Электроника для начинающих

Приветствуем вас на страницах блога iCover. Исследования, проведенные учеными из Института новых материалов им. Лейбница (INM) позволили объединить преимущества органических соединений и неорганических наночастиц и создать гибридные проводящие чернила, используемые для создания электронных схем нового типа при помощи специального пера или струйного принтера.

Сегодня день Космонавтики — в такие дни мы всегда испытываем гордость за страну, за людей, благодаря кому наша страна (в то время Советский Союз) достигла таких высот. Каждое достижение — это результат работы многих людей, работы энтузиастов — людей влюбленных в своё дело. И человек о котором мы сегодня хотим рассказать — так же внес свой вклад в развитие просвещения, знаний и зарождение любви к техническому творчеству среди молодежи.

Книга “Электроника шаг за шагом” — возможно знакома многим, кто увлекся электроникой в детстве, многие отмечают простоту и доступность материала. Её автор — Рудольф Сворень, человек знаменательный, но мало известный современниками. И мы хотели бы опубликовать его воспоминания.

Благодаря этому человеку — возможно, мир узнал о запуске искусственного спутника до самого события, и радиолюбители смогли подготовиться и принять сигналы — что для многих было запоминающимся событием на всю жизнь, и объединяющим людей из многих стран.

Этот человек чьи книги по основам радио-электроники выпускались миллионными тиражами в СССР, и внесли вклад в появление увлеченных электроникой людей.

Материалы публикуются впервые. Руслан — это tirus — благодаря его усилиям, удалось установить контакт с Рудольфом Анатольевичем (в США).


Дорогой Руслан! Я обещал Вам рассказать о том, как из радиоинженера получился профессиональный журналист и сейчас попробую это сделать. Начну с конца – в январе 1950 года (в возрасте 23 года) я окончил Одесский электротехнический институт связи (ОЭИС) с профессией «Инженер-электрик радиосвязи». По законам того времени получил назначение на работу в городе Фрунзе (ныне Бишкек) в Министерстве связи Киргизии. Перед отъездом из Одессы я поженился с пианисткой Екатериной Заславской, которая жила с братом, матерью и отчимом (отец погиб на фронте) в одной комнате на первом этаже старого одноэтажного дома недалеко от одесского вокзала. Мы с Катей прожили вместе более 50 лет.

Первое время во Фрунзе я работал дежурным инженером на местном средневолновом радиовещательном передатчике. Довольно быстро привык к непривычному – к совершенно непонятным мне радиопередачам на киргизском языке, к мощным усилительным лампам метровых размеров с водяным охлаждением, к высокой передающей антенне (высотой метров двести), к жестким правилам техники безопасности. Скажем к тому, что определенный тип объявлений (например, «На антенне работают люди») имеет право снять только лично тот человек, который объявление повесил. Я запомнил это на всю жизнь.

Небольшая заметка о самодельном адаптере на базе ESP8266, позволяющем загрузить прошивку в микроконтроллер с установленным UART загрузчиком или Arduino.
Последнее время при проектировании устройств на микроконтроллерах AVR, для программирования вывожу только один 6-пиновый разъем (не ISP) для FTDI адаптера. Он позволяет и загрузить прошивку, и отладиться по UART после прошивки. Именно так сделано в Arduino, идея позаимствована оттуда. Это удобно.
Тем временем, не раз приходилось сталкиваться с ситуацией, когда нужно загрузить прошивку в микроконтроллер, но он уже в корпусе который не помещается на рабочем месте/лежит на антресоли/в другом городе/замурован в стену. В таких случаях адаптер FTDI не применим из-за короткого USB шнурка и приходилось изворачиваться с ноутбуком. Задумался о беспроводном программаторе. Тут как нельзя лучше подойдет ESP8266, ведь он обладает UART и в любом исполнении имеет хотя бы один GPIO, пригодный для перезагрузки контроллера и входа в режим программирования.

В этой статье я хочу поделиться опытом использования индикатора FUTABA MSD204AJ в режиме последовательного интерфейса. Будем программировать на ардуине.

Автономный проигрыватель мелодий с компьютера ZX Spectrum на Arduino с минимальным количеством деталей.

Во время очередной ревизии радиоэлектронного барахла и распихивания по коробочкам мне попался контроллер AVR atxmega256a3u. Дабы развеять скуку было решено сделать некое подобие звуковой карты, а точнее ЦАП, подключаемый к компьютеру. Что из этого получилось смотрите под катом.

Прочитав статью [HOW-TO] Add HTML button press functionality to the application на сайте Silicon Labs про использование встроенного HTTP-сервера Wi-Fi-модуля WF121, мне захотелось попробовать, как это работает. Тем более, что отладочная плата модуля оказалась под рукой.

* Полезные ссылки — в конце статьи.

Продолжаем цикл статей по использованию возможностей набора «Цифровая лаборатория» NR05 для изучения программирования микроконтроллеров на примере Ардуино и конструированию полезных электронных устройств.



Наш материал не претендует на законченную конструкцию, но, как вы увидите, она вполне выполняет все основные функции кодового замка, и может послужить хорошей иллюстрацией возможностей микроконтроллеров и использования внешних подключаемых модулей. Программу для микроконтроллера можно переделывать по вашему усмотрению, добавляя или изменяя функции замка, и повышая при этом уровень ваших знаний в программировании.

Воспользуемся, прежде всего, тем, что на плате расширения, входящей в состав набора, установлен двухстрочный жидкокристаллический дисплей, а также 5 кнопок. Используем эти элементы для построения кодового замка.

Рассказ о попытках увидеть окружающий мир в совершенно ином свете и как это в итоге привело к созданию устройства, позволяющего «видеть» WiFi. В процессе будет использован популярный модуль ESP8266. Без Arduino, к сожалению, тоже не обойдется.

Есть вещи, которые хочется, что называется «развидеть» — термин вполне устоявшийся и понятный.

— Евгений Гришковец, рассказывает про железнодорожников. (с) Спектакль «Одновременно»

А есть вещи которые, ну никак не получается запомнить. Это возникает от того, что новое понятие не может однозначно зацепиться за уже известные факты в сознании, никак не получается построить новую связь в семантической сети фактов.

В наше время электроника продолжает уменьшаться в габаритах. Один и тот же полезный объем вмещает все больше компонентов, что приводит к большей эффективности, скорости и производительности работы оборудования. Процессу миниатюризации способствуют не только крупные технологические компании, но и обычные пользователи, электронщики — энтузиасты.

Один из них сейчас работает над проектом DIL-Duino, миниатюрной версией Arduino. Система больше похожа по форм-фактору на микросхему, чем на плату «взрослого» Arduino. Разработка ведется на основе ATtiny85, платы, площадь которой составляет всего 75 мм2 (размеры платы меньше, чем 8*10 мм).

Стоя на тренировочной площадке у размеченной трассы для мотоджимханы (вид мотоспорта, набирающий популярность) я наблюдал, как времена кругов замеряют на секундомер в смартфоне. Понятно, что точных данных так не получить. Дома валялось несколько ардуин, пара дисплеев и, казалось бы, всё, что нужно сборки автоматической телеметрии — найти пару подходящих датчиков, срабатывающих при проезде байка. Так началось множество бессонных ночей с паяльником, vim'ом, дремелем и местами даже болгаркой.

Забегая вперёд — всё получилось, устройства успешно отработали на всех трёх этапах чемпионата по мотоджимхане [G]-RSBK, и активно используются во время тренировок. Собраны в итоге были:

• контроллер для замера времени заезда
• датчики для контроллера
• табло для отображения результатов
• судейский пульт

а так же кое-что ещё!



Датчики были куплены и спустя пол-часа прототип уже мелькал цифрами на дисплее. Правда, я слегка ошибался полагая, что на всё остальное мне хватит нескольких вечеров.

Целый год ходили разные слухи о микрокомпьютере micro:bit, который разрабатывался BBC для массовой раздачи школьникам. И вот оно свершилось. Начиная с 22-го марта началась рассылка всем школам подписанным на программу BBC micro:bit. Это часть проекта BBC Make it Digital нацеленного на развитие в молодом поколении интереса к изучению современных технологий и программирования. Целевая аудитория данной инициативы дети в возрасте 11-12 лет и их учителя. Это не в первый раз BBC разрабатывает микрокомпьютер специально для школьников, они уже делали это в 1980-х профинансировав разработку BBC Micro, который был достаточно популярен в школах Великобритании в своё время.

В некоторых случаях вместо пайки выгоднее использовать точечную сварку. К примеру, такой способ может пригодится для ремонта аккумуляторных батарей, состоящих из нескольких аккумуляторов. Пайка вызывает чрезмерный нагрев ячеек, что может привести к выходу их из строя. А вот точечная сварка нагревает элементы не так сильно, поскольку действует относительно непродолжительное время.

Для оптимизации всего процесса в системе используется Arduino Nano. Это управляющий блок, который позволяет эффективно управлять энергоснабжением установки. Таким образом, каждая сварка является оптимальной для конкретного случая, и энергии потребляется столько, сколько необходимо, не больше, и не меньше. Контактными элементами здесь является медный провод, а энергия поступает от обычного автомобильного аккумулятора, или двух, если требуется ток большей силы.

Несмотря не то, что не так давно проскакивали довольно неплохо написанные статьи о расчете трансформатора импульсного источника питания, я предложу вашему вниманию свою методику, и не просто голую методику, а максимально прозрачное описание принципов, в ней использующихся.

Картинок не будет, будет около 18 несложных формул и много текста. Всех желающих приобщиться прошу на борт.

Так случилось, что у нас дома на долгое время остается одна бабушка более 90 лет от роду – мы с женой работаем, взрослые дети живут отдельно и, само собой, тоже работают. Бывает, что бабушка чувствует себя так неважно, что встать, подойти к телефону и позвонить для нее очень трудно. Сотовый телефон тоже может оказаться бесполезным, так требует определенного внимания и сравнительно точных действий руками. Ни того, ни другого при плохом самочувствии может не хватить. Также следует учитывать, что можно не дозвониться с первого раза, что сотовый телефон может не оказаться под рукой, что у него может сесть батарея и т.п.

В связи с этим озаботился я поиском решения для немедленной подачи тревожного сигнала максимально доступным для пожилого человека способом с максимально возможным охватом оповещения. Сценарий такой: бабушка нажимает заметные для нее кнопки, расположенные в наиболее вероятных местах ее присутствия и на сотовые телефоны всех задействованных в сценарии родственников приходит вызов и SMS от абонента «Тревожная кнопка». Все должно быть максимально просто и надежно и требовать минимума обслуживания. В интернете можно найти устройства и даже тарифные платы для таких решений, но, честно говоря, цены таковы, что отбивают всякую охоту ими пользоваться. Так что неплохо бы и расходы оптимизировать.
А потом, что может сравниться с радостью самостоятельного творчества на ниве электроники! Итак, поплевав на руки и паяльник, я взялся за дело! В результате получилось вот такое решение:

Цифровой датчик температуры и влажности AM2302 (DHT22) достаточно популярен в сегменте DIY, так как при невысокой стоимости (если рассматривать реплики, сделанные в Китае) он обеспечивает неплохую точность измерений и весьма прост в подключении (три провода, включая питание). Однако, большинство примеров использования этого датчика рассчитаны на Arduino и написаны на языке программирования С/С++. Это прекрасно подойдет, если вы хотите ознакомиться с функционалом датчика или «по-быстрому» прикрутить термометр к уже существующему устройству. Но если же вы хотите собрать именно термометр/гигрометр и только его, использование целой платы Arduino (или просто большого МК с парой десятков выводов) вполне справедливо может показаться излишним.

В данной статье пойдет речь о простом термометре/гигрометре (далее – просто термометре), выполненном на одном из самых «маленьких» микроконтроллеров — ATtiny13 с весьма скромными характеристиками – 1Кб программной памяти, 64 байтами ОЗУ и 5-ю (6-ю, если отключить вывод сброса) интерфейсными выводами. В статье предполагается, что читатель уже немного знаком с микроконтроллерами AVR и их программированием, но статья, в основном, ориентирована на новичков в этой области. Кстати, о языке программирования – программа термометра полностью написана на ассемблере.

Смартфоны надежно вросли в наши руки. Мы спим, едим, и, чего греха таить, ходим в туалет со своими любимыми гаджетами. Ну как же без любимого твитера? Как же можно пропустить важное сообщение в Фейсбуке? И почти у каждого в доме есть точка доступа Wi-Fi, к которой подключаются все домашние смартфоны и планшеты.
Как эту вредную привычку превратить в полезную? Не просто тратить свое время на мессенджеры, а немного вернуться в реальность? Приспособить смартфон под выполнение нужных функций, а не только потреблять контент и играть. Как?
Известно, что сегодняшние смартфоны через приложения могут управлять различной бытовой техникой, могут быть универсальным пультом для чего угодно, от телевизора до микроволновки.
Небольшое лирическое отступление.
Я на протяжении девяти лет управлял электричеством столицы Беларуси, когда находился на смене в диспетчерской электросетей. Мог дистанционно включать и отключать микрорайоны Минска, заводы, подстанции, электротранспорт, насосные станции и другие объекты. Впоследствии род моей деятельности сменился, и я стал заниматься информационной работой в энергосистеме, но тяга к управлению электричеством осталась.

Если подумать, то смартфон может управлять и электричеством, хотя бы в своей квартире. Напомню читателям, как управление электричеством у меня в квартире «эволюционировало от домашних тапочек до пультов». Так вот, используя эти пульты (дистанционные выключатели) и блоки управления, можно управлять светом, не вставая с дивана, с помощью смартфона.
Достаточно приобрести специальный Ethernet-шлюз, подключить его к роутеру по Wi-Fi, настроить его присутствие в сети, установить приложение на смартфон — и вот оно! Вы — энергодистечер своей домашней электросети и управляете электричеством дистанционно!

Известно, что слабый микроконтроллер ардуино не способен пропустить через себя видеопоток.
А если подойти к этой задаче с другого бока?

Признаться, когда я читал статью об этом проекте на Hackaday, не раз посмотрел на календарь — уж не первое апреля ли?

Автор проекта, Чарльз Лор, выступающий под ником CNLohr на Github, взял обычный трёхдолларовый модуль ESP8266, который многие из нас используют для «Умного дома» и прочих IoT поделок, и разогнал его. Он заметил, что при этом I2C на модуле остаётся работоспособным и прекрасно работает на частоте 80 мегагерц. Автор вспомнил, что эта частота близка к частотам аналогового телевидения и, вспомнив Найквиста (Котельникова) смог заставить ESP8266 выдать сигнал на частоте около 60 мегагерц — частоте третьего канала аналогового ТВ.

Ему осталось только припаять к «ноге» модуля длинный провод, который послужил передающей антенной и вспомнить устройство видеостандарта NTSC. Впрочем, видео — лучше тысячи слов: