Какие устройства можно собрать на базе микроконтроллеров. Какие микроконтроллеры наиболее популярны для самостоятельных проектов. Как начать работу с микроконтроллерами новичку. На какие области применения ориентированы устройства на микроконтроллерах.

Популярные микроконтроллеры для самостоятельных проектов

Микроконтроллеры стали неотъемлемой частью многих электронных устройств благодаря своей универсальности и доступности. Для радиолюбителей и энтузиастов электроники наиболее популярными являются следующие семейства микроконтроллеров:

• AVR (Atmel) — ATmega, ATtiny
• PIC (Microchip)
• STM32 (STMicroelectronics)
• ESP8266/ESP32 (Espressif)

Микроконтроллеры AVR и PIC отличаются простотой освоения и широкой доступностью. Они хорошо подходят для начинающих. STM32 обладают более высокой производительностью и функциональностью. ESP8266/ESP32 имеют встроенный WiFi-модуль, что удобно для IoT-проектов.

С чего начать изучение микроконтроллеров новичку

Для тех, кто только начинает осваивать микроконтроллеры, можно рекомендовать следующие шаги:

1. Изучить основы цифровой электроники и программирования на C.
2. Выбрать стартовый набор (например, Arduino) с учебными материалами.
3. Освоить базовые операции: мигание светодиодом, считывание кнопок.
4. Изучить работу с периферийными модулями: АЦП, таймеры, UART и т.д.
5. Реализовать несколько простых проектов по готовым схемам.

Важно не торопиться и постепенно наращивать сложность проектов. Со временем придет понимание архитектуры микроконтроллеров и принципов их программирования.

Популярные устройства на микроконтроллерах

Микроконтроллеры позволяют реализовать множество интересных проектов. Рассмотрим некоторые популярные варианты:

Цифровые часы и таймеры

Часы — классический проект для освоения микроконтроллеров. Они позволяют изучить работу с индикаторами, кнопками, RTC-модулем. Популярны варианты на светодиодных или LCD-дисплеях.

Метеостанции

Домашняя метеостанция измеряет температуру, влажность, атмосферное давление. Данные выводятся на дисплей и могут передаваться по WiFi. Используются различные датчики (DHT22, BMP280 и др.).

Системы «Умный дом»

Микроконтроллеры применяются для автоматизации бытовых процессов — управления освещением, климатом, безопасностью. Популярны проекты на базе ESP8266/ESP32 с веб-интерфейсом.

Электронные музыкальные инструменты

Микроконтроллеры позволяют создавать синтезаторы, драм-машины, MIDI-контроллеры. Используются ЦАП для генерации звука, кнопки и потенциометры для управления.

Применение микроконтроллеров в промышленности

Помимо любительских проектов, микроконтроллеры широко используются в промышленной автоматизации и встраиваемых системах:

• Системы управления производственным оборудованием
• Контроллеры для «умных» бытовых приборов
• Автомобильная электроника (ECU, системы безопасности)
• Медицинское оборудование
• Измерительные приборы
• Системы безопасности и контроля доступа

В промышленных применениях используются более мощные 32-битные микроконтроллеры, часто со специализированными интерфейсами (CAN, EtherCAT и др.).

Программирование микроконтроллеров

Для программирования микроконтроллеров используются различные языки и среды разработки:

• C/C++ — основной язык для большинства микроконтроллеров
• Ассемблер — для низкоуровневой оптимизации
• Python — для некоторых платформ (например, MicroPython)
• Arduino IDE — популярная среда для начинающих
• PlatformIO — продвинутая среда для разработки встраиваемых систем
• Специализированные IDE от производителей (Atmel Studio, MPLAB X и др.)

Выбор инструментов зависит от сложности проекта и опыта разработчика. Для начинающих удобнее использовать Arduino IDE или аналогичные среды с высокоуровневыми библиотеками.

Отладка и тестирование устройств на микроконтроллерах

Отладка встраиваемых систем имеет свою специфику. Основные методы включают:

• Использование отладочных плат с дополнительными интерфейсами
• Вывод отладочной информации через UART
• Применение внутрисхемных отладчиков (JTAG, SWD)
• Логический анализатор для исследования сигналов
• Симуляторы для тестирования кода без реального оборудования

Важно предусмотреть возможности отладки на этапе проектирования устройства. Это значительно упростит поиск и устранение ошибок.

Перспективы развития микроконтроллерных систем

Технологии микроконтроллеров продолжают активно развиваться. Основные тенденции включают:

• Повышение производительности и снижение энергопотребления
• Интеграция беспроводных интерфейсов (WiFi, Bluetooth, LoRa)
• Развитие средств машинного обучения на микроконтроллерах
• Повышение уровня безопасности и криптографической защиты
• Упрощение разработки с помощью визуальных сред и генераторов кода

Эти тенденции открывают новые возможности для создания «умных» устройств и систем Интернета вещей на базе микроконтроллеров.

Заключение

Микроконтроллеры предоставляют широкие возможности для реализации разнообразных электронных устройств — от простых любительских проектов до сложных промышленных систем. Освоение работы с микроконтроллерами позволяет разработчикам воплощать в жизнь самые смелые идеи, создавая полезные и интересные устройства. С развитием технологий область применения микроконтроллеров продолжает расширяться, открывая новые перспективы.

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

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:

meandr.org

Схемы, устройства и проекты на микроконтроллерах AVR

GPS модули широко используются в современной электронике для определения местоположения, основываясь на координатах долготы и широты. Системы мониторинга транспортных средств, часы GPS, системы предупреждения о чрезвычайных происшествиях, системы наблюдения – это лишь небольшой список приложений, в которых может потребоваться технология … Читать далее →

Как показывают многочисленные исследования в современном мире люди более склонны доверять машинам нежели другим людям. Сейчас, когда в мире активно развиваются такие технологии как искусственный интеллект, машинное обучение, чат-боты, синергия (совместная деятельность) между людьми и роботами с каждым годом все … Читать далее →

Двигатели постоянного тока относятся к числу наиболее часто используемых двигателей. Их можно встретить где угодно – начиная от простейших конструкций до продвинутой робототехники. В этой статье мы рассмотрим подключение двигателя постоянного тока к микроконтроллеру ATmega16 (семейство AVR). Но сначала немного … Читать далее →

Принцип действия датчиков Холла основан на так называемом «эффекте Холла», открытым Эдвином Холлом (Edwin Hall) в 1869 году. Этот эффект гласит: «эффект Холла основан на явлении возникновения поперечной разности потенциалов (называемой также холловским напряжением) при помещении проводника с постоянным током … Читать далее →

Широтно-импульсная модуляция (сокр. ШИМ, от англ. PWM — Pulse Width Modulation) является технологией, позволяющей изменять ширину импульсов в то время как частота следования импульсов остается постоянной. В настоящее время она применяется в разнообразных системах контроля и управления, а также в … Читать далее →

ATmega16 (семейство AVR) является дешевым 8 битным микроконтроллером и имеет достаточно большое число интерфейсов ввода-вывода общего назначения. Он поддерживает все часто используемые в настоящее время протоколы связи такие как UART, USART, SPI и I2C. Он достаточно широко применяется в робототехнике, … Читать далее →

Существует несколько способов программирования микроконтроллеров семейства AVR. В данной статье мы рассмотрим один из наиболее популярных в настоящее время способов программирования данных микроконтроллеров – с помощью программатора USBASP v2.0 и программы Atmel Studio 7.0. Хотя на нашем сайте уже есть … Читать далее →

Создание робота – это всегда волнующее событие для всех энтузиастов, увлекающихся электроникой. И это волнение усиливается если создаваемый робот может автоматически делать некоторые вещи без внешних команд. Одним из широко известных подобных роботов, доступных для создания новичками, является робот, движущийся … Читать далее →

Часто во многих конструкциях, использующих микроконтроллеры AVR, используется аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) данных микроконтроллеров. Он используется везде где необходимо преобразовать какое-нибудь аналоговое значение в цифровое. Обычно это конструкции с датчиками температуры, датчиками наклона, датчиками тока, гибкими датчиками и т.п. На нашем … Читать далее →

Шаговые двигатели – это бесщеточные двигатели постоянного тока, которую могут вращаться от 00 до 3600 дискретными шагами. С каждым управляющим сигналом ось такого двигателя поворачивается на фиксированное значение (шаг). Управление вращением подобных двигателей осуществляется последовательностью специальных сигналов. В отличие от … Читать далее →

microkontroller.ru

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

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

15.12.201414.9k.

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

06.11.201410.8k.

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.

30.10.201410.2k.

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

20.10.20149.1k.

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

20.10.201414.5k.

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

20.10.20146.7k.

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

20.10.20146.7k.

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

16.10.201413.1k.

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

16.10.20146.6k.

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

15.10.201425.9k.

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

15.10.201414k.

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

14.09.20147.2k.

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

29.08.20149k.

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

16.08.20144k.

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

12.08.20142.9k.

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

Устройства на микроконтроллерах — Страница 2 — Меандр — занимательная электроника

Схемы на микроконтроллерах PIC, AVR

Предлагаемый вариант отладочной платы предназначен для проверки и отладки программ микроконтроллеров семейства PICmicro в корпусе DIP-28, например: PIC18P2525, PIC18P2620, PIC16P76, PIC18P73, PIC16P870, PIC18P873, PIC18P876 и многих других. Она может быть полезна как начинающим радиолюбите­лям, так и опытным разработчикам встраиваемого программно­го обеспечения. Схема отладочной платы представле­на на рис. 1. Она имеет «на борту» следующий набор элементов: …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35963

Схема фонаря показана на рисунке. На полевом транзисторе VT1, дрос­селе L1, диоде VD1 и конденсаторе С4 собран повышающий преобразователь, управляющие импульсы для которого вырабатывает микроконтроллер DD1. С подвижного контакта подстроенного резистора R1 снимают и подают на вход АЦП микроконтроллера часть напряже­нии питания для его контроля. Кнопкой SB1 включают фонарь и регулируют яркость его свечения. Пять …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35687

Для реализации проекта понадобится 4 светодиодных матрицы 8х8, 4 сдвигающих регистра 74HC595 и управляющий микроконтроллер TINY13A. Задача заключается в том, чтобы зажечь все 256 светодиодов от нашего 8-выводного микроконтроллера TINY13A. Для этого дела выводов на данном микроконтроллере явно маловато, по этому будем расширять порты регистрами сдвига. Что бы всё работало я написал небольшую «детскую» программку, …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35659

Таймер предназначен для задания и отсчета времени до 99 минут 59 секунд. После завершения заданного интервала происходит подключение нагрузки к электросети при помощи электромагнит­ного реле. В основе схемы микроконтроллер PIC16Р628A. Индикация осуществляется на стандартном двухстрочном 16-значном дисплее (1602). Управление при помощи четырех кнопок. Кнопка S4 служит для сброса. Кнопкой S3 можно выбрать что устанавливать, минуты …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35655

Утечки горючих газов из бытовой газораспределительной сети либо баллонов регулярно становятся причинами трагедий. Естественно, на рынке представлено немало сигнализаторов [1-5], которые должны поднять тревогу, если уровень загазованности помещения выше нормы. Но слишком высокая стоимость такого прибора при сравнительной простоте его конструкции подталкивает к самостоятельному изготовлению подобного устройства. Основа предлагаемого сигнализатора — изображённый на рис. 1 …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35574

meandr.org

Устройства на микроконтроллерах — Страница 2 — Меандр — занимательная электроника

Схемы на микроконтроллерах PIC, AVR

Предлагаемый вариант отладочной платы предназначен для проверки и отладки программ микроконтроллеров семейства PICmicro в корпусе DIP-28, например: PIC18P2525, PIC18P2620, PIC16P76, PIC18P73, PIC16P870, PIC18P873, PIC18P876 и многих других. Она может быть полезна как начинающим радиолюбите­лям, так и опытным разработчикам встраиваемого программно­го обеспечения. Схема отладочной платы представле­на на рис. 1. Она имеет «на борту» следующий набор элементов: …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35963

Схема фонаря показана на рисунке. На полевом транзисторе VT1, дрос­селе L1, диоде VD1 и конденсаторе С4 собран повышающий преобразователь, управляющие импульсы для которого вырабатывает микроконтроллер DD1. С подвижного контакта подстроенного резистора R1 снимают и подают на вход АЦП микроконтроллера часть напряже­нии питания для его контроля. Кнопкой SB1 включают фонарь и регулируют яркость его свечения. Пять …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35687

Для реализации проекта понадобится 4 светодиодных матрицы 8х8, 4 сдвигающих регистра 74HC595 и управляющий микроконтроллер TINY13A. Задача заключается в том, чтобы зажечь все 256 светодиодов от нашего 8-выводного микроконтроллера TINY13A. Для этого дела выводов на данном микроконтроллере явно маловато, по этому будем расширять порты регистрами сдвига. Что бы всё работало я написал небольшую «детскую» программку, …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35659

Таймер предназначен для задания и отсчета времени до 99 минут 59 секунд. После завершения заданного интервала происходит подключение нагрузки к электросети при помощи электромагнит­ного реле. В основе схемы микроконтроллер PIC16Р628A. Индикация осуществляется на стандартном двухстрочном 16-значном дисплее (1602). Управление при помощи четырех кнопок. Кнопка S4 служит для сброса. Кнопкой S3 можно выбрать что устанавливать, минуты …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35655

Утечки горючих газов из бытовой газораспределительной сети либо баллонов регулярно становятся причинами трагедий. Естественно, на рынке представлено немало сигнализаторов [1-5], которые должны поднять тревогу, если уровень загазованности помещения выше нормы. Но слишком высокая стоимость такого прибора при сравнительной простоте его конструкции подталкивает к самостоятельному изготовлению подобного устройства. Основа предлагаемого сигнализатора — изображённый на рис. 1 …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35574

meandr.org

Очень маленькое, но очень полезное устройство.

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.

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

www.radiokot.ru