Предисловие

В детстве, смотря многие американские фильмы, был в восторге от того, как актеры выключали свет в помещении «хлопнув в ладоши», всегда хотелось такую же штуку у себя дома. В последние годы ПК стал неотъемлемой частью моей жизни: приходя домой и разувшись, первым делом идешь включать своего «железного коня» и ждать его загрузки. Конечно в последние годы с появлением SSD это ожидание свелось к минимуму, но тем не менее вместе с самим подходом к компьютеру все же какое-то время теряется. Да и собственно зачем вообще идти в комнату, бить с ноги по кнопке, если можно сделать какой-то дистанционный способ включения «моей прелести».

Собственно так со временем и слились две «мечты»: включать ПК по хлопку. На данный момент я учусь в университете и как раз пришло время делать курсовой по схемотехнике, причем преподаватель заявил о том, что можно сделать его в железе, а не на бумаге, что на мой взгляд интереснее. Таким образом подвернулся шанс «убить сразу двух зайцев» — реализовать старую идею и сдать курсовой проект. Первоначальной идеей было сделать некое устройство, которое можно будет разместить на корпусе, запитать его от блока питания, подключить через реле к кнопке и по хлопку замыкать цепь. Как итог решили немного отойти от этой идеи немного расширив ее: система теперь будет состоять из двух блоков, соединенных посредством Bluetooth. Один блок будет улавливать хлопок и посылать специальный сигнал на второй блок, второй же блок будет принимать этот сигнал и замыкать реле.

И случилась со мной удивительная история, которая, будь она написана серебряными иглами в уголках глаз, послужила бы назиданием для поучающихся.

История эта началась с проектирования переносного устройства, в котором было желательно уменьшить потребление от аккумулятора в режиме отключения, но механический переключатель был неприемлем в силу конструктивных особенностей. Также было нежелательно использовать транзистор в качестве ключа ввиду значительных рабочих токов устройства (более 3А). Поэтому было принято распространенное решение о блокировке работы входящих в состав устройства источников питания (ИП) при помощи управления сигналом разрешения работы. Ничего нового и необычного, таких схем можно найти 12 на дюжину в устройствах с автономным питанием, однако совершенно неожиданно возникли определенные осложнения, которые привели к ряду поучительных выводов.

Каким образом студент или университетский исследователь может не просто спроектировать микросхему, но и получить ее в свои руки с фабрики? Ведь начальный взнос за фабричное производство микросхем для коммерческих целей как правило превышает миллион долларов? К счастью, такой путь существует за гораздо меньшие деньги — через организацию, которая называется Europractice. Я записал видео интервью с ее директором Carl Das.

А если студент вырастет и захочет завалить спроектированными его компанией микросхемами все континенты, но не знает с чего начать? И на это у меня есть ответ — я записал также видео интервью с Mark Scrivener, директором eSilicon’s Semiconductor Manufacturing Services. Мы с Марком вместе рассчитали по пунктам расходы и себестоимость условного российского чипа, который будет производится в больших объемах в 2016-2020 годах.

Эти и другие видео я записал на конференции Design Automation Conference (DAC), которая прошла на прошлой неделе в Сан-Франциско. Конференция DAC фокусируется на индустрии Electronic Design Automation (EDA), которая обслуживает проектировщиков микросхем. Среди людей, которых я проинтервьировал на прошлой неделе — гуру языка описания аппаратуры Verilog Джон Сангвинетти, руководители компаний, которые разрабатывают софтверные инструменты для разработчиков микросхем, разработчики плат с ПЛИС, один из основателей зеленоградской компании по проектированию микросхем ЭЛВИС Александр Галицкий и другие специалисты и бизнесмены.



Итак:

Для меня стало неожиданностью, что наиболее горячие споры при обсуждении моей предыдущей статьи касались в первую очередь возможности применения цифровых сопротивлений в качестве регулятора громкости аудиосигнала в HiFi аппаратуре. Для того чтобы внести в этот вопрос ясность я решил посвятить отдельную статью детальному разбору схемотехники высококачественного регулятора громкости с цепями подавления импульсных помех переключения на основе VDAC AD9252. Кроме схемотехники вы также сможете под катом познакомиться с достигнутыми характеристиками.

Тем, кто не читал мою вчерашнюю статью, в которой разбирались общие вопросы, касающихся цифровых сопротивлений настоятельно рекомендую предварительно с ней ознакомиться тут. Во первых, лучше поймёте о чём собственно идёт речь ниже, а во вторых если вас заинтересовала сегодняшняя тема, то и в ней найдёте интересный для себя материал.

Для того чтобы привести обещанные примеры реальных схем программно управляемых преобразователей величин, перестраиваемых фильтров и других электронных узлов параметры которых можно менять с помощью цифрового сопротивления придётся писать третью статью. Постараюсь сделать это в ближайшем будущем, а пока предлагаю исследовать тянет ли регулятор громкости собранный на основе топового прибора от ADI на применения в HiFi аппаратуре ну хотя бы низшего ценового сегмента.

Прогресс не обошёл стороной не только велосипед. Сегодня традиционные переменные и подстроечные резисторы в очень многих приложениях уступают место цифровым сопротивлениям. В англоязычных источниках их называют digital potentiometer, RDAC или digiPOT. Область применения этих устройств гораздо шире регулировки уровня звукового сигнала. В частности они приходят на помощь в очень многих случаях, когда требуется изменять параметры обратной связи, что трудно реализовать с помощью традиционных ЦАП.

Особенно эффективно их применение в связке с операционными усилителями. Так можно получить регулируемые усилительные каскады, преобразователи разного рода величин, фильтры, интеграторы, источники напряжения и тока и многое многое другое. Словом эти очень недорогие и компактные устройства могут быть полезными каждому разработчику электроники и радиолюбителю…

Изначально я хотел написать краткую статью, но в результате углубленного изучения темы материал с трудом уместился в две части. Сегодня я постараюсь рассказать об архитектуре данных устройств, их возможностях, ограничениях использования и тенденциях развития. В заключении вскользь затрону тему областей применения, поскольку конкретные примеры практической реализации схем на их основе будут рассмотрены во второй части. МНОГО примеров!

Лично я за последние пять лет с успехом применял цифровые сопротивления в нескольких своих разработках, надеюсь что данный цикл статей окажется полезным для многих и поможет вам решать многие задачи более изящно и просто, чем сегодня. Людям, далёким от разработки электроники данная статья может просто расширить кругозор, показав как эволюционируют под натиском цифровых технологий даже такие простейшие вещи, как переменные резисторы.

P.S.Так получилось, что уже вышла ещё одна статья из этой серии и в ней пример всего один, зато подробно разобранный. Для остальных обещанных примеров придётся писать третью.

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.