המיקרו-בקר שולט על הרובר

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

המיקרו-בקר שולט ברכב השטח. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מיקרו-בקרים

פונקציונליות רחבה, קלות יחסית בתכנות ועלות נמוכה הפכו את המיקרו-בקרים עם שבב בודד לאטרקטיביים עבור חובבי רדיו חובבים. המכשיר המוצע פותח כעזר חזותי עבור חוג הנדסת רדיו כדי להקל על חובבי רדיו צעירים ללמוד מיקרו-בקרים ולהפוך את הלימוד הזה לחזותי, תוסס ומשעשע.

הבסיס של המוצר היה צעצוע אלקטרומכני גדול - רכב שטח עם רצועות שטח מונע על ידי שני מנועים חשמליים. פעולתו נשלטת על ידי מיקרו-בקר ביתי זמין KR1878BE1. התוכנית מספקת סדרה של פעולות עוקבות כדי לכוון אוטומטית את המכונה אל מקור האור ולהתקרב אליו. כל הפעולות מלוות בהודעות קוליות מתאימות המוקלטות בזיכרון של מעגלים מיוחדים של ה-Chipcorder מבית Win bond Electronics, שכבר מוכרים לקוראים.

המכשיר המתואר להלן פועל כדלקמן. לאחר הפעלת המתח, נורית הבקרה מהבהבת פעמיים, מה שמצביע על פעולה תקינה של המיקרו-בקר. ואז, תוך 20 שניות, המכונה מספרת מדוע ועל ידי מי היא נוצרה, וגם שהיא נשלטת על ידי בקר מיקרו-שבב יחיד KR1878BE1. לאחר מכן, היא מדווחת על משימתה - למצוא מקור אור ולהתקרב אליו, ולאחר מכן היא קובעת את רמת ההארה בכיוון שלפניה, פונה ימינה בכ-10°, ושוב מודדת את ההארה. אם לאחר הפנייה ימינה הוא הפך קטן יותר, אז פנה שמאלה באותה 10°, אבל אם הוא גדל, אז נעשה סיבוב נוסף ימינה, ההארה נמדדת שוב וכו'. במילים אחרות, המכונית מסתובבת לכיוון הגברת התאורה עד שהיא לא תעצור (תוך כדי דילוג מעט לכיוון הארה המקסימלית), ואז עושה סיבוב אחד בכיוון ההפוך.

כתוצאה מכך, הכיוון למקסימום ההארה שנמצא הראשון נקבע. לאחר מכן, המכונית מתחילה להתקרב אל המטרה - נעה לעברה לזמן מסוים. רצף פעולות זה מבוצע לאחר מכן מספר מוגדר של פעמים. כל הפעולות מוערבות בהודעות קוליות. לאחר השלמת השלב האחרון של התוכנית, המכשיר מדווח שהתוכנית הושלמה. (סיבוב המכונה ב-10° נקבע על פי זמן הפעולה של המנוע החשמלי המתאים ומהירות התנועה של המסלול של הצעצוע האלקטרומכני שבו השתמש המחבר).

התרשים הסכמטי של חלק הבקרה של המכשיר מוצג באיור. 1. הבסיס שלו הוא המיקרו-בקר DD1 KR1878BE1 [1-3]. דיאגרמת החיבור אופיינית. תדר השעון נקבע על ידי מהוד הקוורץ ZG1. נורית HL1 משמשת לציין שהמיקרו-בקר הופעל כרגיל והתוכנית פועלת.

(לחץ להגדלה)

מקור האות הוא הפוטודיודה VD2. באמצעות OP-amp DA2.1, זרם הצילום שלו מומר למתח. הנגד R13 והקבל C9 יוצרים מסנן נמוך. ה-Repeater ב-Op-amp DA2.2 מבטיח את התאמתו לכניסה של ADC DA4. מתח הייחוס נוצר באמצעות דיודת זנר משולבת DA6 ונגד מגביל זרם R34. הנגד R12 נבחר עבור מופע ספציפי של פוטודיודה VD2 בצורה כזו שבהארה קרובה למקסימום, המתח בכניסת ADC אינו חורג מהערך הסטנדרטי של 2,5 וולט.

המכשיר משתמש ב-10 סיביות TLC1549CP ADC עם ממשק טורי. זה מאפשר למיקרו-בקר להניע ולקבל נתונים מה-ADC באמצעות שלושה קווי אות בלבד. תרשים התזמון של פעולת ה-ADC מוצג באיור. 2. לאחר הפעלת אות ה-CS, הסיביות המשמעותית ביותר של התוצאה של ההמרה הקודמת מופיעה בפלט DATA. כדי לקבל את הביט הבא, עליך להפעיל פולס על כניסת ה-I/O CLOCK של ה-ADC. כשהיא נופלת, הספרה הבאה מופיעה ביציאת DATA וכו'. במקביל, כשהפולס השלישי נופל בכניסת I/O CLOCK, מתחילה דגימה של האות האנלוגי המבוא מכניסת IN של ה-ADC. עם נפילת הפולס העשירי בכניסת I/O CLOCK, הפלט של תוצאת ההמרה הקודמת מסתיימת ומתחילה המרה חדשה. יש להחיל את קלט ה-CS גבוה. לאחר 21 µs או יותר, ניתן להחיל את אות ה-CS ולקרוא את תוצאת ההמרה. האלגוריתם הכללי הוא כדלקמן: תחילה "דחף" את 10 הסיביות המיותרות של ההמרה הקודמת אל מחוץ ל-ADC, לאחר מכן המתן לפחות 21 µs, ולאחר מכן קרא את התוצאה של ההמרה הנוכחית.

מתח האספקה למנועים החשמליים M1 ו-M2 מסופק באמצעות מתגים שנעשו על טרנזיסטורים VT1 ו-VT2. כאשר מופיע מתח ברמה גבוהה ביציאות של המיקרו-בקר PA2 ו-RAZ, הטרנזיסטורים VT1 ו-VT2 נפתחים והמנועים החשמליים מתחילים לפעול, מסובבים את המסלולים. בהתגלמות זו, המוצר יכול לנוע קדימה ולהסתובב על ידי בלימה של אחד המסלולים. אם יש צורך להבטיח היפוך או סיבוב על ידי סיבוב נגדי של המסלולים, אז חייבים להיות שמונה טרנזיסטורים ויש צורך בשבב טרנסקודר נוסף משלושה קווים (במקרה זה נעשה שימוש גם ביציאת PA4) ועד שמונה מפתחות. מתג כזה הורכב ונבדק על ידי המחבר, אך בפועל התברר שניתן לוותר על הילוך אחורי, ומכשיר הבקרה למנועים חשמליים מפושט משמעותית.

שאר רכיבי המכשיר מיועדים להשמעת המוצר, והחרגתם לא תשפיע בשום אופן על פעולת חלק הבקרה. שבבי DA3 ו-DA5 מסדרת ISD1400 [4-6] נבדלים מסדרת ISD7 המתוארת ב[4004] בכך שהם בעלי משך הקלטה קצר יותר (20 שניות) וממשק פשוט יותר שאינו דורש שליטה במיקרו-מעבד. הכללת השבבים DA3 ו-DA5 תואמת את המתואר בתיעוד לשימושם. בעת ההגדרה, כל ההודעות הקוליות הקצרות מוקלטות בראשון שבהם, ואחת ארוכה מוקלטת בשנייה.

אוגר המשמרת DD2 משמש לצבירת כתובת של שמונה סיביות, ממנה מתחילה הקלטת הביטוי הרצוי. לפני שמתחילים לחפש מקור אור, המיקרו-בקר שולח אות התחלה של השמעה ל-DA2 דרך הפלט PB5, והוא משמיע הודעה אחת ארוכה. במהלך תהליך ההצבעה והתקרבות למטרה, המיקרו-בקר מוציא את הכתובת של תחילת הביטוי הרצוי דרך DD2 לכניסות הכתובות DA3, ולאחר מכן האות לתחילת השמעת הביטוי נשלח דרך יציאת ה-RVZ. ההודעות מוגברות על ידי מגבר כוח המבוסס על שבב DA1. עוצמת הקול מותאמת על ידי נגד חיתוך R1. לאחר השלמת מספר מוגדר של שלבי הצבעה והתקרבות למקור האור, הדגם מפסיק.

מסופי RAO ו-PB4 (נקודות A ו-B) שמורים לחיבור שני לחצנים עם מגעים פתוחים בדרך כלל (המסופים השניים של הכפתורים מחוברים לחוט המשותף של המכשיר). בתוך המיקרו-בקר, נגדים המחוברים לאפיק הכוח +5 V מחוברים באופן תכנותי לפינים הללו.כאשר מגעי הכפתורים סגורים, המתח בפין המתאים יורד ל-0. אם מתכנתים את מצב הפסיקה לירידת מתח בכניסות אלו. ולהוסיף שגרות עיבוד פסיקות, אתה יכול "ללמד" את המכונית מגיבה למכשולים.

הקודים של התוכנית שיש להזין בזיכרון המיקרו-בקר ניתנים בטבלה. 1.

(לחץ להגדלה)

המכשיר מופעל ממקור של 5 V דרך חוטים, צורך זרם של כ-0,5 A בעת תנועה קדימה (שני המנועים פועלים) (בהתאם למנועים שבהם נעשה שימוש). יש לציין שברגע ההתחלה הצריכה הנוכחית גדולה בהרבה. עבור המחבר, התברר שהוא לפחות יותר מ-1,2 A לכל מנוע, והתעוררו הפרעות במעגל החשמל, שגרמו למיקרו-בקר להתנע מחדש. ניתן היה לבטלו על ידי חיבור נגדים R2 ו-R3 בסדרה עם המנועים החשמליים.

רוב חלקי המכשיר מותקנים על לוח לחם בגודל 125x65 מ"מ (איור 3).

המיקרו-בקר שולט על הרובר

עבור מעגלים מיקרו-DA3 ו-DA5, יש לו שקעים של 28 שקעים, ול-DD1 - 18 שקעים. כל הנגדים הם קבלי תחמוצת MSh - K50-35 או כאלה מתוצרת חוץ, השאר הם KM. אתה יכול לקחת כמעט כל photodiode VD2. נבדקו שלוש פוטודיודות מסוגים שונים, והתקבלו תוצאות טובות עם כולן. ההתנגדות של הנגד R12 נעה בין 47 ל-820 קילו אוהם. אם מנורת ליבון תשמש כמקור אור, רצוי להשתמש בפוטודיודה IR, במקרה זה השפעת אור השמש תהיה פחותה. במקום דיודת הזנר המשולבת LM385Z-2,5 (DA6), מותר להשתמש ב-KS133A, להפחית את ההתנגדות של הנגד R34 ל-330 אוהם. החלפת טרנזיסטורים KT863A (VT1, VT2) אינה רצויה (הם נבחרו על סמך שני פרמטרים: מקדם העברת זרם בסיס גבוה ומתח רוויה נמוך של פולט-אספן).

בזמן הקלטת הודעות קוליות, המיקרו-בקר DD1 מוסר מהפאנל, שבב DA3 מותקן במקום DA5, נכתבים בו הביטויים הדרושים, ואז הוא מוחזר למקומו, ו-DA5 מוחזר למקומו והודעה ארוכה היא מוּקלָט. עם השלמת כל הפעולות, המיקרו-בקר מותקן במקום.

הודעות נכתבות לשבב המותקן במקום DA5 כדלקמן. לפני ההקלטה הראשונה, באמצעות מתג SA1, הכתובת 7h מוגדרת בכניסות של AO-A00 (כל המגעים של SA1 נמצאים במצב סגור). זו תהיה הכתובת של תחילתו של קטע הצליל הראשון בזיכרון השבב. לאחר מכן לחץ והחזק את הלחצן SB2 ("REC") למשך כל זמן ההקלטה של הביטוי הרצוי. לאחר שחרור הכפתור, ההקלטה נפסקת, והקוד לסוף הפרגמנט מוקלט אוטומטית בזיכרון השבב בסוף קטע הצליל.

למרבה הצער, אי אפשר לקבוע במדויק את כתובת הקצה. לכן, באמצעות SA1, מוגדרת כתובת התואמת בערך לסוף הפרגמנט עם ה"מחסור". ניתן לעשות זאת על סמך הזמן הנדרש להקלטת קטע, וטבלת ההתאמה בין הכתובות לזמן ההקלטה (בצורה מקוצרת - ראה טבלה 2).

(לחץ להגדלה)

עבור ISD1420, שינוי הכתובת ל-01h מתאים למרווח זמן של 0,125 שניות. הודעות קצרות כמו "יעד זוהה" נמשכות כ-1,5 שניות. לאחר הגדרת הכתובת, לחץ לחיצה קצרה על כפתור ההפעלה SB1 ("PLAT"). אם הכתובת שהוזנה קטנה מהכתובת של סוף הפרגמנט, אזי יישמע קטע מסוף הפרגמנט, ונורית HL2 יהבהב קצר בסיום אם הכתובת הייתה גדולה יותר אז ישרור שקט לזמן ארוך יחסית ואז נורית HL2 מהבהבת כלומר השמעה הגיעה לסוף הזיכרון של השבב.בדרך זו הכתובת של סופו של ההודעה נקבע. הכתובת שאחרי סוף ההודעה הקודמת תהפוך לכתובת ההתחלה של ההודעה הבאה. יש לרשום בקפידה את כל הכתובות שמהן מתחילות ההודעות, שכן יהיה צורך להזין אותן ב- תוכנית במקום אלה שהושג על ידי המחבר ותואמות את משך הביטויים שדיבר.

אם עוצמת הקול של ההודעות הקוליות אינה מספקת, אתה יכול להגביר את ההתנגדות של הנגד R1 או להשתמש במגבר אחר עם כניסה דיפרנציאלית. ניתן להפחית את הקיבול של קבל C6 ל-0,1 µF, זה יאיץ את ההפעלה של המיקרו-בקר. במודול בקרת המנוע, ייתכן שיהיה צורך להפחית את ההתנגדות של הנגדים R4 ו-R5 ל-270 אוהם.

קבצי פרויקט

ספרות

KR1878BE1 - מיקרו-בקר RISC 8 סיביות. - JSC Angstrem.
(תיאור KR1878BE1, תוכניות מתרגמים, מתכנת וכו').
Bogomolov D. מד תדר על מיקרו-בקר. - רדיו, 2000, מס' 10, עמ'. 4 - 6.
.
- תיאור של מיקרו-מעגלים מסדרת ISD1420 (קבצים 1400_1.pdf- 1400_3.pdf).
- תיאור של היבטים שונים של השימוש במיקרו-מעגלים מסדרת ISD1420 ודומיהם (קובץ apin10.pdf - דוגמאות של מעגלים, apin03.pdf - טבלת התאמת זמן וכתובות, apin04.pdf - שאלות נפוצות, apin05.pdf - אודות איך המיקרו-מעגל עובד, apin06 .pdf - על השימוש במיקרו-מעגלים ושיתוף פעולה עם LM386, apin07.pdf - על כתובת).
Shitikov A. ISD4004-16M - מערכת הקלטת/שחזור דיבור עם שבב בודד. - רדיו. 2002, מס' 2, עמ'. 19 - 21; מס' 3, עמ'. 15, 16.

מחבר: N. Ostroukhov, Surgut, אזור טיומן.

ראה מאמרים אחרים סעיף מיקרו-בקרים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

התמצקות של חומרים בתפזורת 30.04.2024

יש לא מעט תעלומות בעולם המדע, ואחת מהן היא ההתנהגות המוזרה של חומרים בתפזורת. הם עשויים להתנהג כמו מוצק אבל פתאום הופכים לנוזל זורם. תופעה זו משכה את תשומת לבם של חוקרים רבים, ואולי סוף סוף נתקרב לפתרון התעלומה הזו. דמיינו חול בשעון חול. בדרך כלל הוא זורם בחופשיות, אך במקרים מסוימים החלקיקים שלו מתחילים להיתקע, והופכים מנוזל למוצק. למעבר הזה יש השלכות חשובות על תחומים רבים, מייצור תרופות ועד בנייה. חוקרים מארה"ב ניסו לתאר תופעה זו ולהתקרב להבנתה. במחקר ערכו המדענים סימולציות במעבדה באמצעות נתונים משקיות של חרוזי פוליסטירן. הם גילו שלרעידות בתוך קבוצות אלה יש תדרים ספציפיים, כלומר רק סוגים מסוימים של רעידות יכלו לעבור דרך החומר. קיבלו ... >>

ממריץ מוח מושתל 30.04.2024

בשנים האחרונות התקדם המחקר המדעי בתחום הנוירוטכנולוגיה ופותח אופקים חדשים לטיפול בהפרעות פסיכיאטריות ונוירולוגיות שונות. אחד ההישגים המשמעותיים היה יצירת ממריץ המוח המושתל הקטן ביותר, שהוצג על ידי מעבדה באוניברסיטת רייס. מכשיר חדשני זה, הנקרא Digitally Programmable Over-brain Therapeutic (DOT), מבטיח לחולל מהפכה בטיפולים על ידי מתן יותר אוטונומיה ונגישות למטופלים. השתל, שפותח בשיתוף מוטיב נוירוטק ורופאים, מציג גישה חדשנית לגירוי מוחי. הוא מופעל באמצעות משדר חיצוני באמצעות העברת כוח מגנו-אלקטרי, ומבטל את הצורך בחוטים ובסוללות גדולות האופייניות לטכנולוגיות קיימות. זה הופך את ההליך לפחות פולשני ומספק יותר הזדמנויות לשיפור איכות החיים של המטופלים. בנוסף לשימוש בטיפול, להתנגד ... >>

תפיסת הזמן תלויה במה מסתכלים 29.04.2024

המחקר בתחום הפסיכולוגיה של הזמן ממשיך להפתיע אותנו בתוצאותיו. התגליות האחרונות של מדענים מאוניברסיטת ג'ורג' מייסון (ארה"ב) התבררו כמדהימות למדי: הם גילו שמה שאנו מסתכלים עליו יכול להשפיע רבות על תחושת הזמן שלנו. במהלך הניסוי, 52 משתתפים עברו סדרה של מבחנים, העריכו את משך הצפייה בתמונות שונות. התוצאות היו מפתיעות: לגודל ולפרטי התמונות הייתה השפעה משמעותית על תפיסת הזמן. סצנות גדולות יותר ופחות עמוסות יצרו אשליה של זמן מאט, בעוד שתמונות קטנות ועמוסות יותר נתנו תחושה שהזמן מואץ. חוקרים מציעים שעומס חזותי או עומס יתר על הפרטים עלולים להקשות על תפיסת העולם סביבנו, מה שבתורו יכול להוביל לתפיסה מהירה יותר של זמן. לפיכך, הוכח שתפיסת הזמן שלנו קשורה קשר הדוק למה שאנו מסתכלים עליו. יותר ויותר קטן ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מצלמה ללא עדשה 27.05.2023

המדען ההולנדי ביורן קרמן יצר מצלמה שמצלמת תמונות ללא עדשה. המכשיר נקרא Paragraphica.

המצלמה משתמשת בנתוני מיקום ובבינה מלאכותית. אז מקום ורגע מסוימים מוצגים.

נעשה שימוש בכתובת, מזג אוויר, שעה ביום ובמקומות סמוכים.

"ככל שדגמי בינה מלאכותית נעשים יותר ויותר מודעים, קשה לדמיין כיצד הם יכולים לראות את העולם הפיזי שלנו. המצלמה הזו מציעה דרך להכיר את העולם סביבנו שאינה מוגבלת לתפיסה חזותית", אומר היוצר.

עוד חדשות מעניינות:

▪ עצלות מלאה

▪ טרנזיסטורים 1 ננומטר

▪ X-Pro3 מצלמה ללא מראה

▪ מערכת barebone של GIGABYTE GB-BNi5G4-1050Ti

▪ כלבים יכולים לזהות קרינת חום

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר מגברים. בחירת מאמרים

▪ מאמר אני לא קורא שטויות, אבל יותר למופת. ביטוי פופולרי

▪ מאמר האם כלבים יכולים לראות צבעים? תשובה מפורטת

▪ מאמר מאת Greville Banks. אגדות, טיפוח, שיטות יישום