Zaloguj się
Wszystkie
22 stycznia 2025
89
To nie koniec życiowych wyborów, bo czekają Cię również i takie, które będą miały jeszcze poważniejsze konsekwencje. Na przykład wybór życiowej partnerki albo partnera. Może się również okazać, że nie mając parcia na biologiczne potomstwo postanowisz żyć poza konwenansami, na przykład, przepędzając czas na wolontariacie (chociażby montując z dzieciakami elektronikę), co przyniesie Ci największą w życiu frajdę i radość. Gdyby tak było pędź za tą myślą. Cudze definicje szczęścia nigdy nie będą kluczem do Twojego własnego, albowiem szczęście nigdy nie miało uniwersalnej recepty – każdy z nas musi odnaleźć je na swój sposób. Każdy musi odnaleźć własne.
Bez wątpienia układ elektroniczny, który zbudujesz za chwilę, nie sprawdzi się jako pomoc przy podejmowaniu życiowych decyzji. Te będziesz musiał podjąć sam i im więcej w tym wyborze będzie Twojej samodzielności, tym lepiej dla Ciebie.
Chybionych wyborów też pewnie nie unikniesz, trzeba się będzie wtedy podnieść, otrząsnąć i przeć dalej naprzód. Jak w tej piosence – Show Must Go On.
W życiowych decyzjach wspomagacz wyboru (AVTEDU639) z pewnością Ci nie pomoże. Sprawdzi się on natomiast wszędzie tam, gdzie konsekwencje wyboru będą w zasadzie żadne. Na przykład mając do wykonania kilka porządków domowych czasem ciężko się zdecydować, od czego zacząć. Odkurzanie, czy zmywanie podłogi? A może jednak mycie naczyń? Chociaż w dzisiejszych czasach zmywa najczęściej zmywarka, a podłogę czyści mopujący robot sprzątający, i tak trzeba to wszystko odpowiednio uruchomić, nadzorować i serwisować. Czym więc zająć się w pierwszej kolejności? Ciężki orzech do zgryzienia. Na taką ewentualność wspomagacz wyboru świetnie się nada!
Schemat elektryczny wspomagacza wyboru zaprezentowano na rysunku 1.
To już drugi podczas spotkań Juniorów układ elektroniczny wykorzystujący mikrokontroler, czyli układ scalony z wgranym programem (firmware), odpowiedzialnym za realizację zaplanowanych przez autora projektu zadań. Tym wcześniejszym układem, zbudowanym również z wykorzystaniem mikrokontrolera, był zestaw AVTEDU632 UFOLEDek, który opisany został w EdW 10/2024. Omawiając tamten zestaw postanowiłem przekonać Cię, że wkraczanie coraz głębiej w świat elektroniki wcale nie musi komplikować tematu. Jeśli pamiętasz, zastosowanie mikrokontrolera pozwoliło uniknąć realizowania wielu zadań za pomocą mniej i bardziej skomplikowanych obwodów analogowych, złożonych z dziesiątków pojedynczych elementów dyskretnych, takich jak rezystory, kondensatory, diody i tranzystory, i niemal wszystko to zastąpić pojedynczą kosteczką – mikrokontrolerem z wgranym oprogramowaniem (firmware) realizującym wszystkie zadania w sposób cyfrowy.
Podobieństwa układów budowanych z użyciem mikrokontolerów
We wspomagaczu wyboru sytuacja wygląda dokładnie tak samo. Jeśli masz pod ręką egzemplarz EdW 10/2024 zerknij na stronę 83, gdzie, na rysunku 1 znajdziesz schemat UFOLEDka, bardzo podobny do dzisiejszego układu wspomagacza wyboru. Zwróć uwagę na wszystkie podobieństwa. Podpowiem, że w obu zestawach wykorzystano mikrokontroler tego samego producenta, firmy Microchip Technology Inc. W zestawie UFOLEDek zastosowano mikrokontroler ATtiny2313 a we wspomagaczu wyboru ATtiny24A. Początkowo mikrokontrolery te były produkowane przez firmę Atmel, ale Microchip przejął firmę Atmel w 2016 roku i obecnie to on kontynuuje produkcję oraz rozwój tych mikrokontrolerów.
Ponieważ przebiegi czasowe w obu wspomnianych zestawach (UFOLEDek i wspomagacz wyboru) nie są krytyczne, w żadnym z tych układów nie zastosowano zewnętrznego rezonatora kwarcowego. Zamiast tego, w roli generatora taktu zegarowego, dzięki któremu krok po kroku mogą być wykonywane kolejne zadania programu, wykorzystano (włączono programowo) wewnętrzny oscylator RC, co jest dość charakterystyczną cechą tych mikrokontrolerów, po którą konstruktorzy chętnie sięgają. Zawsze to jeden element mniej do zamontowania. W zasadzie trzy komponenty, bo odpada rezonator kwarcowy i dwa wspomagające go kondensatory. Jest zatem prościej i taniej a proste układy będą działały tak samo, czy to na zewnętrznym rezonatorze kwarcowym, czy też wewnętrznym oscylatorze RC. Możliwość załączenia wewnętrznego oscylatora RC to jedno z podobieństw, którego nie widać wprost na schematach, a o którym warto było wspomnieć.
Kolejną sprawą, którą warto zauważyć, jest fakt, że żaden z układów nie zawiera stabilizatora napięcia, który obniżałby je do wartości bezpiecznej dla zastosowanych w obu przypadkach mikrokontrolerów, czyli do napięcia o wartości 5 V. Z użycia stabilizatorów zrezygnowano najpewniej dlatego, że oba te układy przeznaczone są do zasilania z dołączonego do zestawu koszyczka na trzy baterie AAA (R03) o napięciu 1,5 V każda. Wszystkie trzy baterie są połączone wewnątrz koszyczka w sposób szeregowy, to jest jedna za drugą. Kabelek w kolorze czarnym podłączony jest do minusa pierwszej baterii, plus pierwszej baterii podłączony jest z minusem drugiej baterii, plus drugiej baterii z minusem trzeciej baterii a plus trzeciej baterii z kabelkiem czerwonym. Napięcia szeregowo połączonych baterii sumują się, dlatego pomiar dokonany za pomocą multimetru ustawionego w tryb woltomierza napięć stałych powinien wskazać napięcie około: 3·1,5 V=4,5 V.
Należy jednak pamiętać, że jest to napięcie nominalne, a świeżo zakupione pojedyncze ogniwo AAA będzie miało najprawdopodobniej około 1,6 V. Tym samym odczyt pomiaru napięcia rzędu 4,8 V na koszyczku, do którego włożyłeś trzy świeżo zakupione baterie AAA nie powinien być sporą niespodzianką. Przesunie co najwyżej nieco w górę wartości w obliczeniach, których dokonamy poniżej.
Stosując trzy baterie o sumarycznym napięciu 4,5 V nigdy nie przekroczymy bezpiecznego dla wspomnianych mikrokontrolerów nominalnego napięcia zasilania o wartości 5 V. Stąd też stosowanie stabilizatora napięcia nie było potrzebne. Musisz o tym bezwzględnie pamiętać, gdybyś mierzył się z pomysłem zasilania tych układów z zewnętrznego zasilacza wtyczkowego. Do tematu wrócę nieco później, w akapicie „Baterie, a może… zasilacz?”.
Na obu schematach widzimy identyczną diodę D1, która zabezpiecza mikrokontrolery obu układów przed omyłkowym podaniem na nie napięcia o błędnej polaryzacji, co dla nich samych z dużym prawdopodobieństwem skończyłoby się tragicznie. Ponieważ dioda przewodzi prąd w jednym kierunku (od anody w stronę katody katody) prąd z baterii do układu elektronicznego popłynie tylko wtedy gdy zostanie zachowana odpowiednia polaryzacja podanego zasilania. Gdy podłączymy bieguny baterii na odwrót, prąd nie popłynie wcale. Dla dociekliwych: w rzeczywistości przez diodę spolaryzowaną zaporowo (co będzie miało w miejsce w przypadku odwrotnej biegunowości podanego zasilania) popłynie minimalny prąd wsteczny (rzędu mikroamperów lub nawet mniej, w zależności od napięcia wstecznego i temperatury), jednak ten prąd będzie na tyle mały, że nie będzie miał on wpływu na działanie układu ani nie spowoduje jego uszkodzenia). Warto zauważyć, że w obu układach zastosowano diodę 1N5819, która jest nieco mniej znana, niż na przykład klasyczna dioda 1N4001 (tudzież 1N4004 czy 1N4007). Analizując notę katalogową diody 1N5819 zauważysz, że jest to dioda Schottky’ego, która różni się od klasycznej diody krzemowej (np. 1N4001) między innymi tym, że ma ona mniejszy spadek napięcia w kierunku przewodzenia. W przypadku użycia diody krzemowej spadek napięcia wyniósłby około 0,7 V, co oznacza, że w przypadku zasilenia układu z koszyczka z bateriami o sumarycznym napięciu 4,5 V za diodą D1 byłoby już tylko 3,8 V i napięcie to będzie spadało wraz z ze stopniem rozładowania kompletu baterii. Dlatego lepszy rezultat da w roli zabezpieczenia przed podaniem napięcia o odwrotnej polaryzacji dioda Schottky’ego o podobnych parametrach, na przykład 1N5819, na której spadek napięcia wyniesie około 0,3…0,4 V. Wówczas za diodą D1 napięcie zasilające układ (w tym mikrokontroler) powinno wynieść około 4,1…4,2 V. Różnica pomiędzy 3,8 V i 4,2 V może nie jest spektakularna, ale można założyć, że przy zastosowaniu diody Schottky’ego, na jednym komplecie baterii układ podziała dłużej.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
