Kurs Elektroniki Zastosowanie elektroniki w robotyce cz. 2 2011-11-30 Opracowanie: Maksymilian Szumowski
Wstęp Tematyka spotkania: 1. Mikroprzełączniki 2. Multipleksowanie 3. Wykorzystanie komparatorów 4. Arduino Opracowanie: Maksymilian Szumowski 2/30
Mikroprzełączniki - wprowadzenie W Polsce pod nazwą mikroprzełącznik znajdują się dwa różne typu przełączników. Microswitch: Tactile switch: Opracowanie: Maksymilian Szumowski 3/30
Mikroprzełączniki przykładowe zastosowanie http://www.forbot.pl/forum/topics7/beam-robocik-wall-i-vt1478.htm Opracowanie: Maksymilian Szumowski 4/30
Mikroprzełączniki łączenie z mikroprocesorem Wyróżniamy dwa typy łączenia mikroprzełączników z mikroprocesorem. Z rezystorem Pull-up : Z rezystorem Pull-down : Opracowanie: Maksymilian Szumowski 5/30
Mikroprzełączniki debouncing W chwili zmiany stanu przycisku występuje drżenie styków mechanicznych. W bardzo małym przedziale czasu styki chwilowo się zwierają i rozwierają. Mikroprocesory potrafią wyłapad takie stany. Efektem jest nieprawidłowe zliczenie ilości naciśnięcia przycisku. Opracowanie: Maksymilian Szumowski 6/30
Mikroprzełączniki debouncing Problem drżenia styków można rozwiązad na dwa sposoby: 1. wykorzystując dodatkowe zewnętrzne elementy 2. pisząc odpowiednią funkcje obsługującą wejście od mikroprzełącznika Opracowanie: Maksymilian Szumowski 7/30
Mikroprzełączniki wykorzystanie kondensatora Dodanie kondensatora przy mikroprzełączniku. Główne wady takiego rozwiązania to: opóźnienie odebrania logicznej 1 chwilowe napięcie w stanie zabronionym Opracowanie: Maksymilian Szumowski 8/30
Mikroprzełączniki funkcja opóźniająca Rozwiązanie funkcją opóźniającą polega na przeczekaniu stanu nieustalonego. Przy bardziej zaawansowanych mikroprocesorach istnieją dodatkowe metody pozwalające zaoszczędzid ten czas. void EXTI1_IRQHandler (void) { /* Działanie wywołane przerwaniem od przycisku */ Delay(10); // opóżnienie przed zwolnieniem przerwania EXTI_ClearFlag(EXTI_Line1); } Wady: opóźnienie w programie, a co za tym idzie brak możliwości wykonywania głównej funkcji programu Opracowanie: Maksymilian Szumowski 9/30
Multipleksowanie - wstęp Wyświetlacze siedmiosegmentowe układ pozwalający wyświetlad liczby dziesiętne, można także wyświetlad niektóre litery i umowne znaki. Istnieją także wyświetlacze ośmiosegmentowe, w których ósmym segmentem jest kropka. Opracowanie: Maksymilian Szumowski 10/30
Multipleksowanie podział wyświetlaczy Podział wyświetlaczy ze względu na ustawienie diod oraz typowe oznaczenia kolejnych segmentów: Opracowanie: Maksymilian Szumowski 11/30
Multipleksowanie - sterowanie Wykorzystanie 11 pinów mikroprocesora do obsługi 4 wyświetlaczy siedmiosegmentowych czyli 28 diod: http://elektro.w.interia.pl/faq/02.html Opracowanie: Maksymilian Szumowski 12/30
Multipleksowanie matryce LED Matryca Led układ NxN diod, które steruje się zapalając kolejne wiersze. Sterowanie wierszem jest analogicznie do wyświetlaczy segmentowych. Opracowanie: Maksymilian Szumowski 13/30
Multipleksowanie matryca LED Schemat układu z rezystorami przy każdej diodzie: Opracowanie: Maksymilian Szumowski 14/30
Multipleksowanie mikroprzełączniki Wykorzystanie 7 pinów do obsługi 12 przełączników: http://hobby.abxyz.bplaced.net/img/art007_anim3.gif Opracowanie: Maksymilian Szumowski 15/30
Multipleksowanie odczyty ADC z czujników Schemat prostego multipleksowania. Wykorzystane 3 kanały ADC i dwa pomocnicze dowolne piny mikroprocesora: Opracowanie: Maksymilian Szumowski 16/30
Komparatory - wstęp Komparator analogowy układ porównujący dwa napięcia podawane na wejście, a na wyjściu podawany jest sygnał zależny od tego, który sygnał na wejściu jest większy. Przykładowe układy: LM339N LM393N Opracowanie: Maksymilian Szumowski 17/30
Komparatory LM339N Opracowanie: Maksymilian Szumowski 18/30
Komparatory LM339N Budowa wewnętrzna i charakterystyka wyjścia jako otwarty kolektor: Opracowanie: Maksymilian Szumowski 19/30
Komparatory LM339N Koniecznośd zastosowania rezystora podciągającego pull-up : Komparatory mogą służyd do: sprawdzania napięcia na baterii bez użycia mikroprocesora bezpośredni odczyt z czujników regulowany potencjometrem Dzięki takim rozwiązaniom nie trzeba stosowad stosunkowo wolnego ADC wewnątrz mikroprocesora. Opracowanie: Maksymilian Szumowski 20/30
Komparatory przykładowe wykorzystanie Odczyt stanu czujnika wykorzystując komparator i dowolny pin mikroprocesora: Opracowanie: Maksymilian Szumowski 21/30
Arduino Opracowanie: Maksymilian Szumowski 22/30
Arduino Arduino - platforma dla systemów wbudowanych oparta na prostym projekcie Open Hardware przeznaczonym dla mikrokontrolerów montowanych w pojedynczym obwodzie drukowanym, z wbudowaną obsługą wejścia/wyjścia oraz standaryzowanym językiem programowania. - Wikipedia Opracowanie: Maksymilian Szumowski 23/30
Arduino - IDE Programowanie Arduino odbywa się za pośrednictwem Arduino IDE. Język programowania bazuje na Wiring i przypomina język C. Wewnątrz Arduino IDE kod jest kompilowany przez avr-gcc, a następnie wgrywany do płytki Arduino. Opracowanie: Maksymilian Szumowski 24/30
Arduino wady i zalety Wady: brak możliwości korzystania ze wszystkich pinów mikroprocesora stała wielkośd płytki ograniczająca rozmieszczenie przestrzenne elementów Zalety: łatwośd programowania ogromna ilośd projektów z gotowymi opisami duża ilośd płytek typu shield nakładanych na Arduino z różnymi funkcjami Opracowanie: Maksymilian Szumowski 24/30
Arduino zakupione elementy Arduino Uno SMD Arduino Uno i Ethernet shield w jednym Opracowanie: Maksymilian Szumowski 26/30
Arduino zakupione elementy Arduino Mega ADK Opracowanie: Maksymilian Szumowski 27/30
Arduino zakupione elementy Moduł GPS USB Host Shield dla Arduino Opracowanie: Maksymilian Szumowski 28/30
Arduino zakupione elementy SparkFun Adapter 6 stopni swobody Kompletny zestaw czytnika RFID Opracowanie: Maksymilian Szumowski 29/30
Arduino zakupione elementy nootropic design Badacz wideo Kieszonkowy oscyloskop cyfrowy Top 40 projektów na Arduino: http://hacknmod.com/hack/top-40-arduino-projects-of-the-web/ Opracowanie: Maksymilian Szumowski 30/30