Versión 2.0
Reporte Técnico No. ___.
Instituto de Astronomía, U.N.A.M.
SALVADOR ZAZUETA R.
LEONEL GUTIÉRREZ A.
ÍNDICE.
Introducción.
Descripción.
Funcionamiento.
Protocolo de comunicación para PC.
Interfaz de usuario.
Apéndice A.
Diagramas e información técnica de la tarjeta HARD I/O
Referencias.
Introducción.
Este trabajo da una descripción del sistema de seguridad para el telescopio 2.1 m.
Primero se indican las partes que lo componen, se muestra la forma de operación, el protocolo de comunicación con una computadora personal, una interfaz de usuario y por último, se presentan los apéndices en los cuales se encuentra la información técnica de seguridad, las señales asociadas a los puertos, y su ubicación en el telescopio.
El sistema de seguridad es autónomo y se encarga de vigilar continua y permanentemente el estado que guarda el telescopio en movimiento o en reposo. Indica mediante una alarma y/o diodos emisores de luz al momento se presentarse algún evento como: interruptores límite activados ( v.g. norte, sur, este, oeste), falta de fuentes de voltaje (v.g. en codificadores, amplificadores, frenos), velocidad excedida o consola no presente. Además, toma acciones como aplicar frenos al telescopio y remover la energía de los amplificadores de potencia.
El sistema también se puede conectar a una computadora personal a través de red para comunicación RS-232 o RS-485. Por medio de este canal de comunicación se puede conocer desde la PC el estado presente de los puntos en observación, enviar mandos a seguridad y recibir las respuestas correspondientes.
DESCRIPCIóN
El sistema de seguridad está compuesto por un módulo de control, un programa de control, fuentes de alimentación, tiras terminales, relevadores, diodos emisores de luz, una alarma y una red de cableado a todos los puntos en observación.
El módulo de control está compuesto por tres tarjetas: BCC52X, BCC54 y HARD I/O. Cuenta con un ducto MMZ8 de Micromint que alberga a las tarjetas BCC52X y BCC54 (ref. figura 1 ). Las tarjetas BCC y el ducto son de la marca Micromint, la tarjeta HARD I/O fue diseñada y construida en el O.A.N. Instituto de Astronomía.
Figura 1.- Diagrama a bloques del módulo de control.
Tarjeta BCC52X [ref. 1].- Cuenta con un microcontrolador de la familia 80C52 de Intel de 8 bits él cual contiene un programa monitor residente en 8 Kb de memoria de lectura exclusiva (ROM) para lenguaje BASIC, 48 Kb para memoria de lectura aleatoria (RAM) o eléctricamente alterable (EEPROM), un programador de EPROM 2764/128 o 27C64/27C128, tres puertos paralelos de 8 bits, un puerto para comunicación serie y un puerto para impresora serie.
Tarjeta BCC54 [ref. 2].- Esta tarjeta es de expansión de puertos paralelos programables, contiene cuatro dispositivos (8255). Cada uno de los 8255 cuenta con tres puertos de 8 bits programables independientemente como entrada/salida. Los puertos son accesados a través del ducto Micromint.
Tarjeta HARD I/O (ref. Apéndice A).- Cuenta con tres puertos paralelos de 8 bits, reforzados y autoacoplados eléctricamente con salidas a relevadores, con electrónica para determinar la velocidad de movimiento del telescopio y con lógica inteligente que investiga la posición de los interruptores límite (v.g. norte, sur, este y oeste).
FUNCIONAMIENTO
Se le instaló a la BCC52X un "programa de control", en memoria del tipo lectura exclusiva (ROM), él cual se encarga de vigilar permanentemente el estado en que se encuentra el telescopio y de atender a la red RS-485 para determinar si hay algún mando desde una computadora personal.
El "programa de control" está compuesto por dos módulos denominados pru485_1 y Segu.
El funcionamiento es el siguiente (ref. figura 2), al encender el sistema se ejecuta primeramente el módulo pru485_1. Este módulo es un despachador que se encarga de atender al módulo Segu, y a la red de comunicación. Para ello, primero hace una inicialización de variables, habilita al puerto serie para funcionar por interrupciones y llama a una función init_progAp del módulo Segu, ésta se encarga de inicializar las variables del módulo al que pertenece y de configurar la forma de operación de los puertos paralelos. Después el control regresa al módulo pru485_1 y éste llama a una función denominada HAY_MSG, que determina si tiene algún mensaje de la PC, en caso afirmativo lo procesa y lo deposita en una zona en memoria llamada Mensajes, posteriormente hace un llamado al programa de aplicación del módulo Segu, progAplicacion.
El objetivo de progAplicacion es leer los puertos para determinar el estado en que se encuentra cada uno de los puntos de interés (v.g. interruptores límite, fuentes de alimentación, etc.), y dependiendo de su estado se toman las acciones correspondientes. Después, se investiga si hay algún mando en la zona de memoria Mensajes, si existe alguno, éste se analiza y se ejecuta. Posteriormente el control retorna al módulo pru485_1 al punto de donde fue llamado.
Figura 2.- Diagrama a bloques del programa de control.
Cuando se detecta una falla se prende el diodo emisor de luz correspondiente, se activa la alarma, se aplican frenos al telescopio y se remueve la energía a los motores que mueven el telescopio El estado de los puertos en operación normal es 00H. El puerto A está en la dirección 0E000H y el puerto B está en la dirección 0E001H.
Lista de los puntos que observa seguridad.
Pánico. A0.
Velocidad Tacométrica excedida A1.
Fuente Amplificadores +32 VDC A2.
Fuente Frenos +24 VDC A3.
Interruptores límite Oeste/Este A4.
Interruptores límite Norte/Sur A5.
Interruptor de Mercurio A6.
Fuente Codificadores + 5VDC A7.
Interruptor Límite Suave Oeste B0.
Interruptor Límite Suave Este B1.
Interruptor Límite Suave Norte B2.
Interruptor Límite Suave Sur B3.
Consola activa B4.
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PROTOCOLO DE COMUNICACIóN PARA PC.
Desde una PC se puede conocer el estado de cada uno de los puntos en observación de seguridad, dar ordenes y recibir respuestas. Para ello, se conecta el módulo de seguridad a una computadora personal a través de red RS-485 y se utiliza el siguiente protocolo de comunicación.
Desde la PC:
| : , NODO, MANDO, DIRECCIóN, DATO, CHKSUM, ; |
Donde:
| : | Inicio del mensaje. |
| NODO | Especifica a que módulo le está hablando. |
| MANDO | Acción a ejecutar [v.g. leer (0) o escribir (1)]. |
| DIRECCIÓN | Dirección de donde se desea leer o escribir. |
| DATO | Información a escribir, si es escritura. |
| CHKSUM | Suma de caracteres enviados. |
| ; | Fin de mensaje |
Desde seguridad:
| : , NODO, MANDO, DIRECCIÓN, DATO, CHKSUM, ; |
Donde:
| : | Inicio de la respuesta. |
| NODO | Indica quién está contestando. |
| RESPUESTA | 2 (CHKSUM igual), 3 (CHKSUM diferente). |
| DIRECCIÓN | Dirección de donde está enviando la información. |
| DATO | Información si el mando fue de lectura. |
| CHKSUM | Suma de caracteres enviados. |
| ; | Fin de respuesta |
Ejemplo:
| Desde la PC | :30220C000034; |
| respuesta de Seguridad | :32220C000036; |
Interfaz de usuario.
Seguridad se encarga de vigilar el estado que guarda el telescopio ya sea en operación o reposo. Es decir, observa la posición que guardan los interruptores, -suaves o duros-, límite (norte/sur, este/oeste), el estado de las fuentes de alimentación (de amplificadores, codificadores, frenos), y las velocidades máximas permitidas en AR y DEC.
Seguridad cuenta con una interfaz a través de la cuál se puede comunicar con el usuario. Dicha interfaz se encuentra en el gabinete denominado Consola el cual está en la parte sur del piso de telescopio (ref. Figura 3).
Figura 3.- Interfaz de usuario del módulo de seguridad.
Cuando se activa uno de los diodos emisores de luz y la alarma, indica que algo está sucediendo o simplemente pudiera haber sido un transitorio en alguno de los puntos de observación.
Si se activa algún diodo emisor de luz y la alarma, presione un interruptor de color rojo que se encuentra en la parte de enfrente del gabinete Consola, denominado interruptor de reconocimiento de eventos, (ref. Figura 1). Sí después de presionar y liberar dicho interruptor continúa el diodo emisor de luz y la alarma activados, entonces, la falla es verdadera y hay que solucionarla.
Después de revisar y corregir la falla correspondiente al diodo prendido, presione de nuevo el mismo interruptor, si el problema quedó bien solucionado la alarma y el diodo emisor de luz quedarán apagados. Si la avería no fue bien corregida o existe otra, entonces, después de presionar el interruptor de reconocimiento de eventos se volverá a activar uno de los diodos emisores de luz y la alarma indicando el mismo evento u otro evento. El proceso de verificación antes mencionado se repite hasta que la alarma y todos los diodos emisores de luz queden apagados.
Si alguno de los diodos queda prendido el control de seguridad no permitirá el movimiento del telescopio.
El sistema también cuenta con un interruptor que viola seguridad, (éste se encuentra dentro del gabinete Terminales a un lado del gabinete Consola), él cual tiene efecto cuando se activa un interruptor límite (norte/sur, este/oeste), esto es con el fin de permitir el movimiento del telescopio, (i.e. para sacarlo del límite activado), sin perder la posición del mismo.
Apéndice. A.
Diagramas e información técnica de la tarjeta HARD I/O.
CONECTORES.
JP1 (ENTRADAS).
1.-Codificador DEC +5VDC. 11.-Codificador AR +5VDC
2.-GND DEC. 12.-GND AR.
3.-Pánico. 13.-Voltaje Amplificadores +32VDC.
4.-Pánico. 14.-GND Voltaje Amplificadores.
5.-Interruptor límite Oeste/Este. 15.-Voltaje Frenos +24VDC.
6.-Interruptor límite Oeste/Este. 16.-GND Frenos.
7.-Interruptor límite Norte/Sur. 17.-Tacómetro DEC (+).
8.-Interruptor límite Norte/Sur. 18.-Tacómetro DEC (-).
9.-Interruptor Mercurio 19.-Tacómetro AR (+).
10.-Interruptor Mercurio 20.-Tacómetro AR (-).
JP2 (SALIDAS A RELEVADORES).
1.- Colector Q1 a relevador 13, En pata sur.
2.- Colector Q2 a relevador 1.
3.- Colector Q3 a relevador 3.
4.- Colector Q4 a relevador 4.
5.- Colector Q5 a relevador 5.
7,8.- +12 VDC Alimentación a los relevadores.
6,9,10.- N.C.
JP3 (SEÑALES DE LOS PUERTO 0E000H-0E002H).
1.- C7 17.- B7 33.- A7 49.- +5 VDC.
3.- C6 19.- B6 35.- A6 2, 4,...50.- GND.
5.- C5 21.- B5 37.- A5
7.- C4 23.- B4 39.- A4
9.- C3 25.- B3 41.- A3
11.- C2 27.- B2 43.- A2
13.- C1 29.- B1 45.- A1
15.- C0 31.- B0 47.- A0
JP4 ALIMENTACIONES.
1.- GND.
2.- +12EVDC.
3.- +5VDC.
4.- GND.
5.- +12VDC.
6.- -12VDC.
JP5 ENTRADAS.
1,3.- +12VDC.
2,4.- GND 1,3.
5,7.- +12VDC.
6,8.- GND 5,7.
9.- +5VDC.
10.- GND.
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[1]BCC52X BASIC Computer/ Controller., users manual., The Micromint INC.
[2] BCC-54 Quad-8255 Parallel I/O Expasion., users manual., The Micromint INC.