Совет - умейте правильно находить информацию!

- стр. 1 -

КЛЮЧЕВАЯ   СТРАНИЦА   КУРСА

 Прочитайте, сохраните и знайте !

- Как воспользоваться этим курсом ?
- Как распорядится его ресурсами правильно ? 
- Где и какую искать информацию ?
- Где найти схемы и программы 
- Где купить МК и электронные компоненты ?
- Как сделать электронное устройство ?
- Пример: Что можно взять полезного из АпНоута.

• Наберитесь терпения и прочитайте весь курс  (он укорочен и сжат насколько возможно)

• Читая первый раз, не расстраивайтесь что вам не все понятно - это нормально, однако в результате чтения вы ознакомитесь с содержанием курса и будете знать о чем и где примерно в курсе идет речь и МК термины будут у вас "на слуху".

• Затем читайте краткий курс более внимательно и ОБЯЗАТЕЛЬНО ДЕЛАЙТЕ то что прошу вас делать в курсе и в упражнениях-задачах курса.  Упражнения - задачи курса - это практические примеры постановки задачи, создания алгоритма, написания программ  для МК, симуляции и отладки устройства. Они содержат необходимые теоретические материалы и архивы с полученными программами и результатами.

Что делать если вы не сильны в Электронике?

Если мало знаний по электронике, но есть желание что-то сделать - то главное у Вас уже есть! Человек умеющий читать, может все ! 

Для вас Книги по электронике: 

• Книги по программированию МК и ПК 

• Книги по МК AVR ATmega ATtiny 

Попробуйте поискать полезную инормацию в Гугле - ее там море !  Учитесь искать!

Особенно рекомендую начинающим книги по основам электроники и схемотехники:  

Настольная книга электронщика:  

• П.Хоровиц, У.Хилл. Искусство схемотехники - общепризнанная библия электронщика на РУССКОМ языке. Уже 5-е издание - от теории полупроводников  до типовых электронных схем с подробнейшим описанием принципов их работы ! Аналоговая и цифровая электроника.

• аналогичная книга: У.Титце и К.Шенк "Полупроводниковая схемотехника". 

 По ходу работы ОБЯЗАТЕЛЬНО:

• записывайте возникающие вопросы,  и лучше на бумагу - моторная память !

• ищите в DataSheet (ДШ) регистры и устройства МК используемые и упомянутые в задаче, прочитайте о  них подробней. Уясните роль каждого бита и регистра.

• если вопросы остались перечитайте задачу снова, eсли вопросы не разрешены, ищите ответ:

  • 1) в help и документации компилятора, симулятора и других используемых программ!

  • 2) поиском Windows в папках и help компилятора и симулятора.

    • Ищите ключевые слова содержащиеся в тексте файлов, а не в их названиях !

  • 3) в моем  AVRFAQ - это сборник ответов на часто задаваемые мне 
    по курсу вопросы и советы по применению МК от знающих людей.

  • 4) Если все же не найдете ответа - задавайте вопрос 
    в конференции  Вам ответят правильно в течении дня
    Если вы правильно, на нормальном русском языке, продумайте и
    сформулируете ваш вопрос и лучше напишите его в теме. 

Вам ПОКА не нужно покупать МК, радиодетали и паять что либо ! 

• Вы сможете не имея МК проделать весь цикл разработки управляющей программы для него :

• - написать программу для МК в компиляторе и скомпилировать ее, 

• - запустить и отладить ее на компьютерном симуляторе МК, 

• - получить осциллограммы сигналов вашего устройства 
  работающего виртуально, на вашем ПК. 

• - увидеть на мониторе ПК как в симуляторе VMLAB МК мигает светодиодами,
  реагирует на нажатие кнопок, выводит информацию на LCD, измеряет
  напряжения, работает с логическими и аналоговыми элементами схемы, 

• - посмотреть как МК ведет обмен по интерфейсам i2c  TWI  1-wire  rs-232 UART 
  TWI и записать его для последующего анализа.  

• - увидеть как МК отрабатывает прерывания по событиям, засыпает для 
  снижения энергопотребления и просыпается.

• - "остановить" и "отмотать назад" время !  
     что просто не возможно в реальном МК.

• - симулировать ДВА МК ! одновременно в одной схеме. При этом во второй МК
  вы можете поместить программу имитирующую работу какого то нужного вам
  компонента отсутствующего  в  симуляторе и даже в природе. 

• - обменятся информацией с симулируемым МК и результат обмена сохранить 
  в файл для последующего анализа.
  

PTOTEUS -  очень мощный, серьезней пакет не только симулирования чего душа пожелает (аналоговая, цифровая, микроконтроллеры, PLD) Hо и для проектирования электроники от идеи до файлов для изготовления печатной платы ! Протеус является ещё и прекрасным интерактивным справочником по электронным компонентам !  в PTOTEUS вы можете увидеть как МК работающий по вашей программе "общается" с электродвигателями, с шаговыми моторами, с серво, с картами памяти, с жестким диском, сможете даже сыграть с МК в шахматы !  в симуляторе PTOTEUS вы можете симулировать в одной схеме работу нескольких разных МК одновременно ! причем это могут быть МК разных семейств - AVR,  PIC, 8051, ARM7, Motorola MC68HC11.

 Как сделать электронное устройство.

Прежде чем "изобретать велосипед",  т.е. делать свой вариант какого либо устройства ( и не только электронного ! ) которое наверняка целиком или частично уже было сделано  многими людьми и даже трудовыми коллективами - разумно поискать и посмотреть результат их труда и использовать его по максимуму ! ОБЯЗАТЕЛЬНО  ИЩИТЕ существующие аналоги того, что вы хотите сделать  

• - по похожим названиям

• - по аналогичному назначению 

• - по ключевым словам

• - по сходной тематике

Ищите источники  схемотехнических, алгоритмических, программных аналогий. Анализ того что сделано другими поможет 
вам избежать многих досадных ошибок и  тупиковых решений. Отправной точкой в поиске может быть сайт компании Телесистемы.  
Эта компания производит множество устройств на МК - схемы этих устройств выложены на их сайте и доступны для скачивания. Там же есть очень полезный раздел: проекты на микроконтроллерах на русском языке - это читатели сайта   и самой "живой" русскоязычной МК конфы (доброжелательная атмосфера, быстрые ответы даже на "дурацкие" вопросы ламеров, полезная информация - уже более 1300 страниц архива конференции!) публикуют свои разработки там схемы и даже прошивки к большинству из них. Скорее всего вы найдете то что хотите сделать ! Либо почти "то" и вам останется лишь немного подправить схему или программу под свою задачу.

Возможно вам будет проще найти и использовать подходящий электронный набор MasterKit или Velleman - очень большой перечень устройств - цена умеренная В любом случае там вы можете взять схему и принцип работы устройства, а иногда и прошивку.

Методика работы с МК

Методика работы с МК - как и с ЛЮБЫМИ электронными компонентами, такова - Hаходите на сайте производителя или на  AllDataSheet  или в google.com и скачивайте: 

• - DataSheet - основной документ по компоненту - его паспорт (далее ДШ). обычно в формате .pdf    

• - Errata - описание уже обнаруженных ошибок компонента - для МК AVR серии ATmaga  ошибки МК перечислены в конце ДШ.

• - Application Notes,  Design Notes  - примеры применения

  • АпНоуты (Application Notes, апликухи)  - важнейшие после ДШ документы. В них обычно публикуется схема, описание принципа работы и программа на Си или ассемблере если компонент программируемый. Обязательно скачайте AVR Application Notes
    и .zip  файлы с кодом программ к ним!  Когда вам что-то не ясно просмотрите бегло их, наверняка наткнетесь на схему или код нужный вам как раз сейчас. Некоторые из  AVR Application Notes  любезно  переведены на русский язык и доступны  благодаря проекту GAW.ru

• - Development Boards или Kits - платы для разработки

• - Reference Design - пример устройства на компоненте  

• - White paper  - поясняющая статья  
  
  Это примеры применения компонента в реальных электронных устройствах, советы и наставления ... 

Пример: Что можно взять полезного из АпНоута.

Вот тут найдите ( пример применения = АпНоут = application note ) AVR492: "Brushless DC Motor control using AT90PWM3"  

Скачайте документ doc7518.pdf и архив avr492.zip с кодом программ для МК.

AN492 "Контроллер вентильного двигателя  на МК AVR AT90PWM3"  

 Повторяю!   Некоторые АпНоуты по электроприводу с AVR440 по AVR495 любезно переведены на русский и доступны на великолепном сайте - GAW.ru

Открываем документ - doc7518.pdf и видим :

• - Вначале прекрасную теорию управления трехфазным бесщеточным электродвигателем, обратная связь осуществляется по сигналам 3-х датчиков холла. 

• - Далее на стр. 6 начинается объяснение широко распространенного алгоритма автоматического регулирования ПИД (англ. PID)   FAQ PID и настройка ПИД регулятора

• - Очень интересная методически таблица 8 - использование выводов МК - советую вам делать такую для своего устройства - удобно одним взглядом видеть что подключено к каждой ножке МК в вашем устройстве.

• - Далее фотография платы готового устройства - говорят лучше 1 раз увидеть чем 100 раз услышать - это действительно так. 

На плате устройства можно увидеть 
- как правильно располагать электронные компоненты, 
- какие они бывают, 
- как выглядят, 
- как правильно конструировать плату. 

- Далее идут листы с частями схемы устройства - схемы сложных устройств иногда удобней разбить на функциональные блоки и рисовать на отдельных листах : 

Посмотрите схемы и попробуйте найти компоненты на плате устройства, отследить печатные проводники на плате - в общем поработайте с информацией себе на благо!

 1) Лист 2/4 схема POWER - стабилизатора питания МК - готовый вариант для вашего устройства ! ИСПОЛЬЗУЙТЕ !  

Микросхема U6 стабилизатор питания MC78M05 (корпус Dpak ищи и смотри ДШ на MC78M05 - черный квадратный прибор под алюминиевым бочонком) -  дает стабилизированные 5 вольт для питания МК из 12 вольт (это здесь, а вообще диапазон входного напряжения может быть шире) от внешнего источника питания устройства. 

Вот интересно - диод D5 (вертикальный цилиндрик на плате вверху под зелеными клеммами) с конденсатором C19 (алюминиевый бочонок чуть ниже диода) позволяет МК получать непрерывное питание 5 вольт даже при кратковременном обнулении входного напряжения - такое очень возможно при коммутации мощного эл. двигателя, еще при этом возникают значительные импульсные помехи в проводе питания - их гасят конденсаторы C18 C19 C20  и резистор  R25 значительно повышает эффективность конденсаторов C19 C20 в подавлении помех от источника питания.   

Резистор  R25 еще защищает стабилизатор MC78M05  от короткого замыкания выхода +5 вольт на землю - он ограничивает ток. 

Светодиод D6 (smd корпус - белый прямоугольничек под стабилизатором MC78M05 ) индицирует наличие +5 вольт питания МК - это очень удобно и правильно!  

 2) Правее можно увидеть схему интерфейса LIN - он очень широко применяется в автомобилестроении и в других местах с сильным уровнем помех и позволяет передавать сообщения по последовательному протоколу (хорошо совместим с USART и UART) между устройствами с соединенными "землями" по одному сигнальному проводу со скоростью до 20 Кбит в секунду. 

3) на странице схемы 3/4 изображен МК. 

Есть несколько интересных моментов:
 
Питание на МК (вывод VCC) и на встроенный в МК АЦП (вывод AVCC) подается через резистор 10 Ом и эти выводы зашунтированы 10 нФ конденсаторами  на землю устройства  - это сделано для фильтрации (ослабления) высоко частотных и импульсных помех наводящихся на цепи питания устройства. 

Лучший результат можно получить поставив вместо резисторов индуктивности по 60-100 нГн а совсем уж крутизна применить специальные проходные фильтры для питания, например Murata. 

К выводу опорного напряжения АЦП МК (вывод AREF) подсоединен лишь конденсатор 100 нФ на землю для снижения пульсаций напряжения - очевидно используется внутренний источник опорного напряжения - такой имеется и у МК ATmega - на 2,56 вольт.

Обратите внимание на разъем J2 JTAG-ISP - этот разъем позволяет прошить МК прямо в системе (с помощью ISP адаптера)  и проводить отладку и мониторинг работы программы МК прямо в готовом устройстве по интерфейсу JTAG . 

 4) На странице схемы 4/4 изображен мощный драйвер для 3-х фазного электро-мотора. Сделан ОЧЕНЬ ПРАВИЛЬНО - надежно! 

Оставив 4 транзистора из 6-ти вы получите классический Н-мост (H-bridge) и с его помощью можете управлять обычным коллекторным (щеточным) электродвигателем постоянного тока - DC motor.

Есть АпНоуты и по управлению Сервоприводом и Коллекторными двигателями и Асинхронными моторами и Шаговыми моторами.

- полевые транзисторы-ключи SUD35N05-26L  (6 черных квадратиков справа на плате) управляются МК через специальные драйверы IR2184 для полевых транзисторов. 

 
- интересный узел и очень полезный  -  часто используется во многих устройствах обеспечивая безотказность их работы :

Измеритель суммарного тока протекающего через драйвер и двигатель - схема его стандартна - 3 транзистора нижнего плеча в драйвере подсоединены к одному проводу, не к "общему" проводу устройства !  А этот провод через токоизмерительный резистор R18 (беленький прямоугольник справа внизу на плате с надписью R100 - значит 0.1 Ом) подключен к "земле" устройства.  

Протекание тока I через резистор R вызывает падение напряжения U на нем :

U = I * R         ( это закон Ома для участка цепи )

это напряжение фильтруется ФНЧ (фильтром нижних частот) образованным R20 и C16 и подается на компаратор  LMV7219M5 - он сравнивает его с напряжением заданным с помощью ЦАП  (сигнал DAC_OUT) и в случае превышения на выходе компаратора возникает высокий уровень over_cur - означающий превышение током заданного значения. 

Обычно делают проще -  используют не компаратор а ОУ (операционный усилитель) и без сравнения с чем либо усиливают напряжение с R18 (нормируют сигнал) и подают на АЦП. Программа МК по результату АЦП судит о величине тока. 

Однако примененная схема с компаратором (его роль может выполнять и ОУ) позволяет быстрее реагировать на превышение тока выше заданного значения - ведь сигнал с компаратора можно подать на один из входов INTx  - это ножки МК имеющие возможность прерывать программу МК по внешнему событию. МК при возникновении такого прерывания примет меры для снижения тока - обычно это делается путем изменения величины ШИМ сигнала управляющего "мостом".

Обратите внимание! Для защиты драйверов IR2184 по питанию - предусмотрен защитный диод TVS SMBJ18 - но на плате его нет.  

 В АпНоуте AVR492 еще много информации к размышлению  и применению и еще есть архив с программой для МК !  

Пожалуйста найдите время и просмотрите!

Добавить страницу в закладки:

---> читать курс дальше ...