|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Mikrokontroler steruje pojazdem terenowym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Mikrokontrolery Szeroka funkcjonalność, względna łatwość programowania i niski koszt sprawiły, że mikrokontrolery jednoukładowe stały się atrakcyjne dla amatorskiej twórczości radiowej. Proponowane urządzenie zostało opracowane jako pomoc wizualna dla koła inżynierii radiowej, aby ułatwić młodym radioamatorom studiowanie mikrokontrolerów i uczynić to badanie wizualnym, żywym i rozrywkowym. Produkt bazuje na dużej zabawce elektromechanicznej - kosmicznym pojeździe terenowym na gąsienicach napędzanym dwoma silnikami elektrycznymi. Sterowany jest dostępnym domowym mikrokontrolerem KR1878BE1. Program przewiduje szereg sekwencyjnych działań, które zapewniają automatyczne naprowadzanie maszyny na źródło światła i zbliżanie się do niego. Wszystkim akcjom towarzyszą odpowiednie komunikaty głosowe zapisywane w pamięci znanych już czytelnikom wyspecjalizowanych chipów Chipcorder firmy Winbond Electronics. Opisane poniżej urządzenie działa w następujący sposób. Po włączeniu zasilania dioda kontrolna miga dwukrotnie, sygnalizując normalną pracę mikrokontrolera. Następnie w ciągu 20 sekund maszyna mówi, dlaczego i przez kogo została stworzona, a także, że steruje nią jednoukładowy mikrokontroler KR1878BE1. Ponadto relacjonuje swoje zadanie - znalezienie źródła światła i zbliżenie się do niego, po czym określa poziom oświetlenia w kierunku przed nią, wykonuje obrót w prawo o około 10 °, ponownie mierzy oświetlenie . Jeżeli po skręcie w prawo zmalało to powinno skręcić w lewo o te same 10°, jeżeli się zwiększyło to wykonuje się kolejny skręt w prawo, ponownie mierzy się oświetlenie itp. Innymi słowy samochód skręca w kierunku narastającego oświetlenia, aż się nie zatrzyma (jednocześnie lekko przeskakując kierunek do maksymalnego oświetlenia), a następnie wykonuje jeden obrót w przeciwnym kierunku. W rezultacie określany jest kierunek do pierwszego znalezionego maksymalnego oświetlenia. Następnie samochód zaczyna zbliżać się do celu - porusza się w jego kierunku przez określony czas. Ponadto ta sekwencja działań jest wykonywana określoną liczbę razy. Wszystkie działania są komentowane komunikatami głosowymi. Po zakończeniu ostatniego kroku programu maszyna zgłasza, że program został zakończony. (Obrót maszyny o 10° jest określony przez czas pracy odpowiedniego silnika elektrycznego i prędkość gąsienicy zabawki elektromechanicznej, której użył autor). Schemat ideowy części sterującej urządzenia pokazano na ryc. 1. Jego podstawą jest mikrokontroler DD1 KR1878BE1 [1-3]. Schemat przełączania jest typowy. Częstotliwość zegara jest ustawiana przez rezonator kwarcowy ZG1. Dioda LED HL1 wskazuje, że mikrokontroler uruchomił się normalnie i program jest uruchomiony.
Źródłem sygnału jest fotodioda VD2. Za pomocą wzmacniacza operacyjnego DA2.1 jego fotoprąd jest przekształcany w napięcie. Rezystor R13 i kondensator C9 tworzą filtr dolnoprzepustowy. Śledzenie na wzmacniaczu operacyjnym DA2.2 zapewnia jego koordynację z wejściem ADC DA4. Przykładowe napięcie jest wytwarzane za pomocą zintegrowanej diody Zenera DA6 i rezystora ograniczającego prąd R34. Rezystor R12 jest dobrany do konkretnej kopii fotodiody VD2, aby przy oświetleniu zbliżonym do maksymalnego napięcie na wejściu ADC nie przekraczało przykładowego, równego 2,5 V. Urządzenie wykorzystuje 10-bitowy ADC TLC1549CP z interfejsem szeregowym. Dzięki temu mikrokontroler może sterować i odbierać dane z przetwornika ADC przy użyciu tylko trzech linii sygnałowych. Schemat czasowy działania przetwornika ADC pokazano na rys. 2. Po podaniu sygnału CS na wyjściu DATA pojawia się najbardziej znaczący bit wyniku poprzedniej konwersji. Aby uzyskać następny bit, musisz zastosować impuls do wejścia I/O CLOCK przetwornika ADC. Wraz z jego spadkiem na wyjściu DATA pojawia się kolejny bit itd. Równocześnie wraz ze spadkiem trzeciego impulsu na wejściu I/O CLOCK rozpoczyna się próbkowanie wejściowego sygnału analogowego z wejścia IN przetwornika ADC. Po zaniku dziesiątego impulsu na wejściu I/O CLOCK, wyjście wyniku poprzedniej konwersji kończy się i rozpoczyna się nowa konwersja. Do wejścia CS musi być przyłożony wysoki poziom. Po 21 µs lub więcej można zastosować sygnał CS i odczytać wynik konwersji. Ogólny algorytm jest następujący: najpierw „wypchnij” niepotrzebne 10 bitów poprzedniej konwersji z ADC, następnie odczekaj co najmniej 21 μs, a następnie odczytaj wynik bieżącej konwersji. Napięcie zasilania silników elektrycznych M1 i M2 jest dostarczane przez klucze wykonane na tranzystorach VT1 i VT2. Kiedy na wyjściach mikrokontrolera PA2 i TIME pojawi się wysokie napięcie, tranzystory VT1 i VT2 otwierają się, a silniki elektryczne zaczynają obracać tory. W tym przykładzie wykonania produkt może poruszać się do przodu i obracać, hamując jedną z gąsienic. Jeśli konieczne jest zapewnienie cofania lub skręcania poprzez przeciwbieżne obracanie ścieżek, powinno być osiem tranzystorów i dodatkowy układ transkodera z trzech linii (w tym przypadku używany jest również port PA4) do ośmiu klawiszy. Taki przełącznik został zmontowany i przetestowany przez autora, ale w praktyce okazało się, że można obejść się bez biegu wstecznego, a urządzenie sterujące silnikiem jest znacznie uproszczone. Pozostałe jednostki urządzenia są przeznaczone do nagłośnienia produktu, a ich wyłączenie nie wpłynie na działanie części sterującej. Układy scalone DA3 i DA5 serii ISD1400 [4-6] różnią się od opisanych w [7] serii ISD4004 krótszym czasem rejestracji (20 s) oraz prostszym interfejsem, który nie wymaga sterowania mikroprocesorowego. Włączenie chipów DA3 i DA5 odpowiada opisowi w dokumentacji ich użytkowania. Podczas ustanawiania wszystkie krótkie wiadomości głosowe są nagrywane w pierwszej z nich, a jedna długa wiadomość głosowa jest nagrywana w drugiej. Rejestr przesuwny DD2 służy do gromadzenia w nim ośmiobitowego adresu, od którego rozpoczyna się nagrywanie żądanej frazy. Przed rozpoczęciem wyszukiwania źródła światła przez wyjście PB2 mikrokontroler wysyła sygnał do DA5, aby rozpocząć odtwarzanie i odtwarza jeden długi komunikat. Podczas procesu naprowadzania i zbliżania się do celu mikrokontroler wyprowadza poprzez DD2 na wejścia adresowe DA3 adres początku żądanej frazy, po czym przez wyjście RVR wysyłany jest sygnał do rozpoczęcia odtwarzania frazy. Komunikaty są wzmacniane przez wzmacniacz mocy oparty na chipie DA1. Głośność jest regulowana przez rezystor dostrajający R1. Po wykonaniu określonej liczby kroków wskazujących i zbliżających się do źródła światła model zatrzymuje się. Kołki PAO i PB4 (punkty A i B) są zarezerwowane do podłączenia dwóch przycisków ze stykami zwiernymi (drugie kołki przycisków są podłączone do wspólnego przewodu urządzenia). Wewnątrz mikrokontrolera do tych pinów są programowo podłączone rezystory podłączone do szyny zasilającej +5 V. Gdy styki przycisków są zwarte, napięcie na odpowiednim pinie spada do 0. Jeśli zaprogramujesz tryb przerwania na spadek napięcia na tych wejściach i dodać procedury obsługi przerwań, możesz „nauczyć” samochód reagowania na przeszkody. Kody programu, który należy wprowadzić do pamięci mikrokontrolera podano w tabeli. 1.
Urządzenie zasilane jest przewodami ze źródła 5 V, które podczas ruchu do przodu (oba silniki pracują) pobiera prąd około 0,5 A (w zależności od zastosowanych silników). Należy zauważyć, że w momencie rozruchu pobierany prąd jest znacznie większy. Autor uzyskał co najmniej ponad 1,2 A na silnik, aw obwodzie zasilania wystąpiła ingerencja, która spowodowała restart mikrokontrolera. Zostało to wyeliminowane przez połączenie rezystorów R2 i R3 szeregowo z silnikami. Większość części urządzenia zamontowana jest na płytce stykowej o wymiarach 125x65 mm (Rys. 3).
W przypadku mikroukładów DA3 i DA5 zainstalowane są na nim gniazda 28-gniazdowe, a dla DD1 - 18-gniazdowe. Wszystkie rezystory - kondensatory tlenkowe MSC - K50-35 lub podobna produkcja zagraniczna, reszta - KM. Możesz wziąć prawie każdą fotodiodę VD2. Przetestowano trzy fotodiody różnych typów i ze wszystkimi uzyskano dobry wynik. Rezystancja rezystora R12 w tym przypadku zmieniła się z 47 na 820 kOhm. Jeśli jako źródło światła używana jest żarówka, pożądane jest użycie fotodiody IR, w którym to przypadku wpływ światła słonecznego będzie mniejszy. Zamiast zintegrowanej diody Zenera LM385Z-2,5 (DA6) dopuszczalne jest użycie KS133A poprzez zmniejszenie rezystancji rezystora R34 do 330 omów. Wymiana tranzystorów KT863A (VT1, VT2) jest niepożądana (zostały wybrane ze względu na dwa parametry: wysoki współczynnik przenoszenia prądu bazy i niskie napięcie nasycenia emiter-kolektor). W czasie nagrywania komunikatów głosowych mikrokontroler DD1 jest usuwany z panelu, chip DA3 jest instalowany w miejsce DA5, wpisywane są do niego niezbędne frazy, następnie wraca na swoje miejsce, a DA5 do własnego i nagrywana jest długa wiadomość. Po zakończeniu wszystkich operacji mikrokontroler jest również instalowany na miejscu. Komunikaty do chipa zainstalowanego w miejsce DA5 są rejestrowane w następujący sposób. Przed pierwszą rejestracją przełącznikiem SA1 ustawia się adres 7h na wejściach AO-A00 (wszystkie styki SA1 są zwarte). Będzie to adres początku pierwszego fragmentu dźwięku w pamięci chipa. Następnie naciśnij i przytrzymaj przycisk SB2 („REC”) przez cały czas nagrywania żądanej frazy. Po zwolnieniu przycisku nagrywanie zatrzymuje się, a kod końca fragmentu zostaje automatycznie zapisany w pamięci mikroukładu na końcu fragmentu dźwiękowego. Niestety nie da się ustalić dokładnego adresu końca. Dlatego za pomocą SA1 ustawiany jest adres, który w przybliżeniu odpowiada końcowi fragmentu z „niedoborem”. Można to zrobić na podstawie czasu potrzebnego do nagrania fragmentu oraz tabeli korespondencji adresów i czasu nagrania (w skróconej formie – patrz tabela 2).
Dla ISD1420 zmiana adresu na 01h odpowiada okresowi czasu 0,125 s. Krótkie wiadomości, takie jak „Znaleziono cel”, trwają około 1,5 sekundy. Po ustawieniu adresu należy krótko nacisnąć przycisk odtwarzania SB1 („PLAT”). Jeżeli wprowadzony adres jest mniejszy niż adres końca fragmentu, to usłyszymy utwór z końca fragmentu, a dioda HL2 zaświeci się na końcu będzie migać krótko.Jeśli adres był większy, to przez stosunkowo długi czas będzie cisza, a następnie migać dioda HL2, co oznacza, że odtwarzanie osiągnęło koniec pamięci chipa.W tym sposób ustalany jest adres końca wiadomości. Adres następujący po zakończeniu poprzedniej wiadomości stanie się adresem początku następnej. Wszystkie adresy, od których zaczynają się wiadomości, powinny być starannie zapisane, ponieważ będą zawarte w programie zamiast tych, które dostał autor i odpowiadają czasowi trwania wypowiedzianych przez niego fraz. Jeśli głośność komunikatów głosowych jest niewystarczająca, można zwiększyć rezystancję rezystora R1 lub zastosować inny wzmacniacz z wejściem różnicowym. Pojemność kondensatora C6 można zmniejszyć do 0,1 uF, co przyspieszy start mikrokontrolera. W module sterującym silnika może być konieczne zmniejszenie rezystancji rezystorów R4 i R5 do 270 omów. literatura
Autor: N.Ostroukhov, Surgut, obwód Tiumeń
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Zasilacz PID-250 z dwoma wyjściami ▪ Stres hamuje komórki odpornościowe ▪ Przenośne dyski twarde Stream S03 z interfejsem USB 3.0 ▪ Ultrafiolet sprawia, że mózg jest mądrzejszy
▪ sekcja serwisu Słowa skrzydlate, jednostki frazeologiczne. Wybór artykułu ▪ artykuł Wywierć dziecko. Wskazówki dla modelarza ▪ artykuł Co samce pchaczy dają swoim dziewczynom podczas zabaw godowych? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Opony spawane - rowerowe. Wskazówki podróżnicze ▪ artykuł Interfejs RS-232C. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony