Electronica Azi Hobby nr 5

OCTOMBRIE, 2013 NR. 5PREţ: 10 LEI

Electronica Azi HOBBY • Octombrie, 2013 • Nr. 5

3

DesignSpark PCB este primul software de proiectare electronică cu adevărat gratuit. Dezvoltat de către RS Components şi AlliedElectronics pentru a permite inginerilor să proiecteze rapid şi uşor produse de excepţie, DesignSpark PCB a câştigat multiple premii dela lansarea sa din 2010, existând peste 200.000 de activări la momentul actual.

DesignShare reprezintă o colecţie de proiecte open-source postate de către membri şi partenerii DesignSpark. Dacă aveţi un proiectpe care doriţi să îl faceţi public, dacă doriţi să colaboraţi cu alţii la un anumit proiect sau dacă doar doriţi să descărcaţi un proiect dejadezvoltat, atunci puteţi accesa baza de proiecte.

DesignSpark MechanicalCel mai nou software creat pentru proiecte 3DDesignSpark Mechanical este un software de proiectare revoluţionar, disponibil doar la RSComponents. Graţie puterii de modelare directă, DesignSpark Mechanical vă permite să creaţi şisă modificaţi rapid proiecte 3D. Este primul instrument de acest tip disponibil gratuit, oferindspecialiştilor o alternativă reală de proiectare.DesignSpark Mechanical este disponibil cu caracteristici care vă economisesc timpul destinatproiectării pentru a vă sprijini în a proiecta mai uşor, mai rapid şi mai creativ.

Caracteristici:n Creare de proiecte pe foi de lucru ce pot fi dimensionate în detaliun Eliminarea timpilor de aşteptare în activitatea de retuşare şi modificare a

proiectelor dezvoltate, fără a fi nevoiţi să aşteptaţi ca departamentul CAD să recreeze proiectul conform specificaţiilor voastre.

n Librărie 3D de componente, dezvoltată specific de către RS Componentsn Creare de geometrii în mod facil cu un mod intuitiv de modelare bazată pe

gesturi, fără a fi nevoie să fiţi un expert CADn Unealtă complet gratuită, fără licenţe sau restricţii de utilizare

Motive pentru care să alegeţi DesignSpark Mechanical1. Renunţaţi la proiectarea pe hârtie sau la pachetele de software de proiectare 2D învechite, proiectaţi-vă singuri carcasa, PCB-ul şi

modelul solid într-un mediu de proiectare 3D.2. Uşor de învăţat. DesignSpark Mechanical este caracterizat de o modelare CAD directă, intuitivă şi puternică, în sensul că orice inginer

poate crea o geometrie liberă de constrângeri parametrice – nu este nevoie să fiţi un expert CAD ca să utilizaţi DesignSpark Mechanical.

3. Accesarea componentelor cheie. Combinaţi creaţiile dvs. cu componente din librăria 3D dezvoltată de către RS Components şi Allied Electronics.

4. Economisiţi timp. Modificaţi doar în câteva secunde proiectul dvs., nefiind nevoit să apelaţi la un specialist CAD.5. Este gratuit. Nu aveţi nevoie de licenţă pentru a utiliza DesignSpark Mechanical. Puteţi începe imediat să proiectaţi într-un pachet de

proiectare complet, fără constrângeri.

De la un simplu model 3D... ...la un proiect 3D.

COMPEC Prezintă DesignSpark

Un portal care vă dă posibilitatea să consultaţi şi să scrieţirecenzii la produse şi aplicaţii, să faceţi schimb de cunoştinţeşi să descărcaţi instrumente gratuite de design. Aveţi posibilitatea să încărcaţi propriul proiect şi să colaboraţicu cei ce activează în domeniul dvs. de proiectare.

Aurocon COMPEC SRLwww.compec.rowww.designspark.com


DESIGN HOBBY

3 COMPEC Prezintă DesignSparkUn portal care vă dă posibilitatea să consultaţi şi să scrieţi recenzii la produse şi aplicaţii, să faceţi schimb de cunoştinţe şi să descărcaţi instrumente gratuite de design.

6 În umbra Marii Curse - Semiconductoare discrete moderne de la Diotec.Asistăm cu respiraţia tăiată la cursa producătorilor din do me niul circuitelor integrate. Procesoarele sunt tot mai rapide şi mai eficiente, oferind totodată un consum de energie din ce înce mai mic. Mai puţin atrag însă atenţia elementele semiconductoare dis crete – diode şi punţi redre soare, care sunt şi ele în schim bare pentru a răspunde aştep tă rilor pieţei şi clienţilor.

8 Persistence of visionPersistence of vision (“persistenţa viziunii” sau PoV, pe scurt) este efectul optic de mişcare continuă produs de retină în momentul în care sunt văzute imagini statice într-o secvenţă rapidă. Această situaţie se datorează unei transmisii chimice a nervilor, acest histerezis biochimic fiind mult mai lent decât viteza luminii.

13 Câştigaţi un kit ROBOT FSLBOT de la Freescale Semiconductor!

14 Cub cu LED-uri (II)În numărul precedent am prezentat modul în care poate fi construit un cub cu LED-uri de dimensiune mică. Rezultatul obținut ne-a încântat şi totodată motivat să trecem la pasul următor, la construirea unui cub mai mare, pentru a putea realiza jocuri de lumini mai complexe şi mai interesante.

22 Liste Android (IV)În aplicațiile realizate, un element important, adesea utilizat, îl reprezintă listele. Sub platforma Android, acestea sunt implementate folosind modelul MVC (Model View Controller).

26 Kit relee controlabile radio cu 2 şi 4 relee

27 Priză cu temporizator digital, Goobay

28 Panoul solar inteligentÎn societatea de astăzi poluarea reprezintă o problemă majoră și oamenii încearcă să găsească soluții eficiente pentru combaterea acesteia. Spre deosebire de sursele de energie ce folosesc hidrocarburi, cele bazate pe energie regenerabilă sunt inepuizabile și nu dăunează mediului.Din categoria sistemelor bazate pe energie regenerabilă fac parte și panourile solare.

34 ZenWheels Micro Car - Maşinuţe şi AndroidAm avut la începutul verii ocazia să îmi cadă în mână o maşinuţă tare simpatică, ZenWheels Micro Car de la Plantraco. Seamănă cu o jucărie pentru copii, o găseşti în diferite culori şi poate fi controlată printr-o aplicaţie Android gratuită direct de pe telefon sau tabletă. Pe jumătate în joacă, pe jumătate serios , am scris propria mea aplicaţie Android pentru a mă juca cu maşinuţa.

EURO STANDARD PRESS 2000 srlTel.: +40 (0) 31 8059955Mobil: 0722 [email protected]

CUI: RO3998003J03/1371/1993

ManagementDirector General - Ionela GaneaDirector Editorial - Gabriel NeaguDirector Economic - Ioana ParaschivPublicitate - Irina Ganea

Revista Electronica Azi- HOBBYapare de 6 ori pe an.

Revista este publicată numai în format tipărit.

Preţul revistei este de 10 Lei.Preţul unui abonament pe 1an de zile (6 apariţii) este de 60 Lei / abonament.

2013©Toate drepturile rezervate.

Colaboratori la această ediţie:Ing. Emil Floroiu - [email protected]. Daniel Rosner - [email protected]. Răzvan Tataroiu - [email protected]. Dan Tudose - [email protected]

Alexandru-Viorel Pălăcean - [email protected] Berceanu - [email protected] Marinescu - [email protected] Radovici - [email protected] Culic - [email protected] Oltean - [email protected] Calciu - [email protected] Ştefănescu - [email protected] Diana Ciocîrdel - [email protected]

Ana Bărar - [email protected] Aungurencei - [email protected]

Tiparul executat la Tipografia Everest

Redacţie:[email protected]

SumarRevista Electronica Azi Hobby poate ficumpărată de lapartenerii noştri:

Direct de la magazinele:

CONEX ELECTRONIC - BucureştiStr. Maica Domnului nr. 48, Sector 2Tel.: [email protected]@conexelectronic.rowww.conexelectronic.ro

Sau online de la:

O’BOYLE - TimişoaraTel. +40 [email protected]

O parte din articolele prezentate în aceastăediţie au fost realizate de către tineriipasionaţi din cadrul laboratoarelor:

ROBOLAB - wonderbots.cs.pub.ro

Cititorii interesaţi de achiziţionarea circuitelor imprimate PCBale montajelor “Kit didactic Titan32” şi “Kit robot DragonFLY”sunt rugaţi să se adreseze redacţiei noastre. De asemenea, prinintermediul redacţiei noastre, circuitele aplicaţiilor menţionate

mai sus pot fi achiziţionate complet echipate.

Câştigaţi cu Electronica Azi Hobby

4

Trimiteţi la redacţie proiectul unei aplicaţii practice şi aveţişansa de a câştiga un sistem de evaluare şi dezvoltare AtmelEVK1100 (ATEVK1100) pentru microcontrolerul AT32UC3A0.


6

În acest sens, un bun exemplu pot fi produse-le firmei germane Diotec. Această companie,de mai bine de treizeci de ani, s-a specializatîntr-un domeniu destul de îngust – diode deprotecţie şi de semnal, precum şi diode şipunţi redresoare. Bogata sa experienţă per mite atât producţiade elemente standard de înaltă calitate,precum şi realizarea de comenzi individuale,în funcţie de necesităţile clienţilor. Diotec arefabrici atât în Europa (Germania şi Slovenia),cât şi în Asia (China şi India), iar majoritatea,adică peste 70% din producţie, ajunge pepiaţa europeană. Jumătate dintre clienţi suntfirme OEM – producători care folosesc com-ponentele firmei pentru realizarea propriilorechipamente. Beneficiari principali sunt firmedin domenii ca: iluminat, telecomunicaţii,surse de energie, industrie şi energiialternative (solară şi eoliană).

DiodeleDiodele sunt unele dintre cele mai populareelemente semiconductoare. Practic, este greusă ne imaginăm vreun echipament care să nuaibă în structura sa măcar o singură diodă.

Deşi principiul de funcţionare al diodei estebanal de simplu – conducţia curentului doarîntr-o direcţie – posibilităţile de utilizare suntsurprinzător de multe. Diodele redreseazăcurentul, stabilizează tensiunea, limiteazăsupratensiunile… şi acestea sunt doar câtevafuncţii dintr-o listă foarte lungă.Sigur că Diotec are în oferta sa şi diodele celemai clasice, vândute de fiecare producător.

Însă ceea ce o diferenţiază este mare diver -sitate a versiunilor şi carcaselor disponibile.De exemplu, dioda standard tipică, avândparametrii de 1000V/1A este oferită, bine -înţeles, în carcasa clasică din plastic DO-41(1N4007), dar poate fi achiziţionată şi în ver-siunea ultrafast (UF4007 , trr =50ns – 100ns)şi în versiunile SMD:

• SL1M – carcasă foarte mică SOD-123FL(1,8mm × 2,8mm, înălţime maximă 1,3mm)

• GL1M – carcasă miniatură MiniMelf (DO-213AA, φ1,3mm), poate înlocui elementeledin carcasa SOD-87

• M7 – versiune economică în carcasăLowCost SMA (2,7mm × 4,2mm × 2,2mm)

• S1M – în carcasă DO-214AC (SMA – 2,7mm× 4,5mm × 2,2mm), diodele în această carcasăsunt disponibile cu tensiuni inverse de pânăla 2000V (S1Y)

• SM4007 – în carcasă DO-213AB (Melf, ,φ2,5mm), diodele în această carcasă sunt car-acterizate de cel mai mare curent în impuls depână la 44A (8,3 ms)

Dintre celelalte propuneri interesante dediode, merită menţionate şi diodele Zener cuputere de până la 3W (SMD în carcasă DO-214AB/SMC) sau cu o putere de până la 5W încazul diodelor cu terminale axiale (în carcasăφ8×7,7mm). Această din urmă carcasă estefolosită şi la realizarea diodelor redresoare cu

un curent de conducţie de până la 25A, adiodelor cu barieră Shottky cu un curent deconducţie de până la 30A şi a diodelor deprotecţie (transil) cu o putere de până la5000W. Cheia succesului în acest caz areprezentat-o utilizarea unei secţiuni puţin maimari a terminalelor (φ1,6mm în loc deφ1,2mm), datorită căreia a putut fi eficientizatăevacuarea căldurii din structura P-N.

Sunt disponibile şi matrice de diode cu anodcomun sau catod comun (max. 8 diode),diode fixate prin presare (carcasă de tipulPress-fit), diode în carcase tip pastilă sau cutranzistoare, montate atât prin inserţie(TOxxx), cât şi SMD (D2PAK). O soluţieinteresantă o reprezintă combinaţia, înaceeaşi carcasă SMD (Melf) a unei diode deblocare cu o diodă TVS (din gama TGLxxx),destinată soluţiilor PowerLED.

Un accent special este pus de Diotec pediodele cu o tensiune de conducţie joasă(“LowVf”), care îmbină avantajele diodelorredresoare (o tensiune inversă ridicată) cudioda Shottky (tensiune de conducţie joasă).Zona lor de acţiune o reprezintă dispozitivelesolare, unde limitarea pierderilor de putereeste deosebit de importantă.

Fapt interesant, în oferta firmei găsim şi diodede înaltă tensiune SMD de până la 2300V,carcase cu terminale axiale pentru tensiuni depână la 18 000V (0,2A), dar şi diode cu otensiune de lucru de până la 24000V şi uncurent de conducţie de până la 4A.

În umbra Marii Curse. Semiconductoare discrete moderne de la Diotec.

Asistăm cu respiraţia tăiată lacursa producătorilor din do me -niul circuitelor integrate. Procesoarele sunt tot mairapide şi mai eficiente, oferindtotodată un consum de energiedin ce în ce mai mic. Mai puţin atrag însă atenţia ele-mentele semiconductoare dis -crete – diode şi punţi redre -soare, care sunt şi ele în schim -bare pentru a răspunde aştep -tă rilor pieţei şi clienţilor.


7

Punţi redresoareÎn această grupă de produse Diotec deţine şisoluţii clasice, dar este lider în domeniul car-acterizat pe scurt prin deviza “Mai mic, maiuşor, cu putere mai mare”.

În practică, acest lucru se traduce prinminiaturizarea elementelor cu menţinereaposibilităţii, mai mari decât la concurenţă, deconducţie a curentului şi cu păstrarea grijiipentru un preţ redus şi soluţii de protecţie amediului (ROHS). Au anunţat această tendinţăpunţile în carcasa standard DIL4 cu pas de5,1mm, un curent de conducţie de max. 1A şi otensiune de lucru de max. 1000V.

Următorul pas a fost apariţia punţilor DIL4 custructuri din diode rapide şi Shottky.Aşteptările pieţei au forţat evoluţia acestorproduse. Mai întâi a apărut puntea în carcasăSO-DIL SLIM (montare SMD, înălţime denumai 2,5mm), iar apoi în carcasă ABS (pas4mm, înălţime 1,5mm), MiniDil SLIM (carcasăapropiată de TO269AA, pas 2,54mm).

Următoarea etapă au constituit-o punţileMYSxx cu carcasă MicroDIL şi dimensiunile3×3mm, înălţime de doar 1,8mm şi pas de1,27mm. Sunt unele dintre cele mai mici punţiredresoare din lume, care funcţionează cu0,5A şi o tensiune de până la 800V max. Apariţia lor o datorăm dezvoltării tehnologieide iluminare cu LED, în care, într-un spaţiumic, limitat de dimensiunile impuse de norme(de exemplu într-un bec), trebuie montatsistemul de alimentare şi control al LED-urilor.

Calitatea produselor marca Diotec poate fiatestată de parametrii acestora, puţin maibuni decât ai concurenţei, de exemplu înpuntea rotundă clasică φ9×5mm curentul deconducţie este de max. 2A, în timp ceconcurenţa oferă, în majoritate, max. 1,8A.Sigur că în oferta firmei găsim şi punţile

monofazate plate clasice cu curenţi defuncţionare de la 2A la 12A, destinate uneitensiuni de max. 1000V şi punţi pătrate cuterminale cu sârmă pentru montare pe PCB(prin inserţie) sau cu terminale cu conectori.Acestea din urmă sunt populare printreproducătorii diferitelor aparate electrocas-nice, pentru care sunt foarte importanterapiditatea şi simplitatea montajului. Reţineţică o aplicare a unei sarcini complete pe punţi,până la parametrii de catalog, este posibilădoar după dotarea acestora cu un radiatoradecvat sau după montarea acestuia pescheletul echipamentului, fapt practicat ade-sea în industria aparatelor electrocasnice.

Ultima grupă o reprezintă punţile trifazate cutensiuni de lucru de până la 1600V. Suntdisponibile modele plate de 35×25×4mm cucurenţi de până la 20A (versiune polarizare B:+~~-) sau 25A (versiune polarizare A:-~~+).

Punţile trifazate pătrate, disponibile în versi -uni cu curentul de 15A, 25A sau 35A, suntrealizate doar cu terminale cu conectori înstandardul 6,3mm.

Valoarea adăugatăArticolul de faţă prezintă şi angajamentulfirmei Diotec de dezvoltare a produselor sale,precum şi reacţiile sale rapide la nevoilepieţei. În afară de înalta calitate a elemen -telor, merită atenţie şi suportul oferit deproducător.

Pe pagina de internet a acestuia putem găsimulte informaţii şi documente utile. Se află ladispoziţia celor interesaţi tabele uşor deconsultat, care conţin parametrii produselor,în care poate fi găsit rapid elementul căutat.Diotec pune la dispoziţie şi fişe de catalogdetaliate ale diferitelor produse, în care pot figăsite diferite exemple de aplicaţii, care sunto sursă utilă de inspiraţie pentru constructori.

Cu siguranţă se va dovedi utilă fişa cuînlocuitorii pentru diferitele tipuri de carcaseşi procedura detaliată de lipire. Un asemeneavolum bogat şi precis de cunoştinţe pus ladispoziţie de către producător este, dinpăcate, rar întâlnit, iar prezenţa lui estedeosebit de folositoare pentru utilizatori şi,mai mult, reprezintă o bună dovadă a înalteiclase a firmei.

Produsele marca Diotec sunt disponibile şi laTME, de la elemente individuale disponibileîn depozit, trecând prin cantităţile mediicumpărate în magazinul online, până la marile

loturi cotate individual pentru fiecare client,alături de suportul tehnic. Informaţii detaliate: www.tme.ro

Autor: Arkadiusz Węglewski

COMPONENTE ACTIVE


13

Freescale Semiconductor împreună cu revista Electronica Azi -HOBBY oferă cititorilor şansa de a câştiga un kit robot FSLBOTcare funcţionează pe baza plăcii TWR-MECH şi este destinatpentru dezvoltarea de apli caţii simple de mecatronică precum şipentru înţelegerea modului cum operează platforma de dezvoltareTWR-MECH - Tower Mechatronics. Acesta este proiectat specialpentru a fi utilizat și programat cu RobotSEE - un limbaj de progra-mare la fel de simplu ca limbajul BASIC. Utilizatorii mai avansațiînsă, pot utiliza limbaje de programare mai performante precumCodeWarrior și Freescale Tower System.

Acest set de instru -mente permite utiliza -to rilor să se familiari -zeze cu ştiinţa carecombină mecanica,elec tronica, și soft-ware-ul pentru a rea -liza un sistem embed-ded avansat. Kit-ulinclude patru actua-toare controlate PWM,picioare metalice șiplaca Tower SystemMechatronics care con -ţine un accelero metrucu 3 axe şi un senzor deatingere cu 12 canale.Prin cons tru irea kit-ului, puteți experimen-ta tot ce poate face unrobot biped care dispune de 4 grade de libertate.Placa TWR-MECH este parte a sistemului Freescale Tower Sytemcare reprezintă o platformă de dezvoltare modulară ce permiteprototipare rapidă și re-utilizarea uneltelor cu ajutorul unuihardware reconfigurabil. Proiectaţi la un nivel superior începând săconstruiţi de azi propriul vostru Tower System.Placa Tower System Mechatronics este programabilă în C/C++folosind CodeWarrior și conţine de asemenea o unealtă de progra-mare flash - OSBDM. Pentru prototipare rapidă sau pentru utilizatoricare nu au experienţă în proiectarea în C/C++, placa Tower SystemMechatronics este însoţită de Robot Vision Toolkit și RobotSee (lafel de simplu ca BASIC, dar cu performanţe apropiate de C). PlacaTower System Mechatronics combină puterea de calcul pe 32 de bițicu senzori și controlul actuatoarelor realizând un sistem embeddedcomplet alimentat de la o baterie existentă pe placă. Tower System Mechatronics dispune de un microcontrolerColdFire pe 32 de biți, 64K RAM, 512K flash și suportă întreagagamă de senzori Xtrinsic Freescale prin intermediul cardurilor fiicăde tip plug-in. Platforma poate opera direct cu până la opt actuatoare (controlatePWM) prin intermediul a 8 conectoare standard cu 3-pini.Aplicaţii: Robot Mobil (cu alimen tare de la baterie), Braţ Robotic, aplicaţii deautomatizare, aplicaţii de conectivitate (cu sau fără fir), aplicaţii decontrol al motoarelor.

Kit-ul conţine• Placă TWR-MECH echipată cu MCU MCF52259 pe 32-biţi• 4 actuatoare controlate PWM• Mecanică robot și hardware-ul asociat• Instrucţiuni de asamblare ale robotului• Ghid de utilizare• Quick Start Ghid

TWR-MECH

FSLBOT

Câştigaţi un kit

de la Freescale Semiconductor!

Pentru a avea şansa de a câştiga kit-ul robot Freescale FSLBOT, trimiteţi la redacţie proiectul unei aplicaţii practice.Articolul propus spre publicare trebuie să conţină următoarele elemente:• Introducere (~ 50 cuvinte)• Conţinut (~ 1000 cuvinte)• Poză autor şi poză pentru aplicaţia propusă• Diagrame (schemă electronică, detalii, circuit PCB).

Termen limită de înscriere la concurs: 30.11.2013. Câştigătorul va fi anunţat în revista din luna Decembrie – Electronica Azi - Hobby nr. 6.

ROBOT FSLBOT

CONCURS

KIT ROBOT


14

Construirea cubuluiPentru proiectul actual am considerat că uncub de dimensiune 7×7×7 este suficient demare pentru a afișa jocurile de luminădorite. Cubul este format din 7 matrice(niveluri) suprapuse a câte 49 de LED-urifiecare. LED-urile dintr-o matrice sunt lipiteîntre ele cu anodul la comun, iar apoi,nivelurile sunt suprapuse și se lipesc, pecoloană, catozii între ei. Lipirea se face

exact ca și la cubul din proiectul precedent.În final se obțin 56 fire de comandă: 49 decatozi (câte unul de la fiecare coloană) și 7anozi (câte unul de la fiecare nivel).Ajungând la un număr de 56 de fire decomandă ne lovim de o problemă destulde mare: microcontrolerul folosit de noi(ATMEGA32) nu are suficienți pini deintrare/ieșire. Cubul de dimensiune 4×4×4avea nevoie de 20 de fire de comandă, iar

microcontrolerul ATMEGA32 oferă 32 pinide intrare/ieșire, un număr suficient în acelcaz. Problema numărului insuficient de pinipoate să apară în orice aplicație în care seutilizează microcontrolere. Din fericire,există mai multe posibile rezolvări.

Alegerea soluției optimePentru rezolvarea acestui tip de problemăse alege o metodă potrivită circuitului care

Autori:Alexandru-Viorel Pălăcean - [email protected] Berceanu - [email protected]

În numărul precedent am prezentat modul în care poate fi construit un cub cu LED-uri de dimensiune mică. Rezultatul obținut ne-a încântat şi totodată motivat sătrecem la pasul următor, la construirea unui cub mai mare, pentru a putea realizajocuri de lumini mai complexe şi mai interesante.Proiectul de față a fost realizat în cadrul laboratorului InGeAr din cadrul Facultății deAutomatică și Calculatoare, respectiv Facultatea Energetică – UniversitateaPOLITEHNICA din București în perioada Școlii de Vară EAP 2013.


15

trebuie proiectat. Fiecare metodă areavantajele și dezavantajele sale. Astfel, putem enumera câteva opțiuni:• Alegerea unui microcontroler cu număr

suficient de mare de pini I/O• Folosirea mai multor microcontrolere

care comunică între ele• Utilizarea demultiplexoarelor• Folosirea unui cip integrat de control al

LED-urilor• Utilizarea registrelor de deplasare

(Shift Register)Alegerea unui microcontroler potrivitpentru numărul de fire de comandă poatereprezenta o soluție rapidă și eficientă înunele situații. Cu toate acestea, existăaplicații în care numărul de fire de comandăeste mult prea mare și nu se găsește niciunmicrocontroler potrivit. Acestea pot fi șiscumpe și mai greu de procurat.Folosirea mai multor microcontrolere nureprezintă o soluție elegantă în cazulaplicațiilor de complexitate redusă. Costulfinal al montajului crește, iar realizareacomunicării între microcontrolere necesităun timp destul de mare de implementare.Demultiplexoarele sunt dispozitive ceconectează o intrare la mai multe ieșiri, perând, în funcție de informația primită peportul de selecție. De exemplu, în cazul nos-tru, se poate folosi un demultiplexor cu ointrare, 8 ieșiri și 3 pini de selecție. Cele 8ieșiri le-am conecta la firele de comandă alecubului, iar intrarea împreună cu cei 3 pini deselecție (în total 4 pini) i-am conecta la micro-controler. În felul acesta, în loc să folosim 8pini ai microcontrolerului, folosim doar 4.Folosirea unui cip integrat de control alLED-urilor reprezintă o soluție rapidă șieficientă. Cu toate acestea, prețul unuiastfel de cip este mare și nu ne-ar ajuta săînvațăm lucruri noi.Registrele de deplasare (Shift Register) suntformate din circuite flip-flop (bistabili) casca-date ce au semnalul de ceas comun (clock).Modul în care acești bistabili sunt conectațiîntre ei conduce la existența mai multor tipuride registre de deplasare, dintre care cele maiimportante sunt: cu intrare paralelă și ieșireserială (PISO), cu intrare serială și ieșireparalelă (SIPO). În cazul registrului dedeplasare cu intrare serială și ieșire paralelă,ieșirea fiecărui bistabil este conectată laintrarea următorului, ceea ce permite ca unbit introdus în registrul de deplasare să fiemutat la următoarea poziție imediat ce un altbit ajunge la intrarea circuitului.

În imaginea de mai sus este reprezentatăschema unui registru de deplasare de 4 bițide tip SIPO. Pentru a exemplifica modul defuncționare al acestuia să presupunem cădorim să avem la ieșire 1010. Introducemcu fiecare bătaie de ceas câte un bit prinpinul Data In. Începem cu 0 cel mai dindreapta. Punem valoarea 0 la pinul Data Inși executăm o bătaie de ceas (trecere asemnalului clock din 0 logic în 1 logic). Bitul0 se va stoca în primul bistabil (cel mai dinstânga), deci la Q1 vom avea 0. Aceeașivaloare o vom avea acum și la intrarea celuide-al doilea bistabil (deoarece ieșireaprimului bistabil este conectată la intrareacelui de-al doilea). Acum, vrem să intro-ducem bitul 1. Punem valoarea 1 la pinulData In și executam o nouă bătaie de ceas.În acest moment, valoarea 0 stocată înprimul bistabil va fi memorată în cel de-aldoilea (al doilea bistabil avea valoarea 0 laintrare și în urma clock-ului, o memorează, otrimite la ieșire (Q2), dar și la intrarea celuide-al treilea bistabil), iar în primul bistabilse stochează valoarea 1 și este trimisă la Q1.Același procedeu se repetă și pentruurmătorii 2 biți, ajungându-se ca la ieșire(Q1 Q2 Q3 Q4) să avem 1010.Registrele de deplasare au diversecapacități (4, 8, 16 biți etc). Un mare avantajal acestora este că pot fi înseriate, adicăieșirea unui registru de deplasare să fieconectată la intrarea altuia. Teoretic, încazul nostru, am avea nevoie doar de 2 pini(Data In și Clock) pentru a putea comandatoate firele cubului cu LED-uri. Acest lucruconstituie un avantaj major al folosiriiregistrelor de deplasare față de celelaltemetode prezentate anterior.

Pentru acest proiect, noi am ales să utilizămregistre de deplasare, dar nu înseriate, ciconectate fiecare separat la microcontrolerpentru a ușura modul de programare.

Realizarea schemei de comandăCircuitul de comandă a cubului estedistribuit pe 3 plăci:1. Placa pe care este lipit cubul2. Placa principală, cu partea electronică

de comandă3. Placa cu afișaj şi butoane pentru

selectarea jocurilor de lumini

Ü

CUB CU LED-uri


16

Placa pe care este lipit cubulAceastă placă conține traseele ce faclegătura dintre cubul cu LED-uri și placaprincipală de comandă. În schema plăcii sepot distinge două sectoare distincte:a) traseele pentru comanda catozilorb) traseele pentru comanda anozilorZona de comandă a celor 49 catozi esteformată din 7 părți identice (c). Fiecare dinaceste părți conține un conector de tipPINHEADER cu 7 contacte pentru legăturacu placa electronică principală, rezistori de330Ω cu rolul de a limita curentul prin LED-uri pentru a împiedica arderea acestora șicontactele de tip WIREPAD, unde sunt lipitecoloanele cubului.Partea de comandă a anozilor conține doarun conector de tip PINHEADER cu 7contacte și tot atâtea WIREPAD-uri pentrulipirea firelor ce vin de la fiecare nivel alcubului (fiecare anod).

Layout

Placa principală de comandăPlaca electronică de comandă a cubuluieste împărțită în 3 mari zone:a) microcontrolerul, conectorii I/O și

alimentarea

b) circuitul de comandă al catozilorc) circuitul de comandă al anozilor

Microcontrolerul, conectorii I/O șialimentarea

1) În această parte a schemei se aflămicrocontrolerul, de această dată variantaSMD ATMEGA324P, un cristal de cuarț de20MHz cu rolul de a crește frecvenţa deoperare a microcontrolerului, circuitul deRESET, format din buton, condensator și unrezistor de PULL-UP (RESET-ul este activ înpragul de 0 logic, iar rezistorul asigură o ten-siune în pragul de 1 logic atâta vreme câtbutonul nu este apăsat). Mai este prezent unconector de tip PINHEADER cu 2 contacte,conectat în paralel cu butonul de RESET,pentru a putea activa aceasta funcție și depe un dispozitiv auxiliar (dacă există).

2) Zona conectorilor I/O: aici se găsesc co -nec torul pentru interfața ISP (pentru progra -mare) și alți doi conectori cu câte 10 pinipentru eventuala conectare a altor plă cuțe.

La unul dintre acești conectori se va legaplaca pentru controlul jocurilor de lumini.

3) Circuitul acestei aplicaţii este proiectatsă fie alimentat cu o tensiune de 5V. De

data aceasta, nu am mai folosit un stabiliza-tor de tensiune ca la cubul precedent, cialimentăm placa cu tensiunea necesarădirect dintr-o sursă externă. Pentru aceasta,am folosit o mufă Jack de alimentare și uncomutator ON/OFF. Starea de funcționarea circuitului este indicată cu ajutorul unuiLED plasat în apropierea comutatorului.Pentru a elimina componentele parazitedin tensiunea de alimentare, am plasat încircuit condensatori de filtrare de 100nF,cât mai aproape de microcontroler.

Circuitul de comandă al catozilorCei 49 de catozi ai cubului sunt comandațiprin intermediul a 7 blocuri formate dintr-un registru de deplasare şi un driver deLED-uri. Fiecare registru controlează unnumăr de 7 catozi.

Ü


17

În această figură este prezentat unul din cele7 blocuri de comandă a catozilor. Acest bloceste format dintr-un integrat 74HC595 cufuncția de registru de deplasare şi cu con-densator de filtrare pe alimentare, un driverde LED-uri ULN2003A şi un conectorPINHEADER cu 7 contacte pentru legăturacu placa pe care este lipit cubul.Integratul 74HC595 este un registru de 8biți (deci cu 8 ieșiri) cu intrare serială şi ieșireparalelă. Noi am folosit doar 7 dintre ieșiripentru simplificarea schemei și aprogramului. Pinii notați QA -> QH repre -zintă ieșirea paralelă a integratului, QH* estepinul final de ieșire (în cazul în care sedorește înserierea acestor cip-uri, acest pinse conectează la cel de intrare serială aurmătorului integrat). Mai sunt prezenteurmătoarele contacte: SER - intrarea serială,SCK – intrarea semnalului de ceas al registru-lui de stocare, SCL – Master RESET, activ pe0 logic, RCK – intrarea semnalului de ceas alregistrului de deplasare, G – Output Enable,activ pe 0 logic.Pentru trimiterea comenzilor de la micro-controler la cub prin intermediului registru-lui de deplasare sunt necesare următoareleetape: scrierea celor 7 biți în registrul dedeplasare, bit cu bit şi apoi transferarea lorîn registrul de stocare pentru a fi mai apoitrimiși în paralel la ieșire. Pentru scriereaunui bit în registrul de deplasare sefurnizează 0 sau 1 logic la pinul SER(intrare), iar apoi se execută un semnal deceas pe pinul RCK.

Dacă se repetă această procedură, bitulexistent va fi deplasat şi va fi scris un altullângă el. După ce toți cei 7 biți au fost scrișiîn registrul de deplasare, pentru a-i transferala ieșire este necesar un semnal de ceas pepinul SCK. Pinul Output Enable trebuie săfie setat low (0 logic) pentru a fi activ, iarMaster RESET high (1 logic) pentru a fiinactiv. Dacă se dorește golirea registrelor,acest pin se alimentează în pragul 1 logic.Toate cele 7 integrate cu rol de registru dedeplasare din schemă, au pinii RCK, SCK,SCL şi G legate împreună la microcontroler,doar cei de intrare sunt separați. Așadar,pentru comanda catozilor sunt folosiți întotal 11 pini ai microcontrolerului.Cel de-al doilea integrat din bloc este dri-verul de LED-uri ULN2003A. Acesta esteformat din 7 canale, fiecare canal având opereche de tranzistoare în conexiuneDarlington. Integratul suportă un curent de500mA prin fiecare canal, o valoaresuficientă pentru proiectul nostru.

Cele 7 ieșiri ale registrului de deplasaredintr-un bloc sunt conectate la intrăriledriver-ului ULN2003A pentru ca mai apoi,ieșirile acestuia să fie conectate prin inter-mediul conectorului PINHEADER la placaprincipală. Fiecare coloană corespundeunui canal al driver-ului de LED-uri.

Circuitul de comandă al anozilorCircuitul de comandă al anozilor esteoarecum asemănător cu cel al catozilordeoarece se folosește tot de un registru dedeplasare. De data aceasta nu am maifolosit integratul ULN2003A ci 7 tranzistoriMosfet cu canal P, model IRF9630. Aceștia sunt capabili să conducă un curentde până la 4A. Am optat pentru acestmodel de tranzistor pentru capacitățile saledeosebite: curent de conducție mare,necesar în cazul nostru pentru că putem

avea și toate cele 49 de LED-uri dintr-unnivel aprinse simultan, dar şi pentru vitezamare de comutație din starea de blocare înstarea de conducție.

Se poate observa același integrat cu rol deregistru de deplasare 74HC595. Am folositdoar 7 din cele 8 ieșiri ale sale pentru cădoar atâtea niveluri avem de comandat.

Pinul de intrare serială este conectat separatla un pin al microcontrolerului, în timp cerestul pinilor (RCK, SCK, SCL, G) sunt legațiîn paralel cu cei ai registrelor de deplasare aicircuitului de comandă al catozilor. În acestfel, numărului de pini folosiți pentrucomandarea cubului i se mai adăugă unulsingur, ajungându-se la un total de 12. Prinfolosirea acestei metode de implementare,am asigurat o funcționare corespunzătoare aproiectului, dar ne-am și încadrat în numărulde pini disponibili ai microcontrolerului.

Tranzistorul are poarta conectată la pinulde ieșire al registrului de deplasare prinintermediul unui rezistor de limitare alcurentului și în același timp la Vcc (Vdd)printr-un rezistor de pull up. Sursatranzistorului este conectată la Vcc (Vdd),iar drena la conectorul PINHEADER ce facelegătura cu placa pe care este lipit cubul.Fiecare pin al acestui conector corespundedrenei unuia dintre cei 7 tranzistori ai circui -tului de comandă al anozilor. Ü

CUB CU LED-uri


18

Layout-ul plăcii principale de comandăDeoarece placa are un număr destul demare de componente și o dimensiunelimitată, timpul dedicat proiectării layout-ului a fost destul de mare. În plus, pentru a economisi și mai multspațiu am folosit o variantă SMD a micro-controlerului ATMEGA32, mai precisATMEGA324P. Acesta are 40 de pini, câte10 pe fiecare latură. Lipirea acestuimicrocontroler necesită răbdare multă șiatenție sporită. Cu toate acestea, rezultatuleste pe măsura efortului. Placa are unaspect mai plăcut și este mai aerisită.

Placa cu afișaj și butoane pentruselectarea jocurilor de luminiAceastă placă oferă utilizatorului posibili-tatea de a schimba jocul de lumini curent alcubului și de a activa sau dezactiva o funcțiespecială. Circuitul acestei plăci se bazează peun integrat 555 în mod bistabil ce activează

sau dezactivează o funcție și un circuitnumărător (Counter 0-9) ce furnizează laieșire 4 biți. Acești biți sunt interpretați ca șicod BCD de către un convertor BCD - afișajcu 7 segmente (BCD to 7 segment decoder),care afișează pe un mic display cifracorespunzătoare. Incrementarea număruluide pe afișaj sau resetarea acestuia serealizează cu ajutorul a două butoane.Integratul 555 din schema 1 este conectatîn modul bistabil și oferă la ieșire pe pinulQ, 0 sau 1 logic în funcție de starea în carese află. Trecerea dintr-o stare în alta se faceprin apăsarea unui buton fără reținere.

Starea de 1 logic la ieșire este semnalizatăcu ajutorul unui LED. Când circuitul oferă 0logic, LED-ul este stins.

Ieșirea circuitului este conectată și la placaprincipală (la microcontroler) printr-unconector Pinheader și un rezistor.

Schema 2 conține integratul CD4518N, uncounter cu ieșire pe 4 biți, capabil să numerede la 0 la 9. Acest integrat are 3 pini princi-pali de control: CLOCK, ENABLE, RESET. La alimentarea circuitului, acesta începe sănumere pornind de la 0. Pentru a incre-menta valoarea, pinul ENABLE trebuie săaibă valoarea 1 logic, iar CLOCK să pri -mească un semnal potrivit (trecere din 0 în 1logic și revenire în 0 logic).

Pentru a reseta counter-ul, pinul RESET tre-buie pus la 1 logic. Pentru aceste operații deincrementare și resetare sunt folosite douăbutoane fără reținere (Push button). Ieșireacircuitului integrat este legată la intrareadecodorului BCD, dar și la placa principală,la microcontroler, prin intermediul unorrezistori de limitare a curentului.

Partea de decodare a semnalului BCDpentru afișarea pe un display cu 7 seg -mente (schema 3) este asigurată de inte -gratul CD4543N. Cei 4 biți primiți de lacounter sunt prelucrați și afișați în formatzecimal. Cip-ul are 3 pini importanți:LATCH DISABLE ce trebuie conectat la Vcc,PHASE și BLANKING ce trebuie legați laGND pentru funcționarea corectă. Ieșirileacestuia sunt conectate la un afișaj cu catodcomun prin intermediul unor rezistori de330Ω pentru limitarea curentului.

Conectorul Pinheader (schema 4) are rolulde a face legătura cu placa principală.Primii 4 pini sunt legați la ieșirea circuituluinumărător, al 5-lea la ieșirea circuituluibistabil cu 555, iar ultimii 2 pini sunt legațila Vcc și GND pentru a alimenta placa cuafișaj direct din placa principală.Microcontrolerul citește cei 4 biți ainumărătorului și în felul acesta execută

Ü


19

jocul de lumini cu numărul egal cu cel afișatpe display. În cazul activării butonului cir-cuitului bistabil, programul va rula o funcțiespecial scrisă, independentă de cele 10jocuri (0-9) posibile.

Layout-ul plăcii cu display

La proiectarea layout-ului acestei plăci s-aținut cont de necesitatea unor dimensiunireduse și de poziționarea butoanelor.Butoanele au fost amplasate pe lateralulplăcii pentru a ușura accesul la ele. Esterecomandată folosirea unui afișaj luminos,pentru a putea fi citit cu ușurință și încondiții de lumină ambientală puternică.

Programul și implementareajocurilor de lumini

Am ales “C” ca limbaj de programare pen-tru acest proiect, iar microcontrolerul a fostprogramat prin intermediul Atmel Studio 6și al programatorului AVRISP MKII. Primelelucruri pe care le-am făcut la scrierea pro-gramului au fost definirea unor funcțiipentru modificarea porturilor și redenu -mirea variabilelor PORTx și DDRx pentruportabilitatea codului (ex: dacă refacemschema, să nu fim nevoiți să modificămîntregul program):

#defineF_CPU20000000#include<avr/io.h>#include<util/delay.h>

#definesetHigh(port,pin)port|=(1<<pin)#definesetLow(port,pin)port&=~(1<<pin)#definetoggle(port,pin)port^=(1<<pin)#definecheck(port,pin)((port&(1<<pin))!=0)

#defineDATA_PORTPORTA#defineDATA_DDRDDRA#defineCONTROL_PORTPORTB#defineCONTROL_DDRDDRB

#defineSCKPB0//shift clock#defineSCLPB1//master reset, active-low (clear)

#defineRCKPB2//latch clock (latch)#defineBLANKPB3//active-low, outputenable(blank)

Programul conține două structuri asemă -nătoare, CUBE și REG_DATA:

typedefstructcube{uint8_tp[8];

}CUBE;

typedefstructreg_data{uint8_tarray[8];

}REG_DATA;

Am folosit tipul REG_DATA pentrumemorarea biților ce trebuiesc introduși înregistre, iar în tipul CUBE am memorat, înprimele 7 elemente ale vectorului, valorileasociate fiecărei linii (între 0 și 127) și înultimul element, o valoare asociată nivelurilorde LED-uri, active în logică negativă, deasemenea cu valori cuprinse între 0 și 127.Pentru a face conversia între tipul CUBE șiREG_DATA am definit următoarea funcție:

REG_DATAcube2reg_data(CUBEx){

REG_DATAy;

CUB CU LED-uri

Ü


20

uint8_tt,i,j;for(i=0;i<8;i++){

t=0;for( j=0;j<8;j++){

if(check(x.p[ j],i))setHigh(t,j);

}y.array[i]=t;

}returny;

}

Pentru a economisi timp și instrucțiuni, amfolosit doar primele 7 ieșiri din registrelede deplasare, atât la crearea schemei cât șila scrierea programului. În continuare, vomdefini funcțiile necesare manipulăriiregistrelor de deplasare:

//funcția pentru iniţializarea registrelor,trebuie apelată la pornirea microcontrolerului

voidinit_74HC595(){

DATA_DDR=0xff;CONTROL_DDR=0xff;setHigh(CONTROL_PORT,SCL);setLow(CONTROL_PORT,BLANK);

}

//funcția pentru trimiterea unui semnal deceas registrelor de deplasarevoidSCK_pulse(){

setHigh(CONTROL_PORT,SCK);setLow(CONTROL_PORT,SCK);

}

//funcția pentru trimiterea unui semnal deceas registrelor de memorarevoidRCK_pulse(){

setHigh(CONTROL_PORT,RCK);setLow(CONTROL_PORT,RCK);

}

//funcția pentru updatarea registrelor dememorare, o vom folosi după introducereabiților în registrele de deplasarevoidupdate_storage_reg(){

RCK_pulse();}

//funcția pentru ștergerea memoriei registrelor de deplasarevoidclear_shift_reg(){

setLow(CONTROL_PORT,SCL);

setHigh(CONTROL_PORT,SCL);}

//funcția pentru ștergerea memoriei registrelorde deplasare și a celor de memorarevoidclear_all(){

clear_shift_reg();update_storage_reg();

}

//funcția pentru a dezactiva ieșirile tuturorregistrelorvoidblank_enable(){

setLow(CONTROL_PORT,BLANK);}

//funcția pentru a activa ieșirile tuturorregistrelorvoidblank_disable(){

setHigh(CONTROL_PORT,BLANK);}

//funcția pentru a scrie un singur bit întoate registrele de deplasarevoidwrite_bit(uint8_tdata)//8 * 1bit{

DATA_PORT=data;SCK_pulse();

}

//funcția pentru a scrie 7 biți în toate registrele de deplasarevoidwrite_7bits(REG_DATAdata){

uint8_ti;for(i=0;i<7;i++){

write_bit(data.array[i]);}

}

//funcția pentru a scrie 8 biți în toateregistrele de deplasarevoidwrite_byte(REG_DATAdata){

uint8_ti;for(i=0;i<8;i++){

write_bit(data.array[i]);}

}

Schimbarea jocurilor de lumini se poaterealiza prin următoarele două funcții:

intread_display(){

intdisplay;intx,y,z,t;

if((PINC&(1<<0))) x=1;elsex=0;

if((PINC&(1<<1))) y=1;elsey=0;

if((PINC&(1<<2))) z=1;elsez=0;

if((PINC&(1<<3))) t=1;elset=0;

display=x+(2*y)+(4*z)+(8*t);

if((PINC&(1<<4))==0)returndisplay;elsereturn10;

}

intcheck_display(intx){

if(read_display()!=x)return1;else

return0;}

Exemplu de joc de lumini:voidmode_00(){inti,n=8;CUBEx[]={{0x7f,0x00,0x7f,0x00,0x7f,0x00,0x7f,0xff^0x01},{0x00,0x7f,0x00,0x7f,0x00,0x7f,0x00,0xff̂ 0x02},{0x7f,0x00,0x7f,0x00,0x7f,0x00,0x7f,0xff^0x04},{0x00,0x7f,0x00,0x7f,0x00,0x7f,0x00,0xff̂ 0x08},{0x7f,0x00,0x7f,0x00,0x7f,0x00,0x7f,0xff^0x10},{0x00,0x7f,0x00,0x7f,0x00,0x7f,0x00,0xff̂ 0x20},{0x7f,0x00,0x7f,0x00,0x7f,0x00,0x7f,0xff^0x40},{0x00,0x7f,0x00,0x7f,0x00,0x7f,0x00,0xff^0x80}};while(check_display(1)!=1){for(i=0;i<n;i++){write_7bits(cube2reg_data(x[i]));update_storage_reg();_delay_ms(250);}}}

Cubul cu LED-uri a fost un proiect intere-sant de realizat deoarece a necesitatcunoștințe de electronică și programare,răbdare și atenție. Chiar dacă cere destul de multă muncă,spectacolul oferit de jocurile de lumini estepe măsura efortului depus.n

Ü


26

D a t e t e h n i c e :• Tens iune de operare : 12V• Modulare ASK (Ampl i tude Sh i f t Key ing)• Frecvenţa ISM: 433MHz• Dis tanţă aprox imat ivă :100m• Temperatura de operare : -20 … 60°C• Capac i tatea de comutare : 24V/5A• Modul de operare : cont inuu sau puls , programabi l d intr -un jumper pentru f iecare re leu • Dimens iun i (L×W×H) : te lecomandă - 57×38×13 mm, p lacă - 86×60×22 mm• Accesor i i : te lecomandă cu 2 butoane ş i te lecomandă cu 4 butoane

Minitechnicus, lumea pasionaţilor de electronică

Prin intermediul acestor kit-uri cu relee controlabile prin unde radio, se pot realizadiverse acţionări electrice comandate de la distanţă prin telecomandă: pentruporţi, uşi de garaje, jaluzele electrice, panouri de aerisire, alte automatizări. Releele, care au capacitatea de comutare de 24V/5A, funcţionează în 2 moduri:continuu sau puls, programabile independent în funcţie de aplicaţia destinată.Fiecare kit este însoţit de o telecomandă cu 2 sau 4 butoane şi poate controla 2 sau4 dispozitive (în funcţie de numărul de relee). Pentru fiecare kit vă putem oferi telecomenzi suplimentare.

Kit relee controlabileradio cu 2 şi 4 relee

Tel. +40 256-201346Mail [email protected] www.oboyle.ro

Această priză cu temporizatordigital este ideală pentru programarea unor sarcini cade exemplu închiderea saudeschiderea unor cortine,pornirea sau oprirea acceso -

riilor unui acvariu, închidereasau deschiderea unor panouri,pornirea sau oprirea uneiinstalaţii de irigat gradina etc.Se pot desemna sarcini zilnicesau săptămânale.

Afişajul digital faciliteazăprogramarea prizei în 16combinaţii diferite deprograme. Priza suportă o putere maximăde 3500W/16A.


27

Minitechnicus, lumea pasionaţilor de electronică

Priză cu temporizator digital, Goobay

Tel. +40 256-201346Mail [email protected] www.oboyle.ro

Maşinuţa celor de la ZenWheels măsoară înlungime 5cm şi jumătate, iar în înălţime areaproximativ 2cm şi jumătate. Am ataşatarticolului o poză cu “organele interne” alemaşinuţei. Pentru alimentare, se foloseşte obaterie LiPo, astfel încât, pentru 30 de minutede încărcare cu ajutorul unui cablu microUSB, profităm în medie cam de 30-40 deminute de joacă. Şi ce mai joacă … pe lângăcondusul propriu-zis şi încercarea de a parcalateral cu spatele (nici în viaţa reală nu îmi ieseprea bine, ce-i drept), maşinuţa beneficiazăde faruri (faza lungă şi faza scurtă), sirenă (cu3 melodii diferite), semnalizator pe fiecareparte, avarii şi (o, da!) claxonează!Lăsând la o parte stilul colocvial, care facearticolul să sune ca o reclamă (off topic,maşinuţa costă doar 89.99$ - un chilipir, nu?),trebuie să adaug şi câteva detalii tehnice.Maşinuţa poate fi controlată prin Bluetooth.După cum se observă şi în schemă, jucăriadispune de un modul de Bluetooth de laMicrochip, RN42N-APL. Comunicarea serealizează destul de simplu între piesa încauză şi orice dispozitiv ce conţine, la rândulsău, un modul de Bluetooth, prin portulserial. Astfel, fiecare “acţiune” a maşinuţei

este reprezentată printr-un cod de patruocteţi, înregistrat de modulul de Bluetooth.Decodificarea se realizează cu microcon-trolerul PIC24H de la Microchip.Aplicatia Android pe care am scris-opentru maşinuţă este realizată în Java şi sebazează pe un model pus la dispoziţie de

kit-ul de dezvoltare al celor de la Android(BluetoothChat). Aplicaţia se poate folosi,deci, pentru orice dispozitiv ce ruleazăAndroid (minimum API level 8).

Aplicaţia execută următorii paşi:0) Pentru a realiza transmisia de date întretelefon/tabletă şi maşinuţă, trebuie mai întâica dispozitivul Android şi modulul Bluetoothal maşinuţei să se afle în starea paired.1) În momentul deschiderii, este identificatmodulul Bluetooth de bază al dispozitivuluipe care se rulează aplicaţia. Codul Javainstanţiază un obiect al clasei BluetoothAdapter, pe care îl foloseşte ulterior pe totparcursul programului. În cazul în care mo -dulul de Bluetooth al aparatului nu estepornit, codul are grijă să rezolve problema.2) Următorul pas în realizarea conexiunii estedeschiderea unui socket de Bluetooth întredispozitiv şi modulul Bluetooth al maşinuţei,folosind UUID-ul celui din urmă. UUID setraduce prin Universally Unique Identifier, unidentificator de 128 biţi, cu şanse extrem demari să fie unic în raza de acţiune a transmi -siilor Bluetooth de care vorbim aici şi care negarantează că mesajul de 4 octeţi pe care îl

Autor: Georgiana Diana Ciocîrdel - [email protected]

Am avut la începutul veriiocazia să îmi cadă în mână omaşinuţă tare simpatică,ZenWheels Micro Car de laPlantraco. Seamănă cu ojucărie pentru copii, o găseştiîn diferite culori şi poate ficontrolată printr-o aplicaţieAndroid gratuită direct de petelefon sau tabletă. Pe jumătate în joacă, pejumătate serios (ca taskpentru Şcoala de Vară dincadrul laboratorului Robolab,Facultatea de Automatică şiCalculatoare la care am participat), am scris propriamea aplicaţie Android pentru a mă juca cu maşinuţa.

34



35

ZENWHEELS MICRO CAR

vom transmite prin acest socket va firecepţionat şi interpretat doar de maşinuţanoastră. Protocolul ce va fi folosit la “schim-bul” de date este RFCOMM, un port virtualpentru transport binar serial de date.3) Am deschis socket-ul, deci totul esteperfect. Acum putem să începem sătransmitem ce date dorim.

Cred că este momentul să detaliez un picaceste semnale de 32 de biţi despre caream tot pomenit.Maşinuţa poate realiza o groază de nebunii,să vireze, să claxoneze, să meargă faţă-spate,cu viteză mai mare sau mai mică, în funcţie dece i se transmite prin socket. Să zicem că aşvrea să merg înainte. Pentru aceasta, am ladispoziţie 64 de viteze, codate în hexa -zecimal, între 0x8200 şi 0x823F. Transmiţândunul dintre aceste coduri prin Bluetooth, voiobţine mişcarea spre înainte a maşinuţei.Ceea ce deosebeşte aplicaţia mea de cea“clasică” este faptul că eu am abordat meto-da tilting pentru a determina mişcareafaţă/spate sau virarea stânga/dreapta amaşinuţei. Pentru aceasta, am folosit senzoriide tip TYPE_ACCELEROMETER ai telefo -nului/tabletei. Accelerometrul dispozitivuluiAndroid va descompune pe cele trei axe,Ox, Oy şi Oz vectorul acceleraţie gravita -ţională, în funcţie de orientarea dispo -zitivului în mâna mea. După nenu mărateteste, am decis să folosesc valorile de pe axaOx pentru viteze (am considerat toate cele64 de viteze faţă şi cele 64 de viteze spate caun singur vector de viteze) şi Oy pentruviraje (similar ca şi la viteze, vectorul de

viraje conţine 128 de poziţii). Să nu uităm, cătelefonul trebuie ţinut în poziţie orizontalăîn tot acest timp (am considerat că aşa ar fi şinormal pentru un joc). Ca să nu mai lungescvorba, am ataşat o bucată din codul folositpentru înaintarea sau retragerea maşinuţei:

if(- INIT_Y + yValue > 0) {steer = (int) Math.min((- INIT_Y + yValue) * 12.4, codes.STEER_RIGHT.length - 1);byte[] send = ByteBuffer.allocate(4).putInt (codes.STEER_RIGHT[steer]).array();mBtSS.write(send);

}else {steer = (int) Math.min(Math.abs(- INIT_Y + yValue) * 12.4, codes.STEER_LEFT.length - 1);byte[] send = ByteBuffer.allocate(4).putInt (codes.STEER_LEFT[steer]).array();mBtSS.write(send);

}

Similar, se pot transmite şi coduri pentru camaşinuţa să claxoneze, să îşi aprindă farurilesau să semnalizeze avariile. De precizat faptulcă, în cazul avariei sau semnalizării (“în cazulschimbării direcţiei de deplasare a automo-bilului”, citând codul rutier), este necesară

iniţierea unui nou Thread, pentru a nu nesuprapune cu user interface, în Runnable-ulcăruia vom transmite la distanţe egale de 0.4secunde codurile pentru aprinderea LED-urilor pe faţă şi pe spate, după care codurilepentru stingerea lor. E simplu, nu?Ce mi se pare, ca sa zic aşa, marveilleux, estefaptul că maşinuţa poate fi controlată cuorice dispozitiv cu modul Bluetooth şi prinorice limbaj de programare ce deţine unstack de Bluetooth decent. Astfel, amexperimentat un pic şi cu Python şi interfaţaQt direct de pe laptop şi totul a mersformidable. Paşii urmaţi au fost aceiaşi:modulele de Bluetooth ale maşinuţei şi lap-topului sunt paired, se deschide un socketde comunicare RFCOMM, se transmitemesajul hexazecimal pentru diverse acţiuni,

având grijă să deschid un nou Thread defiecare dată când se doreşte semnalizareasau pornirea avariilor. Claxonul rămâne celmai amuzant, totuşi.

Pentru aplicaţii Android, recomand, dinnou, modelul propus de kit-ul de dez-voltare, BluetoothChat.

În cazul în care scrierea unei aplicaţii softwarepentru maşinuţă nu prezintă interes deosebitpentru deţinător, aceasta poate fi folosită şidoar pentru joacă. Ea vine la pachet cu 10jaloane şi un jeton magnetic care facemaşinuţa să claxoneze fericită de fiecare datăcând automobilul trece pe deasupra. n

Distracţie plăcută!

Referinţe:http://zenwheels.com/zenwheels-micro-car-22/zenwheels-micro-car-green.htmlhttp://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en560432http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1781802Google Images

Date post:	12-Mar-2016
Category:	Documents
Upload:	esp
View:	237 times
Download:	8 times

Electronica Azi Hobby nr 5

Documents