Термометр термостат DS1821. Описание, примеры применения
На практике довольно часто бывает потребность в обеспечении температурной стабилизации какого-либо объекта. Еще недавно для этих целей требовалась достаточно большая схема, построенная на аналоговых элементах. Но промышленность не стоит на месте, в том числе и электронная.
В наше время эта задача упрощается. Если необходимо поддерживать температуру в рамках от -55 до +125°C и точность контроля ее достаточно в пределах одного градуса, то с поставленной задачей может с легкостью справится термометр — термостат DS1821.
Электрический паяльник с регулировкой температуры
Мощность: 60/80 Вт, температура: 200’C-450’C, высококачествен…
Данная микросхема может работать в двух режимах
Термометр DS1821
В этом режиме микросхема DS1821 осуществляет контроль над температурой от -55 до +125°C. Особенностью данного термометра является-то, что DS1821 откалиброван производителем с точностью ±1°C в рамках температурного диапазона от 0 до +85°C, и ±2°C в остальном диапазоне.
Обрабатывание показателей выполняется при помощи 1-Wire интерфейса фирмы DALLAS или иначе он еще имеет название однопроводной. Значение измеряемой температуры представляет собой 8-и битное число. К примеру, +120°C = 78h; +20°C = 14h; 0°C = 00h и так далее.
Термостат DS1821
Посредством особых управляющих команд микросхема DS1821 переходит в состояние термостата. В процессе термостатирования происходит постоянное сравнение фактической температуры с пороговыми значениями, запрограммированными в память термостата DS1821. Эти пороги являются уровнями гистерезиса.
Назначение регистров микросхемы DS1821 аналогичны регистрам температурного датчика DS1621. Когда измеряемая температура становится выше порога TH, выход термостата принимает активное состояние. Возврат в исходное состояние выход примет, когда фактическая температура опустится ниже TL. Выход термостата организован в виде открытого стока, с максимальным протекающим током до 4 мА.
Применение DS1821
Термометр — термостат DS1821 может быть применен в различных радиоэлектронных устройствах. Вот некоторые примеры:
Принципиальная схема несложного термостата
Порог температуры включения и выключения термостата определяется значениями TH и TL в памяти датчика, которые необходимо записать при помощи программатора DS1821. При превышении текущей температуры значения TH на выходе датчика появится высокий уровень.
Для предотвращения помех, схема управления нагрузкой построена так, что транзистор VT1 запирается в тот период сетевого напряжения, когда оно равно нулю, подавая тем самым напряжение на затвор полевого транзистора VT2. Транзистор VT2 включает оптосимистор, который в свою очередь открывает смистор VS1 управляющий нагрузкой.
Профессиональный цифровой осциллограф
Количество каналов: 1, размер экрана: 2,4 дюйма, разрешен…
Надежность закрытия транзистора VT1 необходимо настроить путем подбора нужного сопротивления резистора R5. Данную схему можно так же применить в качестве термостата теплого пола.
Принципиальная схема несложной противопожарной сигнализации
Выход датчика является выходом с открытым стоком, который выдерживает протекающий через него ток до 4 мА. При достижении фактической температуры любого из трех датчиков уровня TH, на резисторе R1 возникает напряжение, которое в свою очередь открывает тиристор VS1 и включается реле K1. Контакты реле включают какое-либо исполнительное устройство.
Принципиальная схема сигнализатора перегрева двигателя автомобиля
Для снижения помех возникающих от двигателя применяется фильтр VD1, C1. В сигнализаторе можно применить мигающий светодиод красного цвета.
Цифровой термометр с датчиками DS1820 или DS1821
Появление на нашем рынке относительно дешевых цифровых датчиков температуры и совсем дешевых микроконтроллеров сделало возможным создание цифрового термометра, который не требует калибровки и имеет много всяких возможностей. Среди цифровых датчиков температуры наиболее интересными являются микросхемы DS1820 и DS1821 фирмы DALLAS. Хороши они тем, что используют для обмена однопроводной интерфейс (1-WireTM) фирмы DALLAS. Это значит, что датчики могут быть подключены к термометру всего с помощью 3-х проводов (датчик DS1820 можно подключить даже с помощью двух проводов). Датчик DS1820 более точный (и дорогой), имеет меньшее время преобразования. Зато DS1821 может быть запрограммирован в режим термостата для полностью автономной работы.
Параметры термометра в смысле погрешности измерений всецело определяются датчиками, поэтому нет смысла их здесь приводить. Более подробную информацию по цифровым датчикам температуры можно получить на сайте www.dalsemi.com.
Цифровой термометр был задуман изначально как бытовой, домашний, который всю свою жизнь должен провисеть где-нибудь на кухне у окошка. Владельца термометра, прежде всего, волнует, какая температура за бортом, на улице. Будет ли сегодня тепло в майке или надо одеть еще пиджак и галстук? Поэтому термометр имеет внешний датчик температуры, расположенный, например, на внешней стороне рамы окна.
Многие хотят знать температуру и по эту сторону окна, т.е. в комнате. Наверное, для того, чтобы решить, бежать ли в ЖЭС с криками типа «А за тепло-то мы платим!!!». По этой причине термометр имеет второй датчик температуры, расположенный внутри корпуса. Этот датчик имеет температуру, примерно равную температуре воздуха в комнате.
Несколько замечаний по поводу расположения термометров. Внешний термометр нужно укрыть от прямых солнечных лучей и от потоков воздуха комнатной температуры, дующих сквозь щели в рамах. Внутренний термометр необходимо так расположить в корпусе, чтобы он был максимально удален от нагревающихся элементов. В первую очередь это светодиодные индикаторы и стабилизатор напряжения. Если термометр будет включаться только на несколько секунд, а все остальное время будет выключен, то нагрев элементов схемы не сможет исказить показания температуры воздуха внутри помещения.
Желание посмотреть на термометр появляется обычно тогда, когда условия освещения наихудшие. Например, посреди ночи. Поэтому ЖК-индикаторы, даже с подсветкой, не подходят. Лучшую читаемость в условиях недостаточного освещения имеют светодиодные индикаторы. Правда, они много кушают.
Я являюсь абсолютным противником устройств, которые постоянно торчат в сети. Может там, в странах развитой НТР, это и хорошо (в импортной аппаратуре все чаще отсутствует полный сетевой выключатель), но в наших своеобразных условиях это просто недопустимо. Я знаю, по меньшей мере, два случая, когда у моих друзей в ночное время по какой-то неведомой причине сетевое напряжение подскакивало почти вдвое. Все аппараты, которые находились в режиме STANDBY, были выведены из строя. А на утро на местной мастерской появилась шильдочка «Закрыто». По этой причине термометр имеет батарейное питание. Для того чтобы продлить срок службы батарей, термометр включается кнопкой, а через пять секунд автоматически отключается. Питание от сети тоже возможно, для этого есть специальный разъем. При питании от сети термометр включен постоянно.
Имея в системе микроконтроллер, хотелось реализовать побольше всяких прибабахов. Одним из них является выход управления термостатом. На этот выход поступает напряжение 0 или +5 В в зависимости от состояния термостата. Состояние определяется запрограммированными порогами и температурой, считываемой с внешнего датчика. Два порога позволяют задать необходимый гистерезис. Выход термостата может использоваться для управления тиристорами, транзисторами или реле, которые, в свою очередь, коммутируют нагрузку. Что с этим можно делать? Например, термостатировать ящик с картошкой на балконе на уровне +2°С. Для этого ведь потребуется очень немного электроэнергии. Или термостатировать воду в аквариуме (верный способ порадовать своих домашних свежей ухой). Наконец, приспособить этот выход для управления компрессором холодильника и иметь затем полный контроль над ситуацией. Впрочем, много еще всего… Еще термометр умеет программировать микросхемы DS1821 в режим термостата. Это уже не просто термометр, это средство производства!
Принципиальная схема термометра не сложна. Основой является микроконтроллер U1 типа AT89C2051 фирмы ATMEL. Индикация динамическая, реализована программно. Катодами индикаторы HG1 и HG2 подключены к порту P1, аноды включаются транзисторами VT1-VT3. Транзисторы управляются линиями сканирования S0…S2. Импульсный ток сегментов ограничен резисторами на уровне примерно 15 мА, что вписывается в нагрузочную способность порта (20 мА) и достаточно для получения необходимой яркости. Циклы сканирования формируются с помощью внутреннего таймера микроконтроллера. За каждым циклом индикации следует «пустой» цикл, когда все индикаторы выключены. Для регулировки яркости свечения индикаторов достаточно регулировать отношение длительности цикла индикации к длительности «пустого» цикла (PWM). Яркость регулируют кнопками «UP» и «DOWN» в режиме индикации температуры. Новое значение яркости сохраняется в энергонезависимой памяти. Для субъективно постоянной скорости изменения яркости в процессе регулировки применен закон регулировки, близкий к гиперболическому.
Для экономии портов микроконтроллера на линиях сканирования «висит» еще и I2C микросхема flash-памяти U2. Циклы сканирования игнорируются микросхемой, так как представляют собой чередующиеся условия «старт» и «стоп». Когда микроконтроллер обменивается с микросхемой, циклы сканирования приостанавливаются. Все бы хорошо, только при таком включении микросхемы flash-памяти был отловлен глюк. Если в качестве флэшки применялась КР1568РР1 производства ПО «ИНТЕГРАЛ», то в момент выключения питания, если идет сканирование дисплея, содержимое некоторых ячеек портилось. Интересно, что замена флэшки на PHILIPS PCF8582, с которой и содрана интеграловская, полностью устранила глюк. Вообще, ни с одной фирменной микросхемой глюка не наблюдалось.
Местная клавиатура использует в качестве линий сканирования линии данных дисплея, а в качестве линии возврата RL-порт микроконтроллера. Сканирование клавиатуры происходит в циклах сканирования дисплея.
Внешний и внутренний датчики температуры подключены к портам микроконтроллера через защитные цепочки. В цепи питания датчиков включены небольшие резисторы для защиты от короткого замыкания на линиях термометров. Внешний термометр подключен через 3-контактный 3,5-мм разъем, который обычно используется для стереонаушников. У этого разъема есть особенность: во время сочленения на некоторое время оказываются замкнутыми все три контакта. Поэтому без защитного резистора в цепи питания не обойтись. На внутреннем датчике цепочки защиты установлены на всякий случай. Ведь никто не запрещает превратить этот датчик во второй внешний, правда?
Выход управления термостатом имеет двухтактный каскад на транзисторах VT4 и VT5. Такой каскад обеспечивает одинаковый втекающий и вытекающий ток. Этот ток ограничен резистором R17 из энергетических соображений и в целях защиты транзисторов. Оба транзистора включены по схеме с общим эмиттером, что по сравнению со схемой эмиттерного повторителя обеспечивает больший размах выходного напряжения.
Разъем для программирования микросхемы DS1821 использует одну и ту же линию данных, что и внешний термометр, а в качестве напряжения питания использует напряжение выхода термостата (питание нужно выключать при переводе микросхемы DS1821 из режима термостата в режим термометра). Поэтому при программировании внешний термометр и исполнительное устройство термостата должны быть отключены.
Разъем для программирования микросхемы DS1821 использует одну и ту же линию данных, что и внешний термометр, а в качестве напряжения питания использует напряжение выхода термостата (питание нужно выключать при переводе микросхемы DS1821 из режима термостата в режим термометра). Поэтому при программировании внешний термометр и исполнительное устройство термостата должны быть отключены.
Вот мы и подошли к самой страшной части схемы — к стабилизатору. При разработке стабилизатора нужно было выполнить ряд условий. Полностью заряженные батареи имеют напряжение 6 В. Для нормальной работы датчиков требуется минимум 4,3 В. Поэтому стабилизатор должен обеспечивать как можно меньшее минимальное падение (лучше не более 200 мВ при 100 мА). Стабилизатор должен триггерно включаться с помощью кнопки, а выключаться сигналом с микроконтроллера. Стабилизатор должен «чувствовать» сетевое питание и при его наличии оставаться все время включенным. Включение и выключение штекера сетевого питания может производиться «на ходу». Батареи не должны разряжаться при работе от сети. Кроме того, у имевшегося сетевого адаптера на центральном контакте вилки был плюс, поэтому при сочленении разъема питания рвался минус. При всем этом батареи должны коммутироваться правильно. Все вышеперечисленные требования были выполнены в стабилизаторе, собранном на дискретных компонентах. Может быть, какая-нибудь микросхема LDO-стабилизатора, например LP2951 с входом SLEEP позволила бы решить эту задачу более просто, но что сделано, то сделано. Я привожу описание конструкции «как есть», со всеми преимуществами и недостатками. В качестве регулирующего элемента в стабилизаторе применен n-канальный logic-level МОП-транзистор VT6 типа IRLZ44, который выпускается ПО «ИНТЕГРАЛ» под кодовым названием КП723Г. Корпус этого транзистора ТО-220 способен рассеять необходимую мощность без радиатора. В качестве низковольтного опорного источника применен красный светодиод. Усилитель ошибки выполнен на транзисторе VT9. Благодаря высокому сопротивлению нагрузки этот каскад имеет большое усиление. Кнопка SB1 осуществляет начальное включение стабилизатора при работе от батарей. При работе от сети включение стабилизатора осуществляет каскад на транзисторе VT10. Транзисторы VT7 и VT8 образуют схему автоматического отключения. Для выключения стабилизатора микроконтроллер должен сформировать соответствующий сигнал на порту вывода. Но у микроконтроллера нет свободных линий (как всегда, не хватило одной линии). Поэтому для отключения стабилизатора используется линия возврата клавиатуры RL. При нормальной работе на этой линии наблюдается некая последовательность импульсов, зависящая от того, какая нажата кнопка и что в данное время на дисплее. Во всяком случае, период следования импульсов не может быть больше длительности полного цикла сканирования дисплея. Когда ни одна из кнопок не нажата, на линии «висит» единица. Для отключения стабилизатора было решено использовать уровень логического нуля, длительностью не менее 50 мс. Чтобы отличить это состояние линии от нормального, сигнал линии нужно заинтегрировать, причем постоянная времени заряда должна быть намного меньше, чем разряда. Транзистор VT7 включен по схеме эмиттерного повторителя, он способен быстро зарядить интегрирующую емкость C8. Постоянная времени разряда определяется в основном резистором R20. Транзистор VT8 используется как пороговый элемент, при разрядке C8 ниже некоторого уровня транзистор закрывается, разрывая цепь питания опорного источника VD12, и стабилизатор выключается. При работе от сети узел отключения блокирован с помощью цепочки VD13, R21, которая всегда поддерживает VT8 в открытом состоянии.
Несмотря на обилие дискретных компонентов, если применять SMD элементы, схема стабилизатора легко «размазывается» на плате, заполняя собой свободные места.
Отмечу один недостаток конструкции: отсутствует сигнал разряда батарей. Микроконтроллер нормально работает при напряжении питания 2,7 В, в то время как датчики температуры могут начинать «врать» при напряжении питания ниже 4,3 В. Батареи могут быть разряженными, показания термометра — неверными, а пользователь даже не будет догадываться об этом. Выдаст разве что пониженная яркость свечения индикаторов. Сразу скажу, что дело не в трудности формирования сигнала BAT. LOW, а в отсутствии свободных портов ввода у микроконтроллера. Кстати, подобный сигнал (там он называется ERROR) есть у того же LDO стабилизатора LP2951. Один из выходов из положения — применить watchdog timer DS1232L (он же ADM1232) или подобный. Для перезапуска можно использовать линию сканирования дисплея, а встроенный монитор питания просто не позволит системе работать, если напряжение питания ниже 4,5 В.
И, наконец, если предполагается использовать термометр только с сетевым питанием, то всю эту схему стабилизатора с успехом можно заменить привычной IC 7805.
Печатная плата (и механическая конструкция) термометра сильно зависит от желаемого дизайна изделия, поэтому здесь не приводится.
Содержимое ПЗУ микроконтроллера можно найти в файле therm.bin, а исходный текст — в файле therm.asm. Я пользуюсь транслятором TASM (версия 2.76) с таблицей tasm51.tab. Поскольку этот транслятор не специализирован для 8051, имена SFR с их адресами нужно указывать в тексте. Это сделано в файле libreg.asm, а в therm.asm имеется строка #include «libreg.asm». Сразу предупреждаю, что исходный текст стал не очень читаемым после нескольких операций «ужатия» кода. С трудом удалось получить therm.bin объемом 2048 байт, а AT89C4051 я еще в руках не держал. Вечные проблемы с русским (кто это придумывает все эти кодировки, и где берет на это финансирование?) давно вынудили пользоваться для комментариев ломаным английским. Впрочем, комментарии не для того, чтобы их читать…
Инструкция по эксплуатации термометра в сжатом виде находится в файле thermmanual.doc (Word 97).
Автор проекта: Ридико Леонид Иванович (E-mail: Email Включите javascript, чтобы увидеть email )
Russian HamRadio — Термометр на PIC-контроллере 16F84A с темодатчиком DS1821 фирмы Dallas Semiconductor.
Описания всевозможных термометров, в том числе и цифровых, публиковались в литературе неоднократно. В качестве датчиков в них использовались элементы, параметры которых зависят от температуры (термопары, терморезисторы, полупроводниковые диоды и т. п.), поэтому собранные приборы требовали калибровки.
В предлагаемом устройстве использован термодатчик DS1821 фирмы Dallas Semiconductor. Это — микропроцессорное устройство, не требующее калибровки и выдающее значение температуры в виде байта в последовательном коде по интерфейсу 1-Wire (однопроводный двунаправленный интерфейс). Применение PIC-контроллера позволило создать предельно простое цифровое устройство для измерения температуры в интервале от
— 55 до + 125 °С с погрешностью ± 1 °С.Рис.1.
Принципиальная схема прибора показана на рис. 1. Он позволяет измерять температуру двух датчиков (DD1, DD2), один из которых может быть размещен, например, на улице, а другой — в жилой комнате.
Микропроцессор DD3 обеспечивает взаимодействие с датчиками и передает на ЖК модуль HG1 полученное от них значение температуры по четырехпроводной шине.
ЖК модуль АС161В представляет собой матричный русифицированный однострочный ЖК индикатор на 16 знакомест со встроенным контроллером и подсветкой (буквами А и К обозначены выводы анодов и катодов светодиодов подсветки ЖК дисплея).
Резистор R4 ограничивает напряжение на анодах значением 4В при токе 70 мА. Микросхема DA1 стабилизирует напряжение питания устройства. Резистор R1 защищает ее от короткого замыкания, которое может возникнуть в линиях связи с датчиками.
Программа, управляющая работой микроконтроллера, написана на ассемблере MPASM фирмы Microchip. В ней использованы стандартные программные модули фирм Microchip (PIC), Dallas Semiconductor (DS1821), Ampire (индикатор АС161В). Коды «прошивки» ПЗУ микроконтроллера в НЕХ-формате приведены в таблице
1.Таблица 1.
Правильно собранное устройство в налаживании не нуждается. Единственное, что надо будет сделать, — установить желаемую контрастность подстроечным резистором R6.
Рис.3.
Термометр смонтирован на макетной плате и помещен в пластмассовый корпус (рис. 2). Разъемные соединители Х1 (1) и Х2 (2) — малогабаритные коаксиальные (ими оснащают малогабаритные стереотелефоны).
Цифрой 3 обозначены провода питания. Если датчик, предназначенный для измерения температуры в жилом помещении, предполагается разместить там же, где и основной блок, его можно смонтировать непосредственно на контактах вилки.
Размещать датчик внутри корпуса прибора не рекомендуется, так как даже небольшой нагрев теплом, выделяемым резистором R4, будет недопустимо искажать показания. Для питания можно использовать любой сетевой адаптер с выходным напряжением 6… 12В. Если это напряжение меньше 12В, необходимо подобрать резистор R4 по рекомендуемому для подсветки индикатора току (70 мА).
Наружный датчик помещают в стеклянную ампулу из-под лекарств с удаленной сужающейся частью. Место выхода кабеля из ампулы герметизируют любым из имеющихся в продаже герметиков.
Вместо микропроцессора PIC16F84 можно применить PIC16C84, вместо индикатора АС161В — АС082 (двухстрочный по восемь символов в строке) или подобные других производителей. Микросхемный стабилизатор напряжения 78L05 заменим любым другим с напряжением стабилизации 5 . В крайнем случае можно использовать простейший параметрический стабилизатор на стабилитроне КС156А, подобрав балластный резистор.
Б. Трошков
Все, что касается МК фирмы Microchip
БытьЗанимаюсь програмированием микроконтроллеров этой фирмы уже довольно давно. Вначале все писал на ассемблере. Около года назад перешел на HT PICC. Все, что сюда выкладываю (ну или почти все) написано именно под этот СИ компилятор. Пока что решил поделиться только подпрограммами работы с шиной 1-Wire и с шиной I2C. Все подпрограммы настраивал и проверял лично. В файлах .h — все объявления переменных, структур и констант, а .c — сами подпрограммы и примеры использования к ним. Все коментарии пишу на русском, а не на хреновом английском 8))).
Шина 1-Wire — в архиве лежат файлы wire1.h, wire1.c, lcd.h, lcd.c и текстовый файл с простейшим примером использования датчика DS1821 в качестве термостата. Файлы lcd приложены просто потому, что в примере работы с DS18S20 температура и прочее выводится на ЖК 16*2 — тоже, кстати вполне работоспособные подпрограммы с подключением ЖК по 8-и или 4ех проводной линии. Проще всего пример в текстовом файле про термостат. Там используется только сброс, запись и чтение байта. Только имейте ввиду, что запрограмировав DS1821 в режим термостата — его проблематично вывести из этого режима (смотрите последнюю странице мануала на датчик). Что должно представлять собой устройство? Средний вывод (данные) подключаем к RA4 МК (с открытым стоком), подтягиваем через резисТОР 3.6 кОм к питанию и готово. После того как выполнили код из примера (я через дебагер делал, чтобы много раз его не выполнять) — выключаем питание и включаем снова. При температуре больше «верхней» на выходе датчика «1», при температуре меньше «нижней» — «0».
Пример, приведенный в wire1.c несколько сложнее — он работает с DS18S20. Тут уже задействуется поиск ПЗУ на шине (номера записываются в буфер из ОЗУ), адресация, преобразование температуры и вывод ее на ЖК. Для вывода температуры используется переменная типа float и sprintf для преобразования температуры в текст — не забудте включить в компиляторе поддержку плавающей точки и запихать #include «stdio.h» для поддержки sprintf.
У подпрограммы быть существенный недостаток — она сделана под пик16ф873 с кварцем 10 МГц. Если хотите с другим кварцем поработать — замените «nop»ы на задержки в соответствии со спецификацией на MicroLAN (можно в описании DS1821 поглядеть).Шина I2C — в архиве быть файлы i2c.h, i2c.c, i2c.txt. В текстовом файле запихан пример для мастера и для слейва на шине. Мастер передает слейву 4 байта и принимает от него 4 байта. Вообще подпрограмма позволяет обмениваться пакетами данных неограниченной длины, а не побайтно — это весьма удобно. Кроме того — все реализовано через прерывания, чтобы не не мешать остальной программе (можно осциллографом поглядеть сколько времени занимают прерывания — там на порт выведены импульсы). Схема такая: берете 2 МК, соединяете их по шине — в один заливаете прогу для мастера, а в другой для слейва — и смотрите осциллографом или еще как хотите.
Краткий курс — Самоучитель — avr123.nm.ru
— Как
воспользоваться этим курсом
— Как
распорядится его ресурсами правильно
— Где и какую искать информацию
— Где
найти схемы и программы
— Где
купить МК AVR и электронные компоненты
— Как сделать
электронное устройство, электропитание.
— Как использовать существующие конструкции как
блоки для строительства вашего устройства.
Я очень прошу вас внимательно прочитать эту
страницу! Она не именно про
AVR, эта ключевая страница курса
рассказывает о проектировании электроники и об использовании ресурсов
знаний и информации —
убежден, вам это нужно знать!
Если же вам не терпится «раскусить» именно микроконтроллеры AVR — то переходите на страницу 2 — «Устройство микроконтроллера AVR»
Найти на открытой странице — поиск в браузерах: Ctrl + F «то что ищите»
Наберитесь терпения и прочитайте весь курс
(он укорочен и сжат насколько возможно) без перескоков и
пропусков до конца, сохраняя на своем ПК.
Я сознательно убрал свободную навигацию по курсу. При наличии свободной навигации многие начинают перескакивать страницы и пропускают материал и потом долго ищут ответы на то о чем было ПОДРОБНО рассказано в пропущенном ими повествовании.
Читая первый раз, не расстраивайтесь что вам не все понятно — это нормально, однако в результате чтения вы ознакомитесь с содержанием курса и будете знать о чем и где примерно в курсе идет речь и МК термины будут у вас «на слуху».
Затем читайте краткий курс более внимательно и ОБЯЗАТЕЛЬНО ДЕЛАЙТЕ то что прошу вас делать в курсе и в упражнениях-задачах курса.
Обязательно ДЕЛАТЬ
!
Иначе научиться
НЕЛЬЗЯ !
Вам ПОКА не нужно покупать МК, радиодетали и паять что либо ! Но если хочется, то пожалуйста паяйте …
Значит вы ни
чего не спалите !
И током вас не долбанёт…
—
Желание !
— свободное время,
— компьютер с доступом в Интернет
Вы сможете
даже
не имея реального МК AVR проделать
весь цикл
разработки управляющей программы для него :
— написать программу для МК AVR в компиляторе CVAVR и скомпилировать ее,
— запустить и отладить ее на компьютерном симуляторе AVR VMLAB,
— получить
осциллограммы сигналов вашего устройства
работающего виртуально, на вашем ПК.
— увидеть на мониторе
ПК как в симуляторе VMLAB
как МК AVR мигает светодиодами,
реагирует на нажатие кнопок, выводит
информацию на LCD, измеряет
напряжения, работает с логическими и
аналоговыми элементами схемы,
— посмотреть как МК
ведет обмен по интерфейсам i2c TWI 1-wire rs-232 UART
TWI и записать его для последующего анализа.
— увидеть как МК
отрабатывает прерывания по событиям, засыпает для
снижения энергопотребления и просыпается.
«остановить» и «отмотать назад» время !
«время назад» — это просто не возможно в реальном МК.
— симулировать ДВА МК
! одновременно в одной схеме. При этом во второй МК
вы можете поместить
программу имитирующую работу какого то нужного вам
компонента
отсутствующего в симуляторе и даже в природе.
— обменятся
информацией с симулируемым МК и результат обмена сохранить
в файл для последующего анализа.
— в PTOTEUS вы можете увидеть
как МК работающий по вашей программе «общается» с электродвигателями, с
шаговыми моторами, с серво, с картами памяти SD
MMC, с жестким диском HDD, с реальными
COM и LPT портами
вашего ПК,
сможете даже сыграть с разными МК в шахматы ! — на модели
большого тачскрина.
— в симуляторе
PTOTEUS вы можете симулировать в одной схеме работу нескольких
разных МК одновременно ! причем это могут быть МК разных семейств — AVR,
PIC, 8051,
ARM7, Motorola MC68HC11.
Вы можете не читать, а прослушать курс с помощью программ читающих тексты ! Например — Говорилка — читает русский текст голосом птицы говоруна из мультика «Тайна 3-й планеты».
Прочитав ВЕСЬ курс, приступайте к повторному чтению и выполнению задач — упражнений курса !
|
Упражнения — задачи
курса —
это практические
примеры постановки задачи, создания алгоритма, написания программ
Они содержат необходимые теоретические материалы и архивы с полученными
программами |
||
|
|
|
По ходу работы ОБЯЗАТЕЛЬНО:
—
записывайте возникающие вопросы !
и лучше на бумагу — моторная память !
— ищите в
DataSheet (ДШ) регистры и устройства МК используемые и
упомянутые в задаче, прочитайте о них подробней. Уясните роль
каждого бита и регистра.
— если вопросы остались перечитайте задачу снова !
Если вопросы не разрешены, ищите ответ:
1)
в help в примерах и документации
компилятора, симулятора
и других используемых программ!
2) поиском Windows в папках и help компилятора и симулятора.
3) поиском Windows в папке где сохранен у вас курс.
Ищите
ключевые слова содержащиеся в
тексте файлов, а не в их названиях !
4) в моем
AVRFAQ
— это сборник ответов на часто задаваемые мне
по курсу вопросы и советы по применению МК от знающих людей.
|
Согласование в ВЧ и СВЧ Краткий курс — очень кратко! Конечно На примерах! soglasie.htm там и Курс ОТЦ и Уроки
работы с пакетом RF
|
Что делать если вы не сильны в Электронике?
Если мало знаний по
электронике, но есть желание
что-то сделать — то главное у Вас уже есть!
Человек умеющий читать, может все !
Для вас книга на заглавной странице курса и еще свободно скачать:
Книги по электронике
Книги по программированию МК и
ПК
Книги по МК AVR ATmega ATtiny
можно найти и в магазине в библиотеке …
Особенно рекомендую начинающим
книги по основам
электроники и схемотехники:
Настольная книга электронщика:
У.Титце и К.Шенк «Полупроводниковая схемотехника». общепризнанная библия электронщика на РУССКОМ языке от теории полупроводников до типовых электронных схем с подробнейшим описанием принципов их работы ! Аналоговая и цифровая электроника.
Книги, курсы,
tutorial — удобно и правильно искать в
GOOGLE
|
думаю
95% информации Это есть
фаХт ! Учите английский язык !
Повышайте свою стоимость Это очень просто научится читать Тем более у вас есть конкретная мотивация !
Скоро
напишу краткий курс и
А пока… Используйте он-лайновый переводчик Translate.ru
Он поможет прочитать вам тексты на добавьте в избранное !
|
|
Как сделать электронное устройство.
Прежде чем «изобретать велосипед», т.е. делать свой вариант какого либо устройства ( и не только электронного ! ) которое наверняка целиком или частично уже было сделано многими людьми и даже трудовыми коллективами — разумно поискать и посмотреть результат их труда и использовать его по максимуму !
ОБЯЗАТЕЛЬНО ИЩИТЕ существующие аналоги того, что вы хотите сделать !
— по похожим названиям
— по аналогичному назначению
— по ключевым словам
— по сходной тематике
Ищите источники схемотехнических, алгоритмических, программных аналогий !
Отправной точкой в
поиске может быть сайт компании
Телесистемы.
Эта компания производит множество устройств на МК — схемы этих устройств
выложены на их сайте и доступны для скачивания.
Там же есть очень полезный раздел:
проекты на микроконтроллерах на русском языке — это читатели сайта и самой «живой» русскоязычной МК конфы (доброжелательная атмосфера, быстрые ответы даже на «дурацкие» вопросы ламеров, полезная информация — уже более 1300 страниц архива конференции !) публикуют свои разработки :
там схемы и даже прошивки к большинству из них!
Удивлюсь если вы не найдете там аналога
(или куска схемы, куска кода программы)
того, что нужно сделать вам!
Не нашли ? Спросите у профи в МК конфе
например так: «подскажите
где посмотреть проект контроллера шагового двигателя ?
или апноуты или
принцип работы, кусочки кода. спасибо.»
вам наверняка подскажут !
Реклама недорогих радиодеталей почтой:
Скорее всего вы найдете то, что хотите сделать !
Либо почти «то»
и вам останется лишь немного подправить
схему или программу под свою задачу.
Нашли аналоги — великолепно !
Обдумано и творчески берите из найденного схемы, куски схем, способы подключения, номиналы компонентов, типовые и оригинальные решения, как организовать питание устройства, примеры программы …
Вы можете скомпилировать свое устройство из кусков взятых в проектах других электронщиков, в ДШ и в АпНоутах.
Как бы построить из
типовых «кубиков» — возможно подогнав
их слегка друг к другу …
Анализ
того что сделано другими поможет вам избежать многих досадных ошибок и тупиковых решений !
|
Возможно вам будет проще найти и использовать подходящий
электронный набор
MasterKit
или Velleman
— очень В любом случае там вы можете взять схему и принцип |
||
Очень ВАЖНО:
Методика работы с МК — как и с ЛЮБЫМИ электронными компонентами, такова:
Находите на сайте производителя или на AllDataSheet или в google.com и скачивайте:
—
DataSheet
— основной документ по компоненту — его паспорт (далее ДШ).
обычно в формате .pdf
Ищите новейшую версию !
— Errata — описание
уже обнаруженных ошибок компонента — для МК AVR
серии ATmaga ошибки МК перечислены в конце ДШ.
Ищите там же и обязательно:
— Application Notes,
Design Notes
— примеры применения
— Development Boards или Kits —
платы для разработки
— Refrance Design — пример
устройства на компоненте
— White paper — поясняющая
статья
Это примеры применения компонента в реальных электронных устройствах, советы и наставления …
МК в этих документах показан в реальных РАБОТАЮЩИХ ! устройствах с
конкретными элементами и платами.
Освещаются вопросы
по:
— обеспечению качественного питания устройства и МК,
— нормированию входных сигналов,
— защите от электрического (статического) повреждения,
— способам управления различными нагрузками,
— приему, преобразованию и передаче различной информации
— выбору резисторов,
— конденсаторов,
— силовых элементов — транзисторов, тиристоров,
— по компонентам и номиналам элементов «обвязки» МК
— коммерческое наименование компонентов для
покупки и
поиска.
и еще
много ОЧЕНЬ полезного!
«обвязка МК» — это совокупность электронных компонентов подключенных
к МК.
|
АпНоуты (Application Notes, апликухи) — важнейшие после ДШ документы. В них обычно публикуется схема, описание принципа работы и программа на Си или ассемблере если компонент программируемый.
Обязательно скачайте
AVR Application Notes все ! Когда вам что-то не ясно просмотрите бегло их, наверняка наткнетесь на схему или код нужный вам как раз сейчас !
Некоторые из
AVR Application Notes любезно |
||
|
|
|
Учитесь на чужих ошибках —
своих еще успеете наделать!
Это значит — Ищите и читайте FAQ по продукту!
|
ДШ (DS) на резисторы, конденсаторы, светодиоды, кнопки, микросхемы и любые другие компоненты — вы найдете на сайтах интернет магазинов: chip-dip.ru и platan.ru Еще лучше, с
картинками компонентов, поиск на сайтах западных интернет магазинов
электронных компонентов: они и в Россию заказы присылают быстро и сравнительно не дорого ! |
||
Вот
это
бесценно для начинающего
МикроКонтроллерщика
От производителя МК PIC — огромный перечень примеров применения, о
необходимости которых я говорил выше, с хорошей теорией схемами
и кодом программ:
All Application Notes —
скачивать все не нужно,
сохраните только перечень,
чтоб под рукой был как оглавление настольной книги.
вот этот перечень АпНоутов упакованный мной для вас в архив
это кладезь сделанного
профессиональными микроконтроллерщиками — эмбедерами — а программы
на Си легко адаптировать под любой МК (вот
такое полезное свойство имеет Си — машино-независимость).
вот еще перечень АпНоутов
Freescale (MOTOROLA)
Скачайте 2 архива выше —
всего по 25 кБ — Не пожалеете !
Пример:
Что можно
взять полезного из АпНоута.
Вот тут найдите ( пример применения = АпНоут = application note )
AVR492: «Brushless
DC Motor control using AT90PWM3»
|
BLDC motor —
дословно переводится как По-русски ВЕНТИЛЬНЫЙ электродвигатель. Однако питать его постоянным током нельзя — сгорит ! Его
нужно питать 3х-фазным переменным напряжением Рассматриваемое устройство как раз преобразует постоянное Подробно и главное понятно про электропривод читайте на stepmotor.ru — там же можно купить электро-мотор-редукторы и шаговые двигатели. |
||
AN492 «Контроллер вентильного двигателя на МК AVR AT90PWM3»
и скачайте документ doc7518.pdf и архив avr492.zip с кодом программ для МК.
Посмотрите заодно внимательно какой великолепный набор АпНоутов = готовых устройств и справочных данных по МК AVR — советую скачать все и пролистать на досуге, а потом активно используйте при проектировании !
Повторяю!
Некоторые АпНоуты по электроприводу с AVR440 по AVR495 любезно
переведены на русский и доступны на великолепном сайте — GAW.ru
Открываем документ — doc7518.pdf и видим :
— Вначале прекрасную теорию управления трехфазным бесщеточным электродвигателем, обратная связь осуществляется по сигналам 3-х датчиков холла.
— Далее на стр. 6 начинается объяснение широко распространенного алгоритма автоматического регулирования ПИД (англ. PID)
FAQ PID и настройка ПИД регулятора
— Очень интересная методически таблица 8 — использование выводов МК — советую вам делать такую для своего устройства — удобно одним взглядом видеть что подключено к каждой ножке МК в вашем устройстве.
— Далее фотография платы готового устройства — говорят лучше 1 раз увидеть чем 100 раз услышать — это действительно так.
На
плате устройства можно увидеть
— как правильно располагать
электронные компоненты,
— какие они бывают,
— как выглядят,
— как правильно конструировать плату.
— Далее идут листы с частями схемы устройства — схемы сложных устройств иногда удобней разбить на функциональные блоки и рисовать на отдельных листах :
Посмотрите схемы и попробуйте найти компоненты на плате устройства, отследить печатные проводники на плате — в общем поработайте с информацией себе на благо!
1) Лист 2/4 схема POWER — стабилизатора питания МК — готовый вариант для вашего устройства ! ИСПОЛЬЗУЙТЕ !
Микросхема U6 стабилизатор питания MC78M05 (корпус Dpak ищи и смотри ДШ на MC78M05 — черный квадратный прибор под алюминиевым бочонком) — дает стабилизированные 5 вольт для питания МК из 12 вольт (это здесь, а вообще диапазон входного напряжения может быть шире) от внешнего источника питания устройства.
Вот интересно — диод D5 (вертикальный цилиндрик на плате вверху под зелеными клеммами) с конденсатором C19 (алюминиевый бочонок чуть ниже диода) позволяет МК получать непрерывное питание 5 вольт даже при кратковременном обнулении входного напряжения — такое очень возможно при коммутации мощного эл. двигателя, еще при этом возникают значительные импульсные помехи в проводе питания — их гасят конденсаторы C18 C19 C20 и резистор R25 значительно повышает эффективность конденсаторов C19 C20 в подавлении помех от источника питания.
Резистор R25 еще защищает стабилизатор MC78M05 от короткого замыкания выхода +5 вольт на землю — он ограничивает ток.
Светодиод D6 (smd корпус — белый прямоугольничек под стабилизатором MC78M05 ) индицирует наличие +5 вольт питания МК — это очень удобно и правильно!
Часто при отладке не замечаешь что устройство
включено и начинаешь паяльником орудовать …
Бывает не смешно !
|
ВАЖНО !
Необходимыми для питания устройства являются лишь 3 Но компонентов значительно больше — это сделано для обеспечения надежной работы устройства. Не поддавайтесь копеечной экономии и обманчивой простоте «ведь работает же» — это не критерий ! Устройство должно работать надежно ! |
||
2) Правее можно увидеть схему интерфейса LIN — он очень широко применяется в автомобилестроении и в других местах с сильным уровнем помех и позволяет передавать сообщения по последовательному протоколу (хорошо совместим с USART и UART) между устройствами с соединенными «землями» по одному сигнальному проводу со скоростью до 20 Кбит в секунду.
3) на странице схемы 3/4 изображен МК.
Есть
несколько интересных моментов:
Питание на МК (вывод VCC) и на встроенный в МК АЦП (вывод AVCC)
подается через резистор 10 Ом и эти выводы зашунтированы 10 нФ
конденсаторами на землю устройства — это сделано для
фильтрации (ослабления) высоко частотных и импульсных помех наводящихся
на цепи питания устройства.
Лучший результат можно получить поставив вместо резисторов индуктивности по 60-100 нГн а совсем уж крутизна применить специальные проходные фильтры для питания, например Murata.
К выводу опорного напряжения АЦП МК (вывод AREF) подсоединен лишь конденсатор 100 нФ на землю для снижения пульсаций напряжения — очевидно используется внутренний источник опорного напряжения — такой имеется и у МК ATmega — на 2,56 вольт.
Обратите внимание на разъем J2 JTAG-ISP — этот разъем позволяет прошить МК прямо в системе (с помощью ISP адаптера) и проводить отладку и мониторинг работы программы МК прямо в готовом устройстве по интерфейсу JTAG .
4) На странице схемы 4/4 изображен мощный драйвер для 3-х фазного электро-мотора. Сделан ОЧЕНЬ ПРАВИЛЬНО — надежно!
Оставив 4 транзистора из 6-ти вы получите классический Н-мост (H-bridge) и с его помощью можете управлять обычным коллекторным (щеточным) электродвигателем постоянного тока — DC motor.
Есть АпНоуты и по управлению Сервоприводом и Коллекторными двигателями и Асинхронными моторами и Шаговыми моторами.
— полевые транзисторы-ключи
SUD35N05-26L (6 черных квадратиков справа на плате)
управляются МК через специальные драйверы IR2184
для полевых транзисторов.
|
Драйверы IR2184 обеспечивают правильные сигналы на затворах полевых транзисторных ключей гарантирующие полное и быстрое их открытие и быстрое закрытие — это снижает выделение тепла на транзисторах. Кроме того автоматически формируют паузу между открытым состоянием нижних и верхних транзисторов одного плеча моста. Одновременное открытое состояние транзисторов вызовет протекание «сквозного тока» от источника питания через оба транзистора ! А «по жизни» ток должен протекать через нагрузку. Используйте драйверы аналогичные IR2184 — это ПРАВИЛЬНО ! |
||
— интересный узел и очень полезный
— часто используется во многих
устройствах обеспечивая безотказность их работы :
Измеритель суммарного тока протекающего через драйвер и двигатель — схема его стандартна — 3 транзистора нижнего плеча в драйвере подсоединены к одному проводу, не к «общему» проводу устройства ! А этот провод через токоизмерительный резистор R18 (беленький прямоугольник справа внизу на плате с надписью R100 — значит 0.1 Ом) подключен к «земле» устройства.
Протекание тока I через резистор R вызывает падение напряжения U на нем :
U = I * R ( это закон Ома для участка цепи )
это напряжение фильтруется ФНЧ (фильтром нижних частот) образованным R20 и C16 и подается на компаратор LMV7219M5 — он сравнивает его с напряжением заданным с помощью ЦАП (сигнал DAC_OUT) и в случае превышения на выходе компаратора возникает высокий уровень over_cur — означающий превышение током заданного значения.
Обычно делают проще — используют не компаратор а ОУ (операционный усилитель) и без сравнения с чем либо усиливают напряжение с R18 (нормируют сигнал) и подают на АЦП. Программа МК по результату АЦП судит о величине тока.
Однако примененная схема с компаратором (его роль может выполнять и ОУ) позволяет быстрее реагировать на превышение тока выше заданного значения — ведь сигнал с компаратора можно подать на один из входов INTx — это ножки МК имеющие возможность прерывать программу МК по внешнему событию. МК при возникновении такого прерывания примет меры для снижения тока — обычно это делается путем изменения величины ШИМ сигнала управляющего «мостом».
Обратите внимание! Для защиты драйверов IR2184 по питанию — предусмотрен защитный диод TVS SMBJ18 — но на плате его нет.
|
Очень советую ! При проектировании схемы и разводке платы предусматривайте все по максимуму ! а напаять в устройстве можно лишь необходимое. Зато вам будет легко добавить то, что было задумано — ведь место на плате будет предусмотрено заранее ! |
||
В
АпНоуте
AVR492 еще
много информации к размышлению
и применению и еще есть архив с программой для МК !
Пожалуйста найдите время и просмотрите!
|
Записывайте возникающие вопросы ! — найдите в
DataSheet
(ДШ) регистры и устройства МК о которых — если вопросы остались перечитайте материал снова ! — если вопросы не разрешены, ищите ответ: 1) поиском GOOGLE по Краткому КурсуAVR в on-line 2) поиском Windows в папке где сохранен у вас курс. 3) в моем не
структурированном
AVRFAQ
— это сборник ответов на часто задаваемые мне по курсу вопросы и
советы по применению 4) в АпНоутах 5) в книгах по AVR и МК
Если все же не найдете ответа задавайте вопрос в конференцию Вам ответят в течении дня, если вы правильно, на нормальном русском языке, сформулируете ваш вопрос и напишите его в заголовке сообщения. |
||
|
|
|
читать курс дальше —
стр. 2 Устройство AVR.
В «подвале»
— в низу этой
страницы есть
много полезной информации !
|
========== .:Oo AHTeam oO:. =============
|
Про книги не забывайте !
Они сеют умное, доброе, вечное…
Термометр-гигрометр с двумя датчиками температуры и большим экраном
Приобрел по просьбе родителей.Совмещает в себе часы, термометр и гигрометр.
Экран очень большой и спокойно читается издали без напряга.
Подробнее
Девайс был доставлен почтой нидерладнов за 28 дней
На таможне по странным причинам налепили новый трек РА*РУ, отслеживать не получилось.
Термометр находился вот в такой коробке
Обратная сторона является инструкцией и вместилищем характеристик.
Сам термометр
Рабочий диапазон:
Так выглядит выносной датчик
Длина провода чуть больше, чем полтора метра.
Размеры термометра
(В*Ш*Т) 15*8.8*2.5 см
Клавиши управления
Функций оказалось много даже больше, чем я ожидал:
Два датчика температуры
Определение влажности( сравнить данные не с чем)
Часы, да часы.( был удивлён )
Варианты настройки:
Клавиша *C\F позволяет переключаться между Цельсиями и Фаренгейтами.
*Maх\Min поможет узнать максимальные\минимальные значения, зафиксированные термометром.
*MODE при длительном удержании переводит в режим настройки часов. В этом режиме короткое нажатие переключает между часами и минутами.
*ADJ в режиме настройки часов однократными нажатиями вводит минуты\часы
при простом нажатии меняет формат времени 12\24
Для удобства есть крепление на стену
или ножки, для установки на стол.
Питается от одной мизинчиковой батарейки.
Время тестов!!!
Сам качественным тестом считаю измерение температуры тела( температура тела здорового человека 36.6 С ) стабильная величина, от которой можно оттолкнуться и проверить точность до десятых.
Результат меня впечатлил!
Отправил в холодильник.
Извиняюсь за качество фото, надо было фоткать быстро. Стрелка болтается, пока ждал, показания
поменялись
Можно сказать тест пройден.
Подведу итоги:
За 8 баксов можно получить простенький аналог метеостанции. Выносной датчик температуры с кабелем 1.5 метра можно спокойно вывести на улицу. Значения влажности не могу считать достоверными т.к нет гигрометра для проверки. Большой удобный монохромный экран и приятное дополнение- часы.
Купил за свои деньги, доволен. Термометр свои функции выполняет на 5.
Обзор в формате видео)
Спасибо за просмотр.
|
Страница 4 из 7 Разработка аппаратных средств Процесс разработки аппаратных средств микроконтроллера, как и любого устройства аналоговой или цифровой электроники, принято разделять на этапы, соответствующие определенным видам технической документации – видам схем, которые создаются на данном этапе. Схемой называют конструкторский документ, на котором условными изображениями и обозначениями показывают составные части изделия и связи между ними. На схеме не отображается конструктивный вид элементов (кроме монтажной схемы), их реальное положение в общей конструкции и их внутреннее устройство вне зависимости от его степени сложности. В зависимости от основного назначения схемы делят на типы: структурные, функциональные, электрические принципиальные, схемы соединений, монтажные схемы и т.п. Наиболее полное представление об изделии и его работе дают электрические принципиальные схемы. На различных этапах процесса разработки используются также логические схемы, близкие по принципу формирования к функциональным, и блок-схемы алгоритмов. Электрическая принципиальная схема определяет полный состав элементов на уровне выполняемых ими функций и конкретных типов компонентов, а также все связи между ними. На принципиальных схемах изображают также разъемы, зажимы и другие электрические элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи. Электрические принципиальные схемы цифровых устройств на базе интегральных элементов, как правило, не содержат линий питания для каждого элемента. Электрические принципиальные схемы являются основным результатом проектирования аппаратных средств и используются для изучения принципа работы электронного устройства, для его наладки, регулировки, контроля и ремонта. Схемы всех видов (кроме монтажных) выполняют без соблюдения масштаба и действительного расположения элементов в конструкции. Основной принцип компоновки элементов, особенно в принципиальной схеме, – это ясность и удобство чтения. На схемах применяют графические условные обозначения, принятые соответствующими стандартами. Линии связи между элементами схемы проводят так, чтобы получилось наименьшее число их пересечений и изломов, используя при этом принципы объединения линий связи в магистрали (см. примеры схем лабораторных работ [1]). На схемах помещают различные технические данные (порядковые буквенно-цифровые обозначения элементов, их тип, номинал и т.д.), располагая их сверху и (или) снизу от графического обозначения элемента или по его периметру, если это обозначение номера вывода корпуса или идентификатор соединительной линии схемы. Порядковые буквенно-цифровые обозначения элементов с краткими их характеристиками заносятся в таблицу перечня элементов (спецификацию), заполняя ее сверху вниз. Спецификацию помещают над основной надписью схемы или на отдельных листах. Наличие спецификации не обязательно, если вся необходимая информация приведена непосредственно в схеме. При конструктивной разработке электронных устройств, кроме схем всех видов, на которых отсутствуют реальные масштабы, создаются чертежи монтажной схемы с реальными габаритами и положением элементов, прохождением соединительных проводников печатной платы и навесного монтажа, способами и местами крепления элементов и самой платы. Основой для создания монтажной схемы является принципиальная электрическая схема и схема соединений (таблица соединений). На этом этапе должны быть учтены сечения проводников в зависимости от протекающих токов, их взаимное положение и влияние. На этом же этапе могут быть добавлены элементы, не предусмотренные электрической принципиальной схемой – конденсаторы развязки по линиям питания, индивидуальные для каждого корпуса интегральных схем или общие для всей платы. Конечным конструктивным документом разработки, по которому может быть создано реальное устройство (опытный образец), является чертеж печатной платы. Ядром разработки любого электронного устройства является разработка электрической принципиальной схемы. Степень сложности принципиальной схемы зависит от выбранной базы интегральных микросхем и поставленной задачи. Как правило, основная часть необходимых аппаратных средств сосредоточена в интегральной схеме однокристального микроконтроллера и не требует разработки, а дополнительные элементы схемы могут выполнять функции электрического или иного согласования портов микроконтроллера с внешними элементами системы (датчиками, исполнительными приводами, средствами управления и контроля и т.д.). В качестве примера на рис.7 приведена принципиальная электрическая схема измерителя температуры на базе однокристального микроконтроллера корпорации Atmel AT89C2051 и датчика температуры с цифровым выходом Dallas DS1821 (показан разъем для подключения датчика). В качестве индикатора применен 4-х разрядный светодиодный дисплей динамического типа YFD-056AO (показан один разряд). В этом устройстве все основные функции: опрос датчика температуры, обработка полученного значения, управление индикатором и т.д. выполняются программным путем, а дополнительные элементы выполняют функцию согласования по мощности (транзисторы) и ограничения тока (резисторы). Рис. 7 Устройство, показанное на рис.8, разработано на том же микроконтроллере АТ89С2051, что и измеритель температуры, но предназначено для выполнения функций управления освещением в помещении и работает на принципе подсчета числа вошедших и вышедших людей. Светодиодный семисегментный индикатор (один разряд) показывает количество людей, находящихся в помещении в данный момент времени. Рис. 8 Разработка электронного устройства, в т.ч. аппаратной части электронного устройства на базе микропроцессорного контроллера, содержит как творческие элементы, связанные с выбором базовой серии интегральных схем, созданием аппаратной среды их функционирования, выделением аппаратных функций из общего алгоритма и т.д., так и рутинные (механические) элементы, которые связаны с созданием принципиальной схемы в графическом виде, схемы (таблицы) соединений, разводки (трассировки) печатной платы и т. д. Кроме того, желательна проверка принятых проектных решений до изготовления опытного образца устройства. Эти функции берут на себя системы автоматизированного проектирования электронных устройств САПР электроники. Первые САПР для проектирования электроники появились до персональных компьютеров (до 1970 г.) и базировались на стационарных вычислительных машинах. Наиболее известные и распространенные в настоящее время САПР для электроники OrCAD и P-CAD, первые версии которых появились в 80-х годах, когда вычислительной мощности персональных компьютеров оказалось достаточно для выполнения задач проектирования. Эти программные среды с самого начала, с первых DOS вариантов, включали в себя комплекс средств разработки принципиальных электрических схем, разводки печатных плат и моделирования устройств электроники. Программные среды OrCAD и P-CAD многократно меняли владельцев, сохраняясь как известные торговые марки и по мере совершенствования развиваясь в крупные системы проектирования и моделирования. Наибольшее число владельцев сменила система P-CAD, ориентированная с самого начала на проектирование печатных плат. Первоначально ее версия для DOS была разработана в 80-х годах компанией Personal CAD System, принадлежавшей корпорации IBM, затем права на нее были последовательно переданы компаниям CADAM, Altium, ACCEL Technology (создавшей в 1996 г. версию системы для Windows под названием ACCEL EDA) и Protel International, которая в 2000 г. вернула системе первоначальное название P-CAD. Отечественные версии САПР на основе OrCAD под DOS имели не лицензионный характер с частичной русификацией. При полной русификации программ САПР необходимо не только сменить язык, но и стандарты оформления технической документации, графические стандарты на элементы и библиотеки элементов. Такой уровень русификации возможен только при лицензионном доступе к исходным текстам программ, входящих в пакет САПР. В последние годы начато создание для OrCAD и P-CAD баз данных и программ выпуска документации согласно ЕСКД. Наряду с рассмотренными выше программными средами проектирования, стоимость которых достаточно высока, существуют программы САПР меньшего масштаба, с ограниченными возможностями, но относящиеся к категории свободно распространяемого программного продукта (GPL – General Public License). Среди таких программных продуктов может быть рекомендована для использования в курсовом проектировании система QCAD, включающая в себя средства для создания:
Работа над проектов в среде QCAD начинается с его открытия и образования отдельной папки, в которой будут располагаться все материалы по проекту. Структура пакета QCAD состоит и отдельных редакторов для работы над отдельными категориями задач проектирования: SchEdit – схемный редактор, в котором создается электрическая принципиальная схема как главный документ проектирования и список соединений элементов (netlist), на основе которого будет выполнена трассировка печатной платы. На рис. 9 показан пример схемы, подготовленной в редакторе SchEdit. Рис. 9 На выделенных участках чертежа (См. рис.9) требуется дополнительная настройка редактора или доработка схемы после окончания работы в редакторе. Графические обозначения логических функций, в данном случае штрих Шеффера, приведены к виду, установленному ЕСКД, с помощью редакторов PartEdit и PackEdit путем добавления элементов с соответствующими корпусами в библиотеку элементов, например, в библиотеку TTL. В редакторе PartEdit также создается (изменяется существующее) изображение углового штампа в соответствие с ЕСКД и помещается в одну из существующих библиотек, например, библиотеку символов, или в новую, созданную для стандарта ЕСКД. Надписи в угловом штампе и все пояснительные надписи в схеме должны быть на русском языке. Аббревиатуры, названия элементов иностранного производства (для единообразия и отечественного тоже), символьные обозначения и обозначения функций могут быть англоязычными. PartEdit — редактор элементов, с помощью которого производится выбор элементов из библиотек или создание новых элементов и их сохранение в соответствующих библиотеках. Графические изображения элементов формируются в векторной форме по их описанию в виде команд программы описания, использующей ASCII кодировку. При работе с элементами могут быть подключены библиотеки среды проектирования OrCAD, а также созданы новые библиотеки. PackEdit – редактор корпусов элементов, с помощью которого каждому элементу приводится в соответствие корпус с его габаритами, креплением и разводкой контактов по выводам элемента. В лабораторном курсе изучается работа интегральных схем, представленных, в основном, корпусами типа DIP (Dual In Line package – корпус с двухрядным расположением выводов). При курсовом проектировании можно также ограничиться этим типом корпуса. PcbEdit – редактор, с помощью которого определяются места для элементов схемы на печатной плате, устанавливаются габаритные размеры платы, число слоев, для которых будет выполнена разводка, выделяются те линии соединения, для которых устанавливаются особые условия, например, линии питания с увеличенной площадью печатных проводников. Редактор может выполнить расстановку элементов и выбор габаритов платы в автоматическом или ручном режиме. Рис. 10 AutoRout – редактор, с помощью которого выполняется автоматическая трассировка проводников печатной платы на основе таблицы соединений (netlist), полученной в редакторе SchEdit и расположения элементов, полученного в редакторе PcbEdit. После выполнения необходимых связей редактор AutoRout переходит в итерационный режим (последовательное приближение с возвратом и перебором всех возможных комбинаций), типичный для всех программ трассировки. В этом режиме редактор AutoRout может находиться сколь угодно долго и, в принципе, по мере выполнения итерационных циклов, результат первоначальной трассировки улучшается исходя из заложенных в редактор критериев оптимизации:
При достаточно большом количестве нулевых итераций, не приводящих к изменениям параметров трассировки, процесс может быть остановлен и последний вариант трассировки принят как окончательный. Возможен вариант, когда редактор трассировки AutoRout не сможет установить все связи, перечисленные в списке соединения элементов. Вероятность такого исхода особенно высока при однослойном монтаже и малых габаритах платы. В этом случае возможны несколько сценариев:
На рис.11 и рис.12 показан в виде эскизов вид двухсторонней печатной платы по схеме, приведенной на рис.9. Рис. 11 Рис. 12 PcbPrint – редактор для вывода подготовленных документов (чертежей) на принтер, графопостроитель или в файл.
|
Русская кукла цифрового мира
Такие диски можно использовать по разным причинам.
Одна из причин — дополнительное хранилище и резервное копирование ноутбуков и планшетов.
Другая причина заключается в том, что в конечном итоге все хранилища данных выходят из строя. Каждый имеющийся у вас жесткий диск, каждая SD-карта или встроенный гигабайт памяти на вашем телефоне или планшете, в конечном итоге, автоматически отключаются, теряя все, что вы на нем храните. Резервное копирование большого количества данных может и должно быть выполнено в облачном хранилище, но, по крайней мере, для очень громоздких вещей вам следует делать локальные резервные копии.
(Вероятно, вам также следует создавать резервные копии важных файлов локально, на случай, если ваша облачная система выйдет из строя, или вы забудете о ней, или забудете имя пользователя или что-то в этом роде.)
Конечно, тот факт, что все хранилище Ошибка означает, что диски, которые вы вставляете в Synology NAS, в конечном итоге тоже выйдут из строя. Но, как и все устройства NAS, Synology можно настроить так, чтобы для всех данных было выполнено внутреннее резервное копирование. Когда один из жестких дисков выходит из строя, вы просто вытаскиваете его, заменяете новым, и система автоматически восстановит все, что было на сломанном диске, как новое.
Новая версия операционной системы Synology содержит сотни новых функций и обновленный интерфейс.
В этом месяце Synology выпустила новую версию операционной системы, в которой работают ее устройства NAS, DiskStation Manager (DSM).
Помимо привлекательного нового пользовательского интерфейса, доступ к которому осуществляется через веб-браузер на другом устройстве в вашей сети, DSM 7 также поддерживает гибридную систему хранения, которая будет хранить файлы на серверах Synology в облаке и передавать их на ваше устройство, когда они вам нужны.Известный как Synology C2, он находился в стадии бета-тестирования во время этого обзора, и мы не смогли его попробовать. Это выглядит многообещающе, но, как и все облачные хранилища, оно может стать дорогостоящим, если вы используете его для всех , которые необходимы вашему хранилищу.
Что нам нравится в устройствах Synology NAS, так это то, что они не только способны запускать собственное программное обеспечение DSM и десятки приложений DSM. Некоторые из более мощных моделей (включая DS1821 +) также могут запускать виртуальные компьютеры. Если у вас есть, скажем, Windows или Ubuntu Linux, работающие в коробке под вашей кроватью, чтобы контролировать вашу систему домашней автоматизации 24 часа в сутки, вы можете запустить это как виртуальный компьютер внутри DSM.
Еще лучше, DSM поддерживает систему, известную как Docker, которая позволяет запускать всевозможные «контейнерные» приложения, если вы не можете найти версии DSM или хотите запускать более новые версии, чем те, которые доступны. (Plex, отличная система совместного использования домашних развлечений, часто имеет более новую версию, доступную, например, для загрузки Docker, а не для загрузки DSM.)
Так уж сложилось, что многие устройства Интернета вещей здесь, в Digital Life Labs, такие как освещение, выключатели питания, дверные звонки, видеокамеры, контроллеры отопления и датчики движения, работают как серия программ-плагинов для конкретных устройств внутри блестящей программы, известной как Homebridge, которая, в свою очередь, работает внутри Docker, который работает внутри DSM. 7, который работает внутри DS1821 +, который находится у меня под столом.
Это как русская кукла цифрового мира, только не становится меньше, чем глубже вы в нее вникаете. Он становится больше.
СИНОЛОГИЯ DS1821 +
Нравится: Простота использования. Очень могущественный. Невероятно полезно.
Не любит: Ничего.
Цена: 1599 долларов США плюс стоимость дисков, плюс еще больше за дополнительную облачную систему C2, плюс еще больше за твердотельные диски, которые могут повысить ее производительность.
Synology DS1821 + и DS1819 + Сравнение NAS — сравнение NAS
Synology DS1821 + против DS1819 + NAS-накопитель — что следует покупать
Новость о том, что Synology выпустит новое решение с 8 отсеками в конце 2020 года, была встречена в основном положительным откликом, когда оно было впервые объявлено в середине ноября, поскольку уровень 8 отсеков в портфеле компаний всегда был популярным. .С 8 отсеками для хранения вы можете справиться с большим количеством дисков, а также иметь достаточно носителей для насыщения соединения 10 Гбит / с (хотя, конечно, вам понадобится обновленная сетевая карта). Покупка нового оборудования — это всегда смесь волнения и нервного трепета — желание запустить новое решение в вашем доме / офисе для улучшения вещей, смешанное с заботой о том, чтобы это был лучший выбор (# покупателиреморс). Поскольку Synology каждые несколько лет пересматривает свое оборудование для сетевых хранилищ (NAS) (чтобы лучше размещать свое программное обеспечение и ваши данные), многие люди, желающие купить новый диск NAS, будут зацикливаться на том, покупать ли новую версию от бренда. или потенциально сэкономить немного денег и купить старшему поколению.В случае недавно представленного DS1821 + NAS мы находим решение, которое лучше своего предшественника, DS1819 + , во многих очень заметных аспектах, и есть множество причин, по которым это будет казаться очевидным выбором между два. Однако это не обязательно все, и на самом деле существует множество способов, которыми более старая система NAS DS1819 + все еще может удерживать высокие позиции. Итак, сегодня я хочу сравнить DS1821 + и DS1819 + NAS от Synology и выяснить, какой из них заслуживает ваших данных.Мы будем рассматривать цену, оборудование, производительность и хранилище. Пойдем.
Synology DS1821 + против DS1819 + NAS — цена и стоимость
Учитывая двухлетнюю разницу в выпуске между DS1819 + NAS (2018) и DS1821 + (2020), можно ожидать, что разница в цене будет намного больше, чем есть на самом деле. Большинство технологий со временем становятся более эффективными, и, учитывая аппаратные улучшения, которые были сделаны между этими двумя NAS за эти 29 месяцев, я удивлен, насколько близки на самом деле ценники.
Как и следовало ожидать, Synology DS1819 + NAS дешевле , но это с небольшим запасом и менее важно, если учесть тот факт, что Synology DS1821 + намного лучше , благодаря своим улучшениям в существующей аппаратной архитектуре и несколько дополнительных функций (кэш-память процессора Ryzen и твердотельного накопителя NVMe). Если ваш бюджет уже невероятно ограничен, но вы остановились на решении Synology с 8 отсеками, то DS1819 + по-прежнему является довольно хорошим NAS, но в целом вы все равно будете получать меньше «рентабельности».
Результат — Вы должны купить Synology DS1821 + NAS
Synology DS1821 + против DS1819 + NAS — Дизайн
Выбор между Synology DS1821 + и DS1819 + NAS с точки зрения дизайна будет практически невозможным — в основном потому, что эти две системы NAS достаточно ИДЕНТИЧНЫ! Оба они используют одно и то же шасси Diskstation с 8 отсеками, и хотя в новом устройстве добавлены отсеки для кэширования m.2 NVMe, они имеют точно такой же дизайн, физическую сборку, мощность и размер блока питания.Если вы уже влюбились в дизайн корпуса Synology, вы просто не можете выбирать между этими двумя системами NAS на уровне внешнего вида.
Synology DS1819 + шасси NAS
Synology DS1821 + шасси NAS
Я бы назвал этот раунд ничьей!
Результат — Вы можете выбрать DS1821 + или DS1819 +, дизайн одинаковый!
Synology DS1821 + против DS1819 + NAS — Аппаратное обеспечение
Аппаратное обеспечение этих двух систем NAS является четким показателем того, как Synology увеличила объем своих исследований и разработок за годы, прошедшие между выпуском этих двух систем. Synology DS1821 + NAS , безусловно, является более мощным, перспективным и обновляемым оборудованием в целом по сравнению с DS1819 + .
