Un très petit Shutdown Controler

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1 PC-Start Un très petit Shutdown Controler Dans la série des montages spécifiques au PC embarqué, je vous présente mon petit joujou qui tourne maintenant dans le C8 depuis le mois de juin 2006 : PC-Start. Il rentre dans catégorie des Shutdown Controler. A quoi sert-il? PC-Start se charge de la mise en marche et de l'arrêt d'un PC (ou portable) et d'un écran LCD à partir de l'état de la clé de contact. Il automatise et asservit complètement le fonctionnement d'un PC embarqué à la clé de contact. Indice : 0 du 20/10/2007 Page : 1/19

2 Table des matières 1 Présentation générale Présentation Principales caractéristiques Coût de fabrication Historique des modifications hardware Indice Indice Historique des modifications software Indice Modes de fonctionnements Mode de fonctionnement «sans surveillance d'état» Mode de fonctionnement «avec surveillance d'état» Dossier technique Schéma de principe Présentation du circuit Circuit imprimé Implantation des composants Nomenclature des composants Programmation du micro-contrôleur Programmateurs Logiciel de programmation Logiciel de développement CodeWarrior Câblage Documentation des principaux composants...12 Indice : 0 du 20/10/2007 Page : 2/19

3 1 Présentation générale 1.1 Présentation Voici PC-Start. C'est un petit circuit de 5,8 x 4,3 cm supportant un petit microcontrôleur qui gère les commandes et récupère les informations d'état du PC et de l'écran. Il est présenté ici avec son PCB à l'indice 0. Je tiens particulièrement à remercier David Miravette membre du forum 68hc08.net pour l'aide qu'il m'a apporté dans le choix du microcontrôleur et dans le développement initial du code. 1.2 Principales caractéristiques Encombrement du circuit : 5,8 x 4,3 cm Tension d'alimentation : 8 à 15 Vdc Consommation : environ 40mA en fonctionnement Sorties de commandes PC et écran : impulsionnel par opto-coupleur «open collector». La tension de commutation est en général de 5V. C'est ce que l'on retrouve très couramment sur les portables ou cartes mères. Entrées d'état PC et écran : référencées à la masse. On peut se repiquer sur une LED ON/OFF pour renvoyer vers PC-Start l'état de fonctionnement du moniteur ou du PC (portable par ex). Le programme considére une LED allumée (V ak 2,5V) comme un état logique 1. Protection par fusible 100mA 1.3 Coût de fabrication Le coût de fabrication (composants) de PC-Start est approximativement de 5,60 (non il n'y a pas d'erreur). Indice : 0 du 20/10/2007 Page : 3/19

4 2 Historique des modifications hardware 2.1 Indice 0 Développement de la première version du circuit imprimé 2.2 Indice 1 Modification de l'ergonomie du circuit. 3 Historique des modifications software 3.1 Indice 4.2 C'est la version logicielle de base de PC-Start dont les fonctionnalités sont détaillées dans le chapitre 4. 4 Modes de fonctionnements 4.1 Mode de fonctionnement «sans surveillance d'état» Dans ce mode, la mise en/hors du contact provoque la mise en route et l'arrêt de l'écran et/ou du PC au bout de 5 secondes, sans surveillance de leur état de fonctionnement réel (en marche ou à l'arrêt). Il peut s'en suivre une impulsion de mise en route du PC en coupant le contact de la voiture par exemple. Ce mode requiert le minimum de câblage (son principal intérêt) entre PC-Start et les éléments commandés, mais ne garantit pas la «conformité» d'état (marche ou arrêt). Le mode «sans surveillance d'état» correspond au positionnement du strapp ST1 sur 2-3 Indice : 0 du 20/10/2007 Page : 4/19

5 Mode sans surveillance d'état (Prog V4.2) Strapp ST1 sur 2-3 Mise en route PC-Start Clé de contact manoeuvrée? Attente 5 secondes Clé toujours dans le même état? Génération d'une impulsion de 200ms pour la commande du PC Attente 1 seconde Génération d'une impulsion de 200ms pour la commande de l'écran Figure 1 : organigramme du mode «sans surveillance d'état» Indice : 0 du 20/10/2007 Page : 5/19

6 4.2 Mode de fonctionnement «avec surveillance d'état» Dans ce mode, la mise en/hors du contact provoque la mise en route et l'arrêt de l'écran et/ou du PC au bout de 5 secondes, avec surveillance de leur état réel de fonctionnement (en marche ou à l'arrêt). Exemple : sur basculement de la clé de contact, si le PC est vu déjà allumé (renvoi d'état vers PC-Start), alors PC-Start ne génèrera pas d'impulsion de mise sous tension de l'ordinateur. Lors de la coupure du contact, PC-Start surveille le «shutdown» de l'ordinateur. Durant 2 cycles de 40 secondes où il tentera d'arrêter l'ordinateur. Si au bout de ces deux cycles, l'ordinateur ne s'est pas arrêté, PC-Start provoquera un arrêt forcé comme vous pourriez le faire sur votre ordi récalcitrant à la maison. Ce mode de fonctionnement requiert un câblage un peu plus important que le premier, mais garanti un fonctionnement plus sécurité de votre installation. Reportez-vous aux exemples de câblages disponibles sur mon site pour plus de précisisons. Le mode «avec surveillance d'état» correspond au positionnement du strapp ST1 sur 1-2 Indice : 0 du 20/10/2007 Page : 6/19

7 Mode avec surveillance d'état (Prog V4.2) Strapp ST1 sur 1-2 Mise en route PC-Start Clé de contact manoeuvrée? Attente 5 secondes Clé toujours dans le même état? 12V accessoire? (il faut mettre en route) (il faut couper) PC en marche? PC en marche? Génération d'une impulsion de 200ms pour la commande d'arrêt du PC Génération d'une impulsion de 200ms pour la commande de mise en marche du PC Attente 1 seconde Attente 1 seconde PC en marche? écran en marche? 40 boucles? Génération d'une impulsion de 200ms pour la commande d'allumage de l'écran 2 ème tentatives d'arrêt? Génération d'une impulsion de 7s pour forcer l'arrêt du PC Ecran en marche? Génération d'une impulsion de 200ms pour la commande d'extinction de l'écran Figure 2 : organigramme du mode «avec surveillance d'état» Indice : 0 du 20/10/2007 Page : 7/19

8 5 Dossier technique 5.1 Schéma de principe 5.2 Présentation du circuit 1. Le montage est articulé autour de IC2, un micro-contrôleur Freescale 68HC908-QT2CP (8 MHz). Ce petit circuit de 8 pattes intègre toute la circuiterie d'un microprocesseur dont le jeu d'instructions est basé sur la famille Motorola Deux pattes sont utilisées pour l'alimentation du circuit (5V) ce qui laisse 6 pattes permettant de gérer autant d'entrées/sorties. Caractéristiques principales du micro-contrôleur : Microcontrôleur 8 bits flash FLASH 1.5K Nombre de timers : 1 Fréquence, horloge : 8MHz (modèle 12,8MHz existant) Taille mémoire RAM : 128 Bytes Taille mémoire : 1,5 K (Flash) Nombre d'entrées/sorties : 6 Nombre d'entrées CAN : 4 (parmi les 6 E/S) Nota : au moment de commander votre microcontroleur, faites attention de bien préciser la référence correspondante à la version 8MHz pour lequel le programme a été développé. La version correspondante au 8MHz porte la référence MC68HC908QT2CP. Indice : 0 du 20/10/2007 Page : 8/19

9 2. Alimentation : le µcontroleur est alimenté en 5V grâce au régulateur IC2. La consommation en fonctionnement du circuit est de l'ordre de 15mA. 3. Adaptation : le réseau de résistances R1/R2 adaptent la tension batterie au niveau 5V compatible avec les entrées. Niveaux attendus sur les entrées : CN3.1 (contact) : de 12 à 14,8V. CN2.1 (état écran) de 2,5 à 5V (une LED allumée correspond à un état logique 1). CN2.2 (état PC) de 2,5 à 5V (une LED allumée correspond à un état logique 1). 4. Sélection du mode de fonctionnement : ST1 sur 1-2 : avec surveillance d'état de fonctionnement PC et écran. ST1 sur 2-3 : sans surveillance d'état de fonctionnement. 5. Etages de commande : ils sont «pilotés» à l'aide d'optocoupleurs. Ceux-ci agissent comme des contacts de relais, réalisant l'isolement complet des boutons poussoirs PC et écran où sont connectées ces sorties (voir schémas de câblage). 5.3 Circuit imprimé Circuit vu coté composants (retourner pour gravure). La taille effective du circuit doit être de 5,8 x 4,3 cm. Indice : 0 du 20/10/2007 Page : 9/19

10 5.4 Implantation des composants L'échelle du circuit est dilatée à 150% pour faciliter le repérage des composants. Reportez vous à la nomenclature des composants pour plus de précisions. 5.5 Nomenclature des composants Repère Désignation Nb Observations Fournisseur Code PU TTC PT TTC F1 Porte fusible 5x20mm 1 Gotronic ,20 0,20 Fusible 5x20mm 100mA 1 Gotronic ,40 0,40 C1 Condensateur électrochimique 1000µF/16V 1 Pas de 5,08 mm/radial Gotronic ,35 0,35 C2 Condensateur polyester LCC 100nF/63V 1 Pas de 5,08 mm Gotronic ,15 0,15 IC1 Régulateur 5V 100mA 78L05 1 Gotronic ,40 0,40 IC2 Micro contrôleur MC68HC908QT2CP 1 Version 8MHz/Boitier DIP8 Farnel InOne ,70 0,70 Freescale Semicondutor Support CI tulipes 8 broches 1 Gotronic ,18 0,18 IC3-IC4 0,00 2 Gotronic ,50 1,00 R1-R4-R3-0,00 5 Vendues par 10 Gotronic ,02 0,08 R7-R8 R2 0,00 1 Vendues par 10 Gotronic ,02 0,02 R5-R6 0,00 2 Vendues par 10 Gotronic ,02 0,03 CN1 à CN5 0, contacts/pas 5 mm/fil d=2,3mm Gotronic ,30 1,50 Plaque Epoxy présensibilisée 16/10-35µ - 100x160mm 0,25 Gotronic ,50 0,63 Coordonnées fournisseur principal : GOTRONIC 35ter, route nationale - BP BLAGNY (FRANCE) 5,63 Indice : 0 du 20/10/2007 Page : 10/19

11 5.6 Programmation du micro-contrôleur Le 68HC908QT2 requiert l'emploi d'un programmateur dédié au, ainsi qu'un compilateur et logiciel de gestion spécifique. Tous ces composants sont disponibles sur Internet et sont gratuits pour une utilisation dans un cadre non professionnel pour les logiciels. Je référence les sites qui vous permettrons d'acquérir toute la chaîne de «production» et de programmation des µcontrôleurs de la famille qui nous intéresse Programmateurs rubrique Articles puis programmateurs. Consultez aussi les articles disponibles sur ce site qui fait référence sur les micros à base de 68HC Logiciel de programmation P&E Microcomputer Systems propose un logiciel freeware de programmation : Prog08. Il est accessible à l'adresse (inscription nécessaire) Logiciel de développement CodeWarrior C'est un environnement intégré permettant de développer des programmes spécifiques aux microcontrôleur 68HC908XX. Le code source de PC-Start disponible sur mon site devra être compilé avec ce logiciel si vous désirez toucher à son code. Il est accessible après inscription à l'adresse Câblage Aucun câblage ne sera développé dans ce document. Reportez vous aux exemples types de PC-Start disponibles sur mon site Indice : 0 du 20/10/2007 Page : 11/19

12 6 Documentation des principaux composants Indice : 0 du 20/10/2007 Page : 12/19

13 Indice : 0 du 20/10/2007 Page : 13/19

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