Placa controladora USB Velleman P8055

La empresa belga Velleman fabrica una placa de control a través del ordenador mediante cable USB. La tarjeta interface VM110 está equipada con 5 canales de entrada digitales, 8 canales de salida digitales, 2 entradas analógicas y 2 salidas analógicas con una resolución 8 bit. Todas las rutinas de comunicación se guardan en un archivo del tipo Dynamic Link Library (DLL). Este fichero es el "K8055D.DLL". Aparte de los entornos que proporciona el fabricante se pueden diseñar otros utilizando el software de programación Delphi, Visual Basic, Borland C++ Builder o cualquier otra herramienta de desarrollo de 32 bits para Windows que soporte DLL. El fabricante suministra un CD con manuales de uso y el código fuente de algunas aplicaciones para Visual Basic, Delphi y Borland C++ Builder.

El precio de esta placa de control en Todoelectronica es de 65,74 €. Los productos Velleman también los distribuye Diotronic en Barcelona.

En Dppobservatory se puede ver una aplicación de esta tarjeta de control para la gestión de una cúpula de observatorio de astronomía. También se puede utilizar esta placa bajo Linux. Otra aplicación se puede encontrar en Cerulean.

En el siguiente dibujo se muestra el esquema de la placa.

Es posible amplificar (por 1, por 4 ó por 15) una tensión de entrada analógica demasiado baja. Una ganancia de 4 necesita una resistencia de 3K3 para R8 (señal de entrada 1) y para R9 (señal de entrada 2). Una ganancia de 15 necesita una resistencia de 820 Ohm. Si no se desean amplificar estas tensiones no se han de colocar las resistencias R8 y R9.

Es muy fácil calcular cualquier otro factor de ganancia con la siguiente fórmula :
Factor de ganancia A1 = 1 + (R10/R8) Factor de ganancia A2 = 1 + (R11/R9)

En la placa están montadosdiversos componentes electrónicos entre los que se pueden destacar el microcontrolador VK8055 (En la placa está identificado como IC3 y corresponde a un PIC16C745-IP que tiene cargado un programa que gestiona la comunicación con las entradas y salidas), el integrado TLV274IN (IC1) que agrupa 4 amplificadores operacionales y dos integrados ULN2803 (IC2 y IC4) amplificadores que agrupan 8 transistores Darlington cada uno.

El microcontrolador dispone de un oscilador con un cristal de cuarzo de 6 Mhz.

1.- Conector de las 5 entradas digitales (Por ejemplo pulsadores, contactos de relé, interruptores, etc.). Si no se conecta nada, la entrada está en valor alto (1). El pulsador se ha de conectar entre la entrada (I1, I2, I3, I4, I5) y GND (Tierra), con lo que se pasa esta entrada a estado bajo (0). Las cinco entradas digitales disponen de un pulsador de prueba (Inp1, Inp2, Inp3, Inp4, Inp5).
2.- Entradas analógicas (Por ejemplo un sensor de temperatura, potenciómetro, etc.). Estos sensores se conectan entre la entrada correspondiente (A1, A2) y una fuente de +5 V (Puede ser el pin central de los puentes Sk2 y Sk3). Mediante los puentes Sk2 y Sk3 y los potenciómetros ATT1 y ATT2 es posible simular una entrada analógica en los sensores A1 y A2. Para utilizar los sensores analógicos externos se han de retirar estos puentes.
3.- Puente Sk3 que permite simular la entrada analógica A1.
4.- Puente Sk2 que permite simular la entrada analógica A2.
5.- Potenciómetro ATT1 que permite variar la tensión del sensor analógico A1 y también la de su simulación .
6.- Potenciómetro ATT2 que permite variar la tensión del sensor analógico A2 y también la de su simulación .
7.- Puentes Sk5 y Sk6 que permiten seleccionar el número de identificación de la placa. De esta forma el ordenador puede controlar hasta 4 placas similares de forma simultanea. De esta manera se amplia el número de entradas y salidas.
8.- Las 2 salidas analógicas se pueden utilizar en modo DAC (DAC1 y DAC2) y PWM (PWM1 y PWM2). Las salidas DAC proporcionan una tensión de 0 a +5V con una impedancia de 1K5. Las salidas PWM proporcionan una modulación de impulsos de una anchura entre el 0 y el 100 %. La salida DAC1 y PWM1 se activan y se desactivan a la vez, y lo mismo ocurre con las salidas DAC2 y PWM2. Para conectar los consumos a estas salidas se han de conectar entre GND y la salida correspondiente (DAC1, DAC2, PWM1 y PWM2).
9.- Las 8 salidas digitales disponen de interruptores de colector abierto que permiten un paso de corriente de hasta 30 V (Entre 5 y 30 V) y 100 mA. La fuente de alimentación externa para las salidas digitales se ha de conectar en GND (Tierra) y CLAMP (Positivo). Los consumos conectados a estas salidas se han de conectar entre cada una de ellas (01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08) y CLAMP. Las salidas digitales disponen de un indicador LED.
10.- Conexión USB con el ordenador. La alimentación eléctrica de la placa se realiza a través de esta conexión USB y consume unos 70 mA.

A continuación se muestra la forma en que se han de conectar las entradas y salidas.

Puentes para la identificación de la placa. Tal como están dispuestos en la fotografía, esta placa tiene el número 0.

Esquema de la situación de los dos puentes para la identificación de la placa.

En la siguiente fotografía se pueden ver los puentes Sk2 y Sk3 que permiten simular las entradas analógicas A1 y A2.

En el CD que acompaña al equipo, dentro de la carpeta "K8055_VM110 USB board\Demo PC soft install" se encuentra el archivo "setup.exe" que nos permite instalar el entorno de control que se puede ver en la siguiente figura. Por defecto se instala en "C:\Program Files\Velleman\K8055\". Estos archivos se pueden descargar directamente de la página de Velleman. También se puede descargar el manual de la placa.

Para conectar la placa al ordenador y ponerla en marcha se ha de conectar el cable USB. Al hacerlo el LED LD3 (Power) se enciende y el LED LD4 (salida 4) parpadea momentáneamente después de la puesta en marcha del ordenador para indicar que la placa funciona correctamente.

Al iniciar el software, ejecutando el archivo K8055_Demo.exe, aparece una pantalla como la que se muestra en la imagen anterior. Primeramente se ha de seleccionar la identificación de la placa (Card Address) haciendo clic con el ratón sobre SK5 y/o SK6.

A continuación se ha de apretar el botón "Connect", con un clic del ratón, para conectar el K8055 al ordenador. Si esta conexión se realiza correctamente se muestra el mensaje "Card 0 connected". Si no es así el mensaje será "Card 0 not found".

En este artículo se pueden encontrar diferentes entornos de software.