoftware is geschikt voor Windows XP (vanaf

service pack 2), Vista en 7.

Om de interfacesoftware te kunnen gebruiken is het

belangrijk dat het ".NET Framework 4.0" geïnstalleerd staat

op de computer.


http://www.microsoft.com/nl-nl/download/details.aspx?id=17851

Verder is er een driver nodig, deze is te downloaden van de website

www.ymif.nl/kompasklok

De bestanden "KompasKlok.exe" en "ZedGraph.dll" dienen ten alle tijde bij elkaar

opgeslagen te worden op de computer.




31

Open-Drain output In diverse applicaties is in het vorige hoofdstuk 'Werking' over een schakelende

output gesproken. Het gebruik ervan en diverse aansluitvoorbeelden worden in dit

hoofdstuk besproken. In Figuur 23 is te zien hoe de interne FET aangestuurd wordt

en hoe deze aangesloten is aan de 'OUT pin' van de kompasklok.

Figuur 23 - Overzicht Open-Drain Output

De komende voorbeelden in dit hoofdstuk laten eenvoudige schakelingen zien om

een led aan te sturen op diverse manieren.

Figuur 24 laat een aansluitvoorbeeld zien hoe eenvoudig een led aangesloten kan

worden op de 'Open-Drain' output. Er wordt in het voorbeeld gebruik gemaakt van

de 5V USB-spanning. Deze schakeling is geschikt voor een applicatie die de output

schakelt met PWM.

Figuur 24 - Aansluitvoorbeeld externe led



32

Figuur 25 laat een aansluitvoorbeeld zien hoe eenvoudig een relais geschakeld kan

worden door middel van de 'Open-Drain' output. (Vergeet de zgn. vrijloopdiode

niet!!!) Er wordt gebruik gemaakt van een externe spanning van 12V. Er kan ook

gebruik gemaakt worden van de 5V USB-spanning in plaats van een externe 12V.

Gebruik hiervoor dan wel een '5V-relais'. Deze schakeling is geschikt voor een

applicatie die de output aan/uit schakelt.

Figuur 25 - Aansluitvoorbeeld relais

Figuur 26 laat een aansluitvoorbeeld zien hoe eenvoudig een 'solid-state' relais

geschakeld kan worden door middel van de 'Open-Drain' output. Er wordt gebruik

gemaakt van het lichtnet als externe spanning. Deze schakeling is geschikt voor een

applicatie die de output met PWM schakelt.

Figuur 26 - Aansluitvoorbeeld extern 'solid-state' relais




33

Figuur 27 laat een aansluitvoorbeeld zien hoe eenvoudig een externe MOSFET (P-

type) geschakeld kan worden met behulp van de 'Open-Drain' output.

Figuur 27 - Aansluitvoorbeeld externe MOSFET

Specificatie 'Open-Drain' output

Bij het gebruik van de interne 5V USB-spanning:

Imax : 180mA

Bij het gebruik van een externe spanning:

Vmax : 30V

Imax : 1A

Als het gewenst is de 'Open-Drain' output te gebruiken voor een hogere stroom,

dan moet er gebruikt gemaakt worden van een externe schakeling met

bijvoorbeeld een relais of externe FET. De maximale stroom is dan afhankelijk van

de specificaties van het gekozen component.

LET OP: Bij het aansluiten van een externe schakelende voeding kan de werking

van de capacitieve toetsen verstoord worden. Aangeraden word een externe

voeding te gebruiken met intern een transformator en lineaire regelaar.



34

Testpunten Op de kompasklok zijn diverse testpunten en/of soldeerpunten aangebracht. Het

doel hiervan is dat er zelf aan de kompasklok gemeten kan worden. Doordat er ook

aan de testpunten gesoldeerd kan worden is het mogelijk de kompasklok zelf uit te

breiden met eigen schakelingen.

Alle testpunten zijn terug te vinden aan de achterkant van de kompasklok, zie

Figuur 28. In Tabel 1 is van alle testpunten een omschrijving terug te vinden.

Nr. Omschrijving

1 Aansturing led 1

2 Aansturing led 2

3 Aansturing led 3

4 Aansturing led 4

5 Aansturing led 5

6 Aansturing led 6

7 Aansturing led 7

8 Aansturing led 8

9 Aansturing led 9

10 Aansturing led 10



13 Aansturing buitenring

14 Aansturing binnenring

15 Device IO

16 Aansturing buzzer

17 Microfoon output

18 Voedingsspanning 3V

19 Aansturing 'Open-Drain' output na

weerstand

20 I2C SCL

21 I2C SDA

22 Infrarood sensoroutput

23 Device Power

24 Infraroodled

25 Infraroodled aansturing

26 USB D-

27 USB D+

28 Aansturing 'Open-Drain' output voor

weerstand

Tabel 1 - Omschrijving testpunten

Voor technische informatie met betrekking tot de software en hardware zie het

volgende hoofdstuk 'Technische documentatie'

Figuur 28 - Overzicht testpunten




35

Technische documentatie De kompasklok is een 'open-source' ontwikkeltool. Met de beschikbare hardware

en software is het mogelijk de kompasklok aan te passen en/of uit te breiden.

Er kan gebruikt gemaakt worden van de bestaande applicaties, maar er kunnen ook

geheel nieuwe applicaties ontwikkeld worden. Met de veelzijdige microprocessor

van Microchip is het mogelijk bijna elke gewenste applicatie te ontwikkelen. De

processor ondersteunt SPI, I2C en IrDA. Maar de processor heeft ook diverse

analoge inputs en PWM gestuurde outputs. Maar eenvoudig een digitale IO

gebruiken is natuurlijk ook mogelijk.

Voor de ontwikkelaars is zowel de hardware als de software van de kompasklok vrij

te downloaden van de website www.ymif.nl/kompasklok. Tevens zullen hier de

datasheets te vinden zijn van alle belangrijke onderdelen op de kompasklok.

Handleiding V1 9 - Farnell element14 · Tevens zal er verder in gegaan worden op het technische ......

Documents

Transcript of Handleiding V1 9 - Farnell element14 · Tevens zal er verder in gegaan worden op het technische ......