Coś z niczego
Spróbujemy więc sami zrobić taką maszynę. Nasz gadżet skonstruujemy, bazując na częściach wydłubanych z komputerowych wraków. Będzie to sterowany z peceta, podłączany do portu USB, automatyczny magazynek na kilkadziesiąt lub nawet kilkaset płyt CD/DVD. Po uruchomieniu odpowiedniej aplikacji i kliknięciu na ekranie wybrana płytka zostanie odnaleziona i podana w kilkanaście sekund wprost do ręki. Cena naszego wynalazku nie powinna przekroczyć kilkudziesięciu złotych.
Potrzebne nam elementy znajdziemy w starej drukarce lub skanerze. Chodzi głównie o unipolarny, sześcioprzewodowy silniczek krokowy, wszelkiego rodzaju przekładnie mechaniczne zdatne do współpracy z silnikiem, transoptor szczelinowy, gniazda, kable USB, fragmenty obudowy oraz inne drobne elementy elektroniczne. Resztę, czyli układ scalony FT245BM i tranzystory mocy do naszego sterownika oraz ewentualnie to, czego nie zdobyliśmy z demontażu, trzeba już kupić w sklepie.
Sterownik pogada z pecetem
Ponieważ w komputerach mamy najwięcej portów komunikacyjnych USB, konstruowanie urządzenia zaczynamy od układu scalonego, który będzie potrafił “rozmawiać” z pecetem przez interfejs USB. Może to być łatwo dostępny i stosunkowo tani (kosztujący około 30 złotych) chip FT245BM. Dodamy mu tylko małą pamięć EEPROM typu 93C46, aby miał on gdzie przechowywać dane konfiguracyjne.
Schemat układu przedstawiamy na stronie “$(LC167842:Schemat układu sterownika)$”. Osiem wyprowadzeń “scalaka” FT245BM to w istocie ośmiobitowy rejestr wejścia/wyjścia, za pomocą którego będziemy sterowali silnikiem krokowym. Tego ostatniego nie możemy jednak podłączyć do chipa bezpośrednio – półamperowych prądów przy dwunastowoltowym zasilaniu delikatna kostka FT245BM raczej nie wytrzyma. Pomogą jej zatem tranzystory – najlepiej takie mające bardzo małą rezystancję załączonego kanału i przeznaczone do pracy z dużymi obciążeniami. Idealne będą elementy Power MOSFET IFR7341 lub podobne. Energię dla silnika dostarczy osobny dwunastowoltowy zasilacz. Zapewne znajdziemy go, grzebiąc w drukarce albo w skanerze.
Ponieważ kostka FT245BM ma na wszystkich liniach wyjściowych wysoki stan spoczynkowy, musimy skorzystać z kilku inwerterów sygnału. Sięgniemy po popularny układ 74HC04. Musimy też oczywiście dołączyć do jednej z linii wyłącznik krańcowy w postaci transoptora szczelinowego. Całość zmontowana zgodnie ze schematem na następnej stronie przybierze postać płytki drukowanej, niewiele większej od pudełka zapałek.
Po podłączeniu układu do komputera automatycznie pojawi się standardowy, systemowy kreator, któremu należy wskazać katalog ze sterownikami bezpośredniego dostępu firmy FTDI. Drivery zamieściliśmy na CHIP-CD. Ewentualne usunięcie sterowników z systemu przeprowadzamy za pomocą modułu Dodaj lub usuń programy z Panelu sterowania Windows, zaznaczając pozycję FTDI FTD2XX USB Drivers .
Pamiętaj, czym jestem
Przed rozpoczęciem użytkowania układu należy jeszcze zaprogramować jego pamięć EEPROM. Służy do tego program serwisowy udostępniany przez producenta kości FT245BM. Aplikacja nosi nazwę MProg.exe. Z menu File wybieramy opcję New, w polu Device Type wpisujemy FT245BM, a polach Manufacturer oraz Product Description wklepujemy odpowiednio słowa chip oraz cdbaza. Podajemy ponadto parametry zasilania układu sterownika. W tym celu w sekcji USB Power Options wybieramy pozycję Bus Powered, a następnie wpisujemy w polu Max Bus Power liczbę 50. Dlaczego akurat tyle? Wartość ta wynika z pomiarów. Podczas testów prototyp pobierał z portu USB prąd o natężeniu około 50 mA.
Na koniec zapisujemy wprowadzone parametry w pliku o dowolnej nazwie, korzystając z opcji File | Save As. Później programujemy pamięć przygotowanymi danymi, wybierając z menu Device pozycję Program .
Ze względu na to, że zmiany dokonane w sprzętowej konfiguracji urządzenia USB odniosą skutek dopiero po ponownym rozpoznaniu go przez system, należy zrestartować komputer lub odłączyć przewód USB i podłączyć go ponownie, a następnie powtórzyć procedurę instalacji sterowników za pomocą systemowego kreatora. Po tej operacji odkładamy elektronikę na bok – pora zająć się budową magazynka krążków.
Na mechanizm czas
Idea działania naszego podajnika płyt CD/DVD, zwanego też “karuzelą”, polega na umieszczeniu płyt w promieniście ułożonych przegródkach dużego, obracającego się talerza. Jego obrót będzie sterowany za pomocą bazy danych, w której wpiszemy tytuły lub etykiety płyt. Po kliknięciu wybranego rekordu w okienku aplikacji silnik tak obróci talerz podajnika, aby konkretna przegródka (płyta) znalazła się naprzeciwko szczeliny w obudowie całego urządzenia, przez którą da się palcami złapać tylko jeden, wybrany krążek.
Konstrukcja mechaniczna urządzenia przedstawiona została na zdjęciu wyżej. To oczywiście tylko przykład, dobrany tak, by był najłatwiejszy do wykonania – stąd też brak obudowy zewnętrznej. Każdy majsterkowicz może zrobić to inaczej, lepiej, dokładniej itd. Ważne jest tylko, aby pamiętać o masie kilkudziesięciu płyt i zapewnić odpowiednią wytrzymałość osi, na której umieszczony zostanie obracający się talerz z krążkami. Trzeba oczywiście dobrać właściwe przełożenie przekładni napędowej, zapewniające odpowiedni moment obrotowy. Na koniec musimy tak umieścić wyłącznik krańcowy (transoptor), aby zadziałał on dokładnie w miejscu odpowiadającym płycie numer 1.
