Схемотехника *

Доброго времени суток! Решил рассказать о простом и интересном способе получения честных случайных чисел на микроконтроллерах, не имеющих на борту аппаратного генератора случайных чисел. Достаточно, чтобы у микроконтроллера был АЦП и один свободный вход. Подробности под катом.

Дорогие юзеры Хабрасообщества, поздравляю с появлением на нашей любимой площадке нового Хаба под названием Схемотехника.

Передо мной, как и перед многими другими разработчиками электроники и любителями в ней покопаться, часто вставал трудный вопрос выбора хаба при публикации очередной статьи. Далеко не всё о чём писал и хотел написать вписывалось в рамки “Электроника для начинающих”, не помогал даже универсальный хаб “разработка”. Возможно, не мне одному знакомо чувство, когда после публикации не спишь полночи и думаешь, не забанят ли твою статью вместе с аккаунтом за нарушения правил сообщества.

В комментариях к моей прошлой статье о способах защиты от неправильного подключения полярности источника питания меня неоднократно корили за то, что не упомянул способ защиты с использованием самовосстанавливающегося предохранителя. Чтобы исправить эту несправедливость поначалу хотел просто добавить в статью дополнительную схему защиты и короткое к ней пояснение. Однако решил, что тема самовосстанавливающихся предохранителей заслуживает отдельной публикации. Дело в том, что устоявшееся их название не слишком отражает суть вещей, а копаться в даташитах и разбираться в принципе работы при применении таких “элементарных” компонентов, как предохранитель, часто начинают уже после того, как начала глючить первая партия плат. Хорошо если не серийная. Итак, под катом вас ждёт попытка разобраться, что же это за зверь такой PolySwitch, оригинальное название, кстати, лучше отражает суть прибора, и понять с чем его едят, как и в каких случаях имеет смысл его использовать.

При проектировании промышленных приборов, к которым предъявляются повышенные требования по надёжности, я не раз сталкивался с проблемой защиты устройства от неправильной полярности подключения питания. Даже опытные монтажники порой умудряются перепутать плюс с минусом. Наверно ещё более остро подобные проблемы стоят в ходе экспериментов начинающих электронщиков. В данной статье рассмотрим простейшие решения проблемы — как традиционные так и редко применяемые на практике методы защиты.

Ночью мне не спалось из весенней хандры и чтобы отвлечься от грустных мыслей, начал придумать различные изобретения. И вот придумал, как сделать миниатюрный ЭЛТ монитор. ЭЛТ — потому, что я в принципе люблю ламповую технику, а уж тем более устройство отображения информации. Для начала покажу результат.


Тёплый ламповый дебиан lxde

Миниатюрный ЭЛТ-монитор размером всего 1 см! И сделать это очень просто и сможет каждый! Поехали!

В связи с известными событиями в новостях появились сообщения о том, что США запретили поставки микроэлектроники для российских спутников и военной техники.
Такое развитие событий может негативно повлиять на состояние российской аэрокосмической и оборонной промышленности, ведь ежегодный импорт электроники для космической промышленности составляет два миллиарда долларов, и это чипы, критически важные для работоспособности спутников. Некоторые чиновники (смотрите статью по ссылке) уже начали предаваться панике и разговаривать о покупке электроники в Китае, который якобы наладил у себя производство всего необходимого. Я же хочу немного рассказать о том, какие микросхемы разрабатываются и производятся для космической отрасли в России.

Продолжая тему практического применения микросхемы FTDI FT232H, затронутую мной в предыдущей статье, хотелось бы рассказать об использовании отладочной платы на ней в качестве дешевого и почти универсального JTAG-адаптера с интерфейсом USB и поддержкой множества микроконтроллеров различных архитектур и производителей. Я намеренно не называю этот адаптер «JTAG-отладчиком», т.к. далеко не все устройства с JTAG TAP поддерживают отладку, но обычными пользователями JTAG-адаптер используется в большинстве случаев именно для прошивки и отладки своего кода на МК. В этой статье я опишу только собственный опыт использования FT232H в качестве JTAG-адаптера, чтобы не давать ссылок на непроверенные решения, поэтому предлагаю читателям поделиться своими (или чужими) способами использования этой микросхемы в комментариях. Уверен, что способов этих найдется намного больше, чем здесь описано.
Заинтересовавшихся прошу под кат.

Странно, что про этот крайне популярный и полезный чип до сих пор не было статьи на Хабре. Считаю необходимым восполнить этот пробел. В статье будет описано несколько интересных способов применения чипа FTDI FT232H и его аналогов для различных прикладных целей.
Пару слов о нем: относительно дешевый, простой в разводке и программировании, распространенный конвертер USB 2.0 <-> последовательные протоколы (USART, SPI, I2C, JTAG TAP и просто GPIO bit-bang), хорошо подходящий как для изготовления собственных устройств с подключением к ПК по USB, так и для тестирования и отладки других устройств.
Из простой breakout-платы на этом чипе легко и непринужденно можно сделать UART-конвертер, SPI-программатор, JTAG-отладчик, I2C-master, конвертер GPIO bit-bang (а с ним и остальных протоколов, не требующих запредельных частот и стойких к возможным задержкам, вносимым USB-стеком, к примеру, Dallas 1-wire).
Если вышеуказанные возможности сумели вас заинтересовать — прошу под кат.

Пытаемся зарядить телефон от кроны через микросхему КРЕН5А

Не так давно на хабре проскакивал пост “Когда садится батарейка”, поражающий своей неграмотностью. Всё бы ничего, но этот пост даже умудрился оказаться на главной странице, в результате его прочитало множество людей, и автор преступным образом ввёл их в заблуждение. Чтобы показать неправильность поста эксперимент был повторен с максимальной дотошностью: регистрацией токов, напряжений. Так же объясняется почему это невозможно, и что делать, если уж очень хочется заряжать телефон от батареек.
Добро пожаловать под кат.

В своей первой статье я описал схему простого программатора, сегодня расскажу, каким образом, подсоединить его к программируемому устройству.

Рис. 1. Внешний вид программатора.
В старые, добрые времена, когда микроконтроллеры с перепрограммируемой памятью программ на основе FLASH только начинали появляться, их программирование осуществлялось по параллельном интерфейсу. При этом для программирования могло использоваться более 20 выводов и зачастую требовалось использовать повышенное напряжение — 12 вольт и более. Микроконтроллеры тогда выпускались в выводных ДИП корпусах.

В последнее время, как среди профессиональных разработчиков, так и в рядах начинающих электронщиков широкое распространение получили ARM микроконтроллеры. Очень большой популярностью пользуются разработки фирмы NXP. Эта фирма производит огромный спектр изделий – от дешёвых и малопотребляющих до высокопроизводительных, поддерживающих такие интерфейсы как USB и Ethernet.

Когда я участвовал в проведении конкурса 7400, я понял, что многим из представленных логических схем для надежной работы не хватает простейших защитных элементов. Одним из самых часто встречающихся недостатков конструкции было отсутствие блокировочных емкостей. Позже, прочитав статью о законе Мёрфи, я решил немного написать о развязке и блокировочных конденсаторах.

или как рассогласованные линии портят ваш сигнал

На форуме Dangerous Prototypes я однажды принял участие в одном обсуждении, посвященном проблемам с шиной SPI, кторая переставала нормально работать, начиная с некоторой длины. Мой опыт подсказывал мне две вещи: 1) проверить источник питания, 2) проверить линию на наличие отражений. Тогда я понял, что это должно быть общей проблемой для всех радиолюбителей. Линии передачи данных — сложная тема, и настало время снять покров таинственности с этой электронной магии.

Полупроводниковая электроника существенно изменила мир. Многие вещи, которые долгое время не сходили со страниц произведений фантастов стали возможны. Чтобы знать, как работают и чем уникальны полупроводниковые приборы, необходимо понимание различных физических процессов, протекающих внутри.

В статье разобраны принципы работы основных полупроводниковых устройств. Описание функционирования изложено с позиции физики. Статья содержит вводное описание терминов, необходимых для понимания материала широкому кругу читателей.

Иллюстраций: 34, символов: 51 609.

Простейший робот из подручных средств

Наш простой робот

Многие, кто из нас сталкивался с вычислительной техникой, мечтали собрать своего робота. Чтобы это устройство выполняло какие-то обязанности по дому, к примеру, приносило пиво. Все сразу берутся за создание наисложнейшего робота, однако зачастую быстро обламываются в результатах. Своего первого робота, который должен был делать умищу фишек, мы так и не довёли до ума. По этому нужно начинать с простого, постепенно усложняя своего зверя. Сейчас мы поведаем тебе как из подручных средств, которые есть у каждого дома, можно создать простейшего робота, который будет самостоятельно передвигаться по твоей квартире.

Отладочная демоборда, установленная в WishBoard

Помню счастливые студенческие годы, когда было море свободного времени. Золотые времена, когда на скучной паре можно было писать программу или читать полезную книгу. Или сидеть с паяльником или в глубокой отладке сутки на пролёт, без сна.
Эти прекрасные времена безумного творчества закончились тогда, когда я получил диплом и устроился на работу на полный рабочий день. Тогда закончился славный фриланс и начались суровые будни. У меня возникло стойкое ощущение, что у меня кто-то украл из жизни 11 часов ( два часа дороги, час обед и 8 часов работы). Самое печальное было в том, что на работе я выматывался на столько, что ни о каких ночных бдениях даже мыслить не приходилось: пришёл, поужинал и лёг спать, иначе завтра овощ. В конце, концов, такое положение вещей меня перестало устраивать, и я начал думать, что же делать.
В своём хобби – занятиях электроникой, я в основном делаю устройства на микроконтроллерах. Сборка отладочной схемы, как правило, идёт достаточно быстро, львиную долю времени занимает написание и отладка программы для контроллера. А на работе у меня присутствует такой ресурс как время (например обед) и быстрый Интернет. По сему родилась гениальная по своей простоте идея удалённой отладки, и не только программ, но и железа.

Помню ещё в 12 лет, когда травил свою первую печатную плату, просто изнывал от нетерпения произвести этот процесс быстрее. Тогда раствор был старым и травление шло почти сутки. Ныне я травлю, конечно, значительно быстрее, но всё же не за пару минут. А ведь так хочется узрить результат своих трудов и перейти к более интересной стадии – сверлению и запайке деталей. И вот поселилась в моей голове мысль, как же ускорить данный процесс. Собственно говоря, все кто травит печатные платы, знают, что ускорение травления обеспечивают два фактора: повышение температуры раствора и постоянное его перемешивание. Первый фактор легко достижим – залил хлорное железо кипяточком и получил профит. А для реализации второго, каких только конструкций я не встречал: и мешалки, и качалки, и педальки и т.п. бред. Но на самом деле, всё оказалось значительно проще, дешевле, а главное доступнее.


Бульбулятор собственной персоной

Для изготовления потребуется:
— поллитровая пластиковая бутылка любимого напитка;
— дешевый аквариумный компрессор;
— вертикальная прямоугольная ёмкость, желательно прозрачная (я использовал ёмкость от старого аккумулятора, можно использовать квадратную вазу, главное чтобы была не металлическая);
— шланг для компрессора, длинной метр (покупается в том же магазине, где и сам компрессор);
— прямоугольная пластина, для сборки (можно использовать фанеру, или железо, я же использовал толстый гетинакс).

Из инструментов нам потребуется только термоклей с термопистолетом.

После Vogue истерии появилось множество вопросов, как подключить плату к компьютеру. И многие люди даже не понимают, что же такое UART. И я решил рассказать здесь какой это мощный инструмент.


Роутер превращается в компьютер, если к нему по UART подключить клавиатуру и дисплей

От телеграфа к COM-порту

Протокол UART (Universal asynchronous receiver/transmitter) или, по-русски, УАПП (универсальный асинхронный приемопередатчик) — старейший и самый распространенный на сегодняшний день физический протокол передачи данных. Наиболее известен из семейства UART протокол RS-232 (в народе – COM-порт, тот самый который стоит у тебя в компе). Это, наверное, самый древний компьютерный интерфейс. Он дожил до наших дней и не потерял своей актуальности.

Надо сказать, что изначально интерфейс УАПП появился в США как средство для передачи телеграфных сообщений, и рабочих бит там было пять (как в азбуке Морзе). Для передачи использовались механические устройства. Потом появились компьютеры, и коды ASCII, которые потребовали семь бит. В начале 60-х на смену пришла всем известная 8-битная таблица ASCII, и тогда формат передачи стал занимать полноценный байт, плюс управляющие три бита.

Всеобщая истерия прокатилась по поводу того, что в журнале «Vogue» содержится халявный видеоплеер. Журналы в Москве сметают стопками. И я поддался общей истерии и прикупил данное чудо. Поигравшись, понял что если использовать его в качестве видеоплеера, то необходимы наушники, и было бы не плохо сделать регулятор громкости.


Источник мужского вдохновения

Подключаем наушники

Многие в посте пробовали припаять второй динамик, для которого казалось бы существуют контактные площадки, но были разочарованы отсутствием звука. А при беглом осмотре видно, что для второго канала тоже есть контактные площадки для усилителя. Изначально была мысль взять с другой платы микросхему усилителя и остальную рассыпуху и припаять. Но внимательно рассмотрев плату, я понял что другие площадки предназначены для запайки разъёма для наушников. При чём к этому разъёму идут дорожки от процессора минуя усилитель. Решил проверить и припаял к нему разъём для подключения наушников, выкорчёванный из старого плеера. И я угадал — работают оба канала в режиме стерео!