Схемотехника *

В процессе переделки игрушки-осциллографа DSO138, как уже описывалось в предыдущей статье, возникла идея в DSO303 попробовать фокус с удвоением частоты дискретизации. В самом деле для STM32F303 теоретически максимально достижимая скорость дискретизации с точки зрения входа АЦП, а это определяется минимальным временем открытия УВХ, которое в нашем случае 1,5 такта х (1 / 72 МГц), или примерно 20,8 наносекунд, что дает 48 MSPS (миллионов отсчетов в секунду). Однако при параллельной работе 4-х АЦП на 6 МГц получается достичь только 24 MSPS из-за ограниченного быстродействия АЦП.

Представим себе, что мы рассматриваем правильно-периодический сигнал, который при этом еще и постоянен, т.е. не испытывает флуктуаций по частоте и амплитуде во времени. Возможно ли как-то оцифровывать его не в один, а в несколько проходов, тем самым увеличив эффективную частоту выборки? 

На Али продается за очень недорого интересная игрушка – осциллограф под названием DSO138. Он снискал уже довольно большую популярность среди любителей электроники, но параметры этого приборчика, увы, позволяют его более-менее полноценно использовать только для отладки очень низкочастотных схем. Собственно, он и не позиционируется как инструмент, а скорее, как DIY-kit для начинающих электронщиков.

Собран этот «игрушечный» осциллограф на микроконтроллере STM32F103, и при достаточно грамотном схемотехническом решении цифровой части, наличии довольно приличного цветного дисплея 320Х240 точек, и не самом поганом аналоговом тракте, все, увы, гробится очень слабыми АЦП на борту 32F103. Заявленная полоса в 200 кГц может быть признана таковой только с очень большой натяжкой. Да, наличие или отсутствие сигнала с такой частотой он покажет, но вот реально посмотреть что-то сверх этого не получиться.

При этом есть у 103-й серии чуть более старший брат – STM32F303, по ножкам совместим практически полностью, но по интересующим нас параметрам существенно лучше, на борту 4 АЦП с частотой преобразования 5 МГц (6 МГц с 10-ти битным разрешением). При таком раскладе, если использовать все 4 АЦП параллельно с 10-ти битным разрешением, можно получить временное разрешение до честных 24 MSPS (миллионов отсчетов в секунду). Стоит микроконтроллер тоже недорого, на том же Али можно легко найти за опять же весьма умеренные деньги. Понятно, что идея поменять микроконтроллер возникла практически сразу после того, как я этот самый DSO138 и попробовал.

О том, что получилось в результате, и написана эта статья.

При разработке домашней автоматизации ("умного дома") рано или поздно возникает задача дистанционного съема показаний с бытовых приборов учета (БПУ) электроэнергии, воды, тепла, газа. Если в БПУ нет специального интерфейса для считывания показаний, то такая задача решается с помощью дополнительного устройства, которое в своей памяти будет вести копию показаний БПУ и иметь интерфейс для считывания этих показаний. Есть много вариантов реализации такого устройства на любой вкус, но практически все они требуют наличия в БПУ электронного импульсного выхода. К сожалению, далеко не все БПУ оборудованы таким выходом. В этой статье представлен обзор одного устройства, которое может работать с любым БПУ, как с импульсным выходом, так и без.

Часто при разработке радио-электронных устройств возникает необходимость выполнения климатических условий с повышенными требованиями, таких как предельно допустимые рабочие температуры -60…+70 ºC. И эти требования становятся проблемой для реализации цифровых панелей взаимодействия с пользователем. Рабочие температуры ЖК индидикаторов в пределах -20...+70 ºC , люминисцентных газоразрядных индикаторов -40..+70 ºC. Поэтому возникает необходимость организовывать панели взаимодействия с оператором-пользователем с помощью 7-сегментных цифровых индикаторов, одноцветных и двухцветных светодиодов. Для использования таких органов индикации необходимы схемотехнические и программные решения. Есть разные способы управления системой индикации. В данной статье хочу привести свой опыт использования и организации схемно-программной структуры проекта.

Привет! Я всегда хотел собрать свой компьютер — не только в теории понять как «бегают» биты, складываются числа, работают прерывания, как программный код превращается в нули и единицы. У меня получилось и я хотел бы поделиться своим опытом. Это заняло у меня 140 часов и $400 на все компоненты и их доставку. Если вам интересно узнать о проекте, спускайтесь под кат.

...чтобы потом обучать урбанистических роботов.

Цифровой двойник плотных скоплений хаотически движущихся объектов разрабатывают для задач навигации роботов студенты НИТУ "МИСиС", ИТМО и МФТИ . Он будет представлять собой веб-сервис с применением графовых нейронных сетей и позволит изучать физику толпы, законы роевого поведения у животных и принципы движения «активной материи». Эти данные активно требуются для обучения роботов-курьеров, беспилотников и других автономных устройств, работающих в условиях многолюдных пространств. Первые результаты опубликованы в журнале Journal of Physics: Conference Series.

Выше мы рассматривали два основных понятия в электротехнике — идеальный генератор напряжения и идеальный генератор тока.

Идеальный генератор напряжения выдает заданное напряжения U (давление в водопроводной аналогии) на любой нагрузке (сопротивлении внешней цепи).

При этом в соответствии с законом Ома I=U/R, даже если R стремится к нулю, а ток возрастает до бесконечности.

Внутренне сопротивление идеального генератора напряжения равно 0.

Идеальный генератор тока выдает заданный ток I (поток в водопроводной аналогии), даже если сопротивление внешней цепи стремится к бесконечности. Напряжение на нагрузке при этом также стремится к бесконечности U=I*R.

Внутреннее сопротивление идеального генератора тока равно ∞.

Тут можно увидеть определенную симметрию, дуализм.

Мы рассматривали конденсатор С который может накапливать заряд (потому и называется — емкость) С=Q/U. Чем больше емкость, тем медленнее растет напряжение (давление) при закачке в конденсатор заряда U=Q/C.

Если емкость заряда очень большая (стремится к бесконечности), то такой конденсатор бесконечной емкости будет являться идеальным генератором напряжения. Он никогда не разрядится и при этом может выдать ток любой величины, и напряжение на нем будет оставаться постоянным.

Симметричным (дуальным) к конденсатору элементом будет являться индуктивность. Индуктивность обозначается буквой L (см схему ниже). Обычно сам электронный компонент называется катушка индуктивности, а его параметр — индуктивность L.

Если кратко, то постараюсь на примере рассуждений и анализа полезной технологии научить читателя пользоваться новейшим модулем математического моделирования электронных схем Mixed SIM программного комплекса Altium Designer...

Историю можно начать с того, что наша компания очень долгое время сотрудничает со всемирно известной сетью фастфудов - KFC (на территории Беларуси и Украины). Головной болью такой сферы, как HoReCa, был и будет учет рабочего времени сотрудников. Учитывая огромную текучку кадров, в том числе и обычных студентов, которые пришли подработать на непродолжительное время, становится сложно проконтролировать, сколько часов отработано тем или иным сотрудником. Плюс немаловажным моментом стало то, что сотрудники часто перемещаются с ресторана на ресторан, а это требует дополнительного контроля. Как же быть?

Нашей компанией было принято решение разработать терминал учета рабочего времени, который бы регистрировал рабочие (или не рабочие) интервалы рабочего времени сотрудников с привязкой к конкретному месту работы. При этом нужна была поддержка нескольких видов идентификаторов - биометрия по отпечатку пальцев, RFID и PIN с возможностью фотофиксации событий доступа.

К старту курса о разработке на С++ мы перевели статью о персональном регистраторе молний — небольшом устройстве, сообщающем об ударах молнии поблизости. Оно даже сообщает, на каком расстоянии ударила молния; при этом, по словам автора, собрать его самому обойдётся дешевле, чем купить в магазине. Ещё один очевидный плюс — вы сможете отточить свои умения в схемотехнике.

В основу устройства положен детектор молний AS3935 с ВЧ-каналом производства DFRobot. Детектор обнаруживает электромагнитное излучение молнии и с помощью специального алгоритма преобразовывает эту информацию в информацию о расстоянии до удара.

В предыдущей статье была описана схемотехника контроллера резервного питания. Такой контроллер может пригодится в разнообразных технических системах и устройствах. Поэтому конструктив платы был выбран максимально нейтральный с возможностью выноса элементов управления на отдельную панель.

Конденсатор имеет следующее схематическое изображение.

Цель - разработка универсального контроллера, обеспечивающего резервное питание 220 В переменного и 24 В постоянного тока в случае отключения сетевого напряжения. Вот такого как на рисунке.

В данной короткой статье попытаюсь на пальцах объяснить основы электротехники. Для тех, кто не понимает откуда в розетке электричество, но спрашивать вроде как уже неприлично.