Andrew Kambaroff RaJa

На дворе 2014 год, а для связи микроконтроллеров с ПК самым популярным средством является обычный последовательный порт. С ним легко начать работать, он до примитивности прост в понимании — просто поток байт.
Однако все современные стандарты исключили COM порт из состава ПК и приходится использовать USB-UART переходники, чтобы получить доступ к своему проекту на МК. Не всегда он есть под рукой. Не всегда такой переходник работает стабильно из-за проблем с драйверами. Есть и другие недостатки.
Но каждый раз, когда заходит разговор о том, применять USB или последовательный порт, находится множество поклонников логической простоты UART. И у них есть на то основания. Однако, хорошо ведь иметь альтернативу?

Меня давно просили рассказать как организовать пакетный обмен данными между ПК и МК на примере STM32F103. Я дам готовый рабочий проект и расскажу как его адаптировать для своих нужд. А уж вы сами решите — нужно оно вам или нет.

У нас есть плата с современным недорогим микроконтроллером STM32F103C8 со встроенной аппаратной поддержкой USB, я рассказывал о ней ранее

Всем, кто интересуется радиоуправляемыми моделями, известна аппаратура Turnigy 9x. Это практически народная аппаратура РУ.
Доступная по цене, существует множество аксессуаров и альтернативных прошивок к ней. Например, вот так выглядит мой экземпляр:

В нем альтернативная прошивка — er9x, добавлена подсветка экрана, стики заменены на широкие, сзади добавлена откидная подставка, в батарейный отсек выведен кабель для прошивки и редактирования настроек с ПК, питание от 2S LiIon аккумулятора.
И все бы хорошо в этой аппаратуре, она ведь модульная. Можно поставить любой модуль передатчика JR стандарта. А их существует море — почти на любой кошелек и задачи. Однако, есть два варианта комплектации — с родным радиомодулем Turnigy 9x и вообще без модуля.
Родной модуль не имеет своей антенны и подключен к верхней антенне на корпусе передатчика неразъемным кабелем так, что отсоединить модуль нельзя и заменить его можно только откусив антенный кабель:

Многим знакомо универсальное зарядное устройство iMax B6 и его клона Turnigy Accucel 6.

Оно умеет заряжать

• Литий-полимерный LiPo и литий-ионные LiIon аккумуляторы
• Никель-кадмиевые NiCd, столь любимые производителями электродрелей
• Никель-металлогидридные Ni-Mh, идущие в комплекте с недорогими радиуправляемыми моделями
• Свинцовые Pb, которые можно найти в автомобиле, мото, UPS и много где еще.

Стоит недорого, принимает питание 11-17В от БП или автомобильного аккумулятора, позволяя заряжать прямо в поле.
Но это еще не все. Зарядник можно подключить к компу и получить наглядные графики зарядки/раздрядки аккумуляторов, наглядно оценив на графике, в каком диапазоне напряжений сосредоточена основная часть заряда, как аккумулятор реагирует на разные зарядные и разрядные токи, насколько проседает напряжение под нагрузкой и много чего еще интересного.
Вот только с завода эта зарядка уже пару лет идет без такой возможности. Производитель пожадничал и не поставил пару микросхем и копеечных элементов, а производитель iMax B6 вообще шнурок и софт продает отдельно по цене сопоставимой с самой зарядкой.

Вышла Em::Blocks 1.20, в которой довольно много вкусностей:

• Semihosting as library option for EmBlocks Bare-metal ARM
• Semihosting checkbox in debug interfaces JLink and STlink
• Live data implemented on memory watch and debugger variable tooltip.
• New STlinkGDB server with live data and semihosting support
• Syntax highlight on GNU linker scripts
• Yagarto toolchain replaced by Generic GCC (Yagarto project is cancelled)
• C++ library linker option and C++ compiler options added
• Make file tool entry is replaced by CPP tool entry.
• Device list updated for JLinks
• STmicro project wizard is changed so that the debug interfaces are preconfigured at the beginning.
• Breakpoint on-the-fly is now working
• Run to main() is working smoothly
• Pre-compiled headers is supported
• File manager plugin added to the installation package
• EnergyMicro project wizard is using the preinstalled header files from EM instead of copying all the files with the wizard.
• Project wizard can also use ZIP archive as template storage.
• Bug fix STmicro project wizard
• Bug fix EnergyMicro project wizard
• and a lot of minor fixes.

В связи с этим я сделал новую сборку с версией 1.20
Преимущества EmBlocks я описывал ранее.
Быстрый старт с EmBlocks на примере простого blink.

Как и просили в комментариях к предыдущей статье о EmBlocks, сегодня я покажу от начала и до конца как создать в EmBlocks простой проект для мигания парой светодиодов.
В качестве отладочной платы мы будем использовать кроху на STM32F103C8.
Вот наш стенд:

Подключаем аноды светодиодов к пинам PB5 и PB6, катоды через резсторы в 390 Ом к земле.

Я обещал поделиться своей настроенной средой Em::Blocks.
Выполняю обещание.

Что такое Em::Blocks?

Это IDE на основе Code::Blocks — кросс-платформенной быстрой среды разработки со встроенным скриптовым языком и очень гибкой настройкой, ориентированной под С/С++ разработку. В среде есть встроенные шаблоны для кучи различных случаев и возможность подключать любые компиляторы.
EmBlocks в отличие от CodeBlocks не кросс-платформенная, она существует только под Windows.
Зато вместе с ней поставляется специальная версия CodeSourcery тулчейна, которая позволяет плотнее интегрировать тулчейн с IDE. Версия в комплекте всегда свежая.

Достоинства EmBlocks

• быстрая, т.к. написана в native коде
• расширяемая и хорошо автоматизируется с помощью скриптов
• шаблоны проектов можно настроить на свой вкус
• можно самому изменить диалог мастера создания проекта
• не требует установки — можно носить с собой на флешке и легко перенести с настройками на другой комп
• из коробки поддерживает отладку через ST-Link и J-Link
• бесплатная
• неплохо поддерживается на собственном форуме

Пример проекта с использованием EmBlocks — мигание светодиодами.

Приехала вчера крошечная платка на STM32F103C8.

STM32F103C8 Front

Это 48ногий 32битный микроконтроллер. И это отличный вариант апгрейда для тех, кто использует Arduino.

Я довольно давно увлекаюсь мультикоптерами, и все это время я ищу способы заставить коптеры летать дольше.
Типичное время полета для недорогого коптера 7-15 минут. Удручающе мало. Мой текущий квадрокоптер летает 19 минут. И на выбор регуляторов и ВМГ для него я потратил немало времени, чаще всего делая предположения в условиях недостаточных данных.
Ключом к продолжительности полета является энергоэффективная винтомоторная группа. Что это значит? Комбинация мотора и воздушного винта должны максимально эффективно использовать энергию для создания тяги. То есть поднимать как можно больше веса, потребляя как можно меньше энергии. Измеряется эффективность винтомоторной группы в граммах на ватт. На форумах частенько встречаются различные приспособления, состоящие из весов и крепления для мотора плюс какой-нибудь ваттметр. Иногда обходятся чисто весами, чтобы выяснить какую вообще тягу создает ВМГ.
Однако, погрешность измерений обычно весьма высокая, начиная с того, что мы не можем точно определить одновременно и тягу, которая колеблется (мотор постоянно меняет обороты) и мощность, которая тоже плавает достаточно сильно. В итоге ошибка сравнима с разницей между моторами.
Меня такая ситуация не устраивает, учитывая, что моторы и пропеллеры различаются по стоимости до десятка раз, нужно понимать, стоит ли платить больше.
В итоге я построил испытательный стенд, на который крепится ВМГ и замеряются ее параметры:
-Тяга с точностью до 1г
-Напряжение аккумулятора с точностью до 0.01В
-Ток с точностью до 0.1А-0.2А примерно (зависит от тока)

Не знал в какой блог разместить информацию, поэтому пока поместил сюда.

Сегодня день космонавтики. Мало кто вспоминает, чего стоят все эти достижения. Начинаются авиация и космос часто с хобби.
Многие из нас увлекаются авиамоделированием, мультикоптерами, ракетами.
Некоторые читатели по моим статьям строили коптеры, однако воспринимают их часто как игрушку.
Говорят, что правила техники безопасности написаны кровью. Я вчера вписал свою кровавую страницу.

Собрали мы гексакоптер на раме S800 с 15" карбоновыми пропеллерами (800мм между осями моторов). Отлично отлетали, приземлил коптер, деактивировал полетный контроллер (disarm), подошел отключить питание и щелкнул выключателем контроллера до того, как отключил батарею. ESC взбесились, дали полный газ, коптер подскочил и ударил прямо в лицо, после первого удара я отвернулся и он еще скакал за спиной несколько секунд.

Маркетинг сыграл с Raspberry Pi злую шутку.
Я изложу свой взгляд на эту плату, потому что неоднократно сталкивался с тем, что люди не понимают ее предназначения, пытаются применить ее не по назначению и разочарованно переключаются на другие ARM платы.
А тем временем Raspberry Pi — это очень важный шаг, которого до нее сделать не удавалось никому.

В прошлый раз в комментариях поступило дельное предложение поставить твердотельные реле вместе обычных электромеханических.
Что я, собственно и сделал.
Неделю назад приехали сами реле SSR-25 DA:

Управляются они напряжением от 3 до 32В. Коммутируют наргузку до 25А от 24В до 380В. То, что нужно.
Бесшумные, на корпусе есть крупный красный светодиод, который горит при замыкании цепи.

Часть 1
Вчера я рассказал, как собрать USB-IRPC на основе Arduino. Зачем? Чтобы показать, как быстро собрать макет и сложности особой тут нет.
Сегодня сделаем все как положено. С самого начала — с принципиальной схемы, PCB, ЛУТ. Кусочек фольгированного стеклотекстолита превратим с помощью кучки деталек в готовое устройство. Разумеется с корпусом, мы же хотим аккуратно, правда?
Вот наша цель:

«USB-IRPC Bare Front»

«USB-IRPC Finished»

У меня нет телевизора. Совсем. На антресолях где-то лежит старый маленький пузатик, но кабель антенны давно свернут, а телевизор этот — скорее издевательство, разве что на кухне поставить и то маловат.
Поэтому в качестве музыкального центра и телевизора я использую свой ПК. И все бы хорошо, но лень — это не только двигатель прогресса, но и фактор, который портит удовольствие, заставляя встать с дивана, на котором уютно устроился с кружкой чая, чтобы запустить программу или выключить колонки после просмотра фильма перед сном.
Существует множество ИК приемников, практически все они могут управлять компьютером и даже могут его выключить, но не могут его включить. И вот в этот момент компьютер перестает быть столь же удобным сколь телевизор или музыкальный центр. Но и проект Igor HID не порадовал своим софтом. Вроде все умеет, а неудобно. И не влезешь в него, исходников нет. Вот поэтому я собрался и сделал свой проект, открытый и доступный всем.
Сделал я его с нуля до законченного комплекта. А поскольку мой опыт в разработке и программировании электронных девайсов до него можно сказать был нулевым, то я считаю, что повторить это сможет каждый, кому это интересно.

Называется он USB-IRPC (USB Infrared Remote Personal Computer Control — «Юэсби-ИРПиСи» или ИРПЦ, кому как больше нравится :). Буква R на самом девайсе — просто сокращение от моего ника.
Важным преимуществом девайса является то, что он программно совместим с Arduino и в случае отсутствия уверенности в своих силах в ЛУТ может быть сделан на основе Arduino на макетной плате. Это, конечно, не так компактно и аккуратно, не так дешево, но зато доступно практически всем, даже навыки пайки особые не потребуются.
Если стремление к комфорту вам не чуждо и идея превратить свой компьютер в медиацентр, а заодно поуправлять электророзетками с пульта вам интересна, тогда вперед.

Просьба, если соберетесь делать устройство после прочтения статьи, задавайте вопросы в комментариях. По опыту предыдущих статей: вас довольно много и вопросы вы задаете одинаковые :)
Я лучше один раз отвечу всем, добавив в статью или в комментариях. Уведомления о комментариях с вопросами я просматриваю и стараюсь отвечать.

Весной я писал как построить дешевый и простой коптер за 1 день и $120
Основной его недостаток — довольно примитивный по возможностям контроллер KKmultiсopter — он даже горизонт сам держать не умеет. Что-ж, исправим этот недостаток!
Тех, кто уже построил по предыдущему рецепту, спешу успокоить — бюджет апгрейда всего $40-55. Для тех, кто строить будет с нуля, есть возможность улучшить конструкцию.
Я построил второй коптер, т.к. комплектующие для него были куплены давно.

Создать квадрокоптер как платформу для летающего робота я планирую уже очень давно. Первые расчеты и заказ деталей я сделал год еще назад. Однако, делать «просто коптер» чтобы полетать, управляя с пультом или даже в FPV режиме конечной задачей не является. Поэтому коптер должен быть максимально гибким и как можно менее дорогим.
По отдельности все детали для коптера есть, но их сопряжение — дело простое только в теории. Нужно быть и программистом и инженером и моделистом — вертолетчиком. Поэтому процесс движется довольно небыстро. А летать хочется :) Ничто так не расхолаживает и не демотивирует как отсутствие видимых результатов, особенно когда прогресс-то вроде есть, но не наглядный. Да и экспериментировать сразу на большом квадракоптере дорого и опасно.
Поэтому я решил собрать для экспериментов миникоптер. Как всегда — задача сделать недорого, просто и гибко.
Мой результат — готовый коптер за 1 день (на сборку и запуск) и $120 (стоимость квадрокоптера включая доставку). А с аппаратурой — $145.

«MiniQuadroCopter»
Под катом описание и видео.
Buddy-коды для заказа на HobbyKing

Arduino — хорошая платформа для самоделкиных вроде меня.
Удобная, все в ней уже есть.

В чем проблема?

Программная часть мне далеко не всем нравится. Особенно ужасна Arduino IDE. Каждый файл открывается в новом окне, оставляя пустое запущенное окно IDE. И прочие мелкие глупости, которые привыкших к удобству Visual Studio, Borland/Embarcadero RAD IDE расстраивают и вызывают неудовольствие.
К счастью, мы можем использовать любую IDE какая понравится. Для готовых проектов, которые только скомпилировать и прошить или собственных пробных поделок вполне годится тот огрызок Wiring, который компилируется Arduino IDE.
Для удобства работы я использую Visual Micro Arduino — удобство Visual Studio, быстрая компиляция, прошивка стандартными средствами.

Arduino без Arduino IDE

Ступенькой выше стоит прямая работа с микроконтроллером, тут уж в вольны делать что захотите. Часто это удобнее чем разбираться в начинке библиотек Arduino. Но приходится использовать либо AVR Studio либо стороннюю IDE и компилятор от Atmel (благо, он совершенно бесплатный и входит в AVR Tools).
Все бы хорошо, но про Arduino они ничего не знают и прошить ее не могут. И вот тут начинаются неудобства.

Часто приходится работать за ноутом и ПК одновременно — не весь софт есть и там и там, не весь софт на ноуте работает достаточно быстро, часто нужно прервать работу и ехать на встречу.

Работая таким образом, я, как наверное и многие, периодически пытаюсь мышкой компа что-то щелкнуть на ноуте или передвинуть мышу с ноута на соседний монитор. Особенно это знакомо тем, у кого больше одного монитора на столе.
Теперь это возможно!

В предыдущих сериях:
Часть 1
Часть 2
Ну что, все уже заказали запчасти и собрали роботов? Пора робота оживить.
Сегодня мы разберем программную начинку.
Вариант, который я предлагаю максимально прост. Не стоит ждать от него уникальных способностей. Его задача — просто ехать работать. Отказоустойчивость, плавность управления и дополнительные функции — это простор для творчества, который я оставляю каждому, чтобы не лишать этого удовольствия. Код весьма простой и оттого далеко не оптимальный и не защищенный и вообще не красивый. Если есть предложения по его улучшению — предлагайте свои варианты, прямо куски кода с пояснением зачем и почему так будет лучше.
Неконструктивная критика того, что сделано плохо — не особо нужна :) Я и так знаю про недостатки. А вот если что-то непонятно- спрашивайте, поясню.
Итак, поехали!

Часть 1
Часть 3
Продолжаем строить гусеничного робота.
В первой части мы с вами подобрали и, надеюсь, заказали все необходимые детали. Кстати, недавно проверял, все детали Tamiya (гусеницы, площадки, мотор-редукторная коробка) были в наличии в Terraelectronica. Подороже, конечно, чем из Китая, но зато рядом.
Те, кто уже получил детали, наверняка уже собрали шасси.
Теперь займемся бортовой электроникой, видеоподсистемой и питанием.

Не так давно я рассказывал, как дешево собрать Arduino-совместимую плату.
Единственное, чего не хватало для полноценного комплекта — это программатора. Денег на полноценный программатор обычно жалко, особенно если он нужен время от времени в основном для прошивки бутлоадера в новый чип.
Большинство схем программаторов не решают проблемы курицы и яица — программатор тоже нужно чем-то прошивать. Свою минимальную Arduino я тоже прошивал имевшейся под рукой другой платой Arduino. Но ведь не у всех же она есть, верно? Значит нужен программатор, не требующий прошивки.
Изобретать велосипед я не стал и изготовил программатор на основе схемы, опубликованной у DIHALT. На самом деле им можно прошить любой AVR микроконтроллер или использовать как USB-UART адаптер. В общем, пригодится.