Програматор elinv prog для прошивки електронних модулів пральних машин
Програматор Elinv-prog для прошивки електронних модулів пральних машин
Останнім часом серед сервісних фахівців стала актуальною тема програмних несправностей побутової техніки, зокрема, пральних машин (СМ). Основним керуючим вузлом в складі сучасної СМ є електронний модуль (ЕМ), вартість якого досить висока і, відповідно, його ремонт економічно доцільний. Апаратні несправності ЕМ вирішуються традиційними методами і засобами, а ось для усунення програмних помилок необхідний програматор, спеціалізоване програмне забезпечення (ПО) і доступ до банку прошивок. Описуваний в цій статті програматор Elinv-prog полегшить роботу майстра пральних машин при усуненні програмних несправностей ЕМ. Схем программаторов з інтерфейсом I 2 C можна знайти багато, проте не всі вони призначені для внутрисхемного програмування (ISP - англ. In-System Programming) незалежної пам'яті ЕМ СМ. Програматор Elinv-prog спеціально створювався для програмування енергонезалежної пам'яті в складі ЕМ СМ і тому має свої особливості, які будуть описані в статті. Існує прототип цього програматора, створений інженерами заводу АТЛАНТ, який за своїми технічними параметрами (зовнішнє живлення, зв'язок з ПК через COM-порт і ін.) Поступається Elinv-prog.
Опис програматора Elinv-prog
За допомогою простого і дешевого програматора Elinv-prog можна проводити операції читання / запису незалежній пам'яті в складі ЕМ таких марок, як АТЛАНТ, Candy, Electrolux / Zanussi / AEG, Hansa, і т.п. Причому він дозволяє працювати з деякими типами ЕМ без їх відключення зі схеми СМ. Цей пристрій відповідає всім сучасним запитам, має високі технічні характеристики, малі габарити і масу. Спочатку програматор був сконструйований для пральних машин АТЛАНТ, ЕМ для яких виготовляються компанією INVENSYS, але він також підходить і до модулів Procont, використовуваним в деяких лінійках СМ Electrolux. Основна перевага цього програматора в тому, що він дозволяє обмінюватися інформацією з ІМС незалежній пам'яті серії 24Cxx в ЕМ по шині I 2 C внутрісхемний, без демонтажу запрограмованої мікросхеми, правда, висновки ІМС повинні бути виведені на зовнішній сервісний з'єднувач. Можна обійтися і без цього з'єднувача, якщо інформаційні лінії з програматора і харчування підключити безпосередньо до висновків мікросхеми пам'яті на ЕМ. Необхідно мати на увазі, що цей програматор не призначений для програмування пам'яті, вбудованої в мікроконтролер (наприклад, в ЕМ СМ на платформі ARCADIA) або, якщо тип пам'яті відрізняється від серії 24Схх (наприклад, 93С86, яка використовується в СМ на платформі EVO-I ).
Зовнішній вигляд програматора Elinv-prog показаний на рис. 1.
Мал. 1. Зовнішній вигляд програматора Elinv-prog, підключеного до ЕМ СМ АТЛАНТ
Перелічимо основні технічні особливості вибору програм:
- зв'язок з ПК через інтерфейс USB 2.0 / 1.1;
- не вимагає зовнішніх джерел живлення, харчування береться від порту USB ПК. Напруга живлення, яке подається на програмовану мікросхему, становить 3,3 В;
- обслуговує широкий спектр СМ таких марок, як АТЛАНТ, Candy, lectrolux / Zanussi / AEG, Hansa;
- автоматичне керування живленням;
- дозволяє внутрісхемний програмувати пам'ять ЕМ INVENSYS;
- є струмовий захист з харчування (50 мА), наприклад, внаслідок неправильного підключення з'єднувального роз'єму від програматора до ЕМ (тільки для повної версії схеми програматора);
- можливість підключення до ЕМ (СМ) в "гарячому" режимі (тільки для повної версії схеми програматора);
- I 2 З-сумісний зовнішній інтерфейс для модулів INVENSYS. Можливість програмування мікросхем незалежній пам'яті в складі ЕМ (внутрісхемний);
- наявність індикаторів станів;
- універсальний інструментальний роз'єм для змінних перехідників під різні типи ЕМ;
- простота і зручність використання.
Програматор побудований на основі поширеної мікросхеми FT232RL, що представляє собою апаратний перетворювач USB в стандартний інтерфейс RS-232 (COM-порт). В даному випадку схема включення мікросхеми виконана у варіанті перетворювача USB / COM. Для роботи мікросхеми використовуються готові драйвери від виробника Future Technology Devices International Ltd. (FTDI). Програматор побудований за типовою схемою популярного пристрою PonyProg від Клаудіо Ланконеллі і тому для його управління можна використовувати стандартне ПО цього розробника.
Принципова електрична схема повної версії програматора Elinv-prog показана на рис. 2.
Мал. 2. Принципова електрична схема програматора Elinv-prog
Якщо уважно вивчити схему програматора, можна помітити, що вона є копією класичної версії I 2 C-програматора PonyProg для пам'яті типу 24Схх, але тут також присутні і інші електронні компоненти, призначення яких розглянемо більш докладно. Як відомо, оригінальна версія програматора PonyProg допускає підключення програмованих мікросхем в "гарячому" режимі завдяки негативним напруженням самого COM-порту. Однак виходи мікросхеми FT232RL (IC1 на рис. 1) мають TTL-сумісні рівні, які неприпустимо так коммутировать. Схема технічні рішення, реалізовані в программаторе Elinv-prog, дозволяють вирішити проблему підключення до мікросхеми пам'яті в складі ЕМ в "гарячому" режимі, використовуючи Z-стану.
Принципова електрична схема програматора Elinv-prog складається з наступних елементів і ланцюгів:
1. Мікросхема IC1 (FT232RL). Вона, власне, і є перетворювачем інтерфейсів USB / COM. Для здешевлення конструкції програматора і простоти збірки була вибрана бюджетна версія цього перетворювача (з закінченням "RL") в корпусі SSOP-28, яка не вимагає обов'язкового використання кварцового резонатора.
2. Керований стабілізатор IC2 (LP2980AIM-3.3) виконує функції включення / відключення живлення, стабілізацію напруги живлення 3,3 В і захисту від перевантажень. Вихідний струм мікросхеми - не більше 50 мА.
3. Мікросхема IC3 (74LVC2G07DW) являє собою 2-канальний буферний формувач з відкритим стоком і виконує функцію узгодження виходів IC1 з лініями шини I 2 C. Також цей формувач дозволяє підключати інформаційні лінії програматора до навантаження (ЕМ, мікросхемі пам'яті) в "гарячому" режимі.
4. Світлодіодні індикатори LED1 / 2 служать для індикації станів при роботі приладу.
5. Ланцюг D1 C8 є детектор для включення стабілізатора IC2.
Крім цього, в приладі є з'єднувачі JACK1 і CN1 для з'єднання програматора з ПК і ЕМ. Конденсатори C4, C6, C7, C10 і дросель FB1 виконують функцію фільтрів по живленню. Решта зовнішні компоненти мікросхеми IC1 включені за типовою схемою.
Тепер відповімо на запитання - чому типові схеми I 2 З-программаторов не є заміною Elinv-prog? Відповідь нижче:
1. На принциповій схемі Elinv-prog (рис. 2) можна помітити, що на лініях SCL і SDA, підключених до з'єднувачі CN1, відсутні "підтягують" резистори (в разі використання програматора в інших цілях на друкованій платі пристрою для цих резисторів передбачені посадочні місця). Їх відсутність пов'язана з тим, що ці резистори (або їх діодні еквіваленти) вже є на самому ЕМ СМ, тому необхідність в них відпадає.
2. Рівень напруги для живлення мікросхем пам'яті був обраний навмисно. Справа в тому, до цих же ліній живлення підключений мікроконтролер ЕМ. Якщо на них подати 5 В, мікроконтролер включиться, захопить шину як I 2 З-майстер і буде втручатися в обмін даними - два активних пристрої (мікроконтролер і програматор) будуть заважати один одному. Якщо ж подати напругу живлення 3,3 В, микроконтроллеру цієї напруги буде недостатньо і тим самим і він автоматично буде виключений з інформаційного обміну по шині I 2 C. Рівень напруги 3,3 В для пам'яті 24Схх, застосовуваної в ЕМ, є нормою (див . технічний опис). Таким чином, при подачі напруги живлення 3,3 В на ЕМ забезпечується повноцінний обмін інформацією між програматором і мікросхемою пам'яті.
При розробці програматора Elinv-prog для забезпечення роботи шини I 2 C досвідченим шляхом була виявлена необхідність установки резистора R6 (рис. 2). Його призначення не зовсім зрозуміло, але без нього програматор не працює. Як виявилося, R6 необхідний для узгодження початкової логіки для керуючого ПО. Справа в тому, що при "висить" вхідному виводі IC1 ПО розцінює це як лог. "1", а при зчитуванні все нормалізується.
Конструкція і деталі
Пристрій зібрано на одношарової друкованій платі розміром 45,7x29,2 мм під стандартну корпусні коробку BOX-KA16 (50x35x22 мм), яка доступна в торгових мережах з продажу радиокомпонентов. У пристрої використовуються компоненти, призначені для поверхневого монтажу (SMD), крім C4, CN1, LED1, LED2, JACK1, які встановлюються з іншого боку плати. Малюнок друкованої плати з видом знизу (bottom) показаний на рис. 3, на рис. 4 - розташування компонентів на цій же стороні плати (прямокутники з межею - це перемички), а на рис. 5 - розташування компонентів з зовнішньої сторони плати.
Мал. 3. Малюнок друкованої плати програматора Elinv-prog
Мал. 4. Розташування компонентів зі зворотного боку плати програматора
Мал. 5. Розташування компонентів з зовнішньої сторони плати програматора
Слід звернути увагу, що всі компоненти, відмічені на рис. 2 зірочкою, встановлювати необов'язково, але бажано, так як вони необхідні для стабільної роботи програматора. Як дросель FB1 рекомендується встановити феритову трубку з пропущеним в неї одножильним проводом. SMD-резистори і перемички (резистори номіналом 0 Ом) мають типорозмір 0603. Роз'єм USB - стандартний принтерний, тип світлодіодів теж некритичний.
Розглянемо спрощений варіант схеми програматора. Для цього виконують такі доробки:
- замість здвоєного діода D1 встановлюють будь-які універсальні діоди (наприклад, 1N4148WS), причому правий на рис. 2 діод можна не встановлювати;
- виключають мікросхему IC2, в цьому випадку замикають перемичку JMP1. Ця перемичка підключає до схеми вбудований в мікросхему IC1 стабілізатор 3,3 В. Однак при подібному схемном вирішенні підключати вибору програм в "гарячому" режимі не можна, так як в разі зовнішнього замикання з харчування (струм більше 50 мА) вийде з ладу мікросхема IC1 (у вбудованому в мікросхему стабілізаторі 3,3 в відсутній захист по струму);
- формувач IC3 можна замінити двома діодами 1N4148WS, їх включають катодами до мікросхемі IC1;
- дросель FB1 можна замінити перемичкою. Принципова електрична схема спрощеної версії програматора показана на рис. 6 (на ній не відображено заміна формувача IC3 діодами).
Мал. 6. Принципова електрична схема спрощеної версії програматора
Налагодження та експлуатація
Якщо в процесі інсталяції буде запропоновано варіант установки другого драйвера віртуального COM-порту (VCP), погоджуються з цим, так як він потрібен для роботи. Якщо пропозиції установки драйвера VCP не було, активують цю операцію вручну. Для цього в настройках драйвера D2XX встановлюють галочку VCP, потім відключають / включають програматор до ПК. Після цього на ПК з'явиться повідомлення з пропозицією на установку VCP В налаштуваннях стежать за тим, щоб номер COM-порту не перевищував 4, інакше неможливо буде налаштувати під нього PonyProg. Якщо драйвер був встановлений вірно, загориться світлодіод LED2. VCP-драйвер в тому ж архіві що і D2XX, його можна встановити вручну як будь-який драйвер.
Інтерфейс програми простий і зрозумілий, змінювати будь-які налаштування не рекомендується. Необхідно відзначити, що якщо будуть змінені настройки кварцового резонатора (вони будуть відрізнятися від настройки за замовчуванням), то внаслідок цього мікросхема FT232RL вийде з ладу.
Запускають програму PonyProg, налаштовують її на віртуальний COM-порт (див вище), настройки інверсії не змінюють (за замовчуванням), також необхідно провести калібрування. Потім підключають програматор до ЕМ СМ і ПК в будь-якій послідовності і починають роботу.
1. При роботі з програматором СМ повинна бути знеструмлена!
2. Якщо на ПК встановлена ОС Windows 7, то PonyProg під її управлінням працювати не буде. Для вирішення цієї проблеми можна використовувати програму IC-Prog з активованою програмної підтримкою COM-порту.
3. Робота емулятора COM-порту відрізняється від функціонування фізичного порту. З віртуальним портом керуюче ПО з незрозумілої причини працюють трохи довше - це вважається нормою.
4. При операціях обміну даними з програматором запалюється індикатор LED1, поки цей індикатор згасне, не рекомендується проводити комутацію з'єднувачів програматора.
5. Довжина сполучних проводів інтерфейсу I 2 C повинна бути не більше 1,5. 2 м.
Література і інтернет-ресурси
3. Технічний опис мікросхеми 74LVC2G07DW -