Наступление эпохи Интернета вещей не было бы возможно без аппаратного обеспечения, позволяющего подключать устройства к Интернету. Поэтому ниже будет приведен ряд новейших беспроводных модулей и сервисов, благодаря которым можно соединять приборы друг с другом или с облаком.
Главная цель этих аппаратных платформ и сервисов заключается в том, чтобы организация связи между устройствами была максимально проста и удобна. Итак, поехали...
При необходимости разработки простого бод-генератора можно воспользоваться RC-осциллятором. Если вы можете откалибровать частоту такой цепи достаточно точно (в пределах нескольких процентов), используя измеритель частоты, то она будет работать достаточно хорошо. Тем не менее, через какое-то время ее частота будет смещаться. Поэтому в данном случае лучше использовать еще и бинарный счетчик пульсации с генератором вроде 74HC4060, как показано на рисунке.
Если вы зададите частоту 2.45765 МГц и поделите ее на число кратное 2, то получите хорошо известные скорости передачи 9600, 4800, 2400, 600, 300, 150 и 75 бод. Но если вы внимательно посмотрите на этот ряд, то увидите, что отсутствует значение 1200 бод, поскольку для делителя на 2048 выход Q10 не предусмотрен. Но это решаемо...
Интерфейс USB 3.0 обеспечивает очень высокую скорость передачи данных, предлагает новые опции управления питанием и предоставляет больше мощности периферийным устройствам. Но разработчики должны знать, что для того, чтобы воспользоваться этими преимуществами, возможно, придется пожертвовать совместимостью с предыдущими версиями USB.
USB широко используется во встраиваемых системах всех типов, USB-устройства легко соединяются и взаимодействуют между собой. Но за этой простой скрываются сложности внутренних функций данного интерфейса. Для пользователей USB-устройств это не имеет никакого значения, но разработчикам встраиваемых систем приходится лезть во все нюансы внутреннего строения USB. Даже если производитель оборудования поставляет рабочий USB-стек, понимание «как оно работает» позволит оптимизировать функционирование устройства.
Существует множество небольших приложений, в которых предпочтительнее питать устройство непосредственно от интерфейса RS232, а не от основного источника питания. Большинству микросхем для питания требуется 5 В, и интерфейс может обеспечить ток около 8 мА, который практически весь смогут потребить готовые регуляторы напряжения, не оставляя почти ничего для работы самой цепи. Используя всего четыре транзистора, можно собрать регулятор напряжения с токоограничением, что позволит получить больше тока из порта RS232, при этом не повредив его. Схема, приведенная ниже дает на выходе 5 В при минимальном входном напряжении 8 В и ток короткого замыкания 19 мА.
Ток, потребляемый самим регулятором составляет всего 0.2 мА. Схема на вид очень проста, но у нее есть свои хитрости. Для удовлетворения требований цепи нужно учитывать коэффициенты усиления транзисторов. В данном случае используются только устройства класса B, коэффициент усиления которых составляет от 220 до 280. Через диоды D1-D3 извлекается положительное напряжение из порта. Токоограничение реализуется с помощью резистора R1 и транзистора T1. Как только напряжение на резисторе достигает 0.7 В (при 18 мА R1 = 39 Ом) транзистор включается и отключает T2, тем самым гася выходное напряжение. Выходное напряжение 5 В устанавливается стабилитроном D4.
Во многих конструкциях на основе микроконтроллеров применяются различные методы взаимодействия частей этой конструкции между собой и с внешним миром. Сам микроконтроллер может быть представлен как система, которая принимает входные сигналы, обрабатывает их и выводит обработанные данные. Микроконтроллеры чрезвычайно полезны при взаимодействии с другими устройствами вроде датчиков, двигателей, коммутаторов, дисплеев и других приборов. Зачастую возникнет необходимость организовать с помощью микроконтроллера управление электромагнитным реле.
