Tag Archives: AVR

Laboratorinė maišyklė. Antra dalis

O dabar sudėtingas variantos to, kas jau buvo išbandyta senesniam straipsnyje. Gal galima padaryti magnetine maišyklę be mechanikos- tereikia sukurti besisukantį magnetinį lauką. Tokius laukus turi visi elektros motorai, tai gaunasi, kad mums reikia sukurti elektroninį motoro valdymą. Maišyklei reikia gero pradinio sukimo momento, gal būt “soft start”. Tai pasirinkau industrinį standartą- trys fazės. Gaunasi kaip ir standartinis lėktuvėlio modeliuko kontroleris, tačiau skirtumas, kad šis “dažnio keitiklis” visiškai asinchroninis, nes nėra nei holo jutiklių, nei srovės ar įtampos matavimo. Paprasčiausiai paprastas keitiklis.

Čia jums klasikinės trifazės iliustracija:
AVR trifazis generatorius
Bangos, t.y. fazės pasislinkusios viena kitos atžvilgiu per 120 laipsnių (1/3 apskritimo)
Ir pati banga yra sinusoidė. Todėl kontroleris (šį kartą AVR ATMEGA48V10) turėtų skaičiuoti sinusus. Tačiau trigonometrija pernelyg daug resursų reikalaujantis reikalas, todėl viską prastinam.
Continue reading →

Randominizatorius

Vienoje vietoje prireikė nepriklausomo “randominizatoriaus”. T.y. prietaisiuko, kuris su žinoma matematine tikimybe pasako “True” arba “False”.

Random

Veikia taip- paspaudi mygtuką ir su maždaug 8% tikimybe užsidega raudona spalva, kitu atveju užsidega žalia spalva. Spalva šviečia maždaug 3 sekundes. Dar kas kažkiek sekundžiu 3 milisekundėm mirkteli mėlyna spalva- čia kad priminti, kad prietaisas veikia.
Nežinau kaip bus toliau, bet teoriškai prie randominizatoriaus jungsis kažkokia periferija. Tačiau čia tik prototipas.
Viskas padaryta ant Atmelio minimalistinės mikroschemos – AT90S2343. Panaudojom mano PCB47415.
Softas labai paprastas- pagrindiniam cikle sukasi skaitliukas 0-255. Jis sukasi visada ir ant pilno greičio. Kiek jis ten sukasi nežinau, bet MCU taktinis dažnis artimas 1MHz.
Tuo tarpu kiek letesniu greičiu taimeris tikrina mygtuko būseną. Jei nuspaustas, lygina random skaičių su konstanta. Pagal tai ir sprendžia kokia spalvą užžiebti. Gal ir nėra gerai, dėl atsitiktinių skaičių mygtuko apklausos naudoti taimerį- jis gi susijęs su procesoriuko dažniu ir gal gaunasi kokia matematinė priklausomybė? Tačiau per tą patį pertraukimą dar kartais užžiebiamas mėlynas LEDas ir šiaip. Žodžiu, lygtai skaičiai ir atsitiktiniai gavosi.
Būtent atsitiktimumą apsprendžia žmogus paspaudęs mygtuką.

Softo source code ir kompiuliuotas failas:
Source code and hex for Atmel MCU.

Biški softo CNC motoriukams

Tai rezervinė kopija mano ala “cnc” projektui- AVR source kodas bei sukompiliuoti hex failai. Taip pat exe failas windowsams kuris valdo visą šitą mašineriją. Tiesa nežinau ar tai 32 ar tai 64 bitų versija.

Vienas AVR soursas skirtas valdyti steperius per paprastus mosfet raktus. Antra versija naudoja du Freescale/Motorola čipus MC34922. Teoriškai abi versijos turi veikti vienodai, viena skirta unipoliariniams motoriukams, kita bipoliariniam. Senesnė versija išbandyta praktiškai, tuo tarpu naujesnė tik prie palaido motoriuko.
Softas kiek skiriasi- nauja versija turi srovės nustatymo komandas. Tačiau senesnis softas paprasčiausiai ignoruoja šias komandas.

Softas.

Tai negalutinė versija, todėl skirta tik eksperimentams.

AVR 43: knyga, liion, led, laikrodis…

Čia tokia kompiliacija. Kažkada dariau rezervinį USB pakrovėją kurį galima maitinti kad ir iš saulės elementų, poto kažkada rašiau apie labai gražius LED indikatorius ir daug kartų rašiau apie savo universalią ATMEGA plokštę.
Kadangi nelabai kaip man ir reikia to rezervinio šaltinio, nutariau viską sujungti į vieną vietą. Ir dar pridėjau biškutį…

Viskas prasidėjo nuo to, kad pastebėjau, kad jei blogai miegu, tai atsibundu kažkodėl lygiom valandom. Tai buvo labai keistas reikalas. Arba ufonautai įsiuvo į mano galvą kokį RTC su batareika, arba veikė kažkoks išorinis reiškinys. Blaivesne galvą pagalvojus dašuto, kad tas išorinis reiškinys yra … didelis LED laikrodis. Jis kiekvieną valandą pradeda su nedidele animacija kol persivartalioja visi skaičiai. Tos šviesos mirgėjimo matyt užtenka, kad smegenys užfiksuotu ir prabudintu. Juolab, kad raudona spalva gana lengvai praeina ir per užmerktus vokus. Teko laikrodį pašalinti.
Bet reikia gi laikrodžio. Todėl tarp Eridano knygų, savadarbėse lentynose atsirado kažkokia ne knyga:
RED LED clock mini
(dizainas dar nebaigtas, reikia padažyti ir dar apsaugines plėveles nuplėšti)
Continue reading →

Minimalistinis Nixie laikrodis

Čia iš serijos AVR. Tačiau viskas prasidėjo prieš … 6 metus. Tada dar nečiupinau ATMEGŲ, tada buvau kiek įvaldęs PIC serijos kontroleriukų asemblerį. Tada buvo kilusi įdėja pasidaryti Nixie (simbolinių neoninių lempų) laikrodį. Tačiau bedarant kitą projektą tas suknistas PIC16F84A užkniso negyvai. Ir tada aš numečiau nepabaigtą projektą kažkur garaže. O štai šiomis dienomis biški tvarkiau garažą ir iškuopiau vieną VW Caddy šlamšto ir radau PCB.
Seną PCB sujungiau su savo nauja plokšte:

Nixie clock
Tai ATMEGA16 ir RTC. USB gal ir veiktu, bet buvo naudojamas tik dizaino metu kaip maitinimo šaltinio mygtukas.
Continue reading →

AVR USB 001! Ir vėl…

Kai reikia ką nors patirti, ką nors paprogramuoti, aš imu iš stalčiaus savo seną PCB plokštelę su ATMEGA16 mikroschema, biški palituoju jei reikia, perprogramuoju ir naudoju. Tačiau laikas eina, PCB sudilo, vietomis atšoko takeliai, o ir šiai nei technologiškai, nei estetiškai nebegražiai atrodo. Gal prie 5 metus (vaje) viskas buvo ir gerai, bet dabar jau yra Kiniškos pramoninės PCB
Kodėl ta pati, archaiška Atmega? Juk yra tiek naujų procesoriukų, visokios ARM technologijos ir panašiai… Ogi todėl, kad aš dar vis tebeturiu prilupinėtų atmegų. Ir dar dėl to, kad naujom mikroschemom man reikės daug ką mokytis iš naujo, o aš tingiu. O beto turiu šiokią tokią paprogramių biblioteką ir biški загатовкю. O ir dar, naujos mikroschemos dažnai tupi durnuose korpusuose (arba siaurakojai arba BGA) arba reikalauja visokių papildomų reikalų. Kodėl ne ARM ir ne koks androidas? O kam man “ekskavatorius rūtų darželyje”? Aišku yra pas mane ir ARM devboardas su Androidu, yra ir Texas Instruments kažkoks devboardukas, ir Freescale semiconductors 8 ir n-liolikos bitų kontrolerio devboardai. Tačiau pagrindinė bėda laikas. Ypač dabar, kai darbe teko persikonfiguruoti į chemikus. 🙂

AVR USB 001 V2.0

Taigi, versija 2.0. Pagrindiniai skirtumai nuo pirmos versijos:

  1. Taigi dvisluoksnė ir žalia PCB! 😉
  2. 5 ir 3.3V technologija (jumperis ir LT117).
  3. RTC on board. Tiesa, tas durnas, Holteko.
  4. I2C sleivai on board: eepromas ir LM75.
  5. SPI flaš čipas (tiesa, dar neišbandžiai, nes visi turimi mažavolčiai, o aš dar noriu išlaikyti suderinamumą su 5V technologija)
  6. VISI I/O pinai išvesti ir galima prie jų lituoti.
  7. 6 pin ISP. Čia gal ne navarotas, bet paprasčiausiai reikėjo sutalpinti viską ant 5×5 plokštės.
  8. Mini USB lizdas.
  9. Žymiai daugiau kondikų- turi mažiau triukšmauti. LC filtras ant Vanalog.
  10. Kogero suderinamas su visais mano eksperimentiniais projektais. Ir kogero netgi su visais V-USB projektais.

Pridedu testinį softą kuris leidžia patikrinti LCD, I2C epromą, termometrą ir laikrodį. Kaip visada, source code ir sukompiliuotas hex failas.

O kad būti visai geriečiu, prašom: Eagle schema, PCB ir Gerberiai.

P.S. beja, vietoje 16 atmegos gali dėti ir didesnę ir mažesnę. Svarbu tik kad sutaptu pinoutas.

AVR 38: Liuksometras su MAX44007

Viskas prasidėjo nuo gero žmogaus vardu Valentinas kuris man padovanojo Maxim Semiconductos MAX44007 mikroschemą. Aišku mikroschema šlykščiai maža. Tačiau aš prieš keletą mėnesių atradau kiniškų PCB gamybą, tai pakeliui užsakėm perėjimą iš nesveikų 6 kojų UTDFN-Opto-EP korpuso (2×2 milimetro) į kiek labiau sučiupinėjamą senovišką DIP/DIL.

max44007 liuksometras

Mikroschema bendrauja su procesorium per I2C busą. Todėl pajungimas prie mano senoviškos ATMEGA 16 bandymų plokštės paprastas… tik vienas bet. Max čipukas mažavoltis, jo negalima jungti prie 5V maitinimo ir logikos. O mano senoji plokštė maitinasi iš USB porto- 5V. Todėl teko pasielgti paprastai- sumontuoti 3V stabilizatorių Max čipukui ir panaudoti keletą rezistorių, kad buferizuoti ir slopinti duomenų signalus. Kaip stabilizatorius suėjo LM1117 tipo mikroschema, o suderinimui kiloomo eilės rezistoriai. Ant PCB be mikroschemos ir kondensatoriaus į Vcc3.3 yra dar du I2C pullupai. O gal ir pull-downai 🙂 nes USB-MEGA plokštė pati bando daryti pull-up į 5V. Oscilografas parodė, kad signalai ant MAX44007 mikroschemos kiek viršija 3.3V, tačiau viskas veikia.

max44007 liuksometras su AVR MEGA16
Nuotraukoje su kiek senesniu softu. Gale straipsnio kiek naujesnis, kuris rodo ir skaičius po kablelio. Viskas kiek daryta skubotai ir nenaudojamas INT signalas. Paprasčiausiai testas. Kiek keistokai atrodo ir pati liuksų skaičiavimo matematika- ten tokia makalynė su bitais daroma. Tačiau slankiojo kabelio matematika nepanaudota.
Ten kur softas “lieja išmintį” tai tiesiog lengva higienos normų interpretacija. Rodo ar galima pvz. lituoti SMD mikroschemas ar dar įjungti lemputę kokią.
Bugas softe (nedarantis įtakos veikimui): kažkodėl nenusiskaito du registrai nuosekliai (3 ir 4), todėl nuskaičiau aš juos po vieną baitą. Lygtai pagal datašyta turėtu nusiskaityti.

Programinė įranga: (source code ir sukompiliuotas HEX failas ).

AVR37: Print Screen

Viskas prasidėjo nuo to, kad vienas žmogus įsigijo prabangią obuolinę klavietūrą. Ir joje nėra “print screen” mygtuko. Tačiau žmogus mėgsta tą mygtuką… kelios internete sklandančios trijų ar daugiau klavišų kombinacijos nepadėjo. O man staiga užėjo bzikas… pasinaudojau senesnio projekto PCB plokštele, kiek pamodifikavau source code, “Kauno Jūra” firmelėje išverkėm mygtuką su dėžute ir gavosi toks gaminys:

usb print screen individual button keyboard

Ir kiek arčiau:
usb print screen individual button keyboard

Tiesa, foto nesimato, kad nuspaudus mygtuką, kokią pusę sekundės mygtukas pašviečiamas žalia šviesa. Čia kad rimčiau atrodytu. Visdėlto “industrinis dizainas” vienok.

O dabar informacija sudėtingesnė: tai USB HID įrenginys- klavietūra. Varoma ATMEL ATINY2313 mikrokontroleriu ant 12MHz. Keli LEDai, kad rimčiau veiktu. Softas- sukompiliuotas ir source kodas
pridedamas. Beja, kiek pasirause internete, galite ikompiliuoti kokį norit kodą. Jei vietoje žalio mygtuko įdėti “raudoną grybuką” ir įprogramuoti “boss key” gautusi irgi naudingas “devaisas”.

Watmetras, naujas firmware ir kalibravimas

Tai naujos firmware pristatymas mano savadarbiui elektros matuokliui (vatmetrui). Kaip ir minėjau senesnėse žinutėse, pirminis firmware yra tik greitas juodraštis, kad pasitikrinti ar prietaisas veikia. Sukalibruoti seną versiją tai tik skausmas šiknoje- visos konstantos surašytos ir hardcoded į programą. O tai baisuokliškai nepatogu. Specialiai pasidariau dar vieną matuoklį. Šį kartą panaudojau 3 fazių skaitiklio korpusą. Geležies lygyje matuokliai nesiskiria, nebent tuo, kad padaryti LED mirksiukai kurie demonstruoja aktyvios ir reaktyvios energijos “kvantus” ir dar sumontavau I2C duomenų šynos kištuką. Pats PCB kiektai skiriasi nuo pirminės versijos.

savadarbis vatmetras
(PF rodmenys dar neteisingai skaičiuojami)

Pagrindiniai skirtumai firmwarėje:

1. Visiškai atsisakyta slankiojo kablelio matematikos. Softo ilgis sumažėjo nuo ~9K iki 5.5K. Manau softas pasidarė ir greitesnis. Softas sumažėjo nežiūrint į tai, kad parašytas visas RS232 interaktyvus valdymas.
2. Prietaiso valdymas, kalibravimas per terminalinę programą pajungta per optinę jungtį (57600 8N1). Šiaip aš pradžioje projektavau kelis mygtukus. Bet vėliau nusprendžiau, kad dėl saugumo, jokių mygtukų nebus.

ADE skaitliukas ir terminalas
(čia matosi ATH komandos rašymas kad išjungti duomenų srautą. Plačiau apie tai kiek žemiau.)

3. Šios versijos softas naudoja didesnį LCD ekraną. Tačiau tai padaryta tik dėl mano patogumo. Programos softas leidžia visus skaičiukus sudėti kompaktiškiau. Ir šiaip, kam reikalinga dažnio indikacija? 🙂
4. Visi konfiguraciniai skaičiukai (bent jau tie kuriuos aš palaikiau svarbiais) išsaugomi atmegos EEPROMe.
5. 16 kilobaitu I2C mikroschema dar nepanaudota. Tiesa, firmware leidžia nusiskaityti per consolę jos turinį.

Kalibravimas

Kalibravimas atliekamas pagal Analog device rekomendacijas- skaityti datasheetą. Kalibracija labai sunki dėl reikiamų prietaisų ir elektros tinklo sąvybių. Mumi prireiks: kintamos srovės TRUE RMS voltmetro ir ampermetro, reguliuojamo 50Hz stabilaus (! beviltiška) šaltinio, kelių aktyvinių apkrovų (kiek galima didesnės galios- kokių 5kW, 2kW ir ko nors mažesnio). Jokių induktyvinių elementų, grynas R. Toliau reikės reaktyvinių apkrovų, irgi kiek galima didesnių- kondikų ir droselių (trafų be apkrovos)… ir gerai būtų kontrolinių vatmetrų… bet čia jau beviltiška. Pati mikroschema deklaruoja gana didelį tikslumą: 0.2%, tačiau buitinėm sąlygom tas tikslumas nepasiekiamas dėl kalibravimo sunkumų.

Primityvus kalibravimas:

Pajungiam prietaisą prie elektros tinklo, be apkrovos. Pasijungiam terminalą. Naujai užprogramuotas matuoklis rodo visiškus briedus (šimtai ar dešimtys kW ir panašiai), mirkčioja ledai, terminale bėga bet kokie skaičiai ir kas antroje eilutėje pranešimas apie pertraukimą (interrupt=454AF ar panašiai). Tai todėl, kad kai ištrini atmega (bent jau pas mane), jos epromas buna užpildytas FF reikšmėm. O tai žvėriški daugikliai.
Nekreipdami dėmesio į chaosa terminale (ir LCD ekranėlyje) rašom DIDŽIOSIOM RAIDĖM:

AT&F

Po šios komandos chaosas turi apsiraminti, voltai, amperai, vatai ir kiti turi pasidaryti bent jau panašūs į realius. Terminale nebeturi rodytis “interrupt” pranešimai. Interrupt- tai kai atmega nebesuspėja nuskaityti sukauptos energijos ir ADE registrai persipildo.
Terminale dabar turi bėgioti gražios duomenų eilutės (kurios lengvai importuojamos į elektronines lenteles). Tačiau šie skaičiai nervija. Todėl rašom komandą kuri išjungia rodymą:

ATH

Darba matome OK pranešimą ir terminalo langas nebekvailioja. Jei išjungsim maitinimą, vėl viskas bus iš pradžių, todėl šiuos “fabrikinius nustatymus” reikia surašyti į atmegos eepromą. Todėl rašom komandą:

AT&W

Dabar perkrovus visą prietaisą (cycle power) viskas turi būti normalu. Tas pats, jei išprovokuoti perkrovimą ir softwariškai su komandą ATZ , tai paprasčiausias ciklas ir atmega persikrauna dėl watchdog suveikimo.
Galima softwariškai perkrauti ir ADE7758 čipą komanda ATA.
Beja, jei norite vėl matyti duomenų eilutetes, parašykit komandą ATG.

Pajungiam voltmetrą prie prietaiso ir matuojam įtampą. Ji aišku nesutaps su prietaiso nuskaityta. Dabar reikia parinkti du 12 bitų skaičius. Tai daugiklis ir DC poslinkis (offset). Mano matuoklois naudoja tik C fazės rodmenis, tai mus dominantys registrai yra 0x26 (gain) ir 0x35 (offset). Gain galima pasikaičiuoti lyginant prietaisų parodymus ir žinant kad šis registras keičia ±50% with a resolution of 0.0244%/LSB. Vyriausias bitas yra ženklas. O galima iš palubinsko rašyti skaičius kol voltmetrai sutaps. Pas mane jie pradeda panašiai rodyti prie 0x478 reikšmės. A tiesa, užmiršau parašyti, visi skaičiai tik šešioliktainiai.
Rašom į Gain registrą su komanda:

ATX262000478

Čia ATXnnlmmmmmm. nn- registro numeris, l- ilgis baitais (1-3), mmmmmm- registro reikšmė. Būtini 000 priekyje (leading zeros).
Nuskaityti bet kurio registro reikšmę iš ADE mikroschemos:

ATYnnl

Čia nn- registras, l-ilgis baitais.
Rašant ir skaitant būtina pasidomėti kiek bitų ir atitinkamai baitų turi registras. Gain registras 12 bitų. Jį dapildom iki 24 bitų nuliais. Čia dėl to, kad softas kvailas 🙂 O SPI persiuntimas tik po 8 bitus, tai jei 12 bitų, vistiek į mikroschemą įsirašo 16 bitų. Iš čia ir ilgis- 2 baitai.
Firmware beveik neturi apsaugos nuo kvailų veiksmų, todėl laikykit šalia instrukcijas.

Grįžtam prie kalibravimo. Pakeičiam įtampą su kokių LATRu ir vėl žiūrim ką turim. Pastebim, kad įtampos rodymas kiek skiriasi. Čia paprasta matematika, priklausomybės formulė korekcijom:

U=Uin*x+a

Tas a ir yra DC offset, kurį ir rašom į registrą 0x35. Taip smaukom skaičius, kol voltmetras pradeda rodyti teisingai. Pastačius įtampą į vietą pereinam prie srovės. Čia registrai Igain=0x29 ir Ioffset=0x38.

Teoriniai paskaičiavimai, kodėl parinkti kai kurie koeficientai aprašyti firmwares source faile. Tas aktualu tiems žmonėms kurie norės panaudoti kitokius srovės transformatorius ar įtampos daliklius. Aišku galima pasiskaityti ir datasheetą, tačiau ten viskas “ant pirštų” paaiškinta.

Viskas lygiai taip pat reguliuojasi- tik dabar matuojam srovę su etaloniniu ampermetru.

Pastačius U ir I, pažvelgiam į VA parodymus. Čia paprasčiausias voltu ir amperų sudauginimas. Čia jau rodos nėra offset registro, tačiau yra gain registras (0x32). Čia reikia tai sureguliuoti, kad rodytų voltų ir amperų daugybos rezultatą.

Pastačius VA einam prie svarbiausio skaičiaus- vatų. Kol apkrova grynai aktyvinė, VA ir W parodymai turi sutapti. Tačiau vistiek rekomenduočiau pasijungti etaloninį vatmetrą. Čia mums vėl du registrai Wgain=0x2C ir Woffset=0x3B.

Dabar prasideda mistika. Datasheetas sako prijunkit 0.5 cos fi apkrovą. Nu ir kur ją gauti? Niekaip. Vienintelis sprendimas- jungti kondensatorių. Nedidelis kondensatorius- 20…40uF, naujas, geriau polipropileninis, su tikrai gera izoliacija ir storais laidais turi generuoti tik reaktyvinę galią. Ją galima net pasiskaičiuoti pasiskaičiavus kondiko reaktyvinę varžą. Taip bandom pasistatyti VAR reikšmę. VA turi rodyti tą patį ka VAR, o W turi būti 0. VARgain=0x2F, VARoffset=0x3E… Tačiau jei vistiek nesigauna, vadinasi skaitliukas biški nepataiko fazę tarp įtampos ir srovės. Tam reikalui yra 0x41, 7 bitų registras.
Nuo kondensatoriaus VAR reikšmė gaunasi neigiama. Nuo induktyvumo- teigiama.

Jei jūsų įtampos ir srovės daliklis koks nors kitoks, nei mano, dar yra registras 0x23- PGA gain registras kuris keičia visų fazių ir srovių stiprintuvo koeficientus.
Nu dar yra 0x42-0x44 registrai…

Viska sustygavus, neužmirškit viską išsaugoti su AT&W komanda.

Papildomos komandos:

ATDn – I2C mikroschemos turinio rodymas. Po 2 kilobaitus. n- rodo 2K puslapio numerį.
ATI – šiaip informacija apie aparatą.
ATE – echo išjungimas.
ATS – duomenų iš megos epromo perrašymas į ADE čipą. Tas pats kaip ATA, tik neperkraunamas čipas. T.y. be software reset. T.y. nenusinulina kiti registrai.

Ir aišku pats firmware: source ir sukompiliuotas HEX failas.