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.