Elektronika Praktyczna 2015-08

16,00 zł

(w tym 8% VAT)

PRICE: 8 EUR Nakład 27000 egz.

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

OD WYDAWCY

Upgrade samochodu?

Prenumerata naprawdę warto

Mam to  chyba już w  genach (jak zapewne niejeden mężczyzna związany z techniką), aby przyglądać się samochodom i stosowanym w nich rozwiązaniom. I chociaż jestem żarliwym fanem silników spalinowych, zwłaszcza tych ryczących, wielocylindrowych, gwiazdowych, kopcących, stosowanych głównie w starszych samolotach, to z zainteresowaniem przyglądam się napędom elektrycznym i śledzę, co w trawie piszczy. A wszystko dlatego, że chociaż lubię hałas silnika i umiarkowany zapach spalin, to jednak wolę podróżować komfortowo, w ciszy. Chyba jedną z  lepiej rozpoznawalnych marek samochodów z  napędem elektrycznym jest amerykańska Tesla. Gdy zajrzymy do wnętrza, to ten samochód przypomina troszkę ruchomy tablet – skomputeryzowany, pełen wskaźników, wyświetlaczy, wyglądający na wskroś nowocześnie. Niedawno irma wprowadziła na rynek sportową wersję samochodu „S”, do której już „dobrali się” specjaliści od tuningu. Najnowsza wersja elektrycznej Tesli „S” na pewno spowoduje szybsze bicie serca niejednego wielbiciela motoryzacji, nawet pomimo uwielbienia dla wielocylindrowych silników spalinowych. Model „S” P90D wyposażony w pakiet Ludicrous Speed rozpędza się do  100 kilometrów/godzinę w  czasie zaledwie 2,9  sekundy! To szybciej, niż w niejednym aucie sportowym z silnikiem spalinowym, ale interesujące są nie tylko same osiągi, ale przede wszystkim sposób, w jaki udało się je uzyskać. To, co robi producent nie tyle kojarzy się z samochodowym tuningiem, ale z „podkręcaniem” procesorów w komputerach PC. Jak udało się irmie uzyskać aż TAKIE osiągi samochodu? Szczegółowo opisuje to serwis Samochody Elektryczne: „Aby poprawić przyśpieszenie (…) Tesla postanowiła zwiększyć maksymalny prąd rozładowania pakietu z około 1300 A do około 1500 A. Dotychczasowy limit 1300 A wynikał ponoć nie tyle z izycznych możliwości akumulatorów, lecz z poziomu zabezpieczeń. Zmniejszając margines pomiędzy dopuszczalnym prądem rozładowania, a wartością prądu, która powoduje uszkodzenie pakietu, Tesla jest w stanie osiągnąć jeszcze lepsze przyspieszenie. (…) Jeżeli pakiet jest w stanie dostarczać 1500 A, to rzeczywiście odcinanie na poziomie już 1300 A byłoby dla osób poszukujących najwyższych osiągów marnotrawstwem.” Zabawny jest też fakt, że do nowego auta producent oferuje również opcjonalny, bardziej pojemny pakiet akumulatorów. Coś na zasadzie – zapłacisz więcej, pojedziesz dalej. To trochę tak, jakby sprzedawać samochód wyposażony w zbiornik np. na 40 litrów paliwa, ale jeśli klient jest skłonny zapłacić więcej, to wówczas na 70 litrów. Wiem, wiem – to trochę inna sytuacja, bo nie kupujemy pustego zbiornika, ale dodatkowe akumulatory, ale mimo wszystko taka oferta wygląda nieco „dziwnie” dla człowieka przyzwyczajonego do typowych samochodów spalinowych. W ofercie Tesli ciekawe jest też to, że użytkownik starszego auta (oczywiście, za dodatkową opłatą) również może zamienić swój mniej wydajny akumulator na nowoczesny, poprawiający osiągi auta. Można też dozbroić starsze auto w nowsze urządzenia. Przypomina to troszkę sytuację znaną nam z urządzeń komputerowych, gdy kolejne aktualizacje wnoszą nowe funkcjonalności i poprawiają walory użytkowe. Można zaryzykować twierdzenie, że  w  ten sposób pojazd może otrzymać „nowe życie”. A  z  drugiej strony –  czy już musimy zacząć przyzwyczajać się do  ogłoszeń typu „sprzedam auto marki ABC wersja 3, service pack 10”? A  tymczasem wakacyjna Elektronika Praktyczna znowu jest pełna projektów. Jak co roku to wydanie ma swoich fanów, którzy pytają o dostępność i listę publikowanych urządzeń. Obok ponad 20 opisów urządzeń zamieszczonych w rubryce „Miniprojekty”, publikujemy również opisy aplikacji ambitnych, wymagających sporego wysiłku i nakładu pracy. Bez wątpienia należy do nich element systemu FPV „Headtracker” mogący być platformą do wykonania nie tylko urządzenia służącego do zabawy, ale również ułatwiającego życie osobie niepełnosprawnej. Kolejnym jest nowoczesny, przenośny, wykonany pomysłowo i estetycznie odbiornik radiowy z  wyświetlaczem graicznym i  możliwością odbioru komunikatów systemu RDS. Zapraszam również do lektury artykułu o tym, jak mocno gryzą jaszczurki, w którym opisano jedno z nietypowych zastosowań elektroniki do badań naukowych.

Miesięcznik „Elektronika Praktyczna” (12 numerów w roku) jest wydawany przez AVT-Korporacja Sp. z o.o. we współpracy z wieloma redakcjami zagranicznymi.

wydawnictwo

Wydawca: AVT-Korporacja Sp. z o.o. 03-197 Warszawa, ul. Leszczynowa 11 tel.: 22 257 84 99, faks: 22 257 84 00

Adres redakcji: 03-197 Warszawa, ul. Leszczynowa 11 tel.: 22 257 84 49, 22 257 84 63 faks: 22 257 84 67 e-mail: [email protected] www.ep.com.pl Redaktor Naczelny: Wiesław Marciniak Redaktor Programowy, Przewodniczący Rady Programowej: Piotr Zbysiński Zastępca Redaktora Naczelnego, Redaktor Prowadzący: Jacek Bogusz, tel. 22 257 84 49 Redaktor Działu Projektów: Damian Sosnowski, tel. 22 257 84 58 Szef Pracowni Konstrukcyjnej: Grzegorz Becker, tel. 22 257 84 58 Menadżer magazynu Andrzej Tumański , tel. 22 257 84 63 e-mail: [email protected] Marketing i Reklama: Katarzyna Gugała, tel. 22 257 84 64 Bożena Krzykawska, tel. 22 257 84 42 Katarzyna Wiśniewska, tel. 22 257 84 65 Grzegorz Krzykawski, tel. 22 257 84 60 Andrzej Tumański, tel. 22 257 84 63 Magdalena Korgul, tel. 22 257 84 69 Sekretarz Redakcji: Grzegorz Krzykawski, tel. 22 257 84 60 DTP i okładka: Dariusz Welik Redaktor strony internetowej www.ep.com.pl Mateusz Woźniak Stali Współpracownicy: Arkadiusz Antoniak, Rafał Baranowski, Lucjan Bryndza, Marcin Chruściel, Jarosław Doliński, Andrzej Gawryluk, Krzysztof Górski, Tomasz Gumny, Tomasz Jabłoński, Michał Kurzela, Szymon Panecki, Krzysztof Paprocki, Krzysztof Pławsiuk, Sławomir Skrzyński, Jerzy Szczesiul, Ryszard Szymaniak, Adam Tatuś, Marcin Wiązania, Tomasz Włostowski, Robert Wołgajew Uwaga! Kontakt z wymienionymi osobami jest możliwy via e-mail, według schematu: imię[email protected] Prenumerata w Wydawnictwie AVT www.avt.pl/prenumerata lub tel: 22257 84 22 e-mail: [email protected] www.sklep.avt.pl, tel: (22) 257 84 66 Prenumerata w RUCH S.A. www.prenumerata.ruch.com.pl lub tel: 801 800 803, 22 717 59 59 e-mail: [email protected] Wydawnictwo AVT-Korporacja Sp. z o.o. należy do Izby Wydawców Prasy

Copyright AVT-Korporacja Sp. z o.o. 03-197 Warszawa, ul. Leszczynowa 11 Projekty publikowane w „Elektronice Praktycznej” mogą być wykorzystywane wyłącznie do własnych potrzeb. Korzystanie z tych projektów do innych celów, zwłaszcza do działalności zarobkowej, wymaga zgody redakcji „Elektroniki Praktycznej”. Przedruk oraz umieszczanie na stronach internetowych całości lub fragmentów publikacji zamieszczanych w „Elektronice Praktycznej” jest dozwolone wyłącznie po uzyskaniu zgody redakcji. Redakcja nie odpowiada za treść reklam i ogłoszeń zamieszczanych w „Elektronice Praktycznej”.

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

3

Nr 8 (272) Sierpień 2015

Balast elektroniczny (sztuczne obciążenie) Nieskomplikowany przyrząd warsztatowy, którego zadaniem jest obciążanie odbiornika zadanym prądem. Układ przyda się do testowaniu zasilaczy i innych urządzeń. Do wyboru kilka trybów obciążenia: ciągły, impulsowy, trójkątny i piłokształtny.

Headtracker – inercyjny sterownik ruchu Niesamowity projekt! Urządzenie sterujące kamerą przyczepioną do modelu zdalnie sterowanego. Niby nic wielkiego, gdyby nie to, że sterowanie odbywa się za pomocą ruchu głowy. Kamera podąża za głową i po zastosowaniu wyświetlacza w okularach będziemy mogli mieć wrażenie, że siedzimy w prawdziwym samolocie i rozglądamy się!

Nowoczesny odbiornik radiowy Projekt, jak przystało na wakacje – odbiornik radiowy zbudowany z użyciem układu scalonego Si4703. Dzięki temu budowa odbiornika została uproszczona do maksimum. Oraz wiele, wiele innych projektów i miniprojektów! W sierpniowej EP można spodziewać się góry użytecznych urządzeń do wykonania w czasie wakacji! Nietuzinkowe zajęcie na wakacyjne wieczory. 4 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

Projekty FPV Headtracker inercyjny sterownik ruchu (1) ............................................................... 16 Radioodbiornik stereofoniczny z RDS-em ......................................................................... 26 Sztuczne obciążenie............................................................................................................ 40

Miniprojekty Wzmocniony regulator mocy odbiorników 230 V AC ....................................................... 44 Generator sygnału zegarowego master clock dla systemów cyfrowego audio .................. 45 Sygnalizator akustyczny ..................................................................................................... 47 Termometr z interfejsem Bluetooth .................................................................................... 48 Wzmacniacz słuchawkowy z AD8532 ............................................................................... 49 Dołączany do USB zasilacz napięcia symetrycznego z układem ADP5071 ..................... 51 Zabezpieczenie akumulatora Li-Ion lub Li-Po ................................................................... 52 Sterownik zasilania taśm LED z wyłącznikiem czasowym ............................................... 54 Termometr z higrometrem USB .......................................................................................... 55 Wzmacniacz do taśm RGB .................................................................................................. 59 Obrotomierz ........................................................................................................................ 60 Miniaturowy zasilacz 3,3 V i 5 V ....................................................................................... 61 Bateryjny „bank energii” z wyjściem USB ......................................................................... 63 Zegar binarny ...................................................................................................................... 64 Zbliżeniowy włącznik czasowy .......................................................................................... 67 Kieszonkowa płytka prototypowa ...................................................................................... 69 Konwerter USB na S/PDIF .................................................................................................. 70 Automatyczny włącznik zasilania do instalacji samochodowej ....................................... 72 Prosty termostat cyfrowy .................................................................................................... 74 Przekaźnik czasowy start-stop ............................................................................................ 76 Krańcówka magnetyczna z czujnikiem Halla .................................................................... 78 Programowany sterownik LED ........................................................................................... 79

Prezentacje Przenośny „power bank” Voltcraft PB18 ............................................................................ 95

Podzespoły

STM32F7 (Cortex-M7) na pokładzie: nowy zestaw Discovery.......................................... 82

Sprzęt

Zestaw startowy LaunchPad dla mikrokontrolerów MSP432............................................ 86 ADSP-BF706 EZ-KIT Mini: zestaw z DSP dla początkujących .......................................... 89 Jak mocno gryzą jaszczurki? ............................................................................................... 92

Kursy Projektowanie urządzeń z modułami GSM (3). Oprogramowanie mikrokontrolera ........ 96 Wprowadzenie do LVDS (2) .............................................................................................. 102

Automatyka i mechatronika

Zagwarantowanie bezpieczeństwa oraz wydajności turbin wiatrowych małej mocy .... 110 Od wydawcy.......................................................................................................................... 3 Nie przeocz. Podzespoły ....................................................................................................... 6 Nie przeocz. Koktajl niusów ............................................................................................... 11 Info .................................................................................................................................... 106 Niezbędnik elektronika ..................................................................................................... 113 Kramik i rynek .................................................................................................................. 114 Prenumerata ...................................................................................................................... 116 Zapowiedzi następnego numeru ...................................................................................... 117

Redakcyjny serwer FTP, a na nim materiały dodatkowe oraz poprzednie części do artykułów. Dane wymagane do logowania na serwerze FTP Elektroniki Praktycznej:

host: ftp://ep.com.pl użytkownik: 66465, hasło: td79fgh6

Uwaga: na serwerze FTP są dostępne materiały począwszy od numeru 12/1998 do wydania bieżącego. Dostęp do poszczególnych materiałów dla Czytelników EP po podaniu unikatowego hasła opublikowanego w EP.

STM32L4 Nowa seria mikrokontrolerów STM32 Rdzeń Cortex-M4 + nowoczesna technologia Ultra-Low Power Mikrokontrolery STM32L476 i STM32L486 wyposażono w rdzenie Cortex-M4 z FPU taktowane do 80 MHz. Uzyskują one wydajność do 100 DMIPS przy poborze prądu 100 mA/MHz. Wbudowana pamięć Flash o pojemności do 1 MB oraz 128 kB pamięci SRAM tworzą wygodne środowisko sprzętowe do implementacji zaawansowanych aplikacji. Podstawowe cechy: • technologia Ultra-Low Power z FlexPower Control • czas wybudzania poniżej 4 ms • pobór prądu w trybie Shutdown poniżej 30 nA • wbudowany sterownik LCD 8×40 lub 4×44 segmentów z przetwornicą DC/DC • interfejsy QSPI • wbudowane cyfrowe iltry dla przetwornika SD • 18 interfejsów komunikacyjnych, w tym CAN i USB OTG • kompatybilne pinowo z mikrokontrolerami z rodziny STM32

www.rutronik.com • [email protected] • tel 032/ 461 2000 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

www.st.com/stm32f4

NIE PRZEOCZ Podzespoły

nowe Z kilkuset nowości wybraliśmy te, których nie wolno przeoczyć. Bieżące nowości można śledzić na www.elektronikaB2B.pl Wymiary modułu wynoszą 25,4 mm×12,7 mm×12,2 mm. Jego zakres zastosowań obejmuje głównie systemy zasilania układów FPGA, ASIC i mikroprocesorów. Ważniejsze parametry: • Maksymalna moc wyjściowa – 115 W., • Wejściowe zabezpieczenie podnapięciowe. • Brak obciążenia minimalnego. • Małe wyjściowe napięcie tętnień. • Dopuszczalny zakres temperatury pracy -40…+85°C. • Filtr wyjściowy 270 nH/10 mF. http://goo.gl/Fy0gmj

Miniaturowe zegary rubidowe

Moduł Power Block o obciążalności 60 A i gęstości mocy 29 W/cm3 Murata dodaje do  oferty modułów wysokoprądowych Power Block (obejmującej wcześniej warianty 25 i 35 A) nowy, 60-amperowy moduł typu OKLPX/60-W12A-C. Jest to  stopień wysokoprądowy służący do realizacji nieizolowanych przetwornic DCDC Buck, pozbawiony kontrolera PWM. Został przetestowany i scharakteryzowany pod kątem parametrów elektrycznych i termicznych. Pozwala na wykonywanie przetwornic o bardzo dużej sprawności i gęstości mocy przy niższym koszcie, niż przy zastosowaniu kompletnych modułów. Współpracuje z  praktycznie dowolnym analogowym lub cyfrowym kontrolerem PWM. Producent oferuje projekt referencyjny z 2-fazowym kontrolerem TPS40425 produkcji Texas Instruments wyposażonym w interfejs PMBus. Moduł OKLP-X60-W12A-C umożliwia programowanie napięcia wyjściowego w  zakresie 0,6…3,63  V zapewniając obciążalność 60 A. Akceptuje napięcia wejściowe z zakresu 7…13,2 V. W koniguracji 12  VIN/3,3  VOUT zapewnia sprawność wynoszącą typowo 95%. REKLAMA

Microsemi powiększa ofertę miniaturowych zegarów atomowych linii Quantum, przystosowanych do montażu na  płytkach drukowanych o nową serię zegarów SA.3X oferowanych w  obudowach o  wymiarach 51 mm×51 mm×18 mm. Są  to  zegary rubidowe o  stabilności krótkoterminowej <3×10-11 (t=1 s) oraz o stabilności długoterminowej od  ±10-9/rok, mogące znaleźć zastosowanie np. w  stacjach bazowych LTE. Ich objętość stanowi jedynie 25% objętości innych zegarów tej kategorii. Pobór mocy wynosi 5 W temperaturze +25°C po ustabilizowaniu się oraz maksymalnie 14 W w fazie rozruchu. Pozostałe parametry: • Sygnał wyjściowy: prostokątny 10 MHz/3,3 V. • Współczynnik temperaturowy (0...+70°C): <7×10-11. • Wpółczynnik temperaturowy (-10...+75°C): <10-10. • MTBF: >20 lat w +40°C. • Dopuszczalny zakres temperatury pracy: -10...+75°C. • Odporność na udary: do 30 g. • Odporność na wibracje: do 7,7 g rms. http://goo.gl/hBjI7i

60-woltowy sterownik diod LED Firma Linear Technology dodaje do  oferty sterowników diod LED nowy układ oznaczony symbolem LT3952, wyposażony w wewnętrzny generator PWM i klucz DMOS o parametrach znamionowych 60 V/4 A. Zawiera wejściową i wyjściową pętlę regulacji prądowej oraz regulator napięcia, dzięki czemu może pełnić funkcję uniwersalnego źródła prądowego lub napięciowego. Akceptuje napięcia wejściowe z szerokiego zakresu od 3 do 42 V, co  czyni go idealnym do  zastosowań w  szerokim zakresie aplikacji oświetleniowych z sektora motoryzacyjnego, przemysłowego i architektonicznego. Sprawność, przekraczająca 94% w trybie Boost eliminuje konieczność chłodzenia za pomocą radiatora. LT3952 zawiera modulator częstotliwości (spread spectrum) zmniejszający poziom interferencji elektromagnetycznych. Jego częstotliwość taktowania

6 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Podzespoły

może być programowana w  zakresie od  200  kHz do  3  MHz, co  pozwala na  dobór elementów zewnętrznych pod kątem optymalizacji sprawności oraz rozmiarów i ceny podzespołów. LT3952 jest oferowany w obudowie TSSOP-28E, w trzech wariantach różniących się dopuszczalnym zakresem temperatury pracy złącza, z których najszerszy rozciąga się od –40 do +150°C. http://goo.gl/HK9Klj

Szeregowe pamięci EEPROM 2...512 Kb o dopuszczalnej temperaturze pracy +105°C STMicroelectronics dodaje do  oferty szeregowych pamięci EEPROM nowe układy rodziny IndustrialPlus, zdolne do pracy w rozszerzonym zakresie temperatur otoczenia od –40 do +105°C. Dla porównania, dopuszczalna temperatura pracy wersji standardowych wynosi +85°C.

Nowa oferta pamięci Industrial-Plus obejmuje 34 układy o pojemności od 2 do 512 Kb, dostępne w ramach dwóch serii różniących się rodzajem interfejsu: M24 (I2C) i M95 (SPI). Wszystkie charakteryzują się maksymalną częstotliwością taktowania 20 MHz, czasem zapisu bajtu/strony 4 ms, niezawodnością 4 milionów cykli zapisu/kasowania i czasem przechowywania danych równym 200 lat. Są oferowane w obudowach SO8N i TSSOP. http://goo.gl/kwnwl0

Matryce tranzystorowe DMOS FET kompatybilne z TD62xxxA Oferta irmy Toshiba powiększyła się o  serię matryc tranzystorowych TBD62xxxA produkowanych w  procesie technologicznym DMOS FET, kompatybilnych pod względem funkcjonalnym i  rozkładu wyprowadzeń z  matrycami tranzystorów

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

7

NIE PRZEOCZ

bipolarnych wcześniejszej serii TD62xxxA szeroko stosowanymi w układach napędowych, przekaźnikowych i oświetleniowych z diodami LED. Nowe matryce, dzięki zastosowanej technologii unipolarnej pozwalają obniżyć pobór mocy nawet o 40% w stosunku do poprzedników. Charakteryzują się małą rezystancją kanału, zakresem napięć wyjściowych do  50 V i  maksymalnym prądem wyjściowym 0,5 A/kanał. Są oferowane w 24 wersjach różniących się m.in. liczbą kanałów i  napięciem wejściowym VIN (ON). Wynosi ono przykładowo 14 V dla serii TBD62003A, 2,5 V dla serii TBD62503A i 7 V dla serii TBD62004A, co pozwala na współpracę z sygnałami wejściowymi PMOS, TTL i CMOS. Matryce z nowej serii są produkowane w obudowach DIP, SOP/SOL i SSOP. Rozpoczęcie produkcji masowej zaplanowano na drugą połowę b.r. http://goo.gl/rDTjtJ REKLAMA

Czujnik Halla o programowalnym offsecie i czułości Do oferty irmy Allegro MicroSystems dodano kolejny czujnik Halla zamykany w 3-wyprowadzeniowej obudowie TO-92 ułatwiającej integrację z rdzeniem magnetycznym w  instalacjach docelowych. Model A1369 został zaprojektowany do współpracy z rdzeniami ze stali i innych ferromagnetyków. Umożliwia programowanie czułości i napięcia wyjściowego w stanie spoczynkowym (przy braku zewnętrznego pola magnetycznego), bez dodatkowej złożoności i kosztu związanego z instalacją czujnika w pełni programowalnego. Ustalone przez użytkownika, inalne parametry pracy są zapisywane w wewnętrznej pamięci nieulotnej (OTP). A1369 ma wyjście analogowe o  napięciu proporcjonalnym do  natężenia pola magnetycznego. Jego napięcie wyjściowe w  stanie spoczynkowym wynosi około 50% napięcia zasilającego, a  czułość może być programowana w zakresach od 8,5 do 12,5 mV/Gs dla modelu A1369-10 oraz od  22 do  26  mV/Gs dla modelu A1369-24. Dopuszczalny zakres temperatury pracy wynosi od  –40 do  +85°C. A1369 jest odporny na udary mechaniczne, jest wyposażony w zabezpieczenie podnapięciowe i przeciwzwarciowe. http://goo.gl/yXJdXw

Precyzyjny układ kondycjonowania sygnałów dla magnetorezystywnych czujników przesunięcia ZSSC5101 to  precyzyjny układ kondycjonowania sygnałów zaprojektowany do  współpracy z  czujnikami magnetorezystywnymi wykorzystywanymi do pomiaru kąta obrotu i przemieszczenia liniowego. Może bezpośrednio współpracować z mostkami AMR (anisotropic magnetoresistive), GMR (giant magnetoresistive) i  TMR (tunnel magnetoresistive), przekształcając wejściowy sygnał sin/cos na  sygnał analogowy proporcjonalny do  wartości napięcia zasilającego. Zawiera obwód automatycznej

8 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Podzespoły kompensacji dryftu termicznego, zapewniający bardzo dużą dokładność pomiaru w  całym dopuszczalnym zakresie temperatury pracy od -40 do +150°C. ZSSC5101 uzyskał kwaliikację AEC-Q100 grade 0 pozwalającą na zastosowania w elektronice samochodowej. Zawiera 3-żyłowy interfejs i pamięć koniguracyjną EEPROM. Zintegrowane funkcje diagnostyczne umożliwiają jego zastosowania w systemach safety-critical. Układ jest oferowany w obudowie SSOP-14 oraz może być dostarczany w postaci struktur krzemowych. http://goo.gl/UNdAo0

Energooszczędny beacon Bluetooth Smart z wbudowanym akcelerometrem 3-osiowym Kilka miesięcy po  prezentacji beacona EMBC01, irma EM Microelectronic będąca częścią Swatch Group zaprezentowała kolejny model oznaczony symbolem EMBC02, produkowany w  obudowie o tych samych gabarytach, natomiast wyposażony dodatkowo

w  3-osiowy akcelerator. Może on  zostać zaprogramowany do  transmisji danych identyikacyjnych i zbliżeniowych, podobnie jak wcześniejsza wersja, ale również umożliwia monitorowanie ruchu (przemieszczeń, drgań, wstrząsów) za pomocą smartfona lub tabletu. Umożliwia to  generowanie alarmów w odpowiedzi na konkretne zaprogramowane zdarzenia, np. uderzenie lub spadek swobodny. Pobór mocy może być obniżony poprzez aktywowanie beacona tylko w razie potrzeby uruchomienia transmisji lub alarmu w  odpowiedzi na  określone zdarzenia. W  przypadku zasilania pojedynczą baterią CR2032, pobór prądu jest rzędu kilku-kilkunastu mA w trybie Idle, a czas pracy może sięgać nawet kilku lat. EMBC02 jest w  pełni programowalny. Zapewnia obsługę wielu standardów transmisji danych, np. iBeacon, AltBeacon i  innych. Uzyskał certyikaty FCC/CE/IC. Zawiera przycisk wielofunkcyjny i  dwie sygnalizacyjne diody LED. Cechuje się stopniem ochrony IP64 i dopuszczalnym zakresem temperatury pracy od -20 do +60°C. Wymiary EMBC02 wynoszą 30 mm×10 mm. http://goo.gl/YZhOab

Miniaturowy konwerter DC-DC buck do współpracy z Li-Ion AS1382 to  miniaturowy konwerter DC-DC typu Buck o  obciążalności 1  A, nadający się do  zastosowań w  urządzeniach zasilanych

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

9

NIE PRZEOCZ akumulatorem Li-Ion. Obniża napięcie wejściowe z zakresu 2,7...5,5 V do  zakresu od  0,6 do  3,35  V, którego dolną wartość graniczną deiniuje wbudowane źródło napięcia referencyjnego. Występuje również w wersji o ustalonym fabrycznie napięciu wyjściowym wynoszącym 1,0, 1,2, 1,5 lub 1,8 V. Sprawność sięga 96%. AS1382 pracuje ze stałą, dużą częstotliwością taktowania 2, 3 lub 4 MHz, co pozwala na współpracę z elementami o małych gabarytach. W  najprostszej wersji wymaga podłączenia jedynie cewki i  dwóch kondensatorów. Sam jest oferowany w 6-wyprowadzeniowej obudowie WL-CSP6 o wymiarach 1,22 mm×0,85 mm. Pobiera 95 mA prądu w  stanie spoczynkowym i  zaledwie 0,04  mA  w  automatycznie aktywowanym trybie shutdown. Dwa dostępne tryby pracy, Low-Ripple/ Low-Noise oraz High-Eficiency pozwalają projektantowi decydować o  priorytetach układu zasilającego: ograniczeniu do  minimum strat mocy lub uzyskaniu małego napięcia zaburzeń na wyjściu.

uzwojenia od 0,06 do 72 V. Są produkowane na zakres dopuszczalnych prądów przewodzenia od 47 do 2400 mA. http://goo.gl/IzkJd6

Maks. prąd przewodzenia (mA) MLRF19M 270...1000 60...65 2,24...5,6 8,2...16,5 78...110 0,47...4,7 40...65 90...300 0,06...1,8 360...1970 MLRF21M 5,6...39 35...70 18...55 0,13...2,0 224...885 MLRF22M 1100...3600 60...70 1,5...2,8 21...40 57...78 MLRF24M 3900...10000 80 0,95...1,45 44...72 47...61 22...120 45...95 10...24 0,295...4,1 195...725 MLRF28M 1,2...18 40...60 45...170 0,075...4,15 315...2400 Seria

Indukcyjność (mH)

Dobroć

Min. SRF (MHz)

Maks. rezystancja (V)

Wzmacniacz szerokopasmowy DC...50 GHz o mocy wyjściowej +20 dBm

Drutowe cewki w.cz. 0,47...10000 mH do zastosowań specjalnych Na  targach Space Tech Expo irma Gowanda zaprezentowała 5 nowych serii cewek indukcyjnych zaprojektowanych do  zastosowań w  urządzeniach wojskowych i  w  lotnictwie. Są  to  cewki drutowe produkowane w  obudowach do  montażu przewlekanego. Występują w  wersji z  rdzeniem wykonanym ze sproszkowanego żelaza lub z żywicy fenolowej, dla których dopuszczalne zakresy temperatury pracy wynoszą, odpowiednio: –55...+105°C i  –55...+125°C. Charakteryzują się szerokim zakresem indukcyjności od 0,47 do 10000 mH, minimalną dobrocią od 35 do 95, częstotliwością rezonansu własnego od  0,95 do  300 i  rezystancją REKLAMA

Faldruk s.c., 05-462 Emów, ul. Wiązowska 2E tel. +48 22 872 43 01, 612 67 76 +48 698 468 850 [email protected], www.faldruk.pl

płytki jednostronne i dwustronne płytki na podłożu aluminiowym testy elektryczne płytek pokrycia płytek: cyna lub cyna/ołów

10 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

MAAM-011109-DIE to uniwersalny wzmacniacz szerokopasmowy z  oferty irmy M/A-COM Technology Solutions, mogący znaleźć zastosowanie w systemach pomiarowych, wojskowych i  innych wymagających pokrycia pasma częstotliwości od  DC do  50  GHz. Zawiera dopasowanie falowe 50 V na wejściu i wyjściu. Pracuje z maksymalną mocą wyjściową +20 dBm. Jego wzmocnienie może być programowane sygnałem napięciowym w zakresie do 15,5 dB. MAAM-011109-DIE jest dostarczany w postaci nieobudowanej struktury o wymiarach 1,97×1,30×0,1 mm z pozłacanymi polami kontaktowymi. Pracuje zasilany napięciem 5 V, pobierając 190 mA prądu. http://goo.gl/8hhFWF

Szybka ładowarka ogniw Li-Ion Dzięki zastosowaniu technologii MaxCharge najnowszy układ ładowarki akumulatorów bq25892 opracowany przez irmę Texas Instruments pozwala na skrócenie czas ładowania akumulatorów, w które są wyposażone tablety i smartfony nawet o  60% w  porównaniu z  wcześniejszymi odpowiednikami funkcjonalnymi. Pojedyncze ogniwo już po 30 minutach zostaje naładowane do 80% pojemności nominalnej. Techologia MaxCharge, skracająca czas i  zwiększająca bezpieczeństwo ładowania, polega na przepuszczeniu do układu sterującego (w tym przypadku bq25892) większego napięcia od  standardowych 5  V dostępnego w standardzie USB, wynoszącego 7, 9 lub 12 V. Wymaga to wstępnej negocjacji zgodności z  MaxCharge przeprowadzanej pomiędzy zasilaczem i  urządzeniem ładowanym. Jest to  realizowane na  dwa sposoby: za pomocą linii D+/D– między zasilaczem i procesorem aplikacyjnym lub za pomocą linii VBUS między zasilaczem i układem sterującym. Większe dopuszczalne napięcie wejściowe (dla bq25892 aż 14 V) pozwala na uzyskanie prądu ładowania ogniwa nawet do 5 A. Równocześnie, dzięki bardzo małej rezystancji przewodzenia wewnętrznych tranzystorów MOSFET w  układzie sterującym, uzyskuje się dużą sprawność sięgającą np. 91% dla IOUT=3  A  i  VBUS=9  V, a  przez to  mniejsze straty energii na  ciepło. Temperatura pracy bq25892 wynosi zaledwie +43°C (IOUT=3,5 A), podczas gdy w tradycyjnych układach sterujących może osiągnąć nawet +60°C. http://goo.gl/EyreNF

NIE PRZEOCZ

NIE PRZEOCZ

koktajl TS PCB obniża ceny dokumentacji PCB TS PCB obniżył ceny dokumentacji obwodów drukowanych w  ramach nowej promocji „Oczko od  TS PCB”. Od  21 maja 2015 roku nowe projekty koszt dokumentacji dla nowych projektów wynosi 210 zł netto dla serii produkcyjnych i 21 zł netto dla prototypów TSka. Zamówienia poprzez stronę internetową dają też dostęp do monitoringu zlecenia.

płytek na  bazie aluminium stosowanych w  technologii oświetlenia LED.

TME wyłącznym dystrybutorem Leclanche Firma TME została wyłącznym dystrybutorem katalogowym kondensatorów polipropylenowych szwajcarskiej irmy Leclanche w Europie. Produkty tej irmy są  stosowane m.in. w  kolejnictwie, medycynie, spawalnictwie i automatyce i przeznaczone są do pracy z wysokimi napięciami przemiennymi.

W Opolu otwarto Park Naukowo-Technologiczny W Opolu otwarto nowy Park Naukowo-Technologiczny (PNT), na który składają się dwa budynki po 1,7 tys. m2: inkubator przedsiębiorczości oraz budynek laboratoryjno-doświadczalny. Koszt inwestycji REKLAMA

Semicon uczestnikiem programu „Specjalista ds. Klejenia 3M” Semicon dołączył do  programu „Specjalista ds. Klejenia 3M”, który poprzez specjalną stronę internetową http://goo.gl/8jdU6s prezentuje ofertę, bazę wiedzy, katalogi oraz szczegółowe poradniki i  tabele produktów pomagające dokonać jak najbardziej optymalnego wyboru kleju do produkcji. Semicon zajmuje się również konfekcją, czyli cięciem taśm 3M, realizuje także indywidualne zamówienia na wykroje die-cut i kiss-cut.

Nowe maszyny produkcyjne w PP Electronix PP Elektronix z  Lublina, dostawca usług kontraktowej produkcją elektroniki, poszerzył swój park maszynowy o  nową, automatyczną linię do montażu elementów SMD. Oprócz automatu, pieca i drukarki, w  skład wyposażenia wchodzi zestaw transportów płytek z  podajnikiem i odbiornikiem. Całość przeznaczona głównie do produkcji ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

11

NIE PRZEOCZ

wyniósł 14,6 mln zł. Budynek inkubatora jest już w pełni zajęty, a budynek laboratoryjno-doświadczalny w 30%. Docelowo park będzie się składał z pięciu budynków, a wsparcie dla niego udziela Politechnika Opolska.

KGHM planuje inwestycję w panele PV Krajowy KGHM rozgląda się za lokalizacją dla fabryki ogniw fotowoltaicznych, którą chce realizować wspólnie z niemieckim Instytutem Fraunhofera. Koncern na  razie jest na  etapie analizy potencjalnych lokalizacji zakładu paneli fotowoltaicznych, o co rywalizują specjalne strefy ekonomiczne: mielecka, tarnobrzeska i wałbrzyska.

Polskie irmy nagrodzone za wynalazki w Genewie 13 złotych medali, 22 srebrne i  4 brązowe –  tyle w  sumie przywiozą polscy naukowcy z  43 edycji Międzynarodowej Wystawy Wynalazczości Geneva Inventions 2015. Polska zajęła w  ten sposób trzecie miejsce spośród wszystkich państw obecnych na  wystawie. Jedną z  nagród zdobył detektor wysokotemperaturowy dla zakresu średniej podczerwieni (5 mm) o  krótkiej stałej czasowej Wojskowej Akademii Technicznej wspólnie ze spółką Vigo System. Na Wystawie,

Kalendarium wydarzeń Wydarzenia krajowe 1-4.09 Kielce, MSPO – międzynarodowy salon przemysłu obronnego 15-17.09 Bielsko-Biała, Energetab – targi energetyki 22-24.09 Warszawa, Renexpo Poland – targi energii odnawialnej i efektywności energetycznej 6-7.10 Kraków, Maintenance 2015 – VI Targi Utrzymania Ruchu, Planowania i Optymalizacji Produkcji 17-19.11 Lublin, Energetics – targi energetyczne

Imprezy zagraniczne 4-9.09 Berlin, IFA – targi elektroniki konsumenckiej 22-24.09 Paryż (Francja), RF & HYPER Wireless – targi sprzętu komunikacji radiowej, mikrofalowej i światłowodowej, Elektronika – wystawa komponentów, sprzętu do produkcji i testowania elektroniki (w ramach eNOVA Paris) 22-24.09 Stuttgart (Niemcy), Hybrid Expo i Composites Europe – dwie wystawy poświęcone technologii, materiałów i komponentów 6-8.10 Helsinki (Finlandia), ELKOM – targi elektroniki profesjonalnej 6-9.10 Tajpei (Tajwan), Taitronics – targi elektroniki 28-30.10 Szanghaj, EMC China 2015 – wystawa i konferencja poświęcona kompatybilności elektromagnetycznej 10-13.11 Monachium (Niemcy), Productronica 2015 – targi poświęcone produkcji elektronicznej 12 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

13-16.10 Honkong (Chiny), Electronic Asia – targi komponentów, urządzeń i technologii wyświetlaczy 13-16.10 Trenczyn (Słowacja), EloSys – międzynarodowe targi energetyki, elektryki i elektroniki 14-17.10 Bukareszt (Rumunia), ExpoEnergiE (dawniej EEE) – targi energii odnawialnej i technologii konwencjonalnych 24-26.11 Norymberga (Niemcy), SPS IPC Drives – targi komponentów automatyki

Warsztaty, szkolenia, seminaria 9-11.09 Białystok, XXIII Międzynarodowa Konferencja Kompatybilności Elektromagnetycznej, Politechnika Białostocka 21-25.09 Włocławek, IPC-J-STD-001E CIS – Wymagania dla lutowanych zespołów elektrycznych i elektronicznych, Renex 15.09-1.10, Warsztaty dotyczące mikrokontrolerów STM32F7 z rdzeniem Cortex-M7: Gdańsk (15.09), Kraków (17.09), Wrocław (29.09), Gliwice (30.09), Zielona Góra (30.09), Rzeszów (01.10) i Poznań (01.10), STMicroelectronics 13.10 Warszawa, NIDays 2015 – konferencja na temat systemów pomiarowo-kontrolnych, National Instruments 15-16.10 Łódź, Sympozjum pt. Kompatybilność Elektromagnetyczna w Elektrotechnice i Elektronice 2015, Politechnika Łódzka

Koktajl niusów stanowiącej forum wymiany innowacji i pomysłów pomiędzy wynalazcami, biznesem i przemysłem omawiano także programy komercjalizacji zaprezentowanych rozwiązań.

PB Technik dystrybutorem Fritsch PB Technik nawiązał współpracę z  niemiecką irmą Fritsch –  producentem urządzeń do  prototypowego, małoi  średnioseryjnego montażu powierzchniowego. W  portfolio irmy Fritsch znajdziemy wszystko, co potrzebne do rozpoczęcia produkcji, od manipulatorów poprzez automaty montażowe na piecach lutowniczych kończąc.

Celownik Rubin nagrodzony przez MON Ministerstwo Obrony Narodowej jako jedno z  najlepszych wdrożeń pracy naukowej w przemyśle obronnym (nagroda II stopnia) uznało wytworzony przez PCO SA i WAT celownik termowizyjny SCT Rubin. Jest to  urządzenie przystosowane do  obserwacji oraz prowadzenia ognia z broni ręcznej. Umożliwia wykrycie i identyikację celów bez względu na warunki oświetlenia oraz niekorzystne warunki atmosferyczne. Urządzenie SCT dodatkowo wyposażone jest w  zewnętrzny wyświetlacz montowany na hełmie, dający strzelcowi dużą swobodę operowania celownikiem w pewnej odległości od oka.

Computer Controls dostawcą produktów ZMDI Relpol zwiększa eksport W  I  kwartale 2015 r. przychody ze  sprzedaży Relpolu wyniosły 28,4  mln zł –  największe kwartalne przychody od  ponad 2 lat. Oznacza to  wzrost o  8,5% w  porównaniu z  analogicznym okresem roku poprzedniego, w tym o 15% więcej na rynku krajowym. Od stycznia do  marca tego roku Relpol wypracował zysk netto w  wysokości 1,7 mln zł. Jest on niższy o 398 tys. zł w stosunku do I kw. 2014 r., gdyż spółka poniosła wyższe koszty działalności. Niekorzystnie na tle wzrostów wygląda rynek rosyjski. Sprzedaż do Rosji w I kw. 2015 r. spadła o 1,1 mln zł w porównaniu do I kw. 2014 r., ale ogólnie eksport spółki wzrósł ogółem o 5,7%.

Computer Controls rozszerzył ofertę dystrybucyjną w pionie podzespołów elektronicznych o  układy analogowe i  analogowo-cyfrowe niemieckiej irmy ZMDI (Zentrum Mikroelektronik Dresden). ZDMI to głównie producent układów zarządzania zasilaniem i kondycjonowania sygnału z czujników dla motoryzacji i przemysłu. REKLAMA

Optymistyczne prognozy Vigo System Dzięki inwestycji w  nową technologię produkcji detektorów podczerwieni w  oparciu o  epitaksję z  wiązek molekularnych (MBE), Vigo System spodziewa się podwojenia przychodów w  2017  r. przy zachowaniu marży netto na  poziomie 35%. W  2014 r. irma miała 20,5 mln zł sprzedaży i 7,29 mln zł czystego zarobku, przy rentowności brutto ze sprzedaży sięgającej 50%.

Ułatwienia dla zamówień hurtowych w Farnellu Farnell element14 wprowadza kolejne usprawnienia swojej witryny pod kątem klientów kupujących produkty w  ilościach przemysłowych. Poprawiono widoczność stosowanych przedziałów cenowych dla różnych ilości zamawianych produktów przy danej opcji pakowania, porównywanie cen, a także dzięki możliwość określenia własnych preferencji pakowania bądź wyboru domyślnego rodzaju opakowania najlepszego dla danego zamówienia. Dostępne opcje obejmują taśmy cięte, całe szpule i szpule ponownie nawijane. Na żądanie dostępne są  kody serii i  daty, jak również nagradzany, bezpłatny program recyklingu opakowań.

Dacpol nagrodzony Złotym Płatnikiem Firma Dacpol otrzymała certyikat „Złoty Płatnik” za rok 2014. Wyróżnienie jest przyznawane irmom za zachowanie najwyższych standardów płatniczych w danym roku. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

13

NIE PRZEOCZ Poradnik o klejeniu tworzyw sztucznych Klejenie tworzyw sztucznych, to książka napisana przez pana Marka Bernaciaka, właściciela irmy AMB Technic, w  której autor kompleksowo omówił zagadnienia związane z  klejeniem tych materiałów. W  poszczególnych rozdziałach omówione zostały poszczególne typy tworzyw sztucznych pod kątem możliwości ich klejenia, wady i  zalety połączeń tego typu, także w  aspekcie długoterminowym. W  kolejnych krokach przedstawiono proces technologiczny (przygotowanie powierzchni, kleje i ich właściwości oraz urządzenia do klejenia wykorzystywane w procesie produkcji. Warto podkreślić, że autor położył duży nacisk na  kwestie praktyczne związane z  klejeniem i  syntetyczną wiedzę przydatną w codziennej pracy technologów, producentów i działów utrzymania ruchu. Książka nie ma ona charakteru naukowego, raczej można ja potraktować jako poradnik technologa, który dzieli się wypracowanym przez wiele lat pracy zawodowej nabytym doświadczeniem. Na rynku krajowym taka publikacja jest bezsprzecznie unikalną i cenną pozycją.

wydajność i bezpieczeństwo pracy. Oprócz pomieszczeń biurowych, nasza nowa siedziba to przede wszystkim nowoczesny magazyn o powierzchni blisko 700 m2. Magazyn jest w  połowie dwupoziomowy, co  zwiększą całkowitą powierzchnię magazynu o  50%. Nowa inwestycja irmy Ropla Elektronik jest niezbędna do zapewnienia sprawnej obsługi klientów, skróci czas realizacji zamówień, umożliwi zwiększenie asortymentu oraz jego większą dostępność. Symbolicznego przecięcia wstęgi dokonali założyciele Ropla Elektronik: bracia Aleksander Brezwan, Andrzej Brezwan oraz Waldemar Brezwan.

BNS obchodzi 25 lat BNS – dystrybutor szerokiego asortymentu podzespołów elektronicznych z  Katowic obchodzi swoje 25-lecie działalności. Firma szczyci się swoim doświadczeniem w  branży oraz solidnością kupiecką, której pozwoliły jej stworzyć bogatą ofertę handlową dostosowaną do potrzeb i możliwości inansowych wielu odbiorców, detalicznych i hurtowych. Firmą kierują Elżbieta i Tomasz Goc oraz Piotr Lata.

Eurostat o inansowaniu badań i rozwoju w krajach UE Eurostat opublikował wyniki badań dotyczących inansowania procesów B&R w  poszczególnych krajach UE. W  unijnej statystyce uwzględniono wydatki na badania i rozwój rozumiane jako sumy (liczone w  procentach PKB) ponoszone przez sektor przedsiębiorstw przeznaczone na wzrost baz wiedzy, w tym wiedzy społeczeństw i ich członków oraz użycie baz wiedzy do opracowania nowych urządzeń, produktów i usług. Wszystkie 28 krajów UE wydawało na  badania i  rozwój w  2013 roku 2,01% PKB. Ponad tę średnią wybijają się Dania, Niemcy, Francja, Austria, Szwecja, Słowenia, Belgia. W Polsce poziom wydatków sektora przedsiębiorstw na badania i rozwój wynosi jedynie 0,38% PKB. To i tak wielki skok - w 2009 roku polskie irmy wydawały na ten cel o połowę mniej.

Ropla Elektronik ma nową siedzibę 15 maja irma Ropla Elektronik, dystrybutor podzespołów elektronicznych specjalizujący się w dostawach kondensatorów, baterii i akumulatorów, wyświetlaczy LED i LCD, diod LED, przetwornic DC/DC oraz wentylatorów, otworzyła swoją nową siedzibę w  Suchym Dworze pod Wrocławiem. Nowy budynek podniesie komfort pracy, zwiększy

14 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Laboratorium MBE w Vigo System Vigo System otworzyło nowe Laboratorium MBE (Molecular Beam Epitaxy – technologia osadzania warstw półprzewodnikowych z wiązki molekularnej w  wysokiej próżni ), w  którym będzie wytwarzać detektory promieniowania podczerwonego. Detektory wytwarzane w  technologii MBE uzupełnią ofertę sensorów z  wykorzystaniem tellurku kadmowo-rtęciowego, produkowanych obecnie przez irmę w  technologii MOCVD w  zastosowaniach, gdzie konieczne jest zapewnienie m.in. wyższej odporności na trudne warunki eksploatacji i wysoką jednorodność parametrów detektorów wieloelementowych. Laboratorium jest współinansowane przez Vigo System oraz Wojskową Akademię Techniczną. Każdy z  konsorcjantów będzie realizować swoje cele: WAT naukowo-badawcze i edukacyjne, a VIGO System związane z  wdrożeniem i  komercjalizacją wyników badań.

Koktajl niusów Wartość nowej inwestycji szacowana jest na 11 mln zł i po połowie rozkłada się na obu partnerów.

na sektor usług inansowych oraz sektor publiczny, w tym na rozwój inteligentnych miast.

Bosch przejął fabrykę Fagor Mastercook we Wrocławiu

Internet rzeczy wpływa na środowisko biznesowe w Polsce W opinii niemal dwóch trzecich z 900 menedżerów i specjalistów IT z największych polskich irm i instytucji publicznych ankietowanych przez Cisco, w najbliższych trzech latach Internet rzeczy (IoT) wpłynie na strategię biznesową polskich irm. Pozytywny wpływ IoT na biznes już teraz jest odczuwalny globalnie w takich branżach jak produkcja przemysłowa, energetyka, transport/logistyka czy handel detaliczny. Cisco szacuje, że potencjał korzyści z tej technologii w samym tylko sektorze produkcji przemysłowej, jakie w ciągu najbliższych 10 lat irmy na całym świecie mogą osiągnąć dzięki np. zaawansowanej analityce i automatyzacji, wynosi 220 mld dol. Jeśli chodzi o  sektory polskiej gospodarki, które najbardziej odczują wpływ IoT, to będą to transport i logistyka (37%), m.in. dzięki usprawnieniu śledzenia i  utrzymania loty, produkcja przemysłowa (33%) i  handel detaliczny (33%). Internet rzeczy ma też wpłynąć

Po  półrocznych staraniach niemiecki koncern Bosch und Siemens Hausgeräte podpisał w  drugiej połowie kwietnia umowę przejęcia majątku upadłej fabryki Fagor Mastercook. Potrzeba było do  tego interwencji sądu i  de facto zmiany syndyka. Produkcja sprzętu ma ruszyć we Wrocławiu w ciągu 18 miesięcy od ostatecznego zakończenia procesu przejęcia. Zgodnie z umową prócz zadeklarowanych 90 mln zł za majątek Fagora Niemcy zapłacą dodatkowe 5 mln zł, które w całości pójdą na odprawy dla zwalnianej załogi. Po dostosowaniu zakładu do  własnych standardów Bosch zatrudni w  nim 500 osób. Bosch złożył też deklarację utrzymania współpracy z dotychczasowymi dostawcami podzespołów Fagora.

Microchip przejął Micrela, dostawcę układów zasilania Microchip, czołowy dostawca mikrokontrolerów, przejął irmę Micrel. Faktyczna wartość transakcji wynosi 744 mln dol., wynika z  informacji opublikowanych przez Microchipa. Micrel wytwarza półprzewodniki typu mixed-signal i  analogowe, w  tym układy zasilania i komponenty sieci LAN. Firma ta ma także silną pozycję na rynkach przemysłowym, motoryzacyjnym i  komunikacji. Zdaniem prezesa Microchipa, Steve’a Sanghi’ego, połączenie obu irm spowoduje efekt synergii w wielu obszarach produktów. Założony w 1978 r. Micrel zyska dostęp do znacznie szerszych niż miał dotychczas platform sprzedaży i wytwarzania, na czym mają zyskać tak pracownicy i udziałowcy, jak i  klienci Micrela. Transakcję zatwierdziły zarządy obu irm, a jej inalizacja jest przewidywana na III kw. br.

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

15

PROJEKTY

FPV Headtracker inercyjny sterownik ruchu (1) Postęp technologiczny sprawił, iż  wynalazki, które kilkadziesiąt lat temu budziły podziw i  zachwyt, dziś są  w  normalnym użytkowaniu. Na  przykład, w  napięciu oglądało się ilmy, w  których pokazywane były zaawansowane „zachodnie technologie”. Przykładem może być system Helmet-Mounted Display stosowany w  lotnictwie wojskowym już w  latach siedemdziesiątych. Systemy HMD szybko stały się standardem i  nadal umożliwiają pilotowi podglądanie informacji na  ekranach wbudowanych w  hełm lotniczy, a  oprócz tego dają też możliwość sterowania wybranymi funkcjami maszyny. Znamy systemy sterowania karabinem podczepionym do  śmigłowca Apache za pomocą ruchów głowy pilota, gdzie cel jest namierzany bez konieczności odrywania uwagi od  pilotażu maszyny. Kolejnym etapem rozwoju tej technologii jest świat „Artiicial Reality” (AR), który możemy obserwować poprzez specjalne okulary, jak np. Oculus Rift, lub na  ekranach telefonów komórkowych. Użytkownicy tych urządzeń wiedzą, iż  efekt jest uzyskiwany dzięki wykorzystaniu pozycjonowania i  żyroskopu, który mierzy kąty pochylenia w  danej pozycji. Niewielu z  nich jednak wie jak to  w  istocie działa. Dzięki miniaturyzacji i  stosunkowo niskiej cenie technologii MEMS możemy zbudować podobny system we własnym warsztacie. Rekomendacje: urządzenie przyda się nie tylko do  modelu, ale również do  innych zastosowań, takich jak: monitoring obiektu, robotyka, urządzenia dla osób niepełnosprawnych i  innych. 16 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Prezentowane przeze mnie rozwiązania mają charakter hobbystyczny, stąd wiele osób mądrzejszych ode mnie odbierze je jako niekompletne lub nadmiernie uproszczone. Sądzę jednak, iż taka forma prezentacji będzie lepiej przyswajalna dla osób, które podobnie jak ja, na co dzień nie zajmują się elektroniką lub modelami matematycznymi. Mam nadzieję, że uda mi się w  prosty sposób pokazać krok po  kroku zasadę działania systemu sterowania typu Head Tracking (podążanie za ruchem głowy). Istotne jest także to, że przedstawione techniki programowania oparte na  timerach programowych oraz algorytmy takie jak filtr Kalmana będą miały zastosowanie w wielu innych projektach. Artykuł ten jest przeznaczony dla osób mających choćby minimalną wiedzę na temat programowania w języku C systemów wbudowanych. Tak więc zaczynamy budować własny headtracker do  zastosowań w  lotnictwie, jednak tym razem nie będziemy sterowali karabinem maszynowym, ale kamerą podczepioną do samolotu RC.

FPV Headtracker – inercyjny sterownik ruchu

Rysunek 1. Schemat działania Headtrackera

Zasada działania Schemat działania systemu pokazano na rysunku 1. Kamera podczepiona do  samolotu będzie sterowana w  2 płaszczyznach: oś pionowa Z (rozglądanie się w prawo i lewo) oraz oś poprzeczna X (spoglądanie do  dołu i do góry). Pomijamy wzdłużną oś Y, ponieważ nie będziemy pochylali kamery na boki. Mimo tego inalne rozwiązanie umożliwi w  prosty sposób dodanie tej funkcjonalności. Jest ona użyteczna w  przypadku multikopterów i  śmigłowców, które w  odróżnieniu od  samolotów poruszają się wzdłuż osi poprzecznej. Zatem zbudujemy urządzenie pomiarowe, które przyczepione do  gogli z  wbudowanym wyświetlaczem z  dużą dokładnością wskaże nam kierunek patrzenia oraz pochylenie głowy. Informacje te przekażemy poprzez sterownik do urządzeń wykonawczych, które ustawią kamerę w żądanym kierunku. Do osiągnięcia celu wykorzystamy cyfrowy układ IMU (Inertial Measurement Unit) zawierający żyroskop, akcelerometr oraz magnetometr. Jak się przekonamy w  dalszej części artykułu, wszystkie 3 elementy muszą ze  sobą współgrać, aby dokładne określić zwrot i  kierunek w  przestrzeni. W  sprzedaży dostępnych jest wiele układów IMU, jednak do  naszych celów musimy zaopatrzyć się w układ zawierający 3-osiowy żyroskop,

3-osiowy akcelerometr oraz 3-osiowy magnetometr. Krótko przypomnę, iż  żyroskop mierzy prędkość kątową (nie mylić z pomiarem kątów), akcelerometr przyspieszenie, a  magnetometr wielkość pola magnetycznego. Przypuszczam, że użycie aż 3 pomiarów do uzyskania informacji o kątach, które możemy odczytać z samego żyroskopu może budzić wątpliwości. Niestety, rozwiązanie oparte jedynie na żyroskopie jest nieefektywne i nie jest zależne od jakości (i ceny) żyroskopu. W naszym wypadku możemy zaopatrzyć się nawet w  tańszy układ, mający rozdzielczość niższą niż 16 bitów, co będzie bez znaczącego wpływu na  efekt inalny. Stracimy przy tym na  płynności poruszania kamerą, lecz błędy pomiarów zostaną zniwelowane dzięki wykorzystaniu odpowiedniego iltrowania. Układy o  rozdzielczości 16-bitowej mogą okazać się konieczne przy budowie różnego rodzaju stabilizatorów. Nasze urządzenie zbudujemy na  bazie układu LSM9DS0, który jest dostępny jako moduł z  zamontowanym układem. Pojawia się kolejne pytanie: w  jakim celu i  w  jaki sposób połączyć odczyty żyroskopu, akcelerometru i  kompasu? Wykorzystamy do  tego celu Filtr Komplementarny oraz Filtr Kalmana. Deinicja iltru Kalmana dostępna w  Wikipedii jest następująca: „algorytm rekurencyjnego wyznaczania

Podstawowe informacje:

• Demonstracja działania: http://goo.gl/Wqhefq • Bazuje na  akcelerometrze LM9S oraz na  mikrokontrolerze 8-bitowym (ATmega8 lub ATmega168). • Współpracuje z  dowolną aparaturą do  zdalnego sterowania. • Wykorzystanie dwóch kanałów do  sterowania ruchem dwóch serwomechanizmów. • Wariant podstawowy jest przeznaczony do  modeli samolotów. Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP: (wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-5491

Czujnik inercyjny LSM9DS0 oraz jego zastosowanie praktyczne (EP 2/2015) AVT-1806 Detektor drgań (EP 7/2014) AVT-5393 ASO –  Automatyczny system ostrzegania (EP 4/2013) AVT-5387 gLogger –  3-osiowy rejestrator przyśpieszenia (EP 3/2013) AVT-5223 Kieszonkowy akcelerometr (EP 2/2010) Projekt 132 Miernik przyśpieszenia (EP 8/2005) * Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

17

PROJEKTY

Rysunek 2. Standardowa ramka PPM minimalno-wariancyjnej estymaty wektora stanu modelu liniowego dyskretnego układu dynamicznego na  podstawie pomiarów wyjścia oraz wejścia tego układu”. Mogę obiecać, że to trudne do wypowiedzenia jednym tchem zdanie będzie zrozumiałe po przeczytaniu tego artykułu. Kolejny element układanki to  przekaźnik, który będzie wysyłał sygnały sterujące do urządzeń wykonawczych. W samolocie zdalnie sterowanym jest to nadajnik radiowy, poprzez który będziemy sterować serwami na pokładzie samolotu. Nadajnik będzie odbierał cyfrowy sygnał w modulacji PPM (Pulse Position Modulation) generowany przez nasz headtracker i przekazywał go drogą radiową do odbiornika znajdującego się w  samolocie. Zatem niezbędne jest zapoznanie się z charakterystyką sygnału PPM wykorzystywanego w kontrolerze RC. Istotne dla nas informacje to: • całkowity czas ramki PPM: 22500 ms, • czas pauzy pomiędzy kanałami: 300 ms, • czas dla pozycji centralnej: 1200 ms, • czasy skrajnych wychyleń: ±512 ms (czyli od 668 ms do 1712 ms). Czas pojedynczego kanału należy rozumieć jako sumę czasów poziomu wysokiego i pauzy, czyli przykładowo: dla pozycji centralnej czas wynosi 1500 m (1200 ms + 300 ms). Na rysunku 2 pokazano przykładową, 8-kanałową ramkę PPM, w  której kanały 1 i  2 zostały ustawione w  pozycjach skrajnych, natomiast pozostałe pozostawione zostały w pozycjach centralnych. Niezależnie od czasów poszczególnych kanałów, całkowita długość ramki pozostaje stała poprzez

odpowiednie dobranie czasu wypełnienia (sygnał synchronizacji). Serwomechanizm przyłączony do  kanału  1 zostanie wychylone w jedną skrajną pozycję, na do kanału 2 w przeciwną skrajną pozycję. Pozostałe serwomechanizmy zostałyby ustawione w pozycji centralnej. My będziemy sterowali tylko dwoma serwomechanizmami poprzez dowolnie wybrane dwa spośród ośmiu kanałów. Do  pojedynczego serwomechanizmu nie dociera pełna ramka PPM, a jedynie sygnał PWM (Pulse Width Modulation). Konwersją ramki PPM do PWM i rozesłaniem sygnałów do poszczególnych serwomechanizmów zajmuje się odbiornik zdalnego sterowania. Przykładowe sygnały PWM zostały pokazane na  rysunku  3. Dalsze objaśnianie sygnałów PPM oraz PWM wykracza poza zakres tego artykułu. Upraszczając, Headtracker będzie zamieniał dane odczytane z  IMU na  sygnał PPM. Do  tego celu wystarczy 8-bitowy mikrokontroler, na przykład ATmega8. Zawiera on wystarczająco dużo pamięci Flash, by pomieścić kod napisany w języku C, a przy taktowaniu 8  MHz jest w  stanie wykonywać ponad 200 pomiarów na  sekundę, co daje duży zapas mocy obliczeniowej. Nie obejdzie się bez dokumentacji pdf wykorzystywanych przez nas układów, więc konieczne jest pobranie odpowiednich dokumentów z  Internetu. W  kolejnej części artykułu będę odwoływał się do noty LSM9DS0 oraz ATmega8, które są dostępne na stronach www.sparkfun.com oraz www.atmel.com. Umiejętność korzystania z  dokumentacji dostarczanej przez producentów układów jest niezbędna do  wykonania projektu. By w  pełni zrozumieć ten tekst,

Rysunek 3. Przykładowe sygnały PWM sterujące serwomechanizmami

18 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

FPV Headtracker – inercyjny sterownik ruchu

Rysunek 4. Schemat połączeń IMU, CPU i konwertera napięć logicznych Kluczową informacją jest rozkład osi w układzie IMU, przedstazalecam na bieżąco weryikowanie dalszych rozważań z dokumentacją. Jest to  często praca żmudna i  trudno zrozumiała bez praktycz- wiony na rysunku 5. Należy także ustalić położenie układu w inalnych przykładów, ale mam nadzieję, że wszystko będzie jasno opisa- nym urządzeniu. W naszym przypadku będzie on odwrócony, co zone. Podkreślam, że  wartości rejestrów (układów scalonych) użytych stanie uwzględnione przy ustalaniu kierunku obrotów. Zgodnie ze  schematemz rys.  4, przystępujemy do  inicjalizaw programie wynikają wprost z dokumentacji i tam należy poszukicji CPU i  IMU. Poprzez Fusebity włączamy wewnętrzny oscylator wać szczegółowych wyjaśnień. Zacznijmy od  schematu połączeń pokazanego na  rysunku  4. 8  MHz. Uruchamiamy 2 timery sprzętowe. Pierwszy z  nich (8-bit Projekt zakłada użycie mikrokontrolera, diody sygnalizacyjnej, przy- Timer/Counter2) będzie odpowiedzialny za odliczanie czasu trwania cisku służącego do zerowania pozycji i kalibracji. Wykorzystamy tak- pętli głównej, dzięki czemu zdobędziemy informację o  częstotliwoże wspomniany układ LSM9DS0, który będzie przyłączany poprzez ści odczytu danych z IMU. Użyjemy go również do obsługi operacji gniazdo goldpin. Z uwagi na fakt, iż IMU pracuje pod napięciem 3,3 V asynchronicznych, takich jak obsługa przycisku i miganie diodą oraz a procesor 5 V, konieczne będzie użycie konwertera napięć logicznych do  operacji zerowania pozycji. Inicjalizujemy przerwanie TIMER2_ dla magistrali I2C. Użyjemy gotowego konwertera dostępnego w skle- COMP_vect, które będzie się wykonywało co 1 ms: pie botland.com.pl, który także podłączymy do Headtrackera poprzez //Koniguracja Timer2 8-bit gniazdo goldpin. Taka konstrukcja pozwoli nam na  wykorzystanie //CTC; 64 prescaler tych układów w  innych projektach. Podpinamy zasilanie IMU oraz TCCR2 = (1<
19

PROJEKTY //Clear or Set OC1A on Compare Match, WGM10,11,12,13-Fast PWM TCCR1A = (1<
20 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

//Magnet data-ready on INT2_XM (DRDYM) <- disable i2c_write_byte(I2C_ADR_XM,CTRL_REG4_XM,0b00000000); //Temp disable | Magnetic resolution Low | Magnetic data rate 100Hz i2c_write_byte(I2C_ADR_XM,CTRL_REG5_XM,0b00010100); //Magnetic full scale +/-4 gauss i2c_write_byte(I2C_ADR_XM,CTRL_REG6_XM,0b00100000); //Sensor Continuous-conversion mode i2c_write_byte(I2C_ADR_XM,CTRL_REG7_XM,0b10000000); Przedstawioną konigurację IMU należy traktować jako przykładową. Nic nie stoi na  przeszkodzie, by użyć innej, dostosowanej do własnych potrzeb. Nie ma także potrzeby wyjaśniania w tym miejscu każdej z powyższych opcji, ponieważ skończyłoby się to skopiowaniem dokumentacji. Chciałbym jedynie zwrócić uwagę na  kilka kluczowych aspektów: 1. Wyłączamy iltrowanie sprzętowe. Nie jest ono istotne, ponieważ tym zajmiemy się w sposób programowy. 2. Wyłączamy kolejkowanie FIFO. W  danym momencie interesuje nas bieżący stan układu. Nie musimy się obawiać „zgubionych” czy nieodczytanych wartości z  IMU, stąd ich kolejkowanie jest zbędne. 3. Ustalamy czułość żyroskopu na  2000 stopni na  sekundę (DPS). Bardzo wątpliwe jest, aby ktoś potraił kręcić głową z  większą prędkością. 4. Ustalamy częstotliwość generowania danych z  żyroskopu na 380 Hz. CPU będzie wykonywał pętlę główną w tempie około 200  Hz, dlatego jest zapewniona pewna nadwyżka danych od strony IMU. Należy pamiętać, iż w trybie FIFO układ informuje o dostępności nowych danych do odczytu poprzez ustawienie poziomu wysokiego na  pinie DRDYG. W  wypadku wyłączonego kolejkowania należy zapewnić odpowiednią pauzę pomiędzy kolejnymi odczytami w sposób programowy. 5. Ustalamy częstotliwość akcelerometru na  100 Hz. Większa ilość danych wydaje się zbędna i  prowadzi do  zwiększenia szumów spowodowanych drganiami układu. Bardziej istotne są  dla nas odczyty z żyroskopu. 6. Ustalamy maksymalne mierzone przeciążenie na  ±4g. Wyższa czułość na  poziomie ±2g powoduje zwiększenie rozdzielczości odczytów, co wprowadza dodatkowe zakłócenia. 7. IMU posiada wbudowany termometr, który nam się nie przyda. 8. Ustalamy czułość magnetometru na ±4 Gaussy. Magnetometr jest niestety podatny na zakłócenia zewnętrzne. Można je zaobserwować poprzez przybliżenie ferromagnetyków do IMU na odległość 2…3 cm. Przy projektowaniu PCB należy mieć na uwadze to, aby układ IMU znajdował się w bezpiecznej odległości od elementów, które mogą zakłócać jego pracę. 9. Wyłączamy domyślny tryb stand-by oraz włączamy odczyty w osiach X, Y i Z. Zainicjowany układ zaczyna udostępniać dane poprzez magistralę I2C, które możemy odczytać wprost z  jego 8-bitowych rejestrów. Spróbujmy odczytać dane prędkości kątowych z żyroskopu. Według dokumentacji informacje zapisane są  w  sześciu komplementarnych rejestrach o  adresach: OUT_X_L_G (28h), OUT_X_H_G (29h), OUT_Y_L_G (2Ah), OUT_Y_H_G (2Bh), OUT_Z_L_G (2Ch), OUT_Z_H_G (2Dh). W  celu odczytu wartości X musimy odczytać dwie 8-bitowe wartości spod adresów 28h i 29h oraz dokonać ich „złożenia” do liczby 16-bitowej. Z dokumentacji dowiemy się także, jaka jest kolejność bajtów oraz, że jest możliwy odczyt wielu bajtów w jednym transferze I2C. Dzięki temu możemy zbudować funkcję odczytującą 6 wartości jednocześnie, które następnie zamienimy na liczby 16-bitowe: uint8_t i2c_read_sequence(const uint8_t sla, const uint8_t adr, uint8_t dest[], const uint8_t cnt) { //Start if (i2c_start() != 0x08) { i2c_stop(); return 0; } //Wysłanie adresu urządzenia SLAVE + WRITE

FPV Headtracker – inercyjny sterownik ruchu if (i2c_write_data((sla<<1) | I2C_WRITE) != 0x18) { i2c_stop(); return 0; } //Wysłanie subadresu + autoincrement if (i2c_write_data(adr | (1<<7)) != 0x28) { i2c_stop(); return 0; } //Repeated Start if (i2c_start() != 0x10) { i2c_ stop(); return 0; } //Wysłanie adresu urządzenia SLAVE + READ Rysunek 6. Przykład analizy danych z UART w Excelu if (i2c_write_data((sla<<1) | I2C_READ) != 0x40) { i2c_stop(); uruchomienie połączenia przez UART, które posłuży do  wysyłania return 0; } danych na terminal PC. Do analizy odczytów z IMU na komputerze //Odczyt danych PC wystarczy Excel lub podobny arkusz kalkulacyjny. Dzięki opisanej for (uint8_t i=0; i max) max=RAW_X; tab[1] = (data[3]<<8) | data[2]; //Y Te zmienne także wysyłamy na ekran PC. tab[2] = (data[5]<<8) | data[4]; //Z return 1; } Kalibracja żyroskopu else return 0; Teoretycznie, nieruchomy układ IMU powinien wskazywać zero} we prędkości kątowe, jednak w  praktyce żyroskop zwraca pewne Poprzez zmienną sla przekazujemy adres żyroskopu na  magi- wartości. Oznacza to  konieczność kalibracji, a  więc doprowadzenie strali I2C, a addr to adres pierwszego z szeregu rejestrów, od którego do sytuacji, w której nieruchomy układ nie będzie wykazywał ruchu. zaczynamy pobierać dane. Funkcja zwraca w  tabeli wartości 6 reje- Żyroskop jest bardzo czuły na wszelkie drgania, dlatego istotne jest, strów, które wystarczy połączyć poprzez wykonanie kilku przesunięć aby kalibracja wykonywana była na stabilnym podłożu. Zastosowana bitowych. W analogiczny sposób pobierane są dane z akcelerometru przeze mnie metoda kalibracji żyroskopu polega na odczycie i uśredi  magnetometru. Trzeba pamiętać, że  IMU zwraca liczby całkowite nieniu kilku tysięcy próbek dla każdej z  trzech osi. W  wyniku tego ze znakiem, jednak są one konwertowane na typ zmiennoprzecinko- otrzymamy liczbę prezentującą średnie odchylenie prędkości kątowy, gdyż w  dalszych obliczeniach wykorzystywany będzie ten typ wej w pewnym czasie, jaką wskazuje żyroskop w każdym odczycie. Poniżej znajduje się przykładowy kod automatyzujący kalibrację danych. żyroskopu. void gyroAdjustment(const uint16_t cnt, double t[]) Metodyka analizy danych Skoro potraimy już odczytywać pomiary z IMU, to nadszedł czas, by { uint16_t gcnt=0; //Licznik odczytów się im przyjrzeć i  zrozumieć, co  mamy do  dyspozycji. Każda grupa double gsum[3] = { 0.0, 0.0, 0.0 }; //Sumy liczb (GX, GY, GZ), (AX, AY, AZ) oraz (MX, MY, MZ) wymaga oddzieldouble gyro[3]; nego wyjaśnienia. Do  wykonania kalibracji układów konieczne jest ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

21

PROJEKTY while (gcnt
Kalibracja akcelerometru Akcelerometr mierzy przyspieszenia w trzech osiach. Jeśli jest nieruchomy, działa na niego jedynie przyśpieszenie ziemskie o wartości 1g. Odczyty RAW z akcelerometru łatwo zrozumieć, jeśli położymy IMU na równej powierzchni, aby oś Z była skierowana pionowo w dół. W takim układzie przyspieszenie wzdłuż osi X i Y powinno wynosić 0, natomiast na osi Z powinniśmy widzieć wartość reprezentującą 1g. Analogicznie jak w przypadku żyroskopu liczby RAW zamieniamy na przyspieszenie g. Tym razem nasza dzielna wynosi 4 (rejestr CTRL_REG2_XM). Wyślijmy zatem na terminal dane RAW osi Z  oraz jej przekształcenie wyrażone w  g. Jeżeli oś będzie ukierunkowana pionowo (rysunek 8), zobaczymy odchylenia od normy wymagające kalibracji. Polega ona w  tym przypadku na  wycentrowaniu odczytów, aby rozkład amplitudy wokół zera był równomierny. Przykładowo, nieskalibrowane odczyty RAW na osi Z mogą

Rysunek 7. Pomiary żyroskopu

22 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Rysunek 8. Kalibracja akcelerometru – oś Z wykazywać wartości w przedziale od -8000 do +8400. Dążymy do sytuacji, w  której zakres zmienia się od  około -8200 (-1g) do  +8200 (+1g) poprzez dodanie korekty wynoszącej -200. Układamy IMU tak, aby odczyty na osiach X i Y oscylowały w okolicy 0 i zapisujemy wartość na osi Z. Następnie odwracamy IMU tak, aby ponownie X i Y były równe 0 i ponownie sprawdzamy wartość na osi Z, która tym razem będzie ze znakiem przeciwnym. Wprowadzamy korektę odczytu. Powtarzamy powyższe czynności, układając IMU w każdej płaszczyźnie i  w  dwóch kierunkach (XY, XZ i  YZ). Wprowadzany korekty do czasu aż będziemy zadowoleni z wyników. Kalibracja nie musi być idealna. W dalszych obliczeniach nie będzie konieczności obliczania wartości g.

Kalibracja magnetometru Pozostał nam do  skalibrowania elektroniczny kompas. Jak wspomniałem, na  dokładność odczytów mogą wpływać inne elementy znajdujące się w  pobliżu układu IMU w  tym także ścieżki PCB, przez które płynie prąd. Producent zaleca przesunięcie ścieżek prądowych o  natężeniu powyżej 10  mA kilka milimetrów od  sensorów. Wskazane jest, aby powtórzyć kalibrację w  inalnym układzie, a nawet w otoczeniu, w którym będzie używany (np. w docelowym urządzeniu). Przed rozpoczęciem kalibracji należy upewnić się, że pobliskie przedmioty ferromagnetyczne będą znajdowały się w odpowiedniej odległości od IMU bu ograniczyć ich wpływ na odczyty. Kalibracja magnetometru jest dwuetapowa. Pierwszy etap jest podobny do  kalibracji akcelerometru i  polega na  wycentrowaniu pomiarów na każdej z 3 osi. By tego dokonać, musimy umieć interpretować dane RAW. Na rysunku 9 w uproszeniu pokazane zostały dwa wektory sił mierzonych przez IMU. Obserwator znajduje się w miejscu oznaczonym literą O. Wektor A reprezentuje ruch poziomy po powierzchni Ziemi. Magnetometr mierzy siły wzdłuż wektora M. Kierunek tego wektora jest równoległy do sił pola magnetycznego, zwrot zaś wskazuje biegun północny. Jak widać wektor M nie jest równoległy do A lecz jest pochylony pod pewnym kątem, który jest bliski 0º na  równiku i  równy 90º na  biegunie. Do  wykonania kalibracji należy znaleźć ten wektor przy pomocy magnetometru. Znajomość kierunku północnego w miejscu wykonywania kalibracji będzie ułatwieniem. Zaczynamy od kalibracji osi Z. Uruchamiamy terminal i rozpoczynamy wysyłanie danych RAW. Ustawiamy IMU

Rysunek 9. Wektory sił mierzone przez IMU

FPV Headtracker – inercyjny sterownik ruchu kalibracji IMU. Zachęcam do ich poznania. Obliczanie kątów obrotu IMU na podstawie pomiarów akcelerometru i magnetometru kalibracji IMU. Zachęcam do ich poznania.

Na rysunku 11 zamieszczono o wykres zmienności kąta wychylenia Obliczanie kątów obrotu IMU na podstawie pomiarów akcelerometru

wokół osi X w czasie. Wykres powstał przez naprzemienny obrót IMU wykres zmienności kąta wychylenia wo do góry i do dołu. Kolorem zielonym przedstawiono wskazania żyroskopu. Wyraźnie widać, że już po siedmiu sekundach wykres oddalił przez naprzemienny obrót IMU do góry i do dołu. Kolorem zielonym p Obliczanie kątów obrotu IMU na podstawie pomiarów akcelerometru i magnetometru się od położenia centralnego prawie o 20 stopni. Jest to sytuacja naWyraźnie widać, żedryfem już po żyroskopu. siedmiu sekundach wykreslinia oddalił się od poło turalna i nazywana Dla porównania niebieRysunek 10. Kalibracja magnetometru – oś Z wykres zmienności kąta wychylenia wokół osi X w czasie. Wykres powstał ska przedstawia kąty mierzone na podstawie wskazań akcelerometru. Jest to sytuacja naturalna i nazywana dryfem żyroskopu. Dla porówna przez IMU do i do dołu. Kolorem że akcelerometr zielonym przedstawiono żyroskopu. Zauważymy, nie wykazujewskazania efektu dryfu, jednak w pow  taki sposób, by oś Z naprzemienny skierowana byłaobrót równolegle do góry osi północakcelerometru. Zauważymy, że akcelerom jego wskazania są obarczone dużo większym -południe. Następnie pochylamy IMU, aby oś Z  przecinała podło- równaniu do żyroskopu wskazań Wyraźnie widać, że już po siedmiu sekundach wykres oddalił się od położenia centralnego prawie o 20 stopni. gę pod pewnym kątem. Odczyt ekstremalny uzyskamy w  chwili, szumem. Jeśli użylibyśmy odczytów akcelerometru do  sterowania w porównaniu do żyroskopu jego wskazania są obarczone dużo większym to Xsytuacja i nazywana dryfem Dla porównania linia niebieska przedstawia kątyczaHeadtrackerem, nasze serwomechanizmy uległyby w  krótkim gdy wartości na Jest osiach i  Y będąnaturalna oscylowały w  okolicy zera (ry- żyroskopu. sunek  10). W  tej pozycji obrót IMU wokół osi Z  nie ma wpływu sie awarii z powodu częstych i szybkich zmian kierunku. Jeśli natowskazań akcelerometru. Zauważymy, że akcelerometr nie wykazuje efektu dryfu, jednak na odczyty. Odwracamy oś Z o 180º i w ten sposób otrzymujemy po- miast użylibyśmy jedynie żyroskopu, nasz Headtracker również nie powodu częstych i szybkich zmian kierunku. Jeśli natomiast użylibyśmy porównaniuProcedura do żyroskopu jegoanalogicznie wskazania są dużo Jeśli użylibyśmy nadawałby sięwiększym użytku. Byszumem. uzyskać zadowalający efekt odczytów musimy „pomiar ze znakiemwprzeciwnym. wygląda jakobarczone nie nadawałby użytku. By uzyskać zadowalający efekt musimy łączyć” oba odczyty, by się uzyskać przebieg zaprezentowany kolorem w  przypadku akcelerometru. Po  wyznaczeniu i  uwzględnieniu ko- również łyby w krótkim czasie awarii z rekt trzech osi zauważymy, że przedziały wyników na każdej z nich czerwonym. IMU możemy oczywiście obracać w dowolnych są różne. Przykładowo: pomiar X zmian zawierakierunku. się w przepowoduskorygowany częstych i szybkich Jeśli natomiast użylibyśmy jedynie żyroskopu, nasz kierunkach, dlamożemyustalić oczywiście w obrotów. dowolnych kierunkach, tego musimy umownąobracać kolejność Zakładamy więc, dlatego dziale od -3035 do 3035, Y od -2685 do 2678, Z od -2882 do 2883. Oś IMU również nie nadawałby się użytku. By uzyskać zadowalający efekt musimy połączyć oba odczyty, by uzyskać X została wycentrowana z najlepszym rezultatem. Osie Y i Z nadal że obrót wykonywany jest w pierwszej kolejności względem osi X, naobrotów. Zakładamy więc, że obrót wykonywany jest w pierwszej kolejno mają pewne niewielkie odchylenia, które można pominąć. Kolejnym stępnie Y i na koniec Z. Ma to swoje uzasadnienie, ponieważ na podadnienie, na podstawie nie jest ponieważ możliwe wyliczenie kąta wskaza etapem kalibracji jest normalizacja. Z uwagi na fakt, iż moduły prze- stawie wskazań akcelerometrów IMU możemy oczywiście obracać w dowolnych kierunkach, dlatego musimy ustalić umowną kolejność działów 3035, 2685 oraz 2883 odzwierciedlają to  samo natężenie względem osi pionowej Z. Do tego celu zostanie wykorzystany magnewyliczenie kąta względem osi pionowej Z. Do tego celu zostanie wykorzys tometr. Obliczaniekolejności kątów rozpoczynamy podstawowych pola magnetycznego, należy je przeskalować miary po- jest obrotów. Zakładamy więc,do wspólnej że obrót wykonywany w pierwszej względemod zapisania osi X, następnie Y i na odwykorzystywanych zapisania podstawowych macierzy obrotów, wyk macierzy obrotów, między innymi do przekształprzez mnożenie przez odpowiedni współczynnik. Do jego obliczenia rozpoczynamy adnienie, ponieważ na podstawie wskazań akcelerometrów nie jest możliwe wybieramy jedną z wartości, która będzie punktem odniesienia (np. ceń w przestrzeni 3D (np. w graice komputerowej): przekształceń w przestrzeni 3D (np. w grafice komputerowej): X 3035) i dzielimy ją przez odczyty z IMU: osi pionowej Z. Do tego celu zostanie wykorzystany magnetometr. Obliczanie kątów wyliczenie kąta względem 1 0 0 cos(β) 0 −sin(β) wspMX = 3035 / 3035 = 1 rozpoczynamy od zapisania podstawowych macierzy obrotów, cos(α)wykorzystywanych sin(α) ), �(β) = międ 1 0 ), �(γ) = �(α) = (0 ( 0 wspMY = 3035 / 2685 = 1.133308439 0 −sin(α) cos(α) sin(β) 0 cos(β) wspMZ = 3035 przekształceń / 2883 = 1.052722858 w przestrzeni 3D (np. w grafice komputerowej): Finalnie kalibracja naszego magnetometru wyglądać będzie obrotu sin(γ) uzyskujemy po przemnożeniu β Trójwymiarową 0 −sin(β) macierz cos(γ) 0 następująco: α α � β 1 0 � α ), �(γ) = ( ) −sin(γ) cos(γ) 0 kolejności:���� = �(α) ⋅ �(β) ⋅ �(γ) Operacje mnożenia macierzy, jak kalMX = rawMX + korektaMX; // *1 − α α β 0 cos(β) 0 0 1 kalMY = (rawMY + korektaMY) * wspMY; były za pomocą . Jeśli na IMU nie dzi kalMZ = (rawMZ + korektaMZ) * wspMZ; obrotu uzyskujemy po przemnożeniu powyższych macierzy ustalonej Trójwymiarową macierz gdzie: Trójwymiarową obrotu uzyskujemy po  skierowane przemnożeniu jedyną działającą siłąmacierz jest przyspieszenie ziemskie pionowo w kolejności:� � α ⋅ � β ⋅ � γ Operacje mnożenia macierzy, jak i kolejne etapy obliczeń wykonywane kal* – skalibrowany odczyt, ��� powyższych macierzy ustalonej kolejności: OXYZ=X(a)·Y(b)·Z(g). ustalenie kątów obrotu X i Y względem wektora Z, który zawsze jest ski raw* – odczyt bezpośrednio z IMU, Operacje jak i kolejne etapy obliczeń wykonywabyły za pomocą . Jeśli namnożenia IMU niemacierzy, działa przyspieszenie liniowe, wówczas korekta* – wartości centrujące odczyty, ne sposób były za pomocą programu Microsoft Mathematics. Jeśli na IMU nie ten otrzymamy macierz obrotu akcelerometru, wyrażoną jedyną działającą siłą jest przyspieszenie ziemskie działa skierowane pionowo w dół wzdłuż osi Z ożliwe wsp* – wartości współczynników normalizacyjnych, przyspieszenie liniowe, wówczas jedyną działającą siłą jest �� − �� − β Przedstawione przeze mnie metody kalibracji zapewniają wektora bardzo Z, przyspieszenie ziemskie skierowanew pionowo w dół wzdłuż osi Z, ustalenie kątów obrotu X i Y względem który zawsze jest skierowany tym samym kierunku. Wza-� � α α ⋅ β ⇒ Z, � � α ustalenie ⋅ � β ⋅kątów � γ obrotu ⋅ zadowalające efekty. Wymagane jest jedynie zachowanie należytej sta- �tem jest� możliwe X i Y względem wektora sposób otrzymamy macierz obrotu akcelerometru, α ⋅ W ten β sposób �zawsze α �� � ranności przy ichten wykonywaniu. W Internecie dostępne inne opraco- którywyrażoną jest skierowany w tym samym kierunku. wania na temat kalibracji IMU. Zachęcam do ich poznania. otrzymamy macierz obrotu akcelerometru, wyrażoną w postaci: �� − równań β należy zauważyć brak zależności pomię �� − Wβotrzymanym układzie

�� ��

α ⋅ β α ⋅ β ⇒ �� wokół osi Zγ co jest faktem. Natomiast możliwe jest wyznaczenie kątaα α ⋅ β α ⋅ β �� �� �� α ⋅ β W otrzymanym układzie równań należy zauważyć brak zależności pomiędzy a kątem obrotu ⇒ przyspieszeniami α �� �� α ⋅ β wokół osi Zγ co jest faktem. Natomiast możliwe jest wyznaczenie kątaα Rozwiązanie dla kątaβ �� �� α ⋅ β ⇒ α β −�� �� �� α ⋅ β Obliczenie kąta obrotu wokół osi Y jest zależne jedynie od przyspieszenia Rozwiązanie dla kątaβ �

β

� α ⋅� β ⋅� γ ⋅

−��

Obliczenie kąta obrotu wokół osi Y jest zależne jedynie od przyspieszenia mierzonego na

Rysunek 11. Dryf żyroskopowy i iltrowanie komplementarne ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

23

β � ⋅w α wzdłuż −�� � ⋅ ��ożliwe �� ⋅pionowo jedyną działającą siłą jest przyspieszenie ziemskie�skierowane dół osiβZ⋅α �− równań, � ⋅ � ⋅uzyskujemy α układ ⋅α ⋅ α zβktórego �� ⋅ wylicz α ⋅ � � W efekcie � α ⋅ � β ⋅ � γ Operacje mnożenia macierzy, wykonywane kolejności:� αγ ⋅ �Operacje βetapy ⋅� � 0obliczeń γ⋅mnożenia Operacje mnożenia i� kolejne etapy wykonywane kolejności:� � α ��� ⋅ � jak β � ⋅i �kolejne macierzy, jakmacierzy, i kolejne jak etapy obliczeń wykonywane −obliczeń �� ⋅ sin(β) sin(γ) ⋅ cos(ε) ��� � ⋅ cos(β) ustalenie kątów obrotu X i Y względem wektora Z, który zawsze jest skierowany w tym samym kierunku. W W efekcie uzyskujemy układ równań, którego wyliczymy kątγ �� ⋅⋅ ββ ⋅ sin(γ) ⋅ cos(ε) W efekcie uzyskujemy z� którego wyliczymy kątγ 0układ �z�IMU ⋅� sin(α) ⋅ równań, sin(β) +liniowe, + �� ⋅ sin(α �0 ⋅ cos(γ) ⋅ cos(ε) )nie = (na � ⋅ cos(α) . Jeśli nie działa przyspieszenie wówczas byłyna zaIMU pomocą . Jeśli nie działa przyspieszenie liniowe, wówczas były za pomocą .liniowe, Jeśli na IMU działa przyspieszenie wówczas PROJEKTY � ⋅ α ⋅ β � ⋅ � ⋅ cos(γ) ⋅ cos(ε) ) = ( ( � � 0 � ⋅ cos(β) ten sposób otrzymamy macierz obrotu � −� �0 akcelerometru, ⋅ sin(γ) ⋅ cos(ε) �0 ⋅ wyrażoną ⋅ cos(α) − ��⋅ �sin(β) + ⋅ cos(α β sin(ε) �⋅ �sin(α) ⋅ β� −� � β⋅ �0 ⋅ ożliwe γ ⋅ ��ε⋅ sin(β) �⋅ ą jest przyspieszenie ziemskie skierowane pionowo w dół osi Z skierowane jedyną działającą siłą jestwzdłuż przyspieszenie ziemskie skierowane pionowo w dół wzdłuż osi Z ożliwe � ⋅ β ⋅ α − � ⋅ sin(ε) � jedyną działającą siłą jest przyspieszenie ziemskie pionowo w dół wzdłuż osi Z ożliwe 0 � �� ⋅ sin(α) ⋅ sin(β) + ⋅ cos(α) �� ⋅�sin(α) ⋅ cos(ε) ) � ⋅ � ⋅α (cos(γ) � α ⋅ +β �� ⋅ ⋅ cos(β) α � )= ��⋅ cos(ε) − β (= �� ��⋅ � ⋅ cos(β) −sin β ()�= 0 ⋅� 0�0 ⋅ cos(γ) ⋅ sin(γ) ⋅ cos(ε) − �� ⋅ sin(β) 0 � otu X i Y względem wektora zawsze skierowany wwzględem samym W skierowany ustalenie kątów Y wektora który zawsze skierowany w+tym kierunku. sin(β) ⋅ cos(α) −w �sin(β) �� − ⋅ cos cos(α) ⋅ sin(β) ⋅ tym sin(ε) �0Z, ustalenie obrotu Xjest Yobrotu względem Z, który zawsze kierunku. W � ⋅samym �� + ⋅ �W −� �⋅�⋅sin(ε) � ⋅ sin(α) 0 ⋅ sin(α) cos(α � α ⋅ jest β sin(α) β ⋅kierunku. � = (�� Z, ⇒� )kątów =który �(α) ⋅ �(β) ⋅i�(γ) ⋅ (0)X=i � (wektora � ⋅tym �ε � ⋅ββ �0 ⋅⋅cos(γ) cos(ε) =jest �� ⋅ sin(α) ⋅� sin(β) +samym �0�⋅⋅cos(α) ⋅sin(γ) cos(α) +�� � ⋅ sin(α) ⋅ � ⋅ cos(γ) ⋅ cos(ε) = � ⋅ sin α ⋅ β � ⋅ cos(α) ⋅ β 0 � � 1 � α ⋅ β � my macierz obrotu akcelerometru, wyrażoną w postaci: ten sposób otrzymamy macierz obrotu akcelerometru, wyrażoną �0 ⋅wyrażoną sin(γ) ⋅ cos(ε) =0� ⋅ cos(β) − ��=⋅ sin(β) � � ten sposób otrzymamy macierz obrotu akcelerometru, � ⋅ �sin(γ) ⋅ cos(ε) �� ⋅ cos(β) − �� ⋅ sin(β) � � ⋅ cos(β) − �� ⋅ sin(β) � ⋅ os(γ) ⋅ cos(ε) = � ⋅ sin(α) ⋅ sin(β) + � ⋅ cos(α) + ⋅� sin(α) ⋅ cos(β) n(γ) = ⋅ ⋅ cos(α) β −+��� �⋅ ⋅ sin(α) β ⋅ 0 � � �+ � ⋅ cos(γ) ⋅ cos(ε) = � ⋅ sin(α) ⋅ sin(β) ���obrotu � = −sin(β) − +β � a� W otrzymanym układzie równań należy zauważyć brak przyspieszeniami kątem −sin(β) �� β �pomiędzy 0− − tan(γ) β��⋅=cos(α) � �� 0 − β �zależności sin(β) +� � ⋅ sin(α) ⋅ � � � ⋅ sin(α) ⋅ cos(β) � = sin(α) ⋅ cos(β) α �� ⋅ �⋅ ��{ β� � ⋅ cos(β) ⋅ ��⋅�cos(β) βkątaα ⇒ � β) ⋅ �(γ) ⋅ (0) = (wokół ⇒− ⋅ ⋅� β ⋅ �możliwe γ ⋅ α ⋅ jest wyznaczenie α� ⋅�� ⋅ sin(β) � ⋅⋅sin(α) β α⇒� � �sin(α)�osi ⋅ �αγNatomiast � �β� � ⋅α cos(β) −β�⋅ �sin(β) ⋅ sin(β) �� ⋅ Zγ��coα) jest faktem. γ cos(α) = tan(γ) = cos(α)��⋅ cos(β) �� �� = cos(α) 1⋅ cos(β) 1 α ⋅ β α ⋅ β � ⋅ β α ⋅ β � �⋅ sin(β) +��⋅ �sin(α) ⋅ cos(α) + ��+⋅ sin(α) ⋅ cos(β) �� ⋅ sin(α) ⋅ sin(β)�� �� ⋅ cos(α) + �� ⋅ sin(α) ⋅ cos(β) �� sin(α) ⋅ cos(β) �� układzie równań należy zauważyć brak zależnoKątyα β γ obliczymy za pomocą funkcji języka C: ⇒ tan(α) = = adzie równań W otrzymanym należy zauważyć brak zależności pomiędzy przyspieszeniami a kątem obrotu W otrzymanym układzie równań należy zauważyć brak zależności pomiędzy przyspieszeniami a kątemjęzyka obrotuC: W otrzymanym układzie równań należy brak zależności pomiędzy przyspieszeniami azakątem obrotu Kątyα γ obliczymy pomocą funkcji �� osizauważyć cos(α) ⋅ cos(β) � ści pomiędzy�przyspieszeniami a kątem obrotu wokół Zg, co jest Kąty a,b i g obliczymy za β pomocą funkcji języka C: accAngleX = atan2(aft[1], aft[2]); t faktem. faktem. Natomiast możliwe wyznaczenie osifaktem. Zγ kątaα co Natomiast jest faktem. jest =wyznaczenie kątaα wokółmożliwe osijest Zγwokół co kątaβ jest jestmożliwe wyznaczenie kątaα Natomiast jest wyznaczenie kąta a: accAngleX atan2(aft[1], Kątyαmożliwe βNatomiast γ obliczymy za pomocą funkcji języka C: aft[2]); accAngleX = atan2(aft[1], aft[2]); Rozwiązanie dla Kątyα β γ obliczymy za pomocą funkcji języka C: accAngleY = asin(-aft[0]); accAngleY = asin(-aft[0]); �� �� sin(α)�⋅�cos(β) β �=� atan2(aft[1], sin(α) ⋅ cos(β)accAngleX �� aft[2]); accAngleY = asin(-aft[0]); β −�� = accAngleX = atan2(aft[1], aft[2]); ⇒ tan(α) = α magAngleZ = atan2(Mx*cos(p)-Mz*sin(p), ⇒ tan(α) = ⇒ magAngleZ = atan2(Mx*cos(p)-Mz*sin(p), �� �� = cos(α)�⋅�cos(β) β �� cos(α) ⋅ cos(β) �� Mx*sin(r)*sin(p)+My* = asin(-aft[0]); magAngleZ accAngleY = asin(-aft[0]); Obliczenie kąta obrotu wokół osi YaccAngleY jest zależne jedynie od przyspieszenia mierzonego na = atan2(Mx*cos(p)-Mz*sin(p) taβ cos(r)+Mz*sin(r)*cos(p)); Rozwiązanie dla kąta bRozwiązanie jest wprost jako:wprost ja Mx*sin(r)*sin(p)+My*cos(r)+Mz*sin(r)*cos(p)); dla kątaβ Rozwiązanie dla podane kątaβjest podane magAngleZ = atan2(Mx*cos(p)-Mz*sin(p), Mx*sin(r)*sin(p)+My*cos(r)+Mz*sin(r)* magAngleZ = atan2(Mx*cos(p)-Mz*sin(p), gdzie: = −� sin(β) = −�sin(β) � � magAngleZ –  kąt względem kierunku północnego obliczony Mx*sin(r)*sin(p)+My*cos(r)+Mz*sin(r)*cos(p)); Mx*sin(r)*sin(p)+My*cos(r)+Mz*sin(r)*cos(p)); kąt względem kierunku północnego obliczony z uwzględnieniem IMU, kąta obrotu wokół osi Y jest zależne jedynie od przyotu wokół osi Obliczenie Y jest zależne jedynie od przyspieszenia mierzonego na Obliczenie kąta obrotu wokół osi Y jest zależne jedynie od pochylenia przyspieszenia mierzonego na z uwzględnieniem pochy Obliczenie kąta obrotu wokół osi Y jest zależne jedynie od przyspieszenia mierzonego na kąt względem kierunku północnego oblic

spieszenia mierzonego na osi X. Do wykonania powyższych obliczeń mag* – skalibrowany odczyt z magnetometru, rodczytów – kąt accAngleX, konieczne jest dokonanie normalizacji odczytów z akcelerometru: kąt względem kierunku północnegokierunku obliczony z uwzględnieniem IMU powyższych obliczeń konieczne jest dokonanie normalizacji z akcelerometru: kąt względem północnego obliczonypochylenia z uwzględnien p – kąt accAngleY. �� �� �� , ������ = , ������ = , |�| = ��2� + �2� Funkcja �2� atan2 zwraca wartości kątów w  przedziale od  -p do  p. ������ = |�| |�| normalizacji |�| eń konieczne jest dokonanie normalizacji odczytów z akcelerometru: Obliczonyz kąt odchylenia od  kierunku północnego zmienia się powyższych obliczeń konieczne jest dokonanie odczytów akcelerometru: powyższych obliczeń konieczne jest dokonanie normalizacji odczytów z akcelerometru: w przedziałach -p do 0 (obrót w jedną stronę) i od 0 do p (obrót w stroMożemy��teraz kierunku z magnetometru. Z �� �� �� przejść2do�wyznaczenia �2 2 2 � �2 2 � nę przeciwną). Chcemy jednak, aby kąt obliczany był nie względem � , |�| = = + � + � �� � � � � � � �� � � � � ��� � � � ����� 2 � ����� |�|� że oś � horyzontu ������ �2� początkowego �2�się wokół położenia ������ �� � ������ � ����� północ, ����� zakładamy, Y będzie��wskazywać a odchylenie od odbywa osi X o kątε(kąt a  względem headtrackera. W  tym � północy � celu dokonujemy przekształcenia względem pozycji początkowej Możemy teraz przejść do wyznaczenia kierunku z magnetometru. ch konieczne jest dokonanie normalizacji odczytów z akcelerometru: jśćobliczeń do wyznaczenia kierunku z magnetometru. Zgodni Możemy teraz przejść do wyznaczenia kierunku z magnetometru. Z powyższych obliczeń konieczne jest dokonanie normalizacji odczytów z akcelerometru: inklinacji). Wówczas składowe wektora można zapisać w postaci: Z Możemy teraz przejść dohoryzontalnego wyznaczenia kierunku z magnetometru. start_angle: Zgodnie z projektem PCB i rysunkiem 12 zakładamy, że oś Y będzie � � � � � � � będzie wskazywać północ, a odchylenie od horyzontu odbywa się wokół osi X o kątε(kąt � � zakładamy, że oś Y będzie wskazywać północ, a odchylenie od horyzontu odbywa się wokół osi X o kątε(kąt �� północ, 2 odbywa � 0 ���2 2 się wokół osi � double calcAngleAbs(double angle, start_ 2 horyzontu � od horyzontu ������a odchylenie � wskazywać �wskazywać że oś������ Y� będzie odbywa siędouble wokół osi X o kątε(kąt � � ������ północ,�a odchylenie � �2� �zakładamy, ��2� �od � ����� � � � ����� � � ⋅ ε � � � angle) { X o kąt e (kąt inklinacji). Wówczas składowe wektora horyzontalnego � 0 as składowe wektora horyzontalnego można zapisać postaci: inklinacji). Wówczas składowe wektorawhoryzontalnego można zapisać w postaci: inklinacji). Wówczas składowe wektora horyzontalnego można zapisać w postaci:> M_PI) { �0 ⋅ kierunku εnormalizacji if (fabs(angle-start_angle) można zapisać � obliczeń konieczne dokonanie odczytów � jest w postaci: eraz przejść do wyznaczenia z magnetometru. Zz akcelerometru: Możemy teraz przejść do wyznaczenia kierunku z magnetometru. Z �� if (start_angle>0) return 0 �� ���ε� mierzoną jest⋅pewną wielkością pola magnetycznego, natomiast� �kątε(kąt �� �0� � �wskazywać �ε że oś Y będzie �horyzontu y, a odchylenie od�horyzontu odbywa się(angle+M_2PI-start_angle); wokół osi X� ood 2 oś Y 2będzie 2 wskazywać zakładamy, że północ, a odchylenie odbywa się wokół osi X o kątε(kąt � ������0 północ, ������ � �� � ε � ⋅ cos(ε) ( � ) � �) = ( 0 � ε �� � � ⋅ ε else return (angle-M_2PI-start_angle); 0 � pochyleniu Przy IMU o 0º wektor horyzont jest równoległymożna do osizapisać Y, natomiast przy pochyleniu o . Wówczas składowe wektorainklinacji). horyzontalnego można zapisać wektora w postaci: εwskazujący �Wówczas � składowe horyzontalnego w postaci: 0 ⋅ sin(ε) � } zmierzoną przejść do wyznaczenia kierunku z magnetometru. wielkością magnetycznego, natomiast�Z � � jest pewną mierzoną wielkością pola magnetycznego, natomiast� � � �0pola �okół � osi � Z � z uwzględnieniem � � należy wyznaczyć powyższego kąta �mierzoną pewną mierzoną wielkością pola magnetycznego, natomiast� else return (angle-start_angle); gdzie M0 jest pewnągdzie� pola magnetycznego, � �0 jestwielkością � �� �� � ⋅ ε e oś Y będzie wskazywać północ, a odchylenie od horyzontu odbywa się wokół osi X o kątε(kąt � ⋅ ε pochyleniu MU0 o 0º wektor wskazujący horyzont do osi Y, natomiast o Y, natomiast przy pochyleniu o } pochyleniu natomiast,,to  odczyty z  �magnetometru. Przy IMU o jest 0º przy Przy pochyleniu IMU ojest 0º�wektor wskazujący horyzont równoległy do osi 0równoległy Przy pochyleniu IMU o 0º wektor wskazującygdzie: horyzont jest równoległy do osi Y, natomiast przy pochyleniu o �0 ⋅ εwektor wskazujący horyzont jest równoległy do osi Y, natomiast przy � ⋅ ε � 0 Wówczas składowe wektora horyzontalnego można zapisać wosi okół osi Z � należy wyznaczyć z⋅ uwzględnieniem powyższego wyznaczyć kąta z uwzględnieniem powyższego kąta � okół γpostaci: ⋅Z należy ε pochyleniu o 90º do osi Z. Kierunek – czyli obrót0 wokół osi Z – należy okół angle osi Z– aktualny należykąt, wyznaczyć z uwzględnieniem powyższego kąta st pewną mierzoną wielkością pola magnetycznego, natomiast� � � � � � jest pewną mierzoną wielkością pola magnetycznego, natomiast�� �� �� � � ⋅ ε �0inklinacji. ⋅ γ A zatem: ⋅ ε � γ ���� � γ ⋅ 00powyższego kąta start_angle – zapamiętany kąt początkowy. wyznaczyć z uwzględnieniem �0horyzont ⋅ ε jest równoległy �0 ⋅ doεosi Y, natomiast ⋅ εIMU o 0º wektor wskazujący To  samo przekształcenie wykorzystujemy zarówno oblicze- o yleniu przyjest pochyleniu o do IMU wektor wskazujący horyzont równoległy osi Y, natomiast przy przy pochyleniu �0 ⋅ γ ⋅Przy εpochyleniu �0o⋅0º sin(γ) ⋅ cos(ε) 0 ⋅ ε niu kąta względem osi Z (magAngleZ), jak i X (accAngleX). � ⋅ γ ⋅ ε 0 inklinacji na płaszczyznę horyzontalną. Mając wyliczone Powyższe przekształcenie niczym �0 ⋅ ε �(γ) ����� γ ⋅ ⋅okół ⋅ cos(ε) Z jest)należy zkąta uwzględnieniem powyższego kąta z uwzględnieniem powyższego kąta ⋅rzutowanie cos(γ) ⋅ cos(ε) ) (�0εosi = (�0wyznaczyć 0 ⋅ = �(γ) Z następnej należy wyznaczyć kolejności obliczamy czas pomiędzy odczytami ε �� ⋅okół osi γ ⋅ W  ε � magnetycznego, γ ���� � γ ⋅ � 0⋅ 0 pewną wielkością pola natomiast� � �0 ⋅ mierzoną ε �0podstawie ⋅ ε �wskazań �β możemy � � �0 ⋅(α sin(ε) 0 ⋅ sin(ε)akcelerometru kąty na wykonać obrót wektora magnetycznego wokół o  czym była mowa przy okazji inicjalizacji �0 ⋅ ε �0 ⋅ z  IMU. ε Zgodnie z  tym, pola CPU, wykorzystujemy przerwanie timera sprzętowego uruchamiane przekształcenie jest niczym rzutowanie kąta inklinacji niu IMU 0ºPowyższe wektor wskazujący horyzont jest równoległy do osi Y, natomiast przy pochyleniu o ałcenie jesto niczym rzutowanie kąta inklinacji na płaszczyznę horyzontalną. Mając wyliczone Powyższe przekształcenie jest niczym rzutowanie kąta inklinacji na płaszczyznę horyzontalną. Mając wyliczone płaszczyznę poziomą: �0 ⋅Powyższe γ ⋅rzutując ε je na tę samą przekształcenie jest na  niczym �0rzutowanie ⋅ γco 1 ⋅ kąta εinklinacji na płaszczyznę horyzontalną. Mając wyliczone milisekundę: na  płaszczyznę horyzontalną. Mając wyliczone kąty podstawie osi wyznaczyć uwzględnieniem powyższego kątapola magnetycznego γ Z⋅możemy � γ ⋅ � wskazań akcelerometru (α�βokół możemy wykonać obrót wektora pola magnetycznego na podstawie akcelerometru możemy obrót wektora 0 ⋅ kąty ε � ε⋅ βzwektora 0 ⋅� β�− ⋅(αγISR(TIMER2_COMP_vect) ⋅��wykonać ε wokół γwskazań �należy γε ⋅wykonać � 0⋅ � �(α 0 pola { wektora pola wokół wskazań akcelerometru (a i b) obrót ���� � kąty na podstawie wskazań akcelerometru β⋅ βmożemy wykonać obrót magnetycznego wokół �magnetycznego ε ⋅ � wokół � ⋅ ε 0⋅ � α ⋅ samą 0 X i Y� β ε płaszczyznę α ⋅ milisekund β �α0poziomą: ⋅ �//Zliczanie osi tym je�na tę samą β płaszczyznę ⋅ � � ⋅ samym �⋅ �ε ⋅ � rzutując je na tę samą poziomą: rzutując jeα� na0⋅„rzutując” tę samą płaszczyznę płaszczyznę poziomą: �� β ⋅ rzutując − �je� na ⋅ tęhoryzontalną. α �millis++; ⋅ Mając α ⋅poziomą: β płaszczyznę horyzontalną. Mając wyliczone �przekształcenie przekształcenie jest niczym na αpłaszczyznę wyliczone �ε ⋅ inklinacji �kąta inklinacji na β� γ− ⋅�� ⋅kąta β ���⋅ 0 ⋅ rzutowanie ⋅ niczym β − rzutowanie �� ⋅ β//Timery ��jest �Powyższe programowe ⋅ β − � ⋅ β � � ⋅ α εα⋅ efekcie γ ⋅ � γ ⋅�� ⋅α� wykonać β � wyliczymy dstawie akcelerometru możemy obrót pola układ kątγ ⋅ α z⋅βktórego � ⋅wektora α �(α � ⋅ α �⋅wykonać βwokół wektora � 0⋅ wskazań �W ⋅ �β� β 0uzyskujemy ⋅⋅ ���kąty podstawie wskazań akcelerometru β� możemy � ⋅ε ��równań, �magnetycznego �⋅ (αnaβα //Timer1: diodą, reset wokół sin � ⋅ α ⋅ β ⋅ α asynchroniczne �� ⋅ obrót α ⋅ miganie β pola magnetycznego � �(α) �(β) ( ) = ( � α ⋅ � β ⋅ � � � � ⋅ ε � εα β � ⋅ ⋅ αje na − � � ⋅ α ⋅ β �� ⋅0 rzutując 0��⋅⋅ ⋅ β ⋅ α − � ⋅ α � ⋅ α ⋅ β � � if (timer1>0) timer1--; � � � na β � −α��−płaszczyznę ⋅� β α poziomą: γ tę ⋅ samą ε płaszczyznę � ⋅ je rzutując 0 β ⋅ tę samą �� ⋅ α ⋅ β �� ⋅�sin �� poziomą: �⋅ //Timer2: zekształcenie jest niczym rzutowanie kąta inklinacji na płaszczyznę horyzontalną. Mając wyliczone � ⋅ α ⋅ β � ⋅ α � αobsługa ⋅ β przycisku, kalibracja żyroskopu � ⋅ γ ⋅ ε � � �⋅ my układ wyliczymy kątγ 0 z którego W efekcie uzyskujemy układ z którego wyliczymy kątγ −równań, � ⋅ sin(β) �� ⋅ cos(β) �� równań, β − �� ⋅ kątγ β �którego ��� if �⋅ efekcie uzyskujemy równań, wyliczymy �0 ⋅ ⋅ sin(β) β�układ ⋅ ⋅obrót α −⋅ cos(β) �� z⋅ pola αmagnetycznego �(timer2>0) α wokół ⋅ timer2--; β εW �� ⋅wykonać �⋅ akcelerometru (α εββ+⋅− możemy wektora � ⋅� cos(α) + sin(α) β) ⋅ (�wskazań ) � ⋅ sin(α) � �� � ⋅ sin(α ⋅ β � ⋅ α � α ⋅ β � ) = (�� � ⋅ � ⋅ β } � � ⋅ β − � ⋅ β εawie �(α) �(β) ( ) = ( ⋅ γ ⋅ � �⋅ � � � � 0

� ⋅ β β − �� ⋅ β �0− ⋅ cos(ε) ⋅ cos(α) �� α + ����rzutując � γγ⋅ sin(α) εε ��� ⋅ ⋅ −� � ⋅ �� α⋅ ⋅sin(β) ⋅je naγβ � ⋅⋅⋅ sin(γ) � α�⋅ cos(α) β⋅β⋅sin(β) � � ⋅ �α� α � �0 sin(β ⋅� ⋅ α α ⋅�� ⋅ β α ⋅ β �⋅ ⋅β ⋅samą �ε0 tę płaszczyznę poziomą: �⋅⋅� �− � � � ⋅α ⋅� �� ⋅ α ⋅ β γ ⋅ ⋅ cos(ε) ε ⋅) = (β�� ⋅ � ⋅α ⋅ α β � � (�0ε ⋅ cos(γ) � ⋅ α ⋅α � ⋅ γ ⋅ � α ⋅ β ⋅ β ⋅ α − � ⋅ α � ⋅ α ⋅ β � 0 � � � � ⋅ β ⋅ α − � ⋅ α � ⋅ α ⋅ β ⋅ ε � � � β wyliczymy � ⋅ � kątγ: � z którego wyliczymy � 0 uzyskujemy układ równań, którego ⋅ efekcie � β układ �z�W �� uzyskujemy kątγ �� ⋅ sin(ε) �0 − ⋅ βkąt⋅ g: α − � α α ⋅ β ⋅równań, � � ε z którego W efekcie uzyskujemy układ wyliczymy �równań, �⋅ −�� cos(α) sin(α) ⋅(�⋅ �cos(ε) � ⋅ ⋅sin(β)β −⋅�� ⋅γ � �+ ⋅ �β⋅−+� ε�β ⋅� ⋅ � ⋅ ⋅ cos(β) β β− �)� ⋅� ⋅ β β − � ⋅ )γ= ⋅(�� ⋅εsin(α) �⋅ �⋅cos(β) γ) γ � �0� �0�⋅�⋅ sin(β) γ ⋅ ε � ⋅� β − � ⋅� β β 0 ⋅� sin(γ) ⋅ cos(ε) α �α ⋅⋅ sin(α) β �cos(α) α� � ⋅ � ⋅ β α �⋅ � ⋅⋅ � ⋅ sin(α) β⋅γcos(α) ⋅− ⋅+ ⋅β� β �sin(β) � ⋅ ��⋅⋅�sin(β) ε � � α� ⋅ α⋅ cos(α) ⋅ ⋅ ⋅ α �αβ)� β ⋅ (sin(β) � �⋅ � + 0� ��⋅�� γ)�⋅�� cos(ε) ) �=α ⋅ ⋅sin �00 ⋅⋅ cos(γ) =�� (��⋅�⋅ sin(α) (� γ ⋅⋅⋅cos(ε) ε ��) + α �α⋅ ⋅ cos(β) β ���⋅� ⋅ α α ���⋅� ⋅ α α⋅ ⋅ β β ⋅ sin(β) ⋅ cos(α) −� ⋅ sin(α) +� �� sin(ε) �� układ � ⋅ β �� z⋅ którego β � �− �� β − ⋅⋅ cos(α) ⋅ sinβ β ⋅ ⋅sin(β)α − �� ⋅ α �� ⋅ α ⋅ β sin(ε) yskujemy równań, wyliczymy kątγ �� ⋅ � 0 ⋅� � β − �� ⋅ β γ �⋅ α ⋅ �0β⋅ �Kątyα ⋅β− � β⋅⋅funkcji γ⋅ zaαβpomocą ⋅� ⋅sin(γ) α⋅ cos�C: � γ� ⋅⋅ β α εγ �obliczymy ⋅⋅ cos(β) β języka �⋅sin(β) �� ����⋅α �� ε� �⋅ ⋅ ��α ⋅α⋅ ββ� − ⋅ cos(ε) β � � ⋅ �� ⋅α ⋅ β β �− � ⋅ �0 α ⋅ γ⋅ cos(ε) ⋅ ε) = (� ⋅ α ⋅ β � ⋅ α � ⋅ α ⋅ β �� ⋅ sin(α) ⋅ sin(β) �� ⋅ cos(α) �� �⋅ sin(α) �accAngleX + � + � ⋅ cos(β) � ⋅ cos(γ) ⋅ cos(ε) = � ⋅ sin(α ⋅ β � ⋅ α �� ⋅ α ⋅ β ) 0 � = atan2(aft[1], aft[2]); Rysunek 12. Składowe wektora horyzontalnego przy pochyleniu ⋅ cos(α) − � ⋅ sin(α) + � ⋅ cos(α) ⋅ sin(β) n(ε) ���⋅�sin(β) ⋅ βjęzyka β − � ⋅ za pomocą �β �� ⋅ cos my za pomocąKątyα funkcji C: γ obliczymy funkcji�języka C: β − �� ⋅ IMUβ accAngleY = �asin(-aft[0]); tan(γ) = Kątyα β�γ obliczymy za pomocą funkcji języka C: ⋅ 0 ⋅ sin(γ) α ⋅ ⋅ cos(ε) β � ⋅ α ⋅ α ⋅ β �� � =� �� ⋅ cos(β) −� ⋅ sin(β)⋅ sin(β) + �� ⋅ �� ⋅ sin(α) α �� ⋅ α ⋅ β �� tan2(aft[1], aft[2]); accAngleX ==atan2(aft[1], aft[2]); magAngleZ atan2(Mx*cos(p)-Mz*sin(p), accAngleX =+atan2(aft[1], cos(ε) =24 �� ⋅ sin(α) ⋅ sin(β) + �� ⋅ cos(α) �� ⋅ sin(α) ⋅ cos(β) aft[2]); ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 sin(-aft[0]); accAngleY = asin(-aft[0]); Mx*sin(r)*sin(p)+My*cos(r)+Mz*sin(r)*cos(p)); accAngleY = asin(-aft[0]);

ε

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

obrotowe niższe od

nie będą powodowały zmian kątów, w prz

stopniowe zmniejszanie współczynnika

kcją wykładniczą

FPV Headtracker – inercyjny sterownik ruchu

Współczynnik obliczymy na podstawie następującej funkcji: Obliczyliśmy kąty w  DPS odczytane z  żyroskopu oraz kąty względne mierzone na podstawie wskazań akcelerometru i magnetometru. Należy zwrócić uwagę na znaki, z jakimi wykonywane są obliczenia. Znaki są sprawą umowną, jednak muszą być spójne. Zatem jeśli obracamy IMU w lewo względem osi Z i żyroskop odczytuje ten ruch ze znakiem ujemnym, wówczas kąt obliczany z magnetometru również musi być ze znakiem ujemnym itd. W przypadku stwierdzenia niezgodności znaków należy dokonać korekt poprzez odpowiednią zmianę znaków wyliczonych kątów. W celu zniwelowania gryfu żyroskopowego i uzyskania efektu jak na rys. 11 wykorzystamy iltr komplementarny ze zmiennym współczynnikiem, który wyrażony jest następującym wzorem:

1 � = {1 − � ⋅ (|���| − ������ )� ����

���|���| ≤ ������ ��������� < |���| < ������ ���|���| ≥ ������

nożnik jest gdzie mnożnik M jest wartością stałąMi wynosi: gdzie mnożnik jestwartością wartościąstałą stałąi iwynosi: wynosi: −� −� � �==(��� (������ −��� ������ ���− ���))

obliczymy WspółczynnikWspółczynnik obliczymy ze wzoru: Współczynnik obliczymyze zewzoru: wzoru: � �==� ���� +(1 (1−−� ���� ���+ ���))⋅ ⋅��

=3,następując Wartości parametrów mogą zostać dobrane następująco: dps Wartości parametrów mogą zostać Wartości parametrów mogą zostać dobrane dobrane następują min dpsmax=60, p=2, Wmin=0,95, co zostało pokazane na rys. 13. Całkowite 13. 13.Całkowite Całkowiteograniczenie ograniczenieobrotu obrotuka ka ograniczenie obrotu kamery przy prędkościach niższych od  dpsmin ����� = � ⋅ (����� + ���� ⋅ ��) + (1 − �) ⋅ �������� uzyskamy poprzezpoprzez wyzerowanie odczytów odczytów z żyroskopu. wyzerowanie poprzez wyzerowanie odczytówzzżyroskopu. żyroskopu. gdzie: if (fabs(gyro)<=dpsmin) gyro=0; gdzie: if )) gyro=0; if (fabs(gyro)<=dps (fabs(gyro)<=dpsmin gyro=0; min angle – szukany kąt obrotu wokół danej osi, Powyższe rozwiązanie niweluje drgania przy powolnych ruchach szukany kąt obrotu wokół danej osi, W – współczynnik przyjmujący wartości od 0 do 1, headtrackera prawie do  zera rozwiązanie i rozwiązanie poprawia tym samymdrgania stabilność ka-powolnyc Powyższe niweluje przy Powyższe niweluje drgania przy powolnyc gyro – aktualny odczyt przyjmujący z żyroskopu w DPS, mery. Przy odpowiednim dobraniu parametrów krzywej możliwe jest współczynnik wartości od 0 do 1, samym samymstabilność stabilnośćkamery. kamery. Przy Przyodpowiednim odpowiednimdobraniu dobran dt – czas w sekundach mierzony od ostatniego odczytu z IMU, uzyskanie efektu precyzyjnego sterowania kamerą. Jednakże przy aktualny odczyt z żyroskopu w DPS, gyro*dt – kąt, o jaki dokonano obrotu od poprzedniego pomiaru, szybszych obrotach nasz układ nadal jest podatny na  Jednakże szumy linioprecyzyjnego sterowania kamerą. przy precyzyjnego sterowania kamerą. Jednakże przyszybsz szybs accAngle – kąt wyliczony ze wskazań akcelerometru lub magnetome- we, które także należy zminimalizować. Do tego celu wykorzystamy liniowe, liniowe, które które także także należy należy zminimalizować. zminimalizować. Do D tru w stopniach. iltrowanie, którego współpomysłodawcą był amerykański inżynier kąt, o jaki dokonano obrotu od poprzedniego pomiaru, Do  poprzedniej wartości kąta dodawany jest DPS (analogicznie węgierskiego pochodzenia Rudolf Kalman.był Szczegółowe omówienie współpomysłodawcą amerykański inżynier współpomysłodawcą był amerykański inżynier węgie węgi jak w przypadku z rys. 11) oraz dokonuje się „scalenie” tej teorii iltru w krótkim artykule nie jest możliwe, jednak pokątwykresu wyliczony ze wskazań akcelerometru lub magnetometru w Kalmana stopniach. omówienie omówienieteorii teoriifiltru filtruKalmana Kalmanawwkrótkim krótkimartykule artykulenie ni wartości z kątem accAngle. Powyższa funkcja iltrująca będzie zasto- lecam zapoznanie się z nią w najprostszym wydaniu. Na pewno poiej wartości kąta dodawany jest DPS (analogicznie jak w przypadku wykresu z sowana do kompensacji dryfu żyroskopowego w obu płaszczyznach: niższy algorytm przyda się w przyszłości. jprostszym wydaniu. jprostszym wydaniu.Na Napewno pewnoponiższy poniższyalgorytm algorytmpr p gyroAngleX = iltrKomplementarny(gyroAngleX, gyroX,Powyższa funkcja filtrująca będzie zastosowana do dokonuje się tej wartości z kątem accAngle. accAngleX*R2D, dt, calcWspC(gyroX)); Podsumowanie kompensacji= dryfu żyroskopowego w obu płaszczyznach: gyroAngleZ iltrKomplementarny(gyroAngleZ, gyroZ, W kolejnej części artykułu omówimy dalsze szczegóły implementacji magAngleZ*R2D, calcWspC(gyroZ)); (w  tym iltr Kalmana i  generowanie ramki gyroAngleX dt, = filtrKomplementarny(gyroAngleX, gyroX, accAngleX*R2D, dt,PPM) oraz zajmiemy się W Wkolejnej kolejnejczęści częściartykułu artykułuomówimy omówimydalsze dalszeszczegóły szczegółyim i gdzie: praktyczną realizację układową. calcWspC(gyroX)); gyroAngleX – inalny kąt obrotu względem osi X (pochylenie w górę Arkadiuszrealizację Witczak układową PPM) PPM)oraz orazzajmiemy zajmiemysię siępraktyczną praktyczną realizację układow i w dół), gyroAngleZ = filtrKomplementarny(gyroAngleZ, gyroZ, magAngleZ*R2D, dt, gyroAngleZ – inalny kąt obrotu względem osi Z (obrót w lewo i prawo), Materiały źródłowe: calcWspC(gyroZ)); R2D –  mnożnik konwertujący jednostki miary kątów z  radianów 1. https://goo.gl/uydmmr na stopnie (R2D=180/p), 2. https://goo.gl/qBOh2N calcWspC – funkcja obliczająca współczynnik W, zależna od prędko3. http://goo.gl/yyV91n finalny kąt obrotu względem osi X (pochylenie w górę i w dół), ści obrotu DPS. 4. http://goo.gl/8leJ8w Wadą powyższego rozwiązania to, iż  na  obliczenia http://goo.gl/ZTUZkk finalny kąt obrotujest względem osi Z (obrót kątów w lewo i 5. prawo), duży wpływ wywierają ruchy liniowe IMU, czyli mierzone przy6. http://goo.gl/S7fNv9 mnożnik konwertujący jednostki miary kątów z radianów 7. nahttp://goo.gl/QH7alV stopnie (R2D=180/ spieszenia. Przyczyniają się one do  złej stabilizacji kamery przy Materiały Materiałyźródłowe: źródłowe: niewielkich prędkościach obrotowych. W celu polepszenia ergono8. http://goo.gl/BZJ3uD funkcja obliczająca współczynnik , zależna od prędkości obrotu DPS. mii pracy konieczne jest zastosowanie dodatkowego algorytmu il9. http://goo.gl/oEw1og Wadą powyższego rozwiązania jest to, iż na obliczenia kątów duży wpływ wywierają ruchy liniowe IMU, czyli trującego. W  tym celu utworzona została funkcja calcWspC, której 10. http://goo.gl/C0G93L argumentem jest aktualna prędkość obrotu DPS. 11. http://goo.gl/n3m7R4 mierzone przyspieszenia. Przyczyniają się Jej onezadaniem do złej jest stabilizacji kamery przy niewielkich prędkościach obliczenie współczynnika iltru komplementarnego. Przy „niskich” 12. http://goo.gl/VQroFr prędkościach DPS, współczynnik jest bliski 1, a jego wartość stopniowo maleje wraz ze wzrostem DPS, jakzostała pokazafiltrującego. W tym celu utworzona funkcja , której argumentem jest aktualna prędkość obrotu no na rysunku 13. Wartość 1 oznacza, że obliczeDPS. Jej zadaniem jest obliczenie współczynnika filtru komplementarnego. Przy prędkośc nia wykonywane są w 100% na podstawie pomiarów żyroskopu, co  wzmaga efekt dryfu. Wartość współczynnik jest bliski 1, a jego wartość stopniowo maleje wraz ze wzrostem DPS, jak pokazano na 0 oznacza wprowadzenie do  obliczeń 100% szu. Wartość 1 oznacza,Zadowalające że obliczenia wykonywane są w 100% na podstawie pomiarów żyroskopu, co mów z  pomiarów akcelerometru. efekty uzyskuje przy współczynniku wyższym wzmaga efektsiędryfu. Wartość 0 oznacza wprowadzenie do obliczeń 100% szumów z pomiarów akcelerometru. od  0,95. Dodatkowo przy „bardzo niskich” prędZadowalające efekty uzyskuje sięaby przy współczynniku wyższym od 0,95. Dodatkowo przy kościach obrotowych wskazane jest, kamera pozostawała całkowicie nieruchoma. Pozostaje prędkościach obrotowych wskazane jest, aby kamera pozostawała całkowicie nieruchoma. Pozostaje określić określić metodą doświadczalną, co  rozumiemy metodą doświadczalną, co niskie”. rozumiemy przez wartości Załóżmy, że prędkości przez wartości „niskie” i „bardzo Załóżmy, że obrotowe prędkości niższe obrotowe dpsbędą niepowodowały będą odniższe od  nie zmian kątów, w przedziale od nastąpi min powodowały zmian kątów, w przedziale od dpsmin stopniowe zmniejszanie kcją wykładniczą o wykładniku aż do wartości do dps nastąpi stopniowewspółczynnika zmniejszanie współmax czynnika W zgodnie z funkcją wykładniczą o wyWspółczynnik obliczymy na podstawie następującej funkcji: kładniku p aż do wartości Wmin. Współczynnik ob��� ��� ≤ ��� Współczynnik iltru komplementanego w zależności od DPS liczymy na podstawie następującej funkcji: Rysunek 13.���

�

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

− � ⋅ ��� − ������ ����

�

��������� ��� ������ ��� ��� ≥ ������

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

25

PROJEKTY

Radioodbiornik stereofoniczny z RDS-em Wiedziony sentymentem do  starych rozwiązań i  zaopatrzony w  dzisiejszą wiedzę z  dziedziny elektroniki, postanowiłem zbudować prosty radioodbiornik wyposażony w  nowoczesne funkcje. Rezultat opublikowano na  łamach Elektroniki Praktycznej 6-7/2013. Radioodbiornik pocketRadio był jednak urządzeniem przenośnym, do  którego funkcjonowania niezbędny był odpowiedni zestaw słuchawkowy oraz pakiet baterii zasilających, co  odsuwało go nieco od  idei pierwowzoru. Postanowiłem zbudować radio, które nawiązywałoby do  starszych konstrukcji, ale w  znacznie nowocześniejszym wydaniu i  do  tego w  bardzo atrakcyjnej cenie. Tak jak wtedy, tak i  teraz, do  budowy naszego urządzenia postanowiłem wykorzystać doskonały układ scalonego odbiornika FM pod postacią układu Si4703 produkowanego przez irmę Silicon Labs, specjalistę w  dziedzinie tego typu rozwiązań. Rekomendacje: nowoczesny odbiornik radiowy, który przyda się w  domu i  w  trakcie wypadów wakacyjnych. Część z Was, drodzy Czytelnicy, pamięta zapewne dobre czasy rozkwitu polskiej elektroniki użytkowej, które przypadły na  lata

26 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

siedemdziesiąte, osiemdziesiąte i  dziewięćdziesiąte ubiegłego wieku. Mnie osobiście urządzenia z  tego okresu kojarzą się będą

z polską myślą techniczną, niezawodnością, dbałością o  szczegóły wykonania oraz niejednokrotnie –  innowacyjnością. Wystarczy wspomnieć zestawy „wieżowe” takich irm, jak Diora, Zakłady Kasprzaka, nie mówiąc już o  samych początkach (w  moim postrzeganiu tego okresu), które to  zawsze będę utożsamiał z radioodbiornikiem przenośnym o  wdzięcznej nazwie Jowita 2 w  obudowie częściowo wykonanej z  drewna. Na  zawsze w  mojej pamięci pozostanie odbiornik tego typu, który funkcjonował w  domu mojej bliskiej rodziny do  początków XXI wieku! Powiedzcie, proszę, które z  urządzeń produkowanych dzisiaj przetrwa 30lat?! Czemu zaprzepaszczono ten cały dorobek nazywany dzisiaj dumnie „know how”? Moim zdaniem dlatego, że Państwo jako całość nie miało nigdy i nie ma do dzisiaj odpowiedniej polityki rozwoju i ochrony rynku wewnętrznego…ale to temat na inny artykuł. Z  rozrzewnieniem wspominam swoje pierwsze konstrukcje budowane w tym czasie,

Radioodbiornik stereofoniczny z RDS-em które to  mimo swojej prostoty dawały wiele satysfakcji. Jak chyba każdy swoją przygodę z  elektroniką rozpoczynałem od  zbudowania właśnie takiego prostego radyjka złożonego zaledwie z kilku elementów, jak dla przykładu legendarne radyjko AM w  pudełku od  zapałek, zbudowane na bazie „zasłużonego” układu UL1111, znane wszystkim czytelnikom „Młodego Technika”. Mimo prostoty układy tego rodzaju nie były wcale łatwe do uruchomienia, a  to  za sprawą wielu elementów indukcyjnych, których koniguracja znacząco wpływała na efekt końcowy. Cóż z tego, że takie urządzenia pozostawiały wiele do  życzenia, jeśli chodzi o jakość emitowanego przezeń dźwięku, jeśli dawały wiele nieskrępowanej radości i nadziei rozwoju w przyszłości. Wiedziony sentymentem do starych rozwiązań i  zaopatrzony w  dzisiejszą wiedzę z dziedziny elektroniki, postanowiłem jakiś czas temu zbudować prosty radioodbiornik wyposażony w  nowoczesne funkcje, którego ziszczeniem był projekt o nazwie pocketRadio opublikowany na łamach Elektroniki

Rysunek 1. Wygląd obudowy układu Si4703

Praktycznej 6…7/2013. Radioodbiornik pocketRadio był jednak urządzeniem przenośnym, do  którego funkcjonowania niezbędny był odpowiedni zestaw słuchawkowy oraz pakiet baterii zasilających, co  odsuwało go nieco od idei pierwowzoru. Tym razem postanowiłem zbudować radio, które nawiązywałoby do  dawnych konstrukcji, ale w znacznie nowocześniejszym wydaniu i do tego w bardzo atrakcyjnej cenie. Tak jak wtedy, tak i  teraz, do  budowy urządzenia postanowiłem wykorzystać doskonały układ scalony odbiornika FM typu Si4703 irmy Silicon Labs, specjalistę w dziedzinie tego typu rozwiązań (i nie tylko). Układ ten jest kompletnym odbiornikiem radiowym przeznaczonym do  odbioru emisji w  paśmie FM charakteryzującym się następującymi, wybranymi cechami użytkowymi: • Odbiór stacji radiowych w  pełnym zakresie częstotliwości pasma FM (76…108 MHz). • Cyfrowa synteza częstotliwości z  wbudowanym oscylatorem VCO. • Wbudowane układy AFC (Automatic Frequency Control) i  AGC (Automatic Gain Control). • Obsługa konigurowalnej funkcji Seek (przeszukiwanie pasma). • Pomiar mocy sygnału antenowego. • Wbudowana funkcja regulacji głośności sygnału wyjściowego. • Wbudowany układ oscylatora dla rezonatora kwarcowego 32768 Hz. • Obsługa interfesju I2C oraz SPI. • Minimalna liczba niezbędnych elementów zewnętrznych w typowej aplikacji. • Brak konieczności jakiegokolwiek strojenia obwodów radiowych, gdyż w  układzie wykorzystano cyfrową obróbkę

Tabela 1. Opis funkcji wyprowadzeń układu Si4703 Numer pinu 1, 20 2 3 4, 12, 15, PAD 5 6

Nazwa NC FMIP RFGND GND RST SEN

7 8 9 10 11 13 14 16 17

SCLK SDIO RCLK VIO VD ROUT LOUT VA GPIO3

18

GPIO2

19

GPIO1

Opis Niepodłączone Wejście sygnału antenowego Masa części radiowej układu (należy połączyć z  polem masy PCB) Masa (należy połączyć z  polem masy PCB) Reset układu (aktywny stan niski) Wejście aktywacji i  wyboru rodzaju magistrali sterującej (aktywny stan niski) Wejście zegarowe magistrali sterującej Wejście/wyjście danych magistrali sterującej Wejście zewnętrznego sygnału zegarowego syntezera częstotliwości Napięcie zasilania układów wejścia/wyjścia odbiornika Napięcie zasilania części cyfrowej układu Wyjście audio –  kanał prawy Wyjście audio –  kanał lewy Napięcie zasilania części analogowej układu Uniwersalny, programowalny port IO (może pełnić rolę wskaźnika sygnału Stereo) Uniwersalny, programowalny port IO (może pełnić rolę przerwania od  gotowości danych RDS lub zakończenia strojenia/przeszukiwania pasma) Uniwersalny, programowalny port IO

Podstawowe informacje:

• Napięcie zasilania: 5 V (np. USB) • Maksymalny prąd obciążenia (wyświetlacz załączony/przyciemniony/wyłączony): 60 mA/50 mA/27 mA • Zakres częstotliwości radioodbiornika FM: 87.5…108 MHz • Typ obsługiwanych wiadomości RDS: PS (Program Service), RT (Radio Text), CT (Clock & Time) • Maksymalna moc wyjściowa audio: 2×320 mW przy obciążeniu 4 V • Impedancja obciążenia: 4…16 V Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-5401 AVT-5317 AVT-5242 AVT-5016

AVT-2469 AVT-2330

PocketRadio –  radioodbiornik kieszonkowy z  RDS (EP 6-7/2013) Lampowo-tranzystorowy odbiornik UKF (EP 11/2011) Radioodbiornik internetowy (EP 7/2010) Amplituner FM z  RDS (EP 6-7/2001) Odbiornik UKF FM (EdW 1/2001) Miniaturowy odbiornik FM stereo (EdW 2/1999)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

sygnałów za pomocą zaawansowanych technik DSP. • Szeroki zakres napięć zasilania (2,7…5,5 V). • Niewielki pobór mocy (w  tym tryb o  ekstremalnie małym zapotrzebowaniu na energię). • Wbudowany regulator napięcia typu LDO. • Obsługa systemu RDS/RDBS. • Małe wymiary obudowy (3 mm×3 mm). Cechy użytkowe układu idealnie predestynują go do  zastosowań w  sprzęcie tego typu zwłaszcza, że  aplikacja układu ogranicza się do  zaledwie kilku elementów zewnętrznych. Wynika to  z  faktu, o  czym wspomniano pokrótce wcześniej, że  w  budowie układu Si4703 wykorzystano zaawansowany, cyfrowy tor przetwarzania sygnału REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

27

PROJEKTY za pomocą przetworników A/C oraz C/A oraz procesora DSP. Zresztą wystarczy wspomnieć, iż  element Si4703 jest przykładem jednego z  wielu produktów rodziny Si47xx tejże irmy (dostępnych jest ponad 25 rodzajów układów), w  zakresie której mieszczą się zarówno odbiorniki jak i  nadajniki we wszystkich dostępnych pasmach radiowych zróżnicowane pod względem zintegrowanej funkcjonalności. Na  rysunku  1 pokazano wygląd obudowy układu Si4703, natomiast w  tabeli  1 zamieszczono opis i  funkcji poszczególnych wyprowadzeń. Nie będę w  tym miejscu powielał dokładnego opisu układu, ponieważ byłby on  bardzo obszerny, a  zarazem łatwy do  znalezienia w  treści wspomnianego artykułu, tylko od  razu przejdę do  schematu naszego urządzenia, który zamieszczono na rysunku 2.

Rysunek 2. Schemat ideowy urządzenia Radio

28 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Jest to nieskomplikowany system mikroprocesorowy zbudowany z  wykorzystaniem popularnego mikrokontrolera ATmega168PA

taktowanego wewnętrznym, wysokostabilnym oscylatorem o  częstotliwości 8  MHz, którego zadaniem jest obsługa układu Si4703

Radioodbiornik stereofoniczny z RDS-em za pomocą interfejsu TWI, obsługa i  dekodowanie wiadomości systemu RDS z  wykorzystaniem przerwania zewnętrznego INT0 oraz odpowiednio skonigurowanego wyprowadzenia GPIO2 układu Si4703. Mikrokontroler odpowiada także za obsługę interfejsu użytkownika złożonego z  pięciu przycisków funkcyjnych M1…M5 dających możliwość zapamiętania najczęściej słuchanych stacji radiowych, enkodera TUNE/VOL ze  zintegrowanym przyciskiem przeznaczonego do  regulacji głośności radioodbiornika i częstotliwości pracy oraz wyświetlacza graicznego typu COG o rozdzielczości 128×64

piksele z kontrolerem ST7565R. Wybór tego rodzaju wyświetlacza podyktowany był jego niską ceną oraz rozdzielczością wystarczającą na  potrzeby tejże aplikacji. Nie bez znaczenia jest też fakt, iż  sterownik ST7565R komunikuje się z  mikrokontrolerem za pomocą interfejsu SPI, co  znacznie ogranicza

liczbę niezbędnych połączeń i  pozwala na zastosowanie układu o niewielkiej liczbie wyprowadzeń. Wróćmy jednak na  chwilę do  naszego „głównego bohatera”, którym jest radio FM pod postacią układu Si4703, a  które to  wymaga pewnego, osobliwego procesu

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

29

PROJEKTY inicjalizacji, jako że  wyposażono je w  dwa interfejsy komunikacyjne. Jak to  często bywa, obsługa i  inicjalizacja naszego radyjka jest możliwa dzięki wyposażeniu go w  magistralę sterującą (I2C lub SPI), za pomocą której dokonujemy niezbędnej koniguracji. W  tym celu posługujemy się szeregiem 16-bitowych rejestrów koniguracyjnych kontrolujących pracę radioodbiornika. Aby jednak rozpocząć właściwą transmisję, konieczne jest poprawne zainicjowanie układu, które ma na  celu wybór aktywnej magistrali sterującej (pomiędzy I2C i SPI) oraz uruchomienie wewnętrznego oscylatora, niezbędnego z punktu widzenia Wykaz elementów Rezystory: (SMD 0805): R1: 22 kV R2, R11, R12, R16, R19: 10 kV R3, R5, R22: 2,2 kV R4: 5,1 kV R6: 10 V R7, R8: 4,7 kV R9, R10, R14, R15: 20 kV R13: 2,5 kV R17, R18, R20, R21: 4,7 V R22: 470 V R23: 100 kV Kondensatory: (SMD 0805): C1…C3, C13…C15, C28, C30, C32, C34: 100 nF C4…C12, C22, C23: 1 mF C16…C18, C25…C27, C31: 10 mF/10 V (SMD „A”) C19, C20: 22 pF C21: 22 nF C24: 1 nF C29, C33: 10 nF Półprzewodniki: U1: ATmega168PA (TQFP32) U2: MCP73832 (SOT-23/5) U3: Si4703 (QFN20) U4: MCP1825S-3002ED (SOT223) U5, U6: TDA2822D (SO8) T1: BC817 (SOT23) T2: AP2301AGN (SOT23) D1: MBR0520L (SOD123) CHRG: czerwona dioda LED 3 mm Inne: LCD: wyświetlacz graiczny AG-C128064CF-DIW (COG, 128×64 px, sterownik ST7565R) L1: dławik 10 mH (SMD 0805) L2: dławik 56 nH (SMD 1206) Q1: rezonator kwarcowy, zegarkowy 32768 Hz M1…M5: przycisk TACT-69N-F (wysokość 30 mm) LEFT, RIGHT: głośnik miniaturowy VISATON VS-BF32-8 TUNE/VOL: enkoder ze zintegrowanym przyciskiem (długość ośki 30 mm) USB: gniazdo mini USB-B SMT typu DS1104-BN0SR ON/OFF: przełącznik hebelkowy do druku HSS1260R ACCU: koszyczek akumulatora MR18650 typu KEYSTONE KEYS1043 plus akumulator LI-Ion MR18650 3,7 V/2200 mAh typu ACCU-ICR18650-2.2 KNOB: gałka aluminiowa ze wskaźnikiem typu MC-131-6.4 (Ø25×15 mm)

30 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

części radiowej układu. Przewidziano dwa sposoby wyboru rodzaju aktywnej magistrali sterującej, różniące się liczbą niezbędnych wyprowadzeń układu Si4703 zaangażowanych w  ten proces. Pierwszy zakłada wykorzystanie wyprowadzeń GPIO3, SEN oraz SDIO układu, drugi – GPIO3 i GPIO1. Należy jednak zaznaczyć, iż rekomendowanym sposobem wyboru aktywnej magistrali sterującej przy wykorzystaniu wewnętrznego oscylatora dla rezonatora 32768  Hz jest sposób pierwszy, gdyż wewnętrzne moduły peryferyjne układu Si4703 zapewniają niezbędne ściągnięcie wyprowadzenia GPIO3 pracującego w  układzie oscylatora 32768 Hz do masy w czasie, gdy sygnał RST jest wyzerowany. Po  wykonaniu procedury wyboru aktywnej magistrali sterującej

(tu I2C), niezbędne jest uruchomienie oscylatora 32768  Hz (ewentualnie dostarczenie takiego sygnału z zewnątrz do wyprowadzenia RCLK) oraz aktywacja układu Si4703 (za pomocą bitów Enable/Disable rejestru POWERCONFIG). Graf kompletnej procedury inicjalizacji układu Si4703 z opcjonalnym wyborem rodzaju magistrali sterującej pokazano na rysunku 3. Po  wykonaniu inicjalizacji układu w  skład, której wchodzi wybór aktywnej magistrali sterującej, możemy przystąpić do koniguracji parametrów sprzętowych naszego radyjka. Jak napisałem, nie będę w tym miejscu powielał informacji na wspomniany temat, gdyż zainteresowani Czytelnicy z  łatwością znajdą je w treści artykułu nt. urządzenia „pocketRadio’, zatem idźmy.

Rysunek 3. Graf kompletnej procedury inicjalizacji układu Si4703

Radioodbiornik stereofoniczny z RDS-em Mikrokontroler, będący niejako „sercem” całego urządzenia, odpowiada jeszcze za następujące, wcześniej niewymienione funkcjonalności: • Steruje intensywnością podświetlenia wyświetlacza graicznego wykorzystując w  tym celu układ czasowo-licznikowy Timer2 pracujący w  trybie PWM (jego kanał OC2A) oraz tranzystor T1, dzięki czemu pozwala na  zmniejszenie intensywności podświetlenia po pewnym czasie bezczynności po stronie użytkownika a następnie dalsze wygaszenie go (po kolejnym czasie bezczynności), co przyczynia się do znacznej oszczędności energii. • Mierzy napięcie akumulatora ACCU zasilającego urządzenie, dzięki wykorzystaniu wbudowanego przetwornika A/C, wewnętrznego źródła napięcia odniesienia 1,1 V oraz rezystancyjnego dzielnika napięcia R3/R4, co  pozwala na  wizualizację stanu akumulatora w  ramach graicznego interfejsu użytkownika. • Cyklicznie bada stan wyprowadzenia STAT scalonego układu ładowania MCP73832, dzięki czemu otrzymuje informację o  statusie ładowania, którą to  także wyświetla ramach graicznego interfejsu użytkownika. Na tą chwilę to tyle, jeśli chodzi o blok cyfrowy urządzenia. W  ramach części analogowej zbudowano natomiast końcówkę mocy, w której zastosowano niedrogie układy typu TDA2822, tym razem w wersji SMD (stąd literka „D” w  oznaczeniu układu). Układ TDA2822 jest zintegrowanym, stereofonicznym wzmacniaczem małej mocy charakteryzującym się dość dobrymi parametrami elektrycznymi i możliwością pracy w szerokim zakresie napięcia zasilania 1,8…15 V, co  idealnie predestynuje go do  zastosowań w sprzęcie przenośnym. W naszym urządzeniu każdy z  tych scalaków pracuje w  układzie mostkowym, co pozwoliło na efektywne zwiększenie maksymalnej mocy wyjściowej, przy napięcia zasilania 3  V i  impedancji obciążenia 4  V jest na  poziomie 320  mW na  kanał, a  więc wydaje się wystarczająca w  konstrukcji tego typu. Wyjścia układów TDA2822D dołączono do  głośników miniaturowych VS-BF32-8 produkcji irmy Visaton, które charakteryzują się dobrymi parametrami elektrycznymi i  bardzo efektownym wyglądem. Moc maksymalna tych przetworników to 2 W, impedancja 8 V, zaś

pasmo przenoszenia rozciąga się od 150 Hz do 20 kHz. Wyjście antenowe układu Si4703 wyprowadzono poprzez iltr L2/C24 do zacisku ANT radioodbiornika, do  którego należy przymocować kawałek przewodu lub też prostą antenę teleskopową, zaś ich długość dobrać eksperymentalnie, w  czym z  pewnością pomoże wskaźnik mocy sygnału antenowego dostępny w  ramach graicznego interfejsu użytkownika. Na  koniec kilka słów o  bloku zasilającym, w  którego budowie wykorzystano zaawansowany, specjalizowany układ ładowania akumulatorów Li-Ion i  Li-Po  pod postacią układu MCP73832. Układ ten integruje w  sobie kompletny system ładowania, który charakteryzuje się następującą funkcjonalnością: • Szeroki zakres napięcia zasilania 3,75…6 V. • Duża dokładność regulacji ±0,75%. • Programowany prąd ładowania szybkiego w zakresie 15…500 mA (tylko jeden rezystor, w naszym wypadku R13). • Możliwość wyboru wartości prądu ładowania wstępnego (w  odniesieniu do zdeiniowanego powyżej prądu ładowania szybkiego): 10%, 20%, 40% lub opcja nieaktywna. • Możliwość wyboru poziomu naładowania akumulatora (a  dokładnie „reszty” do 100% pojemności), po którym układ przechodzi do trybu ładowania konserwacyjnego: 5%, 7,5%, 10% lub 20%. • Wbudowany mechanizm wykrywania dołączonego akumulatora. • Trójstanowe wyjście statusu procesu ładowania STAT. • Automatyczne przejście do  trybu power-down o małym poborze mocy. • Dostępność układu w  bardzo małej, 5-wyprowadzeniowej obudowie SOT-23. Układ MCP73832 idealnie nadaje się do  zastosowania w  aplikacjach ładowarek akumulatorów litowych, ponieważ automatycznie nadzoruje proces ładowania wybierając odpowiedni tryb oraz mechanizm kontroli, zaś jedynym „zmartwieniem” użytkownika jest wybór prądu ładowania szybkiego, którego dokonujemy za pomocą rezystora włączonego pomiędzy wyprowadzenie PROG a masę. Prąd ustala się zgodnie z wzorem

IREG = 1000V/RPROG, gdzie: • IREG prąd wyrażony w mA, • RPROG rezystancja w kV. W wypadku naszego urządzenia rezystor RPROG ma rezystancję 2,5 kΩ, co ustawia prąd ładowania szybkiego na  wartość 400 mA. Nie bez powodu ustawiono tego typu prąd ładowania. Wszak należy pamiętać, iż  dla wygody, do  zasilania radioodbiornika przewidziano dołączenie go do portu USB komputera (lub popularnego zasilacza sieciowego z portem USB przeznaczonego do ładowania telefonów komórkowych), a ten pozwala na maksymalny pobór prądu rzędu 500 mA w  trybie high-power (zaś typowo 100  mA). Za przełączenie w  tryb high-power portu USB odpowiada aplikacja urządzenia podłączanego, co  w  naszym wypadku nie ma miejsca, więc w większości wypadków nasz układ ładowania dołączony do  komputera nie będzie mógł skorzystać z  pełnej, zaprogramowanej zdolności prądowej, co  wydłuży czas ładowania akumulatora. W  przypadku zasilaczy sieciowych z  portem USB przeznaczonych do  ładowania telefonów komórkowych sytuacja taka nie będzie miała miejsca i  czas ładowania ulegnie stosownemu skróceniu. Tak jak wspomniano wcześniej, układ MCP73832 udostępnia specjalne wyprowadzenie STAT, które informuje użytkownika o  statusie procesu ładowania według specyikacji pokazanej w tabeli 2. Kilka dodatkowych słów uwagi wymaga opcjonalny układ współdzielenia obciążenia zbudowany przy użyciu tranzystora T2 typu MOSFET z  kanałem P, diody Schottky’iego D1 oraz rezystora R23. Dlaczego niezbędna była implementacja tego rodzaju rozwiązania? Otóż, układ MCP73832 nie posiada w  swojej strukturze odpowiednich bloków funkcjonalnych odpowiedzialnych za współdzielenie obciążenia, to  znaczy odpowiedzialnych za uwzględnienie w procesie ładowania faktu, iż w czasie, gdy układ nadzoruje proces ładowania akumulatora tenże akumulator zasila urządzenie, które pobiera z niego prąd. Taka sytuacja, po  pierwsze powoduje w najlepszym wypadku wydłużenie samego REKLAMA

Tabela 2. Znaczenie stanu wyprowadzenia STAT układu MCP73832 podczas procesu ładowania Stan procesu ładowania Tryb power-down układu MCP73832 Brak akumulatora Ładowanie wstępne Ładowanie szybkie (tryb constant-current) Ładowanie konserwacyjne (tryb constant-voltage) Proces ładowania zakończony

Stan wyprowadzenia STAT HIGH-Z HIGH-Z L L L HIGH-Z ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

31

PROJEKTY procesu ładowania, zaś w skrajnych wypadkach może go zaburzyć czy też spowodować, iż proces ładowania nigdy nie dobiegnie końca (gdyż odbiornik pobierając nieustannie prąd z ogniwa, a więc de facto z układu nadzorującego, nie pozwoli tym samym na skuteczną detekcję końca procesu ładowania). Aby temu zapobiec, zastosowano „przełącznik” w postaci tranzystora MOSFET, którego bramkę podłączono bezpośrednio do  napięcia USB zasilającego ładowarkę. Przy obecności napięcia USB (czyli de facto poziomu wysokiego na bramce tranzystora) tranzystor T2 przechodzi w stan wyłączenia odłączając tym samym ładowany akumulator od obciążenia. W  tym samym czasie obciążenie, jakim jest w naszym wypadku radyjko, zostaje zasilone bezpośrednio z napięcia portu USB, a  dokładnie rzecz ujmując, poprzez diodę D1. W  przypadku odłączenia naszego urządzenia od  napięcia zasilającego USB, bramka tranzystora T2 zostaje ściągnięta do masy (poprzez rezystor R24) powodując przewodzenie tegoż tranzystora a więc tym samym zasilenie naszego urządzenia z akumulatora ACCU. W  tym przypadku dioda D1 pełni nieco inną funkcję, a  mianowicie zabezpiecza przed przepływem prądu wstecznego tj. z  akumulatora w  kierunku źródła napięcia zasilającego (USB). W ten prosty sposób zbudowano nieskomplikowany i  w  pełni funkcjonalny układ współdzielenia obciążenia, który czasami występuje w  innych typach scalonych kontrolerów ładowania produkcji irmy Microchip. Dalej, wyjście z układu ładowania, poprzez prosty przełącznik mechaniczny, wprowadzono na wejście stabilizatora LDO typu MCP1825, który zapewnia stały poziom napięcia zasilającego system mikroprocesorowy (3 V) niezależnie do stanu układu ładowania. Rozwiązanie takie ma dodatkową zaletę w postaci możliwości ładowania wbudowanego akumulatora nawet wtedy, gdy radioodbiornik pozostaje wyłączony (przy użyciu przełącznika ON/OFF). Właśnie dla takiego przypadku dodano opcjonalne elementy w  postaci rezystora R22 i  diody LED CHRG, które stanowią prosty interfejs sygnalizacyjny w momencie, gdy urządzenie pozostaje wyłączone, a  więc trudno byłoby się zorientować, na  jakim etapie ładowania znajduje się zaimplementowany układ ładowania. Świecenie się diody LED świadczy o trwającym procesie ładowania. Na koniec, można by powiedzieć „na deser”, przedstawię kilka praktycznych informacji na  temat zastosowanego wyświetlacza LCD. Muszę o  tym napisać, ponieważ, mimo iż  ten element dosyć popularny, to  na  próżno szukać dobrze opisanych rozwiązań programowych. Co więcej, w swojej praktyce elektronika-programisty stosowałem już przeróżne wyświetlacze graiczne, począwszy od  monochromatycznych o niewielkiej rozdzielczości, a skończywszy

32 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

na  zaawansowanych wyświetlaczach TFT ze  zintegrowanym panelem dotykowy, jednak pierwszy raz stosuję monochromatyczny wyświetlacz graiczny wykonany w  technologii COG, czyli ze  sterownikiem zintegrowanym na szkle. Tym razem zdecydowałem się na tego typu rozwiązanie z uwagi na bardzo atrakcyjną cenę zastosowanego peryferium, które to  jest ponad 5 razy tańsze, niż doskonały wyświetlacz OLED zastosowany w  urządzeniu „pocketRadio”. Wspomniany wyświetlacz wyposażony został w dość prosty sterownik ekranu o oznaczeniu ST7565R, który do  komunikacji z  procesorem sterującym wykorzystuje interfejs SPI, przez co  do  nawiązania komunikacji niezbędne jest wykorzystanie wyłącznie pięciu portów mikrokontrolera. W  tym celu przewidziano następujące sygnały sterujące: • SDATA (lub SI) będące szeregowym wejściem danych magistrali SPI. • SCLK będące wejściem sygnału zegarowego magistrali SPI. • RS (lub A0) wskazujące na  rodzaj danych, jakie przesyłane są do sterownika wyświetlacza LCD (0: przesyłane dane to rozkazy sterujące, 1: przesyłane dane to dane pamięci obrazu). • CS będące wejściem aktywacji sterownika ekranu (tzw. Chip Select). • RST (lub RESET) będące wejściem zerowania sterownika ekranu. Sterownik ST7565R wyposażony został w  pamięć ekranu o  pojemności 132×65 bitów, która jest zorganizowana w  taki sposób, iż  cały ekran podzielono na  pionowe elementy o  wysokości 8 bitów (czyli jednego bajta). W  ten sposób pamięć ekranu składa się z  132 kolumn i  9 wierszy (tutaj

nazywanych stronami – „Pages”), przy czym ostatni wiersz ma wysokość wyłącznie jednego bitu, co – jakby nie patrzeć – jest dość dziwnym rozwiązaniem. W  przypadku naszego wyświetlacza nie jest wykorzystywana cała, dostępna pamięć sterownika, więc mamy do dyspozycji 128 kolumn i 8 wierszy. Każdy, „pionowy” bajt reprezentuje 8 pikseli ekranu ułożonych w  pionie, przy czym od góry występuje bit najmniej znaczący D0 aż ku dołowi, gdzie zlokalizowano bit najbardziej znaczący D7. Zapis do pamięci ekranu standardowo przebiega od  lewej do  prawej oraz powoduje automatyczną inkrementację adresu kolejnej kolumny, a w przypadku osiągnięcia końca wiersza, inkrementowany zostaje adres wiersza. Jest to ustawienie konigurowalne, które może zostać zmienione poprzez wysłanie do  sterownika odpowiedniego rozkazu sterującego z towarzyszącymi mu danymi. Wyświetlacz, w czym łatwo się zorientować po krótkiej analizie dostępnych wejść sterujących, nie umożliwia przeprowadzenia operacji odczytu pamięci obrazu czy ustawień rejestrów sterujących, gdyż nie dysponuje stosownym wyprowadzeniem, które przełączałoby układ ST7565R w  tryb odczytu, w  związku z  czym jedyną operacją jaka jest w tym przypadku dostępna jest zapis rejestrów koniguracyjnych lub zapis do  pamięci obrazu. W  naszej aplikacji nie stanowi to  żadnego problemu, gdyż jak się później okaże korzystamy z  implementacji wyłącznie dwóch funkcji rysujących obraz i  czcionkę na  ekranie. Trzeba jednak podkreślić, iż  czasami stanowić to  może spore ograniczenie, dla przykładu w  przypadku chęci implementacji funkcji rysującej linie czy inne, proste elementy graiczne. W takim

Listing 1. Funkcje odpowiedzialne za realizację programowej obsługi magistrali SPI //Software SPI port deinitions #deine SPI_PORT PORTC #deine SPI_DDR DDRC #deine MOSI_PIN PC0 #deine SCK_PIN PC1 #deine CS_PIN PC3 #deine RESET_SCK SPI_PORT &= ~(1<
SCK_TICK; SCK_TICK; SCK_TICK; SCK_TICK; SCK_TICK; SCK_TICK; SCK_TICK; SCK_TICK;

Radioodbiornik stereofoniczny z RDS-em Listing 2. Funkcje odpowiedzialne za realizację podstawowej komunikacji ze sterownikiem ST7565R void ST7565writeData(uint8_t Data) { SET_RS; SPIsendByte(Data); } void ST7565writeCommand(uint8_t Command) { RESET_RS; SPIsendByte(Command); }

wypadku, biorąc pod uwagę fakt, iż  nie mamy możliwości odczytania zawartości ekranu przed jego aktualizacją, rysowana linia lub inny prosty element graiczny „zamazywałby” informację, która znajduje się „pod nim”, jeśli dotyczy tego samego „pionowego” bajta danych. Aby uporać się z  tym problemem należałoby buforować całą pamięć sterownika w  pamięci RAM mikrokontrolera i  na  tej ostatniej pamięci przeprowadzać wszelkie operacje graiczne, po  czym należałby przepisywać całą jej zawartość (lub przynajmniej zmienione obszary) do pamięci sterownika ekranu. Jest to  rozwiązanie wystarczające, ale bardzo wymagające, gdyż angażuje 1024 bajty pamięci RAM mikrokontrolera. Niemniej jednak, my nie korzystamy z  tego rodzaju implementacji, gdyż nie ma takiej potrzeby. Przejdźmy zatem do  konkretów implementacyjnych. Zaczniemy od  implementacji funkcji odpowiedzialnych za realizację programowej obsługi magistrali SPI (inicjalizacji portów i  funkcji wysyłającej bajt danych), pokazanych na  listingu  1. Kolejne dwie funkcje to  podstawowe funkcje przeznaczone do  komunikacji ze  sterownikiem ST7565R, które pozwalają na  zapis do  pamięci ekranu sterownika jak i  wysłanie

Listing 3. Listing pliku nagłówkowego sterownika ST7565R #deine COG_RS_PORT PORTC //COG display port deinitions #deine COG_RS_DDR DDRC #deine COG_RST_PORT PORTD #deine COG_RST_DDR DDRD #deine COG_RS_NR PC2 //RS pin (1=Data, 0=Command) #deine COG_RST_NR PD1 //RESET pin #deine RESET_RS COG_RS_PORT &= ~(1<
rozkazu sterującego – zamieszczono je na listingu  2. Kolejna funkcja to  funkcja, której wywołanie gwarantuje poprawną inicjalizację sterownika ST7565R, w ramach to której wysyłanych jest ciąg rozkazów sterujących i towarzyszących im danych tylko po to, bay

Listing 4. Funkcja odpowiedzialna za inicjalizację sterownika ST7565R void ST7565init(void) { SPIinit(); //MOSI, SCK & CS as outputs with ‘0’ COG_RS_DDR |= (1<
0

}

ST7565writeCommand(CMD_SET_ELECTR_VOLUME_MODE);

ustawić szereg właściwości sprzętowych tego układu, bez których niemożliwa byłaby poprawna praca wyświetlacza. Aby jednak zrozumieć ciało tejże funkcji, niezbędna jest znajomość pliku nagłówkowego, który pokazano na listingu 3. Nie będę wdawał się w  tym miejscu w  szczegóły implementacyjne, gdyż łatwo je znaleźć w  dokumentacji sterownika, w związku z czym przejdę od razu do obiecanej funkcji inicjalizacyjnej, którą pokazano na listingu 4. Kolejne funkcje to trzy niewielkie funkcje narzędziowe, które umożliwiają: ustawienie adresu w pamięci ekranu, od którego zacznie REKLAMA

//Electronic volume mode

ST7565writeCommand(0x14); //0x01~0x3F ST7565writeCommand(CMD_SET_BOOSTER_RATIO); //Boster ratio select ST7565writeCommand(BOOSTER_234); //Booster ratio = 2x,3x,4x ST7565writeCommand(CMD_SET_DISP_START_LINE|0); //Display start address = ST7565writeCommand(CMD_SET_PAGE|0); //Page = 0 ST7565writeCommand(CMD_SET_COLUMN_MSB|0); //Column MSB = 0 ST7565writeCommand(CMD_SET_COLUMN_LSB|0); //Column LSB = 0 ST7565writeCommand(CMD_DISPLAY_ON); //Display ON

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

33

PROJEKTY się najbliższy zapis do tejże pamięci (numeru kolumny i wiersza), ustawienie kontrastu wyświetlacza LCD oraz wyczyszczenie pamięci ekranu – pokazano je listingu 5. Pora na  funkcję, która umożliwia wyświetlenie obrazka na ekranie wyświetlacza. Zdziwicie się, jaka łatwa jest jej implementacja. Jednym z  jej argumentów jest wskaźnik do tablicy w pamięci Flash (const uint8_t *Bitmap), gdzie znajduje się „treść” obrazka. Pierwsze dwa bajty tejże tablicy to szerokość i  wysokość obrazka wyrażona w  pikselach (wysokość musi być wielokrotnością cyfry 8, co  wynika z  organizacji pamięci obrazu), zaś pozostałe bajty reprezentują treść obrazu widzianą w ten sam sposób, w jaki zorganizowana jest pamięć sterownika ST7565R. Tę funkcję pokazano na listingu 6. Na  koniec funkcja odpowiedzialna za wyświetlanie znaków na ekranie wyświetlacza ze sterownikiem ST7565R. Zanim jednak przejdę do  jej implementacji przedstawię strukturę danych, która przechowuje wszystkie, niezbędne z  punktu widzenia obsługi

czcionek, zmienne i  której wprowadzenie znacznie ułatwia pracę z  takimi czcionkami. Na jej bazie powołana zostanie globalna zmienna static fontDescription CurrentFont, która będzie przechowywała parametry aktualnie wybranej czcionki. Wspomnianą strukturę pokazano na listingu 7. Myślę, że  nazwy i  opis poszczególnych pól tejże struktury dobitnie wyraża pełnione przez nie funkcje, przez co  zbyteczne jest ich dodatkowe tłumaczenie. Dodam tylko, że  stosowne, gotowe struktury danych zawierające wzorce czcionek o różnym wyglądzie wygenerować możemy używając kilku, dostępnych w  Internecie darmowych jak i  płatnych aplikacji, których pozwolę sobie nie reklamować w  tym miejscu. Na  listingu  8 przedstawiono z  kolei funkcję narzędziową, za pomocą której ustawimy wszystkie pola zmiennej globalnej odpowiedzialnej za przechowywanie parametrów aktualnej czcionki ekranowej, a której argumentem jest wskaźnik do  struktury tego typu przechowywanej w  pamięci Flash mikrokontrolera.

Rysunek 4. Schemat montażowy urządzenia Radio

34 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Na  listingu  9 zamieszczono funkcję odpowiedzialną za wyświetlenie pojedynczego znaku za pomocą aktualnie używanej czcionki, natomiast na  listingu  10 funkcję odpowiedzialną za wyświetlenie ciągu znaków z pamięci RAM mikrokontrolera. To  tyle, jeśli chodzi o  obsługę naszego, wydawałoby się niepozornego, acz bardzo ciekawego wyświetlacza LCD, w  związku z czym idźmy dalej.

Montaż Schemat montażowy radioodbiornika pokazano na rysunku 4. Zaprojektowano bardzo zwartą konstrukcję obwodu drukowanego ze  zdecydowaną przewagą niewielkich elementów SMD po  to, aby całe urządzenie wymiarami przypominało małe radyjko, co  czyni jest mobilnym a  zarazem atrakcyjnym wizualnie. Z  uwagi na  zastosowanie niewielkich elementów SMD o dość kłopotliwych obudowach, montaż tego typu układu najlepiej jest przeprowadzić z użyciem stacji lutowniczej typu Hot Air, dobrych topników

Radioodbiornik stereofoniczny z RDS-em Listing 5. Ciała funkcji narzędziowych sterownika ST7565R void glcdGotoXY(uint8_t Column, uint8_t Page) { glcdColumn = Column; glcdPage = Page; //Variables glcdColumn/glcdPage are global variables of the module ST7565writeCommand(CMD_SET_PAGE|(Page & 0x07)); //Page = 0~7 ST7565writeCommand(CMD_SET_COLUMN_MSB|(Column>>4)); //Column A7~A4 ST7565writeCommand(CMD_SET_COLUMN_LSB|(Column & 0x0F)); //Column A3~A0 } void glcdSetContrast(uint8_t Contrast) { ST7565writeCommand(CMD_SET_ELECTR_VOLUME_MODE); ST7565writeCommand(Contrast & 0x3F); } void glcdCls(void) { for(uint8_t Page = 0; Page < 8; Page++) { glcdGotoXY(0, Page); for(uint8_t Column = 0; Column>3; //The second byte is picture height (in pixels). Must be 8, 16, 24 etc. for(uint8_t Page = 0; Page < Height; Page++) { glcdGotoXY(X, Y+Page); for(uint8_t Column = 0; Column < Width; Column++) ST7565writeData(pgm_read_byte(Bitmap++)); } } Listing 7. Struktura danych (i deklaracja stosownej zmiennej) przechowująca parametry aktualnie używanej czcionki typedef struct { uint8_t Width; //Font width (pixels) uint8_t Height; //Font height (bytes!) uint8_t Interspace; //Interspace width (pixels) uint8_t BytesPerChar; //Bytes per character deinition uint8_t FirstCharCode; //The ASCII code of the irst character in the font data array const uint8_t *Bitmap; //Pointer to the array describing subsequent characters } fontDescription; static fontDescription CurrentFont Listing 8. Ciało funkcji narzędziowej odpowiedzialnej za ustawienie parametrów aktualnej czcionki ekranowej void glcdSetFont(const fontDescription *Font) { CurrentFont.Width = pgm_read_byte(&Font->Width); CurrentFont.Height = pgm_read_byte(&Font->Height); CurrentFont.Interspace = pgm_read_byte(&Font->Interspace); CurrentFont.BytesPerChar = pgm_read_byte(&Font->BytesPerChar); CurrentFont.FirstCharCode = pgm_read_byte(&Font->FirstCharCode); CurrentFont.Bitmap = (uint8_t*)pgm_read_word(&Font->Bitmap); }

lutowniczych oraz dysponując sporym doświadczeniem w  tej kwestii. Dotyczy to  zwłaszcza układu scalonego radioodbiornika Si4703, którego niewielka obudowa o wymiarach 3 mm×3 mm ma 20 wyprowadzeń umieszczonych pod spodem i na obrysie obudowy. Jak zwykle, montaż zaczynamy od przylutowania wszystkich układów scalonych po obu stronach laminatu oraz gniazda USB. Następnie lutujemy pozostałe elementy półprzewodnikowe, rezystory, kondensatory, pozostałe elementy bierne a na końcu przyciski M1…M5, koszyczek do  umieszczenia akumulatora MR18650 oraz enkoder TUNE/ VOL. Miniaturowe głośniczki LEFT/RIGHT mocujemy do  płytki urządzenia za pomocą tulei dystansowych (4 sztuki dla każdego głośnika) zaś same ich połączenie wykonujemy kawałkiem drutu miedzianego. Z  uwagi na  zagęszczenie wyprowadzeń układów scalonych, przed pierwszym włączeniem zasilania należy jeszcze raz

sprawdzić jakość wykonanych połączeń, by nie dopuścić do  ewentualnych zwarć. Wspomniana kontrola będzie znacznie łatwiejsza, jeśli zmontowaną płytkę przemyjemy alkoholem izopropylowym w celu wypłukania nadmiaru kalafonii lutowniczej. Na samym końcu, do tak przygotowanej płytki, montujemy wyświetlacz LCD (zaopatrując go wcześniej w  moduł podświetlenia przyklejony od  spodu) zwyczajnie lutując jego wyprowadzenia w przeznaczone do tego celu pola lutownicze, gdyż połączenia te zapewniają mu jednocześnie wystarczający montaż mechaniczny. Poprawnie zmontowany układ powinien działać od razu po podłączeniu zasilania.

interfejsu użytkownika była podstawowym kryterium przy konstruowaniu stosownych procedur sterujących. Zgodnie z  tymi podstawowymi założeniami, na  płytce sterownika przewidziano wyłącznie 6 przycisków sterujących dających bezpośredni dostęp do  realizowanej przez nie funkcjonalności. Jak łatwo się domyślić, przyciski umownie oznaczone jako M1…M5 służą do  wywołania uprzednio zapamiętanej stacji radiowej, do  zapamiętania bieżącej częstotliwości w  wybranym banku danych nieulotnej pamięci mikrokontrolera (przy długim wciśnięciu –  ok. 500  ms) lub do  uruchomienia procedury przeszukiwania pasma radiowego REKLAMA

Obsługa Jako, że radio jest z założenia przenośne, które to  może być obsługiwane w  nieoptymalnych warunkach rzeczywistych, ergonomia i  prostota obsługi układu jak i  czytelność ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

35

PROJEKTY Listing 9. Ciało funkcji odpowiedzialnej za wyświetlenie pojedynczego znaku aktualnie używaną czcionką void glcdDrawChar(char Character, uint8_t Inversion) { register uint8_t readByte, positionX = glcdColumn, positionY = glcdPage; const uint8_t *dataPointer; //Now we calculate pointer to the character’s data dataPointer = &CurrentFont.Bitmap[(CurrentFont.BytesPerChar*(Character-CurrentFont.FirstCharCode))]; for(uint8_t Page = 0; Page < CurrentFont.Height; Page++) { glcdGotoXY(positionX, positionY++); for(uint8_t Column = 0; Column < CurrentFont.Width; Column++) { if(Character == ‚ ‚) readByte = 0x00; else readByte = pgm_read_byte(dataPointer++); ST7565writeData(readByte); } } } Ustawienie fusebitów: CKSEL3...0: 1111 SUT1...0: 11 CKDIV8: 1 CKOUT: 1 DWEN: 1 EESAVE: 0

FM w poszukiwaniu aktywnej stacji FM (wyłącznie M1 lub M5, bardzo długie wciśnięcie, powyżej 1000 ms), natomiast przycisk zintegrowany w  ośce enkodera, umownie oznaczony jako MODE, służy do zmiany funkcjonalności realizowanej przez tenże enkoder. Każdorazowe jego przyciśnięcie powoduje zmianę rodzaju regulacji, jakie powodować

Listing 10. Ciało funkcji odpowiedzialnej za wyświetlenie ciągu znaków z pamięci RAM mikrokontrolera void glcdDrawString(uint8_t Column, uint8_t Page, char *String) { glcdGotoXY(Column, Page); while(*String) { glcdDrawChar(*String++, Inversion); //Now we have to calculate the new column address where the //next character will be displayed glcdColumn += CurrentFont.Width + CurrentFont.Interspace; } }

będzie pokręcanie osią enkodera, co sygnalizowane jest w  ramach graicznego interfejsu użytkownika poprzez pokazanie ikonki „strzałki” obok suwaka reprezentującego

Rysunek 5. Diagram obrazujący system Menu i sposób obsługi układu Radio

36 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

poziom głośności, w przypadku, gdy aktywną funkcją pokrętła enkodera jest, co oczywiste, regulacja głośności. W  innym wypadku pokręcanie ośki enkodera zmieniać będzie

Radioodbiornik stereofoniczny z RDS-em

Rysunek 6. Wygląd interfejsu użytkownika układu Radio częstotliwość stacji radiowej. Kompletny diagram obrazujący funkcjonalność systemu Menu jak również sposób obsługi urządzenia pokazano na rysunku 5 (symbole przycisków wypełnione kolorem szarym oznaczają długie naciśnięcie wybranego przycisku (poniżej 500ms) a  przyciski wypełnione kolorem czarnym oznaczają bardzo długie wciśnięcie danego przycisku – ponad 1000 ms), zaś na  rysunku  6 pokazano wygląd interfejsu użytkownika. Dodatkowo, urządzenie Radio wyposażono w  mechanizm redukcji poboru mocy, którego działanie polega na  automatycznym przyciemnianiu podświetlenia wyświetlacza LCD po  czasie około 10 sekund bezczynności (braku działań po stronie

użytkownika) i całkowitym wyłączeniu tegoż podświetlenia po  kolejnych 30 sekundach. Aktywacja podświetlenia następuję z chwilą przyciśnięcia dowolnego z elementów sterujących. Dodatkową, ostatnią funkcjonalnością, w  jaką wyposażono nasze urządzenie, jest możliwość regulacji kontrastu wbudowanego wyświetlacza LCD. Wywołanie tej funkcji możliwe jest wyłącznie podczas włączania urządzenia poprzez naciśnięcie i  przytrzymanie przycisku zintegrowanego w  ośce enkodera w  czasie startu programu obsługi. Po wykonaniu tej czynności na ekranie urządzenia pokazana będzie bieżąca wartość kontrastu, którą to  zmieniamy przy pomocy przycisków M1 (in minus) i  M2

(in plus) obserwując jednocześnie efekty działania stosownych zmian na  ekranie urządzenia. Wyjście z  tej opcji, któremu towarzyszy zapamiętanie bieżącego kontrastu wyświetlacza LCD w  nieulotnej pamięci EEPROM mikrokontrolera, możliwe jest poprzez ponowne przyciśnięcie przycisku zintegrowanego w ośce enkodera, co spowoduje przejście do Menu głównego interfejsu użytkownika. Na koniec, już tylko dla porządku, dodam, iż  informacje tekstowe przesyłane dzięki systemowi RDS w postaci grupy typu Radio Text prezentowane są  w  formie automatycznie przewijanego tekstu w dolnej części ekranu.

Robert Wołgajew, EP

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

37

Elektronika Praktyczna

Specjalna oferta w ramach Płytki drukowane wykonała firma Elmax www.elmax.waw.pl Układy z oferty

Większość nowoczesnych układów elektronicznych jest umieszczana w  obudowach, które bardzo trudno przylutować w  warunkach niewielkiego warsztatu elektronicznego. Z  drugiej strony, są  one na  tyle interesujące, że  wielu z  nas chętnie użyłoby ich w  urządzeniach lub chociaż wypróbowałoby ich działanie. Wychodząc naprzeciw takim potrzebom, redakcja Elektroniki Praktycznej wspólnie z  producentem obwodów drukowanych –  irmą Elmax, przygotowały dla Was ofertę specjalną! Bardzo atrakcyjne, interesujące układy MEMS zamontowane na  niewielkich płytkach drukowanych wyposażonych w  złącza szpilkowe do  natychmiastowego zastosowania na  płytce stykowej, w  zestawie ewaluacyjnym, w  urządzeniu lub jego prototypie montowanym ręcznie. Precyzyjny altimetr Xtrinsic MPL3115A2 I2C

Układ Xtrinsic MPL3115A2 zawiera precyzyjny miernik ciśnienia wykonany w  technologii MEMS oraz termometr kontrolowane za pomocą popularnego interfejsu I2C. Oczywiste zastosowanie sensora wynika z  rodzaju zamontowanych czujników –  można się nim posłużyć w  stacji pogodowej do  pomiaru ciśnienia atmosferycznego i  temperatury, a  w  połączeniu z  czujnikiem wilgotności –  do  prognozowania zmian pogody. Z  drugiej strony, ogromna, bo  aż  24-bitowa rozdzielczość przetwornika pozwala na  bardzo dokładny pomiar zmian ciśnienia, a  więc i  wysokości względnej, na  której znajduje się sensor.

38 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Praktycznie osiągana rozdzielczość przy pomiarze wysokości jest lepsza niż 10 cm, a  to  otwiera szerokie pole dla aplikacji czujnika w  nowoczesnych zabawkach, robotyce, urządzeniach do  nawigacji i  wielu, wielu innych. Co  ważne, zależnie od  potrzeb miernik sensor może podawać ciśnienie z  20-bitową rozdzielczością lub zamieniać jego zmiany na  wysokość w  metrach i  przesyłać je do  systemu nadrzędnego (również 20-bitową rozdzielczością) zwalniając procesor i  aplikację użytkownika z  konieczności wykonywania żmudnych obliczeń. Ten krótki opis nie wyczerpuje wszystkich możliwości tego arcyintersującego układu. Naprawdę warto się z  nimi zapoznać!

Wzmacniacz/monitor do pomiaru natężenia prądu AD8217

Układ AD8214 jest wysokonapięciowym wzmacniaczem służącym do  pomiaru natężenia prądu za pomocą rezystora włączonego w  gałęzi prądowej. Jego maksymalne wzmocnienie wynosi 20 V/V (z  błędem co  najwyżej ±0,35% w  całym zakresie temperatury). Buforowane wyjście napięciowe można dołączyć do  wejścia dowolnego przetwornika A/C. Układ ma bardzo szeroki zakres napięcia wejściowego trybu wspólnego wynoszący aż  4,5…80  V. Wbudowany regulator LDO pozwala na  zasilanie bezpośrednio z  mierzonego obwodu. Zwalnia to  konstruktora z  konieczności budowania

likwiduje bariery!

Klubu Aplikantów Próbek! jakiegoś „specjalnego” systemu zasilania pomimo zwykle bardzo dużej różnicy napięcia pomiędzy procesorem a  mierzoną szyną. Taki układ idealnie nadaje się do  konstruowanego zasilacza, ładowarki akumulatorów Li-Po, układu sterowania silnikiem czy innym napędem, monitowania poboru energii i  do  wielu innych zastosowań rozwiązując wiele problemów konstrukcyjnych!

Programowalny czujnik/kontroler temperatury TMP01

Czujnik/kontroler temperatury TMP01 ma wyjście analogowe, na  którym występuje napięcie proporcjonalne do  mierzonej temperatury oraz dwa wyjścia napięciowe aktywne, jeśli temperatura jest poniżej lub powyżej ustalonego zakresu. Punkty aktywowania wyjść jak również szerokość pętli histerezy ustala się za pomocą zewnętrznych rezystorów. Co  ciekawe, przy produkcji wielkoseryjnej odpowiednie rezystory są  montowane przez producenta. Czy potrzebujesz czegoś więcej, aby zbudować regulator

temperatury do  akwarium, zasilacza, wzmacniacza i  do  innych zastosowań? Nieskomplikowany, niewymagający znajomości żadnego języka programowania, może być ustawiany za pomocą przełącznika lub potencjometru.

Cyfrowy magnetometr 3-osiowy Xtrinsic MAG3110

Współcześnie magnetometry znajdują liczne zastosowania. Wśród nich można wymienić urządzenia do  nawigacji, usługi lokalizacyjne, elektroniczne kompasy robotykę, zdalnie sterowane pojazdy oraz statki powietrzne itd. Czy nie fajnie byłoby udać się na  wyprawę w  teren z  własnoręcznie wykonanym kompasem? Układ MAG3110 zawiera 3-osiowy magnetometr, który w  połączeniu z  3-osiowym akcelerometrem może posłużyć do  wykonania układu umożliwiającego orientowanie się w  przestrzeni niezależnie od  sygnału GPS. Układ ma popularny interfejs I2C, co  umożliwia jego współpracę z  dowolnym systemem mikroprocesorowym.

Wzmacniacz do układów pomiaru natężenia prądu ADM4073 Wzmacniacz służący do  pomiaru prądu o  niedużym natężeniu, a  przez to  idealny do  aplikacji przenośnych i  innych wymagających monitorowania poboru energii. Układ jest oferowany w  trzech wersjach różniących się wzmocnieniem napięciowym: 20  V/V (z  literą T), 50  V/V (F) i  100  V/V (H). Wzmacniacz włącza się po  stronie „plusa” zasilania, nie powodując przerwania ścieżki masy. Ta  cecha w  połączeniu z  szerokim pasmem (1,8  MHz) predysponuje układ do  ładowarek akumulatorów (szczególnie do  pętli sprzężenia zwrotnego) oraz urządzeń telekomunikacyjnych, ale nie przeszkadza też w  zastosowaniu w  zasilaczu w  roli zabezpieczenia nadprądowego. Szeroki zakres napięcia wejściowego trybu wspólnego (2…28  V) jest niezależny od  napięcia zasilania. Pomiar natężenia prądu jest wykonywany za pomocą zewnętrznego rezystora pomiarowego. Typowy prąd zasilania wynosi 500  mA.

Układy z oferty

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

39

PROJEKTY

Sztuczne obciążenie Prezentowany układ jest przyrządem warsztatowym, którego zadaniem jest obciążanie odbiornika zadanym prądem. Układ będzie również przydatny przy testowaniu zasilaczy. Do  wyboru mamy kilka trybów obciążenia: ciągły, impulsowy, trójkątny i  piłokształtny. Rekomendacje: sztuczne obciążenie przyda się w  warsztacie elektronika. Schemat ideowy urządzenia pokazano na  rysunku  1. Układ stabilizatora U1 wraz z  kondensatorami C1 i  C2, diodą D1 i  dławikiem L1 zasila całe urządzenie. Zdecydowałem się na  ten układ ze  względu na  duży zakres napięcia wejściowego. Wyjaśnienia wymaga zastosowanie diod D2 i  D3. Otóż w  standardowej koniguracji na  nóżkę 4 układu LM2575T-5.0 jest bezpośrednio podawane napięcie wyjściowe, które dla tej wersji układu wynosi 5 V. Włączenie diody D2 powoduje, że  teraz na  wyjściu to  napięcie będzie podwyższone o  spadek napięcia na  tej diodzie, czyli będzie wynosiło 5  V+UD2. W  urządzeniu

40 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

modelowym wyniosło ono 5,6  V. To  napięcie służy tylko do  zasilania układu U3 typu LM324, który nie ma wyjścia rail-to-rail. Oznacza to, że  zakres jego napięcia wyjściowego będzie znacznie niższy niż jego napięcie zasilania. Z  noty katalogowej wynika, że dla napięcia zasilającego +30 V napięcie wyjściowe wyniesie co  najwyżej +28  V. Przy zasilaniu +5  V na  wyjściu otrzymamy około +3,8 V. To trochę za mało i dlatego podwyższyłem napięcie zasilające U3 właśnie za pomocą diody D2. Z  kolei dioda D3 kompensuje ten naddatek, aby całą resztę układu, czyli głównie procesor U2 i  wyświetlacz, zasilać napięciem +5  V.

AVT 5509

Dobrą praktyką jest, aby diody D2 i D3 były umiejscowione na  płytce drukowanej możliwie blisko siebie. Powinny to  być diody tego samego typu, o  możliwie małym rozrzucie napięcia przewodzenia. Podstawowym zadaniem mikrokontrolera ATmega8 jest generowanie przebiegu PWM (o  rozdzielczości 10-bitów) oraz pomiar napięcia na  rezystorze pomiarowym Rsen.. Za pomocą PWM, pośrednio, mierząc napięcie na  rezystorze pomiarowym, oprogramowanie reguluje wartość prądu obciążającego. Oprócz tego U2 steruje wyświetlaczem LCD o organizacji 16 znaków×2 linie. Jego podświetlanie pełni rolę dodatkowej sygnalizacji – alarmu o zbyt dużej temperaturze radiatora. Zamiast typowych przycisków zdecydowałem się na  zastosowanie impulsatora z aktywną ośką. Co prawda obsługa programowa jest trochę bardziej skomplikowana, ale korzystanie z  takiego rozwiązania jest łatwiejsze i przyjemniejsze. Mikrokontroler jest taktowany za pomocą zewnętrznego

Sztuczne obciążenie

Rysunek 1. Schemat ideowy sztucznego obciążenia W ofercie AVT* AVT-5509 A Podstawowe informacje:

• Czestotliwość PWM: 15,6 kHz. • Rozdzielczość PWM: 10 bitów. • Maksymalny prąd obciążający: 10 A. • Napięcie zasilania: 9…36 V. • Zakres napięcia na  obciążeniu: 9…36  V (zależy od  tranzystora wykonawczego) • Tryby pracy (charakter prądu obciążającego): ciągły, impulsowy, trójkątny, piłokształtny. • Wypełnienie przebiegu [%]: 5, 10, 20, 50, 70, 90. • Okres przebiegu [s]: 0,5; 1; 2; 5; 10. Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-1797

AVT-5318 AVT-318

Sztuczne obciążenie wysokonapięciowe (EP 4/2014) Miernik mocy skutecznej wzmacniacza audio (EP 11/2011) Obciążenie aktywne (EP 12/1996-1/1997)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

za pomocą wzmacniacza U3. Niestety, nie rezonatora o  częstotliwości 16  MHz. można zakładać stałości parametrów zastoPrzejdźmy teraz do opisu części analogowej. sowanych elementów, stąd konieczne jest Przebieg PWM generowany przez miregulowanie sygnału PWM w celu utrzymakrokontroler traia na  układ całkujący złonia stałych parametrów pracy. żony z  rezystora R2 i  kondensatora C10. Następnie jest podawany na wtórnik napięciowy. Tak przygotowany traia na kolejną część układu U3, w której jest porównywany ze  wzmocnionym napięciem pomiarowym z  rezystora Rsen. Jednocześnie, to  wzmocnione napięcie pomiarowe jest podawane na  wejście ADC1 mikrokontrolera U2. Pozwala to  na  wyświetlenie wyników pomiarów na  LCD i  jest sprzężeniem zwrotnym dla pętli regulacji. W  tym miejscu zwracam uwagę, że  zadawanie parametrów odbywa się poprzez procesor i  sygnał PWM, jednak sama regulacja jest wykonywana w  sposób analogowy Rysunek 2. Schemat montażowy sztucznego obciążenia ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

41

PROJEKTY

Rysunek 3. Sposób dołączenia obciążenia: a) element obciążany i obciążenie zasilane z tego samego źródła, b) element zasilany i obciążenie zasilane z różnych źródeł Za wzmocnienie sygnału pomiarowego odpowiadają rezystory R4 i R5, dlatego w ich roli sugeruję zastosowanie takich o  tolerancji 1% lub mniejszej. Stosunek rezystancji R4:R5 powinien wynosić 1,27:1. Jako tranzystor wykonawczy T2 wykorzystałem ISOBUV21 (po  prostu taki był pod ręką). Niestety, jego wzmocnienie prądowe jest małe, więc konieczne stało się zastosowanie dodatkowego tranzystora pośredniczącego T1 – tutaj BD139. Ponieważ do dyspozycji pozostała mi jedna ćwiartka układu U3, więc postanowiłem wykorzystać ją do zbudowania miernika temperatury. Duża dokładność nie jest wymagana Wykaz elementów Rezystory: R1, R17, R18: 10 kV R2: 47 kV R3: 27V R4: 62 kV/1% R5: 49 kV/1% R6: 560 V R7: 100 kV R9: 3 V/2 W R10: 470 V R11: 4,3 kV R12: 120 kV R13: 4,7 kV PR1: 10 kV/A PR2: 220 V/A Rsen: 0,11 V/18 W Kondensatory: C1: 100 mF/50 V (elektrolit.) C2: 100 mF/16 V (elektrolit., Low ESR) C3…C5, C8, C9, C11: 100 nF C6, C7: 22 pF C10: 2,2 mF/25 V Półprzewodniki: D1: dioda Schottky, np. 1N5819 D2, D3: HER105 T1: BD139 T2: ISOBUV21 T3…T5: BC557B T6, T7: BC307B U1: LM2575T-5.0 U2: ATmega8-16PC U3: LM324 Inne: L1: dławik 330 mH, prąd nasycenia ok. 1,5 A lub więcej L2: dławik 10 mH, prąd nasycenia ok. 50 mA LCD: wyświetlacz LCD 2×16 znaków S1: impulsator z przyciskiem w ośce X1: kwarc 16 MHz Z1: złącze wentylatora (punkty lub np. ARK2) Z2: ARK3 Z3, Z4: ARK2 Z5: goldpin 1×6

42 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

– zdecydowałem się w roli czujnika wykorzystać złącze tranzystora PNP, który przykręciłem do radiatora. Napięcie z przekątnej mostka traia po wzmocnieniu do wejścia ADC0 układu U2 i  tam jest zamieniane na  ekwiwalent temperaturowy. Rezystory R6 i R7 oraz tranzystory T4 i  T5 tworzą źródło prądowe, stabilizujące prąd płynący przez tranzystor T3 wykorzystany jako czujnik temperatury. Poprawia to  nieco dokładność pomiaru. Tranzystor T7 steruje pracą wentylatora chłodzącego radiator. Konieczność jego zasilania z  5  V wynika z chęci uzyskania szerokiego zakresu napięcia wejściowego zasilającego urządzenie. Takie rozwiązanie uniezależnia nas od zewnętrznego zasilacza, ale niestety dodatkowo obciąża stabilizator U1 i  dlatego najlepiej wyposażyć go w mały radiator.

Obsługa urządzenia Obracając impulsatorem poruszamy się po  drzewie menu w  górę lub w  dół, natomiast przejście do  „gałęzi” odbywa się poprzez naciśnięcie ośki. Menu „Tryb” służy do  wyboru charakterystyki obciążenia. Do  wyboru mamy tryby: ciągły, impulsowy, trójkątny i  piłokształtny. W  każdym z  nich, innym niż ciągły, potrzebujemy dodatkowych parametrów charakteryzujących przebieg obciążania. Tych ustawień dokonujemy za pomocą menu „Ustawienia”. Dostępnym parametrami są okres i wypełnienie. Wyboru dokonujemy spośród kilku stałych wartości. Po wybraniu menu „Start” urządzenie rozpoczyna pracę. Ustawienie amplitudy (wartości prądu obciążającego) następuje na bieżąco w miarę obracania ośką impulsatora. Ponieważ mamy możliwość ustawienie 1024 poziomów (10 bit PWM) konieczne stało zaimplementowanie mnożnika impulsów. Jeśli teraz (tj. będąc w  menu „Start”) naciśniemy ośkę impulsatora, wprowadzone za jego pomocą nastawy będą mnożone –  zgodnie z  wyświetlanym opisem – przez 8, 4 lub 1. Tu mamy również możliwość wyłączenia balastu.

Montaż i uruchomienie Schemat montażowy sztucznego obciążenia zamieszczono na  rysunku  2. Montaż należy rozpocząć od  wlutowania pięciu zworek. Urządzenie składa się z  komponentów do  montażu przewlekanego, więc zlutowanie całości nie nastręczy najmniejszych

problemów nawet początkującym. Należy jedynie pamiętać o poprawnej polaryzacji diod i kondensatorów. Pod układy scalone należy zastosować podstawki. Po zakończonym montażu nie wkładamy układów U2 i  U3 do  podstawek zanim nie upewnimy się, że wartości napięcia zasilającego są odpowiednie. Dla układu U2 napięcie powinno być zbliżone do +5 V, natomiast dla U3 powinno wynosić 5,6 V. Po  załączeniu zasilania i  zaprogramowaniu procesora układ jest gotów do pracy. Jedyną konieczną regulacją jest ustawienie temperatury radiatora za pomocą PR2. Można też odkręcić T3 od radiatora, poczekać na ustabilizowanie się jego temperatury i ustawić temperaturę pokojową. Złącza Z2, Z3, Z4 zaprojektowano w taki sposób, aby obciążany element i układ mogły być zasilane dwojako. Zilustrowano to  na  rysunku  3. Jeśli chcemy zasilać zarówno element obciążany jak i urządzenie z tego samego źródła (napięcie mniejsze od  36  V), zwieramy złącze Z4 zewnętrznym mostkiem. Do  Z3 włączamy odbiornik, a  do  Z2 doprowadzamy zasilanie (rys. 3a). Może się jednak okazać, że testowane napięcie (odbiornik) będzie wymagało znacznie wyższego napięcia lub będzie dysponowało swoim własnym. Wtedy do Z3 dołączamy obciążenie, masę obu urządzeń łączymy w  złączu Z2, a  testowany odbiornik do odpowiedniego pinu w gnieździe Z4 (rys. 3b). Jak wspomniałem, układ modelowy zbudowałem z użyciem tranzystora ISOBUV21. Jednak oprócz niego przetestowałem też tranzystor S2000AF. Oba mają mniej więcej takie samo wzmocnienie, jednak są  przeznaczone do innych zastosowań. Tranzystor S200AF może pracować przy napięciu kolektor-emiter powyżej 1000 V i prądzie do 8 A, natomiast ISOBUV21 może przewodzić duży prąd (do 40 A) i ma niższe dopuszczalne napięcie kolektor-emiter wynoszące 200 V. W  zasadzie nie ma większych przeciwwskazań, aby obudowa radiatora była połączona z masą GND. Ułatwi to nieco montaż na  radiatorze. Ja jednak zdecydowałem się odizolować radiator od obwodów elektrycznych. Stało się tak głównie dlatego, że  oba w/w  tranzystory wykonawcze są  izolowane. Jedynie czujnik temperatury (T3) musiałem przymocować na podkładce izolacyjnej.

Janusz Gwóźdź

PRENUMERATA dowolnego czasopisma AVT uprawnia do 30% zniżki i więcej! albo w Ulubionym Kiosku

Tu przejrzysz, poczytasz sobie i kupisz Twoje ulubione czasopisma – bieżące i archiwalne wydania.

Wpisuj numer prenumeraty w pole „Numer Twojej prenumeraty”, a zakupy staną się tańsze* o co najmniej jedną trzecią! Pytania? Napisz: [email protected] lub zadzwoń: 22 257 84 22 * z wyłączeniem przedsprzedaży, prenumeraty i dystrybucji bonów NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

WWW.ULUBIONYKIOSK.PL

MINIPROJEKTY

Wzmocniony regulator mocy odbiorników 230 V AC Układ to  wzmocniona wersja niezwykle popularnego regulatora AVT1007. Nowa wersja została wyposażona w  mocny triak typu BTA26-600 umieszczony na  radiatorze. Dzięki temu uzyskano możliwość sterowania obciążeniami o  mocy do  4  kW, co  przyda się zwłaszcza do  elektronarzędzi.

AVT 1860

W ofercie AVT* AVT-1860 A, B, C Wykaz elementów:

R1: 22 kV/2 W R2: 680 kV/2 W R3: 220 kV R4: 100 kV R5: 15 kV R6: 180 V PR1: 1 MV (potencjometr montażowy) P1: 50 kV/A  (potencjometr) C1: 100 mF/25 V C2: 4,7 mF/25 V C3: 100 nF C4: 3,3 nF D1: 1N4007 Tr1: BTA26/600 U1: U2008 B1: Bezpiecznik Radiator

FUSE

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

R1 27k/2W D1 1N4007

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-1813 AVT-1613 AVT-5067 AVT-2623 AVT-2210 AVT-1007

Regulator wentylatora z  silnikiem klatkowym (EP 8/2014) Regulator obrotów wentylatora 230  V z  silnikiem indukcyjnym (EP 4/2011) Grupowy regulator mocy (EP 10/2002) Uniwersalny mikroprocesorowy regulator mocy 230 VAC (EdW 6/2002) Najprostszy regulator mocy 230 V (EP 3/1997) Regulator obrotów silnika elektrycznego (EP 8/1994)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

Regulator jest przeznaczony do  regulowania prędkości obrotowej silników komutatorowych zasilanych napięciem sieci 230  V  AC.

U1 R3 15k

AC IN

6 R

3

CTR

OUT

C

ISEN

7

8

2

C3 100nF

C4 3,3nF

GND 4

U2008

AC OUT R6 180

47k

R5 220k C1 100uF

5 -VS

VSYNC R4

P1 50k

R2 680k/2W

PR1 1M

T1 BTA26

1

C2 4,7uF

Rysunek 1. Schemat ideowy regulatora Opracowano go z przeznaczeniem zwłaszcza do elektronarzędzi, takich jak wiertarka, wyrzynarka czy szliierka kątowa. Można go również użyć z powodzeniem do fazowej regulacji mocy odbiorników innych niż silniki np. grzałek lub jako ściemniacz do żarówek włóknowych. Urządzenie nie nadaje się do regulacji silników prądu stałego, silników 3-fazowych, indukcyjnych lub innych bezkomutatorowych silników prądu przemiennego.

W regulatorze zastosowano układ scalony U2008. Schemat aplikacji przedstawiono na  rysunku 1. Dla przypomnienia warto nadmienić, że układ U2008 ma w strukturze moduł zapewniający miękki start sterowanego silnika, blok detekcji przeciążenia oraz stabilizator obrotów silnika. Oprócz tego, w układzie zintegrowano stabilizator napięcia zasilającego, precyzyjny komparator oraz źródło napięcia odniesienia.

UWAGA! W OPISANYM UKŁADZIE WYSTĘPUJĄ NAPIĘCIA GROŹNE DLA ŻYCIA I ZDROWIA CZŁOWIEKA. PODCZAS URUCHAMIANIA JAK I PÓŹNIEJSZEGO UŻYTKOWANIA REGULATORA NALEŻY ZACHOWAĆ SZCZEGÓLNĄ OSTROŻNOŚĆ. WSZELKIE REGULACJE NALEŻY PRZEPROWADZAĆ PO ODŁĄCZENIU UKŁADU OD SIECI. WYKONAWCA UKŁADU MUSI ZADBAĆ O ODPOWIEDNIĄ, WENTYLOWANĄ OBUDOWĘ, SKUTECZNIE CHRONIĄCĄ PRZED PORAŻENIEM, ORAZ O TO, ABY JEJ WŁAŚCIWOŚCI OCHRONNE ODPOWIADAŁY OBOWIĄZUJĄCYM PRZEPISOM BEZPIECZEŃSTWA.

44 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

MINIPROJEKTY

Rysunek 2. Schemat montażowy regulatora Dioda D1 pełni rolę prostownika jednopołówkowego i  z  rezystorem R1 ogranicza napięcie zasilania do  bezpiecznej wartości. Kondensator C1 iltruje napięcie zasilające, C2 jest odpowiedzialny za tzw. miękki start. Rezystory R3, R5 i  potencjometr P1 służą do  ustalenia wielkości mocy dostarczonej do  obciążenia. Dzięki zastosowaniu rezystora R2 dołączonego bezpośrednio do przewodu fazowego, wewnętrzne bloki układu U2008 sterują włączaniem triaka synchronicznie z przebiegiem napięcia zasilającego.

Minimalizuje to  w  znacznym stopniu poziom generowanych zakłóceń. Potencjometr PR1 ustala maksymalny kąt załączenia triaka, czyli minimalne napięcie (i  prąd) dostarczane do obciążenia. W praktyce należy w taki sposób ustawić potencjometr montażowy PR1, aby po  skręceniu na  minimum uzyskać minimalne, wymagane obroty dołączonego silnika. Schemat montażowy regulatora pokazano na  rysunku 2. Montaż jest typowy i  nie powinien sprawić problemów. Należy zadbać

o właściwą polaryzację elementów oraz odizolować triak od radiatora za pomocą podkładki silikonowej oraz tulejki izolacyjnej. Układ po  zmontowaniu jest gotowy do  pracy, wymaga jedynie przeprowadzenia wspomnianej wcześniej prostej regulacji. W tym celu należy dołączyć do  regulatora obciążenie np. silnik lub żarówkę i ustawić potencjometry P1 i PP1 stosownie do potrzeb. Potencjometr P1 umożliwia płynna regulację obrotów natomiast potencjometrem montażowym PR1 ustawia się początkowy kąt załączenia, czyli minimalne napięcie skuteczne na obciążeniu. Na koniec należy zadbać o to, aby użytkowanie urządzenia było bezpieczne. Przy pracy z dużymi obciążeniami należy pogrubić wszystkie ścieżki, które nie zostały pokryte soldermaską oraz bezwzględnie po  zamontowaniu regulatora w  obudowie należy zapewnić odpowiednią jego wentylację. Egzemplarz modelowy został praktycznie i  z  powodzeniem wypróbowany we współpracy ze szliierką kątową i wiertarką (bez wbudowanego układu regulacji).

EB

Generator sygnału zegarowego master clock dla systemów cyfrowego audio

AVT 1861

Urządzenie przyda się do  uruchamiania cyfrowych systemów audio oraz do  generowania typowych częstotliwości zegarowych we własnych konstrukcjach. W  urządzeniu zastosowano programowany generator sygnałów zegarowych CY22801, którego schemat blokowy pokazano na  rysunku 1. Składa się on  z  generatora współpracującego z  kwarcem (8…30  MHz) lub z  generatorem zewnętrznym (1…133  MHz). Ma wbudowane, konigurowane programowo pojemności obciążające kwarc ułatwiając dopasowanie obwodu rezonansowego

do  wymagań kwarcu. Obwód PLL oraz dwa programowane dzielniki umożliwiają uzyskanie szerokiego zakresu częstotliwości przy trzech wartościach generowanych częstotliwości. Schemat ideowy generatora sygnału master clock pokazano na  rysunku 2. Jak przystało na  tę  rubrykę, urządzenie składa się tylko z  programowanego generatora U1

Rysunek 1. Schemat blokowy CY22801 (na podstawie dokumentacji irmy Cypress) ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

45

MINIPROJEKTY W ofercie AVT* AVT-1861 A Wykaz elementów:

C1: 10 nF (SMD 0805) C2: 0,1 mF (SMD 0805) U1: CY22801 (SO8) FB: perełka ferrytowa SMD 0805 J1: złącze SIP6, kątowe XT: kwarc w  obudowie HC49 + podstawka (wg. opisu)

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP: (wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-1695 AVT-1603 AVT-1474

Rysunek 2. Schemat ideowy generatora MCLK

AVT-1327

Generator sygnałów TTL o  częstotliwości 1/2/4/8/16 MHz (EP 8/2012) Miniaturowy generator o  ustawianej częstotliwości sygnału (EP 1/2011) Generator fali prostokątnej o  regulowanym współczynniku wypełnienia (EP 8/2008) Minigenerator funkcyjny (EP 10/2001)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

Rysunek 3. Oprogramowanie Cyberclocks (CY22801), rezonatora kwarcowego i  elementów iltrujących zasilanie. Koniguracja układu jest wykonywana za pomocą oprogramowania CyberClocks (do  pobrania ze  strony cypress.com) –  rysunek  3. Generator, niezależnie od  zastosowanego rezonatora, generuje trzy

Rysunek 4. Koniguracja układu CY22801

46 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

przebiegi o  częstotliwości: fs, 2×fs, 4×fs (fs –  częstotliwość podstawowa kwarcu). Dla najczęściej spotykanych częstotliwości będących wielokrotnością próbkowania 44,1  kHz otrzymujemy dla kwarcu 11,2896  MHz: 11,2896  MHz; 22,5792  MHz oraz 45,1584  MHz. Dla wielokrotności

Rysunek 5. Schemat montażowy płytki generatora MCLK próbkowania 48  kHz: dla kwarcu 12,288 MHz: 12,288 MHz; 24,576 MHz oraz 49,152 MHz. Konigurację CY22801 prezentuje rysunek 4. Po  ustawnieniu odpowiednich opcji układ wymaga zaprogramowania za pomocą programatora Instaclock CY36800. Po  zaprogramowaniu układu, urządzenie należy zmontować zgodnie ze  schematem montażowym na rysunku 5. Prototyp jest wyposażony w  podstawkę pod rezonator kwarcowy. Ułatwia to  zastosowanie różnych rezonatorów oraz zastosowanie płytki do  innych aplikacji niż tylko audio. Moduł wymaga zasilania ze  źródła 3,3  V o  obciążalności określonej podczas programowania (rzędu kilkudziesięciu mA). Sygnały wyjściowe są  buforowane i  zgodne ze  standardem 3,3  V. Plik Audio_ MCLK.jed do  zaprogramowania U1 dostępny jest w  materiałach dodatkowych. Płytkę można wykorzystać także dla generatorów rodziny CY22800 o koniguracji ustalonej fabrycznie.

Adam Tatuś, EP

MINIPROJEKTY

Sygnalizator akustyczny

AVT 1862

Układ sygnalizatora akustycznego, który po  dołączeniu do  napięcia zasilania generuje sygnał dźwiękowy. Może to  być krótka, pojedyncza sekwencja dźwiękowa albo cykliczne jej powtarzanie aż  do  momentu wyłączenia zasilania. Urządzenie doskonale sprawdzi się jako następca popularnych buzerów sygnalizując krótkotrwałym sygnałem dźwiękowym zaistnienie jakiegoś zdarzenia.

IC1 8

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-1482 AVT-1425

Sygnalizator LED (EP 8/2008) Miniaturowy sygnalizator alarmowy (EP 4/2006)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

Schemat ideowy sygnalizatora pokazano na rysunku 1. Jego pracą steruje mikrokontroler ATtiny13, a  jako źródło sygnału dźwiękowego zastosowano przetwornik piezoelektryczny z  wbudowanym generatorem. Napięcie wejściowe powinno zawierać się w  granicach 7...15  V  DC. Jest ono doprowadzone

+

C1

+5V

+5V

1 C2

GND

100nF

100nF

SEL

1 2 3

2 3 6 7

100uF

VOUT

C3

SEL

+5V GND

SEL

GND

GND

IC2

+5V

+

R1 10

-

R1: 10 V (SMD 0805) C1: 100 mF/16 V (SMD) C2, C3: 100 nF (SMD 0805) IC1: 78L05 (SO8) IC2: ATtiny13A SO8 (zaprogramowany) Buz: Sygnalizator piezoelektryczny Złącze ARK2/500 Złącze goldpin 1×3 + zworka

VCC GND

PIEZO

W ofercie AVT* AVT-1862 A, B, C Wykaz elementów:

78L05SMD

VIN

8 5 6 7 2 3 1 4

VCC PB0/PCINT0/AIN0/OC0A/MOSI PB1/PCINT1/AIN1/OC0B/INT0/MISO PB2/PCINT2/SCK/ADC1/T0 PB3/PCINT3/CLKI/ADC3 PB4/PCINT4/ADC2 PB5/PCINT5/RESET/ADC0/DW GND TINY13-20SSU

Rysunek 1. Schemat ideowy sygnalizatora akustycznego do  stabilizatora IC1 (78L05). Kondensatory C1...C3 pełnią rolę iltra zasilania. Do  wyboru sposobu sygnalizacji dźwiękowej służy zworka JP1. Jumper ustawiony w pozycji 1-2 sprawi, że jednorazowo po włączeniu zasilania zostanie wygenerowany przerywany sygnał dźwiękowy. Kolejne uruchomienie sygnalizacji dźwiękowej nastąpi dopiero po wyłączeniu i ponownym włączeniu napięcia zasilającego. Zworka założona w pozycji 2-3 przełączy układ w tryb pracy cyklicznej. W tym trybie co 3 sekundy będzie generowany przerywany sygnał dźwiękowy aż do wyłączenia napięcia zasilającego. Schemat montażowy sygnalizatora pokazano na  rysunku 2. Montaż układu jest

Rysunek 2. Schemat montażowy sygnalizatora akustycznego typowy i  nie powinien przysporzyć problemów, ale należy poświęcić mu nieco uwagi, ponieważ podzespoły są  montowane po  obu stronach płytki. Układ zmontowany ze  sprawnych elementów i  zastosowaniem zaprogramowanego mikrokontrolera działa od razu po włączeniu. EB

http://sklep.avt.pl ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

47

MINIPROJEKTY

Termometr z interfejsem Bluetooth Opisywany termometr umożliwia 2-punktowy, bezprzewodowy pomiar temperatury w  zakresie -55…+125°C. Wynik jej pomiaru może być transmitowany do  komputera PC, smartfonu lub tabletu dzięki wbudowanemu interfejsowi Bluetooth. W ofercie AVT* AVT-1863 A, B, C Wykaz elementów:

AVT 1863 Schemat układu pokazano na  rysunku  1. Istotnymi elementami urządzenia są: moduł Bluetooth typu BTM222, stabilizator napięcia LM1117-3.3 i  mikrokontroler LPC811. Zastosowanie tego małego, 32-bitowego układu miało na celu pokazanie, że Cortex-y nadają się nie tylko do  skomplikowanych aplikacji, ale także do  łatwych zadań. Jeśli

R1, R2, R5: 2,2 kV (SMD 1206) C1, C2, C5, C7: 100 nF (SMD 1206) C3, C4, C6: 10 mF/16 V (SMD „A”) D1, D2: BAS85 D3: dioda LED (SMD 1206) IC1: moduł BTM222 IC2: LPC811 (zaprogramowany) IC3: LM1117-3.3 (SMD) SW1: przycisk SMD COM1: nie montować CON2, CON3: ARK3/500 POW: ARK2/500 USB: gniazdo mikro USB

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP: (wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-1790 AVT-5489 AVT-5420 AVT-1734 AVT-5373 AVT-1705 AVT-1697 AVT-5389 AVT-5301 AVT-1582

Termometr XXL (EP 2/2014) 8-kanałowy termometr z  alarmem i  wyświetlaczem LCD (EP 11/2013) Wielopunktowy termometr z  rejestracją (EP 10/2013) Termometr do  wędzarni (EP 4/2013) Tlogger –  rejestrator temperatury (EP 12/2012) Moduł do  pomiaru temperatury z  interfejsem RS485 (EP 9/2012) Wielogabarytowy termometr LED (EP 8/2012) 4-kanałowy termometr z  wyświetlaczem LED (EP 5/1012) Wskaźnik komfortu cieplnego z  wbudowanym kalendarzem sezonowym (EP 7/2011) Domowy termometr RGB (EP 8/2010)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

48 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Rysunek 1. Schemat ideowy termometru z interfejsem Bluetooth

MINIPROJEKTY

Rysunek 2. Schemat montażowy termometru z interfejsem Bluetooth dodam, że  producent oferuje darmowe środowisko LPCXpresso, możliwość programowania bez specjalistycznego JTAG’a tylko za pomocą konwertera na  bazie FT232 i  przystępną cenę, to LPC staje się ciekawą alternatywą dla AVR. Najistotniejszego komponentu nie widać na  schemacie –  jest nim program zawarty w  pamięci mikrokontrolera.

Najważniejsze zadania, które wykonuje program, to odczyt danych z czujników temperatury i  przesłanie wyników do  modułu Bluetooth. Zadania te wykonywane są co ok. 2 sekundy i towarzyszy im krótkie mignięcie diody LED. W najbliższym czasie zostanie ukończona i opisana dedykowana aplikacja do komunikacji z urządzeniem. W planach jest także wersja na urządzenia mobilne. Jeśli ktoś nie chce czekać, polecam napisanie takiej aplikacji samemu, pomocny będzie kurs tworzenia aplikacji na  urządzenia mobilne prowadzony w EP, zwłaszcza ostatnie lekcje. Schemat montażowy zamieszczono na  rysunku 2. Termometr zawiera niewiele elementów, ale są  to  elementy do  montażu powierzchniowego, o małym rastrze wyprowadzeń i dlatego wymagane są odpowiednie narzędzia i  doświadczenie. Po  zmontowaniu i  umyciu płytki należy do  złącz CON2 i CON3 dołączyć czujniki temperatury typu DS18B20 zgodnie z oznaczeniami: G – masa (pin 1 czujnika), T1, T2 –  sygnał, interfejs 1-wire (pin 2 czujnika), V – zasilanie (pin 3 czujnika). Czujniki można dołączyć za pomocą przewodu o  długości do  kilkunastu metrów. Doskonale do  tego celu nadaje się to tego skrętka komputerowa.

Do punktu ANT należy dolutować krótki odcinek przewodu, który będzie pełnił rolę anteny. Teraz można zasilić układ z zasilacza o napięciu z przedziału 5...15 V lub z ładowarki USB z wtykiem mikro USB. Jeśli dioda LED mignie 3 razy to znaczy, że układ uruchomił się prawidłowo. Aby odczytać wartości temperatur, należy najpierw „sparować” układ z  komputerem. Procedurę rozpoczynamy naciskając przycisk SW1 –  dioda LED zacznie wtedy szybko migać. W  komputerze, w  opcjach Bluetooth klikamy na  „Dodaj urządzenie”. Po  chwili w  oknie odnalezionych urządzeń pojawi się „Serial adapter”, który wybieramy. Postępujemy zgodnie ze  wskazówkami. Gdy pojawi się prośba o podanie kodu PIN, wpisujemy „1234”. Po  zakończeniu modułowi zostaną przydzielone dwa porty COM, których numery należy zapamiętać. Teraz za pomocą dowolnego programu typu terminal łączymy się z  modułem wybierając jeden z  portów i  ustawiając parametry komunikacja na  19200, n, 8, 1. W  oknie odbiorczym co  ok 2 sekundy wyświetli się nam ramka z  odczytami temperatur o  treści „T1= 25,3*C; T2=26,2*C;”

KS

AVT 1864

Wzmacniacz słuchawkowy z AD8532 Niewielki wzmacniacz słuchawkowy o  wysokiej jakości, umożliwiający współpracę ze  słuchawkami o  niskiej impedancji 32…100  V. Idealny w  roli uzupełnienia zestawu audio.

Wzmacniacz podzielono na dwa bloki: • Wzmacniacz słuchawkowy z niskoszumnym, niskonapięciowym wzmacniaczem operacyjnym AD8532 o  obciążalności podwyższonej do 250 mA. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

49

MINIPROJEKTY

Rysunek 1 Schemat ideowy wzmacniacza słuchawkowego W ofercie AVT* AVT-1864 A Wykaz elementów:

R1, R4: 100 kV/1% (SMD 0805) R2, R3, R5, R6, R8, R10: 49,9 kV/1% (SMD 0805) R7, R9: 22 V/1% (SMD 0805) R11: 10 kV/1% (SMD 0805) R12, R13: 330/1% (SMD 0805) RV1: 47 kV/A  (potencjometr stereofoniczny ALSP RK27) C1, C2: 1 mF (SMD 0805) C3, C8, C9: 0,1 mF (SMD 0805) C4…C7: 4,7 mF (foliowy, R=5 mm) CE1: 1000 mF/16 V (elektrolityczny D=12 mm, low ESR) CE2…CE5: 10 m/16  V (SMD „A”) CE6, CE7: 220 mF (elektrolityczny D=8  mm, low ESR) D1…D4: RS1 (dioda szybka, SMD) LD1: dioda LED 3 mm U1: ADP7104 (SO8) U2: AD8532AR (SO8) IN: złącze ARK3 R=5 mm PHO: złącze JACK6.3 PWR: złącze ARK2 R=5 mm

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

• Niskoszumny zasilacz oparty ze  stabilizatorem ADP7104. Schemat ideowy wzmacniacza słuchawkowego z  zasilaczem pokazano na  rysunku  1. Sygnał wejściowy z  gniazda IN jest doprowadzony do podwójnego, stereofonicznego potencjometru głośności. Ze  względu na  wymaganą dobrą współbieżność kanałów, zastosowano potencjometr ALPS typu RK27. Sygnał o  regulowanym poziomie jest doprowadzony przez kondensatory sprzęgające C4…C7 do wejść wzmacniacza U2 pracującego w koniguracji wtórnika. Rezystory R1…R6 polaryzują wejścia nieodwracające potencjałem połowy napięcia zasilającego. Kondensatory CE4 i  CE5 dodatkowo iltrują napięcie polaryzacji. Poprzez kondensatory sprzęgające sygnał wyjściowy jest doprowadzony do  gniazda słuchwek PHO typu JACK6.3. Rezystory R12 i R13 oraz kondensatory C8 i C9 kompensują indukcyjny charakter obciążenia.

Obniżone poprzez transformator toroidalny do 7…8 V AC napięcie jest prostowane w szybkim prostowniku D1…D4, iltrowane i  stabilizowane niskoszumnym stabilizatorem U1 typu ADP7104 o ustalonym na +5 V napięciu wyjściowym. Dioda świecąca LD1 sygnalizuje załączenie napięcia zasilania. Wzmacniacz zmontowano na dwustronnej płytce drukowanej, której schemat montażowy pokazano na  rysunku 2. Podczas montażu należy zwrócić uwagę na poprawne przylutowanie pada termicznego U1. Układ nie wymaga uruchamiania, a  zmontowany ze sprawdzonych elementów działa po włączeniu zasilania. Ze  względu na  niskie poziomy sygnałów do  okablowania wejścia należy użyć przewodu ekranowanego oraz zachować możliwie duży odstęp pomiędzy transformatorem zasilającym, a  płytką wzmacniacza.

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-1858 AVT-1782 AVT-1747 AVT-5170 AVT-2850

AVT-2744

Miniaturowy wzmacniacz słuchawkowy HP_Amp_TDA1308 (EP 7/2015) Prosty wzmacniacz słuchawkowy z  układem TDA2822 (EP 12/2-13) Wzmacniacz słuchawkowy z  układem TPA6111 (EP 7/2013) Wzmacniacz słuchawkowy z  interfejsem USB (EP 1/2009) Audioilski wzmacniacz słuchawkowy z  prądowym sprzężeniem zwrotnym (EdW 12/2007) Lampowy wzmacniacz słuchawkowy (EdW 1/2005)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

50 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Rysunek 2. Schemat montażowy wzmacniacza słuchawkowego

Adam Tatuś, EP

MINIPROJEKTY

AVT 1865

Dołączany do USB zasilacz napięcia symetrycznego z układem ADP5071 Nieskomplikowany, beztransformatorowy zasilacz napięcia symetrycznego. Napięcie wejściowe może być dostarczane przez port USB lub ładowarkę telefonu. W  zależności od  doboru elementów jest możliwe uzyskanie napięcia do  ±39  V  DC przy obciążalności od  kilkudziesięciu do  kilkuset mA. Opisywany projekt dostarcza typowego napięcia ±15  V, najczęściej stosowanego przy zasilaniu wzmacniaczy operacyjnych. Schemat ideowy zasilacza pokazano na  rysunku 1. Jest on  oparty o  specjalizowaną układ scalony ADP5071, który zawiera dwie przetwornice –  jedną podwyższającą napięcie, a drugą odwracającą jego polaryzację. Umożliwia to  nieskomplikowaną układowo realizację zasilacza

impulsowego dostarczającego napięcie symetryczne. Układ ADP5071 ma możliwość zmiany częstotliwości kluczowania za pomocą poziomu na  doprowadzeniu SYNCFQ: dla poziomu niskiego f=1,2 MHz, a dla wysokiego f=2,4 MHz. W  modelu, dla łatwiejszego

doboru dławików, układ pracuje kluczowany mniejszą z  częstotliwości. Wejścia sterujące EN1 i  EN2 umożliwiają sterowanie pracą przetwornic. Wejście SEQ umożliwia uzyskanie sekwencji pojawiania się napięć wyjściowych –  w  modelu nie jest to  wykorzystane i  napięcia pojawiają się jednocześnie po  włączeniu zasilania. Wejście SLEW umożliwia wybór trybu sterowania przetwornicy pomiędzy wyższą efektywnością dla wyprowadzenie niepodłączonego lub niższym poziomem zakłóceń dla wejścia dołączonego do  VREG. Wejście SS umożliwia ustalenie czasu „miękkiego” startu przetwornicy, pozostawienie wejścia niepodłączonego ustawia najkrótszy czas 4ms.

REKLAMA

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

51

MINIPROJEKTY W ofercie AVT* AVT-1865 A Wykaz elementów:

R1: 5,6 kV/1% (SMD 0805) R2: 12 kV/1% (SMD 0805) R3: 2,43 MV /1% (SMD 0805; dobrać) R4: 137 kV/1% (SMD 0805) R5: 118 kV/1% (SMD 0805) R6: 2,32 MV/1% (SMD 0805; dobrać) R7: 2,2 kV/1% (SMD 0805) C1, C2: 47 nF (SMD 0805, X5R) C3, C7: 1 mF (SMD 0805, X5R) C4…C6: 10 mF (SMD 0805, X5R) D1, D2: SS24 (dioda SMD) U1: ADP5071 (QFN20) L1: 3,3 mH (DE0703, dławik mocy, SMD) L2: 6,8 mH (DE0703, dławik mocy, SMD) LD1: dioda LED, SMD 0805 PWR: złącze SIP5, kątowe USB: złącze USB micro (SMD) Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-1857 AVT-5415 AVT-1667 AVT-1731 AVT-1572 AVT-1461 AVT-727 AVT-1253 AVT-1066

Zasilacz modułowy (EP 7/2015) Miernik panelowy do  zasilacza symetrycznego (EP 9/2013) Stabilizator impulsowy 3 A z  układem LM2576 (EP 3/2012) Regulowany zasilacz uniwersalny 1,5... 32 V/3 A  (EP 8/2011) Symetryczny zasilacz warsztatowy ±1,25 V...±25 V 1,5/5 A (EP 6/2010) Uniwersalny zasilacz laboratoryjny 5 i  12 VDC/1 A  (EP 1/2008) Uniwersalny moduł zasilający (EdW 8/2004) Zasilacz symetryczny (EP 11/1999) Miniaturowy zasilacz uniwersalny (EP 8/1995)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

Rysunek 1. Schemat ideowy zasilacza napięcia symetrycznego

Rysunek 2. Schemat montażowy zasilacza napięcia symetrycznego Układ zmontowany jest na dwustronnej płytce drukowanej, której schemat montażowy zamieszczono na  rysunku  2. Sposób

montażu jest typowy i nie wymaga opisywania. Poprawnie zmontowany działa od  razu po  włączeniu zasilania. Po  zmontowaniu należy jedynie sprawdzić poprawność, wyczyścić płytkę z  topnika, a  po  włączeniu zasilania skontrolować napięcia wyjściowe. W razie konieczności zmiany napięcia zasilającego lub wyjściowego należy posłużyć się informacjami z karty katalogowej układu ADP5071.

Adam Tatuś, EP

Zabezpieczenie akumulatora Li-Ion lub Li-Po Zestaw AVT1748 służy do  zabezpieczania akumulatorów ołowiowych, natomiast opisywane urządzenie zabezpieczy przed nadmiernym rozładowaniem pojedyncze ogniwo litowo-jonowe lub litowo-polimerowe. Na rysunku 1 pokazano schemat ideowy zabezpieczenia. Podstawowym komponentem jest wzmacniacz operacyjny MCP6001 pełniący rolę komparatora. Ma on szereg zalet, które wykorzystano w tym projekcie: • Małe napięcie zasilające (od 1,8 do 6 V). • Mały pobór prądu (typowo 100 mA).

52 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

AVT 1866

MINIPROJEKTY P1

P3

IN+

OUT+

T1 IRLML6402

C1

R1 82k

100n

R1, R5: 82 kV (SMD1206) R2: 3 kV (SMD1206) R3: 750 kV (SMD1206) R4: 470 kV (SMD1206) C1, C2: 100 nF (SMD1206) T1: IRLML6402 US1: LM385-1.2 (TO-92) US2: MCP6001 (SOT23-5)

C2

R3 750k

100n

5

4 − R2

3

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

US2 MCP6001 1

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-1748

+ 2

3k

W ofercie AVT* AVT-1866 A, B, C Wykaz elementów:

AVT-3056 2

AVT-1732 AVT-3039 R5

R4 470k

AVT-1533

82k

AVT-1521

1 3

NC

US1 LM385-1.2

AVT-772 P2

P4

IN−

OUT−

Rysunek 1. Schemat ideowy zabezpieczenia Li-Ion • Wyjście Rail-to-Rail. • Niewielka obudowa (SOT23-5). Jego wyjście bezpośrednio steruje bramką tranzystora MOSFET-P, który załącza obciążenie. Rolę źródła napięcia odniesienia pełni układ LM385-1.2 dostarczający stabilnego napięcia 1,235  V. Rezystor R1 powoduje, że prąd płynący przez niego wynosi ok. 28 mA przy napięciu zasilania 3,5 V. Minimalna wartość tego prądu została przez producenta określona na  10 mA, zatem poprawna praca elementu jest zapewniona w  szerokim zakresie temperatury. Elementy okalające układ US2 ustalają progi załączenia i wyłączenia obciążenia, w szczególności rezystor R5, który powoduje ich rozsunięcie. Różnica między nimi musi być odpowiednio duża, aby układ nie wpadał w oscylacje spowodowane przez odłączanie obciążenia o dużym poborze prądu od ogniwa o znacznej rezystancji wewnętrznej. Rezygnacja z  regulacji jakiegokolwiek parametru przez użytkownika umożliwiała miniaturyzację urządzenia. Lektura not

AVT-733 AVT-2715 AVT-2309 AVT-609

Rysunek 2. Schemat montażowy zabezpieczenia Li-Ion katalogowych różnych ogniw wykazała, iż minimalne napięcie, do którego może zostać rozładowane ogniwo bez obawy o  jego uszkodzenie, zawiera się w  przedziale 2,7…3  V. Wynika z  tego, iż  próg wyłączenia na poziomie 3 V będzie odpowiedni dla wszystkich ogniw. Z kolei, maksymalny pobierany prąd jest ograniczony przez tranzystor i wynosi ok. 2 A zależnie od temperatury otoczenia. Zabezpieczenie zmontowano na  jednostronnej płytce drukowanej o  wymiarach 26 mm×15 mm, której schemat montażowy pokazano na rysunku 2. Urządzenie nie wymaga jakichkolwiek czynności uruchomieniowych. W egzemplarzu modelowym zmierzono następujące wartości:

Zabezpieczenie akumulatora ołowiowego (EP 7/2013) Ładowarka Li-Ion z  pomiarem pojemności (EdW 4/2013) Ładowarka akumulatorów Li-Ion i  Li-Poly (EP 3/2013) Wskaźnik ładowania/rozładowania akumulatora (EdW 10/2012) Zabezpieczenie akumulatora żelowego (EP 8/2009) Sygnalizator rozładowania akumulatora do  modeli RC (EP 5/2009) Zabezpieczenie akumulatora z  MOSFET-em (EdW 5/2009) Monitor i  konserwator akumulatora (EdW 1/2005) Ładowarka akumulatorów ołowiowych 10-200 Ah (EdW 3/2004) Ładowarka akumulatorów żelowych. Zasilacz buforowy (EdW 10/1998) Automatyczna ładowarka akumulatorów ołowiowych (EP 11/1995)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

• próg załączenia: 3,06 V, • próg wyłączenia: 3,38 V, • spadek napięcia przy 1 A poboru prądu przez obciążenie: 67 mV (UZAS=3,5 V), • pobór prądu bez obciążenia: 140 mA przy UZAS = 3,5 V i 130 mA przy UZAS = 3 V. Płytkę można zabezpieczyć przed wpływem czynników środowiskowych poprzez pokrycie jej lakierem oraz wciśnięcie w  odcinek rurki termokurczliwej.

Michał Kurzela, EP

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

53

MINIPROJEKTY

Sterownik zasilania taśm LED z wyłącznikiem czasowym Sterownik jest dedykowany przede wszystkim dla zapominalskich. Automatycznie wyłącza oświetlenie w  nadzorowanym miejscu po  ustalonym, wcześniej ustawionym czasie. Urządzenie powstało jako uzupełnienie istniejącej instalacji oświetleniowej wewnątrz szafy, ale nic nie stoi na  przeszkodzie, aby zastosować je wszędzie tam, gdzie jest wskazana konieczność nadzoru czasu świecenia popularnych taśm LED.

AVT 1867

Schemat ideowy sterownika pokazano na ryrysunku 1. Pracą układu steruje mikrokontroler ATtiny13 taktowany za pomocą wbudowanego generatora RC. Urządzenie powinno być zasilane napięciem stałym 12  V doprowadzonym do złącza IN. Stabilizator IC1 dostarcza napięcia +5  V, a  kondensatory C1... C3 zapewniają odpowiednie iltrowanie tego napięcia. Dioda świecąca LED1 pełni rolę sygnalizatora pracy układu. Oświetlenie LED dołączone do  wyjścia OUT jest zasilane przebiegiem o  zmiennym wypełnieniu (PWM) za pośrednictwem tranzystora T1 typu IRF7201. Po  dołączeniu do  zasilania sterownik płynnie załączy oświetlenie. Następnie, po  upływie określonego czasu wcześniej ustalonego przez użytkownika, płynnie je wyłączy. W  czasie działania jest możliwe IC1

+12V 8 +

IN C1

VIN

78L05SMD VOUT

1

+5V

C2 100nF

do  montażu powierzchniowego. Elementy są  montowane po  obydwu stronach płytki, dlatego ich montaż wymaga poświęcenia uwagi. Montaż rozpoczynamy od  przylutowania po  jednej stronie płytki stabilizatora napięcia i tranzystora T1. W kolejnym kroku należy po  drugiej stronie płytki zamontować pozostałe elementy (rezystory, kondensatory, diodę LED oraz mikrokontroler). Jako ostatnie montujemy przycisk oraz złącza śrubowe. Przycisk można umieścić W ofercie AVT* AVT-1867 A, B, C Wykaz elementów:

R1, R2: 1 kV (SMD 0805) R3: 10 kV (SMD 0805) C1: 100 mF (SMD „D”) C2, C3: 100 nF (SMD 0805) IC1: 78L05 (SO8) IC2: ATtiny13 (SO8) T1: IRF7201 (SO8) LED1: dioda LED (SMD 1206) S1: przycisk IN, OUT: złącze DG301-5,0

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

C3 GND

100nF GND

2 3 6 7

100uF

wydłużenie czasu świecenia poprzez naciśnięcie przycisku. Dzięki temu, że sterownik zostanie włączony do  istniejącej instalacji za głównym włącznikiem oświetlenia, tuż przed taśmą LED, to  poza płynnym rozjaśnieniem oświetlenia jego działanie będzie praktycznie niezauważalne. Po  włączeniu przełącznikiem światło płynnie się załączy, po wyłączeniu przełącznikiem – światło natychmiast wyłączy się chyba, że minie ustalony wcześniej czas. Wtedy światło zostanie płynnie zgaszone, a układ będzie oczekiwał albo na  naciśnięcie przycisku, albo na  ponowne wyłączenie i  włączenie włącznika głównego. Schemat montażowy sterownika pokazano na  rysunku 2. Układ zmontowano na  płytce dwustronnej o  wymiarach 10  mm×34  mm z  użyciem elementów

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-3133 IC2 8 5 6 7 2 3 1 4

+5V PWM LED1 S1 GND

S1

S1

VCC PB0/PCINT0/AIN0/OC0A/MOSI PB1/PCINT1/AIN1/OC0B/INT0/MISO PB2/PCINT2/SCK/ADC1/T0 PB3/PCINT3/CLKI/ADC3 PB4/PCINT4/ADC2 PB5/PCINT5/RESET/ADC0/DW GND

GND

AVT-1669 OUT +12V

TINY13-20SSU R2

PWM

T1 IRF7201

1k R1

+5V LED1

LED1

GND

1k

Rysunek 1. Schemat ideowy sterownika taśm LED

54 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

AVT-1847

R3 10k

GND

AVT-1514

Sterownik oświetlenia LED sterowany dowolnym pilotem (EdW 4/2015) Miniaturowy sterownik taśmy LED (EP 2/2015) Sterownik oświetlenia LED wewnątrz szafy (EP 3/2012) Sterownik sekwencyjnego załączania oświetlenia (EP 2/2009)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

MINIPROJEKTY

Rysunek 2. Schemat montażowy sterownika taśm LED poza płytką w dowolnym, łatwo dostępnym miejscu. Prawidłowo zmontowany układ działa po włączeniu zasilania. Na rysunku 3 pokazano sposób włączenia sterownika pomiędzy zasilacz, a taśmę LED. Maksymalny prąd pobierany przez LED nie może przekraczać 4 A. Możliwe są  dwie metody zapamiętania przez układ czasu świecenia diod LED. Aby wejść w  tryb zapamiętywania czasu należy przy wyłączonym napięciu zasilania

wcisnąć przycisk S1 i  włączyć zasilanie. Dioda LED zacznie szybko migać. Puszczenie przycisku spowoduje włączenie oświetlenia –  dioda LED1 będzie świeciła. W  tym trybie każde kolejne naciśnięcie przycisku S1 zwiększy czas świecenia o  około 1 minutę. Po ustawieniu wymaganego czasu świecenia należy ponownie przytrzymać przycisk S1 do  momentu aż  dioda LED1 zacznie szybko migać. Puszczenie przycisku spowoduje opuszczenie procedury programowania i restart sterownika z nowymi ustawieniami. Kolejna możliwość programowania czasu świecenia to pomiar tego czasu przez sterownik. Aby wejść w  tryb zapamiętywania czasu należy przy wyłączonym napięciu zasilania wcisnąć przycisk S1 i  włączyć zasilanie. Dioda LED zacznie szybko migać puszczenie przycisku spowoduje włączenie oświetlenia –  dioda LED1 będzie świeciła.

Kolejne dłuższe przytrzymanie przycisku S1 ponownie wywoła szybkie miganie diody LED1. Puszczenie przycisku S1 w  tym momencie wprowadzi układ w  tryb odliczania czasu. Każda odliczona sekunda będzie sygnalizowana krótkim błyskiem diody LED1. Po  odliczeniu przez układ wymaganego czasu należy ponownie przytrzymać przycisk S1 do  momentu aż  dioda LED1 zacznie szybko migać. Puszczenie przycisku wywoła opuszczenie procedury programowania oraz restart sterownika z nowymi ustawieniami. Przycisk S1 ma jeszcze jedną funkcjonalność. Umożliwia regulację jasności dołączonego oświetlenia. Podczas normalnej pracy każde przytrzymanie tego przycisku spowoduje zmianę jasności świecenia dołączonego oświetlenia.

EB

Rysunek 3. Sposób włączenia sterownika w obwód zasilania taśm LED

Termometr z higrometrem USB Przez tysiąclecia ludzie starali się przewidywać pogodę oraz mierzyć warunki atmosferyczne. Obecnie coraz popularniejsze są  stacje pogody, przewidujące pogodę na  najbliższy dzień. Nieodzownym elementem nawet najprostszej stacji pogody jest pomiar temperatury oraz wilgotności. Parametry te  są  również bardzo istotne w  innych sytuacjach, np. przy przechowywaniu żywności.

Prezentowany układ jest przystawką do komputera służącą do pomiaru temperatury oraz wilgotności powietrza. Mierzy temperaturę od  -40 do  80°C z  rozdzielczością 0,1°C i  dokładnością 0,2°C oraz wilgotność od  0 do 100% z rozdzielczością 0,1% i dokładnością 2%. Urządzenie zostało zaprojektowanie na  malutkiej płytce o  wymiarach z  przewagą elementów do  montażu powierzchniowego, dzięki czemu może być stosowane jako przystawka do  laptopa lub komputera stacjonarnego. Schemat ideowy termometru pokazano na  rysunku 1. Jego „sercem” jest mikrokontroler ATmega8 pracujący z  zewnętrznym

rezonatorem kwarcowym 7,3728 MHz. Częstotliwość taktowania tak dobrano, aby błąd transmisji układu UART wynosił 0%. Do  pomiaru temperatury i  wilgotności zastosowano cyfrowy czujnik DHT22 zapewniający pomiar temperatury w zakresie -40… +80°C z rozdzielczością 0,1°C i niepewnością 0,2° oraz wilgotności w zakresie 0…100% z  rozdzielczością 0,1% i  niepewnością 2%. Zmierzone dane prezentowane są w programie komputerowym. Do komunikacji z komputerem wykorzystano interfejs USB. W celu uproszczenia komunikacji wykorzystywano wirtualny port RS232.

AVT 1868

Zasilanie termometru jest czerpane ze  złącza USB, dlatego konieczne było wykonanie iltru z koralika ferrytowego K1 oraz kondensatora C5. Na  rysunku 2 pokazano przebieg transmisji. Komunikacja z  czujnikiem rozpoczyna się od  wysłania sygnału startowego składającego się z  poziomu niskiego trwającego co  najmniej 18  ms oraz wysokiego przez 20…40  ms. Następnie ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

55

MINIPROJEKTY W ofercie AVT* AVT-1868 A, B, C Wykaz elementów:

U1

10 kV (SMD 1206) 4,7 kV (SMD 1206) 150 V (SMD 1206) 120 kV (SMD 1206) 10 mF/16 V (SMD „A”) C7, C8: 100 nF (SMD 1206) C4: 22 pF (SMD 1206) 10 nF (SMD 1206) 4,7 mF/16 V (SMD „A”) dioda LED 3 mm DHT22 ATmega8A (TQFP32) FT232RL (SSOP28) dławik MI0805K400R-10 kwarc 7,3728MHz wtyk USB typ A  do  druku listwa goldpinów 5pin

VCC

GND VCC

29

X1 7,3728MHz C1 10u

AVT-5282 AVT-5230 AVT-2908 AVT-5117 AVT-961 AVT-951 AVT-914 AVT-5060 AVT-2607

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

PB6(XTAL1/TOSC1)

8

100n

C3

C4

22p

22p 5 3 21

56 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

PD0(RXD) PD1(TXD) PD2(INT0) PD3(INT1) PD4(XCK/T0) PD5(T1) PD6(AIN0) PD7(AIN1)

PB7(XTAL2/TOSC2)

GND GND GND

PB0(ICP) PB1(OC1A) PB2(SS/OC1B) PB3(MOSI/OC2) PB4(MISO) PB5(SCK)

GND

C6 C5

4u7

10n GND

GND

GND

R3 150

C7 100n

D1

GND

30 31 32 1 2 9 10 11 12 13 14 15 16 17

1 2 3 4 5

U3

K1

VBUS D+ DGND

23 24 25 26 27 28 19 22

ATmega8

VCC

20 VCC 4 VCCIO 19

RESET

27 OSCI 28 OSCO

GND 17

3V3OUT

15 USBDP 16 USBDM C8

25

100n

GND

TXD RXD RTS CTS DTR DSR DCD RI CBUS0 CBUS1 CBUS2 CBUS3 CBUS4 TEST GND GND GND

1 5 3 11 2 9 10 6

GND

23 22 13 14 12 26 7 18 21

FT232RL GND

GND

Rysunek 1. Schemat ideowy termometru

Rysunek 2. Przebieg transmisji danych

Rysunek 3. Okno główne programu obsługi

PC0(ADC0) PC1(ADC1) PC2(ADC2) PC3(ADC3) PC4(ADC4/SDA) PC5(ADC5/SCL) ADC6 ADC7

VCC VCC AREF AVCC

7

C2

+

AVT-3026

PC6(/RESET)

6 4 20 18

USB

AVT-5494

DHT22 U2

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

Sterownik wentylatora z  czujnikiem wilgotności powietrza (EP 5/2015) Termometr bezprzewodowy z  interfejsem USB (EP 4/2015) Higrostat elektroniczny (EdW 3/2012) Wilgotnościomierz cyfrowy (EP 3/2011) Rejestrator temperatury z  interfejsem USB (EP 4/2010) Termohigrostat (EdW 8/2009) Termometr USB (EP 11/2007) Domowa stacja pogodowa (EP 12/2006 –  1/2007) Czujnik roszenia (EP 10/2006) Wilgotnościomierz cyfrowy (EP 1/2006) Domowa stacja meteo ze  zdalnym pomiarem temperatury (EP 4-5/2002) Higrometr elektroniczny (EdW 11/2001)

DQ GND

R1 10K

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP: AVT-1855

R2 4K7

VCC

+

R1: R2: R3: R4: C1: C2, C3, C5: C6: D1: U1: U2: U3: K1: X1: Z1: Z2:

VCC VCC

Rysunek 4. Schemat montażowy termometru

GND

Z2

MINIPROJEKTY czujnik wysyła odpowiedź w postaci poziomu niskiego i kolejno wysokiego przez 80 ms, po  czym jest wysyłana ramka bit po  bicie. Logicznemu zeru odpowiada poziom niski przez 50  ms oraz wysoki przez 26…28  ms, a logicznej jedynce poziom niski przez 50 ms oraz wysoki przez 70  ms. Po  zakończeniu ramki czujnik wymusza poziom niski przez około 54 ms i następnie wchodzi w stan czuwania oczekując na  kolejne rozkaz odczytu danych. Pełna ramka składa się z  40 bitów, czyli 5 bajtów. Bajt piaty zawiera sumę kontrolną w  postaci arytmetycznej sumy temperatury i  wilgotności (ramek od  pierwszej do czwartej). Bajty 1 i 3 zawierają część całkowitą kolejno wilgotności i  temperatury, a bajty 2 i 4 część ułamkową kolejno wilgotności i temperatury. Program sterujący mikrokontrolerem został napisany w  środowisku Bascom AVR. Podprogram odczytu temperatury i  wilgotności z  czujnika DHT11 jest w  materiałach dodatkowych na  serwerze FTP. Po  odczytaniu wszystkich bitów jest sprawdzana suma kontrolna. Dane z  czujnika wysyłane są w dwóch bajtach: pierwszy zawiera część całkowitą a  drugi ułamkową, aby uzyskać temperaturę lub wilgotność z  jednym miejscem po przecinku należy wartość całkowitą

Rysunek 5. Okno zmiany nazwy termometru

przesunąć o  osiem miejsc w  lewo i  dodać do  niej część ułamkową. Po  takiej czynności uzyskuje się liczbę 16-bitową reprezentującą temperaturę wymnożoną 10 razy. Dlatego, aby uzyskać miejsce po  przecinku, należy wynik podzielić przez 10.Aby nie obciążać mikrokontrolera, dane wysyłane są  do  komputera w  postaci 16-bitowej a  dzielenia jest wykonywane w  programie

obsługi termometru. W celu uniknięcia błędów transmisji pomiędzy mikrokontrolerem a  programem komputerowym jest przesyłane dodatkowe słowo –  suma kontrolna wyliczana jako suma arytmetyczna wilgotności i temperatury. Wysyłane dane są  oddzielone znakiem dwukropka. Na  przykład, ramka wysyłana do komputera „227:457:684” oznacza temperaturę 22,7°C oraz wilgotność 45,7%. Okno główne programu obsługi pokazano na  rysunku 3. Aplikację wykonano za pomocą C# .NET Framework, dlatego do jej uruchomienia jest wymagane zainstalowanie środowiska Microsoft .NET Framework w  wersji 4.0 lub nowszej. Fragment programu reprezentujący obsługujący zdarzenia odebrania znaków przez port szeregowy zamieszczono na serwerze FTP. Po odczytaniu całej linii (do znaku przejścia do nowej linii) program rozdziela zmienne na  trzy osobne łańcuchy znakowe i  dokonuje konwersji na typ liczbowy. W kolejnym kroku jest obliczana suma kontrolna oraz porównywana z  odebraną sumą kontrolną. Przy zgodności program dokonuje dzielenia zmiennych przez dziesięć w  celu odzyskania jednego miejsca po  przecinku. Dodatkowo, oprogramowanie pozwala na  zminimalizowanie okna i  przeniesienia do  zasobnika systemowego, z  którego może wyświetlać komunikaty o  aktualnej temperaturze i  wilgotności co pewien czas. Na  rysunku 4 pokazano schemat montażowy termometru. W  projekcie wykorzystano mikrokontroler ATmega8 w obudowie smd TQFP32 oraz układ FT232 w obudowie SSOP28, których zamontowanie ze względu na drobnsy raster wymaga wprawy. Po wlutowaniu mikrokontrolera i układu FT232 należy wlutować wszystkie zworki oraz kolejne elementy w kolejności od najmniejszych po największe. Wszystkie potrzebne sygnały do  programowania mikrokontrolera zostały ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

57

MINIPROJEKTY

Rysunek 6. Okno programatora

Rysunek 7. Rozpoznanie nazwy przez komputer PC

Rysunek 8. Ustawienie numeru portu, do którego jest dołączony termometr wyprowadzone na  złączu szpilkowym Z1, dzięki czemu nie trzeba programować mikrokontrolera przed wlutowaniem. Bity koniguracyjne mikrokontrolera należy ustawić zgodnie z tabelą 1 (fuse high byte: 0xD9, fuse low byte: 0xFD). Po  włożeniu przystawki do  komputera urządzenie będzie się przedstawiało jako przejściówka USB/RS232. Aby zmienić domyślną nazwę urządzenia należy zapisać ją w  pamięci EEPROM układu FT232. W  tym celu należy pobrać, zainstalować i  uruchomić program „FT prog”. Po  włożeniu przystawki do  komputera należy zainstalować sterowniki. Po uruchomieniu programu „FT prog” należy wybrać Devices  Scan and Parse. Zostanie przedstawiona zawartość pamięci, model wykorzystanego układu i  parę innych detali. W  Device Tree należy rozwinąć zakładkę USB String Descriptors

Tabela 1. Ustawienie fusebitów Fusebit BODLEVEL BODEN SUT1 SUT0 CKSEL3 CKSEL2 CKSEL1 CKSEL0 RSTDISBL WTDON SPIEN CKOPT EESAVE BOOTSZ1 BOOTSZ0 BOOTRST

Stan Niezaprogramowany Niezaprogramowany Niezaprogramowany Niezaprogramowany Niezaprogramowany Niezaprogramowany Zaprogramowany Niezaprogramowany Niezaprogramowany Niezaprogramowany Zaprogramowany Niezaprogramowany Niezaprogramowany Zaprogramowany Zaprogramowany Niezaprogramowany

i  w  polu Product Description wpisać nazwę urządzenia np. Termometr z  higrometrem USB (rysunek 5). Po  ustawieniu odpowiedniej nazwy należy zaprogramować pamięć EEPROM. W  tym celu należy w  programie wybrać Devices  Program, co  spowoduje wyświetlenie okna, jak na rysunku 6. W celu zapisania danych do  układu należy kliknąć przycisk Program. Po  włożenia przystawki do  komputera zostanie rozpoznana jako nasze urządzenie (rysunek 7). Po  pierwszym włączeniu programu należy wejść do  ustawień klikając prawym klawiszem myszy na  okno programu (rysunek 8) i  ustawić

Rysunek 9. Ustawienie preferencji port, do  którego jest dołączona przystawka oraz preferencje dotyczące wyświetlanych komunikatów w  postaci chmurek systemowych (rysunek 9). Istnieje możliwość wyłączenia komunikatów lub ustawienia czasu, co jaki mają być wyświetlane. Po ustawienia danych należy kliknąć przycisk Zapisz ustawienia i  następnie kliknąć na  symbol portu USB, aby otworzyć port. Podczas kolejnych uruchomień program sam otworzy domyślny port oraz będzie pracował na  wcześniejszych ustawieniach dotyczących wyświetlanych komunikatów. W każdym momencie pracy programu istnieje możliwość wejścia do  ustawień i  zmiany parametrów klikając prawym przyciskiem myszy w  okno ustawień.

Krzysztof Gońka [email protected]

http://sklep.avt.pl 58 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

MINIPROJEKTY

Wzmacniacz do taśm RGB Dynamicznie rozwijająca się dziedzina oświetlenia diodowego sprawia, że  potrzebna jest cała gama urządzeń związanych z  takimi aplikacjami. Jednym z  nich jest opisany tutaj wzmacniacz, który pozwala na  zwiększenie wydajności prądowej sterownika. Schemat wzmacniacza zaprezentowano na  rysunku 1. Urządzenie odznacza się następującymi parametrami: • Sterowanie taśm ze wspólną anodą. • Zasilanie +12 V DC. • Trzy niezależne kanały. • Brak inwersji poziomu logicznego między wejściem a wyjściem. • Regeneracja zboczy sygnału sterującego. • Niewielkie wymiary, pozwalające na zamknięcie w rurce termokurczliwej.

Wzmacniacz jest złożony z trzech identycznych bloków funkcjonalnych, z których każdy zawiera: układ scalony MCP1401, kondensator ceramiczny o pojemności 1 mF, tranzystor MOSFET-N typu IRF7201. Do sterowania bramką tranzystora mocy zastosowano scalony sterownik, a  to  z  tej przyczyny, że obwód złożony z elementów dyskretnych pełniący tę  samą funkcję zajmowałby zdecydowanie więcej miejsca na  płytce. Sterownik zawiera przerzutnik Schmitta,

AVT 1869 który formuje zbocza sygnału sterującego, co ogranicza straty mocy przy przełączaniu. Wejściem jest bramka tranzystora MOS, dlatego nie stanowi on  obciążenia dla układu sterującego. Dodatkową cechą jest inwersja sygnału (MCP1402 to  wersja nieodwracająca), co w zestawieniu z faktem, że tranzystor końcowy jest w  układzie wspólnego źródła powoduje, iż  cały układ nie odwraca fazy. Kondensator ceramiczny został umieszczony możliwie blisko wyprowadzeń układu sterującego i  jest elementem wymaganym przez producenta. Redukuje tętnienia napięcia zasilającego w  momencie przeładowywania pojemności CGS tranzystorów, czyli podczas wystąpienia zbocza. W ofercie AVT* AVT-1869 A, B, C Wykaz elementów:

C1…C3: 1 F/50 V (SMD 0805) T1…T3: IRF7201 US1…US3: MCP1401 J1: goldpin 3-pin kątowy, męski J2: goldpin 4-pin kątowy, męski

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP: (wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-5504

Kontroler oświetlenia RGB z  Bluetooth (EP 6/2015) ster_led_3w Sterownik LED RGB o  mocy 3  W (EP 3/2015) AVT-1847 Miniaturowy sterownik taśmy LED (EP 2/2015) AVT-5487 PWMLEDz: 10-kanałowy sterownik taśm LED z  interfejsem Modbus lub SPPoB (EP 1/2015) AVT-1800 LED Dimmer –  regulator oświetlenia LED (EP 5/2014) AVT-5400 DMX Dimmer & Relay –  regulator oświetlenia i  wyłącznik z  interfejsem DMX (EP 6/2013) AVT-5376 RadioDimmer –  regulator oświetlenia w  mieszkaniu (EP 1/2013) AVT-5361 4dimmer –  4-kanałowy regulator oświetlenia (EP 9/2012) AVT-1635 Minimoduł Bluetooth z  układem BTM222 (EP 8/2011)

Rysunek 1. Schemat ideowy wzmacniacza do taśm RGB

Rysunek 2. Schemat montażowy wzmacniacza do taśm RGB

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

59

MINIPROJEKTY

Rysunek 3. Oscylogramy napięć: wejściowego i wyjściowego Tranzystor IRF7201 cechuje się niską rezystancją otwartego kanału RDSon (na  poziomie 30 mV) oraz dużym ciągłym prądem drenu wynoszącym 5,8 A (przy temperaturze

obudowy TC = 70°C). Dostępny jest w  obudowie SO-8. Układ został zmontowano na dwustronnej płytce drukowanej o  wymiarach 63 mm×12 mm, której schemat montażowy zamieszczono na  rysunku 2. Elementy zostały umieszczone po  obu stronach płytki. W  układzie prototypowym, jako J1 i  J2 zostały wlutowane męskie złącza szpilkowe, które umożliwiają wygodne przylutowanie przewodów lub wetknięcie złącz. Ze względu na szerokość ścieżek, układ w wersji podstawowej, może przenosić prądy do ok. 3 A na kanał. Aby móc zwiększyć jego możliwości, należy pogrubić ścieżki zasilające i  prowadzące do  J2. Zaleca się,

aby, w  miarę możliwości, przewód wspólny zasilanej ze  wzmacniacza taśmy nie był dołączony do  złącza J2, ale bezpośrednio do padu P1. Moc tracona w układzie jest niewielka – przy przepływie prądu 3 A i zasilaniu napięciem 12 V spadek napięcia wyniósł tylko 120  mV. Ponadto, szybkość narastania zboczy sygnału wejściowego nie ma wpływu na działanie układu, ponieważ jest on w stanie je regenerować. Prezentuje to rysunek 3, gdzie niebieski przebieg to napięcie wejściowe, a  żółty to  napięcie na  drenie tranzystora wyjściowego. Zmierzony czas narastania to 150 ns, a opadania 9 ns – przy czasie narastania oscyloskopu 6 ns.

Michał Kurzela, EP

Obrotomierz Gdy zajdzie potrzeba zmierzenia liczby obrotów na  jednostkę czasu wirującego elementu, mamy nie lada problem z  dostępnością, ceną i  funkcjonalnością różnych do  tego celu przeznaczonych przyrządów, opisany w  tym artykule obrotomierz spełni swoje zdanie w  100% przy niedużych nakładach inansowych. W ofercie AVT* AVT-1870 A, B, C Wykaz elementów:

Płytka główna R1: 4,7 kV R2: 22 kV/A  (potencjometr) R3: 0 V (SMD 1206) C3, C4: 100 nF C5, C6: 100 mF/25 V IC1: ATmega8 IC2: LM7805 LCD: wyświetlacz LCD 2×16 L1: dławik 10 mH X1: ARK2 JP1: goldpin Płytka czujnika R1: 330 V LED IR Fototranzystor POT: 10 kV Złącze goldpin

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP: (wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-5405 EP 7/2013

TripCo –  komputer samochodowy

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

60 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

AVT 1870 Obrotomierz opisywany w  artykule składa się z 2 płytek – części głównej oraz czujnika obrotów. Na  pierwszej, głównej (rysunek  1) zamontowano mikrokontroler ATmega8, stabilizator napięcia zasilającego i wyświetlacz 2 linie po 16 znaków. Do złącza JP1 jest doprowadzany sygnał z  czujnika (rysunek  2) złożonego z diody świecącej w podczerwieni, fototranzystora oraz potencjometru do regulacji czułości. Mikrokontroler pracuje przy taktowaniu oscylatorem RC o częstotliwości 1 MHz. Są  to  nastawy domyślne ATmegi8, więc nie ma potrzeby zmiany fusebitów. Sygnał z  czujnika występujący w  reakcji fototranzystora na  światło odbite diody LED jest doprowadzony do  wejścia przerwania zewnętrznego INT0. Oprogramowanie używa Timera 1 do  generowania przerwania co  1 sekundę będącego podstawą czasu. Liczba obrotów jest zliczana za pomocą przerwania INT0 pomiędzy poszczególnymi przerwaniami Timera 1. Dlatego na  wyświetlaczu

jest pokazywany wynik pomiaru w obrotach na sekundę (RPS), natomiast wynik w obrotach na minutę (RPM) jest obliczany poprzez wymnożenie wskazania RPS przez 60. Na  wirującym obiekcie warto nakleić białą naklejkę lub namalować biały punkt, aby wiązka światła diody LED łatwiej odbiła się i mogła być bez trudu odebrana przez fototranzystor. Czułość, a co za tym idzie – odległość od  mierzonego przedmiotu –  można ustawić za pomocą potencjometru. Schemat montażowy płytki głównej pokazano na  rysunku 3, natomiast płytki czujnika na rysunku 4. Montaż jest typowy i  nie wymaga opisu. Warto rozpocząć go od  płytki głównej, a  następnie zmontować płytkę czujnika. Pod mikrokontroler należy zastosować podstawkę, ponieważ nie przewidziano możliwości jego programowania po zamontowaniu na płytce. Do połączenia pomiędzy płytkami powinno się użyć taśmy 3-żyłowej zakończonymi odpowiednimi wtykami.

MINIPROJEKTY VCC

IC2 7805T C3

100uF

100n

VO

VI GND 2

C4

100n

C6 100uF JP1 1 2 3

C5

VCC

3 +

X1-1

+

1

X1-2

VCC VCC

GND GND

R1 IC1

4,7k 1 22 21 20

GND VCC

PC6(/RESET) GND AREF AVCC

L1 10uH

9 10 8

C1 VCC GND 100n

R3 0R

7

PC0(ADC0) PC1(ADC1) PC2(ADC2) PC3(ADC3) PC4(ADC4/SDA) PC5(ADC5/SCL)

23 24 25 26 27 28

VCC

JP1

R2 22K

PB6(XTAL1/TOSC1) PB7(XTAL2/TOSC2) GND VCC

PD0(RXD) PD1(TXD) PD2(INT0) PD3(INT1) PD4(XCK/T0) PD5(T1) PD6(AIN0) PD7(AIN1) PB0(ICP) PB1(OC1A) PB2(SS/OC1B) PB3(MOSI/OC2) PB4(MISO) PB5(SCK)

LED1

T1 BPX81

R1 330R

GND

DIS1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

2 3 4 5 6 11 12 13 14 15 16 17 18 19

VCC

GND VCC CONTR RS R/W E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 NC NC

GND

MEGA8-P

LCD DISPLAY 16x2

VCC

R2 10K

3 2 1

GND

Rysunek 2. Schemat ideowy czujnika obrotomierza

Rysunek 4. Schemat montażowy płytki czujnika obrotomierza

Rysunek 1. Schemat ideowy płytki głównej obrotomierza Następnie programujemy mikrokontroler (fusebity powinny być ustawione tak, jak pokazano na rysunku 5), umieszczamy go w podstawce, łączymy płytkę główną z wyświetlaczem, włączamy zasilania i  obrotomierz jest gotowy do pracy.

Adrian Wypenda adrian359@poczta. Rysunek 3. Schemat montażowy płytki głównej onet.pl obrotomierza

Rysunek 5. Ustawienie fusebitów mikrokontrolera ATmega8

Miniaturowy zasilacz 3,3 V i 5 V Zasilacz znajdzie zastosowanie między innymi w  urządzeniach, w  których jest niezbędne zasilanie użytych podzespołów dwoma napięciami stałymi, na  przykład rdzenia ARM i  jego peryferiów, konwerterów TTL/ CMOS i  innych.

AVT 1871

Opisywane urządzenie jest nieskomplikowanym, miniaturowym zasilaczem dostarczającym dwóch napięć: +5 V o maksymalnej obciążalności 3 A oraz +3,3 V o maksymalnej obciążalności 300 mA. Zbudowano go z użyciem dwóch regulatorów napięcia –  A8498 oraz TC1107-33. Schemat zasilacza pokazano na  rysunku 1. Układ A8493 jest niedrogim układem ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

61

MINIPROJEKTY U1 8

GND

C2 220u

C1 220n

VIN

BOOT

+5V

1

8

C8 100n

2 3 4

LX

ENB

VBIAS

7

C3 10n

L1

FB

R1 47,5k

7

47uH 6

4 R3 10,5k

TSET GND

C5 100n

5 D1

R2 2k

6

5

+

+

ZAS

U2

A8498

+3.3V

TC1107

VIN

VOUT

NC

GND

NC

NC

SHDN

BYPASS

+5V +5V

1

+3.3V C7 1u

2

GND

3

4

C4 330u

C6 470p

Rysunek 1. Schemat ideowy zasilacza +5 V i 3,3 V

Tabela 1. Dobór elementów w  zależności od  napięcia zasilającego Element Dławik L1 Dioda D1 C3 C1 C2 C4 R1 R3 R2

Vin=42 V 68 mH/3,9 A Schottky 60  V/3  A 10 nF/100 V 220 nF/50 V 220 mF/50 V 220 mF/25 V 63,4 kV 2,55 kV dla Vout=1,8 V 6,34 kV dla Vout=3,3 V 10,5 kV dla Vout=5,0 V 2 kV

Napięcie wejściowe Vin=24 V 47 mH/3,9 A Schottky 30 V/3 A 10 nF/50 V 100 nF/50 V 82 mF/35 V 330 mF/6,3 V 47,5 kV

Rysunek 2. Schemat montażowy zasilacza +5 V i 3,3 V przetwornicy impulsowej step down o napięciu wejściowym z zakresu 8…50 V i napięciu wyjściowym ustalonym za pomocą dzielnika rezystancyjnego – tu R3/R2. Maksymalny prąd wyjściowy wynosi 3 A. Wyjście tego układu jest dołączone do  wyjścia +5  V zasilacza i  zasila regulator liniowy LDO typu TC1107-33 dostarczający na  wyjście zasilacza napięcie +3,3 V. Co  ważne, wartość napięcia wejściowego akceptowanego przez A8949 jest zależna od  indukcyjności zastosowanego dławika oraz dopuszczalnego napięcia pracy komponentów. W  tabeli 1 umieszczono

Vin=12 V 33 mH/3,9 A Schottky 20 V/3 A 10 nF/50 V 100 nF/50 V 82 mF/35 V 330 mF/6,3 V 35,2 kV

odpowiednio dobrane komponenty dla napięcia wejściowego 42, 24 lub 12 V. W  układ U1 wbudowano moduł „miękkiego” startu –  po  włączeniu zasilania napięcie wyjściowe osiąga wartość nominalną po upływie 10 ms pod warunkiem, że napięcie wejściowe jest większe niż 6  V. Jeśli napięcie wejściowe spadnie poniżej 6  V, układ U1 zostanie wyłączony. Prąd dławika L1 powinien być dobrany odpowiednio do  prądu obciążenia, a jego indukcyjność odpowiednio do  napięcia wejściowego. Sprawność przetwornicy zbudowanej na układzie U1 wynosi ok. 86% w zależności od prądu obciążenia. Zasilacz został zmontowany na  dwustronnej płytce drukowanej, której schemat montażowy pokazano na rysunku 2. Na warstwie górnej umieszczono zasilacz +5 V oparty o A8498, natomiast na warstwie dolnej zasilacz +3,3  V oparty o  TC1107. Montaż i uruchomienie należy rozpocząć o warstwy górnej. Po  stwierdzeniu poprawności pracy przetwornicy można przystąpić do  zmontowania i  uruchomienia zasilacza liniowego na warstwie dolnej, z którym – niejako z deinicji – nie powinno być żadnych problemów. Podczas montażu dławika i  diody

W ofercie AVT* AVT-1871 A Wykaz elementów:

R1: 47,5 kV (SMD 0805) R2: 2 kV (SMD 0805) R3: 10,5 kV C1: 220 nF (SMD 0805) C2: 220 mF/50 V C3: 10 nF (SMD 0805) C4: 330 mF/6,3 V, LowESR C5, C8: 100 nF (SMD 0805) C6: 470 pF (SMD 0805) C7: 1 mF (SMD 0805) U1: A8498 U2: TC1107-3,3V D1: Schottky 30  V/3  A Dławik 47 mH/3,9  A Goldpin kątowy: 1×7

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP: (wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-3072 AVT-1461 AVT-727 AVT-1066

Zasilacz płytek stykowych –  czyli jak zasilić EdW09 (EdW 9/2013) Uniwersalny zasilacz laboratoryjny 5 i  12 VDC/1 A  (EP 1/2008) Uniwersalny moduł zasilający (EdW 8/2004) Miniaturowy zasilacz uniwersalny (EP 8/1995)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

usprawniającej należy w  pierwszej kolejności wlutować dławik, a  później diodę D1, ponieważ jej zamontowanie jako pierwszej znacznie utrudni montaż dławika. W  złączach zasilacza dodano jedno opcjonalne wyprowadzenie, które przewidziano do użycia w innym projekcie. Tych pinów można nie montować lub zewrzeć je kawałkiem srebrzanki z masą układu.

http://ep.com.pl 62 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

AW

MINIPROJEKTY

Bateryjny „bank energii” z wyjściem USB Idea „Banku Energii” jest powszechnie znana, za kilkanaście złotych można kupić gotowe urządzenia oparte najczęściej o  akumulator LiPo i  przetwornicę podwyższającą napięcie. Bank umożliwia doładowanie telefonu, tabletu, aparatu fotograicznego itp. w  przypadku braku dostępu do  sieci zasilającej. Ale co  zrobić, gdy przez dłuższy czas nie mamy dostępu do  zasilania umożliwiającego naładowanie akumulatorów banku, a  zastosowanie źródeł odnawialnych jest nieefektywne?

AVT 1872

W ofercie AVT* AVT-1872 A Wykaz elementów:

R1: 1 kV (SMD 1206) C1: 10 mF (SMD 1206) C2: 0,1 mF (SMD 1206) CE1, CE2: 100 mF/10  V (SMD „C”, tantalowy LOW ESR np. Vishay TR3D –  Farnell 1754069) LD1: dioda LED (SMD 1206) U1: TPS61032 (HTSSOP16) B1, B2: uchwyt do  baterii AA np. KEYS92 L1: 6,8 mH (dławik SDR1307-6.8mH) SW: 5MS1S102 (przełącznik suwakowy) USB: złącze USB A  do  druku Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP) * Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

Nie pozostaje nic innego jak powrót do starych dobrych i  sprawdzonych ogniw chemicznych typu AA. Popularne paluszki można kupić praktycznie wszędzie lub w  przypadku dłuższego wyjazdu zaopatrzyć się w ich odpowiedni zapas. Prezentowany układ przetwornicy podwyższającej napięcie umożliwia uzyskanie napięcia 5 V i obciążalności powyżej 600 mA przy zasilaniu z  dwóch typowych, połączonych szeregowo ogniw AA. Schemat proponowanego rozwiązania pokazano na  rysunku 1. Jako sterownik przetwornicy wybrano TPS61032 irmy Texas Instruments

z  rodziny układów przetwornic podwyższających TPS6103x o  różnych napięciach wyjściowych. O wyborze zadecydowała nieskomplikowana aplikacja, niewielka liczba komponentów zewnętrznych i akceptowalna

cena. Układ wymaga jedynie przyłączenia dławika i  kondensatorów iltrujących. Napięcie z baterii poprzez wyłącznik zasilania SW zostaje podwyższone w przetwornicy do +5 V i doprowadzone jest do gniazda

Rysunek 1. Schemat ideowy bateryjnego banku energii ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

63

MINIPROJEKTY

Rysunek 2. Schemat montażowy bateryjnego banku energii

USBA. Kondensatory C1 i  C2 odsprzęgają zasilanie, CE1, CE2 iltrują wyjściowe napięcie przetwornicy. Ze  względu na  dużą częstotliwość kluczowania, dla zapewnienia odpowiedniej iltracji i  stabilności układu, zostały zastosowane dwa kondensatory tantalowe o małym ESR. Dioda LD1 sygnalizuje załączenie napięcia wyjściowego +5  V. TPS6103x mają wbudowane dodatkowe obwody monitorowania zbyt niskiej wartości napięcia zasilania układu (LBI) oraz obwód zdalnego wyłączenia (EN), które w  modelu nie są wykorzystane. Układ zmontowano na  niewielkiej, jednostronnej płytce drukowanej, której schemat montażowy pokazano na  rysunku  2.

Montaż nie wymaga opisu. Po włożeniu baterii i  załączeniu przetwornicy należy tylko skontrolować napięcie wyjściowe. W  zależności od jakości baterii jest możliwe uzyskanie napięcia wyjściowego +5 V i prądu z zakresu 600…1500  mA już przy napięciu baterii rzędu 2…3 V. Uwaga: bank energii jest przystosowany do  zasilania jedynie z  baterii AA. Niedopuszczalne jest używanie do  zasilania akumulatorów Ni-Cd, Ni-MH i  innych ze  względu na  brak zabezpieczenia przed ich nadmiernym rozładowaniem.

Adam Tatuś, EP

AVT 1873

Zegar binarny W  rodzinie „binarnych” urządzeń znalazły się już: termometr (AVT1698), higrometr (AVT5426) oraz barometr. Teraz prezentujemy opis kolejnego równie ciekawego gadżetu –  zegara z  wyświetlaczem binarnym.

W ofercie AVT* AVT-1873 A Wykaz elementów:

R1-R3, R11-R17: 4,7 kV SMD1206 R4, R18: 0 V SMD1206 R5-R10: 180 V SMD1206 C1: 220 mF/16 V elektrolityczny THT C2-C4:  180 pF SMD1206 C5, C6:  100 nF SMD1206 C7: 22 mF/16 V tantalowy SMD B D1, D2: BYS10-45 lub podobne T1-T4: BC847 LED1-LED5: czerwone 5 mm LED6-LED11: zielone 5 mm LED12-LED17: żółte 5 mm US1: ATmega48V-10AU TQFP32 B1: bateria CR2032 + koszyk poziomy THT J1: ARK2 5 mm J2: goldpin kątowy 5pin 2,54 mm Q1: kwarc 4 MHz THT SW1, SW2: tact switch 6×6 mm Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

--AVT-5426 AVT-1698

Barometr binarny (EP 8/2014) Higrometr binarny (EP 12/2013) Dwupunktowy termometr binarny (EP 8/2012)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

64 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Czy pamiętasz, drogi Czytelniku, panele sterujące pierwszych maszyn obliczeniowych? Dzisiaj można je zobaczyć wyłącznie na ilmach, lecz nadal przyciągają wzrok. Długie rzędy żarówek, które migały na  pozór chaotycznie – pasjonatowi elektroniki nie może oderwać wzroku od tego widoku. Ten zegar, zwłaszcza w zestawieniu z resztą podobnych mu układów, stworzy w  pokoju namiastkę wrażenia z dawnych lat. Schemat ideowy zegara binarnego pokazano na rysunku 1. Został on zrealizowany na  mikrokontrolerze ATmega48. Nie ma tu zewnętrznego zegara czasu rzeczywistego (RTC), co obniża cenę urządzenia. Po zaniku zasilania, odliczanie jest podtrzymywane bateryjnie, a diody wyłączane. Do  wykrycia zasilania z  zewnętrznego zasilacza służy obwód z  tranzystorem T1. Jeżeli na  zaciskach złącza J1 występuje napięcie, to  otwiera się dioda D1, zatyka D2 i tranzystor wchodzi w stan nasycenia – wejście PC0 jest wyzerowane. Po zaniku zasilania, napięcie na kondensatorach iltrujących spada. Jednocześnie zatyka się D1 i otwiera D2. Zastosowane diody Schottky mają prąd

wsteczny na  tyle duży, że  jest on  w  stanie otworzyć wprowadzić T1 w stan nasycenia. Z  tego powodu dodano rezystor R1, który odprowadza ten prąd do masy i nie pozwala na  wystąpienie takiej sytuacji. Użycie diod Schottky było jednak konieczne ze  względu na  niski spadek napięcia w  kierunku przewodzenia. Wyświetlanie aktualnej liczby godzin, minut i  sekund zostało zrealizowane na  trzech linijkach diod świecących. Sterowane są  multipleksowo, co  ogranicza pobór prądu oraz zmniejsza liczbę używanych wyprowadzeń mikrokontrolera. Wyświetlanie odbywa się wyłącznie w  systemie 24-ro godzinnym. Do  wyświetlenia godzin i minut potrzebne było 6 diod, a godzin 5 diod. W naturalnym kodzie binarnym, który został użyty do zakodowania wyświetlanych informacji, odpowiada to  możliwym wskazaniom, odpowiednio, 0…63 i  0…31. Część sekwencji pozostanie niewykorzystana. Sposób odczytu zostanie opisany dalej. Wykorzystany mikrokontroler może pracować przy napięciu zasilania nie niższym niż 1,8 V, co  jest dużą przewagą

MINIPROJEKTY VC C R14 4,7k R15 4,7k R16 4,7k R17 4,7k

SW1 sw 6×6

C2 18p

J2 1 RESET 2 SCK 3 MISO 4 MOSI 5 GND Header 5 SUPPLY

SW2 sw 6×6

M

H

×8 ×16 ×32

12 13 14 15 16 17 7 8

US1 PC0 (ADC0) PB0 (ICP) PC1 (ADC1) PB1 (OC1A) PC2 (ADC2) PB2 (SS/OC1B) PC3 (ADC3) PB3 (MOSI/OC2) PC4 (ADC4/SDA) PB4 (MISO) PC5 (ADC5/SCL) PB5 (SCK) PB6 (XTA L1/TOSC1) ADC6 PB7 (XTA L2/TOSC1) ADC7

S M H

30 31 32 1 2 9 10 11

Q1 4MHz C3 18p

×1 ×2 ×4

R18 0 23 24 25 26 27 28 19 22

PC6 (RESET)

PD0 (RXD) PD1 (TXD) PD2 (INT0) PD3 (INT1) PD4 (XC K/T0) PD5 (T1) PD6 (AIN0) PD7 (AIN1)

VC C

29 6 4 18 20

VC C VC C AVC C AREF

21 5 3

GND GND GND

C4

C5

18p

100n 10n

C6 + C7 22u/16VB

R5 180

H

×1

×2

×4

×8

×16

×32

ATmega48V-10AU

R6 180

R7 180

R8 180

R9 180

R10 180

LED1 yellow

LED2 yellow

LED3 yellow

LED4 yellow

LED5 yellow T2 BC847

LED6 yellow

M

LED7 yellow

LED8 yellow

LED9 yellow

LED10 yellow

R11

H

4,7k

LED11 yellow GND T3 BC847

LED12 yellow

S

32

LED13 yellow 16

LED14 yellow 8

LED15 yellow 4

LED16 yellow

LED17 yellow

2

R12

GND T4 BC847

1

R13 4,7k

GND J1 +5V GND

2 1 ARK2

R4

D1

0

BYS 10-45 R1 4,7k

R2 4,7k

R3 4,7k

D2 BYS 10-45

T1 BC847

−

+

SUPPLY

Rysunek 1. Schemat ideowy zegara binarnego

Rysunek 2. Schemat montażowy zegara binarnego

B1 CR2032

M

4,7k

+

C1 220u/16V

VC C

S

w  porównaniu do  starszej wersji tego układu, czyli ATmega8. Nawet niskonapięciowa wersja ATmega8L nie gwarantuje poprawnej pracy przy napięciu niższym niż 2,7  V, co  przy zasilaniu napięciem 3 V jest niedopuszczalne. Ponadto, ATmega48 pobiera mniejszy prąd. Częstotliwość sygnału zegara jest stabilizowana rezonatorem kwarcowym 4 MHz, który jednocześnie stanowi wzorzec do odmierzania czasu. Ustawianie aktualnej godziny i  minuty odbywa się przyciskami, odpowiednio, SW2 i  SW1. Sekundnik zeruje się po  wciśnięciu któregokolwiek z  nich. Warto nadmienić, iż  przyciski te  są  nieaktywne podczas pracy z  baterii, aby zapobiec przypadkowemu przestawieniu godziny. Zegar został zmontowany na  jednostronnej płytce drukowanej o  wymiarach 103 mm×67 mm, której schemat montażowy przedstawia rysunek 2. Szerokość jest dostosowana do  pozostałych, wymienionych we wstępie, projektów „binarnych”. W  pierwszej kolejności należy przylutować elementy montowane powierzchniowo, potem dwie zwory z  drutu, a  dalej elementy przewlekane, od  najniższych poczynając. Na  sam koniec należy przylutować diody, najlepiej na  długich wyprowadzeniach –  będą wtedy wystawały ponad pozostałe podzespoły. Nic nie stoi na  przeszkodzie, aby zastosować inne kolory diod, lub całkiem je pomieszać, tworząc efekt całkowitego chaosu. Przed zaprogramowaniem mikrokontrolera, należy zmienić bity zabezpieczające CKSEL na takie, które pozwolą na pracę z zewnętrznym rezonatorem kwarcowym 4 MHz oraz wyłączyć podział częstotliwości zegara przez 8 (bit ten nosi nazwę CKDIV8). Po poprawnym zaprogramowaniu, bezbłędnie zmontowany układ startuje od  razu, rozpoczynając pracę od godziny 00:00:00. Zasilanie układu odbywa się napięciem stałym, stabilizowanym o  wartości +5 V. Pobór prądu jest zmienny i zależy od liczby włączonych aktualnie diod, ale nie przekracza 60 mA. Bateria typu CR2032 jest opcjonalna i  niewymagana do  poprawnej pracy układu –  podtrzymuje ona jedynie odliczanie czasu po  zaniku zasilania sieciowego. Pobór prądu z  niej to  ok. 1,5 mA. Przy pojemności baterii rzędu 200 mAh, powinna wystarczyć na ponad 5 dni pracy mikrokontrolera, co  jest wystarczające w  typowych sytuacjach. Jak wspomniano, wyświetlanie czasu odbywa się w  NKB (Naturalnym Kodzie Binarnym). Bity najstarsze znajdują się po  lewej stronie, a  najmłodsze po  prawej. Celowo na  płytce nie umieszczono opisów, aby osobom niewtajemniczonym trudniej było odgadnąć zasadę działania. Wbrew pozorom, po  pewnym czasie, posługiwanie się NKB staje się tak samo intuicyjne, jak w  przypadku systemu dziesiętnego, którym ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

65

MINIPROJEKTY Listing 1. //###################################################################### // Michał Kurzela @ 2015 // Zegar binarny // ATmega48V-10AU, taktowanie kwarcem 4MHz + wyłączony CKDIV8 //###################################################################### #include #include #include #deine SW_M bit_is_clear(PINB,PINB3) // ustawianie minut #deine SW_H bit_is_clear(PINB,PINB4) //ustawianie godzin #deine SUPPLY bit_is_clear(PINC,PINC1) //sprawdzanie, czy mamy zasilanie, TRUE jeśli tak //###################################################################### //###################################################################### //###################################################################### //deklaracja zm ienych globalnych volatile uint8_t godziny = 0; volatile uint8_t minuty = 0; volatile uint8_t sekundy = 0; //zmienne „czasowe” volatile uint8_t wiersz = 0; //aktualnie uruchomiony wiersz //0 - sekundy, 1 - minuty, 2 - godziny volatile uint8_t licznik = 0; //zmienna licząca przerwania od Timer0 - zlicza ich 250 volatile uint8_t supply = 0; //0 - jest zasilanie, 1 - brak zasilania //###################################################################### //###################################################################### //###################################################################### void podziel_liczbe(uint8_t liczba){ //najpierw załączamy diody, a potem cały wiersz PORTD &= 0b11111000; //wyłączenie wiersza, aby nie migał podczas ustawiania diod //porównywanie z wagami bitów i ewentualne ich odejmowanie, aż do zera if(liczba >= 32){ PORTB |= 0b00000100; liczba -= 32;} else { PORTB &= 0b11111011;} if(liczba >= 16){ PORTB |= 0b00000010; liczba -= 16;} else { PORTB &= 0b11111101;} if(liczba >= 8){ PORTB |= 0b00000001; liczba -= 8;} else { PORTB &= 0b11111110;} if(liczba >= 4){ PORTD |= 0b10000000; liczba -= 4;} else { PORTD &= 0b01111111;} if(liczba >= 2){ PORTD |= 0b01000000; liczba -= 2;} else { PORTD &= 0b10111111;} if(liczba >= 1){ PORTD |= 0b00100000; liczba -= 1;} else { PORTD &= 0b11011111;} //zostało if(wiersz if(wiersz if(wiersz }

to == == ==

wykonane 0){PORTD 1){PORTD 2){PORTD

instrukcjami IF aby było bardziej przejrzyście |= 0b00000001; } //załączony wiersz sekund |= 0b00000010; } //załączony wiersz minut |= 0b00000100; } //załączony wiersz godzin

//###################################################################### //###################################################################### //###################################################################### ISR(TIMER0_OVF_vect){ TCNT0 = 6; //odliczanie 250 licznik++; if(licznik >= 250){licznik = 0; sekundy++;} if(sekundy >= 60){sekundy = 0; minuty++;} if(minuty >= 60){minuty = 0; godziny++;} if(godziny >= 24){godziny = 0;} if(supply == 0){ //kiedy jest zasilanie, to wyświetlaj wiersz++; //inkrementacja w każdym przerwaniu if(wiersz >= 3){ wiersz = 0;} if(wiersz == 0){ podziel_liczbe(sekundy); } //wyświetlenie jednej wartości if(wiersz == 1){ podziel_liczbe(minuty); } if(wiersz == 2){ podziel_liczbe(godziny); }} if(supply == 1){ //kiedy nie ma zasilania PORTD &= 0; //wyłącz wiersze i kolumny PORTB &= 0b00011000; }} //###################################################################### //###################################################################### //###################################################################### int main (void){ //sprawdzanie obecności zasilania //aby wyświetlanie w przerwaniu się przypadkowo nie uaktywniło if(SUPPLY){supply = 0;} else {supply = 1;} DDRB = 0b00000111; //koniguracja we/wy DDRC = 0b11111101; DDRD = 0b11111111; PORTB = 0b00011000; PORTC = 255; PORTD = 0; TCCR0A = 0; TCCR0B = 0b00000011; //przeskaler przez 64 TCNT0 = 6; //250 taktów dla częstotliwość przerwań 250Hz TIMSK0 = 1; //zezwolenie na przerwania od przepełnienia TIFR0 = 1; sei(); //aktywacja systemu przerwań while(1){ if(SUPPLY){supply = 0;} else {supply = 1;} //sprawdzanie obecności zasilania if(supply == 0){ //nastawy czasu tylko przy zasilaniu if(SW_M){minuty++; sekundy = 0; licznik = 0; if(minuty >= 60){minuty = 0;} _delay_ms(120);} if(SW_H){godziny++; sekundy = 0; licznik = 0; if(godziny >= 24){godziny = 0;} _delay_ms(300);} }}}

66 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

MINIPROJEKTY

Rysunek 4. Sposób odczytu sekunda. Jeżeli dioda świeci się, należy wagę kolumny pomnożyć przez 1, a jeśli jest wygaszona, to przez 0. Na końcu poszczególne wartości kolumn w wierszu sumuje się.

Dla dociekliwych

Fotograia 3. Wskazywana godzina to 21:14:59 posługujemy się na  co  dzień. Przykładową sytuację prezentuje fotograia  3, zaś

rysunek  4 ilustruje zasadę odczytu. Górny wiersz to godzina, środkowy minuta, a dolny

Zbliżeniowy włącznik czasowy

Na listingu 1 znajduje się kod źródłowy programu, który został napisany w  języku C. Odmierzanie czasu odbywa się w  przerwaniach od  Timera0, który przepełnia się 250 razy na  sekundę. Przy każdym wywołaniu przerwania załączany jest jednocześnie jeden wiersz. Częstotliwość odświeżania wynosi około 80  Hz, więc migotanie diod jest dla ludzkiego oka niewidoczne.

AVT 1874

Popularne bariery podczerwieni reagują przy przecięciu wiązki światła pomiędzy nadajnikiem a  odbiornikiem. Jednak w  pewnym sytuacjach, montaż dwóch modułów naprzeciw siebie jest utrudnione lub wręcz niemożliwy. Przedstawione urządzenie eliminuje ten problem. Przyda się szczególnie w  miejscach, w  których załączenie oświetlenia lub wentylacji jest potrzebne na  niedługi czas. Układ włącznika jest przystosowany do zasilania napięciem 230  V  AC. Działa na  zasadzie wykrycia wiązki podczerwieni odbitej od  obiektu. Schemat urządzenia jest przedstawiony na  rysunku  1. Za funkcjonalność włącznika jest odpowiedzialny mikrokontroler ATtiny13. Okresowo, co 10 ms, generuje 30 impulsów załączających diodę IR. Impulsy te  mają częstotliwość ok. 36  kHz i  wypełnienie 2%, dzięki czemu zużycie energii jest niewielkie. Kondensator C5 poprawia szybkość zmian napięcia na diodzie, w  szczególności przy wychodzeniu tranzystora T1 ze stanu nasycenia. Jeżeli część wyemitowanego światła odbije się od znajdującego się niedaleko obiektu, scalony odbiornik TSOP4836 poinformuje o  tym zerując swoje wyjście. W  tym momencie następuje

odczytanie położenia suwaka potencjometru (poprzez sprawdzenie zawartości rejestrów przetwornika A/C) i  załączenie diody w  optotriaku. Czas załączenia jest regulowany z  krokiem jednej sekundy, w  zakresie 10…1033 s, czyli do ok. 17 minut. Rolą tego ostatniego nie jest tutaj separacja galwaniczna, ponieważ cały układ i tak jest zasilany beztransformatorowo z  sieci, lecz poprawne załączenie elementu wykonawczego. Tym elementem wykonawczym jest triak BT137, choć można zastosować inny. Jako optotriak wybrano MOC3063, ponieważ wymaga on  najmniejszego (z  całej

rodziny) prądu diody świecącej, wynoszącego 5 mA. Testy wykazały, że MOC3062 (wymagający 10 mA) również działa poprawnie. Zasilacz beztransformatorowy został zaprojektowano tak, aby dostarczał napięcie ok. 5  V niezbędne do  poprawnego działania mikrokontrolera. Rezystory R1 i R2 rozładowują kondensator C1 po  wyłączeniu zasilania, zaś R3…R5 ograniczają udar prądowy w momencie włączenia zasilania. Połączenie ich szeregowo zwiększa wytrzymałość napięciową. Dodatkowo, w razie przebicia kondensatora C1, któryś z  rezystorów R3…R5 zadziała jak bezpiecznik i  przerwie obwód. ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

67

MINIPROJEKTY W ofercie AVT* AVT-1874 A, B, C Wykaz elementów:

R1, R2: 1 MV (SMD 1206) R3…R5: 68 V (SMD 1206) R6, R8, R10: 390 V (SMD 1206) R7, R9: 10 kV (SMD 1206) R11, R12: 390 V/0,25 W P1: 200 kV (pot. montażowy, leżący) C1: 220 nF/400 V (R=15 mm) C2: 220 mF/16 V (elektrolityczny) C3, C6: 10 mF/10 V (SMD 1206) C4, C5: 1 nF (SMD 1206) BR1: mostek Graetza DF08 D1: dioda Zenera 5,1 V/0,4 W LED1: nadajnik podczerwieni np. L53F3C T1: BC847 (lub podobny) TR1: BT137-800 US1: TSOP4836 US2: ATtiny13 (DIP8) US3: MOC3063 (DIP6) J1, J2: ARK2/5 mm Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-1852 AVT-1740 AVT-1711 AVT-1690 AVT-1660 AVT-1531 AVT-841 AVT-1396 AVT-2641 AVT-1348

Optoelektroniczny czujnik zbliżeniowy (EP 5/2013) Zbliżeniowy włącznik oświetlenia (EP 5/2013) Włącznik zbliżeniowy (EP 10/2012) Włącznik zbliżeniowy (EP 8/2012) Podwójny włącznik dotykowy (EP 1/2012) Zbliżeniowy włącznik releksyjny (EP 8/2009) Ultradźwiękowy detektor ruchu (EP 4/2006) Czujnik zbliżeniowy (EP 8/2004) Radar IRED (EdW 9/2002) Przełącznik zbliżeniowy (EP 8/2002)

Rysunek 1. Schemat ideowy zbliżeniowego włącznika czasowego

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

Wyprostowane mostkiem Graetza napięcie jest stabilizowane przez spolaryzowaną zaporowo diodę Zenera. Układ włącznika czasowego został zmontowany na jednostronnej płytce drukowanej o  wymiarach 38  mm×45  mm, której schemat montażowy pokazano na  rysunku  2. Wymiary płytki pozwalają na zamontowanie jej w puszce elektrycznej o średnicy 60 mm. Montaż należy rozpocząć od  przylutowania elementów w  obudowach SMD. Następnie lutuje się wszystkie elementy przewlekane, poczynając od  dwóch zworek z  drutu. Pod układy scalone warto zastosować podstawki, ułatwi to  ich wymianę w  razie ewentualnej awarii. Bity zabezpieczające w mikrokontrolerze ATtiny13 należy

Rysunek 2. Wzór montażowy zbliżeniowego włącznika czasowego pozostawić fabryczne, za wyjątkiem bitu CKDIV8, który należy wyłączyć. Dioda emitująca światło podczerwone oraz odbiornik powinny być wystawione na  zewnątrz oraz odizolowane w  sposób uniemożliwiający porażenie. Warto nadmienić, iż taka duża wartość rezystora R6, ograniczającego prąd diody, została podyktowana ograniczeniem bezpośredniego wpływu diody na  odbiornik. Przy tych wartościach elementów, zadziałanie następuje przy dystansie ok. 15 cm od przeszkody. Diodę warto zatopić w czarnej rurce termokurczliwej, aby ograniczyć emisję światła na boki, co mogłoby doprowadzić do fałszywych załączeń.

Zastosowany w  prototypie triak pozwala na załączanie obciążeń pobierających prąd nie większy niż 8  A, lecz powyżej ok. 0,5  A  jest wskazane zamontowanie dodatkowego radiatora. Ponadto, dla prądów przekraczających 3  A, jest wskazane pogrubienie ścieżek. Ze względu na specyikę działania triaka, należy tak dobrać sterowane obciążenie, aby pobierany prąd nie był mniejszy od ok. 30 mA. Ponieważ wszystkie elementy na płytce drukowanej mają połączenie galwaniczne z  siecią elektryczną, należy bezwzględnie przestrzegać zasad bezpieczeństwa podczas uruchamiania i eksploatacji urządzenia.

Michał Kurzela, EP

elektronikapraktyczna.pl

http:// 68 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

MINIPROJEKTY

AVT 1875

Kieszonkowa płytka prototypowa Każdy nawet najprostszy układ elektroniczny wymaga zasilacza. Prezentowana płytka zawiera trzy stabilizatory dostarczające napięć poprzez złącza szpilkowe i  specjalne przewody do  płytki stykowej o  kieszonkowych wymiarach i  170 polach. Takie płytki pozwalają na  budowanie obwodów elektrycznych bez użycia lutownicy i  cyny. Ten kieszonkowy zestaw przyda się każdemu elektronikowi do  uruchomienia nieskomplikowanych układów analogowych, mikroprocesorowych czy testowania czujników. Schemat ideowy płytki prototypowej pokazano na rysunku 1. Układ powinien być zasilany z zasilacza stabilizowanego 12…15 V DC i prądzie 500 mA lub więcej. Dioda D1 włączona równolegle z  zasilaniem zabezpiecza układ przed niewłaściwą polaryzacją napięcia wejściowego. Pojemności C1...C6 pełnią funkcję iltrów zasilania. Napięcie wejściowe podawane ze złącza śrubowego X1 lub złącza U1 V+ 1117AS33 IN C1 10u

DC2.1/5.5

C2 10u R1 2.2k

GND

GND

ARK2/500

U2 V+ 1117AS50

X1-2 C3 10u

+

IN

+5V

ADJ

C4 10u

+

IN C5 10u

SW2 3

U3 V+ LM317

1S W 2

1 SW 2

VREG

OUT ADJ

R4 220

1 6x6

LD2 Y

+12V

PR1 2.2k

+

6x6

R2 1k

GND

1

1 2 3 4 5

OUT

C6 10u R3

GND

Rysunek 1. Schemat ideowy płytki prototypowej

2.2k

R1: 330 V R2: 1 kV R3: 2,2 kV R4: 220 V PR1: 2,2 kV (Piher) C1…C6: 10 mF D1: 1N4007 M7 LD1: LED 1206 zielona LD2: LED 1206 żółta LD3: LED 1206 czerwona U1: LD117AS33 U2: LD117AS50 U3: LM317 S1, S2: przycisk 6×6 X1: ARK2/500 X2: DC2.1/5.5 Listwa goldpin 1×40 Pole kontaktowe SD17NW Gumowe nóżki

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP: (wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

GN GND

LD1 G

+5V

SW1 3

+3.3V 1 2 3 4 5

OUT ADJ

X1-1

+3V3

+

V+

+

3 2 1

D1 1N4007

+

X2

X2 DC2.1/5.5 traia na trzy stabilizatory U1… U3. Dwa pierwsze LD1117 dostarczają napięcie +3,3 V i +5 V, a trzeci – LM317 – dostarcza napięcie VREG z  zakresu od  1,25  V do około 10,5 V przy zasilaniu 12 V i około 13,5 V przy 15 V. Regulacji napięcia dokonuje się potencjometrem PR1. Dla każdej linii zasilania przewidziano wskaźnik załączenia napięcia w  postaci różnokolorowych diod

W ofercie AVT* AVT-1875 A, B, C Wykaz elementów:

1 2 3 4 5

9 8 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1

LD3 R GND

AVT-1772

AVT-1675

AVT-5311

AVT-1620

AVT-5288 AVT-1610 AVT-2975

Płytka uruchomieniowa z  mikrokontrolerem Precision32 (EP 9/2013) STM32duino –  kompatybilna z  Arduino płytka z  STM32F103C8T6 (EP 5/2012) ZEAVR –  Płytka ewaluacyjna dla mikrokontrolerów Atmega8 i  Atmega32 (EP 9/2011) Cortexino –  Kompatybilna z  Arduino płytka z  LPC1114 (EP 5/2011) Zestaw ewal. Dla FPGA (EP 4/2011) Minimoduł z  ATTiny 2313 (EP 3/2011) STM32 DSP Kit (EdW 1/2011)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

69

MINIPROJEKTY

Rysunek 2. Schemat montażowy płytki prototypowej LED (+3,3 V – zielona, +5 V – żółta, regulowane –  czerwona). Dodatkowo, na  potrzeby budowanych układów, na płytce przewidziano dwa przyciski S1 i S2. Ich styki wyprowadzone są na złącza szpilkowe. Układ zmontowano na  płytce o  wymiarach 50 mm×70 mm, której schemat montażowy pokazano na rysunku 2. Wszystkie komponenty zastosowane w projekcie są popularne i  łatwo dostępne. Montaż układu należy

rozpocząć od wlutowania rezystorów i innych elementów o niewielkich rozmiarach, a zakończyć na  złączu śrubowym i  włożeniu wałka regulacyjnego w  potencjometr. Komentarza jedynie wymaga montaż płytki stykowej na  spodzie, której znajduje się dwustronnie klejąca taśma za pomocą, której należy ją przymocować w  prostokącie zaznaczonym na wierzchniej stronie obwodu drukowanego. Po zmontowaniu układu trzeba sprawdzić czy

Konwerter USB na S/PDIF Nie każdy amplituner lub przetwornik C/A  jest wyposażony w  wysokiej jakości wejście USB. Przedstawiony układ umożliwia przyłączenie i  wykorzystanie komputera PC jako źródła sygnału w  systemie audio. Konwerter zbudowano z  użyciem modułu Amanero Combo384 oraz nadajnika sygnału S/PDIF typu WM8804. Schemat ideowy rozwiązania zamieszczono na rysunku 1. Moduł M1 (Amanero Combo384) jest odpowiedzialny za wydzielenie ze  strumienia danych audio przesyłanego poprzez USB sygnału audio i  jego transkodowanie na sygnał w standardzie I2S. Moduł składa się z procesora ARM SAM3U, współpracujacego z nim układu CPLD X2C64 oraz precycyjnych generatorów zegarowych. Układ obsługuje standard PCM częstotliwości próbkowania z  zakresu 32…192 kHz (za wyjątkiem 176,4 kHz, której nie akceptuje WM8804 przy koniguracji sprzętowej). Sygnał I2S jest doprowadzony do  U2 pełniącego funkcję konwertera I2S na  S/PDIF. Pracuje on  w  trybie slave, a  sygnał MCLK pochodzi z  modułu M1. Układ MCP100T (U1) pełni funkcję generatora sygnału zerowania WM8804. Pozostałe elementy iltrują zasilanie. Sygnał wyjściowy po  dopasowaniu przez rezystory R2 i  R3

70 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

elementy nie zostały wlutowane w niewłaściwym kierunku lub w niewłaściwe miejsca oraz czy podczas lutowania nie powstały zwarcia punktów lutowniczych. Błąd na  tym etapie prac montażowych może zaowocować uszkodzeniem elementów. Na  koniec, dla poprawy stabilności mechanicznej, na spodniej stronie płytki można przykleić 4 gumowe nóżki.

Mavin [email protected]

AVT 1876

MINIPROJEKTY W ofercie AVT* AVT-1876 A Wykaz elementów:

R1: 10 kV/1% (SMD 0805) R2: 110 V/1% (SMD 0805) R3: 210 V/1% (SMD 0805) C1, C2, C5, C6: 0,1 mF (SMD 0805, X5R) C3, C4: 18 pF (SMD 0805, NP0) CE1, CE2:U1: MCP100T SOT-23 U2: WM8804 SSOP20_300 M1: Combo384 L1, L2: 0,1 mH (SMD 0805, perełka SMD 600R) RP1: 22 V (drabinka rezystorowa SMD CRA06S08) SPDIF: złącze ARK2/5 mm XT: rezonator 12 MHz (HC49SMD) Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-1839

RN52_SPDIF Bezprzewodowy

interfejs audio Bluetooth-S/PDIF (EP 1/2015) AVT-5324

Bezprzewodowy link audio –  interfejs Bluetooth do

Rysunek 1. Schemat ideowy konwertera USB na S/PDIF

wzmacniacza (EP 1/2012) AVT-5298

Konwerter USB na  S/PDIF

AVT-514CO

Konwerter S/PDIF Coaxial

AVT-514OC

Konwerter S/PDIF Optical

(EP 7/2011)  Optical (EP 6/2003)

 Coaxial (EP 6/2003)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

Rysunek 3. Poprawnie zainstalowany moduł Amanero Rysunek 2. Schemat montażowy konwertera USB na S/PDIF oraz kondensator C6 jest doprowadzany do  gniazda S/PDIF. Układ U1 jest zasilany z wbudowanego w M1 niskoszumnego stabilizatora LDO. Konwerter zmontowano na  dwustronnej płytce drukowanej. Rozmieszczenie elementów przedstawia rysunek 2. Montaż jest typowy i  nie wymaga opisu. Moduł Combo384 jest połączony z płytka złączem IDC20, stabilność mechaniczną zapewniają kołki montażowe M3. Po  poprawnym zmontowaniu urządzenia konieczne jest zainstalowanie odpowiednich sterowników (do  pobrania ze  strony www.amanero.com/drivers.htm),

Rysunek 4. Koniguracja modułu Amanero

w zależności od posiadanego systemu operacyjnego. W  systemie Windows poprawnie zainstalowany moduł powinien być widoczny w Menedżerze Urządzeń, jak pokazano na  rysunku 3. Następnie, za pomocą oprogramowania Oemtool (www.amanero. com\Oemtool115.zip) należy aktywować obwód wyciszania i  sygnalizacji fs oraz ustawić sygnał wyjściowy w  standardzie I2S (rysunek 4). Domyślna wersja oprogramowania modułu to  1.080 i  nie należy jej zmieniać. W zależności od preferowanego programu do  odtwarzania muzyki, należy skonigurować go do  współpracy z  Amanero zgodnie z  obsługą programu (min. wybierając domyślne urządzenie audio w  systemie). Używając np. Foobara, po  zainstalowaniu bibliotek ASIO i DSD, jest możliwe programowe odtwarzanie plików nie tylko w standardzie PCM, ale także coraz popularniejszych plików DSD (dekodowanych programowo do standardu PCM). Miłego słuchania!

Adam Tatuś, EP ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

71

MINIPROJEKTY

AVT 1877

Automatyczny włącznik zasilania do instalacji samochodowej Prawie każdy użytkownik auta korzysta z  urządzeń, które wspomagają lub uprzyjemniają jazdę. Widok nawigacji czy smartfona „przyklejonego” do  szyby stał się standardem, również nikogo nie dziwi zamontowany rejestrator video czy transmiter. A  osoby, dla których auto to  coś więcej niż środek transportu, instalują np. dodatkowy sprzęt audio czy nowoczesne oświetlenie LED. W  takich wypadkach zwykle pojawia się dylemat: czy zasilanie urządzenia dołączyć bezpośrednio do  akumulatora, ryzykując jego rozładowanie, czy może zasilanie dołączyć za stacyjką i  pogodzić się z  faktem, że  urządzenie działa tylko z  przekręconym kluczykiem? Prezentowany układ pozwala na  uzyskanie optymalnego rozwiązania. Prezentowane urządzenie steruje zasilaniem w  sposób najbardziej optymalny. Wykrywa moment, w  którym napięcie w  instalacji wzrasta, czyli już po  rozruchu i  dodatkowo wprowadza opóźnienie, aby napięcie się ustabilizowało. Dopiero wtedy załącza zasilanie na wyjściu. Podobnie z odłączeniem zasilania. Urządzenie cały czas mierzy napięcie panujące w  instalacji i  gdy wykryje

spadek, więc przypuszczalnie moment zatrzymania silnika, to  zaczyna odmierzać czas. Dopiero po  upłynięciu ustawionego czasu zasilanie na wyjściu zostaje odłączone. Napięcia progowe i  czasy mogą być w  prosty sposób ustawione. Dodatkowo, urządzenie daje możliwość załączenia ręcznego w  dowolnym momencie. Jeśli zostanie dołączony dodatkowy przycisk, to  jego

W ofercie AVT* AVT-1877 A, B, C Wykaz elementów:

R1*: 5,1 kV R2: 10 V R3: 909 kV/1% R4, R8: 100 kV/1% R5, R10: 5,1 kV R6, R7: 220 V R9: 10 kV C1, C4: 100 mF/25 V C2, C3, C5: 100 nF D1: 1N4007 D2: dioda Zenera 24  V T1: IRF5305 lub podobny T2: BC546 IC1: LP2931-5V IC2: Attiny45 (zaprogramowany) REL1: przekaźnik HFKW-12V IN, OUT, SW: złącze ARK2/500 SV1: goldpin 2×3 + zworka

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP: (wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-1850

AVT-5454 AVT-3095

Napięcie załączenia Napięcie wyłączenia

Opóźnienie załączenia Rozruch

Opóźnienie wyłączenia Załączenie

Wyłączenie

Napięcie instalacji Stan wyjścia Odmierzanie czasu Przycisk Czas

Rysunek 1. Sposób działania włącznika automatycznego

72 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Załączenie manualne czasowe

Załączenie manualne długie

AVT-1743 AVT-5395

AVT-1599 AVT-990

Automatyczny zmierzchowy przełącznik świateł dziennych na  mijania (EP 4/2015) Automatyczny sterownik świateł do  jazdy dziennej (EP 56/2014) Komputer samochodowy (EdW 4/2014) Moduł sterownika komfortowych kierunkowskazów (EP 6/2013) TIDex –  komputer dla samochodów z  silnikiem Diesla (EP 5/2013) Softstart do  żarówek samochodowych H7 (EP 11/2010) Automatyczny włącznik świateł w  samochodzie (EP 6/2007)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

MINIPROJEKTY 10R

Q1

C 2

R4 100k OUT Q2 BC546B

R5 5.1k

NC

D1 1N5819 R1* 5.1k

VAN

GND

IN

VM

R3 909k

GND

K2 NO

R2

1

VST

K2 CQ1-12V

VO

OUT

IC1 LP2931ACZ-5.0

SW

R6 220R

+

IN D2 24V

VDD

OUT GND

C1

C2

100uF

100nF

C3

+

VST

100uF

100nF

R8 100k

SA SK

R7 220R

VDD GND

(RESET)PB5 (ADC2)PB4 (ADC3)PB3 (SCK)PB2 (MISO)PB1 (MOSI)PB0

VCC GND

1 3 2 7 6 5

VCF VAN SA SK OUT

VCF

6 4 2

GND

VDD

SV1

IC2 ATTINY45

8 4

C4

5 3 1

R9 10k

R10 5.1k VAN GND

C5 100nF

Rysunek 2. Schemat ideowy włącznika automatycznego przyciśnięcie załączy wyjście na  czas taki, jak opóźnienie wyłączenia. Jeśli przycisk zostanie chwilę przytrzymany, to  zasilanie na  wyjściu zostanie załączone bez ograniczeń czasowych. Na rysunku 1 zilustrowano sposób działanie włącznika. Schemat ideowy włącznika pokazano na  rysunku 2. Składa się on  z  zasilacza z  układem LP2931-5.0, obwodu wykonawczego z  przekaźnikiem lub tranzystorem MOSFET, a  za funkcjonalność odpowiada mikrokontroler ATtiny45. Schemat montażowy włącznika pokazano na rysunku 3. Przed rozpoczęciem montażu trzeba zdecydować czy jako element wykonawczy zostanie użyty przekaźnik, czy tranzystor MOSFET. Płytkę zaprojektowano w taki sposób, że pozwala na realizacje jednej z wersji, a jedyny element, który ulega zmianie (poza przekaźnikiem/tranzystorem) to  D1 (R1*). Dla wersji z  przekaźnikiem należy zastosować D1 typu 1N5819, dla wersji z  tranzystorem w  miejsce D1 należy zamontować R1 o  rezystancji 5,1  kV. Każda z  wersji ma swoje zalety i wady. Przekaźnik pozwala na zasilanie większego obciążenia i  jest bardziej odporny na  uszkodzenie, ale pobiera większy prąd w  stanie załączenia i  ma ograniczoną żywotność. Tranzystor ma teoretycznie nieskończoną żywotność, sam nie pobiera prądu, ale przy większych obciążeniach

wymaga zastosowania radiatora i jest podatny na uszkodzenia np. w wyniku przepięcia. Dołączenie urządzenia do  instalacji samochodowej jest bardzo łatwe. Do złącza IN należy doprowadzić zasilanie. Na złączu OUT wystąpi ono, gdy urządzenie będzie w stanie załączenia. Dla uzyskania pełnej funkcjonalności urządzenie należy dołączyć do  punktu instalacji, w  którym zawsze jest napięcie. Ścieżki, którymi płynie prąd o  dużym natężeniu są  srebrzone, ale dodatkowo należy je pocynować lub dolutować równolegle miedziany drut. Urządzenie załącza dodatnią szynę zasilania, masa jest poprowadzona bezpośrednio z wejścia IN do wyjścia OUT. Włącznik ma dodatkowe złącze SW, do  którego można dołączyć na  przewodzie przycisk i  ręcznie załączać urządzenie. Ponadto, równolegle z  przyciskiem można dołączyć diodę LED lub zastosować przycisk z  wbudowaną diodą. Mikrokontroler tak steruje wyprowadzeniami tego złącza, że  pełni ono dwie funkcje –  jest wejściem odczytującym stan przycisku oraz wyjściem sterującym świeceniem diody. Świecenie diody będzie oznaczało załączenie urządzenia, pulsowanie diody będzie oznaczało odliczanie czasu, dioda wygaszona to stan wyłączenia. Diodę należy dołączyć zachowując odpowiednią polaryzację, SA na  złączu SW to anoda (plus) diody, SK to katoda (minus).

Rysunek 3. Schemat montażowy włącznika automatycznego Po  zmontowaniu układu jest wymagana koniguracja, która przebiega w  dwóch etapach. W pierwszym należy ustawić wartości napięć załączania i wyłączania. W tym celu należy założyć zworkę na wyprowadzeniach 1-2 złącza SV1 (para szpilek od strony środka płytki) i dołączyć zasilanie układu. Napięcie zasilania musi mieć wartość, przy której układ ma się załączyć, czyli silnik auta musi pracować. Teraz należy przycisnąć krótko przycisk dołączony do  złącza SW (lub zewrzeć krótko kawałkiem drucika) –  układ zapamięta wartość napięcia i  załączy wyjście. Następnie należy doprowadzić napięcie zasilania o wartości takiej, przy której układ ma się wyłączyć, czyli należy zgasić silnik i  chwilę odczekać. Ponowne naciśnięcie przycisku spowoduje zapamiętanie wartości napięcia, wyłączenie wyjścia i  zakończenie tego etapu uruchamiania. Do zapamiętanych wartości program doda odpowiednie wartości tolerancji, aby wahania napięcia w instalacji nie zakłócały pracy układu. Drugi etap to  ustawienie czasów opóźnienia. W  tym przypadku należy założyć zworkę na szpilkach 3-4 złącza SV1 (środkowa para szpilek) i dołączyć zasilanie układu. Czas, który upłynie od  momentu włączenia układu do  momentu pierwszego przyciśnięcia przycisku zostanie zapamiętany jako czas opóźnienia załączenia. Następnie układ załączy wyjście i  zacznie odmierzać czas opóźnienia wyłączenia. Drugie przyciśnięcie przycisku spowoduje zapamiętanie ustawień, wyłączenie wyjścia i zakończenie tego etapu uruchamiania. Program mierzy czas z  rozdzielczością 1  sekundy i  zakresem do  1000  minut. Po  skonigurowaniu włącznik jest gotowy do pracy.

KS

ep.com.pl/KAP

http://

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

73

MINIPROJEKTY

AVT 1878

Prosty termostat cyfrowy Prezentowane urządzenie to  nieskomplikowany termostat –  wykorzystuje termistor jako czujnik temperatury, temperaturę załączania ustawia się potencjometrem, ma wyjście przekaźnikowe. Dzięki zastosowaniu mikrokontrolera termostat ma szereg użytecznych funkcji. wejść analogowych. Do  pierwszego jest dołączony dzielnik rezystancyjny zbudowany z  rezystora R1 oraz potencjometru, do  drugiego –  dzielnik rezystancyjny z  rezystora R3 oraz termistora NTC. Wartości napięcia na  wyjściu pierwszego dzielnika w  funkcji położenia potencjometru oraz drugiego dzielnika w  funkcji temperatury mają

Schemat ideowy termostatu zamieszczono na rysunku 1. Jest on uproszczony do maksimum i nie wymaga komentarza. Poza tym, najważniejszego komponentu urządzenia nie widać na  schemacie –  jest nim program zawarty w pamięci mikrokontrolera. Głównym zadaniem programu jest odczyt napięcia występującego na  dwóch IN1

3k

IN2

R3 3k

R4 3k D2 1N4007

UART 1 2 3 4

VDD GND RX TX

R5

3k

R6

3k

VCC

TX

LED2

OUT GND

D1 +

Rysunek 1. Schemat ideowy termostatu

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NC OUT1

NO OUT2 VDD

O

C2 100nF

C3 100nF

C5 100uF

GND

AVT-5178 AVT-5152 AVT-5113

NN

T1 N-MOSFET

GND

G C1 100uF

AVT-5305

P

3k

R7

OUT

IN

1N4007

AVT-1699

VCC

K1

IC1 78L05

VCC

AVT-5363

AVT-5354 AVT-3025

D3 1N4007

VDD

74

VCC GND

AVT-5441 AVT-1742

RST IN2 IN1 RX OUT TX

O

LED1

ZAS

8 4

VDD GND

(RESET)PB5 (ADC2)PB4 (ADC3)PB3 (SCK)PB2 (MISO)PB1 (MOSI)PB0

1 3 2 7 6 5

S

V G R T

VDD IN2 GND

+

AVT MOD09

AVT-1830 IC2 Attiny45

2

USB

TERM NTC 10k

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP: AVT-3131

R2 3k

10k

R1...R7: 3 kV/1% P1: 10 kV/A  (potencjometr) C1, C5: 100 mF/25 V C2, C3: 100 nF D1...D3: 1N4007 T1: IRL2203 (lub podobny) IC1: 78L05 IC2: Attiny45 (zaprogramowany) K1: JQC3FF-12V LED1, LED2: dioda LED 3 mm ZAS, IN1, IN2: złącze ARK2/500 OUT1, OUT2: złącze ARK2/750 TERM: termistor NTC 10 kV

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

VDD IN1 GND

1

P1

R1

W ofercie AVT* AVT-1878 A, B, C Wykaz elementów:

Uniwersalny termostat (EdW 6/2015) Termometr z  alarmem (EP 11/2014) Cyfrowy termostat (EP 3/2014) Rozbudowany termostat (EP 6/2013) Termostat z  regulowaną pętlą histerezy (EP 9/2012) Regulator temperatury (EP 8/2012) Termostat (EP 7/2012) Regulowany termostat cyfrowy (EdW 3/2012) Dobowy, grzejnikowy regulator temperatury (EP 9/2011) Termostat dwustrefowy z  interfejsem RS485 (EP 3/2009) Termostat dobowy (EP 10/2008) Mikroprocesorowy regulator temperatury PID z  interfejsem MODBUS (EP 10-12/2007)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

MINIPROJEKTY Tabela 1. Wykaz komunikatów Lp Komunikat 1 **TERMOSTAT** 2 Ustw:Poten. lub Ustw:Pamiec. 3 4

Zakr: 0...50 Temp: 30

5 6

Hist: 4 Funk:Ogrzew. lub Funk:Chlodz.

7

T= 24*C,U= 39*C

8

ON  lub OFF i  opcjonalnie ERR!

Opis Powitanie wyświetlane po  dołączeniu zasilania Temp. załączania ustawiana potencjometrem lub temp. załączania pobierana z  pamięci ustawień Zakres regulacji temperatury przy ustawianiu potencjometrem Wartość temperatury ustawionej; w  przypadku temp. załączania pobieranej z  pamięci ustawień. Wartość histerezy Praca jako urządzenie ogrzewające (wyjście zostanie załączone gdy temperatura zrówna się lub spadnie poniżej wartości ustawionej) Praca jako urządzenie chłodzące (wyjście zostanie załączone gdy temperatura zrówna się lub wzrośnie powyżej wartości ustawionej) T=24*C –  temperatura zmierzona U=39*C –  temperatura ustawiona ON  – wyjście załączone lub OFF –  wyjście wyłączone ERR! –  jeśli nie wykryto czujnika lub potencjometru (tylko w  trybie ustawiania potencjometrem)

Tabela 2. Wykaz komend Lp Komenda 1 : U  = x ENTER

2

: Z  = xxx ENTER

3

: T = xxx ENTER

4

: H = xx ENTER

5

: F = x ENTER

6

: ? ENTER

Opis Określa sposób ustawiania temperatury załączania: : U  = 0 –  temp. załączania ustawiana potencjometrem, : U  = 1 –  temp. załączania pobierana z  pamięci ustawień. Wartość fabryczna : U  = 0. Gdy ustawianie temperatury odbywa się przy pomocy potencjometru to  ta  komenda pozwala ustawić zakres regulacji z  przedziału –20...120. Należy wprowadzić wartość początkową, wartość końcowa zostanie obliczona automatycznie i  będzie o  50 stopni wyższa. Domyślny zakres regulacji to  przedział 0...50 stopni. Gdy wartość temperatury załączania pobierana jest z  pamięci ustawień to  ta  komenda pozwala zmienić wartość ustawioną. Domyślna wartość to  0. Pozwala ustawić wartość histerezy, możliwy przedział to  1...20 stopni, wartość domyślna to  1. Określa funkcję jaką będzie spełniał termostat: : F = 0 –  urządzenie ogrzewające, : F = 1 –  urządzenie chłodzące. Od  tej funkcji zależy jak będzie załączane wyjście termostatu. Domyślna wartość to  0 –  ogrzewanie. Wyświetla bieżące ustawienia

przebiegi nieliniowe i dlatego charakterystyki napięciowe są  linearyzowane za pomocą tabel, które zostały wcześniej przygotowane i obliczone dla elementów o wartościach takich, jak zastosowane. Dodatkowo, aby zaoszczędzić pamięć, kolejne elementy tabeli to  różnice pomiędzy następującymi po  sobie wartościami a nie same wartości. Takim sposobem za pomocą termistora NTC 10 kV jest możliwy pomiar temperatury w  zakresie -20...120°C z  rozdzielczością 1 stopnia. Niepewność pomiaru nie powinna przekroczyć ±2°C. Zakres ustawienia potencjometru został podzielony na 50 stopni. Drugim ważnym zadaniem programu jest obsługa programowego interfejsu UART. Za pomocą sprzętowego licznika Timer1 oraz przerwania INT0 jest realizowany interfejs szeregowy o prędkości 9600 b/s. Przy każdym włączeniu urządzenia interfejsem wysyłane są  bieżące ustawienia, a  w  czasie pracy jest wysyłana informacja o  temperaturze zmierzonej, ustawionej oraz stanie wyjścia. Ze  względu na  dosyć niską częstotliwość taktowania mikrokontrolera interfejs

może nie radzić sobie z odbieraniem ciągów danych – w praktyce chodzi o to, aby po każdym znaku zapewnić kilkanaście milisekund przerwy. W wypadku wprowadzania danych z  klawiatury warunek ten jest zapewniony w naturalny sposób. Ostatnim zadaniem wykonywanym przez program jest porównywanie temperatury zmierzonej z  temperaturą zadaną, z  uwzględnieniem histerezy i  odpowiednie sterowanie stanem przekaźnika, w  zależności od  ustawionej funkcji (ogrzewanie lub chłodzenie). Montaż układu należy wykonać zgodnie z  ogólnymi zasadami wzorując się

na  schemacie montażowym z  rysunku 2. Po  zmontowaniu urządzenie nie wymaga kalibracji i  jest od  razu gotowe do  pracy, co będzie sygnalizowała migająca cyklicznie dioda LED1. Domyślne ustawienia to: zakres regulacji 0...50 stopni, histereza 1 stopień, ustawianie potencjometrem, funkcja – ogrzewanie. Jako czujnik można zastosować dowolny termistor NTC 10 kV. Może być w postaci małej „pchełki” lub jak w modelu „oczko” do przykręcenia. Ustawienia można zmienić, potrzebny będzie do tego konwerter USB na UART, np AVTMOD09. Po dołączeniu do złącza oznaczonego UART i  do  portu USB w  komputerze należy uruchomić dowolny program typu terminal (np. BrayTerminal+) i  otworzyć połączenie o  parametrach 9600, 8, none, 1, none. Co  ok. 2 sekundy w  oknie Receive terminala powinna być wyświetlana ramka o  treści: T= 26*C,U= 30*C, OFF. Oznacza to, że  komunikacja została nawiązana prawidłowo. W tabeli 1 umieszczono są wszystkie komunikaty wysyłane przez urządzenie, a  w  tabeli 2 komendy, za pomocą których można zmienić ustawienia. Każda komenda zaczyna się znakiem dwukropka a  kończy znakiem CR (Enter), nie należy używać spacji. Nowe ustawienia są  automatycznie zapamiętywane w  pamięci nieulotnej, ale uwaga –  układ nie koryguje błędnych ustawień. Na przykład, maksymalna temperatura mierzona to 120°C. Jeśli zostanie ustawiona temp 115°C i  histereza 10°C, to  wyjście termostatu po załączeniu nigdy się nie wyłączy. Zastosowanie przekaźnika ma wiele zalet, ale ogranicza zasilanie do  12  V  DC. Zamiast przekaźnika można zamontować trzy zwory z drutu opisane na płytce – wtedy elementem wykonawczym będzie tranzystor MOSFET T1. Bez dodatkowego radiatora może załączać prąd do  ok 5  A. Do  złącza OUT1 należy doprowadzić zasilanie z przedziału 7...25  V, na  złączu OUT2 pojawi się napięcie w  czasie załączenia wyjścia, które sygnalizuje dioda LED2. Na koniec jeszcze jedna uwaga – temperatura ustawiona to temperatura, przy której wyjście zostanie załączone. Histereza to wartość, o  którą musi wzrosnąć temperatura od wartości ustawionej, aby wyjście zostało wyłączone (w przypadku funkcji chłodzenia histereza określa wartość, o którą temperatura musi zmaleć).

KS

Rysunek 2. Schemat montażowy termostatu ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

75

MINIPROJEKTY

AVT 1879

Przekaźnik czasowy start-stop

W ofercie AVT* AVT-1879 A, B, C Wykaz elementów:

Prezentowany moduł idealnie sprawdzi się w  domowej automatyce, jako sterownik oświetlenia, ogrzewania, wentylacji czy sygnalizacji procesów. Jest on  jednofunkcyjnym przekaźnikiem z  programowanym czasem wyzwalany przyciskiem z  możliwością jego wyłączenia przed upływem odmierzonego czasu. Schemat ideowy przekaźnika czasowego pokazano na  rysunku 1. Aby zapewnić pełną separację galwaniczną od  sieci elektrycznej w  urządzeniu zastosowano transformator małej mocy TR1. Stabilizator US1 dostarcza

U1 7805

M1 DF08

F1

IN

100mA

S2

X2-1

K1

O1

X3-2

S1

X3-1

C3

P2

100nF

TR1 6V/1.2VA

+

O2

X1-2

OUT

LD1 G

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

GND

SEC

PRI

X2-2

+5V

C1

C2

1000uF

100uF

+

X1-1

napięcie +5 V, a kondensatory C1…C4 iltrują je. Pracą modułu steruje mikrokontroler ATtiny25. Poprzez złącze X4 do  sterownika jest dołączony przycisk służący do  uruchomienia procesu odliczania zadanego czasu,

C4

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

100nF

AVT-1859

R1

P1

GND

R1, R2: 330 V R3, R4: 10 kV R5: 4,7 kV PR1: 10 kV/A C1: 1000 mF C2: 100 mF C3, C4: 100 nF/63 V D1: 1N4148 LD1: dioda LED 3 mm, zielona LD2: dioda LED 3 mm, czerwona M1: DF08 T1: BC547 US1: 7805 US2: ATtiny13 F1: bezpiecznik szybki 100 mA K1: przekaźnik HF115F TR1: V30AJ-10AEP7 6 V/1,2 VA X1…X3: złącze ARK2/7,5 mm X4, X5: złącze ARK2/5 mm

330

AVT-5467

K1

AVT-1820 +5V

STOP

START R4 4k7

R3 10k

X5-2 X5-1

+5V

LD2 R

X4-1 X4-2

PR1 10k

8 5 6 7 2 3 1 4

VCC PB0/PCINT0/AIN0/OC0A/MOSI PB1/PCINT1/AIN1/OC0B/INT0/MISO PB2/PCINT2/SCK/ADC1/T0 PB3/PCINT3/CLKI/ADC3 PB4/PCINT4/ADC2 PB5/PCINT5/RESET/ADC0/DW GND

Rysunek 1. Schemat ideowy włącznika start-stop

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

AVT-1710

U2 ATtiny13

GND

76

AVT-5408

D1 1N4148

R2 330

T1 BC547

AVT-5410

K1 HF115F

R5 4k7

GND

AVT-1689

Sterownik podświetlenia schodów z  wejściem dla czujnika ruchu (EP 7/2015) Programowany Timer (EP 9/2014) Programowany przekaźnik czasowy (EP 8/2014) Time-ek –  sterownik czasowy (EP 10/2013) Włącznik urządzeń zasilanych z  sieci 230 V AC (EP 8/2013) Regulowany włącznik opóźniający (EP 10/2012) Przekaźnikowy wyłącznik czasowy (EP 8/2012)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

MINIPROJEKTY + 12V -

+ 12V -

N

AC230V L

X1

X2

X3

TR1

K1

U2

Rysunek 2. Schemat montażowy włącznika start-stop natomiast do  X5 przycisk przerywający odliczanie. Potencjometr PR1 służy do ustawiania czasu odliczania. Diody LED zastosowane w sterowniku świecą w dwóch kolorach: zielonym (LD1) i  czerwonym (LD2). Kolor zielony oznacza dołączenie modułu do  sieci, natomiast czerwony załączany z  niewielką częstotliwością (co około 2 sekundy) poprawną pracę sterownika. Gdy dioda koloru czerwonego jest załączana z  większą częstotliwością oznacza to, że  sterownik znajduje się w trybie programowania czasu. W przypadku załączenia przekaźnika świeci dioda czerwona wygaszana, co  około 2  sek. na  0,5  sek. oznajmiając poprawną pracę urządzenia. Układ należy zmontować na  jednostronnej płytce drukowanej, której schemat montażowy pokazano na rysunku 2. Montaż układu rozpoczynamy od  wlutowania w  płytkę rezystorów i  innych niewielkich elementów o, a kończymy montując złącza śrubowe przekaźnik i transformator. Urządzenie zmontowane bezbłędnie, z użyciem zaprogramowanego

START

X5

PR1

X4 LD1 LD2

STOP

Rysunek 3. Schemat połączenia urządzenia włącznika start-stop mikrokontrolera i  ze  sprawnych elementów będzie działało od  razu po  włączeniu napięcia zasilającego. Na  rysunku  3 pokazano przykład jak poprawnego dołączenia urządzenia do sieci elektrycznej (złącze X1) oraz odbiornika, np. zasilacza taśmy LED (złącze X2). Styki przekaźnika wyprowadzone na  złącza X2 i X3 są od siebie odizolowane galwanicznie. Przyciski ze  stykami zwiernymi należy dołączyć do złącz X4 i X5. Aby sprawdzić poprawność działania sterownika, potencjometr PR1 należy ustawić w środkowej pozycji i nacisnąć przycisk start, co będzie równoznaczne z załączeniem przekaźnika K1. W dowolnej chwili można za pomocą przycisku stop zatrzymać odliczanie nastawionego czasu. Płytka mieści się w obudowie Z-107, która przewidziana jest do  montażu na  szynie TH35. Wspomniana obudowa ma szerokość

53mm, czyli zajmuje trzy moduły/bezpieczniki tzw. „S”. Programowanie czasu odliczania można wykonać poprzez ustawnie potencjometru w  dowolnym miejscu jego zakresu obracania się osi, przy czym skręcają go w  lewo będzie oznaczało załączenie przekaźnika z minimalnym czasem, a obrócenie w prawo z  maksymalnym. Drugim sposobem nastawienia czasu jest ustawienie potencjometru na  minimum i  przytrzymanie przycisku stop podczas załączenia zasilania. Od  tego momentu, aż  do  ponownego przytrzymania przycisku stop będzie to czas, jaki sterownik ma zapamiętać i  odtwarzać go po  każdym przyciśnięciu przycisku start..

Mavin [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

77

MINIPROJEKTY

AVT 1880

Krańcówka magnetyczna z czujnikiem Halla Hallotronów używa się przede wszystkim tam, gdzie inne sposoby wykrywania obiektów stają się zawodne. Dotyczy to  szczególnie sytuacji, w  których łatwo o  zabrudzenia, które utrudniają pracę czujników optycznych czy mechaniczno-stykowych. Czujniki Halla działają bardzo szybko – mogą być przełączane setki razy na sekundę, a ze względu na bezdotykowy pomiar, nie zawierają elementów mechanicznych, które ruszałyby się i  zużywały, co  skracałoby ich żywotność. Czujniki te stosuje się do oceny szybkości obrotu kół lub np. w  silnikach do  monitorowania pozycji wału korbowego oraz pomiaru pozycji tłoków w  cylindrach siłowników, a także do pozycji pedałów, manipulatorów, napędów liniowych maszyn CNC, drukarek 3D, a  nawet pomiaru poziomu z użyciem np. pływaków wyposażonych

w  elementy magnetyczne. Jeszcze jednym obszarem zastosowania takiego modułu krańcówki jest modelarstwo kolejowe. W robotyce czujników Halla używa się w postaci układów scalonych, jako moduły czujników zbliżeniowych. Służą one do  bezpośredniego pomiaru obecności obiektów magnetycznych lub odległości od nich. Dla lepszego zrozumienia budowy i działania hallotronu, warto przeanalizować schemat blokowy, pokazany na rysunku 1. Układ zawiera czujnik Halla, wzmacniacz różnicowy i  przerzutnik Schmitta. Wewnętrzny

Threshold Generator Vs

3

1

+5..+24V +

Q

R1 10k US1

2 GND

SchmittTrigger

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP) * Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

R2 1k

R3 4.7k

T1 BC857

X1-1

R5 10k

X1-2 S X2-3

R4

T2 BC857

4.7k

X1-3 S X2-2

TLE4905L SS443A

C1 100n

Output Stage

Rysunek 1. Schemat blokowy czujnika Hala

78

D1 G

VCC 1 OUT 2 GND 3

VRef

Amplifier

R1, R5, R6: 10 kV R2: 1 kV R3, R4: 4,7 kV C1: 100 nF D1: dioda LED, SMD 1206, zielona T1, T2: BC857 US1: TLE4905L, SS4403A (podobny lub zamiennik) X1: złącze ARK4/350 lub X2: ZŁ 40304TR

+ X2-4

HallGenerator Vs

W ofercie AVT* AVT-1880 A Wykaz elementów:

R6 10k

X1-4 – X2-1

GND

GND

GND

Rysunek 2. Schemat ideowy krańcówki z czujnikiem Halla

GND

GND

MINIPROJEKTY

Rysunek 3. Schemat montażowy krańcówki z czujnikiem Halla układ odniesienia i  stabilizacji napięcia zapewnia zasilanie dla poszczególnych bloków funkcyjnych. Pole magnetyczne prostopadłe do  powierzchni układu scalonego indukuje napięcie w  czujniku Halla. Napięcie to  jest wzmacniane i  traia na  obwód Schmitta załączając wyjście typu otwarty kolektor. W układzie scalonym została również zintegrowana dioda zabezpieczająca wewnętrzne obwody przed odwrotną polaryzacją. Schemat ideowy modułu krańcówki magnetycznej pokazany jest na  rysunku 2. Podstawowym elementem jest unipolarny cyfrowy czujnik Halla U1. Sygnał

z  hallotronu poprzez tranzystory T1 i  T2 traia na  wyjścia OUT1 i  OUT2, na  których dostępne są dwa poziomy aktywne w postaci logicznego „0” i  „1”, które można wykorzystać w  układach sterowania. Do  wspomnianych wyjść można również dołączyć cewkę przekaźnika z równoległą diodą eliminującą przepięcia, sygnalizator akustyczny lub inne obciążenie pamiętając o  wydajności prądowej wyjścia wynoszącej do  100 mA. Dioda LED D1 jest wskaźnikiem obecności pola magnetycznego w  zasięgu działania krańcówki magnetycznej. Schemat montażowy pokazano na  rysunku 3. Podczas montażu należy zwracać szczególną uwagę na sposób wlutowania elementów biegunowych: diod, tranzystorów i  czujnika. Układ zmontowany prawidłowo ze  sprawnych elementów od  razu będzie pracował poprawnie i  nie wymaga żadnej regulacji ani uruchamiania. Po  skontrolowaniu poprawności montażu należy dołączyć zasilanie mieszczące się w  granicach +5…+24  V. Rysunek 4 przedstawia, przykład poprawnego wykorzystania modułu krańcówki. W  płytce obwodu drukowanego

Programowany sterownik LED Sterownik wyposażono w  osiem wyjść do  bezpośredniego sterowania diodami świecącymi lub przekaźników, za pomocą których następnie mogą być załączane dowolne urządzenia o  dużej mocy. Sekwencje świetlne nie są  narzucone –  każdy użytkownik programuje je samodzielnie. Możliwe jest zaprogramowanie sekwencji składającej się z  maksymalnie 124 kroków. Program ten jest zapisywany w  nieulotnej pamięci EEPROM mikrokontrolera. Możliwe jest jednokrotne odtworzenie zapisanej sekwencji lub jej odtwarzanie w  pętli. Prędkość odtwarzania może być regulowana za pomocą dwóch przycisków w  27 krokach w  czasie od  0,05 sekundy aż  do  30 sekund/krok.

N

N

S

S

Rysunek 4. Przykład poprawnego użycia krańcówki znajdują się otwory montażowe o  średnicy 3,2 mm oraz cztery punkty lutownicze, w  których można wlutować odcinki srebrzanki. Dzięki tak przygotowanym uchwytom gotowy układ można w  łatwy sposób przykręcić lub przymocować w przewidzianym do tego celu miejscu.

Mavin [email protected]

AVT 1881 Schemat elektryczny sterownika pokazano na  rysunku 1. Pracą układu steruje mikrokontroler ATtiny2313 taktowany wewnętrznym sygnałem zegarowym. Sterownik powinien być zasilany napięciem 12  V  DC dołączonym do  złącza VCC. Dioda D1 zabezpiecza układ przed niewłaściwą polaryzacją napięcia wejściowego. Stabilizator U1 dostarcza napięcie +5  V, a  elementy C1... C4 iltrują je. Jako wzmacniacz wyjściowy dla poszczególnych kanałów sterownika zastosowano układ ULN2803A, który zawiera 8 stopni wzmacniaczy tranzystorowych ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

79

MINIPROJEKTY

Dodatkowe materiały na  FTP: ftp://ep.com.pl, user: 66465, pass: td79fgh6 • wzory płytek PCB Projekty pokrewne na  FTP:

S3

4

LED

5

VDD GND

20 10

RESET PA1 PA0 VCC GND

(SCK)PB7 (MISO)PB6 (MOSI)PB5 PB4 (OCI)PB3 PB2 (AIN1)PB1 (AIN0)PB0 (ICP)PD6 (T1)PD5 (T0)PD4 (INT1)PD3 (INT0)PD2 (TXD)PD1 (RXD)PD0

19 18 17 16 15 14 13 12 11 9 8 7 6 3 2

1 2 3 4 5 6 7 8

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8

AVT-1545 AVT-1509 AVT-924

Komputerowy sterownik LED (EP 6/2010) Programowany sterownik świateł (EP 10/2009) Sterownik RGB (EP 2/2009) Programowany sterownik świateł (EP 4/2006)

* Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w  następujących wersjach: AVT xxxx UK to  zaprogramowany układ. Tylko i  wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w  opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i  zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A  i  wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w  załączniku pdf AVT xxxx C to  nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w  PCB. Należy mieć na  uwadze, że  o  ile nie zaznaczono wyraźnie w  opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w  załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to  niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w  link umieszczony w  opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). http://sklep.avt.pl

Nr

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Czas trwania kroku 0,05 sek. 0,075 sek. 0,1 sek. 0,125 sek. 0,15 sek. 0,175 sek. 0,2 sek. 0,225 sek. 0,25 sek.

Nr

10 11 12 13 14 15 16 17 18

Czas trwania kroku 0,3 sek. 0,35 sek. 0,4 sek 0,45 sek. 0,5 sek. 0,75sek. 1 sek. 1,25 sek. 1,5 sek.

Nr

19 20 21 22 23 24 25 26 27

Czas trwania kroku 1,75 sek. 2 sek. 2,25 sek. 2,5 sek. 3,75 sek. 5 sek. 10 sek. 20 sek. 30 sek.

z  diodami zabezpieczającymi umożliwiającymi bezpośrednie sterowanie przekaźnikami. Wyjścia układu mogą być obciążone prądem do 200 mA/kanał. Do  programowania sekwencji zastosowano przełącznik SW1 typu DIP SWITCH. Dioda LED sygnalizuje zapis sekwencji w  trybie programowania oraz w  trybie pracy migotaniem sygnalizuje aktywność układu. Do  obsługi modułu służą trzy przyciski S1...S3. W  trybie normalnej pracy przycisk S1 służy do  ponownego odtworzenia całej sekwencji, S2 do zmniejszenia prędkości odtwarzania, natomiast S3 do  jej zwiększenia. W trybie programowania S1 służy do zapisywania kroku, natomiast S2 i S3 do zakończenia procedury tworzenia sekwencji i wyboru sposobu jej odtwarzania. Sterownik został zmontowany na płytce, której rozmieszczenie elementów pokazano

80 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

2 3 4 5 6 7 8 9

R1

RES

1

1k

S1 GND

R2

S2 3 4

GND

4,7k 1 2

R3

S3 3 4

GND

4,7k 1 2

R4

VDD

1k

GND U3 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1k

1k

OUT4

S2

+ GND

C2 100uF

100nF

OUT5

R9

S3

1k

OUT5

VDD

LED5

VCC

OUT6

R10

LED

1k

OUT6 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 VCC

VI

LED6

VCC

OUT7

R11 1k

OUT7

LED7

VCC

OUT8

R12

78L05Z GND 2

LED4

VCC

VDD

1k

OUT8 U1 1 VO C3

OUT4

R8

VDD

18 17 16 15 14 13 12 11 10

O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 CD+

LED3

VCC

ULN2803

I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 GND

OUT3

R7

1k

LED

LED2

VCC

4,7k R13

OUT2

R6

S1

1 2

LED1

VCC

OUT3

3 4

OUT1

R5

OUT1

S2 S1

ATTINY2313

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 GND

VCC VDD

4,7k

VDD

Tabela 1. Prędkości odtwarzania sekwencji

16 15 14 13 12 11 10 9

OUT2

(wymienione artykuły są  w  całości dostępne na  FTP)

AVT-5240

RP1

SW1

3

LED8

VCC C4

+

R1...R4: 4,7 kV R5...R13: 1 kV RP1: RPACK 8×1 kV C1, C2: 100 mF/16 V C3, C4: 100 nF LED, LED1…LED8: dioda LED 3 mm, kolor –  dowolny U1: 78L05 U2: ATtiny2313 (zaprogramowany) U3: ULN2803A 12VDC, OUT1...OUT8: DG301-5,0 S1...S3: przycisk SW1: DIP SWITCH 8 sekcji

1

ON

U2 RES

8 7 6 5 4 3 2 1

W ofercie AVT* AVT-1881 A, B, C Wykaz elementów:

12VDC C1

100nF 100uF

D1 1N4007

Rysunek 1. Schemat ideowy programowanego sterownika LED

Rysunek 2. Schemat montażowy programowanego sterownika LED na  rysunku 2. Montaż należy wykonać według ogólnych zasad, rozpoczynając od wlutowania elementów najniższych –  rezystorów, a  kończąc na  najwyższych –  złączach. Po zmontowaniu urządzenia należy umieścić układy scalone w podstawkach i do wejścia VCC dołączyć zasilanie 12 V. Sam sterownik pobiera prąd, rzędu kilkunastu miliamperów, ale wydajność prądową zasilacza należy dostosować do  prądu pobieranego przez układy wykonawcze. Wejście w  tryb programowania sekwencji następuje po naciśnięciu i przytrzymaniu przycisku S1. Stan ten zostanie zasygnalizowany dłuższym zaświeceniem się diody LED. Samo programowanie jest wykonywane poprzez ustawienie wybranej kombinacji

(włączonych i wyłączonych wyjść) przełącznikiem SW1 i zatwierdzeniu jej przyciskiem S1. Ustawienie przełącznika SW1 w pozycję „ON” włącza dany kanał (zapala dołączoną do  wyjścia diodę), a  w  pozycji „OFF” wyłącza ten kanał. Po  naciśnięciu przycisku S1 krótkie błyśnięcie diody D1 sygnalizuje zapis w  pamięci stanu ustawionego przełącznikiem SW1. Następne kroki tworzonej sekwencji należy zapisać w analogiczny sposób. W  momencie zapełnienia pamięci mikrokontrolera wszystkimi 124 krokami, układ każdorazowo po  naciśnięciu przycisku S1 będzie zaświecał na dłuższy czas diodę LED. Po  zapisaniu wszystkich wymaganych sekwencji należy zdecydować czy ma być ona odtworzona jednokrotnie czy powtarzana

MINIPROJEKTY w  pętli. Zakończenie procedury nauki sekwencji przyciskiem S2 spowoduje, że będzie ona odtwarzana w  nieskończonej pętli, natomiast przycisk S3 da efekt jednokrotnego jej odtworzenia. W  czasie normalnej pracy, po  naciśnięciu przycisku S1 sekwencja zostanie odtworzona od  początku. W  dowolnym momencie pracy układu możliwa jest zmiana sposobu odtwarzania bez konieczności zmiany sekwencji. Wystarczy wejść w  tryb nauki poprzez przytrzymanie przycisku S1 i  następnie przyciskiem S2 (praca w pętli) lub S3 (pojedyncza sekwencja) opuścić tryb programowania. W  obu przypadkach zakończenie procedury programowania będzie sygnalizowane migotaniem diody LED w  takt wyświetlania kolejnych kroków odtwarzanego programu. W  tym trybie przyciskami S2 (zmniejszanie) i  S3 (zwiększanie) można zmieniać prędkość zmian w 27 krokach. W tabeli 1 umieszczono wszystkie możliwe do uzyskania czasy trwania pojedynczej sekwencji. Po prawidłowym montażu i  zaprogramowaniu sterownika do  złącz OUT można dołączyć układy wykonawcze. Na  rysunku 3 pokazano przykładowy sposób dołączenia taśmy LED lub przekaźnika.

EB

Rysunek 3. Przykładowy sposób dołączenia taśmy LED lub przekaźnika

Wygraj Microchip MPLAB REAL ICE Emulation System! Firma Microchip organizuje dla czytelników Elektroniki Praktycznej konkurs, w  którym nagrodą jest emulator MPLAB REAL ICE. Narzędzie to  ułatwia tworzenie aplikacji z  użyciem mikrokontrolerów Microchip PIC oraz układów serii dsPIC. MPLAB REAL ICE umożliwia nowoczesną emulację, udostępniając szybki interfejs pamięci oraz pozwalając na  wykonywanie dłuższych, a  zarazem szybszych połączeń. Nowe narzędzie jest w  pełni zintegrowane z  darmowym środowiskiem deweloperskim MPLAB, które pozwala na  tworzenie kodu, budowanie projektów, testowanie, weryikację i  wykonywanie wszystkich pozostałych operacji potrzebnych w  trakcie programowania. Emulator w  powiązaniu z  oprogramowaniem MPLAB pozwala na  tworzenie zaawansowanych punktów wstrzymania wykonywania kodu, mechanizmów śledzenia jego wykonywania, rejestracji danych, monitorowania czasu wykonywania programu oraz umożliwia podgląd wartości zmiennych w  czasie rzeczywistym.

Narzędzie MPLAB REAL ICE zostało opracowane jednocześnie z  tworzeniem najnowszej rodziny mikrokontrolerów PIC oraz układów dsPIC, dzięki czemu ich twórcom udało się maksymalnie zintegrować ze  sobą wszystkie wykonywane operacje. Wbudowane w  mikrokontrolery PIC obwody wspierają działanie oprogramowania MPLAB i  emulatora, tak by umożliwić pracę systemu w  czasie rzeczywistym, a  szybkie interfejsy danych pozwalają na  przesyłanie dodatkowych informacji o  wykonywanym kodzie, bez wprowadzania zbędnych opóźnień. Czytelnicy EP, którzy chcą wziąć udział w  konkursie, proszeni są  o  zarejestrowanie się pod adresem: http://goo.gl/vHQajz. Uwaga –  do  zestawu MPLAB REAL ICE Emulation System, o  wartości 265 funtów, dołączany jest pakiet MPLAB REAL ICE Performance Pak o  wartości 85 funtów, który zawiera dwie płytki usprawniające szybką komunikację pomiędzy emulatorem i  monitorowanym mikrokontrolerem.

Łączna wartość zestawu, który można wygrać to 350 funtów! ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

81

PODZESPOŁY

STM32F7 (Cortex-M7) na pokładzie: nowy zestaw Discovery W  ostatnich dniach czerwca tego roku irma STMicroelectronics wprowadziła do  sprzedaży kolejny zestaw startowy z  rodziny DISCOVERY –  32F746GDISCOVERY –  pierwszy wyposażony w  mikrokontroler STM32F7 (rdzeń Cortex-M7). Zestaw jest rekordowy, zarówno ze  względu na  bogate wyposażenie jak i  zastosowany mikrokontroler, który niemal wszystko ma mikroprocesorowe… Mikrokontrolery STM32F7 łączą cechy mikrokontrolerów (m.in. wbudowane: pamięć programu i danych, bogaty zestaw wewnętrznych peryferii, duża liczba GPIO) i  mikroprocesorów (szybkie CPU z  pamięcią TCMRAM, rozbudowane mechanizmy pipelineingu, wydajna magistrala komunikacyjna dla zewnętrznej pamięci SDRAM), co  pogłębia „corteksowy” trend ostatnich lat. Producent deklaruje maksymalną częstotliwość taktowania CPU w  STM32F7 do  216  MHz, co  pozwala im uzyskać prawdziwie „mikroprocesorową” wydajność obliczeniową 1082 CoreMark i  prędkość wykonywania

82 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

programu na poziomie 462 DMIPS. Pomimo kompleksowego wyposażenia mikrokontrolery STM32F7 pobierają prąd o  relatywnie niewielkim natężeniu, w  trybie normalnej pracy pobór prądu przez CPU nie przekracza 420 mA/MHz. Przy tak dużej częstotliwości taktowania CPU jak w  STM32F7, konieczne jest zastosowanie rozwiązań minimalizujących opóźnienia w  dostępie do  wewnętrznej pamięci Flash, która bez sprzętowego wspomagania, z  powodu ograniczeń technologicznych, nie jest w  stanie dostarczać danych w  tempie wyższym niż 80…90  MHz. Firma

Cechy i wyposażenie zestawu 32F746GDISCOVERY • Mikrokontroler STM32F746NGH6 (1 MB Flash, 320 kB SRAM, 216MHz, Cortex-M7). • LCD-TFT WQVGA 480x272 pikseli z pojemnościowym touch-panelem. • Kodek audio ze wzmacniaczem mocy (słuchawkowym i głośnikowym). • Dwa mikrofony MEMS. • Ethernet 10/100 Mb/s. • 2×USB-OTG (FS i HS). • Złącza zgodne z Arduino Rev. 3 (3,3 V). • Złącze MicroSD. • Złącze kamery CCD. • Wejście S/PDIF. • Pamięć SDRAM 64 Mb. • Pamięć NOR Flash z QSPI 128 Mb. • Programator-debugger ST-Link/V2-1. • Zgodność z mbed.org.

STMicroelectronics w  celu minimalizacji wpływu „wąskiego gardła” Flash na  prędkość pracy mikrokontrolera używa sprawdzonego we wcześniejszych rozwiązaniach sprzętowego akceleratora ART (Adaptive Real-Time). Jego działanie polega m.in. na  dekompozycji 128-bitowych słów przechowywanych w  pamięci Flash na  słowa

STM32F7 (Cortex-M7) na pokładzie: nowy zestaw Discovery

Rysunek 1. Budowa i zasada działania akceleratora ART

Fotograia 2. Wygląd zestawu STM32F7-DISCOVERY od strony wyświetlacza LCD-TFT

16- lub 32-bitowe (rysunek  1), które są  kolejkowane w  lokalnej (wbudowanej w  ART) pamięci cache. Producent twierdzi, że wspomaganie odczytu zawartości Flash za pomocą ART. powodują, że  nie ma konieczności używania podczas odczytu wait-state’ów dotychczas istotnie zmniejszających realną prędkość transferu danych. Mikrokontrolery STM32F7 wyposażono zarówno w  zestaw klasycznych bloków peryferyjnych, znanych z  wcześniejszych modeli mikrokontrolerów STM32 (w  tym: 1×CEC; 1×SDIO; 2×CAN; 2×SAI; 2×USB OTG; 4×I2C; 4×UART; 4×USART; 6×SPI; 2×C/A 12-bitowy, 24 12-bitowe kanały A/C, w wybranych modelach Ethernet MAC), zastosowano także kilka nowych rozwiązań, w tym m.in.: • Dwukanałowy transceiver I2S z  obsługą S/PDIF oraz 3 półdupleksowe kanały wejściowe S/PDIF. • Interfejsy USB-OTG (HS i FS, w drugim przypadku wymagany zewnętrzny PHY) z wydzielonym zasilaniem, co pozwala korzystać z  tego interfejsu także przy zasilaniu mikrokontrolera napięciem 1,8 V. • Udoskonalony podsystem generacji sygnałów zegarowych, pozwalający na  modyikowanie częstotliwości taktowania bloków peryferyjnych bez konieczności zmiany ustawień taktowania CPU. • Dwa interfejsy QSPI, które sprzętowo realizują transmisję danych z  pamięciami wyposażonymi w 1-, 4- lub 8-bitowe interfejsy komunikacyjne.

Fotograia 3. Wygląd zestawu STM32F7-DISCOVERY od strony „elementów” ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

83

PODZESPOŁY W  tabeli  1 zestawiono wybrane informacje o  cechach i  parametrach dostępnych typów mikrokontrolerów STM32F7. Przedstawione dane pochodzą z  początku lipca 2015, w  tym czasie dostępny było 19 typów mikrokontrolerów o  statusie active, dostępnych w wielu różnych wersjach obudów – od BGA/CSP, po łatwe w montażu wersje LQFP. Prawdziwy elektronik nie uwierzy, jeśli nie sprawdzi, zwłaszcza przy tak rekordowych obietnicach, jakie składają katalogowe parametry mikrokontrolerów STM32F7. Najnowszy w  ofercie STMicroelectronics zestaw startowy z  serii Discovery (STM32F746G-DISCOVERY, 32F746GDISCOVERY) umożliwia wygodne zweryikowanie działania mikrokontrolera STM32F746NGH6 (1  MB Flash, 320  kB SRAM, 216  MHz, Cortex-M7) w  wymagającym otoczeniu: z  zewnętrzną pamięcią SDRAM, wyświetlaczem graicznym LCDTFT WQVGA, interfejsem Ethernet i  kodekiem audio. Wygląd zestawu od  strony wyświetlacza pokazano na  fotograii  2, znacznie bardziej interesujący dla praktyków widok –  od  strony elementów –  pokazano na fotograii 3. Fizyczne wymiary prezentowanego zestawu są  większe niż dotychczasowych DISCOVERY z  mikrokontrolerami STM32, co wynika przede wszystkim z użytego w nim dużego wyświetlacza LCD-TFT, który stanowi integralną część zestawu. Przekątna wyświetlacza wynosi 4,3 cala, wymiary matrycy 480×272 punktów, moduł wyświetlacza został wyposażony w zintegrowany, pojemnościowy panel dotykowy z kontrolerem na I2C. Wyposażenie prezentowanego zestawu należy do ponadstandardowych jak na tanie rozwiązanie mikrokontrolerowe, bowiem STM32F746G-DISCOVERY jest kompletnym komputerem sieciowym! W skład wyposażenia zestawu wchodzą: • Pamięci NOR Flash z  interfejsem QSPI (128 Mb). • Pamięć SDRAM o  pojemności 128  Mb (z  czego mikrokontroler obsługuje 64 Mb). • Kodek audio WM8994 ze stereofonicznymi: wyjściem słuchawkowym, wyjściami głośnikowymi i wejściem liniowym. • Wejście cyfrowego audio SPDIF. • Interfejs Ethernet 10/100 bazujący na zewnętrznym MAC, komunikującym się z  mikrokontrolerem poprzez interfejs RMII. • Złącza: kart MicroSD i  kamery CCD (dołączony interfejs DCMI) oraz złącza Arduino Rev.3 (jak w zestawach STM32 NUCLEO), które umożliwiają montaż shieldów przystosowanych do  zasilania napięciem 3,3 V. • Interfejsy USB OTG w wersjach: FS (PHY wbudowany w  mikrokontroler) oraz HS

84 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Tabela 1. Wybrane parametry dostępnych typów mikrokontrolerów STM32F7xx Flash [kB]

Typ

SRAM [kB]

GPIO

STM32F745IE

512

320

140

STM32F745IG STM32F745VE STM32F745VG STM32F745ZE STM32F745ZG STM32F746BE STM32F746BG

1024 512 1024 512 1024 512 1024

320 320 320 320 320 320 320

140 82 82 114 114 168 168

STM32F746IE

512

320

140

STM32F746IG STM32F746NE STM32F746NG STM32F746VE STM32F746VG

1024 512 1024 512 1024

320 320 320 320 320

140 168 168 82 82

STM32F746ZE

512

320

114

STM32F746ZG STM32F756BG

1024 1024

320 320

114 168

STM32F756IG STM32F756NG STM32F756VG

1024 1024 1024

320 320 320

140 168 82

STM32F756ZG

1024

320

114

Obudowy BGA176 LQFP176 BGA176 LQFP176 LQFP100 LQFP100 LQFP144 LQFP144 LQFP208 LQFP208 BGA176 LQFP176 BGA176 LQFP176 TFBGA216 TFBGA216 LQFP100 LQFP100 LQFP144 WLCSP143L LQFP144 WLCSP143 LQFP208 BGA176 LQFP176 TFBGA216 LQFP100 LQFP144 WLCSP143

Przypomnijmy, że od strony technicznej Cortex-M7 to rozbudowana wersja rdzenia Cortex-M4, wyposażona w szybką pamięć SRAM TCM (dla danych i instrukcji programu) oraz cache dla danych i instrukcji. Dodatkowo, zastosowano w tym rdzeniu zaawansowany 6-poziomowy mechanizm przetwarzania potokowego z predykcją oraz sprzętowym wsparciem superskalarnego wykonywania programu. Ważnym udoskonaleniem wprowadzonym w rdzeniu Cortex-M7 w stosunku do starszych modeli rdzeni Cortex-M jest magistrala Master AXI (AXIM) zapewniająca komunikację CPU z blokami peryferyjnymi, która ma wpływ na wypadkową prędkość pracy mikrokontrolera. Zapewnia ona łączenie kilku kanałów magistrali AHB w jeden, szybki kanał dwukierunkowej komunikacji rdzenia z otoczeniem (w rdzeniach Cortex-M4 rdzeń komunikuje się z otoczeniem za pomocą „standardowych” interfejsów-magistral AHB).

W mikrokontrolerach STM32F7 zastosowano najnowszy rdzeń irmy ARM – Cortex-M7, którego schemat blokowy pokazano powyżej

(z zewnętrznym PHY USB3320C, który komunikuje się z mikrokontrolerem za pomocą interfejsu ULPI. Atutem prezentowanego zestawu są  złącza zgodne z  Arduino Rev. 3, w których można instalować shieldy przystosowane do zasilania napięciem I/O  o  wartości 3,3  V (fotograia 4). producent zachował dużą zgodność wyprowadzeń ze  specyikacją Arduino, bowiem zestaw można zasilać – jako jednego ze źródeł – także z napięcia zewnętrznego Vin. Prezentowany w  artykule zestaw STM32F7-DISCOVERY wyposażono –  podobnie do  starszych modeli DISCOVERY –  w  dwa mikroprzełączniki (w tym tylko jeden dla użytkownika), złącze dla ekspandera z pamięciami EEPROM NFC (M24SR/M24LR) oraz programator-debugger ST-Link/V2-1. Programator jest przystosowany do  współpracy ze  środowiskiem mbed.org. W  chwili przygotowywania artykułu prezentowany zestaw nie znajdował się jeszcze na liście domyślnych platform sprzętowych obsługiwanych przez to środowisko, ale w najbliższych dniach ma traić na tę listę. Ułatwieniem dla konstruktorów chcących szybko rozpocząć testy nowej platformy sprzętowej jest efektowna aplikacja demonstracyjna, zapisana w pamięci Flash mikrokontrolera użytego w  zestawie. Składa się ona z  ośmiu części uruchamianych i  sterowanych za pomocą interfejsu dotykowego i  graicznego menu sterującego, wśród nich szczególna uwagę zwracają: odtwarzacz audio z  5-pasmowym korektorem graicznym i  regulowanym iltrem loudness, odtwarzacz wideo, rejestrator audio z analizatorem widm, sterownik ogrodu, system alarmowy bazujący na kamerach wideo, jedna gra oraz serwer VNC (Virtual Network Computing). Aplikacja w testowanej wersji (1.0.0) ma drobne niedoskonałości, pomimo których można poczuć poziom zaawansowania platformy i jej dużą moc obliczeniową. Z pewnością pojawią się kolejne wersje irmware dla tego zestawu, oferowane przez producenta biblioteki w ramach środowiska STM32CUBE (zawierają m.in. sterowniki HAL, USB, stos Ethernet, system plików, RTOS oraz biblioteki i sterowniki graiczne) umożliwiają przygotowanie własnych aplikacji, dzięki zewnętrznej pamięci SDRAM także o dużym stopniu skomplikowania. Znacznie większe niż w  dotychczas dostępnych platformach sprzętowych, możliwości i  bogatsze wyposażenie zestawu STM32F746G-DISCO zmusiły producenta do  zaproponowania wyższej ceny sprzedaży, ale jest ona nadal bardzo atrakcyjna w odniesieniu do wyposażenia zawartego na płytce. Bez wątpienia warto poznać je bliżej.

REKLAMA

Fotograia 4. STM32F7-DISCOVERY wyposażono w złącza zgodne z Arduino Rev.3

Piotr Zbysiński, EP

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

85

SPRZĘT

Zestaw startowy LaunchPad dla mikrokontrolerów MSP432 O  nowej serii mikrokontrolerów MSP432 z  rdzeniem ARM CortexM4F pisaliśmy w  EP 05/15. W  artykule omówimy budowę i  działanie zestawu startowego LaunchPad wyposażonego w  mikrokontroler serii MSP432.

Dodatkowe informacje: Zestaw startowy MSP-EXP432P401R LaunchPad dla mikrokontrolerów serii MSP432 jest dostępny w sklepie internetowym producenta www.store.ti.com oraz u lokalnych dystrybutorów. Cena zestawu proponowana przez Texas Instruments wynosi 12.99 USD.

Mikrokontrolery z  serii MSP432 charakteryzują się dużą wydajnością (rdzeń ARM Cortex-M4F) oraz niewielkim poborem mocy (rozwiązania zaczerpnięte z MSP430). Ogólny schemat blokowy mikrokontrolerów z serii MSP432 pokazano na rysunku 1. Aby promować nową serię mikrokontrolerów MSP432 zaprojektowano zestaw startowy MSP-EXP432P401R LaunchPad.

LaunchPad Zestaw startowy MSP-EXP432P401R LaunchPad składa się z: płytki startowej LaunchPad, przewodu USB-A  mikro-B oraz broszury informacyjnej. Zawartość zestawu pokazano na  fotograii  2. Najważniejszym elementem zestawu startowego jest płytka LaunchPad z  mikrokontrolerem serii MSP432. Na płytce zamontowano mikrokontroler MSP432P401RIPZ. Schemat blokowy mikrokontrolera pokazano na  rysunku  3. Parametry mikrokontrolera zamieszczono w tabeli 1. Poza mikrokontrolerem na  płytce startowej LaunchPad umieszczono 3 przyciski (dwa użytkownika i  jeden restart),

Rysunek 1. Schemat blokowy mikrokontrolerów serii MSP432

Fotograia. 2. Zestaw startowy MSP-EXP432P401R LaunchPad

86 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Zestaw startowy LaunchPad dla mikrokontrolerów MSP432 Tabela. 1. Parametry mikrokontrolera MSP432P401RIPZ Rdzeń coremark 3,41 System zasilania

ARM Cortex-M4F, CMOS 90 nm, maksymalna częstotliwość taktowania CPU 48 MHz (rozszerzenie dla DSP, arytmetyka zmiennoprzecinkowa) Rozszerzony zakres napięcia zasilania 1,62...3,7 V, przetwornica LDO oraz DC/ DC, konfiguracja odświeżania pamięci SRAM Linie GPIO 84×GPIO w  tym 4×GPIO 20 mA, obsługa wejść pojemnościowych, obudowa i  obudowa 100 PZ Pamięć Flash 256 kB, SRAM 64 kB (bank 0 o  wielkości 8 kB pełni rolę pamięci backup), ROM 32 kB (sterowniki urządzeń peryferyjnych) System zegarowy Możliwość pracy bez zewnętrznych źródeł taktowania, 5 wbudowanych źródeł taktowania, możliwość dołączenia 2 zewnętrznych źródeł taktowania Liczniki 32-bitowy moduł Watchdog w  trybie licznika, 4×16-bitowe liczniki Timer_A (każdy licznik ma 5 rejestrów caputre/compare, obsługa PWM), 2×32-bitowe liczniki Timer32 Pobór mocy Tryb aktywny AM: 95 mA/MHz (DC/DC), 166 mA/MHz (LDO) ULPBench 167,4 LPM0 (CPU off) 65 mA/MHz (DC/DC), 100 mA/MHz (LDO) LPM3 850 nA  (odświeżanie SRAM, aktywny zegar RTC) LPM3.5 < 670 nA  (brak odświeżania SRAM za wyjątkiem bank-0 backup memory, aktywne moduły RTC oraz WDT, budzenie z  RTC i  I/O) LPM4.5 < 100 nA  (brak odświeżania SRAM, budzenie tylko z  I/O) Komunikacja 4×eUSCI_A (UART/SPI/IrDA) szeregowa 4×eUSCI_B (SPI/I2C) Kryptografia AES256, CRC32 Moduł analogowy 14-bitowy przetwornik A/C typu SAR, 24 zewnętrzne kanały pomiarowe, 2  wewnętrzne kanały pomiarowe, szybkość próbkowania do  1 MS/s, pobór mocy w  trakcie pomiaru 375 mA, moduł ADC14, wbudowany moduł napięcia referencyjnego REF_A, dwa komparatory analogowe po  8 kanałów każdy COMP_Ex Pozostałe 8 kanałów DMA, układ Watchdog WDT_A i  zegar czasu rzeczywistego RTC_C, parametry (oba moduły aktywne w  trybie uśpienia LPM3.5), Memory Protection Unit 4  diody LED (dwie użytkownika: czerwona i  RGB oraz dwie systemowe), dwa złącza 20-pinowe w  standardzie BoosterPack XL oraz dwa kwarce zegarowe (kwarc zegarkowy 32768  Hz i  szybki kwarc 48  MHz). Funkcjonalnie moduł LaunchPad możemy podzielić na  dwie części: układ

emulatora/programatora i  Energy Trace+ oraz pole rozwojowe z  mikrokontrolerem MSP432P401RIPZ. Wygląd płytki startowej LaunchPad pokazano na rysunku 4. Moduł LaunchPad możemy zasilać podłączając płytkę do  portu USB komputera PC (korzystamy z  przewodu dołączonego

LaunchPad to nazwa grupy płytek startowych produkowanych przez Texas Instruments. Przez ostatnie 5 lat zostało sprzedanych ponad 800 tys. sztuk modułów LaunchPad. Wszystkie płytki produkowane są według ściśle określonego standardu. Każdy LaunchPad zawiera mikrokontroler, podstawowe elementy peryferyjne, oraz posiada zintegrowany moduł programatora/ emulatora. Dodatkowo produkowane są różnego rodzaju płyty rozszerzeń BoosterPack kompatybilne z układami LaunchPad (kategorie: audio, wyświetlacze, sterowanie silnikami, itp.). Dotychczas wyprodukowano moduły LaunchPad dla mikrokontrolerów z serii: CC3200, MSP430, MSP432, C2000, Tiva C Series, Hercules TMS 570 oraz Hercules RM4. Szczegółowe informacje na temat modułów LaunchPad znajdziemy na stronie internetowej związanej z tym projektem. Na stronie zamieszczono również wyszukiwarkę płyt BoosterPack. W przypadku, gdy żadna z oferowanych płyt BoosterPack nie spełnia naszych oczekiwań, możemy zaprojektować własną płytę rozszerzeń. Komplet materiałów pomocnych przy projektowaniu płyt rozszerzeń BoosterPack dla modułów LaunchPad znajdziemy na stronie poświęconej projektowi. Adres strony projektu LaunchPad to www.ti.com/launchpad.

do  zestawu) albo dołączając zewnętrzne źródło zasilania do złącza J6 albo korzystając z zasilania modułu BoosterPack (o ile moduł rozszerzeń został zamontowany w  złączu BoosterPack XL). Sposób zasilania modułu ustalamy za pomocą zworki 3V3 z  złącza koniguracji linii zasilania. Moduł LaunchPad możemy programować/emulować korzystając z  wbudowanego modułu programatora/emulatora XDS110ET albo korzystając z  zewnętrznego programatora/emulatora podłączonego do  złącza J102 (selekcji dokonujemy za pomocą przełącznika JTAG Switch). Wbudowany programator/emulator XDS110-ET jest włączany

Rysunek 3. Schemat blokowy mikrokontrolera MSP432P401RIPZ ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

87

SPRZĘT

Rysunek 4. Płytka startowa LaunchPad dla mikrokontrolerów serii MSP432 po  podłączeniu modułu LaunchPad do  portu USB komputera PC (przełącznik JTAG w  pozycji XDS-ET). Poza podstawowymi funkcjami wbudowany programator/ emulator umożliwia realizację komunikację szeregowej UART pomiędzy modułem LaunchPad a  komputerem PC (transmisja UART via USB, aktywna po  zainstalowaniu sterowników) oraz pozwala na  korzystanie

z  technologii Energy Trace + (tzw. Power Debugging). Szczegółowe informacje na  temat zestawu startowego MSP-EXP432P401R LaunchPad zamieszczamy w materiałach dodatkowych dołączonych do artykułu.

Podsumowanie

modułu MSP-EXP432P401R LaunchPad. Skonigurujemy oprogramowanie narzędziowe oraz utworzymy pierwszy projekt. Korzystając z  oprogramowania ULP Advisor oraz Energy Trace+ pokażemy, w jaki sposób zoptymalizować pobór mocy przez mikrokontroler MSP432P401.

W  kolejnym artykule zaprezentujemy, w  jaki sposób rozpocząć programowanie

https://ulubionykiosk.pl/wydawnictwo/16-swiat-radio Świat Radio zawiera testy i prezentacje sprzętu radiowego, takiego jak transceivery, radiotelefony, telefony komórkowe, anteny, przyrządy pomiarowe przeznaczone zarówno do pracy profesjonalnej, jak i na pasmach amatorskich.

88 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

Ponadto prezentowane są wszelkie informacje istotne dla krótkofalowców i amatorów CB, t.j.: • aktualne wykazy częstotliwości stacji radiowych; • kalendarium targów, wystaw, seminariów, zawodów, itp; • opisy klubów DX-owych krajowych

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

i zagranicznych; • opisy sprzętu oraz różne metody eliminowania zakłóceń radiowych; • aktualne wiadomości PZK; • informacje z życia klubów; • opisy nowych technik łączności: SSTV, ATV, Packet Radio, TCPIP...; • podstawowe wiadomości przygotowujące do egzaminu na licencję krótkofalarską.

Łukasz Krysiewicz, EP

SPRZĘT

ADSP-BF706 EZ-KIT Mini: zestaw z DSP dla początkujących Przedstawiamy zestaw startowy ADSP-BF706 EZ-KIT Mini irmy Analog Devices, który jest jednym z  najtańszych na  rynku narzędzi startowych z  „krainy DSP”. Producent zadbał o  częściową zgodność konstrukcji sprzętowej zestawu z  systemem Arduino, co  może stać się magnesem przyciągającym do  DSP mniej wprawnych programistów i  konstruktorów. Technika DSP oraz optymalizowane dla jej potrzeb mikroprocesory latami pracowały na  miano wymagających, wyrainowanych i  drogich. Działo się tak nie bez powodu, z  tym większą przyjemnością informujemy, że  nastąpił przełom w  podejściu do  rynku także takich DSP-owych gigantów jak Analog

Devices. Firma wprowadziła do  sprzedaży nową rodzinę mikroprocesorów DSP o  nazwie ADSP-BF70x, które są  wyposażone w rdzeń Blackin+, taktowaną sygnałem zegarowym o częstotliwości do 400 MHz. Architektura układu i  zastosowana technologia produkcji powodują, że średni

pobór mocy podczas działania układu nie przekracza 250  mW/MHz, co  predestynuje je do stosowania w aplikacjach zasilanych bateryjnie. Mikroprocesor BF706 –  zastosowany w  zestawie startowym, który jest głównym bohaterem artykułu –  należy do rodziny składającej się z 8 typów układów (tabela 1), różniących się między sobą wyposażeniem, parametrami i  rodzajami obudów. Jak na prawdziwy DSP przystało, układ ADSP-BF706 jest wyposażony w sprzętową jednostkę MAC (o  organizacji 2×16 bitów lub 1×32 bity), która jest wspomagana w aplikacjach DSP przez wyspecjalizowany pod kątem aplikacji DSP zestaw instrukcji, które są  oczywiście zgodne ze  starszymi wersjami procesorów Blackin. Procesory ADSP-BF706 (schemat blokowy pokazano na rysunku 1) są wyposażone w 1 MB pamięci RAM L2 z kontrolą ECC, 136 kB pamięci RAM L1 ze  sprzętowym korektorem wielobitowych błędów parzystości, a także 51 kB pamięci ROM (L2). Jak widać na  rysunku, poza specyicznym wyposażeniem „DSP-owym”, prezentowane układy wyposażono także w  standardowe peryferia „mikrokontrolerowe”, w  tym interfejsy komunikacyjne USB2.0 HS OTG, CAN2.0B, I2C, UART (SPORT od  Serial PORT) z  obsługą m.in. I2S, 4-bitowy SD/SDIO/MMC oraz SPI (z  obsługą trybu QSPI). Dla konstruktorów budujących urządzenia wyposażonymi w lokalne interfejsy użytkownika atutem prezentowanych mikroprocesorów będzie interfejs ePPI (Enhanced Parallel Peripheral Interface), który umożliwia –  między

Rysunek 1. Schemat blokowy mikroprocesorów ADSP-BF706

Tabela 1. Podstawowe dane mikroprocesorów DSP z  rodziny ADSP-BF70x Typ ADSP-BF707 ADSP-BF706 ADSP-BF705 ADSP-BF704 ADSP-BF703 ADSP-BF702 ADSP-BF701 ADSP-BF700

fCPU [MHZ] 400 MHz 400 MHz 400 MHz 400 MHz 400 MHz 400 MHz 200 MHz 200 MHz

MMACS 800 800 800 800 800 800 400 400

Pojemność pamięci Pojemność pamięci Obsługa pamięci L1 L2 zewnętrznych 136 kB 1.5 MB DDR2/LPDDR (16-bit) 136 kB 1.5 MB 136 kB 1 MB DDR2/LPDDR (16-bit) 136 kB 1 MB 136 kB 768 kB DDR2/LPDDR (16-bit) 136 kB 768 kB 136 kB 640 kB DDR2/LPDDR (16-bit) 136 kB 640 kB ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

89

SPRZĘT

Fotograia 2. Zestaw ADSP-BF706 EZ-KIT Mini

Fotograia 3. Mikroprocesor ADSP-BF706 użyty w zestawie startowym ADSP-BF706 EZ-KIT Mini ma wymiary 12 mm×12 mm i wysokość zaledwie 0,85 mm

90 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

innymi –  wygodne dołączenie wyświetlacza graicznego TFT, może także służyć jako uniwersalny, dwukierunkowy, szybki port komunikacyjny (na  przykład służący jako brama I/O dla zewnętrznych przetworników ADC lub DAC). Wybrane modele prezentowanych układów, dostępne w  obudowach o  liczbie wyprowadzeń 189, są  wyposażone w  interfejs zewnętrznej pamięci SDRAM DDR3/LPDDR oraz wewnętrzny przetwornik HADC. Ma on  rozdzielczość 12 bitów, 4 asymetryczne kanały wejściowe (z  indywidualnymi układami Sample & Hold), regulowaną częstotliwość konwersji (do 1 MHz), a także kilka trybów automatycznej pracy, które użytkownik może samodzielnie skonigurować, zdejmując część pracy z CPU. Mikroprocesor użyty w  zestawie ADSP-BF706 EZ-KIT Mini (fotograia  2) jest montowany w  obudowie QFN z  88 wyprowadzeniami, która jest wygodna w  montażu (raster wyprowadzeń 0,5  mm) i ma niewielkie wymiary (12 mm×12 mm i 0,85 mm wysokości – fotograia 3). Wymiary płytki zestawu startowego (fotograia 4) wynoszą ok. 5 cm×10 cm. Producent umieścił na  niej: pamięć Flash o  pojemności 4  MB z  interfejsem QSPI, kodek audio ADAU1761 z  sygnałami wyprowadzonymi na  złącza mini-jack (wejście i  wyjście). Użytkownik ma do  dyspozycji także jeden przycisk dołączony do  GPIO i jedną LED, zestaw złącz z wyprowadzonymi sygnałami interfejsów (w tym EPPI, SPORT, SPI, I2C) i timerów, interfejs USB 2.0 HS OTG, a także wspomniane wcześniej złącza Arduino. Warto zwrócić uwagę na  fakt, że – ze względu na specyikę zastosowanego w zestawie mikroprocesora – zestaw nie jest zgodny ze  wszystkimi shieldami tworzącymi system Arduino, co wynika z faktu, że na złącza nie wyprowadzono m.in. 5 wejściowych kanałów analogowych (bo zastosowany mikroprocesor nie ma wbudowanego przetwornika A/C), brakuje także kilku innych linii I/O. Realnie na  złączu Arduino użytkownik ma do dyspozycji interfejsy I2C i  SPI oraz po  jednej linii: wejściowej i wyjściowej. Trzeba to wziąć pod uwagę podczas planowania zakupu shieldów rozszerzających. Wszystkie linie wyprowadzone na  złącze Arduino są  buforowane za pomocą układu 74LCX125, dzięki czemu mogą współpracować z  shieldami zasilanymi napięciem 5  V. Dodatkowo zestaw jest zasilany wyłącznie poprzez złącze USB, znana z  Arduino linia zasilania zewnętrznego Vin nie jest podłączona. Na  płytce zintegrowano także debugger-programator (fotograia  5), który

ADSP-BF706 EZ-KIT Mini: zestaw z DSP dla początkujących

Fotograia 4. Opis wyposażenia zestawu ADSP-BF706 EZ-KIT Mini zapewnia komunikację pomiędzy mikroprocesorem i  środowiskiem używanym do  tworzenia aplikacji DSP. Jest on  dołączany do  PC za pomocą wydzielonego złącza USB (MiniUSB w  odróżnieniu od  wspomnianego wcześniej złącza dla aplikacji użytkownika, które jest typu MicroUSB). Interfejs ten jest obsługiwany m.in. przez toolchain o  nazwie CrossCore Embedded Studio, które jest kompletnym środowiskiem projektowym dla aplikacji DSP realizowanych na  większości typów mikroprocesorów DSP (SHARC i  Blackin)

irmy Analog Devices. Użytkownicy zestawu mają prawo do  rocznej licencji dla tego środowiska bez konieczności ponoszenia dodatkowych opłat. Alternatywą dla CrossCore Embedded Studio może być –  głównie w  aplikacjach audio –  pakiet Audio Weaver irmy DSP Concepts, który umożliwia implementację algorytmów DSP między innymi za pomocą skryptów pisanych w języku zbliżonym do Matlaba. Prezentowany w  artykule zestaw startowy kosztuje w sieciach dystrybucyjnych ok. 70 EUR netto, co  – jeśli wziąć pod

uwagę faktyczne możliwości zastosowanego w  nim mikroprocesora i  jakość wyrobów markowanych logo Analog Devices – jest ceną nad wyraz przystępną. Czy dzięki temu wzrośnie popularność DSP wśród konstruktorów-elektroników? Na  pewno bariera wejścia jest znacznie niższa niż dotychczas, także dzięki bardzo dobrej jakości i  łatwym w  obsłudze narzędziom programistycznym.

Piotr Zbysiński, EP

Fotograia 5. Integralnym wyposażeniem zestawu jest programator-debugger współpracujący m.in. ze środowiskiem CrossCore Embedded Studio ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

91

SPRZĘT

Jak mocno gryzą jaszczurki? Naukowcy to  specyiczna grupa ludzi, która jakże często próbuje wyjaśniać zagadnienia pozostające, przynajmniej z  pozoru, bez znaczenia dla większości z  nas. Być może wystarczającą motywacją ich działania jest chęć dogłębnego poznawania otaczającej nas rzeczywistości. Zwykle po  przeprowadzeniu setek badań, obserwacji, pomiarów udaje się jednak dostrzec łańcuch powiązań pomiędzy zdarzeniami istotnymi dla całego naszego środowiska. No bo  jakież na  przykład znaczenie dla zwykłych ludzi może mięć wiedza na temat siły zgryzu jaszczurki, takiej jaką spotykamy niemal w  każdym naszym w  lesie czy na  pustynnych piaskach? Albo po  co  nam wiedzieć, jak szybko latają jaskółki i  czy tak jak gołębie pocztowe potraią one wrócić do  swojego gniazda wywiezione kilkadziesiąt kilometrów od  niego? Ewentualnie w  jaki sposób nawigują w  czasie takiego lotu? Zupełnie bez znaczenia wydaje się też uzyskanie odpowiedzi na pytanie: jak daleko od swoich kolonii wylatują co noc nietoperze na żer. Każdemu z nas robi się natomiast raźniej na duszy, gdy dowiaduje się ile komarów w  czasie jednego wieczoru taki nietoperz skonsumuje. Podobnych zagadnień można wymieniać jeszcze wiele, ale my wrócimy do jaszczurek, a więc...

natychmiast przystąpi do pracy. A mówimy wyłącznie o takiej grupie ludzi, gdyż w tym zawodzie (ornitolog, chiropterolog, oiolog, reptiliolog itp.) nie ma miejsca dla malkontentów męczących się w swojej pracy. Jak zatem zmierzyć siłę gryzienia jaszczurki? Pierwszym nasuwającym się

elementem pomiarowym jest tensometr, ale z  jego zastosowaniem związanych jest szereg problemów technicznych. No właśnie, można powiedzieć, że  stopień trudności konstrukcji odpowiedniego sensora jest odwrotnie proporcjonalny do  jego wielkości, a  pyszczek jaszczurki, na  przykład takiej zwinki, duży nie jest. Pozostaje też problem zmuszenia jaszczurki do  ugryzienia, i  to  w  odpowiedni sposób, podstawionego „podrobionego jedzonka”. Na szczęście jaszczurka zawsze gryzie, można powiedzieć z  góry na  dół, znacznie gorzej jest na  przykład z ptakami, których siłę dziobania również się mierzy. A  taki ptak zanim rozłupie dajmy na to żołędzia, to ze trzy razy obróci

...jak mocno gryzą jaszczurki? Pomińmy ocenę przydatności określenia takiego „parametru”. Sam pomysł przeprowadzenia odpowiedniego pomiaru jest na  tyle ekscytujący, że  z  pewnością każdy pasjonat

92 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Fotograia 1. Głowica do pomiaru siły zgryzu jaszczurek

go w dziobie, i nie jest powiedziane, że ostateczny nacisk nastąpi w  płaszczyźnie pomiarowej czujnika. Co  więcej, jest to  mało prawdopodobne. Wróćmy do jaszczurek. Najkorzystniejszy byłby oczywiście pomiar w warunkach naturalnych. Nie jest jednak łatwo nakłonić jaszczurkę do  ugryzienia podrzuconego jej specjalnie spreparowanego „smakołyku”. Choć próby takie są  dokonywane, to  najczęściej zwierzęta są odławiane za pomocą... specjalnej konstrukcji wędek, a  następnie dopiero poddaje się je badaniom laboratoryjnym z  zachowaniem warunków humanitarnych, przy zapewnieniu absolutnego bezpieczeństwa pacjentów. Obowiązuje przy tym stara metrologiczna zasada, mówiąca o  tym, że ostateczny wynik powinien być obliczany na podstawie wielu pomiarów powtarzanych w  zbliżonych warunkach. Tu  jednak należy uważać na  drobne niuanse, które mogą

zaburzać statystyki. Dość oczywiste jest, że  wyniki będą zależały od  gatunku jaszczurki, jej płci, wieku, wielkości, budowy czaszki, rodzaju pożywienia, etc. Okazuje się na  przykład, że  siła zgryzu młodych osobników jest najmniejsza (tu  zaskoczenia nie ma) i  rośnie wraz z  wiekiem zwierzęcia. Jest jednak pewien punkt przełomowy, po którym wraz z dalszym wzrostem wieku jaszczurki siła jej gryzienia zaczyna maleć. Można zaryzykować twierdzenie, że  z  pewnych przysmaków jaszczurki-staruszki muszą rezygnować z  powodu niedostatecznej siły zgryzu. Trochę jak u  człowieka, tylko u nas większym problemem są raczej ubytki w  uzębieniu, a  nie malejąca siła gryzienia. No dobrze, ale jak to mierzyć?

Technika pomiaru Z  uwagi na  trudności dokonywania pomiarów w warunkach naturalnych herpetolodzy

Fotograia 2. Miernik ładunkowy wykorzystywany w pomiarach siły z czujnikiem piezoelektrycznym

częściej stosują pomiar w  warunkach, nazwijmy to  laboratoryjnych. Wykorzystują do  tego specyiczny dynamometr (w  terminologii angielskiej nazywany gnathodynamometer), którego głównym elementem jest specjalnie skonstruowana głowica. Zawiera ona piezoelektryczny czujnik siły sprzężony z  podwójnym ramieniem zakończonym blaszkami umieszczanymi w  pyszczku jaszczurki. Głowica jest zaprojektowana tak, aby jak najskuteczniej zminimalizować występujące ewentualnie siły tarcia, które mogłyby zniekształcać wynik pomiaru. Uwzględniono również śrubę mikrometryczną pozwalającą wstępnie ustalić odstęp między blaszkami dobierany w  zależności od  wielkości jaszczurki (fotograia 1). Trzymana w dłoni jaszczurka jest przykładana do głowicy, tak aby blaszki pomiarowe znalazły się w  pyszczku zwierzęcia. Jaszczurka odruchowo próbuje je ugryźć. Sygnał uzyskiwany z czujnika piezoelektrycznego jest bardzo mały, potrzebny jest zatem odpowiedni wzmacniacz pomiarowy. Może on  pokazywać wynik zmierzonej siły bezpośrednio na  wyświetlaczu (fotograia  2), ale stosowane są  również systemy współpracujące z  komputerem, które dodatkowo potraią rejestrować przebieg siły w  funkcji czasu. W  niektórych badaniach jest to dodatkowa, bardzo cenna informacja. Wykorzystywany w  głowicy czujnik piezoelektryczny charakteryzuje się bardzo wysoką impedancją narzucając tym samym konieczność stosowania specjalnych wzmacniaczy ładunkowych. Nie są to więc typowe wzmacniacze instrumentalne znane z układów tensometrycznych, lecz specjalnej konstrukcji układy mogące mierzyć zmiany ładunku elektrycznego obserwowane podczas pracy czujnika piezoelektrycznego. Muszą to  być ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

93

SPRZĘT układy bardzo czułe, gdyż mamy do  czynienia z pomiarami ładunku rzędu pojedynczych pikokulombów. Poglądowy schemat ideowy takiego wzmacniacza przedstawiono na rysunku 2. Widoczne na nim pojemności to: Cc –  pojemność kabla, Cinp –  pojemność wejściowa wzmacniacza, Cf –  pojemność pętli sprzężenia zwrotnego. Zasada pomiaru opiera się właśnie na  działaniu ujemnego sprzężenia zwrotnego, kompensującego zmiany ładunku elektrycznego występujące na wejściu pobudzonego czujnika piezoelektrycznego. W  punkcie dołączonym do  wejścia odwracającego wzmacniacza operacyjnego sumują się wszystkie ładunki występujące w układzie, a więc ładunek wejściowy, ładunek w  pojemności kabla i  pojemności wejściowej wzmacniacza, a  także ładunek gromadzony w  pojemności sprzężenia. Pamiętając, że  ładunek jest zależny od  napięcia i prądu można napisać dla tego węzła równanie: qin=uinp*(Cc+Cinp)+Uf*Cf, [1] jednak napięcie wejściowe wzmacniacza operacyjnego (między wejściem odwracającym a wejściem nieodwracającym) jest równe zeru, a ponieważ wejście nieodwracające jest na  potencjale masy, więc równanie [1] można uprościć do postaci: qin=Uf*Cf [2] Uważny Czytelnik zauważy jednak, że  napięcie sprzężenia Uf jest jednocześnie napięciem wyjściowym, stąd wynika, że napięcie wyjściowe jest równe Uwy=qin/Cf [3] Z  równania [3] wynika natomiast, że  układ przedstawiony na  rysunku  3 mierzy ładunek elektryczny występujący na wejściu. Wadą wzmacniaczy ładunkowych jest stosunkowo małe pasmo nie przekraczające na  ogół kilkudziesięciu herców. W  interesujących nas pomiarach nie ma to  jednak większego znaczenia. Ma natomiast znaczenie bardzo wysoka cena (rzędu kilku tysięcy

Rysunek 3. Poglądowy schemat ideowy wzmacniacza ładunkowego Euro) markowego zestawu czujnik – wzmacniacz, zwłaszcza, że jednostki naukowe zajmujące się opisywanymi badaniami nie należą u nas do mocno inansowanych. Zaletą stosowania czujników piezoelektrycznych jest natomiast ich duża precyzja, fabryczna kalibracja i praktycznie pomijalna zależność parametrów od  temperatury. W  pomiarach siły zgryzu jaszczurek wykorzystywane są czujniki o zakresie pomiarowym od kilkudziesięciu do ok. 500 N. Przed pomiarami jaszczurki są  umieszczane na godzinę w inkubatorze utrzymującym temperaturę ok. 35oC. Ta swego rodzaju kwarantanna wyzwala u  zwierzęcia większy i trwający dość długo odruch gryzienia. Każdy okaz jest poddawany serii składającej się z  co  najmniej pięciu pomiarów, jednak z  zachowaniem godzinnych przerw między nimi. Sam pomiar siły gryzienia, jakkolwiek ciekawy, to  bez próby formułowania dalszych wniosków byłby pozbawiony sensu. Herpetolodzy porównują więc uzyskane wyniki z  siłą niezbędną do  miażdżenia na  przykład stawonogów występujących w okolicy żerowania jaszczurek i sprawdzają czy w jaszczurczych odchodach znajdują się

resztki owych stawonogów. Określana jest w  ten sposób korelacja między dietą jaszczurek a  siłą ich zgryzu. Badania są  bardzo szczegółowe, a końcowe wnioski są opracowywane dzięki zastosowaniu dość zaawansowanego aparatu matematycznego (obliczenia statystyczne).

Wyniki Na  zakończenie, abyśmy mogli zdać sobie sprawę z  czym mamy do  czynienia, kilka przykładowych wyników. I  tak samiec jaszczurki ostropyskiej (Lacerta oxycephala) gryzie z  siłą ok. 2  N. Samica tego gatunku jest zdecydowanie słabsza, gdyż zanotowane dla niej pomiary dały wynik zaledwie 0,7 N. Jeszcze większe różnice występują u  murówki adriatyckiej (Podarcis melisellensis). Dla samca jest to 1,4 N, dla samicy zaledwie 0,3 N.

Jarosław Doliński Źródła: 1. http://goo.gl/qjy1Jx 2. http://goo.gl/vDaOdM 3. https://goo.gl/96gCya

https://goo.gl/CNmlq9 Fotograia Kurs dla Poczatkujacych to magazyn dla wszystkich fotografujących – bez względu na to jak zaawansowanym sprzętem dysponują. Adresowany jest do szerokiego grona entuzjastów fotografowania, którzy chcą lepiej panować nad swoim aparatem i w pełni wykorzystać jego możliwości – początkujących, którzy chcą po prostu robić lepsze zdjęcia. Na 200 bogato ilustrowanych stronach, nasi eksperci w bardzo przystępny sposób przybliżają najważniejsze zależności i prawa rządzące fotograią, podpowiadają jak lepiej komponować ujęcia, oraz jak radzić sobie w typowych sytuacjach by nasze rodzinne, podróżnicze czy portretowe fotograie były zawsze ostre oraz idealnie naświetlone. Do wydania papierowego dołączona jest płyta CD, na której dostępnych jest aż 10 praktycznych wideo-lekcji obsługi aparatu.

94 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Przenośny „powerbank” Voltcraft PB18 Niegdyś urządzenia elektroniczne, takie jak przenośne odbiorniki radiowe, odtwarzacze muzyczne i  inne, zasilano z  baterii. Pamiętam nawet telefon komórkowy irmy Alcatel, w  którym akumulatory –  w  razie ich rozładowania –  można było zastąpić paluszkami „AAA”. Jednak w  miarę upływu czasu zaczęto wyposażać takie urządzenia w  akumulatory, ponieważ takiego rozwiązania wymagali konsumenci oraz ochrona środowiska. Rosło też nasze uzależnienie od  różnych gadżetów, takich jak: smartfony, tablety i  komputery przenośne. Jeszcze kilkanaście lat temu nie do  pomyślenia było, aby zabierać komputer pod namiot, co  współcześnie staje się normą. W  takiej sytuacji, gdy nie zawsze dysponujemy dostępem do  sieci energetycznej, pod namiotem lub w  podróży przyda się nam przenośne źródło zasilania –  powerbank. Wraz ze  wspomnianym, rosnącym uzależnieniem od  różnych elektronicznych zdobyczy techniki, pojawiło się zapotrzebowanie na przenośne źródła zasilania. Pomysły są różne: od ogniw słonecznych kładzionych na dachu namiotu i  połączonych z  odpowiednią przetwornicą, poprzez ładowarki zamieniające np. energię ruchu lub drgań na elektryczność, do  chyba najbardziej oczywistych –  dodatkowych akumulatorów. Niegdyś dodatkowy akumulator był po prostu zapasowym akumulatorem do urządzenia, o  znamionowej lub większej pojemności. Dlatego we wcześniejszych modelach laptopów tak łatwo wymieniało się akumulator – wystarczyło odsunąć zatrzaski. Z drugiej strony, urządzenia były wyposażone w  różne złącza ładowarek lub zasilaczy o  różnym napięciu wyjściowym, a każdy producent bronił i promował swoje rozwiązanie. Dopiero porozumienie wytwórców urządzeń wymuszone przez Unię Europejską zaowocowało standaryzacją ładowarek akumulatorów – dziś większość z nich ma złącze micro USB i dostarcza Podstawowe parametry: • Pojemność: 13 tys. mAh. • Napięcie wejściowe (wejście ładowania): +5 V/2 A, gniazdo micro USB. • Wyjście zasilające: dwa gniazda micro USB. • Obciążalność wyjściowa: +5 V/1 A (kanał 1) oraz +5 V/2,1 A (kanał 2). • Rodzaj akumulatora: Li-Ion 3,7 V, 13 tys. mAh. • Czas ładowania: około 9 godzin. • Kontrola stanu akumulatora: za pomocą 4 diod LED (co 25%). • Funkcja automatycznego wyłączenia po naładowaniu urządzenia lub przy braku obciążenia (wyłączenie sygnalizowane za pomocą niebieskiej diody LED). • Warunki użytkowania: temperatura -20… +60°C, wilgotność względna 30…80% bez kondensacji pary wodnej. • Wymiary: 138 mm×22 mm×63 mm. • Ciężar: 275 g. • Kolor obudowy: biały (tworzywo sztuczne).

napięcie +5 V. Ta standaryzacja doprowadziła do  sytuacji, w  której ładowarki różnych producentów są  kompatybilne z  użytkowanym przez nas sprzętem, a  dodatkowe źródła zasilania w postaci baterii akumulatorów mogą być dołączane za pomocą micro USB. Dzięki temu oraz postępowi w  dziedzinie lekkich, wydajnych akumulatorów litowych powstała klasa urządzeń nazywana „powerbankami”.

Powerbank to nic innego, jak akumulator „obudowany” obwodami elektronicznymi zapewniającymi jego poprawną eksploatację. W wypadku akumulatora litowego jest to o tyle ważne, że ma on bardzo duży prąd zwarcia, który w konsekwencji może doprowadzić do  przegrzewania się ogniwa, uwolnienia nadmiernej ilości gazu, eksplozji i zapalenia się tego, co pozostaje z akumulatora. Dlatego stosując taki akumulator we własnej aplikacji lub do  zasilania urządzeń warto skorzystać ze sprawdzonych aplikacji i z wyrobów producentów, do których mamy zaufanie

Dodatkowe informacje: Przenośny „powerbank” typu Voltcraft PB18 (numer produktu 13137003) jest dostępny w sklepie internetowym irmy Conrad pod adresem www.conrad.pl

i o których wiadomo, że ich produkty spełniają rygorystyczne normy oraz mają powtarzalną, kontrolowaną, dobrą jakość. Do takich – spełniających rygorystyczne normy rynku niemieckiego – niewątpliwie należy irma Voltcraft. Planując zakup „powerbanku”, który przyda się nam w trakcie wakacyjnych wojaży, warto rozważyć ofertę irmy Conrad, która proponuje zakup przenośnego akumulatora Voltcraft PB18. Ma on pojemność 13 tysięcy mAh, dwa wyjścia USB dostarczające napięcie +5 V – jedno o  obciążalności 1  A, a  drugie 2,1  A. Oba wyjścia mogą być obciążone (użytkowane) jednocześnie. W zupełności wystarczy to do naładowania akumulatora tabletu, telefonu komórkowego i  innych urządzeń, i  to  nie raz, ale wiele razy, zanim rozładujemy akumulator powerbanku. Stan akumulatora jest sygnalizowany za pomocą 4  diod

świecących, skokowo, co 25% (4 diody świecą = 100%, 3 = 75% itd.). Wejściowy prąd ładowania wynosi 2  A, co  pozwala na  naładowanie całkowicie rozładowanego akumulatora w czasie około 9 godzin. Urządzenie wyposażono w  automatyczny wyłącznik, który zadziała po kilku sekundach od odłączenia obciążenia. Dzięki zastosowaniu akumulatorów Li-Ion powerbank nie jest ciężki – waży jedynie 275 g, a  jego wymiary 138  mm×22  mm×63  mm są  zbliżone do  przenośnego dysku. Dzięki temu urządzenie zmieści się w plecaku, torbie notebooka lub tabletu, w kieszeni i będzie nieodzownym, pomocnym partnerem w  każdej podróży.

Jacek Bogusz, EP

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

95

DL A PR AKTYK A

PREZENTACJE

Oprogramowanie mikrokontrolera W  trzeciej części cyklu poświęconego projektowaniu urządzeń z  modułami GSM zajmiemy się zagadnieniem projektowania oprogramowania mikrokontrolera współpracującego z  modułem GSM.

96 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Przykładowa aplikacja

W celu zilustrowania procesu projektowania programu zdeiniujemy przykładową aplikację, w  której komunikacja przez sieć GSM polega na wymianie wiadomości SMS. Model urządzenia został wykonany przy użyciu płytki STM32F0DISCOVERY z  mikrokontrolerem STM32F051 i płytki z modułem Quectel M95. Do płytki DISCOVERY dołączono wyświetlacz LCD i  diodę LED RGB. Przy wykryciu zdarzenia (naciśnięcia przycisku) urządzenie wysyła wiadomość z informacją o napięciu zasilania i  temperaturze. Przychodzące wiadomości SMS mogą sterować świeceniem diody RGB poprzez ustawienie jednego z  ośmiu stopni jasności każdej ze składowych. Oprogramowanie musi zapewniać: • Inicjowanie modułu GSM oraz jego restart w  wypadku zawieszenia. • Wysyłanie wiadomości SMS. • Odbiór i rozpoznawanie treści wiadomości SMS. Cały projekt oprogramowania znajduje się w  pliku M95_sms_demo.zip. W  artykule pokazano jedynie najistotniejsze fragmenty programu związane z  obsługą komunikacji z modułem GSM.

Odbiór i rozpoznawanie komunikatów z modułu – parser odpowiedzi

Projekt oprogramowania zaczniemy od  części odpowiedzialnej za odbiór komunikatów z modułu. Parser komunikatów ma za zadanie wykrywanie odpowiedzi modułu GSM na  istotne polecenia używane w  aplikacji oraz wyłuskiwanie z  odpowiedzi potrzebnych danych, np. numerów telefonów inicjujących połączenia lub treści SMS. Parser nie musi identyikować wszystkich odpowiedzi modułu, lecz jedynie te, których odbiór jest istotny w  danym zastosowaniu. W  naszym przypadku będą to: • Echo pustego polecenia AT. • Odpowiedź OK kończąca poprawne wykonanie polecenia. • Odpowiedź +CMGL: zawierająca treść wiadomości SMS. Spośród tych trzech komunikatów jedynie +CMTI wymaga interpretacji treści. Pozostałe trzy muszą być jedynie wykrywane. Rozpoznanie każdego z  wymienionych komunikatów powoduje ustawienie odpowiadającego mu znacznika.

Poprzednie części kursu i dodatkowe materiały dostępne są na FTP: ftp://ep.com.pl, user: 10758, pass: 27qrg9k9

Zadania stojące przed projektantem oprogramowania, to: • Włączanie modułu i przesyłanie poleceń inicjujących. • Sprawdzanie poprawności pracy modułu i  restartowanie go w razie potrzeby. • Komunikacja z modułem w celu zapewnienia założonej funkcjonalności urządzenia. W dokumentacji większości modułów GSM znajdziemy uwagę o możliwości zawieszenia modułu i konieczności wykrywania stanu zawieszenia i  restartu modułu podczas pracy urządzenia. Sama komunikacja z  modułem musi odbywać się z  zachowaniem zasad podanych w dokumentacji. Należy zwrócić uwagę m.in. na: • Możliwość przesyłania poleceń i  danych wyłącznie wtedy, gdy moduł jest na  to  gotowy (aktywny stan linii CTS). • Wymagane odstępy czasowe pomiędzy poleceniami oraz pomiędzy odpowiedzią modułu na  polecenie i kolejnym poleceniem. • Zachowanie odpowiedniej sekwencji zdarzeń przy poleceniach złożonych –  dane można przesyłać po zgłoszeniu gotowości modułu. • Możliwość przesłania przez moduł komunikatu asynchronicznego, niezależnego od  przesyłanych do modułu poleceń. Błędem często popełnianym przez początkującym programistów jest projektowanie oprogramowania do komunikacji z modułem w postaci sekwencji przeplatających się akcji przesłania polecenia i  oczekiwania na  odpowiedź. Odpowiedź z  modułu może nigdy nie nadejść lub moduł może przesłać komunikat niebędący odpowiedzi na przesłane wcześniej polecenie. Ponadto struktura programu musi przewidywać restart i  powtórne inicjowanie modułu w  dowolnym kontekście komunikacji. Właściwym podejściem do  konstrukcji oprogramowania jest napisanie go w  postaci kilku współpracujących ze sobą automatów. Istotne jest rozdzielenie funkcji nadawania poleceń i odbioru odpowiedzi modułu. Nie należy zbyt silnie wiązać w oprogramowaniu obu tych czynności. Automat zajmujący się odbiorem danych z modułu musi być gotowy do odbioru dowolnego komunikatu, a  nie tylko spodziewanej odpowiedzi na polecenie. Automat wysyłający polecenia musi uwzględniać limity czasu odpowiedzi i zapewniać stosowną reakcję na brak odpowiedzi. Przy braku aktywności urządzenia trzeba okresowo sprawdzać poprawność działania modułu, np. przez przesyłanie pustego polecenia AT.

Krok po kroku Kursy EP

Projektowanie urządzeń z modułami GSM (3)

Krok po kroku Kursy EP Poprzednie części kursu i dodatkowe materiały dostępne są na FTP: ftp://ep.com.pl, user: 10758, pass: 27qrg9k9

Informacja o odebranej wiadomości ma postać +CMGL: 1,”REC READ”,”+48600123456”,””,”2015/05 /29 12:49:50+08” po  czym, w  następnym wierszu, następuje treść wiadomości. Parsowanie komunikatów z  modułu GSM nie wymaga buforowania całej ich treści; może ono następować znak po  znaku, w  miarę odbierania kolejnych bajtów przez interfejs UART. Zapisu do pamięci wymagają tylko dane z  przychodzącej wiadomości –  numer wiadomości (liczba następująca po znaku dwukropka), numer telefonu nadawcy i treść wiadomości. Procedura parsująca dane z  modułu GSM ma postać prostego automatu. Jest ona wywoływana przy odbiorze znaków z modemu następującym w przerwaniu z modułu UART. W przykładowym programie procedura ta nosi nazwę iparse(). Zrealizowany w niej automat ma 9 stanów zdeiniowanych przez typ wyliczeniowy istate_, z czego 4 są związane z analizą treści przychodzącej wiadomości SMS. Do identyikacji komunikatów procedura posługuje się tablicą wzorców początków komunikatów msg[], posortowaną alfabetycznie. Tablicy tej odpowiada typ wyliczeniowy imsg_ deiniujacy symboliczne identyikatory komunikatów. Stanem początkowym parsera jest stan IS_START. Odebranie pierwszego znaku różnego od spacji i zgodnego z  jednym z  rozpoznawanych komunikatów powoduje przejście do stanu rozpoznawania komunikatu IS_MATCHING. Jeżeli pierwszy lub kolejny znak nie pasuje do żadnego z deiniowanych wzorców, następuje przejście do stanu oczekiwania na początek wiersza IS_SKIPEOLN. Każda dłuższa przerwa w odbiorze danych powoduje przejście automatu parsera do stanu początkowego. Stwierdzenie zgodności z całym wzorcem komunikatu powoduje ustawienie znacznika odbioru danego komunikatu i  przejście do  oczekiwania na  początek wiersza. Jedynie komunikat z treścią odebranej wiadomości wymaga bardziej złożonej obsługi- W tym przypadku automat przechodzi kolejno przez stany: • Oczekiwania na numer wiadomości IS_GETMSG1. • Gromadzenia numeru wiadomości IS_GETMSGNUM. • Szukania numeru telefonu nadawcy IS_MSGFINDNUM. • Gromadzenia numeru nadawcy IS_MSGGETNUM. • Pomijania dalszej części komunikatu IS_MSGSKIPEOLN. • Gromadzenia treści wiadomości IS_MSGBODY. Zakończenie odczytywania wiadomości powoduje ustawienie znacznika msg_rdy. Numer wewnętrzny wiadomości, numer telefonu nadawcy i  treść wiadomości zostają umieszczone odpowiednio w zmiennych łańcuchowych msgnum, msgphnum i msgbody.

Transmisja poleceń do modułu GSM Transmisja danych przez moduł UART do  modemu GSM jest realizowana w  procedurze obsługi przerwania UART. Ponieważ polecenia są przesyłane pojedynczo, nie jest potrzebne ich dodatkowe buforowania w kolejce FIFO. Procedura transmisji łańcucha, z której korzysta główny automat, wpisuje jedynie adres

początkowy polecenia do zmiennej sendptr i odblokowuje przerwanie nadajnika.

Struktura oprogramowania urządzenia

Całe oprogramowanie składa się z procedury inicjującej oraz dwóch procedur obsługi przerwań: timera SysTick i UART. Procedura inicjująca korzysta ze struktury danych zawierającej adresy inicjowanych rejestrów i ich wartości. Przerwanie Systick jest wywoływane z  częstotliwością 1600 Hz, wynikającą z zastosowanej metody obsługi wyświetlacza LCD. Obsługa pomiarów ADC i przycisków oraz automat główny są wywołane z częstotliwością 100 Hz. Oprogramowanie naprzemiennie mierzy i iltruje wartości napięcia zasilania i temperatury urządzenia. Działanie fragmentów oprogramowania niezwiązanych z  obsługą modułu GSM zostało opisane w  serii artykułów „32 bity jak najprościej”, prezentowanej niedawno w EP.

Główny automat

Główny automat urządzenia odpowiada za współpracę z modułem GSM i realizację podstawowej funkcjonalności urządzenia. Logika automatu została zawarta w  procedurze M95_handler(), wywoływanej z  procedury obsługi przerwania timera systemowego. Zmiany stanów automatu zachodzą na podstawie zdarzeń specyicznych dla poszczególnych stanów oraz – w przypadku niewystąpienia zdarzenia – w wyniku przekroczenia limitu czasu spędzanego w  poszczególnych stanach (listing 1). Ponieważ każdy stan ma określony limit czasu, a  reakcja na  zdarzenia następuje tylko w  niektórych stanach, wygodniej było zrealizować automat w  niezbyt typowej postaci nie jednej, a  dwóch instrukcji switch(). Pierwsza instrukcja switch() zapewnia obsługę przekroczenia limitów czasu zależną od  stanu automatu. Druga instrukcja switch() obsługuje wyłącznie zmiany stanów wynikające z innych zdarzeń. Stan automatu jest przechowywany w  zmiennej typu wyliczeniowego mstate. Stanem początkowym jest stan MS_INIT, z  którego wyjście następuje wyłączeni w  wyniku upłynięcia limitu czasu. Przy starcie oprogramowania limit jest ustawiana na 3 sekundy, co zapewnia odczekanie odpowiedniego czasu dla stabilizacji zasilania całego urządzenia. Po  tym czasie następuje rozpoczęcie włączania modułu GSM i  przejście do  stanu włączania MS_TURNON, w  którym generowany jest impuls włączający moduł o  wymaganym czasie trwania 2,2 s. Po  tym czasie następuje zakończenia impulsu włączającego i  przejście do  stanu MS_SYNC. W  stanie MS_SYNC, po  upływie czasu 0,5 sekundy, jest przesyłane puste polecenie AT służące do  synchronizacji interfejsu UART modułu, po czym następuje przejście do stanu MS_SYNC2. Odebranie odpowiedzi ATOK w stanie MS_SYNC2 powoduje wysłanie do modułu polecenia AT+CMGF=1, ustawiającego tekstową reprezentację wiadomości SMS. Gdyby do  zainicjowania modułu były potrzebne inne polecenia (np. wprowadzenia PIN), należałoby je analogicznie obudować kolejnymi stanami

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

97

static uint8_t msg_num; #deine MSGSIZE 16 static char msgnum[3], msgbody[MSGSIZE]; static char msgphnum[16]; //=========================================================== enum istate_ {IS_START, IS_SKIPEOLN, IS_MATCHING, IS_MSGBODY, IS_GETMSG1, IS_GETMSGNUM, IS_MSGFINDNUM, IS_MSGGETNUM, IS_MSGSKIPEOLN}; // incoming message identiiers enum imsg_ {IM_PCMGL, IM_PCMTI, IM_AT, IM_OK, IM_RING}; static const char * const msg[] = { „+CMGL:”, „AT\r”, „OK”, „RING”, 0 };

98 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Poprzednie części kursu i dodatkowe materiały dostępne są na FTP: ftp://ep.com.pl, user: 10758, pass: 27qrg9k9

//=========================================================== void iparse(uint32_t c) { static enum istate_ istate = IS_START; static enum imsg_ imsgidx; static uint8_t imsgpos; static uint8_t idx, mi; if (itimout == 0) istate = IS_START; // reset state if timeout itimout = 100; // force uppercase if (istate != IS_MSGBODY && c >= ‚a’ && c <= ‚z’) c -= ‚a’ - ‚A’; switch (istate) { case IS_SKIPEOLN: if (c == ‚\n’) istate = IS_START; break; case IS_START: // 1st char in a line if (c > ‚ ‚) { for (imsgidx = IM_PCMGL; msg[imsgidx] && c > msg[imsgidx][0]; imsgidx ++); if (c == msg[imsgidx][0]) { imsgpos = 1; istate = IS_MATCHING; break; } } istate = IS_SKIPEOLN; break; case IS_MATCHING: while (msg[imsgidx] && c > msg[imsgidx][imsgpos] && strncmp(msg[imsgidx], msg[imsgidx + 1], imsgpos)) imsgidx ++; if (msg[imsgidx] && c == msg[imsgidx][imsgpos]) { if (!msg[imsgidx][++ imsgpos]) { // Matched! istate = IS_SKIPEOLN; switch (imsgidx) { case IM_AT: at_received = 1; break; case IM_PCMGL: if (!msg_rdy) istate = IS_GETMSG1; break; case IM_OK: ok_received = 1; break; case IM_RING: memcpy(lcd.screen[1], „Ring! „, 7); dis_blue_target = LED_MAX; blue_timer = 500; break; } lcd.req.upd[1] = 1; blt_on(); } } else istate = IS_SKIPEOLN; break; case IS_GETMSG1: // Format: +CMGL: 1,”REC READ”,”+48600123456”,””,”2014/05/29 12:49:50+08” if (c == ‚\n’) istate = IS_START; else if (c >= ‚0’ && c <= ‚9’) { // internal message number msgnum[0] = c; mi = 1; msg_num = c - ‚0’; istate = IS_GETMSGNUM;

Krok po kroku Kursy EP

Listing 1. Procedura obsługi przerwania UART i rozpoznawania komunikatów modułu GSM static uint16_t itimout = 0; static _Bool at_received = 0, ok_received = 0; static _Bool msg_rdy = 0; static _Bool send_report = 0;

Krok po kroku Kursy EP Poprzednie części kursu i dodatkowe materiały dostępne są na FTP: ftp://ep.com.pl, user: 10758, pass: 27qrg9k9

składającymi się na  sekwencję inicjującą. Przekroczenie limitu czasu odpowiedzi na którekolwiek polecenie wysyłane do modułu powoduje restart modułu, którego algorytm jest opisany w dalszej części artykułu. Pomyślne zakończenie inicjowania modułu, sygnalizowane odpowiedzią OK na ostatnie polecenie inicjujące powoduje przejście do  stanu MS_RDY. W  stanie tym automat sprawdza, czy wystąpiło zdarzenie wymagające przesłania SMS i w razie takiej potrzeby wysyła do  modułu polecenie inicjujące przesyłania wiadomości w  postaci AT+CMGS=””, po czym przechodzi do  stanu MS_SENDING, w  którym oczekuje na  zgłoszenie gotowości modułu do przekazania treści wiadomości. Jeżeli w stanie MS_RDY w ciągu 10 sekund nie nastąpi zdarzenie, do modułu jest przesyłane polecenie AT+CMGL=”ALL”, które powoduje przesłanie przez moduł listy wszystkich odebranych wiadomości, po  czym automat przechodzi do  stanu MS_ PING. Gdyby nasze urządzenie nie reagowało na SMS, należałoby w  tym przypadku przesyłać dowolne inne polecenie, np. puste, w  celu okresowego testu aktywności modułu. Brak odpowiedzi na  to  polecenie powinien powodować restart modułu. Odpowiedź na  polecenie AT+CMGL zawiera listę wiadomości, zakończoną napisem OK. Każdy element listy jest rozpoznawany przez parser odpowiedzi z  modułu, który zapisuje dane pierwszej wiadomości z  listy. W  ten sposób po  zakończeniu odpowiedzi, co  jest sygnalizowane przez parser ustawieniem znacznika ok_received i  pobraniu przez parser wiadomości (znacznik msg_rdy) automat może zinterpretować treść pierwszej wiadomości, a  następnie wydać polecenie jej skasowania AT+CMGD=, niezbędne dla umożliwienia odbioru kolejnych wiadomości (listing 2).

Listing 1. c.d.

Restart modułu

Listing 1: Główny automat obsługi modułu M95 i obsługa przerwani SysTick. // M95 stuff

Restart modułu jest inicjowany w  przypadku niewykrycia

}

}

} else if (c != ‚ ‚) istate = IS_SKIPEOLN; break; case IS_GETMSGNUM: // collect message number if (c >= ‚0’ && c <= ‚9’) { msgnum[mi ++] = c; msg_num *= 10; msg_num += c - ‚0’; } else if (c == ‚,’) { msgnum[mi] = 0; mi = 3; // skip 3 „ istate = IS_MSGFINDNUM; } else istate = IS_MSGSKIPEOLN; break; case IS_MSGFINDNUM: // ind sender’s phone number if (c == ‚”’) { lcd.screen[1][mi] = ‚”’; if (-- mi == 0) { idx = 0; istate = IS_MSGGETNUM; } } else if (c < ‚ ‚) istate = IS_SKIPEOLN; break; case IS_MSGGETNUM: // collect sender’s phone numer if (c != ‚”’) { lcd.screen[0][idx ++] = c; if (mi < 16) msgphnum[mi ++] = c; } else { msgphnum[mi] = 0; while (idx < 16) lcd.screen[0][idx ++] = ‚ ‚; istate = IS_MSGSKIPEOLN; } break; case IS_MSGSKIPEOLN: if (c == ‚\n’) { idx = 0; mi = 0; ok_received = 0; istate = IS_MSGBODY; } break; case IS_MSGBODY: // copy message text if (c >= ‚ ‚) { if (mi < MSGSIZE - 1) msgbody[mi ++] = c; // Message procesing if (idx < 16) lcd.screen[1][idx ++] = c; } else { // end of message msgbody[mi] = 0; while (idx < 16) lcd.screen[1][idx ++] = ‚ ‚; lcd.req.upd[0] = 1; lcd.req.upd[1] = 1; blt_on(); msg_rdy = 1; istate = IS_START; } break;

// send a string using UART interrupt static const char *sendptr = 0; static void send_string(const char * s) { sendptr = s; USART1->CR1 |= USART_CR1_TXEIE | USART_CR1_RE; } void USART1_IRQHandler(void) { if (USART1->ISR & USART_ISR_RXNE) // data received { uint32_t c; c = USART1->RDR; iparse(c); } if (USART1->ISR & USART1->CR1 & USART_ISR_TXE) { USART1->TDR = *sendptr ++; if (*sendptr == 0) USART1->CR1 &= ~USART_CR1_TXEIE; } }

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

99

220 80 40

static char cmgd[] = „AT+CMGD=xx\r”; static char status[18] = „

\x1a”;

100 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Podsumowanie

Opisana struktura oprogramowanie zapewnia poprawną współpracę urządzenia mikroprocesorowego z modułem GSM Quectel M95. Analogiczny schemat może zostać zastosowany dla dowolnego innego modułu, po  odpowiedniej modyikacji parametrów czasowych i  sekwencji inicjującej, co  może wiązać się ze zwiększeniem liczby stanów automatu. Funkcjonalność urządzenia w  zakresie wspśłpracy z  modułem GSM może zostać łatwo rozbudowana poprzez dodanie kolejnych odpowiedzi modemu do  listy odpowiedzi rozpoznawanych przez parser. I  ewentualną rozbudowę parsera w  celu zapewnienia rozpoznawania elementów treści tych odpowiedzi. Oprogramowanie zbudowane w  taki sposób zapewnia pełny asynchronizm i nie wymaga oczekiwania w pętli zdarzeń programu na  zdarzenie, które może nigdy nie wystąpić, dzięki czemu można łatwo zaimplementować obsługę sytuacji awaryjnych.

Grzegorz Mazur

Poprzednie części kursu i dodatkowe materiały dostępne są na FTP: ftp://ep.com.pl, user: 10758, pass: 27qrg9k9

static void m95_handler(void) { static enum {MS_INIT, MS_TURNON, MS_SYNC, MS_SYNC2, MS_INITCMD, MS_TURNOFF, MS_EMGOFF, MS_RDY, MS_PING, MS_SENDING, MS_DELMSG} mstate = MS_INIT; static uint16_t tout = 300; static _Bool restarting = 0; if (tout && -- tout == 0) { // change state after timeout switch (mstate) { case MS_INIT: // start ON pulse M95_PWR_PORT->BSRR = 1 << M95_PWR_BIT; tout = M95_PWRON_TIME; memcpy(lcd.screen[1], „GSM On „, 14); lcd.req.upd[1] = 1; blt_on(); mstate = MS_TURNON; break; case MS_TURNON: // end ON pulse M95_PWR_PORT->BRR = 1 << M95_PWR_BIT; tout = 500; mstate = MS_SYNC; break; case MS_SYNC: // send initial cmd at_received = 0; ok_received = 0; send_string(„AT\r”); tout = 100; mstate = MS_SYNC2; break; case MS_TURNOFF: // end OFF pulse M95_PWR_PORT->BRR = 1 << M95_PWR_BIT; M95_EMGOFF_PORT->BRR = 1 << M95_EMGOFF_BIT; tout = 300; mstate = MS_INIT; break; case MS_RDY: // ping GSM module at_received = 0; ok_received = 0; send_string(„AT+CMGL=\”ALL\”\r”); dis_green_target = LED_MAX; green_timer = 100; tout = 100; mstate = MS_PING; break; case MS_SENDING: // send message body send_string(status); tout = 100; mstate = MS_RDY; break; default: // other timeout - restart if (restarting) { // already restarting - emergency off M95_EMGOFF_PORT->BSRR = 1 << M95_EMGOFF_BIT; } else { // normal turnoff restarting = 1; M95_PWR_PORT->BSRR = 1 << M95_PWR_BIT; } tout = M95_PWROFF_TIME; mstate = MS_TURNOFF; } } else { // state changes due to events switch (mstate) { case MS_SYNC2: if (at_received && ok_received) { ok_received = 0; send_string(„AT+CMGF=1\r”); tout = 200; mstate = MS_INITCMD; } break; case MS_PING: if (ok_received) { ok_received = 0; if (msg_rdy) { uint32_t i = 8; // process message // „Lrgb” message controls rgb LED

odpowiedzi modułu w  określonym indywidualnie dla poszczególnych poleceń maksymalnym czasie odpowiedzi. Moduł M95 jest wyposażony przez producenta w  dwa mechanizmy restartu: zwykły, poprzez normalne wyłączenie modułu po wcześniejszym wylogowaniu z  sieci oraz awaryjny, wymuszający wyłączenie modułu nawet przy całkowitym zawieszeniu oprogramowania. Przekroczenie limitu czasu odpowiedz na  polecenie powoduje uruchomienie jednego z  tych mechanizmów. Początkowo jest to  mechanizm normalnego wyłączenia poprzez podanie na  wejście włączające impulsu o  czasie 800 ms. Jeżeli po  próbie powtórnego włączenia moduł nie odpowiada na polecenia, zostaje użyty mechanizm restartu awaryjnego, wyzwalany poprzez podanie na  wejście EMG_OFF impulsu o  czasie 400 ms. Oby typy wyłączenia są  obsługiwane w  jednym stanie MS_TURNOFF, po  którym następuje przejście do stanu MS_ INIT, w  którym po  3 sekundach nastąpi włączenie modułu.

Krok po kroku Kursy EP

Listing 1. c.d. #deine M95_PWRON_TIME #deine M95_PWROFF_TIME #deine M95_EMGOFF_TIME

Krok po kroku Kursy EP

Listing 1. c.d.

// r, g, b - digits 0..7 if (msgbody[0] == ‚L’) { target.red = (msgbody[1] & 7) << 3; target.green = (msgbody[2] & 7) << 3; target.blue = (msgbody[3] & 7) << 3; } // prepare delete command cmgd[i ++] = msgnum[0]; if (msgnum[1]) cmgd[i ++] = msgnum[1]; cmgd[i ++] = ‚\r’; cmgd[i] = 0; lcd.req.upd[0] = 1; send_string(cmgd); msg_rdy = 0;

} tout = 1000; mstate = MS_RDY;

Poprzednie części kursu i dodatkowe materiały dostępne są na FTP: ftp://ep.com.pl, user: 10758, pass: 27qrg9k9

} break; case MS_INITCMD: if (ok_received) { ok_received = 0; tout = 1000; restarting = 0; mstate = MS_RDY; } break; case MS_RDY: if (send_report) { send_report = 0; #error „edit phone number below, then disable this message” send_string(„AT+CMGS=\”+48600123456\”\r”); tout = 100; mstate = MS_SENDING; } break; default: ; } } // show state lcd.screen[1][15] = mstate + ‚0’; lcd.req.upd[1] = 1; } void SysTick_Handler(void) { static uint8_t tdiv = 0; static uint8_t sdiv = 0; static uint32_t adc_avg[2]; static uint8_t dkeystate = 0, keylstate = 0, keycstate = 0, keyrstate = 0; lcdhandler(); if ((++ tdiv & 15) == 0) { // 10 ms interrupt static enum {ADCH_TS, ADCH_VREF} adch = ADCH_TS; m95_handler(); if (itimout) -- itimout; // Discovery board button if ((dkeystate = dkeystate << 1 | (BUTTON_PORT->IDR >> BUTTON_BIT & 1)) == 1) { send_report = 1; } // ADC - temperature and supply voltage measurements if (ADC1->ISR & ADC_ISR_EOC) { uint32_t val = ADC1->DR; // 0 before irst conversion if (adc_avg[adch] == 0) { // initial measure - set adc_avg[adch] = val << AVG_SHIFT; } else { // low-pass ilters adc_avg[adch] = adc_avg[adch] + val - (adc_avg[adch] >> AVG_SHIFT); } if (++ adch > ADCH_VREF) adch = ADCH_TS; } else if (ADC1->ISR & ADC_ISR_ADRDY) { // ready for conversion ADC1->CR = ADC_CR_ADSTART | ADC_CR_ADEN; // start cont. conversion } else if ((ADC1->CR & (ADC_CR_ADCAL | ADC_CR_ADEN)) == 0) { // calibrated but not enabled yet - enable ADC1->CR = ADC_CR_ADEN; } } }

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

101

W  drugiej części „Wprowadzenia do  LVDS” kontynuujemy omawianie budowy i  podstaw działania tego interfejsu, ze  szczególnym zwróceniem uwagi na  sposób kodowania przesyłanych danych oraz możliwości implementacji interfejsu w  sprzęcie. SerDes z równoległą linią zegara zazwyczaj jest wykorzystywany do  obsługi tradycyjnych magistral przesyłających dane, adresy i sygnały kontrolne. Działa jak jednokierunkowy konwerter „wirtualnego kabla wstążkowego”.

Konwerter SerDes z równoległą linią zegara

SerDes z równoległą linią zegara ma przewagę nad brakiem serializacji ze  względu na  mniejszą liczbę linii (zwłaszcza masy), niższy pobór mocy, możliwość wysterowania dłuższych linii, mniejszy poziom szumów/zakłóceń elektromagnetycznych i mniejszy koszt przewodów oraz łączy. To  rozwiązanie nie jest ograniczone do  jednej pary szeregowej –  połączenia SerDes z  równoległą linią zegara mogą być dowolnie szerokie i jednocześnie pozwala uniknąć problemów projektowych związanych z  bardzo wysokimi szybkościami danych szeregowych (rysunek 1). Opisywane rozwiązanie oferuje bardzo korzystny stosunek wydajności do  ceny i  często stanowi jedyny praktyczny sposób na połączenie tradycyjnej szerokiej magistrali równoległej za pomocą kilkumetrowego kabla. Popularne szerokości magistral równoległych, które są spotykane w układach, to 21, 28 i 48 bitów. Typowe zastosowania obejmują wyświetlacze laptopów, bezpośrednie połączenia między gniazdami w telekomunikacji i transmisji danych oraz łącza kamer i aparatów.

Konwerter SerDes z bitami startu i stopu

Rysunek 1. SerDes z równoległą linią zegara towarzyszy tradycyjnym, szerokim magistralom równoległym, które przesyłają adres, instrukcje sterujące i dane

102 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Poprzednie części kursu i dodatkowe materiały dostępne są na FTP: ftp://ep.com.pl, user: 10758, pass: 27qrg9k9

Bity startu i  stopu są  praktyczne w  systemach, które transmitują surowe dane wraz z dodatkowymi sygnałami kontrolnymi, bitami parzystości, ramką, synchronizacją, bitami statusu itp. Przykład zastosowania serializacji 18 bitów został przedstawiony na rysunku 2. 18-bitowy nadajnik serializuje nie tylko dane, ale też dwa dodatkowe

bity z informację o parzystości i ramce. Te bity są serializowane razem z  danymi z  normalna częstotliwością pracy przetwornika analogowo-cyfrowego, zatem nie ma potrzeby stosowania dodatkowych buforów czy układów logicznych. Wykorzystanie jednobajtowej serializacji 8b/10b w  tym systemie byłoby bardziej skomplikowane (rysunek  3). Dodatkowe informacje kontrolne niemieszczące się w jednym bajcie musiałyby być buforowane i wysyłane w postaci całego bajtu. Symbol przecinka K28.5 także musiałby być przesłany na  początku synchronizacji łącza, co wymaga dodatkowego układu logicznego. Te dodatkowe dane niebędące danymi wymagają od  układu SerDes szybszej pracy, niż minimum potrzebne do konwersji danych. Przekłada się to  na  wyższe wymagania odnośnie technologii wykonania backplane czy połączeń kablowych. Konieczny jest również mechanizm dodawania i  usuwania pustych danych. O  ile w  systemach komunikacyjnych buforowanie tego typu zazwyczaj już istnieje, o tyle w wielu innych zastosowań takie dodatkowe przetwarzanie i buforowanie trzeba by dodać samemu. Dodatkową cechą sygnału zegara umieszczonego w sygnale jest możliwość automatycznej synchronizacji z przypadkowymi danymi. Jest to szczególnie użyteczne, gdy odbiornik stanowi oddzielny moduł poza bezpośrednią kontrolą systemu oraz gdy nadajnik transmituje sygnał do wielu odbiorników. W razie takiej transmisji nowy moduł odbiornika dodany do magistrali będzie w stanie zsynchronizować się z  dowolnymi danymi bez przerywania transmisji dla innych odbiorników i  przesyłania dodatkowych sekwencji czy znaków. Zegar umieszczony w sygnale sprawia, że deserializer synchronizuje się ze strumieniem i śledzi narastające zbocza w  odbieranym sygnale. Zegar referencyjny jest potrzebny tylko podczas początkowej synchronizacji, aby uniknąć detekcji fałszywej harmonicznej. To  rozwiązanie pozwala tolerować jitter przynajmniej o  rząd wielkości większy zarówno w  referencyjnym sygnale zegarowym, jak i sygnale transmitowanym. Dzięki temu można obniżyć koszt układu zegarowego i sieci dystrybucji sygnału zegarowego. W wielu sytuacjach do generacji referencyjnego sygnału zegarowego w odbiorniku są używane niedrogie oscylatory klasy PC. Zapisanie bitów sygnału zegarowego w  transmisji jest praktyczne w  zastosowaniach, które nie posługują się bajtami –  na  przykład transmisji surowych danych wraz z sygnałami kontrolnymi. Zastosowania mogą obejmować systemy przetwarzania sygnałów, takie jak stacje bazowe, obrazowanie i  obsługa wideo w  pojazdach, a  także systemy czujnikowe, w  których przetwornik analogowo-cyfrowy, kamera lub czujnik obrazu przesyła surowe dane do urządzenia odpowiedzialnego za ich obróbkę.

Krok po kroku Kursy EP

Wprowadzenie do LVDS (2)

Krok po kroku Kursy EP Poprzednie części kursu i dodatkowe materiały dostępne są na FTP: ftp://ep.com.pl, user: 10758, pass: 27qrg9k9

Konwerter SerDes z kodowaniem 8b/10b

Wykorzystanie metody kodowania 8b/10b jest odpowiednie dla danych, które składają się z  bajtów (rysunek  3). Przykładem są  pakiety przesyłane przez backplane, kabel lub światłowód. Wiele standardów, takich jak Ethernet, Fiber Channel, IniniBand i  inne wykorzystują popularne kodowanie 8b/10b z  przepustowością 1,0625; 1,25; 2,5 lub 3,125 Gbps. Rysunek 2. Implementacja systemu przetwarzania sygnału oparta na układzie Jest dostępnych wiele urządzeń SerDes TI DS92LV18 SerDes obsługujących te  szybkości transmisji. Kodowanie 8b/10b zapewnia, że  najdłuższa możliwa sekwencja tych samych symboli (zer lub jedynek) nie przekracza 5 bitów. Pozwala to ograniczyć widmo sygnału szeregowego, co jest pomocne, gdy zachodzi konieczność tłumienia emisji elektromagnetycznej. Dla przykładu, linia o  przepustowości 1 Gbps korzystająca z  kodowania 8b/10b ma najwyż- Rysunek 3. Przykład implementacji SerDes 8b/10b szą harmoniczną o częstotliwości na  zliczenie liczby przekłamanych bitów, jest dobrym 1 GHz, a najniższą – 1 GHz/5 = 200 MHz. Odpowiadające sposobem na monitorowanie działania łącza szeregoweim częstotliwości podstawowe to 500 MHz i 100 MHz. go. Poza słowami kodującymi dane, wiele standardów Szeregowe strumienie 8b/10b są pozbawione składodeiniuje też słowa kontrolne – takie jak znaczniki ramki wej stałej – średnia różnica między liczbą zer a jedynek czy pakietu, lagi błędów i znaki wyrównania. Te słowa w strumieniu jest równa 0. Różnica liczby zer i jedynek kontrolne pomagają systemowi na budowanie o odczytyw słowach kodowych 8b/10b wynosi w każdym przypadwanie pakietów, co  sprawia, że  kodowanie 8b/10b jest ku +2, 0 lub -2, zatem dla całego strumienia również nie bardzo popularne w  urządzeniach przetwarzających przekracza zakresu -2/+2. dane w systemach komunikacji. Kodowanie usuwające składową stałą i  krótkie serie powtarzanych impulsów są  konieczne, by zapewnić niezawodną pracę w  systemie ze  sprzężeniem AC lub Konwertery SerDes jako światłowodami. Jest to główna zaleta kodowania 8b/10b interfejsy FPGA w szeregowych łączach optycznych. Dodatkowo usuwaUkłady SerDes dołączane do FPGA w naturalny sposób nie składowej stałej redukuje interferencje międzysymznajdują miejsce w zastosowaniach, które wykorzystują bolowe, co pozwala na wysterowanie dłuższych kabli. FPGA i wymagają serializacji danych wysokich szybkoKodowanie 8b/10b stanowi również sposób wykryści przesyłanych stratnymi łączami. Takie rozwiązanie wania błędów i  przesyłania informacji kontrolnych. działa zarówno w systemach ze sprzężeniem AC jak i DC Wykrywanie błędów opiera się na  fakcie, że  większość (rysunek 4). możliwych kombinacji 10-bitowych kodów nie jest doDeserializer automatycznie synchronizuje się z nadstępna wśród słów kodowych 8b/10b. Dzięki temu ukłachodzącymi danymi bez użycia zewnętrznego zegara dy deserializacji 8b/10b mogą wykryć nieprawidłowe referencyjnego ani dodatkowych symboli, co umożliwia kody i  zapewnić wykrywanie błędów zbliżone do  mełatwą pracę od  razu po  połączeniu układów. Ta  cecha tody bitów parzystości. O  ile ta  metoda nie pozwala sprawia, że SerDes jest wygodny w systemach, w których Porównanie architektur Każda z omówionych architektur SerDes ma pewne zalety, które sprawiają, że szczególnie nadaje się do konkretnych zastosowań. Systemy z równoległą linią zegara są tanie i w wygodny sposób pozwalają serializować szerokie magistrale. Są tanie, ponieważ sygnał zegarowy jest transmitowany do odbiornika równolegle, zatem nie ma potrzeby odtwarzania sygnału zegara. Jednak stanowi to również poważną wadę, ponieważ wykorzystanie wielu linii szeregowych i zegarowych wymaga ostrożnego prowadzenia przewodów i małych przesłuchów między parami linii. Rozwiązania SerDes przesyłające sygnał zegarowy w strumieniu są doskonałe tam, gdzie zachodzi potrzeba transmisji kilku dodatkowych bitów lub synchronizacji z losowymi danymi. Mają również mniejsze wymagania odnośnie do jakości sygnału zegarowego nadajnika i sygnału referencyjnego, co pozwala na stosowanie tanich układów zegarowych. Jednak brak wbudowanej funkcji usuwania składowej stałej nie pozwala na stosowanie ich w przypadku sprzężenia AC i wysterowania modułów optycznych. Warto zauważyć, że 24-bitowe moduły SerDes mają funkcję usuwania składowej stałej, zatem to ograniczenie dotyczy tylko układów 10-, 16- i 18-bitowych. SerDes z kodowaniem 8b/10b sprawdza się w przypadku danych pogrupowanych w bajty lub pakiety. Kodowanie 8b/10b pozwala na łatwe wykrywanie błędów i usuwa składową stałą, co prowadzi do obniżenia poziomu interferencji międzysymbolowych i transmisji przez linie ze sprzężeniem AC, jak też światłowody. Jednak stosowanie kodowanie 8b/10b w przypadku, gdy szerokość magistrali nie jest wielokrotnością bajtu wymaga dodatkowych zabiegów w celu podziału danych na bajty, a co za tym idzie – pracy łącza z wyższą szybkością.

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

103

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Poprzednie części kursu i dodatkowe materiały dostępne są na FTP: ftp://ep.com.pl, user: 10758, pass: 27qrg9k9

104

Krok po kroku Kursy EP

dane nie są  pogrupowane w  bajty lub też w transmisji surowych danych. Przykłady obejmują cyfrowe systemy przetwarzania sygnałów, takie jak stacje bazowe, systemy obrazowania i wideo, a także systemy czujnikowe. Zintegrowane Rysunek 4. Przykładowy system szeregowej transmisji wideo wykorzystuje SerDes dołąmetody kondycjono- czany do FPGA wania sygnału, jak deemfaza po  stronie nadajnika, usuwanie składowej staskomplikowane, jeśli ścieżka zawiera rozmaite ścieżki, łej, programowalny zakres napięcia Vod i korekcja częstokable, przelotki i  złącza. Co  więcej, terminacja obciątliwości po stronie odbiornika sprawiają, że jest to bardzo żenie może również stanowić zabezpieczenie systemu atrakcyjne rozwiązanie w systemach, które wymagają transna wypadek awarii lub układ konwersji sygnału. misji dużych ilości danych przy użyciu niedrogich łącz, taStandardy B-LVDS oraz M-LVDS zapewniają wyższy kich jak CAT-5 lub backplane wykonane z materiału FR4. prąd sterownika, niż konwencjonalny LVDS, co  pozwaCo więcej, integracja elementów powoduje obniżenie całkola im wysterować systemy w topologii multidrop i mulwitego kosztu systemu i elementów na płytce. Przykładowe tipoint. W  każdym z  przypadków rekomendowanym zastosowania obejmują łącza między urządzeniami, rozrozwiązaniem jest dopasowanie efektywnej impedancji poznawanie obrazu, panele LED, obrazowanie medyczne na końcu każdej ścieżki płyty tylnej. Rezystory terminui różne systemy bazujące konstrukcyjnie na backplane. jące są dopasowane do efektywnej impedancji płyty tylSerDes w postaci przystawki FPGA w naturalny sponej. Impedancja charakterystyczna płyty może wynosić sób sprawdza się w  systemach, które zawierają FPGA 100 V, ale dodatkowe obciążenie wnoszone przez złącza i muszą przesłać duże ilości danych przez tanie łącza, tai  karty może sprawić, że  efektywna impedancja będzie kie jak CAT-5 lub ścieżki prowadzone na laminacie FR4. znacznie niższa. Przykładowo, dla popularnej architekRównoległy interfejs LVDS zmniejsza liczbę wejść/wyjść, tury ATCA impedancja charakterystyczna płyty wynosi pobór mocy, poziom interferencji elektromagnetycznych 130  V, ale na  skutek dodatkowego obciążenia kartami i  wrażliwość systemu na  zakłócenia. Deserializer autopłyta jest terminowana wartością 80 V. matycznie synchronizuje się z przychodzącymi danymi Sprzężenie AC to technika terminacji, w której konbez użycia zewnętrznego zegara referencyjnego lub dodensatory umieszczone są  szeregowo na  obu liniach datkowych symboli, co pozwala na szybkie uruchomiepary różnicowej, poza standardową pasywną terminacją nie połączenia. po  stronie obciążenia. Istnieje kilka powodów, dla których to rozwiązanie jest pożądane – ma związek z wydajnością, kompatybilnością i  możliwymi problemami syTerminacja i konwersja stemu. Kondensatory usuwają całkowicie składową stałą Aby zapewnić poprawną pracę łącz wysokiej szybkości, sygnału, zatem tylko zbocza narastające i opadające będą trzeba je traktować jak linie transmisyjne. Należy unikać widoczne na odbiorniku. Padająca fala naładuje obwód, zmian impedancji i dodać odpowiednią sieć terminacji, po czym energia zostanie stopniowo rozładowana w czajeśli to konieczne. Prawidłowa terminacja jest dopasowasie zależnym od stałej RC. na do  impedancji linii transmisyjnej (Zl), co  powoduje Realizacja sprzężenia AC 2 ma następujące zalety: osłabienie odbić. O  ile cel stosowania sieci terminacji • Przebieg wejściowy na odbiorniku będzie symetryczjest zawsze taki sam, w celu jej realizacji trzeba rozważyć ny względem napięcia obciążenia (Vbias). Dzięki temu wiele zmiennych, które wpływają na stosowaną metodę terminacji. odbiornik może pracować w  optymalnym zakresie Wewnętrzna terminacja ma tę  zaletę, że  działa tak napięć, co przyczynia się do obniżenia jitteru i lepblisko odbiornika, jak to  tylko możliwe –  co  minimaliszych parametrów. zuje wpływ rozgałęzień. Jednocześnie powala zaoszczę• Ponieważ techniki CML i  LVPECL nie mają ustalodzić powierzchnię płytki i  zmniejszyć liczbę elemennego standardu, nie istnieją ścisłe reguły ustawienia tów. Jej wadą jest ograniczona możliwość modyikacji. progów napięcia w układach. Sterowniki i odbiorniPrzykładowo, wewnętrzna terminacja AC zakłada, ki potencjalnie mogą należeć do różnych dostawców, że przychodzące dane będą pozbawione składowej stałej. zatem sprzężenie AC eliminuje ewentualną różnicę Odbiornik LVDS z wewnętrzną terminacją może okazać progu, jaka może wystąpić między urządzeniami. się nieprzydatny w  koniguracji multidrop ze  względu • Sprzężenie AC eliminuje różnicę poziomu między na dodatkowe obciążenie. sterownikiem a odbiornikiem, zatem pozwala na łatwą konwersję między różnymi technologiami. To zagadnienie zostało dokładniej omówione w  dalszej Terminacja i dopasowanie części. impedancji • Innym powodem stosowania sprzężenia AC jest Aby wyeliminować odbicia, impedancja charakteryzabezpieczenie przed różnicami potencjału mas styczna linii transmisyjnej musi być stała i  równa termiędzy różnymi kartami czy systemami. Jeśli kabel minacji obciążenia. Spełnienie tego warunku staje się

Krok po kroku Kursy EP Poprzednie części kursu i dodatkowe materiały dostępne są na FTP: ftp://ep.com.pl, user: 10758, pass: 27qrg9k9

łączy dwa różne urządzenia z  różnymi potencjałami masy, powstałe napięcie może wpłynąć na  pracę pary różnicowej –  w  ekstremalnych sytuacjach zagrozić prawidłowej transmisji. Sprzężenie AC eliminuje stałą różnicę napięć, zatem całkowicie rozwiązuje problem. Sprzężenie AC jest najczęściej stosowane przy wysokich szybkościach i  urządzeniach CML oraz Rysunek 5. Konwersja LVPECL-LVDS LVPECL. W  praktyce wiele urządzeń zawiera kondensatory stanowiące wewnętrzną terminację odbiornika. Jednak potencjalna wadą sprzężenia AC jest konieczność usunięcia składowej stałej ze strumienia danych. Usuwanie składowej stałej polega na  minimalizacji różnicy między całkowitą liczbą jedynek i  zer w  strumieniu danych. Jeśli liczba zer i  jedynek jest równa, przyjmuje się, że  sygnał jest pozbawiony składowej stałej. Jest Rysunek 6. Porównanie technologii różnicowych to  ważne, ponieważ w  przypadku użycia kondensatorów prąd płynie do  odbiornika tylko do  konieczności konwersji sygnałów pomiędzy nimi. podczas zmiany stanu. Jeśli zmiany stanu nie następują, Najczęściej stosowaną technologia różnicową jest LVDS. ładunek między wejściami odbiornika powoli odpływa, Na  szczęście w  jej przypadku realizacja konwersji jest co zmniejsza margines szumów. również najprostsza. Wejścia LVDS mają największy Rozmaite techniki kodowania, takie jak 8b/10b, zadopuszczalny zakres składowej sumacyjny spośród pewniają wysoki stopień zrównoważenia. O ile brak skławszystkich technologii różnicowych. Dzięki temu prodowej stałej odnosi się do całego strumienia danych, istdukty LVDS National Semiconductor (aktualnie Texas nieją inne miary opisujące krótkoterminowe odstępstwo Instruments) pozwalają na bezpośrednie łączenie z więkod ideału. szością urządzeń CML oraz LVPECL (rysunek 5). Długość ciągu to  istotny parametr związany z  jitteZe względu na szeroki zakres napięcia składowej surem. Deterministyczny jitter można zminimalizować, macyjnej LVDS może uchodzić za uniwersalny odbiornik jeśli zmiany sygnału pokrywają się dokładnie z szerokośróżnicowy. Wejścia CML i  LVPECL często ograniczają cią bitów. Długie ciągi powodują odpływ ładunku w obnadchodzące sygnały do  wąskiego zakresu składowej wodzie RC, który zmniejsza amplitudę sygnału, tym sasumacyjnej. W takiej sytuacji napięcie wyjściowe LVDS mym zamykając oczko. Zjawisko to prowadzi do wzrostu może znaleźć się poza dopuszczalnym zakresem wejściodeterministycznego jitteru. Odpowiednio duży kondenwym CML, co pokazano na rysunku 6. sator może pomóc utrzymać amplitudę sygnału. Andrzej Gawryluk, EP Systemy często zawierają kombinację różnych technologii różnicowych wysokich szybkości, co  prowadzi

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

105

INFO Computer Controls sponsorem Technology Cup 2015 Firma Computer Controls, m.in. dystrybutor oprogramowania Altium Designer, wspiera kreatywność oraz innowacje dostarczając narzędzia pomocne przy realizacji projektów w  obszarze nowych technologii, dlatego podjęła się sponsorowania konkursu Technology Cup 2015, organizowanego przez irmę Comarch Technologies. Technology Cup to  konkurs skierowany do  studentów oraz absolwentów zainteresowanych budową rozwiązań softwarowych oraz hardwarowych, mogących mieć wpływ na  przyszłe losy świata. Motywem przewodnim Technology Cup jest Internet rzeczy (IoT), czyli koncepcja, wedle której urządzenia oraz przedmioty codziennego użytku są  połączone ze  sobą w  sieć. Ma to  na  celu dostarczenie całej gamy nowych rozwiązań technologicznych mających wpływ na otaczająca nas rzeczywistość. Computer Controls wraz z Altium wspiera tegorczną edycję konkursu, dostarczając bezpłatnie oprogramowanie Altium Designer i podręczniki dla uczestników konkursu. Firma jest również fundatorem jednej z nagród, którą będzie wersja studencka oprogramowania Altium Designer z  subskrypcją na  roczne wsparcie oraz podręcznikiem w języku polskim oraz adapter Altium USB JTAG. Altium Designer jest również używany przez Comarch Technologies (organizatora konkursu) przy projektowaniu urządzeń elektronicznych, m.in. z zakresu elektroniki medycznej oraz IoT. Więcej informacji: www.technologycup.pl

Wbudowany Linux to ostatnio najczęściej Android, Tizen i wiele systemów wykorzystujących framework Qt. Systemy te  są  w  ostatnich latach coraz częściej używane. Ma to  związek z  ze  znacznym wzrostem wydajności sprzętu mobilnego, opartego w głównej mierze na procesorach ARM. Natura architektury ARM różni się w istotny sposób od (zazwyczaj desktopowego) x86. Klienci nie mają możliwości bezpośredniego użycia linuksowych sterowników x86 na  tych platformach. Biorąc pod uwagę różnorodność dostępnych platform, irma AMT postanowiła udostępnić klientom kody źródłowe sterowników dla swoich kontrolerów PenMount. Kody dostępne są po dostarczeniu przez klienta odpowiednich dokumentów. Jako, że  wbudowany Linux jest zazwyczaj przechowywany w  pamięci ROM i  nie może być zmieniony w  łatwy sposób, klienci nie są  w  stanie zainstalować sterowników PenMount bezpośrednio do wbudowanego systemu operacyjnego. Jednak, po otrzymaniu kodów źródłowych i  kierując się dostarczonym przewodnikiem, mogą ręcznie zintegrować kod źródłowy z systemem. Później system może być rekonigurowany, a ROM zaktualizowany. Dla klientów używających Androida, AMT oferuje nie tylko podstawowe sterowniki, lecz także dodatkowe aplikacje. Przykładowo, program graiczny dostarcza funkcjonalności do  testowania multitouch, pozwalając użytkownikom rysować linie i odczytywać współrzędne punktów dotyku. Wygodne narzędzie PCIMSet Tool pozwala projektantom sprzętu programować kontroler PCI PenMount i bezpośrednio testować produkty końcowe. AMT dostarcza także serwis wsparcia dla klientów wykorzystujących framework Qt do projektowania GUI (graicznego interfejsu użytkownika). Wczesne wersje Qt używały kontroli dotykowej jako myszy, co  skutkowało tylko jednym punktem dotyku. Klientom potrzebującym kontroli wielodotykowej, PenMount rekomenduje zaadaptowanie Qt w wersji 4.8 lub nowszej, natywnie obsługującej multitouch. Warto też nadmienić, iż w jądrze linuksowym od wersji 3.0 w górę (np. systemy bazujące na  Androidzie w  wersji od  4.0) obsługa kontrolerów multitouch PenMount jest domyślnie aktywna. Kontrolery działają tu już na zasadzie Plug & Play. Klienci korzystający z innych wbudowanych linuksów, takich jak Tizen, uClinux, czy Chromium OS mogą odnieść się do odpowiednich przewodników dostarczonych przez AMT PenMount. W aktualnej ofercie Unisystemu dostęne są: • Rezystancyjne panele dotykowe. • Pojemnościowe panele dotykowe (technologia Projected). • Pojemnościowe panele dotykowe z kontrolerem na taśmie. • Pojemnościowe panele dotykowe ze szkłem dekoracyjnym. Więcej informacji: www.unisystem.pl

UPS Ever Sinline 800 wybrany przez Redakcję PC World jako najlepszy zasilacz bezprzerwowy

AMT oferuje wsparcie dla linuksowych systemów wbudowanych Linuksowe systemy wbudowane mają szerokie spektrum zastosowań, często można je spotkać w urządzeniach przenośnych i odtwarzaczach ilmów. Ten typ systemu różni się od sprzętu desktopowego pod wieloma względami, jak na przykład wykorzystaniem procesorów ARM, oprócz tego charakteryzuje się niskimi kosztami, niewielkimi rozmiarami, wysoką wydajnością i niskim poborem energii.

106 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Zasilacz awaryjny UPS Sinline 800 marki Ever został oceniony przez redakcję PC World jako najlepszy bezprzerwowy UPS wśród modeli w  typologii „line-interactive” o  mocy pozornej do  1000 VA. Wśród najlepszych UPS-ów 2015 o  mocy poniżej 1000 VA oraz równej 1000 VA znalazł się na drugim miejscu. Specjaliści z PC World przyznając mu wyróżnienie „Wybór redakcji” docenili jego wydajność oraz relatywnie długi czas podtrzymania zasilania podczas pracy awaryjnej. Redakcja PC World poddała drobiazgowym testom najnowsze modele zasilaczy awaryjnych o mocy pozornej poniżej 1000 i równej 1000 VA. – „Pierwsze można zastosować do podtrzymania zasilania jednego stanowiska komputerowego, drugie nadają się do ochrony nawet dwóch zestawów” – podaje Redakcja PC World. Te wykonane w topologii „line interactive” oferują najlepszy stosunek ceny do możliwości i głównie urządzenia tego typu były poddane badaniu.

INFO eksploatacji osprzętu elektrycznego. Korzyści te wynikają z wdrożonych w urządzeniach funkcjonalności, takich jak: praca hybrydowa, wysoka sprawność w szerokim zakresie obciążeń, a także zgłoszona przez spółkę do Urzędu Patentowego kompensacja mocy biernej. Ever świadczy dodatkowo usługi w zakresie projektowania rozwiązań zgodnych z  indywidualnymi wymaganiami klientów w  zakresie systemów zasilania gwarantowanego, bazując na eksperckim doświadczeniu zespołu konstruktorów z Działu Badań i Rozwoju. Więcej informacji: http://goo.gl/GYJcsw Więcej o wyróżnionym produkcie: http://www.ever.eu/sinline800

Testy redakcji PC World polegały na  pomiarach czasu pracy komputera podłączonego do  zasilacza UPS od  chwili odłączenia zasilania sieciowego (przejścia UPS w tryb bateryjny) do momentu całkowitego wyłączenia jednostki PC. Przed rozpoczęciem testu każdy zasilacz był ładowany przez 24 godziny a  potem rozładowany. Pomiary przeprowadzono po ponownym ładowaniu UPS-ów trwającym 3 oraz 12 godzin. Testy każdego modelu zasilacza zostały wykonane trzykrotnie w celu pominięcia przypadkowości i błędów. W  wyniku pomiarów zasilacz UPS Ever Sinline 800 otrzymał miano najbardziej wydajnego UPS-a o mocy pozornej poniżej 1000 VA. W zestawieniu z zasilaczami o mocy 1000 VA zajął drugie miejsce wśród najlepszych UPS 2015. Wśród atutów urządzenia komisja doceniła wyposażenie zasilacza w dwa duże akumulatory o łącznej pojemności 10 Ah. Dodatkowo Sinline 800 świetnie wypadł w teście po  12-godzinnym ładowaniu, gdzie pracował przez prawie 20 minut. Wysoko ocenione zostały także wysoka sprawność ładowarki, która w  3 godziny niemal do  końca naładowała akumulatory oraz możliwości komunikacyjne i zarządzanie zasilaczem poprzez oferowane przez producenta oprogramowanie monitorująco-zarządzające PowerSoft. Firma EVER jest krajowym liderem w produkcji UPS-ów, z polskim kapitałem, co wyróżnia ją na tle działających na rynku oddziałów zagranicznych irm. Historia spółki sięga 1991 roku. Rozwiązania marki EVER pozwalają na zabezpieczenie przed utratą danych przetwarzanych w systemach informatycznych, a także zapewniają ciągłość procesów produkcyjnych, pracy serwerów oraz ograniczają inne zagrożenia wynikające z  nagłej utraty bądź nieprawidłowości zasilania sieciowego. Różne linie produktów znajdują zastosowanie zarówno w kilkuosobowych irmach, halach produkcyjnych, w urzędach i szpitalach, jak również coraz częściej w prywatnych domach, gdzie zabezpieczają funkcjonowanie układów sterowania i automatyki, systemów kontroli dostępu, sprzętu RTV czy kotłów CO. Firma Ever od początku swego istnienia stawia na jakość i dbałość o bezpieczeństwo użytkowania wprowadzanego na rynek sprzętu. W te starania wpisuje się ciągle doskonalony system zarządzania jakością zgodny z  normą ISO 9001:2008. W  ciągu wielu lat funkcjonowania irma wprowadziła na  rynek ponad 2,5 tys. urządzeń. Za opracowywanie konstrukcji zasilaczy UPS odpowiada w  irmie od  początku działalności własny Dział Badań i  Rozwoju. Obecnie w  centrum zainteresowania irmy Ever jest rozwój trójfazowych systemów zasilania gwarantowanego, które –  oprócz podstawowej funkcji zapewnienia ciągłości zasilania –  umożliwiają odbiorcy uzyskanie realnych korzyści inansowych podczas codziennej

Systemy szybkiego ważenia Systemy szybkich pomiarów wagi obiektów ruchomych instalowane są  na  przykład na  autostradach i  służą do  monitorowania nacisku na  osie przejeżdżających pojazdów. Dzięki błyskawicznym pomiarom, pozwalają na  ważenie bez wstrzymywania ruchu, tj. przy normalnych prędkościach, z jakimi poruszają się pojazdy. Co więcej, odpowiednie algorytmy pozwalają w  bardzo prosty sposób policzyć liczbę przejeżdżających pojazdów, ich masy całkowite, a nawet sklasyikować je w oparciu o wagę, rozstaw osi, czy szybkość poruszania się. Popularność systemów pomiarów wagi obiektów w ruchu zyskują w  ostatnim czasie na  popularności, gdyż pozwalają w  łatwy sposób monitorować drogi oraz zwiększać bezpieczeństwo kierowców i pasażerów.

System szybkich pomiarów ciężaru z użyciem modułu DFI CR902-B ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

107

INFO System szybkiego pomiaru wagi obiektów ruchomych można zrealizować z użyciem produktów irmy DFI. Świetnie sprawdzi się w tej roli moduł COM Express CR902-B, w  którym nie tylko wbudowano bogaty zestaw interfejsów komunikacyjnych, ale też zastosowano wydajne procesor Intel Core drugiej i  trzeciej generacji. Ten niedrogi moduł pozwala w pełni wykorzystać ogromny potencjał mobilnego chipsetu Intel QM77. Duża liczba interfejsów pozwala podłączyć CR902-B do  komputera stacjonarnego, drukarki, pętli indukcyjnej, wykrywającej przejeżdżające pojazdy, kamery fotografującej tablice rejestracyjne, LED-owej tablicy informacyjnej, podającej wyniki pomiarów i w końcu samej wagi, mierzącej nacisk osi. Co więcej, sam moduł też można podłączyć do praktycznie dowolnego wyświetlacza, dzięki dużemu zestawowi interfejsów graicznych: VGA, LVDS, DDI (HDMI/DVI/DP/SDVO). Dla inżynierów ruchu, pomiary wagi są  bardzo ważne w  celu usprawniania przepływu pojazdów i  wytyczania objazdów. Istotna jest też możliwość automatycznego wykrywania wykroczeń w postaci przekroczenia dopuszczalnego nacisku lub masy pojazdu, zależnych od  lokalnych przepisów i  uwarunkowań. CR902-B w  roli centrali omawianego systemu pozwala szybko zbierać precyzyjne dane z sensorów, przez 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. Dzięki tym wszystkim cechom stanowi idealny wybór podczas tworzenia takich i wielu innych aplikacji przemysłowych. Moduł CR902-B został już z powodzeniem zainstalowany w aplikacji tego typu, przez jednego z azjatyckich integratorów. Firma wybrała wersję z procesorem Intel Core i3-3120ME. Gotowy system cechują następujące zalety: • Świetna wydajność i jakość prezentowanego obrazu. • Obsługa 1 interfejsu VGA, 1 LVDS i 2 DDI. • Możliwość pracy z  dużą rozdzielczością pozwalającą na  rozpoznawanie numerów z tablic rejestracyjnych. • Obsługa 8 interfejsów USB, umożliwiająca połączenie wielu różnorodnych urządzeń. • Mały pobór mocy pozwala na  długą, oszczędną, a  zarazem bezawaryjną pracę. Więcej informacji: www.unisystem.pl

kontrolera cyfrowego oraz zmodernizowaniu konstrukcji mechanicznej, uzyskano nieosiągalną dotąd szybkość skanowania do 2 s/ramkę (256×256 pikseli). Model 9500, zaprojektowany dla potrzeb naukowców i inżynierów z działów badawczo-rozwojowych nadaje się idealnie do zaawansowanych aplikacji AFM z  zakresu materiałoznawstwa, nauk przyrodniczych, badań polimerów czy charakteryzacji elektrycznej. Bardzo dużą szybkość skanowania uzyskano w modelu 9500 dzięki nowej technologii Quick Scan opracowanej przez irmę Keysight. Dostępna jako opcja systemowa, jest ona kontrolowana z poziomu NanoNavigatora, nowego pakietu oprogramowania do obrazowania i analizy. Poza wsparciem dla funkcjonalności Quick Scan, NanoNavigator pozwala użytkownikom zaoszczędzić czas dzięki nowej funkcjonalności Auto Drive zapewniającej automatyczną i optymalną konigurację wszystkich parametrów 9500. Zarówno nowicjusze, jak i eksperci w dziedzinie AFM z pewnością docenią efektywny interfejs GUI prowadzący użytkownika krok po kroku przez proces koniguracji i  badań z  wykorzystaniem intuicyjnych symboli graicznych. Dla zapewnienia jeszcze większej wygody użytkowania opracowano aplikację NanoNavigator dla smartfonów i tabletów, umożliwiającą zdalne monitorowanie eksperymentów AFM wykonywanych za pomocą 9500. Keysight 9500 oferuje duży (90µm) skaner AFM z zamkniętą pętlą o  atomowej rozdzielczości, bardzo dobrą kontrolę parametrów środowiskowych, w  tym ultra-precyzyjną kontrolę temperatury oraz znacznie więcej. Zapewnia doskonałą jakość obrazowania w płynach, gazach i normalnych warunkach otoczenia. Badacze mogą również wykorzystywać go do jednoprzebiegowej charakteryzacji elektrycznej w nanoskali. Nowy, szerokopasmowy kontroler cyfrowy bazujący na  specjalizowanym układzie FPGA zapewnia szybką, a zarazem precyzyjną pracę przyrządu i eliminuje konieczność stosowania dodatkowych zewnętrznych modułów sterujących. Zwarta konstrukcja mechaniczna modelu 9500 zapewnia użytkownikom szybki i wygodny dostęp do próbek. Kilka najczęściej wykorzystywanych trybów obrazowania AFM (w tym opatentowany przez Keysight tryb MAC) jest obsługiwanych przez standardową, systemową głowicę skanującą, która może być z łatwością wymieniona na głowice specjalizowane, pozwalając łatwo poszerzyć zakres zastosowań przyrządu. Firma Keysight oferuje też skaner STM do badań materiałów przewodzących oraz system ILM do równoczesnego obrazowania AFM i optycznego. Firma Keysight Technologies oferuje precyzyjne, modułowe oprzyrządowanie AFM na potrzeby prac badawczych, przemysłu i edukacji, równocześnie zapewniając ogólnoświatowe wsparcie techniczne realizowane przez doświadczonych naukowców i personel techniczny. Nowoczesne laboratoria badawczo-rozwojowe Keysight zajmują się popularyzacją i optymalizacją innowacyjnych, a zarazem łatwych w użytkowaniu technologii AFM. Informacje dotyczące oprzyrządowania AFM irmy Keysight można znaleźć pod adresem www.keysight.com/ind/afm. Więcej informacji: www.keysight.com/ind/nano

Zaawansowany lokalizator przewodów BehaAmprobe AT-7000-EUR – szybko znajdzie przewody, wskaże wyłączniki i bezpieczniki

Keysight Technologies prezentuje mikroskop sił atomowych 9500 o ultraszybkim skanowaniu Firma Keysight Technologies dodaje do oferty nowy mikroskop sił atomowych 9500 o ultraszybkim skanowaniu. Dzięki wprowadzeniu w systemie Keysight 9500 AFM nowego oprogramowania i nowego szerokopasmowego

108 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

Firma Beha-Amprobe wprowadza na  rynek zaawansowany lokalizator przewodów AT-7000-EUR wyposażony w  nowe funkcje i  technologie. Przyrząd ten stanowi połączenie odbiornika i  mocnego nadajnika, które umożliwiają lokalizowanie przewodów pod napięciem i bez napięcia, wyłączników oraz bezpieczników. Model AT-7000-EUR jest wyposażony w nową, opatentowaną matrycę czujników Smart Sensor oraz zaawansowany procesor sygnałów, który z dużą częstotliwością (kilka razy na sekundę) mierzy niewielkie zmiany w  monitorowanym sygnale, zapewniając niezrównaną precyzję oraz łatwość wykrywania przewodów pod napięciem, biegnących w  ścianach, suitach i pod podłogami. Położenie i kierunek przewodu są dynamicznie wyświetlane na  dużym kolorowym wyświetlaczu LCD z  dokładnością do 5 cm.

INFO produkty i  osiągnięcia irm współpracujących z  tym amerykańskim producentem układów scalonych. Seminarium „Projektuj z  Freescale” jest organizowane z  myślą o  inżynierach zajmujących się projektowaniem systemów wbudowanych. W  jego ramach przygotowano m.in. warsztaty pozwalające poznać od  strony praktycznej, pod okiem doświadczonych instruktorów, cechy i walory podzespołów produkowanych przez Freescale. Praktyczna wiedza przekazana konstruktorom ułatwi opracowywanie i wdrażanie innowacyjnych i nowoczesnych projektów. Uczestnicy seminarium podczas sesji treningowych mogli zapoznać się z mikrokontrolerami Kinetis z rdzeniem ARMR Cortex M4, mikrokontrolerami dla aplikacji przemysłowych i  samochodowych, mikroprocesorami z  serii i.MX z  rdzeniem ARM, czujnikami takimi jak akcelerometry, sensory ciśnienia i dotykowe (TouchPad), rozwiązaniami ZigBee i mikroprocesorami z rodziny Power. Wszystkie rozwiązania były ponadto prezentowane na żywo podczas wystawy Technology Lab, która była integralną częścią konferencji i trwała przez cały jej czas. Kształt czujnika przyrządu umożliwia pomiary w trudno dostępnych miejscach, narożnikach i wąskich przestrzeniach. Nowa funkcja skanowania i lokalizacji „Tryb wyłącznika” jednoznacznie wskazuje poszukiwany wyłącznik lub bezpiecznik i pozwala uniknąć wielu nieprawdziwych odczytów, które często zdarzały się w przypadku urządzeń opartych o starsze rozwiązania technologiczne. Dzięki zastosowaniu dwóch rodzajów anten (z cewką indukcyjną i pojemnościowej) końcówka z czujnikiem doskonale sprawdza się przy identyikacji obwodów zasilanych i  niezasilanych. Wybór następuje automatycznie i jest zgodny z trybem pracy. Nadajnik może pracować w trzech trybach mocy: „wysoka” dla normalnych obwodów, „niska” na potrzeby precyzyjnego pomiaru w trudno dostępnych miejscach oraz „tryb cęgowy”, który zapewnia wzmocniony sygnał 6 kHz za pomocą cęgów sygnałowych, aby zwiększyć precyzję i skuteczność pomiarów w sytuacji, gdy nie ma bezpośredniego dostępu do przewodników. Nadajnik automatycznie wybiera optymalną częstotliwość sygnału (6 kHz lub 33 kHz) w celu szybkiego i dokładnego wykrywania przewodów pod napięciem i bez napięcia. Odbiornik AT-7000-EUR jest wyposażony w funkcję bezkontaktowego wykrywania napięcia w przewodach (od 90 do 600 V), co zapewnia jego wszechstronne zastosowanie. Zestaw akumulatorów do wzmacniania sygnału (w zestawie z modelem AT-7030-EUR; opcjonalne wyposażenie modelu AT-7020-EUR) zwiększa siłę transmitowanego sygnału, aby zapewnić jeszcze bardziej precyzyjne pomiary w trudno dostępnych miejscach i jest automatycznie ładowany po podłączeniu nadajnika do obwodu pod napięciem. Zaawansowany lokalizator przewodów AT-7000-EUR jest dostępny w dwóch funkcjonalnych zestawach: AT-7020-EUR i AT-7030-EUR – zestaw AT-7030 jest bogatszy o cęgi sygnałowe (SC-7000-EUR) oraz zestaw akumulatorów wzmacniacza sygnału (BR-7000-T). Firma Beha-Amprobe oferuje różnorodny sprzęt pomiarowy, który został specjalnie zaprojektowany z  myślą o  szybszej i  łatwiejszej pracy elektryków — wszystko to w atrakcyjnych cenach. Produkty irmy BehaAmprobe są  sprzedawane i  obsługiwane przez licznych dystrybutorów oferujących jednocześnie profesjonalne wsparcie serwisowe. Oferta tej irmy obejmuje multimetry cyfrowe, testery napięcia, mierniki cęgowe, testery instalacji i termometry. Więcej informacji: www.beha-amprobe.com

Kolejna edycja „Projektuj z Freescale” 18 czerwca w  hotelu Novotel w  Warszawie odbyła się kolejna edycja warsztatów „Projektuj z  Freescale”, które irma Freescale wraz ze  swoimi partnerami handlowymi organizuje co  roku w  Polsce. Jak zwykle w trakcie konferencji odbył się szereg szkoleń oraz prezentowane były

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

Marcin Karbowniczek, EP

NiWeek 2015 – zapowiedź Od 3 do 6 sierpnia, w Austin w Teksasie, będzie odbywała się doroczna konferencja NiWeek, organizowana przez National Instruments. Będzie to już 21. edycja tego wydarzenia. NiWeek to  międzynarodowa konferencja, której tematem przewodnim są  systemy projektowania graicznego. W  praktyce łączy ze  sobą wszelkiego rodzaju inżynierów, którzy maja coś wspólnego z  oprogramowaniem LabView i  sprzętem National Instruments. Wśród gości dominują elektronicy i automatycy oraz naukowcy z różnorodnych dziedzin. Każdy dzień konferencji rozpoczyna się od ogólnego seminarium, w  trakcie którego podsumowywane są  minione lata oraz prezentowane są nowości National Instruments. Wśród gości wygłaszających przemowy występuje wielu przedstawicieli irm współpracujących z  NI, którzy dzielą się swoimi doświadczeniami. Organizowane jest też wiele dodatkowych wydarzeń, takich jak np. tematyczne panele dyskusyjne. Główną część konferencji stanowią jednak liczne warsztaty, odbywające się praktycznie non-stop, w  wielu salach jednocześnie. Obejmują one niemal wszystkie dziedziny inżynierii, z jakimi mogą mieć do czynienia użytkownicy LabView. Warsztaty cechują się różnym poziomem zaawansowania prezentowanej wiedzy i  pozwalają w praktyczny sposób nauczyć się detali odnoszących się do niektórych rozwiązań technologicznych. Ponadto w trakcie całej konferencji prowadzona jest wystawa, w trakcie której irmy współpracujące z  National Instruments lub bezpośrednio pracownicy NI prezentują własne osiągnięcia oraz nowości produktowe z aktualnego roku. W ubiegłym roku w konferencji uczestniczyło ponad 4000 gości z  całego świata, a  swoje osiągnięcia prezentowało ponad 300 irm. W  tym roku do  głównych tematów wykładów mają należeć sprawy związane z lotnictwem i technologiami obronnymi, produkcją i przesyłaniem energii, systemami radiowymi, transportem i  z  systemami wizyjnymi, stosowanymi m.in. w medycynie.

Marcin Karbowniczek, EP

AUTOMATYKA I MECHATRONIKA

Zagwarantowanie bezpieczeństwa oraz wydajności turbin wiatrowych małej mocy Prezentujemy opis aplikacji służącej do  analizowania wydajności oraz zabezpieczenia turbin wiatrowych o  małej mocy. Wykonano ją za pomocą platformy CompactRIO oraz oprogramowania LabVIEW –  produktów irmy National Instruments. Rozwój rynku związanego z  instalacjami elektrowni wiatrowych małej wielkości wiąże się z  rosnącym zapotrzebowaniem na przystępną cenowo, czystą energię do zastosowań domowych. Wynika to  także z obaw o środowisko wśród osób, które starają się w  zrównoważony sposób korzystać ze  źródeł energii. Jednak do  stwierdzenia, że  takie turbiny mogą w  bezpieczny i  poprawny sposób funkcjonować u  klientów, wymagana jest weryikacja wydajności, procesu eksploatacji oraz stopnia integralności konstrukcyjnej. Współpraca z  Kliux Energies zaowocowała stworzeniem samodzielnej, ujednoliconej platformy zdolnej do akwizycji i analizy danych zgodnie z  międzynarodowymi standardami (IEC 61400/2, IEC 61400/11 and IEC 61400/12). Rozwiązanie pozwala na  legalizację eksploatacji turbin wiatrowych małej

110 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

wielkości i  dostarczanie producentowi danych przydatnych w  procesie doskonalenia produktu.

Koniguracja sprzętowa Biorąc pod uwagę wymagania zawarte w normach oraz dane potrzebne do walidacji projektu analitycznego, do  budowy systemu wykorzystano platformę CompactRIO. Na turbinie Kliux GEO4K (o pionowej osi obrotu) oraz przyległych urządzeniach, w celu zebrania potrzebnych informacji, zamontowano sieć rozproszonych czujników. Dane z  maksymalnie 34 kanałów są  pobierane, analizowane i  przechowywane przez urządzenie CompactRIO (rysunek 1). Oprócz tego, klasyikowane są  do  jednej z  czterech grup parametrów: związanych z  warunkami atmosferycznymi, eksploatacją maszyny, obciążeniem i  wielkościami elektrycznymi.

„Wykorzystaliśmy platformę CompactRIO wraz z oprogramowaniem LabVIEW do wykonania aplikacji analizującej wydajność elektrowni wiatrowych małej wielkości. Jest ona zgodna z międzynarodowymi regulacjami i spełnia wymagania producentów dotyczące efektywności, wykorzystania dostępnej mocy, integralności konstrukcyjnej, bezpieczeństwa pracy i wydajności.” – Acoidan Betancort Montesdeoca, Aresse Engineering S.L. Wyzwanie: Wykonanie samodzielnej i ujednoliconej platformy do akwizycji oraz analizy danych, której celem ma być kontrola wydajności, integralności konstrukcyjnej i parametrów pracy turbiny wiatrowej. Rozwiązanie: Zastosowanie urządzeń NI CompactRIO do budowy systemu składającego się z rozproszonej sieci czujników, zbierających dane dotyczące obciążenia, warunków środowiskowych i parametrów pracy. Autorzy: pracownicy irmy Aresse Engineering S.L.: Acoidan Betancort Montesdeoca, Gorka Gainza González, Mariano Aristu Aguerri.

Urządzenie zamontowano w  skrzynce znajdującej się przy podstawie turbiny wiatrowej (SSWT –  small-scale wind turbine). Z  kolei router połączony z  Internetem poprzez sieć 3G pozwala na  sprawdzenie statusu pracy stanowiska i  pobranie zapamiętanych danych (rysunek 2). System jest scharakteryzowany poprzez cztery poniższe podsystemy:

Zagwarantowanie bezpieczeństwa oraz wydajności turbin wiatrowych małej mocy Dane związane z  warunkami środowiskowymi: Parametry nominalne są porównywane z aktualnie występującymi warunkami w celu obliczenia energii, z której turbina jest w  stanie korzystać. Wbudowany kontroler NI cRIO-9014 otrzymuje informacje o  prędkości wiatru (przy wykorzystaniu dźwiękowego wiatromierza GILL WindMaster),

temperaturze, ciśnieniu oraz wilgotności (poprzez komunikację z  czujnikiem Vaisala poprzez protokół RS485). Dane związane z  eksploatacją: Analizie zostaje poddana praca skrzyni biegów – badane są  występujące w  niej przyspieszenia, emitowane dźwięki oraz wewnętrzna temperatura. W  oparciu o  pozyskane dane

przeprowadzane jest predykcyjne monitorowanie stanu maszyny. Odbywa się to  przy wykorzystaniu modułu DAQ serii C NI 9234, który kondycjonuje i zbiera dane wejściowe z trójosiowego akcelerometru irmy PCB oraz mikrofonu G.R.A.S. Z kolei drugi moduł serii C, NI 9219, przeprowadza akwizycję danych z czujnika temperatury Pt-100. Dane związane z  obciążeniem: Weryikacja faktycznych obciążeń aerodynamicznych turbiny, w oparciu o jej założenia projektowe, wymaga pomiaru momentu obrotowego oraz prędkości wirnika, obciążeń przy podstawie wieży, przyśpieszenia wirnika oraz bocznych przyśpieszeń na  różnych wysokościach wieży. Wszystkie pomiary są przeprowadzane przy użyciu pojedynczego modułu serii C, NI 9205, który zbiera dane z  różnych czujników umieszczonych przy wirniku oraz wieży. Moduł NI 9219 odpowiada za kondycjonowanie sygnału z trzech tensometrów badających obciążenia osiowe oraz momenty zginające na wieży. Dane elektryczne: Przeprowadzając ocenę wydajności turbiny należy obliczyć ilość produkowanej energii elektrycznej. Używany w tym celu moduł NI 9205 dyskretyzuje napięcie trójfazowe oraz aktualne dane z czujników Phoenix Contact CR Magnetics umiejscowionych na generatorze oraz inwerterze.

Oprogramowanie

Rysunek 1. Schemat przedstawiający rozmieszczenie punktów pomiarowych

Rysunek 2. Schemat systemu akwizycji danych

Łączący akwizycję oraz analizę system został osadzony w  urządzeniu CompactRIO. Za jego uruchomienie i  monitorowanie odpowiada aplikacja stworzona przy pomocy oprogramowania NI LabVIEW. Zdalną komunikację z  urządzeniem CompactRIO, za pośrednictwem sieci 3G, zapewnia router. Dzięki temu możliwy jest nadzór zmiennych systemowych w  czasie rzeczywistym oraz rekalibracja oprzyrządowania w chwili, gdy potrzebna jest zmiana współczynników, zakresów, jednostek, parametrów prędkości wiatru czy offsetu. CompactRIO przeprowadza analizę statystyczną wszystkich procesów w  trybie online. Dane statystyczne są  zapisywane w pliku TDMS (Technical Data Management Streaming). Ze względu na konieczność długoterminowego przechowywania danych (rząd miesięcy), są  one zapisywane w  pamięci lash CompactRIO. Do  dyspozycji są  również narządzia umożliwiające monitorowanie danych statystycznych w  trybie online, aktualizację oprogramowania, dostęp do  pamięci urządzenia w  celu pobrania danych, przedstawienie informacji na  wykresie oraz zmianę parametrów akwizycji lub logowania. Niezbędna jest także analiza ofline – odbywa się ona na  podstawie danych zdalnie odbieranych z  urządzenia CompactRIO. Przetworzone informacje pozwalają na  ocenę zachowania i  wydajności turbiny ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

111

m.ElektronikaB2B.pl teraz zawsze pod ręką w Twoim smartfonie Rysunek 3. Wyniki przedstawiające zależność mocy od prędkości wirnika

Rysunek 4. Wykres Campbella przedstawiający moment obrotowy

Wejdź

Bądź dobrze poinformowany 112 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015

wiatrowej. Pierwszym krokiem jest sprawdzenie prędkości wiatru, jego kierunku oraz turbulencji w  celu obliczenia parametrów Weibulla –  opisują one zasoby energii wiatrowej w  miejscu ulokowania stanowiska. Następnie dokonywana jest aktualizacja pracy systemu w oparciu o obliczone parametry mechaniczne. Podczas tego procesu optymalizowane są  obroty wirnika, współczynniki prędkości wiatru i mocy mechanicznej, poprawiana jest również wydajność skrzyni biegów oraz generatora. Ostatnim krokiem jest próba optymalizacji parametrów elektrycznych. Badanie związku generowanego napięcia i  prędkości wiatru umożliwia uzyskanie optymalnego obciążenia na  falowniku. Opisane powyżej procesy przetwarzania końcowego są zgodne z międzynarodowymi standardami: IEC-61400/12: Analiza wydajności Krzywa mocy Roczna produkcja energii IEC-61400/11: Emisja hałasu Moc akustyczna źródła Identyikacja tonów IEC-61400/2: Przeprowadzanie testów Testy weryikujące poprawność założeń teoretycznych –  sprawdzenie nominalnego momentu obrotowego, mocy, prędkości obrotowej oraz wydajności. Sekcja 13.3: Testy obciążeń mechanicznych, momentów zginających oraz momentów obrotowych, których źródłem jest siła wiatru.

Sekcja 13.4: Testy wytrzymałościowe, wiarygodna analiza eksploatacji i  dynamika działania (uwzględniana jest tu  identyikacja kształtu modalnego w  oparciu o  historię przyśpieszeń oraz korelację z  drganiami wzbudzonymi przez wyższe harmoniczne rotacji –  przedstawiony na  Ilustracji 4 wykres Campbella stworzono w  oparciu o dane pochodzące z przetwornika momentu obrotowego).

Podsumowanie Dzięki wykorzystaniu platformy CompactRIO oraz LabVIEW zbudowano aplikację analizującą wydajność elektrowni wiatrowej małej mocy. Dużą wagę przywiązano do zachowania zgodności systemu z międzynarodowymi regulacjami, ale również do  spełnienia wymagań stawianych przez producentów (oraz rynek) w zakresie efektywności, pojemności, integralności konstrukcyjnej, bezpieczeństwa pracy i wydajności. Będąc w pełni modułowym i konigurowalnym rozwiązaniem, stworzony system pozwala na pracę z całym spektrum dostępnych na  rynku turbin wiatrowych małej mocy.

Acoidan Betancort Montesdeoca Aresse Engineering S.L. Polígono Industrial Berriainz, Calle C, Nave 103 Berriozar w prowincji Navarra, Hiszpania [email protected]

Mały wyświetlacz ZAWARTOŚĆ DODATKOWEJ PŁYTY OLED DVD

PODZESPOŁY

niezbędnik 1. AC6 System Workbench for STM32 Instalacyjne wersje nowego, bezpłatnego środowiska dla mikrokontrolerów STM32, które bazuje na Eclipse IDE i kompilatorze ARM-GCC. Na płycie publikujemy dwie wersje tego środowiska – dla Windows 32 i 64 bity.

2. Atmel Studio 6.2 SP2 build 1563 Najnowsza wersja pakietu narzędziowego irmy Atmel, która jest wyposażona m.in. w Service Pack 2.

3. Freescale Kinetis Design Studio 3.0 Nowa wersja bezpłatnego środowiska programistycznego Kinetis Design Studio (dla mikrokontrolerów Kinetis z rdzeniami Cortex-M), w wersjach dla Windows oraz Linuksa. Na płycie publikujemy także kody źródłowe całego środowiska.

4. Rowley ARM CrossWorks 3.5.0 Najnowsza wersja komercyjnego środowiska programistycznego przeznaczonego dla programistów piszących aplikacje na mikrokontrolery wyposażone w rdzenie z rodziny Cortex-M, Cortex-R, Cortex-A, a także starsze rdzenie: ARM7/9/11 oraz XScale.

5. SiLabs Precision32 Development Suite Pakiet narzędziowy irmy Silicon Labs, służący do przygotowywania aplikacji na 32-bitowe mikrokontrolery z rodziny Precision 32 produkowane przez tę irmę.

6. Narzędzia dla STM32F7 Pakiet bibliotek STM32CUBE dla najnowszych mikrokontrolerów z rodziny STM32 – STM32F7 9rdzeń Cortex-M7) oraz program narzędziowy STM32CubeMX, który ułatwia konigurację bloków peryferyjnych w mikrokontrolerach STM32.

EP 7/2015 1. Altera EK-10M08 Soft Dokumentacja oraz podstawowe oprogramowanie (bez Quartusa II) zestawu startowego z układem Altera MAX10, który opisaliśmy w EP7/2015. 2. Infineon DAvE 2015 Najnowsza wersja bezpłatnego środowiska programistycznego DAvE dla mikrokontrolerów XMC1000/4000 (rdzenie Cortex-M0/M4) firmy Infineon. 3. LinearTechnology LTSpice IV 2015 Najnowsza – tegoroczna – wersja bezpłatnego symulatora Spice udostępnionego i rozwijanego przez firmę Linear Technology. 4. Xilinx Vivado SDK Win 2015.1 Najnowsza wersja środowiska narzędziowego firmy Xilinx. EP 6/2015 1. Altera QuartusII 15.01 Pakietu projektowy dla układów FPGA firmy Altera (m.in. środowisko implementacyjne procesora NIOS II, biblioteki dla najnowszych układów FPGA z rodziny MAX10). 2. Freescale Kinetis Design Studio 3.0.0 Bezpłatne środowisko programistyczne dla mikrokontrolerów z rodziny Kinetis (rdzenie Cortex-M). KDS bazuje na Eclipse i kompilatorze GCC. 3. KiCAD Dwie instalacyjne wersje KiCADa (bezpłatny program do projektowania płytek drukowanych), przeznaczone dla systemów Windows 32- lub 64-bitowych. 4. Proteus Professional Demonstration 8.2 Wersja demonstracyjna zintegrowanego środowiska projektowego Proteus. 5. Renesas e2 Studio 4.0.0.26 Wersja instalacyjna bezpłatnego środowiska programistycznego dla mikrokontrolerów RX100. 6. STMicroelectronics STM32CubeMX 4.7.1 Konfigurator peryferiów w mikrokontrolerach STM32 oraz pakiet bibliotek Cube dla mikrokontrolerów STM32F0 i STM32L0. EP 5/2015 1. Altium Designer 14/15 Utils Zestawy dodatkowych narzędzi edycyjnych dla edytora PCB z pakietu Altium Designer w wersjach 14 i 15. 2. Design Spark Mechanical 2.0 Dwie wersje (dla Windows 32 i 64) najnowszego pakietu narzędziowego DesignSpark. 3. Filter Wiz Lite 1.26 Narzędzie przygotowane przez firmę Schematica umożliwiające świadome, interaktywne projektowanie analogowych filtrów aktywnych. 4. NE555 Calculator Dwa interaktywne kalkulatory umożliwiające dobór wartości elementów RC „wokół” timera 555, dla różnych konfiguracji jego pracy. 5. Renesas E2 Studio upgrade Upgrade środowiska programistycznego E2 firmy Renesas do wersji 3.1.3.06. 6. Resistor Colour Calculator Prosty w obsłudze transkoder kodów paskowych (różne systemu kodowania) na wartości rezystancji. 7. Segger JFlashLite Okienkowa, stacjonarna wersja programu obsługującego programator-debugger Segger J-Link EDU. 8. STMicroelectronics SPC5-STUDIO 3.0 Najnowsza wersja zintegrowanego środowiska programistycznego dla mikrokontrolerów SPC56 produkowanych przez STMicroelectronics. 9. STMicroelectronics TwisterSIM Dynamiczny symulator zależności elektro-termicznych zachodzących w scalonych przetwornicach AC/ DC z rodziny VIPower.

10. Xilinx Vivado 2014.4.1.0220_1 Upgrade do najnowszej – w chwili przygotowywania materiałów – wersji pakietu Vivado firmy Xilinx.

projektowego Diamond firmy Lattice (Windows 32- i 64-bit).

EP 4/2015 1. Altera Quartus II 14.1.0.186 Środowisko projektowe dla użytkowników układów FPGA i CPLD firmy Altera.

3. SiLabs_SimplicityStudio Zintegrowane środowiska programistyczne dla ARM-ów od Silicon Laboratories. 4. TI_Energia_IDE Wersje instalacyjne (dla Windows, MacOS i dwóch wersji Linuksa- 32 i 64) środowiska programistycznego Energia.

2. ARM MDK dla STM32F0/ STM32L0 Kompletna, bez ograniczeń funkcjonalnych wersja pakietu ARM-MDK z popularnym IDE o nazwie uVision obsługująca mikrokontrolery z rodzin STM32L0 i STM32F0. 3. Infineon DAvE 4 Oficjalna wersja nowej generacji (4.x) pakietu programistycznego DAvE firmy Infineon. 4. Infineon XMC Peripheral Libs 1.0.0. Pakiet bibliotek zawierających procedury obsługi peryferii wbudowanych w mikrokontrolery z rodzin: XMC4500, XMC4400, XMC4200, XMC4100, XMC1300, XMC1200 oraz XMC1100. EP 3/2015 1. Analog Devices Elves Programowy asystent konfiguracji/parametryzacji bibliotek programowych dla mikrokontrolerów ADuCM7000. 2. Analog Devices PLATool Pakiet konfigurujący matrycę logiki programowalnej PLA, zintegrowanej w mikrokontrolerach ADuCM7000. 3. Analog Devices WASP Oprogramowanie do badania wydajności toru analogowego ADuC702x. 4. ARM DS5 Ultimate Eval Wersja ewaluacyjna środowiska programistycznego firmy ARM. 5. Cypress PSoC Creator Pakiet PSoC Creator firmy Cypress wyposażony w biblioteki Component Pack 1. 6. Freescale Kinetis Design Studio 2.0 Bezpłatne środowisko programistyczne KDS firmy Freescale (Windows i Linux). 7. Freescale USBDM Oprogramowanie narzędziowe dla programatora USBDM (KINETIS, ColdFire oraz HS(S)08). 8. SiliconLabs Simplicity Studio Kompletne, bezpłatne środowisko programistyczne firmy Silicon Labs dla mikrokontrolerów z rdzeniem 8051 oraz: EFM32 Gecko, EFM32 Giant Gecko, EFM32 Leopard Gecko, EFM32 Tiny Gecko, EFM32 Wonder Gecko oraz EFM32 Zero Gecko (Windows 7, Linux, iOS). EP 2/2015 1. Altera Quartus II 14.1 Pakiet Quartus II firmy Altera (bezpłatny Webpack) z kompletem bibliotek do syntezy logicznej. 2. Cadsoft Eagle Oprogramowanie do projektowanie płytek drukowanych. 3. DesignSparkPCB Bezpłatny pakiet projektowy udostępniony przez firmę RS Components. 4. Freescale Freemaster Graficzny pakiet konfiguracyjno-debugujący do analizy pracy mikrokontrolerów Kinetis.

2. PSoC Designer 5.4 CP 1 Pakietu projektowy firmy Cypress.

EP 12/2014 1. AD14_OfflineSetup14_3_13 Najnowsza - przed pojawieniem się szeroko zapowiadanej v15 wersja Altium Designer. 2. Analog Devices SigmaStudio Oprogramowanie narzędziowe do projektowania torów audio realizowanych na procesorach SigmaDSP. 3. Cypress_EZ-USB FX3 SDK v1.3.1 for Windows Pakiet SDK dla aplikacji USB realizowanych na mikrokontrolerach FX3 firmy Cypress Semiconductor. 4. Cypress_PSoC Programmer 3.21 Program obsługujący programator ISP mikrokontrolerów PSoC firmy Cypress Semiconductor. 5. Cypress_PSoC_Creator_3 Najnowsza wersja oprogramowania narzędziowego do implementacji projektów w konfigurowalnych mikrokontrolerach PSoC firmy Cypress Semiconductor. 6. Cypress_Sense and Control Dashboard v2.0.39 Oprogramowanie do monitorowania i analizy działania sensorów zbliżeniowych mikrokontrolerów PSoC. 7. e2 studio 3.1.0.24 Kompletne środowisko programistyczne przeznaczone dla 32-bitowych mikrokontrolerów RX100. 8. Infineon_DAVE v3.1.10 Pakiet programistyczny firmy Infineon przeznaczony dla mikrokontrolerów z rodziny XMC. 9. TI_CodeComposer 6 Środowisko projektowe dla mikrokontrolerów i mikroprocesorów (także DSP) produkowanych przez TI. EP 11/2014 1. Atmel Studio 6.2 (build 1153) Środowisko programistyczne dla mikrokontrolerów firmy Atmel. 2. Crossworks for ARM Środowisko programistyczne dla mikrokontrolerów z rdzeniami Cortex-M. 3. MDK-ARM Version 5.12 Najnowsza edycja pakietu MDK-ARM (Keil/ARM) z popularnym IDE o nazwie uVision. 4. NXP Flashmagic Tool Najnowsza wersja programu sterującego pracą programatorów ISP dla mikrokontrolerów firmy NXP. 5. STLink 3.4.0 Najnowsza wersja programu sterującego pracą programatora ST-Link i pochodnych (opracowanie STMicroelectronics dla STM32 i STM8). 6. STM32F429Discovery .NET Micro Framework Pakiet bibliotek umożliwiających implementację środowiska .NET w mikrokontrolerach STM32.

FPGA firmy Actel. 2. Actel LIBERO Vault Opcjonalne rozszerzenie środowiska LIBERO firmy Actel. 3. Analog Devices PLAtoolM3 v1.2 Program narzędziowy do konfigurowania bloków PLA w mikrokontrolerach ADuCM320. 4. Microchip MCG3130 Software Package Pakiet oprogramowania i sterowników do obsługi interfejsu gestów 3D firmy Microchip – układu MCG3130. 5. Microchip MPLAB HARMONY Wtyczka dla środowiska MPLAB spełniająca rolę aplikacyjnego frameworka, który ułatwia i przyspiesza pisanie programów dla PIC32. 6. Microchip MPLAB X IDE v2.20 Najnowsza wersja popularnego środowiska programistycznego firmy Microchip. 7. SliconLabs Simplicity Studio Cortex-Mx IDE Najnowsza wersja bezpłatnego środowiska programistycznego firmy Silicon Labs. EP 9/2014 1. 3D Tool V11 Bezpłatna wersja pakietu do wizualizacji, konwersji i analizy modeli 3D. 2. Blender 2.71 Win64 Najnowsza wersja ewaluacyjna pakietu do projektowania i modelowania 3D o nazwie Blender. 3. BRL-CAD 7.24.0 Najnowsza wersja open-source’owego narzędzia do modelowania 3D, szczególnie przydatna do projektowania obudów urządzeń elektronicznych oraz obudów podzespołów elektronicznych. 4. Xilinx Vivado SDK 2014.2.0612 Najnowsza wersja pakietu do projektowania w FPGA i SoC o nazwie Vivado firmy Xilinx. EP 8/2014 1. Altera_Quartus_II_14.0.0.200 Najnowsza, bezpłatna wersja pakietu projektowego dla układów PLD firmy Altera, obsługująca m.in. CPLD z rodziny MAX10. 2. LTSpiceIV_07_2014 Najnowsza wersja popularnego symulatora układów analogowych – LTSpice IV. 3. MDK ARM 5.11a Najnowsza wersja bazowego pakietu instalacyjnego środowiska ARM-MDK (z popularnym IDE uVision), które jest zorientowane na mikrokontrolery wyposażone w rdzenie firmy ARM. 4. Renesas e2Studio 3.0.0.22 Najnowsza wersja zintegrowanego środowiska programistycznego firmy Renesas, które bazuje na GCC i Eclipse. 5. TI_Code Composer Studio 6 Najnowsza wersja pakietu programistycznego Code Composer firmy Texas Instruments. EP 7/2014 1. AnyCAD Viewer 3.0 Najnowsza wersja bezpłatnej przeglądarki plików modeli 3D pochodzących z różnych programów CAD. 2. AnyExchange3D 5 Najnowsza wersja konwertera modeli 3D.

przeznaczonego do realizacji projektów na mikrokontrolerach z rdzeniami Cortex-M firmy Atmel. 7. Microchip MPLAB X IDE v2.10 Najnowsza wersja bezpłatnego IDE firmy Microchip w wersjach dla iOS, Linuksa i Windows. 8. RF AppCAD 3.0.2 Uniwersalny kalkulator wspomagający obliczenia torów radiowych i torów transmisyjnych dla zakresów RF. 9. STMicroelectronics STM32MAT-Target Pakiet oprogramowania umożliwiającego przygotowanie aplikacji w MAtlabie na mikrokontrolery STM32. 10. STMicroelectronics STM Studio 3.3 Nowa wersja pakietu STM Studio, który służy do wspomagania diagnostyki działania aplikacji na mikrokontrolerach STM8 i STM32. 11. ST SPC56 Studio 3.0 Najnowsza wersja bezpłatnego środowiska programistycznego dla mikrokontrolerów SPC56 (rdzeń PowerPC) firmy STMicroelectronics. 12. TI Code Composer Studio Version 6.0.0.00190 Najnowsza wersja Code Composera firmy Texas Instruments. 13. TI PLCLite Industrial Power-Line Communication Modem Pakiet bezpłatnych bibliotek obsługujących protokoły transmisji danych za pomocą modemów PLC (z medium w postaci linii energetycznych). EP 6/2014 1. Exar CAD Components Pakiet bibliotek komponentów (jest ich blisko 600!) dla programów CAD w formacie BXL, przygotowanych i udostępnionych przez firmę Exar. 2. Front Designer 4.3.1 Program narzędziowy do projektowania paneli czołowych urządzeń elektronicznych, który jest wyposażony w moduł współpracy z obrabiarkami CNC, dzięki czemu wykonanie tego istotnego fragmentu obudowy można zautomatyzować i przyspieszyć. 3. Murata NTC Voltage Simulator Prosty w obsłudze symulator termistorów produkowanych przez firmę Murata, który umożliwia nie tylko przeanalizowanie ich działania, ale także dobranie właściwego elementu do wymogów aplikacji. 4. Murata EMI Filter Selector-Simulator Narzędzie wspomagające dobór i analizę filtrów EMI do wymogów aplikacji. 5. Murata Medium Voltage Capacitors Selector Narzędzie wspomagające dobór kondensatorów średnionapięciowych z oferty firmy Murata do specyfiki aplikacji. Umożliwia ono świadome wybranie typu kondensatora z bogatej oferty producenta. 6. Murata Power Inductor Selector Kolejna na naszej płycie bezpłatne narzędzie udostępnione przez firmę Murata: selektor wspomagający dobór typu dławika do wymogów aplikacji, przy czym służy ono przede wszystkim do dobierania dławików mocy.

7. STM32 CubeMX Najnowsza wersja pakietu narzędziowego do graficznej konfiguracji peryferiów w mikrokontrolerach STM32.

3. ARM-MDK 5.10 dla XMC1000 Bezpłatna wersja pakietu MDK z IDE uVision, przeznaczona wyłącznie do obsługi mikrokontrolerów XMC100 firmy Infineon (rdzeń Cortex-M0).

7. NXP LPCOpen 1.03/2.01 Najnowsze wersje oprogramowania LPCopen dla mikrokontrolerów LPC firmy NXP. Na płycie publikujemy wszystkie obecnie dostępne warianty i wersje tego pakietu.

6. Microchip MPlab X 2.30 IDE MPlab X firmy Microchip.

8. ST STVP 32 Zestaw programów narzędziowych STVP i STVD, tworzących środowisko programistyczne dla mikrokontrolerów ST7.

4. AtmelStudio 6.2 Najnowsza wersja bezpłatnego pakietu przeznaczonego do realizacji projektów na mikrokontrolerach firmy Atmel.

8. NXP LPCxpresso 7.1.1.125 Najnowsze wersje środowiska IDE LPCxpresso (LPCware dla mikrokontrolerów LPC firmy NXP) dla Windows i Linuksa.

7. MultiSIM BLUE Bezpłatna wersja pakietu MultiSIM firmy National Instruments.

9. Xilinx Vivado SDK Win 2014.3 1004 1 Najnowsza wersja pakietu Vivado.

5. Eagle 6.6.0 Najnowsza wersja programu do projektowania obwodów drukowanych.

EP 1/2015 1. Lattice_Diamond_x86_x64 Wersja instalacyjna środowiska

EP 10/2014 1. Actel LIBERO IDE Bezpłatne środowisko dla programistów korzystających z układu

9. SiLabs Simplicity Studio Najnowsza wersja zintegrowanego środowiska programistycznego dla konstruktorów korzystających z mikrokontrolerów z rdzeniami Cortex-M produkowanymi przez firmę SiliconLabs.

5. Microchip MCC MPLAB X Plugin Plugin o nazwie Code Configurator dla pakietu MPlab X firmy Microchip.

6. Infineon DAvE 3.1.10 Najnowsza wersja środowiska programistycznego firmy Infineon

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

113

Ogłoszenia i reklamy hurtowni, sklepów, importerów, producentów, dealerów, itp. są płatne. Cena podstawowego modułu (35 x 20 mm) wynosi 66 zł + VAT. Koszt minimalnej ramki dla ogłoszeń o  wielkości 3 modułów wynosi 198 zł + VAT. Moduły można łączyć zarówno w pionie jak i w poziomie. Maksymalna szerokość ogłoszenia to 5 modułów, wysokość 12 modułów. Rabaty stosujemy wyłącznie dla reklam powyżej 8 modułów: 4-6 emisji 10%, 7-11 emisji 15% i od 12 emisji 25%. Oferta specjalna: • publikacja fragmentów cennika w ramce o wielkości: 8 modułów w pionie cena 264 zł + VAT, 9 modułów w poziomie 305 zł + VAT • rabat specjalny dla irm poszukujących pracowników wynosi 25% (wyłącznie dla dużych reklam). Wszelkich informacji udziela Grzegorz Krzykawski, tel. 22 257 84 60, e-mail: [email protected]. Reklamy do tej rubryki mogą być przygotowane przez Zamawiającego w postaci wydruku z drukarki laserowej lub pliku w formacie CDR, AI, EPS (tekst zmieniony na krzywe), PSD, PDF z próbnym wydrukiem albo pliku w dowolnym edytorze tekstu (także z wydrukiem), jeśli krój czcionek nie jest rzeczą dużej wagi. Małe reklamy mogą być przygotowane w redakcji (gratis) na podstawie odręcznego szkicu lub maszynopisu. Opracowania te nie będą jednak wówczas uzgadniane z Zamawiającym przed oddaniem do druku. Redakcja nie odpowiada za treść reklam i  ogłoszeń zamieszczonych w  Elektronice Praktycznej

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

Niniejsze ogłoszenia są informacją handlową i nie stanowią oferty w myśl art. 66, § 1 Kodeksu Cywilnego. Ceny mogą ulec zmianie.

Nie przegap!

interesujących materiałów w siostrzanym czasopiśmie W sierpniowym wydaniu

Szkoła Konstruktorów – Układ zasilany z gniazda USB

Elektroniki dla Wszystkich między innymi:

Stereofoniczny miernik wysterowania Nixie Czy i Ty zechcesz zrealizować prostą pod względem elektronicznym, imponującą, długą linijkę świetlną z wykorzystaniem mało znanych, ale nadal dostępnych elementów, jakimi są liniowe bargrafy Nixie? Niskonapięciowy zasilacz 0,02...5V 20A Wielu chce mieć w swojej pracowni zasilacz regulowany o zakresie napięć wyjściowych, zaczynających się od 10 czy 20 miliwoltów. Budowa takiego zasilacza o wydajności prądowej nawet do 20 amperów okazuje się zaskakująco prosta i do tego nieprawdopodobnie tania. Programowanie PLC Czy wiesz, że automatyka powstała dużo wcześniej niż elektronika? A czy wiesz, że współczesna automatyka jest oparta o sterowniki zwane PLC? „Wakacyjny” artykuł w przystępny sposób przedstawia garść podstawowych informacji. Diabełek w locie, czyli wyzwalacz fotograficzny IR Czy i Ty potrafisz w bodaj najprostszy spoA może masz pomysł na ciekawy artykuł lub projekt? sób „zatrzymywać czas”? Przekonaj się, że Skonstruowałeś urządzenie, realizacja automatycznego wyzwalacza fotoktóre jest godne zaprezentowania szerszej publiczności? graficznego jest bardzo łatwa, gdy zostanie Możesz napisać artykuł edukacyjny? wykorzystane proste łącze podczerwieni. RRAM i memrystory Chcesz podzielić się doświadczeniem? Coraz więcej mówi się o pamięciach RRAM. W takim razie zapraszamy do współpracy na łamach Czy rzeczywiście mają one coś wspólnego Elektroniki dla Wszystkich. Kontakt: [email protected] z koncepcją „brakującego elementu biernego”, zwanego memrystorem? Ponadto w numerze EdW możesz zamówić n Zmierzch radia analogowego na stronie Ulubionego Kiosku: www.ulubionykiosk.pl n Prosty zegar LED telefonicznie 22 257 84 50, fax: 22 257 84 55, n Lampa rowerowa LED listownie lub za pomocą e-maila: [email protected]. n Warsztatowe patenty. Wiertarka do PCB Do kupienia także w Empikach n Szkoła Konstruktorów – układ elektroniczi wszystkich większych kioskach z prasą. ny, zasilany z gniazda USB Na wszelkie pytania czeka także Dział Prenumeraty n Szkoła Konstruktorów – Zaproponuj urzątel. 22 257 84 22, [email protected] dzenie wykorzystujące fale radiowe lub sposób wykorzystania fal radiowych (w tym 5% VAT)

• NAKŁAD: 14 990 egz.

www.elportal.pl

08 1 3 4 5 6 7

CENA 12zł

9 771425 16915 43 6

INDEKS 333 62X

ISSN 1425-1698

8 /2015 SIERPIEŃ •

www.elportal.pl

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

Niniejsze ogłoszenia są informacją handlową i nie stanowią oferty w myśl art. 66, § 1 Kodeksu Cywilnego. Ceny mogą ulec zmianie.

Najpopularniejsze Kity AVT

Pełna oferta oraz prezentacje techniczne kitów i modułów są dostępne na stronie: sklep.avt.pl 116

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2015 Niniejsze ogłoszenie jest informacją handlową i nie stanowi oferty w myśl art. 66, § 1 Kodeksu Cywilnego. Ceny mogą ulec zmianie.

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

Prenumerata

za darmo lub półdarmo

Jeśli jeszcze nie prenumerujesz Elektroniki Praktycznej, to spróbuj za darmo! Warunkiem otrzymania 3-miesięcznej bezpłatnej prenumeraty próbnej od września jest wniesienie, jako swego rodzaju „kaucji”, opłaty za następne 9 miesięcy (144,00 zł). Jeśli nie uda się nam przekonać Cię do prenumeraty i zrezygnujesz z niej przed 16 listopada 2015 – otrzymasz zwrot całej swojej wpłaty. Nie musisz próbować, bo jesteś zdecydowany na prenumeratę? Wybierz relatywnie najtańszą opcję startową, czyli prenumeratę 2-letnią, której cenę obniżyliśmy o wartość aż 8 numerów! Jeśli już prenumerujesz EP, pamiętaj o przedłużeniu prenumeraty. W ten sposb uzyskasz prawo do jeszcze atrakcyjniejszych zniżek – nawet do 50% ceny czasopisma! Szczegóły na www.ep.com.pl/oferta-prenumeraty. Prenumerata Elektroniki Praktycznej to również: • 80% zniżki na równoległą prenumeratę e-wydań (co oznacza dostęp do najnowszych wydań jeszcze przed ukazaniem się pisma w kiosku!) • co miesiąc DVD „Niezbędnik Elektronika”, a na nim m.in. narzędzia programowe, karty katalogowe i noty aplikacyjne (tylko dla Prenumeratorów) • co miesiąc możliwość zamówienia archiwaliów gratis lub za symboliczną złotówkę • do 30% zniżki w sklepie www.sklep.avt.pl • Zniżki na www.UlubionyKiosk.pl od 30% do 50% (patrz str. 17)

Zdarza Ci się projektować układy elektroniczne? Niezależnie od odpowiedzi zamów prenumeratę Elektroniki Praktycznej!

Jeżeli zrobisz to w sierpniu, to jako prezent będziesz mógł wybrać: koszulkę z logo EP lub płytę Karo Glazer, Crossings Project Informację, jaki prezent wybierasz, wpisz jako uwagę przy składaniu zamówienia lub przekaż nam przed końcem sierpnia mailem ([email protected]), telefonicznie (22 257 84 22) lub listownie (Wydawnictwo AVT, Dział Prenumeraty, ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa)

A więc – zamów prenumeratę!

Możesz to zrobić na kilka sposobów: • dokonując wpłaty na nasze konto: AVT-Korporacja sp. z o.o., ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa, BNP Paribas Bank Polska SA, 97 1600 1068 0003 0103 0305 5153 • zamawiając za pomocą telefonu, e-maila, faksu lub listu.

• wypełniając formularz w Internecie (na stronie www.avt.pl) – tu można zapłacić kartą lub dokonać szybkiego przelewu • wysyłając na numer 663 889 884 sms o treści PREN – oddzwonimy i przyjmiemy zamówienie (koszt sms wg Twojej taryfy)

NIEZBĘDNIK ELEKTRONIKA

to płyta DVD, którą co miesiąc dostają TYLKO PRENUMERATORZY EP. Niezbędnik elektronika to narzędzia programowe, karty katalogowe, noty aplikacyjne... Niezbędnik elektronika to krążek, który trzeba mieć. Nie pozwól, by taki rarytas przechodził Ci koło nosa: zaprenumeruj Elektronikę Praktyczną!

Wolisz rozłożyć płatność na raty? Zgłoś stałe zlecenie bankowe na www.avt.pl/szb lub załóż „teczkę” na www.ulubionykiosk.pl/teczka

Dział Prenumeraty Wydawnictwa AVT, ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa, tel.: 22 257 84 22, faks: 22 257 84 00, e-mail: [email protected] NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

WYKAZ FIRM OGŁASZAJĄCYCH SIĘ W TYM NUMERZE ELEKTRONIKI PRAKTYCZNEJ

BORNICO ....................................6

Elektronika Praktyczna 9/2015 Kolejne gigabajty narzędzi niezbędnych do pracy konstruktora, czyli NIEZBĘDNIK ELEKTRONIKA na DVD. Tylko dla prenumeratorów EP.

COMPUTER CONTROLS................7

CONRAD ELECTRONICS ...............2

ELMARK AUTOMATYKA ..............8

FALDRUK...................................10

FARNELL ELEMENT14 ..............120

NDN .......................................119

QWERTY ...................................13

SEMICON ..................................51

ST MICROELECTRONICS .................

...........................5, 27, 31, 33, 35

TESPOL .......................................9

WG ELECTRONICS .....................15 ReklamyELEKTRONIKA stron internetowych na str. 11 8/2015 118 PRAKTYCZNA NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

Zegar ustawiany za pomocą GPS

Zadanie zegara jest dla nas oczywiste – oczekujemy, że będzie wskazywał dokładny, aktualny czas. Chcemy również, żeby nie wymagał ingerencji użytkownika, ponieważ to zegar ma nam wskazywać czas, a nie my jemu… Dlatego w kolejnej EP nowoczesny zegar, który wykorzystuje zdobycze współczesnej techniki ustawiając czas za pomocą GPS, dzięki czemu ma globalny zasięg i  można rzec „kosmiczną” dokładność.

Skaner DMX

Na łamach EP opisano już kilkanaście urządzeń DMX. Były to głównie odbiorniki i nadajniki. Przy uruchamianiu prototypów lub rozległych instalacji przydatny będzie skaner DMX.

Moduły komunikacji szeregowej Xbee dla PI i nie tylko

Moduły stały się niekwestionowanym standardem dla komunikacji bezprzewodowej. Jak konwertery FTDI przeniosły komunikację szeregową z portów RS na USB, tak moduły Digi uwalniają komunikację od  kabli i  przenoszą ją na  fale radiowe. Za miesiąc pokażemy, jak zastosować je w  połączeniu z  różnymi płytkami prototypowymi: Raspberry Pi, Launchpad (moduł PWR_Pack), AVTduino, STK_ Mega256A oraz komputerem PC.

VUSBtiny – miniaturowy programator mikrokontrolerów AVR

W  EP 12/2011 opisano tani programator mikrokontrolerów AVR USBASP. Tym razem miniaturowa (wielkość porównywalna z pendrive) i jeszcze tańsza wersja programatora – USBTINY. Urządzenie, ze  względu na  swoją cenę (płytka jednowarstwowa, mało elementów) i wymiary, z pewnością przyda się do celów serwisowych.

Headtracker – inercyjny sterownik ruchu

Dokończenie opisu urządzenia sterującego kamerą przyczepioną do modelu zdalnie sterowanego. Niby nic wielkiego, gdyby nie to, że sterowanie odbywa się za pomocą ruchu głowy. Kamera podąża za głową i po zastosowaniu wyświetlacza w okularach będziemy mogli mieć wrażenie, że siedzimy w prawdziwym samolocie i rozglądamy się!

10 A (20 A max.) 1,0 % + 3 cyfry

Typ detektora Rozdzielczość IR 1,5 % + 3 cyfry Zakres przetwarzania

DS1054Z: 50MHz, 4 kanały 1 GSa/s, 12 Mpkt, USB, 7"

TI160 Niechłodzona matryca mikrobolometryczna FPA 160 x 120 pikseli 8-14μm

Pole widzenia / minimalna 21° x 16° / 0,15m odległość ostrości (standard) 0,06 % + 2 cyfry Czułość termiczna <65mK przy 30°C

Integralny, 3,5”, kolor LCD 1,0 %pomiaru + 3 cyfry Zakres -20°C do +120°C / 0°C do temperatury +350°C (przełączany), do (opcja) Ω kΩ / kΩ / 400 kΩ / 4 MΩ1200°C / Dokładność ±2°C lub ±2% odczytu 40 MΩ Pomiar punktowy Do 4 punktów 0,3 % + 4 cyfry Analiza izotermiczna Detekcja temperatury Ω górnej i dolnej / interwał Sygnalizacja Alarm dźwiękowy i / 0,1 Ω przekroczenia wizualny (kolor) temperatury granicznej 0,001 nF to 40 mF Korekcja emisyjności Regulowana od 0.01 do 1.0 50 °C to +1000 °C Korekcja temperatury Automatyczna Typ pamięci Wbudowana pamięć 40,00 to 400,00 Hz lash do 1500 obrazów 0,001 Hz to 100,00 MHz Komentarz głosowy 40-sekundowe nagranie 0,1 to 99,90 % głosowe czny Celownik Laser czerwony, klasa 2, 1mW/635nm Autowyłączenie zasilania Typ baterii Wymienialny akumulator ms) litowo-jonowy Czas pracy baterii około 3 godzin 1010-1, IEC 61010-2-033 Odporność na udary 25G IEC68-2-29 2g Odporność na wibracje 2G IEC68-2-6 ateria 9V Wymiary 330mm x 95mm x 86mm onda temperaturowa Waga 650g Mocowanie statywu 1/4” – 20 Wejście zasilacza DC Tak Wyjście audio Tak Wyjście video PAL / NTSC USB Transfer obrazów do komputera PC

®

Ekran

+ Cenazł 4000at +v

Charakterystyka y y y y y y

y

y y

y

y

Groupe CHAUVIN ARNOUX 190 rue Championnet

21

DMM 210

DMM 220

DMM 240

DMMDMM 230 230

Pasmo: 50 MHz, 4 kanały Maks. częstość próbkowania do 1 GSa/s Pamięć do 12 Mpkt / opcje do 24 Mpkt Innowacyjna technologia „UltraVision”` Odświeżanie do 30 000 przebiegów/s Nagrywanie do 60 000 ramek przebiegów w czasie rzeczywistym (opcja) Niski poziom szumu, zakres dynamiki: 1 mV/dz do 10V/dz Opcjonalne wyzwalanie i dekodowanie magistral szeregowych (RS232, I2C, SPI) Wiele poziomów jasności wyświetlanych przebiegów Interfejsy komunikacyjne: USB Host i Device, LAN (LXI), AUX, USB-GPIB (opcja) Kompaktowe wymiary, mały ciężar 7-calowy ekran TFT (800x480) WVGA

Charakterystyka y y y y y y y

y

y y y y y y y

Odczyt 50000 i 500000 True RMS dla AC / AC+DC Dokładność DCV 0,03% System PC Link® - PC USB2) Pomiar pojemności Pomiar częstotliwości Pomiar częstotliwości sygnałów cyfrowych Kompensacja rezystancji przewodów pomiarowych Pomiar poziomu (dBm) Pomiar wypełnienia impulsów Pomiar pętli prądowej (%4-20mA) Test diod i test ciągłości (beep) Pamięć wartości (MAX/MIN) Pomiar wartości (Peak Hold) Automatyczny dobór zakresu

1700 zł + vat

40000 Podświetlenie i bargraf Podświetlenie i ba graf

6000 Podświetlenie i ba graf Podświetlenie i bargraf

Wyświetlacz Wyświetlacz

PC5000a: AC/DC, TrueRMS 0,03% DCV, PC Link ®

Typ pomiaru Typ pomiaru

Zakresy: Zakresy:

Dokładność: Dokładność: Rozdzielczość: Rozdzielczość: Zakresy: Zakresy:

Dokładność: Dokładność: Rozdzielczość: Rozdzielczość: Zakresy: Zakresy: Dokładność: Dokładność: Rozdzielczość: Rozdzielczość: Zakresy: Zakresy: Dokładność: Dokładność: Rozdzielczość: Rozdzielczość: Zakresy: Zakresy:

Dokładność: Dokładność: Rozdzielczość: Rozdzielczość: Ciągłóść Ciągłóść Test diody Test diody Pojemność Pojemność Temperatura Temperatura (K - termopara ) (K - termopara ) Electrical Electrical Hz Hz Elect onic Elect onic Wypełnienie Wypełnienie Dobór Dobór zakresu zakresu Funkcje dodatkowe Funkcje dodatkowe

Ochrona Ochrona Bezpieczeństwo Bezpieczeństwo Wymiary/Masa Wymiary/Masa Wyposażenie Wyposażenie

40 Hz 40 to 1Hz kHz to 1 kHz

1G

50 Hz 50 to 1Hz kHz to 1 kHz

5 D Sa/ 0MHz, S105 mo s, 1 4 2 M 4 kana Z Ide duł pkt , US ły wy alny ów d k E on kra B po ony dla s n7 w p a t a u DS olsk nia de uk " ntó i p 10 u ć . w 54 Z z Doda icze w i u ods a1 tko ń za czn taw w w i zł ele + v o 4 ar t ów. 1,0 % + 3 cyfry 1,0 % + 3 cyfry

10 A (20 10 AA max.) (20 A max.) 1,0 % + 3 cyfry 1,0 % + 3 cyfry

600 µA600 / 6000 / 60µA mA / 600 / 6mA A / /10 µA /µA 6000 / 60 mAmA / 600 6 A /(20 10 AA max.) (20 A max.) 1,5 % + 3 cyfry 1,5 % + 3 cyfry

1,5 % + 3 cyfry 1,5 % + 3 cyfry

0,09 %0,09 + 2 cyfry % + 2 cyfry

0,06 %0,06 + 2 cyfry % + 2 cyfry

1,0 % + 3 cyfry 1,0 % + 3 cyfry

Ω / 6 kΩ kΩ Ω / 6 kΩ

1,0 % + 3 cyfry 1,0 % + 3 cyfry

MΩ/ /660 MΩ kΩkΩ / 6 kΩ MΩ / 60 MΩ

0,3 % + 4 cyfry 0,3 % + 4 cyfry Ω Ω TAK / 0,1 TAKΩ/ 0,1 Ω

0,01 nF to 1000 0,01 nF toµF 1000 µF 45 °C to 45+750 °C to°C +750 °C

Ω

kΩ Ω/

kΩ/ / 400 / 4 kΩ MΩ/ /4 MΩ / kΩ kΩkΩ / 400 40 MΩ40 MΩ 0,3 % + 4 cyfry 0,3 % + 4 cyfry Ω Ω / 0,1 Ω/ 0,1 Ω

0,001 nF to 40 0,001 nFmF to 40 mF

50 °C to °C 50+1000 °C to +1000 °C

10,00 to 400,00 Hz 40,00 to 400,00 Hz 10,00 to 400,00 Hz 40,00 to 400,00 Hz 0,001 Hz to 10,00 0,001 Hz to 100,00 MHz MHz 0,001 Hz to MHz 10,00 MHz 0,001 Hz to 100,00 0,1 to 99.9 0,1 to 99,90 0,1 to%99.9 % 0,1 to % 99,90 % Automatyczny/ RęcznyRęczny Automatyczny/ Autowyłączenie zasilania Autowyłączenie zasilania Autowyłączenie zasilania Autowyłączenie zasilania ms) ms) IP 67 IP 67 600 V 600 Cat. VIVCat. / 1000 Cat. VIIICat. zgodne z IEC 61010-1, IEC 61010-2-033 IV /V1000 III zgodne z IEC 61010-1, IEC 61010-2-033 187 x 81 / ok. g 342 g 187x x5081mm x 50 mm342 / ok. BateriaBateria 9V BateriaBateria 9V 9V 9V przewody pomiarowe + typ K+ -typ sonda temperaturowa przewody pomiarowe K - sonda temperaturowa

Ce 11 na z e + v900 staw at zł u

e w Ws -k at ktr z m w anał PR ow odu ystki otec Po O y, 50 le głó e urz hni ds M ą k M Po t O Hz wnym dzen i i e ds awy C o i (10 taw el sc (K a n le J Po mod owe ektro I Z ylos L- 2 iezb ktro ę d k (7 staw ułów ukł tech ES op c 2001 dne nik i TA y f a mo ) d n , row . Ins o du y uk 60 ć dy el iki ( W t łów ład 4 e w U y R rukc , 3 ów icze ktron mod K IGO je 5ć KLń c icz . 25 LL wi yfro ) 220 n ćw 2 e c w 1 z 01 icz yc eń 0! h ) eń ! )

®

02-784 Warszawa, ul. Janowskiego 15 tel./fax (22) 641-15-47, 644-42-50 http://www.ndn.com.pl e-mail: [email protected] NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

Promocja!!!

50 Hz to 1 kHz

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

Podświetlenie i ba graf

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

• Szczegó³owe informacje w Internecie na stronie www.ndn.com.pl

NEXTO : OrderID: 2100522 : Aleksander Jonderko : [email protected]