Говорящая игрушка на микроконтроллере схема – РадиоКот :: Игрушки

Очень маленькое, но очень полезное устройство.

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Игрушки >

Очень маленькое, но очень полезное устройство.

Здравствуй, дорогой Кот! Позволь поздравить тебя с Днём рождения и от всей души пожелать рабочего вдохновения, творческих успехов ну и чтоб, как говорится, «всё Коту было Масленица»! А также преподнести тебе очень маленький скромный подарочек. Ой, а где же он? В кармане затерялся? Мяу-миу-рауж… О! Вот же он, «МИРАЖ»!!!

 

Надеюсь, он тебе понравится и станет твоим верным спутником. 

Каждый день мы куда-то торопимся, не успеваем, опаздываем. К сегодняшнему дню человечество изобрело массу всевозможных хронометров. От примитивных песочных и солнечных часов, до сложнейших, основанных на процессах квантовых переходов элементарных частиц, сверхточных атомных. Человечество даже научилось «из времени делать деньги», но, к сожалению, так и не освоило обратный процесс. Одним словом время – это то, чего нам всегда критически не хватает. И особенно для того, чтобы просто, никуда не спеша, свернуться калачиком и от всей души «придавить хорька». Конечно же, данный прибор не «растянет» вам время, но поможет его подсчитать, а значит экономно и с умом его использовать, с пользой для себя и окружающих.

Итак, что же за хронометр сегодня у нас? Идея систем отображения с механической развёрткой, отнюдь, не нова. Данные часы были разработаны чуть больше полугода назад, когда один из приднестровских котов опубликовал здесь свою статью с подобным прибором. Целью моей разработки было создать некое совершенное во всех отношениях устройство подсчёта времени, основанное на подобных принципах, но лишённое всех недостатков модели приднестровского товарища. Во избежание «переноса недостатков» как принципиальная схема, так и программный код разрабатывались с нуля. Да и не было желания «ковыряться» в чужом коде, хотелось разработать что-то своё, новое и совершенно отличное. Так, после двух месяцев творческих поисков и двух неудачных образцов появился «МИРАЖ». Уникальность данного устройства счёта времени заключается  в его неимоверной простоте,  дешевизне и столь модных сегодня минималистических тенденциях. Как говорят: «Всё гениальное должно быть просто!». Но, не смотря на это, данный хронометр умеет считать секунды, минуты, часы, числа, месяцы, годы, вычисляет дни недели по дате и добавляет по дню в високосные годы. Кроме того этот «малыш» довольно точен и экономичен. За полгода его работы уход времени составил не более двух минут, а элемент питания до сих пор не требует замены.


Из чего же он состоит? «Сердцем» устройства является излюбленный посетителями данного сайта 8-ми битный Flash микроконтроллер фирмы Atmel – ATmega8. Секрет сверхнизкого энергопотребления устройства заключается в том, что большую часть времени МК, как и положено всем порядочным котам, «дрыхнет»! Причём столь глубоко, что его ток потребления составляет при этом немногим более 8мкА! «А кто же тогда время считает?» – спросите вы. А всё дело в том, что в его составе имеется хитрый таймер-счётчик TC2, имеющий в своём составе независимый генератор тактовых импульсов с предделителем и возможностью подключения внешнего кварцевого резонатора. Вот он-то как раз и считает генерируемые генератором импульсы с частотой  32 786Гц, которая задаётся внешним опорным «часовым кварцем». Один раз в секунду происходит переполнение таймера и по данному событию он формирует сигнал прерывания, способный «разбудить» вычислительное ядро микроконтроллера. При пробуждении запускается внутренний калиброванный RC-осциллятор с делителем на 8, от которого и происходит тактирование ядра частотой порядка 1,2 МГц. При этом ток потребления скачком возрастает до полутора миллиампер. Ядро производит математические действия и снова уходит в спящий режим. Переполнение таймера – не единственное условие для пробуждения МК. Это также происходит и по нажатию кнопки «Wake». При этом МК в течение 5 секунд не уходит в спящий режим, ожидая действий пользователя, и выполняя алгоритмы пользовательского интерфейса. Если по истечению 5 секунд никаких действий не последует, МК снова уйдёт в режим сна.

Как пользоваться данным устройством? Элементарно! Держите устройство в руке горизонтально батареей к себе. Кратковременно нажмите кнопку «Wake» и начните совершать взмахи влево-вправо с частотой от 3 до 5 взмахов в секунду. Перед вами появится «виртуальное табло» с отображением текущего времени.

 

Ещё одно кратковременное нажатие, и на «табло» появится текущая дата.

 

Затем год.

 

И, наконец, эмблемка «МИРАЖ».

Для установки времени необходимо в режиме отображения времени нажать и удерживать не менее 2 секунд кнопку «Wake» до засвечивания нижнего светодиода.  При взмахах появится:

 

Каждое кратковременное нажатие будет увеличивать отображаемый параметр на единицу. Ещё одно нажатие с удерживанием переключит в режим установки минут:

 

Отображаемый параметр изменяется аналогично. Следующее нажатие с удержанием сохранит установленное время и переключит в режим отображения времени. Если вы не желаете сохранять установленное время – просто не производите с устройством никаких действий в течение промежутка времени длительностью не менее пяти секунд. Устройство без сохранения перейдёт в спящий режим.

Аналогично устанавливается и дата. Необходимо перейти в режим отображения даты, далее нажатием с удержанием войти в режим установки даты. Далее производятся действия, аналогичные описанным выше как и при установке времени:

 

Ну чтож, без внимания остался лишь самый загадочный элемент устройства – это «датчик взмахов». Для удобства назовём его «акселерометр», хотя это и не совсем корректно.

 

Данный компонент изготавливается вручную. Для этого вам понадобятся напильник, паяльник, шило, кусачки-бокорезы ну и, конечно же, пара не очень кривых рук. За основу корпуса берётся планка штыревая типа PLD-80. От неё очень аккуратно откусываются 2 отрезка по 8 штырей. Все штыри вынимаются. В результате получается 16 штырей и 2 пластиковые детали. Далее 4 штыря изгибаются под прямым углом с отступом около 2мм от края и вставляются в одну из пластиковых деталей со стороны без углубления (см. фото).

 Из тонкой медной жести вырезается маленький прямоугольник, прокалывается шилом в двух точках так, чтобы при помощи полученных отверстий надеть его на одну из пар штырей. Надевается до упора, вдавливается, облуживается и припаивается к штырям.

Сам чувствительный элемент «акселерометра» представляет собой грузик-контакт удерживаемый пружинкой. Под действием сил, вызванных ускоренем, он должен свободно двигаться между двух штырей-контактов и быть подпружиненным к контакту, расположенному по направлению взмаха, то есть влево, если представить плату в руке (на фотографии нижний справа).

В качестве грузика используется кусочек медной или латунной проволоки сечением около 1,5мм с золотым или серебряным покрытием – идеально подходят кусочки контактов некоторых старых «совковых» разъёмов. В качестве пружинки применена струнка, выпаянная из оптической головки лазерного CD/DVD привода. На таких струнках подвешиваются подвижные пластиковые рамки с обмотками и микролинзами. Пружинка должна иметь 1-1,5 витка (подбирается экспериментально), навивается на оправке диаметром около 1мм (вывод какого-нибудь выводного элемента с соответствующим сечением). Одним кончиком пружинка припаивается к грузику, на другом формируется «петелька», которая припаивается к медному прямоугольнику. Далее на штыри надевается вторая пластиковая деталь углублением вниз, образуя таким образом «крышечку коробочки» со всей «механикой» внутри. Далее «крышечку» необходимо снять, аккуратно подгибая пружинку тонким пинцетом, необходимо добиться, чтобы груз не касался верхней или нижней стенки коробочки, а был слегка прижат к левому контакту («крышечка» для проверки периодически устанавливается на место). Таким образом в собранной конструкции при взмахах грузик будет ударяться только о боковые штыри-контакты.

После регулировки и сборки верхние выступы штырей обкусываются кусачками и стачиваются напильником. Далее акселерометр ставится всеми четырьмя контактами на напильник и производится стачивание контактов до толщины не более 0,3-0,5мм, после чего он готов к пайке на плату. После пайки акселерометр необходимо самым тщательным образом промыть средством для удаления флюса и грязи. При определённой сноровке пластиковые детали корпуса также можно очень сильно утонить, получив акселерометр почти крохотных размеров.

Жёсткость пружинки и сила прижима грузика окончательно доводятся после сборки и прошивки устройства по корректности развёртки изображения. При очень мягкой пружинке левая или правая сторона растра «сминается», при слишком жёсткой акселерометр перестаёт реагировать на взмахи, растр появляется не при каждом взмахе или не появляется вообще.

Номинал резисторов R1-R8 выбирается в соответствии цвета устанавливаемых светодиодов (точнее от заявленного напряжения их переходов). Для синих, белых, и ultra bright зелёных – 8-16 Ом, для красных, жёлтых и зелёных обычных – порядка 47-56Ом. Также хочу обратить ваше особое внимание на то, что микроконтроллер ATmega8A-AU по ряду его архитектурных особенностей в данной конструкции не применим. Устройство будет корректно работать только с МК ATmega8-16AU и ATmega8L-8AU.

Также напомню об обязательном соблюдении правил антистатической безопасности при работе с микроэлектроникой. После сборки и монтажа не забывайте тщательно мыть платы специализированными средствами для удаления флюса и грязи. Перед включением проверьте плату на наличие непропаев, обрывов и закороток. Готовую плату можно покрыть лаком, например «Цапонлак» или «Plastik». Следите, чтобы остатки паяльного материала и лак не попали в акселерометр.

 

Всем желаю удачи, хорошего настроения и побольше свободного времени!

 

«Кино» можно посмотреть по адресу: https://youtu.be/4j5wauVHah0

 

Фузы, прошивка и плата(SL5.0) находятся в архиве.

Файлы:
PCB, прошивка, фузы

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?


Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

www.radiokot.ru

Игрушки — Меандр — занимательная электроника

Эта мишень предназначена для фик­сации и подсчёта числа попаданий в её центр пластмассовой пули. В ка­честве стрелкового оружия применён пистолет, стреляющий ими. Алгоритм работы мишени следующий. При попа­дании пули в её центр раздаётся корот­кий звуковой сигнал, зажигается свето­диод красного цвета и одновременно на цифровом индикаторе число попа­даний увеличивается на единицу. Через несколько секунд (время на …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35314

Игрушечный светильник (рис. 1) имитирует мышонка. Изображение мордочки формируют полутени, создаваемые на внутренней поверхности матового светопропускающего сфери­ческого экрана. Источниками подсвет­ки служат два светодиода зелёного цвета свечения. Схема устройства показана на рис. 2. Резистор R1 — токоограничивающий. Светодиоды загораются после установки элемента питания G1 в магнитный контакт-держатель Х2 (роль контакта Х1 выполняет вывод резистора, согнутый петлёй). …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/34513

В статье описывается схема управления силовой частью детского электромобиля. В настоящее время на рынке представлены различные детские электромобили, с разным соотношением цена/качество, с разными габаритными размерами и пр. Однако они весьма дороги и не всегда удовлетворяют всем требовани­ям покупателя. В этой статье будет рассказано о том, как можно доработать электропривод такого автомобиля. Сформулируем основные требования …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/30265

Эта игрушка воплощает давнюю мечту человечества об экологиче­ски чистых, естественных источниках энергии, используемых во благо людей. Она «питается» энергией солнца — энергия света превращается в электри­ческую, а затем в кинетическую энер­гию движения. Эта идея широко ис­пользуется, в том числе и в робототех­нике по направлению BEAM. Эта анг­лийская аббревиатура означает: Biology (Биология), Electronics (Электроника), Aesthetics (Эстетика), …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/29677

Зеркало — предмет мистический: недаром с ним связано столько при­мет и поверий. Тем интереснее сделать на его основе что-то нестандартное, позволяющее заглянуть в своего рода рукотворное Зазеркалье. Давно извест­но, что два параллельно расположенных зеркала создают картинку, уходящую куда-то в бесконечность. А если одно из зеркал будет при этом полупрозрачное, то эту картинку можно будет наблюдать …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/29310

meandr.org

«Говорящая азбука» на Arduino — Меандр — занимательная электроника

Среди продаваемых в Интернет-ма­газинах «говорящих азбук” очень много бракованных. Чаще всего надпи­си на их кнопках не соответствуют вос­производимым буквам. Это приводит к неправильному обучению детей азбуке. Хочу представить вниманию читателей свою разработку — «говорящую рус­скую азбуку» для детей на основе микроконтроллерной платы Arduino. Это простое устройство воспроизводит все 33 буквы русского алфавита и десять цифр, от нуля до девяти. Его легко собрать даже начинаю­щему радиолюбителю.

Для этого потребуется плата Arduino Nano (рис. 1). Она удобна тем, что имеет небольшие габариты и может быть подключена для про­граммирования к разъёму USB компьютера. Подойдёт и плата Arduino Uno, но её раз­меры больше. А вот плате Arduino Pro mini потребуется для подключения к компьютеру спе­циальный адаптер. После про­граммирования все эти платы выполняют загруженную в них программу автономно, связь с компьютером им не обязательна.

Рис. 1

Потребуются также клавиату­ра с интерфейсом PS/2 от ста­рого компьютера и предназна­ченный для работы с Arduino модуль SD-карты (рис. 2), а также маломощная динамиче­ская звуковоспроизводящая го­ловка сопротивлением не менее 50 Ом, например, от какого-ни­будь плейера, и несколько ра­диодеталей.

Рис. 2

Перечисленные узлы нужно соединить согласно принципи­альной схеме, изображённой на рис. 3. Разъем XS1, к которому подключают клавиатуру. — MDN-6F. Расположение и назначение его гнёзд показаны на рис. 4. Нумерация гнёзд разъёма XS2 предназначенного для подключе­ния модуля SD-карты, на схеме отсут­ствует, поскольку у разных модифика­ций этого модуля она не одинакова.

Рис. 3

Ориентироваться нужно на надписи, нанесённые у штырей разъёма на плате модуля.

Рис. 4

«Говорящая азбука» имеет два вари­анта питания. Если разъём miniUSB платы Arduino Nano соединён стандарт­ным кабелем с разъёмом USB систем­ного блока компьютера или аналогич­ным разъёмом зарядного устройства для сотового телефона, то напряжение 5 В поступает на «азбуку» от этих устройств. Потребляемый ток — не более 150 мА. Если такое соединение отсутствует, то на «азбуку» нужно по­дать от любого источника постоянное напряжение от 6 до 12 В, как показано на схеме. В этом случае все узлы «азбу­ки» будет снабжать напряжением 5 В стабилизатор напряжения, имеющийся на плате Arduino.

Для программирования Arduino Nano нужно её USB-разъем соеди­нить USB-кабелем с компьютером, на котором установлена среда разра­ботки программ Arduino IDE. Её можно бесплатно скачать по адресу https://www.arduino.cc/download_handler.php?f=/arduino-1.8.1-windows.exe с офи­циального сайта Arduino. После ус­тановки Ardumo IDE и подключении к компьютеру платы Arduino Nano переходите к загрузке в неё скетча (программы).

Для этого по находящемуся в приложении к статье файлу azbyka.ino дважды щёлкните мышью. Через некоторое время, когда на экране откроется окно Arduino IDE с программой, нажмите в этом окне на экранную кнопку «Загрузка». После успешной загрузки скетча плата готова к работе в составе «азбуки».

Буквы, воспроизводимые “азбу­кой” согласно этой программе, не соответствуют стандартным надпи­сям на клавишах компьютерной клавиатуры. Поэтому на них нужно нанести, как показано на рис. 5, новые надписи, заклеив старые.

Рис. 5

Остаётся записать звуковые файлы всех букв и цифр на SD-карту. Чтобы сделать это, достаточно, подключив SD-карту к компьютеру, распаковать приложенный к статье архив SD file.zip

непосредственно в её корневой ката­лог. После переноса карты в держатель на SD-модуле и включения питания «азбука» готова к работе. При каждом нажатии на клавишу она станет «про­износить” соответствующую букву или цифру.

Скачать программу для Arduino, библиотеки к ней и архив звуковых файлов.

Автор: Дж. ДАНИЯЛОВ, с. Карабудахкент, Дагестан
Источник: Радио №5/2017

Возможно, вам это будет интересно:

meandr.org

На микроконтроллере – Схема-авто – поделки для авто своими руками

Простой тахометр на микроконтроллере ATmega8На микроконтроллере

14.8k.

Тахометр применяется в автомобилях для измерения частоты вращения всяких деталей которые способны вращаться. Есть много вариантов таких устройств, я предложу

Цветомузыка на микроконтроллере Attiny45 в автоНа микроконтроллере

10.8k.

Эта цветомузыка, имея малый размер и питание 12В, как вариант может использоваться в авто при каких-либо мероприятиях. Первоисточник этой схемы Радио №5, 2013г А.

Контроллер обогрева зеркал и заднего стеклаНа микроконтроллере

10.1k.

Позволяет управлять одной кнопкой раздельно обогревом заднего стекла и зеркал, плюс настраиваемый таймер отключения до полутора часов для каждого канала.

Диммер для плафона автомобиляНа микроконтроллере

9k.

Почти во всех автомобилях есть управление салонным светом, которое осуществляется с помощью бортового компьютера или отдельной бортовой системой.

GSM сигнализация с оповещением на мобильникНа микроконтроллере

14.4k.

Представляю очень популярную схему автомобильной сигнализации на базе микроконтроллера ATmega8.  Такая сигнализация дает оповещение на мобильник админа

Моргающий стопак на микроконтроллереНа микроконтроллере

6.7k.

Сделал новую версию моргающего стопака. Отличается алгоритм работы и схема управления, размер и подключение такое же. Возможно регулировать частоту моргания

ДХО плюс стробоскопыНа микроконтроллере

6.6k.

Эта поделка позволяет стробоскопить светодиодными ДХО. Поделка имеет малый размер, управление всего одной кнопкой, широкие возможности настройки.

Делаем и подключаем доводчик к сигнализацииНа микроконтроллере

13.1k.

Количества автомобилей с автоматическим стеклоподъемниками постоянно растет, и даже если в машине нет такого, многие делают его своими руками.

Светодиоды включаются от скоростиНа микроконтроллере

6.5k.

Получился “побочный продукт”: нужно было оттестить режим работы датчика скорости для проекта отображения передач на матрице 5х7, для этого

Цифровой тахометр на AVR микроконтроллере (ATtiny2313)На микроконтроллере

25.8k.

Тахометр измеряет частоту вращения деталей, механизмов и других агрегатах автомобиля. Тахометр состоит из 2-х основных частей – из датчика, который

Простой цифровой спидометр на микроконтроллере ATmega8На микроконтроллере

14k.

Спидометр это измерительное устройства, для определения скорости автомобиля. По способу измерения, есть несколько видов спидометра центробежные, хронометрические

Плавный розжиг приборки на микроконтроллереНа микроконтроллере

7.2k.

Эта версия немного отличается схемой: добавлена вторая кнопка настройки и убран потенциометр скорости розжига. Возможности: Два отдельных независимых канала.

Вежливая подсветка на микроконтроллере ATtiny13На микроконтроллере

9k.

Наверное многие видели, как включается и выключается салонный свет в иномарках… Плавно, красиво… Теперь и мы такое можем сделать!

Делаем стробоскопы из ДХО на светодиодахНа микроконтроллере

4k.

Эта поделка позволяет стробоскопить светодиодными ДХО. Поделка имеет малый размер, управление всего одной кнопкой, широкие возможности настройки.

Реле выключения салонного света при открытых дверях.На микроконтроллере

2.9k.

Порой приходится ковыряться или сидеть в машине с открытой дверью. Что он попусту не горел, изготовлено реле — полная замена штатному, простому 5-ти контактному

xn----7sbbil6bsrpx.xn--p1ai

Игрушки — Меандр — занимательная электроника

Эта мишень предназначена для фик­сации и подсчёта числа попаданий в её центр пластмассовой пули. В ка­честве стрелкового оружия применён пистолет, стреляющий ими. Алгоритм работы мишени следующий. При попа­дании пули в её центр раздаётся корот­кий звуковой сигнал, зажигается свето­диод красного цвета и одновременно на цифровом индикаторе число попа­даний увеличивается на единицу. Через несколько секунд (время на …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35314

Игрушечный светильник (рис. 1) имитирует мышонка. Изображение мордочки формируют полутени, создаваемые на внутренней поверхности матового светопропускающего сфери­ческого экрана. Источниками подсвет­ки служат два светодиода зелёного цвета свечения. Схема устройства показана на рис. 2. Резистор R1 — токоограничивающий. Светодиоды загораются после установки элемента питания G1 в магнитный контакт-держатель Х2 (роль контакта Х1 выполняет вывод резистора, согнутый петлёй). …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/34513

В статье описывается схема управления силовой частью детского электромобиля. В настоящее время на рынке представлены различные детские электромобили, с разным соотношением цена/качество, с разными габаритными размерами и пр. Однако они весьма дороги и не всегда удовлетворяют всем требовани­ям покупателя. В этой статье будет рассказано о том, как можно доработать электропривод такого автомобиля. Сформулируем основные требования …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/30265

Эта игрушка воплощает давнюю мечту человечества об экологиче­ски чистых, естественных источниках энергии, используемых во благо людей. Она «питается» энергией солнца — энергия света превращается в электри­ческую, а затем в кинетическую энер­гию движения. Эта идея широко ис­пользуется, в том числе и в робототех­нике по направлению BEAM. Эта анг­лийская аббревиатура означает: Biology (Биология), Electronics (Электроника), Aesthetics (Эстетика), …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/29677

Зеркало — предмет мистический: недаром с ним связано столько при­мет и поверий. Тем интереснее сделать на его основе что-то нестандартное, позволяющее заглянуть в своего рода рукотворное Зазеркалье. Давно извест­но, что два параллельно расположенных зеркала создают картинку, уходящую куда-то в бесконечность. А если одно из зеркал будет при этом полупрозрачное, то эту картинку можно будет наблюдать …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/29310

meandr.org

Устройства на микроконтроллерах — Меандр — занимательная электроника

Схемы на микроконтроллерах PIC, AVR

В современных промышленных стан­ках используются цифровые уст­ройства для измерения перемещения механизмов, датчиками которых служат электромеханические устройства, на­пример, ПДФ-3М [1] или ЛИР-158 [2] и аналогичные, использующие двухфаз­ный метод счёта. Предлагаемый прибор предназначен для проверки и отбраков­ки таких датчиков. Метод проверки — подсчёт числа импульсов на один обо­рот вала датчика. В приборе, схема которого изображе­на на рис. …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/36475

В доме автора нередко отключают электропитание, что очень некстати в тёмное время суток, когда детям нужно делать уроки, а у остальных членов семьи остаются незаконченными домаш­ние дела. Это побудило его изготовить резервную систему пита­ния. Было выяснено, что потребляемая полностью включённым освещени­ем дома мощность при использовании люминесцентных ламп не превышает 600 Вт. В наличии имелся компьютер­ный …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/36457

Сейчас очень попу­лярно освещение с помощью светодиод­ных лент. Особенно интересно примене­ние RGB-светодиодных лент, потому что это позволяет полу­чить самую разно­образную окраску освещения. Это устройство предназначено для управления RGB-светодиодной лентой или тремя свето­диодными блоками с общими анодами. Устройство обеспечивает 13 режимов работы светодиодной ленты: Выключенное состояние. Включены все светодиоды. Включены красные светодиоды. Включены зеленые светодиоды. Включены …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/36423

Описание и назначение устройства Публикация статьи рассчитана больше на начина­ющих — тех, кто только пытается заняться освоени­ем и пониманием работы устройств на AVR микро­контроллерах. Поэтому приведённый здесь проект в AVR Studio с текстом исходного кода написан с под­робными комментариями. Мне хотелось на реальном простом устройстве, которое может найти конкрет­ное применение в быту, привести пример реализа­ции …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/36158

Индикатор предназна­чен для непрерывного измерения и индикации напряжения в электро­сети. Индикатор состоит из цифрового трехразряд­ного измерителя напряжения, источника питания и датчика напряжения электросети. По сути, датчик напря­жения электросети и источник питания это единое целое. Прибор питается от электросети через источник питания, состоящий из понижаю­щего трансформатора, выпрямителя и стабили­затора на микросхеме 7805. Напряжение пита­ния измерителя 5V …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/36074

meandr.org

Поделки с микроконтроллерами AVR: примеры решений

Поделки с микроконтроллерами – вопрос, как никогда актуальный и интересный. Ведь мы живем в 21 веке, эпохе новых технологий, роботов и машин. На сегодняшний день каждый второй, начиная с малого возраста, умеет пользоваться интернетом и различного рода гаджетами, без которых порою и вовсе сложно обойтись в повседневной жизни.

Поэтому в этой статье мы будем затрагивать, в частности, вопросы пользования микроконтроллерами, а также непосредственного применения их с целью облегчения миссий, каждодневно возникающих перед всеми нами. Давайте разберемся, в чем ценность этого прибора, и как просто использовать его на практике.

Микроконтроллер и его предназначение

Микроконтроллер − это чип, целью которого является управление электрическими приборами. Классический контроллер совмещает в одном кристалле, как работу процессора, так и удаленных приборов, и включает в себя оперативное запоминающее устройство. В целом, это монокристальный персональный компьютер, который может осуществлять сравнительно обыкновенные задания.

Разница между микропроцессором и микроконтроллером заключается в наличии встроенных в микросхему процессора приборов «пуск-завершение», таймеров и иных удаленных конструкций. Применение в нынешнем контроллере довольно сильного вычисляющего аппарата с обширными способностями, выстроенного на моносхеме, взамен единого комплекта, существенно уменьшает масштабы, потребление и цену созданных на его основе приборов.

Из этого следует, что применить такое устройство можно в технике для вычисления, такой, как калькулятор, материнка, контроллеры компакт-дисков. Используют их также в электробытовых аппаратах – это и микроволновки, и стиральные машины, и множество других. Также микроконроллеры широко применяются в индустриальной механике, начиная от микрореле и заканчивая методиками регулирования станков.

Микроконроллеры AVR

Ознакомимся с более распространенным и основательно устоявшимся в современном мире техники контроллером, таким как AVR. В его состав входят высокоскоростной RISC-микропроцессор, 2 вида затратной по энергии памяти (Flash-кэш проектов и кэш сведений EEPROM), эксплуатационная кэш по типу RAM, порты ввода/вывода и разнообразные удаленные сопряженные структуры.

Важно:

  • рабочая температура составляет от -55 до +125 градусов Цельсия;
  • температура хранения составляет от -60 до +150 градусов;
  • наибольшая напряженность на выводе RESET, в соответствии GND: максимально 13 В;
  • максимальное напряжение питания: 6.0 В;
  • наибольший электроток линии ввода/вывода: 40 мА;
  • максимальный ток по линии питания VCC и GND: 200 мА.

Возможности микроконтроллера AVR

Абсолютно все без исключения микроконтроллеры рода Mega обладают свойством самостоятельного кодирования, способностью менять составляющие своей памяти драйвера без посторонней помощи. Данная отличительная черта дает возможность формировать с их помощью весьма пластичные концепции, и их метод деятельности меняется лично микроконтроллером в связи с той либо иной картиной, обусловленной мероприятиями извне или изнутри.

Обещанное количество оборотов переписи кэша у микроконтроллеров AVR второго поколения равен 11 тысячам оборотов, когда стандартное количество оборотов равно 100 тысячам.

Конфигурация черт строения вводных и выводных портов у AVR заключается в следующем: целью физиологического выхода имеется три бита регулирования, а никак не два, как у известных разрядных контроллеров (Intel, Microchip, Motorola и т. д.). Это свойство позволяет исключить потребность обладать дубликатом компонентов порта в памяти с целью защиты, а также ускоряет энергоэффективность микроконтроллера в комплексе с наружными приборами, а именно, при сопутствующих электрических неполадках снаружи.

Всем микроконтроллерам AVR свойственна многоярусная техника пресечения. Она как бы обрывает стандартное течение русификатора для достижения цели, находящейся в приоритете и обусловленной определенными событиями. Существует подпрограмма преобразования запрашивания на приостановление для определенного случая, и расположена она в памяти проекта.

Когда возникает проблема, запускающая остановку, микроконтроллер производит сохранение составных счетчика регулировок, останавливает осуществление генеральным процессором данной программы и приступает к совершению подпрограммы обрабатывания остановки. По окончании совершения, под шефствующей программы приостановления, происходит возобновление заранее сохраненного счетчика команд, и процессор продолжает совершать незаконченный проект.

Поделки на базе микроконтроллера AVR

Поделки своими руками на микроконтроллерах AVR становятся популярнее за счет своей простоты и низких энергетических затрат. Что они собой представляют и как, пользуясь своими руками и умом, сделать такие, смотрим ниже.

"Направлятор"

Такое приспособление проектировалось, как небольшой ассистент в качестве помощника тем, кто предпочитает гулять по лесу, а также натуралистам. Несмотря на то, что у большинства телефонных аппаратов есть навигатор, для их работы необходимо интернет-подключение, а в местах, оторванных от города, это проблема, и проблема с подзарядкой в лесу также не решена. В таком случае иметь при себе такое устройство будет вполне целесообразно. Сущность аппарата состоит в том, что он определяет, в какую сторону следует идти, и дистанцию до нужного местоположения.

Важно: прежде чем уходить, нужно сохранить место отправки, куда после надо возвратиться, и стрелка будет показывать на эту точку, но это будет выполнено лишь при условии работы спутников.

Построение схемы осуществляется на основе микроконтроллера AVR с тактированием от наружного кварцевого резонатора на 11,0598 МГц. За работу с GPS отвечает NEO-6M от U-blox. Это, хоть и устаревший, но широко известный и бюджетный модуль с довольно четкой способностью к установлению местонахождения. Сведения фокусируются на экране от Nokia 5670. Также в модели присутствуют измеритель магнитных волн HMC5883L и акселерометр ADXL335.

Измеритель магнитных волн HMC5883L

Беспроводная система оповещения с датчиком движения

Полезное устройство, включающее в себя прибор перемещения и способность отдавать, согласно радиоканалу, знак о его срабатывании. Конструкция является подвижной и заряжается с помощью аккумулятора или батареек. Для его изготовления необходимо иметь несколько радиомодулей HC-12, а также датчик движения hc-SR501.

Прибор перемещения HC-SR501 функционирует при напряжении питания от 4,5 до 20 вольт. И для оптимальной работы от LI-Ion аккумулятора следует обогнуть предохранительный светодиод на входе питания и сомкнуть доступ и вывод линейного стабилизатора 7133 (2-я и 3-я ножки). По окончанию проведения этих процедур прибор приступает к постоянной работе при напряжении от 3 до 6 вольт.

Датчик движения HC-SR501

Внимание: при работе в комплексе с радиомодулем HC-12 датчик временами ложно срабатывал. Во избежание этого необходимо снизить мощность передатчика в 2 раза (команда AT+P4).  Датчик работает на масле, и одного заряженного аккумулятора, емкостью 700мА/ч, хватит свыше, чем на год.

Минитерминал

Приспособление проявило себя замечательным ассистентом. Плата с микроконтроллером AVR нужна, как фундамент для изготовления аппарата. Из-за того, что экран объединён с контроллером непосредственно, то питание должно быть не более 3,3 вольт, так как при более высоких числах могут возникнуть неполадки в устройстве.

Преобразователь LM2577

Вам следует взять модуль преобразователя на LM2577, а основой может стать Li-Ion батарея емкостью 2500мА/ч. Выйдет дельная комплектация, отдающая постоянно 3,3 вольта во всём трудовом интервале напряжений. С целью зарядки применяйте модуль на микросхеме TP4056, который считается бюджетным и достаточно качественным. Для того чтобы иметь возможность подсоединить минитерминал к 5-ти вольтовым механизмам без опаски сжечь экран, необходимо использовать порты UART.

Основные аспекты программирования микроконтроллера AVR

Кодирование микроконтоллеров зачастую производят в стиле ассемблера или СИ, однако, можно пользоваться и другими языками Форта или Бейсика. Таким образом, чтобы по факту начать исследование по программированию контроллера, следует быть оснащенным следующим материальным набором, включающим в себя: микроконтроллер, в количестве три штуки — к высоковостребованным и эффективным относят — ATmega8A-PU, ATtiny2313A-PU и ATtiny13A- PU.

Чтобы провести программу в микроконтроллер, нужен программатор: лучшим считают программатор USBASP, который дает напряжение в 5 Вольт, используемое в будущем. С целью зрительной оценки и заключений итогов деятельности проекта нужны ресурсы отражения данных − это светодиоды, светодиодный индуктор и экран.

Программатор USBASP 2.0

Чтобы исследовать процедуры коммуникации микроконтроллера с иными приборами, нужно числовое приспособление температуры DS18B20 и, показывающие правильное время, часы DS1307. Также важно иметь транзисторы, резисторы, кварцевые резонаторы, конденсаторы, кнопки.

С целью установки систем потребуется образцовая плата для монтажа. Чтобы соорудить конструкцию на микроконтроллере, следует воспользоваться макетной платой для сборки без пайки и комплектом перемычек к ней: образцовая плата МВ102 и соединительные перемычки к макетной плате нескольких видов — эластичные и жесткие, а также П-образной формы. Кодируют микроконтроллеры, применяя программатор USBASP.

Простейшее устройство на базе микроконтроллера AVR. Пример

Итак, ознакомившись с тем, что собой представляют микроконтроллеры AVR, и с системой их программирования, рассмотрим простейшее устройство, базисом для которого служит данный контроллер. Приведем такой пример, как драйвер низковольтных электродвигателей. Это приспособление дает возможность в одно и то же время распоряжаться двумя слабыми электрическими двигателями непрерывного тока.

Предельно возможный электроток, коим возможно загрузить программу, равен 2 А на канал, а наибольшая мощность моторов составляет 20 Вт. На плате заметна пара двухклеммных колодок с целью подсоединения электромоторов и трехклеммная колодка для подачи усиленного напряжения.

Устройство выглядит, как печатная плата размером 43 х 43 мм, а на ней сооружена минисхемка радиатора, высота которого 24 миллиметра, а масса – 25 грамм. С целью манипулирования нагрузкой, плата драйвера содержит около шести входов.

Заключение

В заключение можно сказать, что микроконтроллер AVR является полезным и ценным средством, особенно, если дело касается любителей мастерить. И, правильно использовав их, придерживаясь правил и рекомендаций по программированию, можно с легкостью обзавестись полезной вещью не только в быту, но и в профессиональной деятельности и просто в повседневной жизни.

arduinoplus.ru

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о