Самоделки своими руками на микроконтроллере / Хабр
Всем привет.Очередная самоделка сделанная своими руками на микроконтроллере. Как-то на днях между мной и знакомым зашел разговор о птицах. Как выяснилось из разговора, он занимается разведением различных певчих птиц, при этом он ловит диких птиц, с последующим одомашниванием. Особой хитрости в устройствах для поимки птиц нет. Используют клетки как с механическими срабатывающими устройствами, так и с примитивными дерганиями за веревку. Также используют для приманки как непосредственно саму птицу, посаженную в клетку, так и воспроизводят пение нужной птицы при помощи какого-то проигрывателя. У меня сразу созрел план реализации данного устройства на микроконтроллере. Вот и решил поделиться результатом своего творения.
Сразу встал вопрос, какую клетку применить. Поскольку у меня ничего подходящего не было, то нужно было приобретать или изготовить клетку самому. Делать клетку мне не хотелось, больше хотелось сосредоточиться на электронике.
Потратив немного времени, я придумал схему. Написание программы для микроконтроллера также не заняло много времени – буквально полчаса, и мое творение уже работало.
Принцип закрывания дверцы клетки весьма прост. Дверка клетки подпирается специальным упором, сделанным из медной проволоки. К упору крепится капроновая нить нужной длины. Если потянуть за нить, то упор соскальзывает, и дверка клетки под собственным весом закрывается. Но это в ручном режиме, а я хотел реализовать автоматический процесс без участия кого-либо.
Для управления механизмом закрывания дверцы клетки был применен сервопривод.
Но в процессе работы он создавал шум. Шум мог спугнуть птицу. Поэтому сервопривод я заменил на коллекторный двигатель, взятый из радиоуправляемой машинки. Он работал тихо и идеально подходил, тем более что управлять коллекторным двигателем не составляло сложностей.Для определения, находится ли уже птица в клетке, я использовал недорогой датчик движения. Сам датчик движения уже является законченным девайсом, и паять ничего не нужно. Но у данного датчика угол срабатывания весьма большой, а мне нужно, чтобы он реагировал только во внутренней области клетки. Для ограничения угла срабатывания я поместил датчик в цоколь, когда-то служившей эконом-лампы. Из картона вырезал своего рода заглушку с отверстием посередине для датчика. Пошаманив с расстоянием данной заглушки относительно датчика, настроил оптимальный угол для срабатывания датчика.
В качестве зазывалы для птиц я решил применить звуковой модуль WTV020M01 с записанным на микроSD карте памяти пением чижа и щегла.
Именно их я и собирался ловить. Поскольку я использовал один звуковой файл, то и управлять звуковым модулем я решил простим способом, без использования протокола обмена между звуковым модулем и микроконтроллером.
При подаче на девятую ножку звукового модуля низкого сигнала, модуль начинал воспроизводить. Как только звук воспроизводился на пятнадцатой ноге звукового модуля, устанавливается низкий уровень. Благодаря этому микроконтроллер отслеживал воспроизведение звука.
Поскольку я реализовал паузу между циклами воспроизведения звука, то для остановки воспроизведения звука программа подает низкий уровень на первую ножку звукового модуля (reset). Звуковой модуль является законченным устройством со своим усилителем для звука, и, по большому счету, в дополнительном усилителе звука он не нуждается. Но мне данного усиления звука показалось мало, и в качестве усилителя звука я применил микросхему TDA2822M. В режиме воспроизведения звука потребляет 120 миллиампер. Учитывая, что поимка птицы займет какое-то время, в качестве автономной батареи питания я применил не совсем новый аккумулятор от бесперебойника (всё равно валялся без дела).
Принцип электронного птицелова прост, и схема состоит в основном из готовых модулей.
Программа и схема — atmel-programme.clan.su/Levushka.zip
Работу данного устройства можно посмотреть на видео.
Электроника,схемы на микроконтроллере
- Вы здесь:
- Главная
Полицейская крякалка своими руками
- Подробности
Предоставляю вам схему спец сигнала (Крякалка), для самостоятельной сборки. Решил поставить ребенку на велосипед (пусть прохожих под домом пугает), но так же можно и в автомобиль поставить (если есть связи в ГАИ).
Данное устройство состоит из минимум деталей, а так же простая в сборке и под силу каждому.
Подробнее…
Часы на лампах ИН своими руками
- Подробности
В интернете цены на часы основанные на лампах ИН-14 если и попадаются еще, то цены на них весьма дороговаты. Мы рассмотрим как спаять часы на лампах ИН своими руками, так как это намного дешевле чем купить готовые,при этом они всегда будут радовать ваши глаза.
Подробнее…
JDM программатор своими руками с внешним питанием
- Подробности
Пришло время еще раз затронуть тему изготовление программатора, так как цены на них не такие и маленькие,и при этом гарантии нет что он заработает.
Рассмотрим схему программатора jdm с внешним питанием,с помощью которого програмируются микросхемы PIC и подключаемому к стационарному компьютеру через COM(rs232) порт.
Список прошиваемых PIC микроконтроллеров в статье.
Подробнее…
Простое ИК управление своими руками
- Подробности
Простое ИК управление своими руками
Управление устройствами по ИК каналу может пригодиться для разных нужд, как в квартире так и за ее пределами. Например приспособить для открытия или закрытия дверей автомобиля, включение и выключения люстры с пульта и т.д. Данная схема ИК управления является лишь главным устройством передатчика и приемника.
Данное устройство предназначено для управления нагрузками на небольшой дистанции.
Подробнее…
Схема новогодней гирлянды на микроконтроллере своими руками
- Подробности
Гирлянда на микроконтроллере своими руками
С наступающим вас дорогие пользователи. И к предстоящему празднику решил порадовать вас схемой-новогодняя гирлянда на микроконтроллере pic.
И прошу к просмотру подробнее данной статьи.
Подробнее…
Полицейская крякалка своими руками на PIC
- Подробности
Полицейская крякалка своими руками на PIC
Предлагаю вам для повторения схему звукового устройства, имитирующего сигнал “Милицейской Сирены”.
Устройство сделано на микроконтроллере PIC16F628. Схема имеет две различные сирены и “Крякалку”.
В основном полицейскую крякалку ставят в автомобиль,так что смотрите еще другие схемы для авто
Так же вам понадобиться программатор для PIC, вот схема
Подробнее…
Схема простого измерителя емкости
- Подробности
Простой измеритель емкости и индуктивности
Вы скажите что современные измерительные приборы имеют функцию измерять емкость и индуктивность. Но не так давно такие приборы очень много весили так как микросхемы только появлялись и требовали особого навыка работы.
В статье предлагается проверенная схема своими руками измерителя емкости и индуктивности катушки.Если вы задавались вопросом как измерить емкость или индуктивность.
То вам сюда.Схема собрана на микроконтроллере PIC 16F84A.
Подробнее…
Дубликатор(копировальщик) ключей от домофона своими руками
- Подробности
-
Схема копирования ключей от домофона
Бывает что нам нужно изготовить ключ от всех домофонов,но в интернете есть не всех шифровки, и для копирования предлогаю схему копирования или как называют копирщика домофонных ключей на микроконтроллере pic
Копии домофонных ключей делаются с помощью компьютерной программы и адаптера, подключаемого к компьютеру.
Подробнее…
Схема электронных часов на PIC микроконтроллере
- Подробности
Часы с будильником на PIC
Схема часов с будильником своими руками вы можете собрать такую как на фото слева.
Часы можно питать как от сети,но ставить блок питания,или же от батареек но или от аккумуляторов,но при использовании других методов непредусматривая сеть,следует отключать индикатор.
Подробнее…
Схема электронных часов
- Подробности
Схема электронных часов на pic16f628a
Предлогаю вашему вниманию схему электронных часов своими руками на микроконтроллере PIC 16F628A
Подробнее…
Программатор для микроконтроллеров PIC схема
- Подробности
Программатор для микроконтроллеров PIC
Многие радиолюбители начинающие по началу своего дела боятся начинать работу с микроконтроллером.
Связано это со многим,и основной часто страх как правильно программировать и чем программировать.В данной статье приведена схема простого программатора для микроконтроллера PIC.Смотрим,собираем,спрашиваем на официальном форуме и оставляем отзывы если у вас получилось
Подробнее…
- Простые часы на микроконтроллере
. Как создать собственную плату микроконтроллера — часть 1
ВойтиРегистрация
Для просмотра этой страницы убедитесь, что в вашем браузере включен JavaScript.
John Teel
5 лет назад
Это первая часть учебника, состоящего из двух частей, в котором вы узнаете, как спроектировать собственную плату микроконтроллера.
Сначала мы сосредоточимся только на самом микроконтроллере, чтобы вам было легче понять процесс проектирования, не перегружаясь сложностью схемы.
В этом первом уроке вы узнаете, как спроектировать систему и принципиальную схему. Затем во второй части вы узнаете, как разводить печатную плату (PCB) и заказывать прототипы.
Это краткое введение в бесплатный учебник от PredictableDesigns.com. См. полную и самую последнюю версию этого руководства здесь [включает обучающее видео] .
Я разобью процесс проектирования на три основных этапа:
ЭТАП 1 — Проект системы
ЭТАП 2 — Проектирование схемы
ЭТАП 3 — Проект компоновки печатной платы
Система/предварительный проект
При разработке новой схемы дизайн первый шаг-система высокого уровня дизайн (который я также называю эскизным проектом). Прежде чем углубляться в детали полной схемы, всегда лучше сначала сосредоточиться на общей картине всей системы.
Проектирование системы состоит в основном из двух этапов: создание блок-схемы и выбор всех критических компонентов (микросхемы, датчики, дисплеи и т.
д.). В системном дизайне каждая функция рассматривается как черный ящик.
В технике черный ящик — это объект, который можно рассматривать с точки зрения его входов и выходов, но без каких-либо знаний о его внутренней работе. При проектировании системного уровня основное внимание уделяется взаимосвязанности и функциональности более высокого уровня.
Блок-схема
Ниже приведена блок-схема, с которой мы будем работать в этой серии руководств. Как я уже упоминал, в этом первом уроке мы сосредоточимся только на самом микроконтроллере. В будущих руководствах мы расширим дизайн, чтобы включить все функции, показанные на этой блок-схеме.
Блок-схема должна включать блок для каждой основной функции, взаимосвязи между различными блоками, определенные протоколы связи и любые известные уровни напряжения (входное напряжение питания, напряжение батареи и т. д.).
Позже, когда все компоненты выбраны и известны требуемые напряжения питания, я хотел бы добавить напряжения питания на блок-схему.
Включая напряжение питания для каждого функционального блока, это позволяет вам легко идентифицировать все напряжения питания, которые вам понадобятся, а также любые переключатели уровня.
В большинстве случаев, когда два электронных компонента обмениваются данными, они должны использовать одинаковое напряжение питания. Если они питаются от разных напряжений, вам обычно нужно добавить переключатель уровня.
Рисунок 1: Блок-схема системного уровня. Блоки желтого цвета включены в этот начальный учебник. Другие блоки/функции будут добавлены в будущих руководствах.
Теперь, когда у нас есть блок-схема, мы можем лучше понять необходимые требования к микроконтроллеру. Пока вы не наметите все, что будет подключаться к микроконтроллеру, невозможно выбрать подходящий микроконтроллер.
Выберите микроконтроллер
При выборе микроконтроллера (или практически любого электронного компонента) мне нравится использовать веб-сайт дистрибьютора электроники, такой как Newark.
com. Это позволяет легко сравнивать различные варианты на основе различных спецификаций, цен и доступности. Это также простой способ быстрого доступа к техническому описанию компонента.
Если вы регулярно читаете этот блог, то знаете, что я большой поклонник микроконтроллеров Arm Cortex-M. Микроконтроллеры Arm Cortex-M — самая популярная линейка микроконтроллеров, используемых в коммерческих электронных продуктах. Они использовались в десятках миллиардов устройств.
Микроконтроллеры от Microchip (включая Atmel) могут доминировать на рынке производителей, но Arm доминирует на рынке коммерческих продуктов.
На самом деле Arm не производит чипы самостоятельно. Вместо этого они разрабатывают архитектуры процессоров, которые затем лицензируются и производятся другими производителями микросхем, включая ST, NXP, Microchip, Texas Instruments, Silicon Labs, Cypress и Nordic.
Arm Cortex-M представляет собой 32-разрядную архитектуру, которая является фантастическим выбором для более ресурсоемких задач по сравнению с тем, что доступно в более старых 8-разрядных микроконтроллерах, таких как ядра 8051, PIC и AVR.
Микроконтроллеры Arm поставляются с различными уровнями производительности, включая Cortex-M0, M0+, M1, M3, M4 и M7. Некоторые версии доступны с модулем с плавающей запятой (FPU) и обозначаются буквой F в номере модели, например Cortex-M4F.
Одним из самых больших преимуществ процессоров Arm Cortex-M является их низкая цена для такого уровня производительности, который вы получаете. На самом деле, даже если для вашего приложения достаточно 8-битного микроконтроллера, вам все равно следует рассмотреть 32-битный микроконтроллер Cortex-M.
Доступны микроконтроллеры Cortex-M по цене, очень сравнимой с некоторыми старыми 8-битными чипами. Основание вашего проекта на 32-битном микроконтроллере дает вам больше возможностей для роста, если вы захотите добавить дополнительные функции в будущем.
Рисунок 2: STM32 от ST Microelectronics — моя любимая линейка микроконтроллеров Arm Cortex-M.
Хотя многие производители чипов предлагают микроконтроллеры Cortex-M, мой фаворит на сегодняшний день — серия STM32 от ST Microelectronics.
Линейка микроконтроллеров STM32 довольно обширна и предлагает практически любые функции и уровни производительности, которые вам когда-либо понадобятся.
Подсерия STM32F — это их стандартная линейка микроконтроллеров (по сравнению с подсерией STM32L, специально ориентированной на более низкое энергопотребление). STM32F0 имеет самую низкую цену, но и самую низкую производительность. На один шаг вперед по производительности вышла подсерия F1, за которой следуют F3, F2, F4, F7 и, наконец, H7.
Для этого руководства я выбрал STM32F042K6T7, который поставляется в корпусе с 32-контактными выводами LQFP. Я выбрал корпус с выводами в первую очередь потому, что он упрощает процесс отладки, так как у вас есть легкий доступ к контактам микроконтроллера. Принимая во внимание, что в безвыводном корпусе, таком как QFN, контакты спрятаны под корпусом, что делает доступ невозможным без контрольных точек.
Освинцованная упаковка также упрощает замену микроконтроллера в случае его повреждения.
Наконец, припаивание безвыводных корпусов к печатной плате обходится дороже, поэтому они увеличивают затраты как на прототипирование, так и на производство.
Я выбрал STM32F042, потому что он предлагает умеренную производительность, большое количество контактов GPIO и различные последовательные протоколы, включая UART, I2C, SPI и USB. Это микроконтроллер STM32 довольно начального уровня, всего с 32 выводами, но с широким набором функций. Более продвинутые версии имеют до 216 контактов, что было бы слишком много для вводного руководства.
Прочитайте остальную часть этой статьи здесь .
П.С. Загрузите бесплатную шпаргалку «15 шагов по разработке нового электронного оборудования».
Джон Тил
Я инженер-конструктор электроники, предприниматель и основатель компании Predictable Designs.
Последние статьи
ПодробнееСтатьи по теме
10 лучших плат микроконтроллеров для инженеров и гиков [обновлено в 2021 г.
]Вы наверняка слышали о платах микроконтроллеров, даже если вы новичок в программировании и электронике. Платой микроконтроллера считается небольшой компьютер, построенный на микросхеме оксида металла и полупроводника. Все типы микроконтроллеров состоят из одних и тех же основных строительных частей: центрального процессора (ЦП), памяти и периферийных устройств ввода-вывода (программируемых).
Согласно Википедии, микроконтроллеры используются в продуктах и устройствах с автоматическим управлением, таких как системы управления автомобильными двигателями, имплантируемые медицинские устройства, пульты дистанционного управления, офисные машины, бытовая техника, электроинструменты, игрушки и другие встроенные системы.
Инженеры, энтузиасты и программисты также используют одни и те же платы микроконтроллеров для создания проектов «сделай сам» (сделай сам) и в учебных целях. Мы исследовали и составили список «10 лучших плат микроконтроллеров для инженеров и гиков», давайте проверим платы!
Примечание: Как партнер Amazon мы можем получать небольшую комиссию с каждой продажи на Amazon.
Электронная и технологическая компания Arduino выпустила версию R3 Arduino Uno в 2011 году. Она основана на микросхеме ATmega328P (плата с открытым исходным кодом). Плата имеет различные контакты ввода-вывода, с помощью которых вы можете подключить ее к другим платам и схемам. Подключены различные порты, в том числе порт подключения USB, четырнадцать контактов ввода-вывода, разъем ICSP, подключение источника питания и кнопка сброса. Его можно легко подключить напрямую к персональному компьютеру или ноутбуку через USB-кабель.
Основанная на IoT, плата Arduino Uno R3 является самой дешевой, готовой к подключению платы к различным доступным онлайн-библиотекам и ресурсам.
Teensy 4.0 Плата микроконтроллера Teensy 4.0 (процессор 600 МГц) — это новейшая и самая быстрая плата, доступная на сегодняшний день. Он имеет небольшой размер по сравнению с другими досками и может использоваться для создания различных типов проектов «сделай сам».
Все команды подаются через два порта USB на плату. Teensy 4.0 можно запрограммировать с помощью Arduino IDE с небольшим дополнением.
Микроконтроллер можно подключить к ПК или ноутбуку с помощью USB-кабеля. Он имеет 1024 КБ ОЗУ по сравнению с 16 КБ ОЗУ Arduino Uno для более передовых приложений.
Arduino Pro Mini 328
Arduino Pro Mini 328 — еще одна лучшая плата микроконтроллера от технологии Arduino. Эта мини-плата предназначена только для небольших приложений до 5 вольт. Плата Arduino Pro Mini 328 имеет загрузчик 16 МГц. Плата не поставляется со встроенными соединениями и портами, поэтому вам, возможно, придется паять соединение самостоятельно. Однако, если у вас небольшой бюджет, то эта плата микроконтроллера станет для вас хорошим выбором.
Плата микроконтроллера ESP32
Плата микроконтроллера ESP32 представляет собой комбинацию Bluetooth и Wi-Fi на однокристальной плате (2,4 гигагерца) со сверхнизким энергопотреблением. Плата считается лучшим выбором для приложений, где требуется наилучшая радиочастотная производительность.
Плата немного дорогая, но ее мощность окупается. Плата микроконтроллера ESP32 используется для проектов DIY, таких как умный дом и проекты на основе IoT.
Raspberry Pi 4
Плата Raspberry Pi 4, выпущенная в 2019 году, — это самая быстрая плата микроконтроллера, доступная на сегодняшний день. Благодаря оперативной памяти объемом 4 ГБ вы можете создавать мощные и продвинутые электронные проекты. Raspberry Pi 4 может обеспечить ток до 1,2 А для USB-устройств. Он доступен с различными вариантами оперативной памяти, от 1 ГБ до 4 ГБ. Дополнительные функции включают встроенную беспроводную локальную сеть, Bluetooth 5.0, два порта USB 2.0 и USB 3.0, два порта Micro HDMI и порт Gigabit Ethernet.
MBED LPC1768
Плата микроконтроллера MBED LPC1768 в основном предназначена для создания прототипов. Он включает в себя встроенный программатор USB FLASH. Плата основана на 32-битном ядре ARM M3 NXP LPC1768. Оперативная память составляет 32 КБ с 512 КБ FLASH.
Он состоит из периферийных устройств ввода/вывода, порта USB и встроенного Ethernet. Для новых разработчиков и инженеров у MBED есть ряд онлайн-сообществ для обмена библиотеками и ресурсами, которые могут быть легко доступны любому пользователю для создания прототипов решений.
BeagleBone Black
BeagleBone Black — одна из самых дешевых плат для разработки. Вы можете начать разработку всего за пять минут, подключив компьютер с помощью простого USB-кабеля. Он состоит из 512 МБ оперативной памяти с 4 ГБ флэш-памяти. Он имеет количество контактов 46 × 2, Ethernet, 2 порта USB. Большее количество контактов ввода-вывода делает его более подходящим для проектов в области электроники. Он также имеет сниженное энергопотребление и не требует радиаторов.
Плата микроконтроллера ESP8266
ESP8266 имеет небольшой размер по сравнению с другими микроконтроллерами с возможностями IoT. Он имеет очень низкую стоимость (около 3,0 долларов США).
Его можно использовать для проектов умного дома DIY, которые включают Интернет вещей. Эту доску также можно использовать для создания ваших личных помощников, таких как Cortana или Alexa. Он включает в себя 128 КБ ОЗУ с 4 МБ флэш-памяти, но что делает ESP8366 лучше, так это то, что его можно использовать для создания собственной сети для подключения других устройств к нему.
Quark D2000
Микроконтроллер Quark D2000 является одним из самых надежных микроконтроллеров и имеет больше элементов управления вводом-выводом, чем другие микроконтроллеры. Он основан на семействе микроконтроллеров Intel ×86. Это 32-битный микроконтроллер, работающий на частоте 32 МГц, с 8 КБ SRAM и 32 КБ FLASH. Он чрезвычайно гибок, так как требует только до 3,3 В постоянного тока.
Launchpad MSP430
Launchpad MSP430 наиболее удобен для применения встроенной эмуляции и отладки Energy Trace. Это также микроконтроллер со сверхнизким энергопотреблением и 4 КБ ОЗУ, который можно использовать в качестве альтернативы Arduino Uno R3.
Он имеет специальное программное обеспечение для программирования (IDE), используемое для кодирования и отладки, под названием Energia, оно более удобно для пользователя и похоже на IDE Arduino.
Обновления:
21 января 2021 года Raspberry Pi представила свою первую плату микроконтроллера ARM — Pico, мы добавили Pico в список ниже. Мы будем обновлять список по мере того, как наши читатели будут предлагать другие микроконтроллеры.
Raspberry Pi Zero W Raspberry Pi нельзя отнести к категории микроконтроллеров, однако его можно использовать в качестве такового. Raspberry Pi Zero W расширяет семейство микроконтроллеров Pi Zero и поставляется с дополнительными возможностями подключения к беспроводной локальной сети и Bluetooth. Он имеет все функции оригинального Pi Zero. Он имеет одноядерный процессор с тактовой частотой 1 ГГц и 512 МБ оперативной памяти. Raspberry Pi Zero W — отличный выбор для самостоятельного создания встроенных проектов Интернета вещей (IoT).
