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공업전자기기-제2과제-29-1

제 2 과제

과제명 : 프로그램설계

제한 시간 : 3시간 00분

직종 : 공업전자기기


제45회 국제기능올림픽대회 국가대표선발 제2차 평가경기 과제

직 종 명 공업전자기기 과 제 명 프로그램설계 과제번호 제 2과제

경기시간 3시간 00분 비번호 감독위원확인 (인)

1. 과제 개요

이 과제는 위상 제어, 전체 사이클 제어, 두 가지 모드를 가진 AC 제어기를

설계하는 것입니다.

위상 제어에서 설정 가능한 위상각의 범위는 30°에서 150°입니다.

위상 설정은 키패드 또는 가변저항을 사용하여 설정합니다.

파형 생성 시작 시 위상은 150°부터 시작하여 설정한 위상각까지 서서히 감소하고

파형 생성 중지 시 150°까지 서서히 증가하는 Soft Start 기능이 있습니다.

AC IN으로 들어오는 사인파의 위상은 아날로그 입력으로 감지할 수 있으며, 타이머1을

사용하여 위상을 제어할 수 있습니다.

타이머 1은 60Hz의 주기를 360으로 나눈 약 46.4[us]정도로 설정되어 있습니다.

전체 사이클 제어에서 설정 가능한 범위는 0 cycle(0%)에서 10 cycle(100%)입니다.

사이클 설정은 키패드 또는 가변저항을 사용하여 설정합니다.

지급되는 데모 파일을 사용하여 완성된 동작을 확인할 수 있습니다.

데모 버전은 프로그램 시작 시 아래와 같이 2초 동안 표시됩니다.

WORLDSKILLS 2015

PIC AC CONTROLLER

PHASE CONTROL

&

FULL CYCLE CONTROL

문제 해결 시 데모 버전 프로그램 시작 시 뜨는 문구는 무시 하십시오.


2. 프로그램 기능 설명

RTC Control

l void RTC_DAY_SET(int y, int m, int dt, int dy);

RTC에 연, 월, 일, 요일을 저장합니다

l void RTC_TIME_SET(int h, int m, int s);

RTC에 시, 분, 초를 저장합니다

l void RTC_GET_DAY(int *year, int *month, int *date, int *day);

RTC의 연, 월, 일, 요일을 불러옵니다

l void RTC_GET_TIME(int *hour, int *min, int *sec);

RTC의 시, 분, 초를 불러옵니다

Graphic Display Control

l void GLCD_INIT();

그래픽 디스플레이를 초기화 합니다.

l void GLCD_CLEAR();

그래픽 디스플레이 화면을 초기화 합니다.

l void gotoxy(int a, int b);

그래픽 디스플레이 문자 좌표를 지정합니다.

Example) gotoxy(4, 6); // 4열 6행에 문자 좌표를 지정합니다.

l void GLCD_Dot(unsigned char xx,unsigned char yy);

그래픽 디스플레이에 픽셀을 그립니다.

Example) GLCD_Dot(32,45); // 32열 45행 픽셀을 그립니다.

l GLCD_Dot_Clear(unsigned char xx,unsigned char yy);

그래픽 디스플레이에 픽셀을 지웁니다.

Example) GLCD_Dot_Clear(16,48); // 16열 48행 픽셀을 지웁니다.

l void str_out(char str[30]);

그래픽 디스플레이에 문자열을 씁니다.


l void str_out2(char str[30]);

그래픽 디스플레이에 반전된 색상의 문자열을 씁니다.

l void GLCD_Line(char x1,char y1,char x2,char y2);

그래픽 디스플레이에 선을 그립니다.

Example) GLCD_Line(5,9,3,10) // (5,9)부터 (3,10)까지 선을 그립니다.

l void GLCD_Line_Clear(char x1, char y1, char x2, char y2);

그래픽 디스플레이에 선 모양으로 지웁니다.

Example) GLCD_Line(5,9,3,10) // (5,9)부터 (3,10)까지 선 모양으로 지웁니다.

Graphic - Phase control and Full cycles

l Graphic_Phase(char angle);

그래픽 디스플레이에 설정한 위상각의 파형을 그립니다

Example) Graphic_Phase(90); // 그래픽 디스플레이에 위상각 90°의 파형을 그립니

다.

l Graphic_Cycle(char cycle);

그래픽 디스플레이에 설정한 값의 cycle 파형을 그립니다

Example) Graphic_Cycle(5); // 그래픽 디스플레이에 5 cycle의 파형을 그립니다.


3. 동작 요구사항

주어진 예제 프로그램을 수정하거나 참조하여 다음 작업을 완성하시오.

함수 발생기를 60Hz, 10Vpp, 정현파로 설정한 뒤 AC IN에 입력하시오.

TASK A. RTC

A1. 우측 상단에 실시간으로 날짜, 시간을 표시하고 온도를 표시하시오.

날짜 서식: DD/MM/YY

DD = 현재 일, MM = 현재 월, YY = 현재 년

시간 서식: HH:MM:SS

HH = 현재 시, MM = 현재 분, SS = 현재 초

온도 서식: XX.X°C

XX.X = 현재 온도 값 (소수점 1의 자리까지 표시)

아래의 그림을 참조하시오.

2 2 / 0 7 / 1 5

P I C A C 0 8 : 4 9 : 0 8

C O N T R O L L E R 1 9 . 0 ° C

> A . P H A S E C O N T R O L

B . F U L L C Y C L E

P R E S S D T O E N T E R

그림 5-1 : 메인 메뉴(RTC와 온도)(A를 선택했을 때)

A2. 키 A와 B를 눌러 작업을 선택하시오. 선택된 작업은 반전된 색상으로 표시하시오.


2 2 / 0 7 / 1 5

P I C A C 0 8 : 4 9 : 4 3

C O N T R O L L E R 1 9 . 0 ° C

A . P H A S E C O N T R O L

> B . F U L L C Y C L E


그림 5-2 : 메인 메뉴(RTC와 온도)(B를 선택했을 때)

Task B. 위상 제어(Phase Control)

B1. 그림 5-1에서 키 D(ENTER)를 누르면 부저를 2번 울리고 적색 LED(LED2)를 점등한 뒤

다음과 같이 그래픽 디스플레이에 표시하시오.

P H A S E C O N T R O L

> A . B Y K E Y P A D

B . B Y T R I M P O T

C . S O F T S T A R T S E T .


P R E S S # T O B A C K

그림 6-1: 위상 제어 메뉴(A를 선택했을 때)

B2. 키 A,B와 C를 눌러 작업을 선택하시오. 선택된 작업은 반전된 색상으로 표시하시오.



A . B Y K E Y P A D

> B . B Y T R I M P O T

C . S O F T S T A R T S E T .



그림 6-2: 위상 제어 메뉴(B를 선택했을 때)


A . B Y K E Y P A D


> C . S O F T S T A R T S E T .



그림 6-3: 위상 제어 메뉴(B를 선택했을 때)

B3. 키 #(BACK)을 누르면 부저를 1번 울리고 적색 LED(LED2)를 소등한 뒤

그림 5-1로 돌아가시오.

TASK B1. 키패드 사용하여 설정

B1.1. 그림 6-1에서 키 D(ENTER)를 누르면 부저를 2번 울리고 다음과 같이

그래픽 디스플레이에 표시하시오.



( K E Y P A D )

A N G L E ( ° ) = 0 9 0



그림 7: 위상 제어 – 키패드로 설정

B1.2. 키패드의 숫자로 각도 값을 입력하시오.

(30°~150°를 벗어나지 않도록 하시오. 재입력이 가능하도록 하시오.)

B1.3. 키 D(ENTER)를 누르면 부저를 2번 울리고 입력한 각도 값에 맞게

그래픽 디스플레이에 표시하고 LOAD(K1)에 파형을 출력하시오.

그림 8: 위상 제어 – 파형 생성 화면(예: 위상 값 90°)


그림 9: 위상 제어 – 파형 생성 측정(예: 위상 값 90°)

B1.4. 파형을 생성하는 도중 키 #(BACK)을 누르면 부저를 1번 울리고 파형 생성을

중지하고 그림 7로 돌아가시오.

B1.5. 그림 7에서 키 #(BACK)을 누르면 부저를 1번 울리고 그림 6-1으로 돌아가시오.

Task B2. 가변저항 사용하여 설정


그래픽 디스플레이에 표시하시오.(좌측 중앙의 0516은 ADC 값이다.)


( T R I M P O T )

A N G L E ( ° ) = 0 9 0 0 5 1 6



그림 10: 위상 제어 – 가변저항으로 설정


B2.2. 가변저항으로 각도 값을 입력하시오. (30°~150°를 벗어나지 않도록 하시오.)

B2.3. 키 D(ENTER)를 누르면 부저를 2번 울리고 입력한 각도 값에 맞게


그림 11-1: 위상 제어 – 파형 생성 화면(예: 위상 값 90°)

그림 11-2: 위상 제어 – 파형 생성 측정(예: 위상 값 90°)

B2.4. 파형을 생성하는 도중 키 #(BACK)을 누르면 부저를 1번 울리고 파형 생성을

중지하고 그림 10으로 돌아가시오.

B2.5. 그림 10에서 키 #(BACK)을 누르면 부저를 1번 울리고 그림 6-2로 돌아가시오.


Task B3. Soft Start 설정

(파형이 150°에서 설정 각까지 감소하거나 설정 각에서 150°까지 증가하는 시간 설정 )

그림 12: 위상 제어 – Soft Start(예: 3초로 설정)




( S O F T S T A R T )

T I M E ( S ) = 3



그림 13: 위상 제어 – Soft Start 설정

B3.2. 키패드 숫자로 초를 입력하시오. (1s~6s를 벗어나지 않도록 하시오.)

B3.3. 키 D(ENTER)를 누르면 부저를 2번 울리고 입력한 값을 EEPROM에 저장하시오.

B3.4. 키 #(BACK)을 누르면 부저를 1번 울리고 그림 6-3으로 돌아가시오.


Task C. 전체 사이클 제어(Full Cycle Control)

C1. 그림 5-2에서 B를 선택한 후 키 D(ENTER)를 누르면 부저를 2번 울리고

녹색 LED(LED1)를 점등한 뒤 다음과 같이 그래픽 디스플레이에 표시하시오.

F U L L C Y C L E

> A . B Y K E Y P A D




그림 14-1: 전체 사이클 제어 메뉴(A를 선택했을 때)

C2. 키 A와 B를 눌러 작업을 선택하시오. 선택된 작업은 반전된 색상으로 표시하시오.

F U L L C Y C L E

A . B Y K E Y P A D

> B . B Y T R I M P O T



그림 14-2: 전체 사이클 제어 메뉴(B를 선택했을 때)

C3. 키 #(BACK)을 누르면 부저를 1번 울리고 녹색 LED(LED1)를 소등한 뒤

그림 5-2로 돌아가시오.


Task C1. 키패드 사용하여 설정

C1.1. 그림 14-1에서 키 D(ENTER)를 누르면 부저를 2번 울리고 다음과 같이


F U L L C Y C L E

( K E Y P A D )

C Y C L E S ( N ) = 0 4



그림 15: 전체 사이클 제어 – 키패드로 설정

C1.2. 키패드의 숫자로 cycle 값을 입력하시오. (0~10까지 입력하시오.)

2 cycles = 20% 5 cycle = 50% 10 cycle = 100%

C1.3. 키 D(ENTER)를 누르면 부저를 2번 울리고 입력한 값에 맞게


그림 16-1: 전체 사이클 제어 – 파형 생성 화면(예: cycle 값 04(40%))


그림 16-2: 전체 사이클 제어 – 파형 생성 측정(예: cycle 값 04(40%))

C1.4. 파형을 생성하는 도중 키 #(BACK)을 누르면 부저를 1번 울리고 파형 생성을


C1.5. 그림 15에서 키 #(BACK)을 누르면 부저를 1번 울리고 그림 14-1으로 돌아가시오.

Task C2. 가변저항 사용하여 설정

C2.1. 그림 14-2에서 키 D(ENTER)를 누르면 부저를 2번 울리고 다음과 같이

그래픽 디스플레이에 표시하시오. (좌측 중앙의 0462은 ADC 값이다.)

F U L L C Y C L E

( T R I M P O T )

C Y C L E S ( N ) = 0 4 0 4 6 2



그림 17: 전체 사이클 제어 – 가변저항으로 설정


C2.2. 가변저항으로 cycle 값을 입력하시오. (0~10까지 입력하시오.)

ADC value Cycle(N)

0 – 99 0

100 - 199 1

200 – 299 2

300 – 399 3

400 – 499 4

500 – 599 5

600 – 699 6

700 – 799 7

800 - 899 8

900 – 999 9

1000 - 1023 10

표 1: 전체 사이클 제어 – 가변저항으로 설정

C2.3. 키 D(ENTER)를 누르면 부저를 2번 울리고 입력한 값에 맞게 그래픽 디스플레이에

표시하고 LOAD(K1)에 파형을 출력하시오.

그림 18-1: 전체 사이클 제어 – 파형 생성 화면(예: cycle 값 04(40%))


그림 18-2: 전체 사이클 제어 – 파형 생성 측정(예: cycle 값 04(40%))

C2.4. 파형을 생성하는 도중 키 #(BACK)을 누르면 부저를 1번 울리고 파형 생성을


C2.5. 그림 15에서 키 #(BACK)을 누르면 부저를 1번 울리고 그림 14-2으로 돌아가시오.

4. 유의사항

가. 안전사고에 유의하시오.

나. 심사위원 및 집행위원의 지시에 순응 하시오.


5-1. 회로도 #1


5-2. 회로도 #2


6-1. 재 료 목 록 직 종 명공업전자기기

(프로그램설계-Target)일련

번호재 료 명 규 격(치수) 단위

1인당

소요량

공동

소요량

추 정

단 가비 고

1 IC LM358 개 1 PCB2

2 IC D3231 개 1 PCB2

3 IC DG202BDJ 개 1 PCB2

4 LCD ABG128064H05-YHY-R-01 개 1 PCB2

5 온도센서 LM35 개 1 PCB2

6 저항 2.2Ω, 1/4W, 5% 개 1 PCB2

7 저항 330Ω, 1/4W, 5% 개 2 PCB2

8 저항 1KΩ, 1/4W, 5% 개 6 PCB2

9 저항 2.2KΩ, 1/4W, 5% 개 1 PCB2

10 저항 10KΩ, 1/4W, 5% 개 1 PCB2

11 저항 18KΩ, 1/4W, 5% 개 1 PCB2

12 저항 27KΩ, 1/4W, 5% 개 1 PCB2

13 저항 39KΩ, 1/4W, 5% 개 1 PCB2

14 저항 56KΩ, 1/4W, 5% 개 1 PCB2

15 저항 68KΩ 1/4W 5% 개 1 PCB2

16 저항 82KΩ 1/4W 5% 개 1 PCB2

17 저항 100KΩ 1/4W 5% 개 2 PCB2

18 저항 120KΩ 1/4W 5% 개 1 PCB2

19 저항 150KΩ 1/4W 5% 개 1 PCB2

20 저항 220KΩ 1/4W 5% 개 1 PCB2

21 저항 330KΩ 1/4W 5% 개 1 PCB2

22 저항 470KΩ 1/4W 5% 개 1 PCB2

23 저항 820KΩ 1/4W 5% 개 1 PCB2

24 저항 1.5MΩ 1/4W 5% 개 1 PCB2

25 반고정 저항 VZ067TL7-10KΩ 개 2 PCB2


6-2 재 료 목 록 직 종 명공업전자기기

(프로그램설계-Target)

일련


1인당

소요량

공동

소요량

추 정

단 가비 고

26 세라믹 콘덴서 100nF 개 2 PCB2

27 세라믹 콘덴서 1nF 개 1 PCB2

28 TR 2SC1815 개 1 PCB2

29 Diode 1N4007 개 3 PCB2

30 LED 5Φ, RED 개 1 PCB2

31 LED 5Φ, GREEN 개 1 PCB2

32 Buzzer SM-1205C 개 1 PCB2

33 Tact SW ITS-1105-5mm 개 16 PCB2

34 Test Point LC-2-G 개 5 PCB2

35 전원 단자 CLL5.08-2P(녹색2P) 개 2 PCB2

36 핀 헤더 1X14P(암, 수) 개 1 PCB2

37 핀 헤더 1X4P(암) 개 1 PCB2

38 커넥터 HIF3FB-34PA-2.54DSA 개 2 PCB2

39 커넥터 HIF3BA-34D-2.54R 개 2 PCB2

40 납 무연납, Φ0.6mm m 3 PCB2

41 3색 단선 0.3mm m 1 PCB2


6-3 재 료 목 록 직 종 명공업전자기기

(프로그램설계-Main)일련


1인당

소요량

공동

소요량

추 정

단 가비 고

1 SMD IC ATMEGA128 개 1 PCB2

2 SMD IC FT232RL 개 1 PCB2

3 SMD IC 7805(D-PAK) 개 1 PCB2

4 IC[RA128]_Atmega128A

-AU (변환기판부착)개 1 PCB2

5 Tact Switch ITS-1105-7mm 개 1 PCB2

6 전원단자 CLL5.08-3P(녹색 3P) 개 1 PCB2

7 SMD LED1 Green (3.2×1.6) 개 1 PCB2

8 SMD LED2 Red (3.2×1.6) 개 1 PCB2

9 SMD Diode BAW56 개 1 PCB2

10 칩 DIODE SK14B 개 2 PCB2

11 X-tal 16MHz(ATS Type) 개 1 PCB2

12 칩 저항 680Ω,(2012) 개 2 PCB2

13 칩 저항 2.2,(2012) 개 1 PCB2

14 칩 저항 10,(2012) 개 2 PCB2

15 칩 콘덴서22uF(CHIP TANTAL A

SIZE)개 3 PCB2

16 칩 콘덴서 18pF, (2012) 개 2 PCB2

17 칩 콘덴서 0.1uF, (2012) 개 5 PCB2

18 미니점퍼 OKF1027-6[2.54mm] 개 1 PCB2

19 커넥터 NW3-USBC-008 개 1 PCB2

20 커넥터 HIF3FB-34PA-2.54DSA 개 2 PCB2

21 커넥터 HIF3BA-34D-2.54R 개 2 PCB2

22 핀 헤더 2P(수) 개 2 PCB2

23 핀 헤더 2X3P(수) 개 1 PCB2

24 핀 헤더 2X5P(수) 개 1 PCB2

25 핀 헤더 2X8P(암, 수) 개 4 PCB2


6-4. 재 료 목 록 직 종 명공업전자기기

(프로그램설계-Main)일련


1인당

소요량

공동

소요량

추 정

단 가비 고

25 볼트 3Φ, 5mm 개 4 PCB2

26 PCB SUPPORT 3Φ, 5mm, 암 개 4 PCB2

27 평와샤 3Φ 개 4 PCB2

28 IDC Cable34P (1.27mm/1M)

2.54mm 소켓용m 1 PCB2

29 PCB Bare PCB 장 1 PCB2

* Main PCB는 재료목록을 보고 조립하여 지참할 것.


7-1 Main PCB-Top Component


7-2 Main PCB-Bottom Component


7-3 Main PCB-Top Layer


7-4 Main PCB-Bottom Layer


8-1. Target PCB-TOP Component


8-2. Target PCB-Bottom Component


8-3. Target PCB-Bottom Layer

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