Archive for Январь 2017

Простая «прозвонка»©

Sound tester

dp2

Устройство предназначено для оценки проводимости электрических цепей, дорожек печатных плат «на слух» и генерирует звуковой тон, высота которого зависит от измеряемого сопротивления цепи. С его ростом частота звука понижается. При разомкнутых щупах (бесконечное сопротивление) генерация отсутствует и потребляемый прибором от батареи ток находится на уровне тока саморазряда, делая выключатель ненужным.st17_1

Тестер состоит из генератора коротких импульсов (VT3-4), период которых зависит от тока в проверяемой цепи и генератора этого тока (VT1-2). От подобных [1] данную реализацию отличает способ питания «токового зеркала», позволивший до предела упростить схему. В момент формирования импульса питание с «токового зеркала» снимается (транзистор VT4 открыт) и ток, разряжающий конденсатор в паузе, не сможет препятствовать выходу транзистора VT3 из насыщения по завершению зарядки C1 через переход эмиттер-база и резистор R2.

Предельный ток через проверяемую цепь задается резистором R1 на уровне 30 мкА, так что проверка безопасна для любых элементов, а емкость конденсатора можно выбрать небольшой. Резистор R2 определяет ток зарядки конденсатора и позволяет менять длительность импульса, а вместе с тем и громкость динамика. Рекомендуемый номинал резистора от 0 до 1К. БОльшая громкость ведет к повышению тока потребления при замкнутых щупах. Используя батарею небольшой емкости от резистора лучше отказаться, но повысить частоту тона уменьшив емкость до 0,033-0,047 мкФ. Транзисторы любые кремниевые. Применяя SMD компоненты, «пищалку» или динамик сотового телефона и миниатюрный элемент, можно сделать прибор размером с карандаш. Контактная макетная плата позволяет собрать схему за несколько минут. Зависимость частоты сигнала от сопротивления цепи — в таблице (R2=0).st17_3

Возможно, в некоторых случаях удобнее пользоваться световой индикацией. Замените динамик параллельно соединенными красным (или зеленым) светодиодом и резистором в районе 1К. Питание придется поднять до 3В, но приятным является то, что ток потребления от батарей снижается. Здесь, чем выше сопротивление в проверяемых цепях, тем тусклее светит светодиод. При низкой проводимости цепи непрерывное свечение переходит в моргание. А если кто динамик и светодиод сообразит переключать ползунком, получит приборчик с высокой ненадежностью, но пригодный для всех случаев.

Ссылки:

1. Design makes handy audible circuit tracer

Уникальность текста: 100.0%            210117_1

Один порт — две кнопки и т.д.©

Применяя микроконтроллеры с небольшим количеством ножек, часто сталкиваешься с проблемой нехватки портов ввода-вывода. Ресурсов микроконтроллера хватает «за глаза» для решения поставленной задачи, а портов — нет.  Отладка программы, поиск «глюков» на почти готовой системе тоже иногда требуют нестандартных подходов.  Каждый свободный порт становится «золотым» и разработчик старается использовать его по максимуму.

Для определенной категории задач служит предлагаемая схема (рис.1). Цепь из трех светодиодов (два красных и зеленый) и пары резисторов с двумя обычными кнопками позволяет получить набор напряжений в узлах, необходимый и достаточный для надежной идентификации нажатия, а также позволяет, используя возможности стандартного выхода порта, независимо управлять двумя светодиодами разного цвета. Последовательно соединенные красные диоды будем считать за один.
tt_fig1
Так как светодиоды используются здесь не только по прямому назначению, но и как стабилитроны, для начала предупредим, что всевозможные замены на светодиоды с другим цветом, кроме указанных, вряд ли приведут к хорошим результатам. То же относится к напряжению питания схемы. Единственная допустимая замена — красных светодиодов на оранжевые.

Исходные данные. Приведенная на схеме цепь при отключенном входе/выходе (Uz) и при нажатой верхней/нижней кнопке (Uh/Ul) имеет следующий набор напряжений (в точке подключения к порту МК):

Uh / Uz / Ul = 1.4 / 2.1 / 4.8 V        R3=500
Uh / Uz / Ul = 1.3 / 2.1 / 4.7 V        R3=1K

При разорванной цепи управления светодиоды не светятся, мало напряжение на каждом них. Чтобы
[ ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ ]

Термостатирование элементов микроконтроллерных устройств

Thermostat for items microcontroller devices

.

Принцип термостатирования, описанный ранее, может применяться в микроконтроллерных системах даже с большей эффективностью, т.к. функции дискретных элементов термостата полностью берет на себя микроконтроллер и встроенное программное обеспечение. Измеряется напряжение база-эмиттер транзистора, который используется как датчик температуры и, одновременно, как нагреватель. Простейший алгоритм, по достижении порогового напряжения снижающий базовый ток транзистора на заданное время, позволяет поддерживать температуру термостата с точностью не хуже ±0,2°C. Такой точности более чем достаточно для решения задач повышения метрологических характеристик аппаратуры, в том числе находящейся в эксплуатации, т.к. редко микроконтроллер используется на 100%, а в данном случае требуется один свободный порт ввода/вывода (с возможностью аналого-цифрового преобразования) и несколько десятков байт программной памяти. В локальном термостатировании, в первую очередь, нуждаются частотозадающие элементы и источники опорного напряжения, в том числе в составе микросхем. Применение в качестве датчика-нагревателя миниатюрных транзисторов, в SMD исполнении, позволяет термостатировать практически любой элемент микроконтроллерной системы, а то и несколько элементов одновременно.
Поскольку публикаций, посвященных теме использования транзисторов в качестве единственного элемента термостата, не обнаружено, в данном материале делается попытка представить читателю необходимый инструментарий и обобщить полученные результаты.

fig11

Первым шагом в исследовании данной тематики стал стенд на базе МК Atmel ATtiny13 [Рис.1]. Он содержит в своем составе термостатируемый элемент (датчик LM35), транзистор-нагреватель, ЖК индикатор (МТ-10Т11 МЭЛТ), коммутатор входов микроконтроллера U2 и схему бесперебойного питания. Датчик позволяет отслеживать температуру в термостатируемом объеме с точностью ±0,1°C и, одновременно, является тепловой нагрузкой для исследуемого транзистора. Это дает возможность оценить некоторые временные и мощностные характеристики реального термостата. Напряжение Ube, в mV, выводится на индикатор одновременно с выходным напряжением датчика LM35, которое численно равно температуре в десятых долях градуса Цельсия. Коммутатор входов (74HC4053) микроконтроллера дает возможность оперативно обновлять внутреннюю память, оставляя входы МК под задачи исследования. Может использоваться любой программатор с интерфейсом программирования SPI. Надежно работают китайские клоны USBISP, USBASP. [ ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ ]