Digitrode

Умелец Марк Харрингтон (Mark Harrington) смог собрать надежный одноамперный источник питания для своего Raspberry Pi. Причем он собрал его на основе компонентов, выпаянных со старых печатных плат, выброшенных плат для телевизоров и принтеров.

На такой шаг его побудило то, что Raspberry Pi потребляет более 800 мА, и при работе практически всех модулей токопотребление доходит до 1 А. При этом его не удовлетворяло качество источников питания для мобильных телефонов, которые можно купить в магазине. В итоге он решил сделать свой источник.

Большинство деталей можно найти на «электронной помойке», при этом не нужно тратиться на многие компоненты, за исключением куска текстолита и соответствующего разъема, хотя и они могут быть найдены в куче мусора.

В итоге получилась такая печатная плата (список компонентов приведен на рисунке):

Принципиальная схема:

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...

Приведенная схема позволяет изменять выходное напряжение путем включения и отключения транзисторов. При включении транзистора резистор R будет соединен с землей, что повлияет на значение выходного напряжения. Максимальное напряжение цепи составляет 27 В при входном напряжении 28 В.

В качестве транзисторов T1-T4 можно взять 2N2222 или любые другие NPN-транзисторы.

В приведенной ниже таблице показано выходное напряжение и соответствующее ему значение R при соединении одного из контактов A-D с Vin.

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.

МЭМС-акселерометры могут выдавать различные сигналы прерываний, сообщающие о готовности данных, свободном падении, горизонтальном/вертикальном расположении или каком-то воздействии. Некоторые акселерометры имеют функцию пробуждения и функцию определения отсутствия движения, для того, чтобы уменьшать скорость передачи данных в режиме пониженного энергопотребления, и увеличивать ее в нормальном режиме работы. Но такая функция сокращает энергопотребление только самого акселерометра.

Некоторые микропроцессоры имеют две или более линии ввода/вывода общего назначения, и пользователи могут подключить к ним выводы прерываний по пробуждению и определению отсутствия движения. Однако, в некоторых случаях микропроцессор может обладать только одной такой свободной линией, но пользователю нужно подключить два прерывания.

Ниже приводится метод, позволяющий с помощью одной линии прерывания определить начало движения, при котором акселерометр выходит из сна, и отсутствие движения, используя фильтр верхних частот (ФВЧ) и логическую операцию «И», на входе которой присутствует сигнал, сообщающий о свободном падении. При этом микропроцессору не нужно вмешиваться в работу акселерометра. Когда микропроцессор регистрирует передний фронт сигнала прерывания от акселерометра, это говорит об отсутствии движения, а появление заднего фронта сообщает о том, что устройство находится в движении.

Систему дверной сигнализации можно создать на базе компактного микроконтроллера PIC12F635. Схема представляет собой устройство звукового оповещения, которое выдает сигнал предупреждения, когда кто-то открывает дверь. Можно установить это устройство в парадной двери или в двери черного хода в качестве охранной сигнализации, чтобы отпугнуть воров и злоумышленников. Данный модуль питается от четырех батареек типа AA/AAA напряжением 1.5 В, что в итоге дает 6 В.

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.