Mikrodenetleyici kontrollü Lunokhod

Ücretsiz teknik kütüphane

RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ
Ücretsiz kütüphane / Radyo-elektronik ve elektrikli cihazların şemaları

Mikrodenetleyici kontrollü Lunokhod. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Ücretsiz teknik kütüphane

Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Mikrodenetleyiciler

makale yorumları

Açıklanan cihaz, hareketli nesneleri kontrol etmeye yönelik donanım ve yazılım sistemlerinin yeteneklerini göstermek için geliştirildi. Nesne, iki DC elektrik motoruyla çalıştırılan ve her birinin ayrı ayrı kontrol edilmesini sağlayan kablolu uzaktan kumandalı bir çocuk oyuncağı "ay gezgini" idi. Güç açıldığında model ileri doğru hareket etmeye başlar. Aynı zamanda, içine monte edilen darbeli IR radyasyonunun vericisi ve alıcısı da açılır. Hareket, yansıyan IR sinyalinin yoğunluğu, yolda bir engelin varlığını gösteren ayarlanan eşiği aşıncaya kadar devam eder. Bu gerçekleştiğinde model, yansıyan sinyal bu eşiğin altına düşene kadar döner, ardından ilerlemeye devam eder, vb.

Lunokhod modelini kontrol etmeye yönelik donanım ve yazılım kompleksinin şematik diyagramı şekilde gösterilmektedir. Temeli, gelişmiş RISC AVR mimarisi kullanılarak oluşturulmuş, uygun maliyetli sekiz bit CMOS mikro denetleyici (MCU) AT90S2313 (DD1)'dir. Saat frekansı, ZQ1 kuvars rezonatörü tarafından 5 MHz frekansta ayarlanır (10 MHz'e kadar herhangi bir olabilir). Direnç R13 ve kapasitör C12'den oluşan bir devre, güç açıldığında MK'yi sıfırlamaya yarar. X1 çıkarılabilir konnektör, MK'nin ve cihazın geri kalanının hızlı bağlanması ve bağlantısının kesilmesinin yanı sıra, bir programı güncellemek veya işlemi teşhis etmek amacıyla MK'yi bir bilgisayara bağlamak için sunulmuştur.

(büyütmek için tıklayın)

Cihaz, mikro denetleyiciye ek olarak darbeli bir IR radyasyon vericisi (VT4, VD2), bir fotodiyot VD1, iki aşamalı bir amplifikatör (VT1, VT2) ve bir senkron dedektörden (VT3) oluşan bir engel tarafından yansıtılan bir radyasyon alıcısı içerir. ) ve dört elektronik anahtar (1VT1 - 1VT3, .. ., 4VT1 - 4VT3). Cihaz, modelde sağlanan bölmeye takılan, 1500 mAh kapasiteli, C boyutunda dört adet Ni-Cd pilden oluşan bir pil ile çalışır. Mikro denetleyicinin ve IR radyasyon alıcısının besleme voltajı, değişmeyen mikro devre voltaj dengeleyicisi DA1 tarafından korunur.

Çalışma sırasında, P0 portunun çıkışından transistör VT4'ün tabanına yaklaşık 1220 Hz tekrarlama frekansına sahip darbeler alınır. Sonuç olarak periyodik olarak açılır ve kollektör devresine bağlı VD2 LED, modelin hareket yönünde belirtilen frekansta titreşen IR radyasyonu oluşturur. Direnç R7, transistörün emitör bağlantısından geçen akımı sınırlar ve bu bağlantı bozulduğunda MK portunun çıkışını hasardan korur. LED'den geçen maksimum akım R9 direnci ile sınırlıdır.

Engelin yansıttığı IR radyasyonu, VT1, VT2 transistörleri üzerindeki iki aşamalı bir amplifikatörü kapsayan, doğru akım geri beslemesinin gerçekleştirildiği R1 direncine paralel bağlanan fotodiyot VD2 tarafından algılanır. Transistör VT2'nin toplayıcısından gelen voltaj darbeleri, alan etkili transistör VT3 üzerinde yapılan senkron bir dedektöre beslenir. Kullanımı, konum belirleyicinin çalışması sırasında direnç R3'ün yalnızca yaklaşık 1220 Hz frekansta salınımlar yaratması değil, aynı zamanda akkor lambalardan 100 Hz frekansta titreşimler oluşturmasının yanı sıra hem görünür hem de görünürde rastgele girişim yaratmasından kaynaklanmaktadır. ve spektrumun IR aralıkları. Bu girişimin düzeyi çoğu zaman engelin yansıttığı IR radyasyon düzeyiyle orantılıdır ve özel önlemler alınmazsa bu durum sahte bir engelin algılanmasına yol açabilir. Bu tür hataları önlemek için senkron dedektör kullanıldı. Girişi (transistör VT3 kapısı) verici girişi ile aynı bağlantı noktasına (DO) bağlanır, bu nedenle LED VD2'nin yanıp sönmeleriyle eşzamanlı olarak, amplifikatörün VT3, VT1 transistörlerindeki çıkışını bire bağlayan transistör VT2 açılır. MK karşılaştırıcısının girişlerinin (PB0/AIN0 ). Diğer girişindeki referans voltajı, ayarlanan direnç R12 tarafından ayarlanır, böylece cihazın yansıyan sinyale duyarlılığı ayarlanır.

MK modelinin elektrik motorlarının çalışması S1 - S4 elektronik anahtarları kullanılarak kontrol edilir. Bunlardan birinin, örneğin ilkinin işleyişini ele alalım (diğerleri de aynı şekilde davranır). Giriş voltajı 0,6 V'den (log 0) düşük olduğunda, 1VT1 ve 1VT3 transistörleri kapalı ve 1VT2 açıktır, bu nedenle çıkıştaki ve ona bağlı motor M1 terminalindeki voltaj güç voltajına yakındır. pil GB1. Girişe bir günlük seviyesi anahtarının sağlanması. 1, 1VT1'nin kapanması ve 1VT2'ün açılması nedeniyle transistör 1VT3'in açılmasına neden olur ve çıkış voltajı 0'a yaklaşır. Direnç 1R1, anahtarın MK çıkışından tükettiği akımı yaklaşık 3 mA'lık bir değerle sınırlar, bu önemli ölçüde daha azdır izin verilen çıkış akımından daha fazla (log seviyesi 20'da 0 mA ve log seviyesi 10'de 1 mA). Direnç 1R2'nin direnci, bir yandan 1VT2 açıkken anahtarın yeterli çıkış akımını sağlayacak, diğer yandan açık transistör 1VT1'den geçen akımın çok büyük olmamasını sağlayacak şekilde seçilir. .

Modelde kullanılan elektrik motorları çok yüksek akım tükettikleri (yaklaşık 600 mA) ve yoğun darbe gürültüsü oluşturdukları için daha ekonomik ve daha az gürültü üreten DPB-902 motorlarla değiştirilmeleri gerekmiştir. Teyp kaydedicilerden ve radyo teyp kaydedicilerden diğer komütatör motorlarını kullanmak da mümkündür.

Elektronik anahtarları yönetmek için B bağlantı noktasının en önemli dört basamağı kullanılır: PB7, PB6, PB5 ve PB4. IR vericisinin çalışması, D - PD0 portunun en az anlamlı basamağı tarafından kontrol edilir, B portunun en az önemli iki basamağı (PB0 ve PB1) yapılandırılır ve sırasıyla analog karşılaştırıcının doğrudan ve ters girişleri olarak kullanılır.

Diyagramdan görülebileceği gibi örneğin M1 elektrik motorunu açmak için S1, S2 tuşlarından birini açıp diğerini kapatmak gerekir. Her iki anahtarı da açarsanız veya kapatırsanız çıkışlarındaki voltajlar aynı olacağından elektrik motorundaki voltaj 0'a eşit olacaktır. S1 anahtarını açıp S2'yi kapatırsanız sol (şemaya göre) motor terminal akünün artı kutbuna bağlanacaktır,

ve doğru olanı - eksi ile ve bir yönde dönmeye başlayacaktır. Aksine S2'yi açıp S1'i kapatırsanız motor bağlantısının polaritesi ters dönecek ve ters yönde dönmeye başlayacaktır. Yazılımın aktivasyonu, tabloda belirtilen sabitlerin B portuna yazılmasıyla gerçekleştirilir. 1.

Mikrodenetleyici kontrollü Lunokhod

IR radyasyon vericisinin yazılım kontrolü, MK'nin D portuna belirli bir sayı yazılarak gerçekleştirilir. Bu sayının en az anlamlı biti 0 ise VD2 ledi söner, 1 ise yanar. Bu bitin değerlerinde ardışık değişiklikler, modelin önündeki spektrumun IR kısmında titreşimli bir aydınlatma seviyesinin ortaya çıkmasına neden olur. Yansıyan radyasyonun seviyesi bir fotosensör tarafından kaydedilir ve arttıkça ileride bir engelin varlığına dair bir varsayım yapılır.

Programın özelliği, kontrol algoritmasının MK zamanlayıcı işleyicisinde bulunmasıdır. Bunun nedeni, yayan LED'in belirli bir sabit frekansla değiştirilmesinin gerekli olması ve programı basitleştirmek için kontrol algoritmasının oraya yerleştirilmesidir. Güç açıldığı anda sıfırlama sinyali verildikten sonra MK, Başlat işaretinden programı yürütmeye başlar. Programın bu bölümünde yığının, kayıtların, giriş/çıkış portları B ve D'nin, bir analog karşılaştırıcının, sekiz bitlik bir zamanlayıcının ilk başlatılması gerçekleştirilir, zamanlayıcının darbe tekrarlama oranı CK/8 olarak ayarlanır. (SC, 5 MHz'lik bir saat frekansıdır) ve zamanlayıcı taşmasındaki kesme işleyicisi.

Zamanlayıcı her 256 (28) darbe geldiğinde taştığından, kesme işleyicisi saniyede 2441 kez çağrılır. Sonuç olarak, yayan LED yaklaşık 1221 Hz frekansta anahtarlanır. Alınan yansıyan sinyalin analizi her 20 zamanlayıcı döngüsünde bir, yani 122 Hz frekansta gerçekleştirilir.

Kontrol algoritması aşağıdaki gibi çalışır. Register r24, 0'dan 240'a kadar değer aralığında sayaç olarak kullanılır. Her kontrolde engel varsa ve sayaç değeri 240'tan küçükse 1 artırılır, engel yoksa, 0'a eşit oluncaya kadar aynı miktarda azaltılır. Daha sonra, 0'dan 16'ya kadar olan sayaç değeri ileri gitme, 17'den 31'e - durma ve 32'den 240'a - geri dönme komutu verdiğinde. Bu algoritma, yanlış alarmlardan kaçınmanıza olanak tanır ve engelden tamamen kaçınma olasılığını artırır (modelin dönüşü, engel ortadan kalktıktan sonra bile bir süre devam eder).

R27 kaydı, her ikinci dönüşün bir öncekinin tersi yönde yapıldığı bir dönüş sayacı içerir ve r18 kaydı, elektrik motorunun kontrol algoritması için bir sayaç içerir. Her kesme çağrısında sıralı olarak 0'dan 3'e kadar değerler alır. O'da sağ motor kapatılır ve 2'de soldaki motor kapatılır. Böylece pilden tüketilen akım azaltılır ve bu da modelin pil ömrünü bir pil şarjından diğerine artırır.

Hex dosyası biçimindeki program kodları tabloda verilmiştir. 2.

Programın montaj dilinde tam metni

(büyütmek için tıklayın)

Cihazın kurulumu kolaydır. İlk olarak, X1 konnektörünün parçalarının bağlantısını keserek mikrodenetleyiciyi kapattıktan sonra, pili değiştirin ve Q1 anahtarının kontaklarını kapatarak DA1 stabilizatörünün çıkışındaki voltajı ölçün. Daha sonra, transistör VT3'ün drenajına bir osiloskop bağlayarak ve fotodiyodu bir tür IR radyasyon kaynağıyla (örneğin bir TV uzaktan kumandası veya VCR) aydınlatarak, fotodetektörün çalıştığına ikna olurlar.

Servis yapılabilir parçalar kullanılıyorsa ve kurulum hatası yoksa geri kalan bileşenlerin ayarlanması gerekmez. Son olarak, MK'yi (güç kapalıyken) bağlayın ve cihazın bir bütün olarak işlevselliğini kontrol edin. Gerekirse fotodetektörün hassasiyeti R12 kırpma direnci kullanılarak ayarlanır.

Yazar: P. Chechet, Vasilevichi, Gomel bölgesi, Beyaz Rusya

Diğer makalelere bakın bölüm Mikrodenetleyiciler.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Sıcak biranın alkol içeriği 07.05.2024

En yaygın alkollü içeceklerden biri olan biranın, tüketim sıcaklığına bağlı olarak değişebilen kendine özgü bir tadı vardır. Uluslararası bir bilim insanı ekibi tarafından yapılan yeni bir araştırma, bira sıcaklığının alkol tadı algısı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu ortaya çıkardı. Malzeme bilimcisi Lei Jiang liderliğindeki çalışma, farklı sıcaklıklarda etanol ve su moleküllerinin farklı türde kümeler oluşturduğunu ve bunun da alkol tadı algısını etkilediğini buldu. Düşük sıcaklıklarda, "etanol" tadının keskinliğini azaltan ve içeceğin tadının daha az alkollü olmasını sağlayan daha fazla piramit benzeri kümeler oluşur. Aksine, sıcaklık arttıkça kümeler daha zincir benzeri hale gelir ve bu da daha belirgin bir alkol tadıyla sonuçlanır. Bu, baijiu gibi bazı alkollü içeceklerin tadının neden sıcaklığa bağlı olarak değişebileceğini açıklıyor. Elde edilen veriler içecek üreticileri için yeni fırsatlar sunuyor. ... >>

Kumar bağımlılığı için başlıca risk faktörü 07.05.2024

Bilgisayar oyunları gençler arasında giderek daha popüler bir eğlence biçimi haline geliyor ancak buna bağlı oyun bağımlılığı riski önemli bir sorun olmaya devam ediyor. Amerikalı bilim insanları bu bağımlılığa katkıda bulunan ana faktörleri belirlemek ve önlenmesine yönelik öneriler sunmak amacıyla bir çalışma yürüttüler. Altı yıl boyunca 385 genç, hangi faktörlerin onları kumar bağımlılığına yatkın hale getirebileceğini bulmak için takip edildi. Sonuçlar, çalışmaya katılanların %90'ının bağımlılık riski altında olmadığını, %10'unun ise kumar bağımlısı olduğunu gösterdi. Kumar bağımlılığının başlangıcındaki temel faktörün düşük düzeyde olumlu sosyal davranış olduğu ortaya çıktı. Düşük düzeyde olumlu sosyal davranışa sahip gençler, başkalarının yardım ve desteğine ilgi göstermezler, bu da gerçek dünyayla temasın kaybolmasına ve bilgisayar oyunlarının sunduğu sanal gerçekliğe bağımlılığın derinleşmesine yol açabilir. Bu sonuçlara dayanarak bilim insanları ... >>

Trafik gürültüsü civcivlerin büyümesini geciktiriyor 06.05.2024

Modern şehirlerde bizi çevreleyen sesler giderek daha keskin hale geliyor. Ancak çok az insan bu gürültünün hayvanlar dünyasını, özellikle de henüz yumurtalarından çıkmamış civcivler gibi hassas canlıları nasıl etkilediğini düşünüyor. Son araştırmalar bu konuya ışık tutuyor ve gelişimleri ve hayatta kalmaları açısından ciddi sonuçlara işaret ediyor. Bilim insanları, baklava sırtlı zebra yavrularının trafik gürültüsüne maruz kalmasının gelişimlerinde ciddi aksamalara yol açabileceğini buldu. Deneyler, gürültü kirliliğinin yumurtadan çıkmalarını önemli ölçüde geciktirebildiğini ve ortaya çıkan civcivlerin sağlığı geliştiren bir dizi sorunla karşı karşıya olduğunu göstermiştir. Araştırmacılar ayrıca gürültü kirliliğinin olumsuz etkilerinin yetişkin kuşlara da yayıldığını buldu. Üreme şansının azalması ve doğurganlığın azalması, trafik gürültüsünün yaban hayatı üzerindeki uzun vadeli etkilerini göstermektedir. Araştırma sonuçları ihtiyacı vurguluyor ... >>

Arşivden rastgele haberler

Çok protokollü kablosuz mikro denetleyiciler STM32WB55 27.02.2020

STMicroelectronis, Bluetooth Low Energy 32, ZigBee ve Thread protokollerini destekleyen çok protokollü bir çip üzerinde sistem olan yeni STM55WB5.0 kablosuz mikro denetleyicileri piyasaya sürdü.

Popüler düşük güçlü STM32 Cortex-M4F (50µA/MHz) çekirdeği etrafında inşa edilen yeni çip, alma modunda sadece 4,5mA'da endüstri lideri güç tüketimi sağlar. STM32WB55 ayrıca yerleşik pasif LCD sürücüsü, USB2.0 FS desteği ve büyük miktarda bellek ile piyasadaki mevcut çözümlerden farklıdır.

STM32WB mikrodenetleyicilerin genel özellikleri:

Saat frekansı: 64 MHz;
RUN modunda tüketim: 53 μA / MHz;
çalışma frekansı: 2,4 GHz;
çalışma modları: alıcı/verici;
veri aktarım standardı: BLE0, 802.15.4/ZigBee/Thread;
1024 KB'ye kadar Flash;
256 KB'ye kadar SRAM;
USB 2.0 FS, LCD sürücüsü;
USART/UART, SPI, I2C;
12 bit ADC 4.26 MSPS;
AES256, rastgele sayı üreteci (TRNG), PKA, RSA;
besleme gerilimi: 1,71...3,6 V;
çalışma sıcaklığı aralığı: -40...105°С;
paketler: VFQFPN, UFBGA, WLCSP.