PCDUINO. Краткий обзор

Уже как полтолра года назад в известном китайском интернет магазине я приобрел отладочную плату PCDuino, и вот пришло время ее опробовать в деле, но для начала предлагаю вам ознакомиться с кратким описанием этого устройства.

PCDuino. Упаковка.

Сей девайс является полнофункциональным мини компьютером с предустановленной операционной системой Linux (адаптированной версией Lubuntu). Железо представляет собой следующую конфигурацию:

Процессор: 1GHz ARM Cortex A8

Графический процессор: OpenGL ES2.0, OpenVG 1.1 Mali 400 core

ОЗУ: 1GB

Встроенная энергонезависимая память: 2GB

Возможность подключения SD карты: до 32GB

Видео выход: HDMI

Поддерживаемые операционные системы: Linux, Android

USB: 2 шт.

USB OTG: 1 шт.

Сетевой интерфейс: RJ45

Питание: 5В, 2А

Для связи с внешними устройствами имеет достаточно обширную периферию, а именно:

14 цифровых портов

UART

PWM

ADC

SPI

I2C

PCDUINO. Миникомпьютер.

Поскольку PCDuino это мини ПК, разработка программного обеспечения может выполняться на любом языке программирования, разумеется, в рамках поддерживаемых установленной операционной системой, например C, C++, FreePascal, Lazarus, Python и т.д.

Стоит отметить, что проект PCDUINO активно развивается и в настоящий момент существует достаточное количество перефирийных устройств, совместимых с данной платформой, а сама отладочная плата существует в нескольких ревизиях: от Lite (самой простенькой) до pcDuino3B (с поддержкой SATA и встроенными WiFi).

Получить более подробную информацию можно с сайта производителя: pcduino.com

Девайсы. Прототип зарядного устройства VERTER для автомобильного аккумулятора

Это зарядное устройство является прототипом для более совершенного девайса и предназначено для автоматической зарядки свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов постоянным током 6А или 3А. Устройство реализовывает такие функции как заряд, разряд, тренировка, десульфация и расчет емкости аккумулятора. Предусмотрено подключение к ПК для снятия зарядных кривых. Подробное описание работы устройства см. тут.

Общий вид зарядного устройства VERTER

Силовая часть собрана по схеме:

Cхема силовой части зарядного устройства VERTER

В качестве трансформатора Tr1 использован советский ТС-180-2 от старого черно-белого телевизора. Трансформатор был перемотан - собран из двух аналогичных для получения на выходе 24В 5А.

Советский трасформатор ТС-180-2

Выпрямительные диоды VDS2 силовой части любые, с максимальным прямым током до 10А, например КД213А или Д242А. Я использовал КД213А установленные на радиатор.

Выпрямительный мост из диодов КД213А

Нагрузочное сопротивление R15 - две 12-и вольтовые автомобильные лампы.

Нагрузочное "сопротивление"

Стабилизатор постоянного тока построен на LM317 (аналог КР14ЕН12А) и мощных n-p-n транзисторах 2SC5570, изъятых из строчной развертки ЭЛТ мониторов. В качестве транзисторов можно (лучше?) использовать транзисторы TIP35. КРЕН и транзисторы укреплены на общем радиаторе размером 5х4х14 см. Крепление выполняется с помощью винтов М3 через слюдяной изолятор с применением термопроводящей пасты. Для дополнительного охлаждения радиатор обдувается 12-и вольтовым вентилятором от компьютерного блока питания.

Источник тока на мощных транзисторах

Низкоомные сопротивления R14, R12 изготовлены из вольфрамовой проволоки диаметром около 0,15 мм смотанной в жгут из 8 жил. Сопротивление подбиралось опытным путем. В качестве нагрузки источника тока КРАТКОВРЕМЕННО подключался мультиметр, настроенный на измерение постоянного тока 20А.

Мощные низкоомные сопротивления источника тока

Схема цифровой части:

Cхема цифровой части зарядного устройства VERTER

Питается схема через импульсные стабилизаторы IC1 и IC3 LM2576ADJ: 12В для питания реле, 5В для работы цифровой части. Используя другую низковольтную обмотку трансформатора, питание схемы можно построить и на линейных стабилизаторах типа 7812 (12В) и 7805 (5В), укрепленных на небольших радиаторах. Для этого в схеме предусмотрен отдельный выпрямительный диодный мост VDS1.

Реле К1-К4 - 12-и вольтовые для управления нагрузкой до 10A.

Схему можно упростить, если исключить резервное реле K1 и светодиоды HL1-HL4, а вместо двух управляющих транзисторов (КТ315, КТ940) использовать один составной, например BC517.

Печатная плата цифровой части разработана в программе Sprint-Layout 5.0 и изготовлена по технологии ЛУТ.

Печатная плата цифровой части зарядного устройства VERTER

Корпус - обрезанный задний кожух от ЭЛТ монитора. Дно - фанера толщиной 4 мм (но надо толще, т.к девай получился достаточно тяжелым):

Корпус зарядного устройства VERTER

Эмуляция работы устройства в Proteus:

Эмуляция работы зарядного устройства VERTER

Прошивка микроконтроллера выполняется на плате через разъем v4 программатором USBASP в следующей последовательности: сначала, на пониженной частоте программируются фьюзы (файл fuseprog.bat), за тем програматтор переводится в режим программирования на "нормальной" скорости и запускается bat-файл progprog.bat.

Посмотреть подробное описание работы устройства
Скачать архив зарядного устройства VERTER одним файлом.

Архив содержит:

Схему силовой части зарядного устройства VERTER.

Схему цифровой части зарядного устройства VERTER.

Печатную плату цифровой части зарядного устройства VERTER в формате *.lay.

Проект Proteus для эмуляции работы зарядного устройства VERTER.

Файлы *.hex и *.eep для прошивки микроконтроллера.

Программу avrdude для быстрого программирования микроконтроллера.

PS. Почему VERTER? Потому что понимает как "правильно" заряжать аккумулятор и похоже на голову робота.

Atmega. Калькулятор для расчета параметров делителя АЦП для микроконтроллера

При использовании АЦП микроконтроллеров Atmega существует ограничение на максимальное напряжение, которое разрешено подавать на вход АЦП - это 5В. Для большинства задач этого не достаточно. Для того что бы обойти это ограничение можно использовать простейший делитель на сопротивлениях R1 и R2.

Подключение АЦП микроконтроллера для замера напряжения

Классическая задача - это расчет значения сопротивления R2 и множителя К (используется в программе микроконтроллера для нахождения реального значения напряжения, поданного на вход АЦП) при максимально возможном напряжении на входе делителя Vmax. Особо любопытных - отправляю к даташиту на микроконтроллер и элементарному закону Ома, а всем остальным предлагаю воспользоваться калькулятором для расчета параметров делителя АЦП для микроконтроллера Atmega.