Digitrode

Платы для прототипирования можно легко сделать с помощью 3D принтера. Их можно сделать с отверстиями, а также той же толщины и тех же размеров, что и обычные платы. Компоненты могут быть довольно легко соединены между собой без помощи пайки.

Этот метод позволяет делать платы быстрее, чем при обычной процедуре травления и пайки. Но для создания надежной схемы требуется некоторый навык и внимание к деталям.

Приведенный пример платы является простой схемой с микроконтроллером, который зажигает последовательно три светодиода. Видео ниже показывает, как работает схема.

Хотя использование AVR-ассемблера позволяет легко писать компактные по размеру кода программы, все же использование языка C и AVR Libc дает больше удобств. В этой статье будет показано, как написать код на C, который avr-gcc скомпилирует с минимальным размером. Существует ряд руководств по написанию компактного кода для AVR, но ни одно из них не рассматривает вопрос сокращения оверхеда в start-up библиотеке avr-gcc (gcrt1).

Многие все еще применяют avr-gcc 4.3.3, поскольку он дает более плотный код по сравнению с версиями 4.5.3 и 4.7, но для ниже приведенного примера avr-gcc 4.8.2 дал еще более компактный код, нежели 4.3.3.

Тестовая программа работает со встроенным температурным датчиком ATtiny85 и мигает светодиодом. После компиляции с оптимизацией –Os получаем программу размером 274 байта:

Если вам нравятся светодиоды, особенно RGB, то возможно вы встречались со светодиодами WS2812. Они очень яркие, компактные и дешевые. Эти устройства могут быть соединены друг с другом в бесконечную ленту (если, конечно, хватит питания), поэтому они идеально подходят для создания больших RGB-экранов и матриц.

Но помимо преимуществ у этих светодиодов есть и недостаток: цифровой интерфейс, предназначенный для управления ими, является нестандартным. Этот интерфейс предполагает передачу данных на частоте 800 КГц (1.25 мкс на бит) с различным периодом импульсов, определяющим «0» или «1».

Многие знают микросхему FT232RL, ее применяют в качестве моста USB-UART. Но у нее имеется младшая сестра FT230X, которая не только дешевле, но и имеет интересную функцию обнаружения USB-зарядного устройства. И один заинтересовавшийся ею товарищ под ником Baoshi провел исследования в этой области, поскольку хотел, чтобы его новое устройство питалось от USB и/или от аккумулятора.

Проектирование устройства с питанием от USB не тривиальная задача, потому что:

1. Если устройство нуждается в более 100 мА тока, оно сможет получить этот ток только после запроса хоста во время инициализации USB. Некоторые USB-хосты в состоянии обеспечить максимум 100 мА. Поэтому устройство должно быть достаточно умно для того, чтобы уметь определять тип хоста.

2. Следует учитывать ограничение тока в спящем режиме.

3. Если хочется, чтобы устройство работало автономно без ПК, то оно должно быть способно получать питание от «тупых» хостов, таких как USB-зарядники.

Положение 3 конфликтует с положениями 1 и 2, потому что USB-зарядник не может быть проинициализирован и не предусматривает спящего режима. Вот почему функция определения USB-ЗУ в микросхеме FT230XS так интересна. Но необходимы испытания…

Замена вызова функции копией кода этой функции может представлять собой эффективное решение при оптимизации, особенно если скорость выполнения программы является приоритетной целью. Ниже будет рассмотрено, как работает принцип встраивания функций, когда это может быть эффективно и как это может выполняться автоматически в C и C++.

Основы принципа встраивания функций

В первом приближении все настольные компьютеры одинаковы. Поэтому достаточно написать работающее на одной машине приложение, и оно будет работать на любой другой машине. Кроме того, ожидания и требования пользователей ПК в целом схожи. Но встраиваемые системы зачастую сильно отличаются друг от друга, поскольку они имеют различное аппаратное и программное обеспечение, и требования к ним со стороны пользователей также сильно разнятся. Все это довольно интересным образом влияет на разработку программного обеспечения для встраиваемых систем.

Встроенный компилятор, как правило, имеет множество опций для управления оптимизацией. Иногда такой богатый набор вариантов очень важен, в других же случаях все сводится к простому выбору оптимизации по скорости или по размеру кода. Хотя некоторые эмпирические наблюдения показывают, что небольшой код чаще получается медленнее, а для быстрого кода требуется больше памяти.

Интернет вещей — горячая тема для дискуссий среди специалистов, потому что сегодня рынок предлагает огромные возможности для создания продукции, облегчающей жизнь потребителям. И эта продукция повлияет на множество вещей нашей повседневной жизни, поскольку к 2020 году ожидается, что количество подключенных к сети устройств составит более 30 миллиардов.

Подумайте, какую пользу принесет тот факт, что бытовые приборы и электронное оборудование будут связаны с вашим мобильным устройством или будут иметь непосредственный выход в интернет. Вы сможете удаленно контролировать расход воды, газа и электричества благодаря подключенным к сети счетчикам, система безопасности сама отправит вам фотографию помещения при срабатывании сигнализации, свет можно включать и выключать, находясь вдали от помещения, посудомоечная машина сама сообщит вам об утечке воды. Кроме того, благодаря подключению устройств к сети производители оборудования смогут удаленно обновлять программное обеспечение этих устройств или удаленно устранять возникшие неполадки.

Кристиан Затинаил (Cristian Zatonyl) разработал собственную систему домашней автоматики на основе Raspberry Pi и устройств Z-Wave. Руководство, с помощью которого можно, создать подобную систему он выложил в сети.

Итак...

Нам потребуется:

Инженер Фабьен ле Ментек (Fabien le Mentec) привел небольшое исследование, позволяющее лучше оптимизировать работу 8-разрядных контроллеров. Он работал над регулятором напряжения на основе 8-разрядного микроконтроллера ATMEGA328P фирмы ATMEL. Основная логика контроллера была реализована в главной функции main() и зависела от периодического таймера, функционирующего с фиксированной частотой. В обработчике прерывания по таймеру инкрементировалась переменная-счетчик, которая затем использовалась в основной программе для правильной в плане синхронизации работы контроллера напряжения.

Посмотрев на код Фабьена, один интересующийся человек отметил, что в этом коде для счетчиков используется тип uint8_t вместо unsigned int, и сказал, что с этим могут возникнуть трудности в рамках данного проекта. Но Фабьен пояснил причины и последствия такого решения.

Электронный счетчик энергии представляет собой устройство измерения потребляемой энергии в КВт-ч. В отличие от обычных электромеханических счетчиков такой прибор основан на электронных устройствах, благодаря которым выполняется расчет энергопотребления.

На протяжении десятилетий технические специалисты и энтузиасты в области домашней автоматики рассуждали о концепции «умного» дома. Они предсказали появление целых сетей датчиков, окутывающих дом, приложений для мониторинга состояния окружающей среды в доме, интеллектуальных охранных устройств и заключили, что все это будет управляться через сеть с помощью смартфона или планшета. Отдельные компоненты, вроде датчиков и исполнительных механизмов присутствуют на рынке с давних времен. Но большой проблемой было то, что они не могли разговаривать друг с другом, потому что не было универсального протокола связи, благодаря которому можно было бы следить и управлять всеми этими устройствами из одной точки.

На протяжении последнего десятилетия основной движущей силой домашней автоматики были преимущественно энтузиасты-самодельщики. Однако теперь, когда ZigBee стала доминирующей технологией связи для приложений «умных» домов, интерес к ней стал стремительно нарастать как со стороны независимых разработчиков, так и со стороны крупных компаний.