Digitrode

Современные микроконтроллеры зачастую имеют широкий диапазон питания, который может составлять, например, от 1.8 В до 5 В. Это дает широкие возможности для выбора источника питания, и чем меньше нижняя граница диапазона питания микроконтроллера, тем миниатюрнее могут быть источники питания, например, ими могут быть пальчиковые или мизинчиковые батарейки. Кроме того, широкий диапазон питающего напряжения позволяет в процессе функционирования устройства регулировать величину этого напряжения, что полезно использовать в автономных приложениях с батарейным питанием.

Функция динамического масштабирования напряжения полезна при питании микроконтроллера, который имеет широкий диапазон питания. При необходимости можно уменьшить напряжение питания для того, чтобы снизить энергопотребление устройства в целях экономии.

Например, микроконтроллер MSP430G2001 имеет диапазон питания, который варьируется в зависимости от системной частоты и режимов программирования. Когда системная тактовая частота составляет 1МГц и программирование флеш-памяти не требуется, диапазон питания равен от 1.8 до 3.6 В. Если же программирование флеш-памяти необходимо, то диапазон составит от 2.2 до 3.6 В.

Сегодня различные приложения для мониторинга процессов окружающей среды и ее параметров, например, погодные станции и системы контроля климата помещения в домашней автоматике, используют в своем составе различные датчики, одним из основных в этом наборе датчиков является, конечно, датчик температуры. В наше время на рынке электронных компонентов представлено огромное количество самых разнообразных датчиков температуры, отличающихся друг от друга своими характеристиками, исполнением и ценой. Некоторые датчики измеряют температуру с очень высокой точностью и в очень широком диапазоне, они называются прецизионными и используются в основном в ответственных приложениях на промышленных объектах, в медицине и ряде других областей подобного рода. Их стоимость пропорциональна их возможностям, то есть это не дешевые датчики. Есть также недорогие датчики для менее ответственных приложений. Их стоимость не такая высокая, но и их точность и диапазон измеряемых температур далеко не самые лучшие. Зачастую их используют радиолюбители в своих проектах с Arduino или другими подобными платами и устройствами. Но можно вообще не покупать датчик, а сделать его самостоятельно. Такой самодельный термометр, конечно, не будет сверхточным, но обеспечит ваш проект необходимым функционалом для измерения температуры.

Представленная схема, позволяет создать простой и дешевый термометр, измеряющий температуру до 150°C с точностью ±1°C. Температуру можно считать с помощью цифрового или аналогового вольтметра со шкалой 1В.

На рынке электронных компонентов в наше время преобладают элементы, которые питаются преимущественно напряжением +3.3 В, либо +5 В. Существуют, конечно же, компоненты с расширенным диапазоном питающего напряжения, который включает в себя эти два уровня. Но далеко не все устройства могут поддерживать одновременно уровни 3.3 В и 5 В. Из-за этого могут появляться проблемы несовместимости между устройствами. И порой довольно-таки трудно найти аналог необходимого компонента или устройства с поддержкой нужного уровня напряжения.

Зачастую, например, бывает необходимо установить взаимодействие между микроконтроллером с питанием от 5 В и каким-нибудь устройством, например, модулем считывания SD-карт, питаемым от 3.3 В.

К счастью, преобразователь логических сигналов 3.3-5В можно собрать довольно-таки просто. Для этого нужна микросхема конвертера 74LCX245.

В продолжении темы полезных в быту повышающих преобразователей рассмотрим способ получения напряжения 9 В из 3 В.

Если у вас есть одна батарейка на 3 В или пара пальчиковых батареек на 1.5 В, но нет Кроны, необходимой для питания устройства напряжением 9 В, то можно воспользоваться нижеприведенными недорогими микросхемами для организации повышающих преобразователей напряжения.

Интерфейс 1-Wire представляет собой двунаправленную шину, по которой устройства подключенные к ней осуществляют передачу данных на очень малых скоростях. Стандартной скоростью считается 15.4 Кб/с, максимальный показатель скорости данного интерфейса 125 Кб/с. В шине применяются только два провода, один из которых общий (земля), а по другому передается как питание, так и данные. Использование всего двух проводов является большим плюсом данного интерфейса. Еще одним плюсом является большая дальность передачи данных. В некоторых случаях она может составить до 300 метров. Этого можно добиться, если для передачи задействовать кабель типа "витая пара". Также топология должна представлять собой общую шину, а не свободную топологию. И специальный драйвер должен осуществлять активную подтяжку линии с учетом тока в ней. Протокол 1-Wire обычно используется для общения с различными датчиками температуры, например, DS18S20. Также он применяется и в датчиках заряда аккумулятора и в некоторых светодиодных драйверах. Но для большинства электронных устройств такой протокол не является стандартным, как, например, UART, SPI или I2C. Эти интерфейсы сегодня можно встретить практически в любом современном микроконтроллере. В связи с этим имеется проблема взаимосвязи устройств, поддерживающих протокол 1-Wire, и устройств с другими протоколами, например, UART, который распространен больше всех. Но, к счастью, можно сделать простой переходник с 1-Wire на UART.

Стандартная схема конвертера состоит из двух биполярных транзисторов NPN-типа и двух резисторов, при этом вывод TX соединяется с базой первого транзистора, а RX с коллектором второго и с единственным информационным проводом протокола 1-Wire. Но можно сделать еще проще.

Большинство современных микроконтроллерных и микропроцессорных систем работают с уровнями напряжения +5 В и +3.3 В. Причем последний вариант встречается все чаще и чаще. Бывают случаи, когда для питания устройства требуется напряжение 3.3 В, но под рукой оказывается только батарейка на 1.2 или 1.5 В. Тогда на помощь приходят микросхемы повышающих преобразователей напряжения. И в данном материале мы рассмотрим две из них, которые доступны на рынке, имеют низкую стоимость и не требуют много компонентов в качестве обвязки.

В робототехнике и механике для организации линейного движения, а не вращательного как у двигателей с валом, зачастую применяют устройства, называемые линейные актуаторы. В основном актуаторы подразделяют на три типа: пневматические, гидравлические и электрические. В роботах и различных радиолюбительских проектах в основном применяется третий тип актуаторов благодаря невысокой цене и простоте подключения к электрическому оборудованию системы. В основе электрического линейного актуатора находится обычный электродвигатель. Он может быть как постоянного, так и переменного тока. Зачастую применяют двигатель постоянного тока. Механизм линейного актуатора осуществляет преобразование вращательного момента двигателя в поступательное движение рабочего механизма актуатора. Для этого в составе линейного актуатора должен быть редуктор и ходовой винт.

Итак, для работы линейного актуатора используется ходовой винт, приводимый в движение двигателем постоянного тока. Благодаря этому и создается линейное движение устройства постоянного напряжения. При отключении питания линейный привод зафиксирует свое положение.

В данном материале представлена простая схема для подключения линейного привода к источнику напряжения и для ручного управления им с помощью переключателя. Одно нажатие переключателя заставит рабочий орган актуатора двигаться вперед, повторное нажатие – назад. Также можно зафиксировать определенное положение.

Зачастую приборы и оборудование с электропитанием, работающие в ответственных областях человеческой жизнедеятельности, должны работать бесперебойно и быть готовым к возможному внезапному отключению электричества с последующим оповещением об его отключении. Также для обычных бытовых приборов и радиолюбительских проектов с питанием от сети желательно наличие модуля оповещения, чтобы избежать возможных неприятностей, например, протечки холодильника от размораживания. К счастью, такой модуль можно сделать самостоятельно, и по себестоимости он будет весьма недорогим.

Представленная схема позволяет создать устройство, сигнализирующее с помощью пьезодинамика об исчезновении напряжения сети переменного тока. Оно может быть полезно в приборах, критичных к отключению электричества. Такими могут быть медицинские приборы, используемые в больницах.

Устройство питается от батарейки 9 В, имеет малое число компонентов и может безопасно подключаться к любой розетке 220 В. Его основой является микросхема таймера LM555 (IC1), функционирующая как нестабильный мультивибратор. Другим важным компонентом является оптопара (PC1). Здесь не используется трансформатор, следовательно, устройство получится легким и не создающим электромагнитных помех.

В процессе создания печатной платы в домашних условиях радиолюбитель после вытравливания лишней меди на плате и образования дорожек подходит к такому этапу, как сверление отверстий в намеченных точках для пайки электронных компонентов. Для этого нужно иметь специальную миниатюрную дрель со сверлами малого диаметра. К сожалению, большинство продающихся сегодня в радиолюбительских магазинах дешевых китайских минидрелей имеют обычную кнопку включения/выключения не имеют функции регулирования скорости, которая зачастую является полезной при сверлении плат разной толщиной. Для такой возможности нужно покупать либо недешевую качественную минидрель, либо самостоятельно сделать регулятор скорости вращения сверла. При этом второй вариант будет дешевле и не таким сложным, как казалось бы на первый взгляд.

Представленная схема позволяет собрать простой, дешевый и очень полезный для радиолюбителя регулятор скорости вращения 12-вольтной минидрели для проделывания отверстий в печатных платах.

Обычно для измерения температуры во встраиваемых системах применяются датчики температуры. Они имеют различные характеристики, формы исполнения и стоимость. Но у них имеется один существенный недостаток, ограничивающий их использование в ответственных и высокотребовательных приложениях с большой температурой среды объекта измерения. Дело в том, что классические кремниевые датчики температуры, как правило, имеют диапазон измерения от - 40 до +85 или +125 градусов по Цельсию. Это очень узкий диапазон для тех случаев, когда нужно померить температуру выше +125 градусов или ниже -40 градусов по Цельсию. Тогда на помощь приходят такие устройства, как термопары. Они широко используются в промышленной автоматике, медицине, научных лабораториях, но и обычные радиолюбители вполне могут применять их в своих проектах, поскольку стоят они не слишком дорого и довольно просты в обращении.

Термопары являются отличным приспособлением для точного измерения температуры в труднодоступных местах и местах с жесткими условиями окружающей среды.

Сигнал термопары желательно усиливать для его адекватного восприятия цифровой системой. Это позволит сделать довольно простая схема усилителя сигнала термопары.