Symulator upadku Arduino
Mikrokontrolery, a cóż to takiego ?
Zacznijmy od początku, co to jest ? to scalony system mikroprocesorowy po angielsku MCU, czyli jaśniej układ scalony zawierający procesor (CPU), pamięć ram oraz pamięć programową czyli taką na której możemy zapisać kod naszego programu, także zawiera wejścia oraz wyjścia.
Do czego służy ?
Głównie do sterowania urządzeniami elektronicznymi, ale także jest wykorzystywany w sprzętach AGD oraz układach pomiarowych a także w automatyce.
Co można z nim zrobić ?
Praktycznie wszystko, kwestia wyobraźni, począwszy od wyświetlania tekstu na jakimś LCD aż po system czujników wilgotności,temperatury, przechyłu itp.
Dziś opiszę jeden z pierwszych projektów na mikrokontrolerze czyli symulatorze upadku ładunku z wysokości, układ miał wyliczać na podstawie temperatury, ciśnienia oraz wilgotności powietrza aktualną wysokość, a przy wyznaczonej wysokości otworzyć spadochron, do takiego przeliczenia potrzebne były 3 wzory:
Ph = 1013.2 -(9.94 * h) / 100;
Th = 15 – (0.6 * h ) / 100;
Wysokosc = 8000 * (2 * (1013.2 – Ph) / (1013.2 + Ph)) * (1 + 0.004 * ((15 + Th) / 2))
(Ph- ciśnienie, Th temperatura)
Symulowany układ od wartości h odejmowane zostało 10, do wykonania układu użyty został gotowy komponent Arduino nano v3
Specyfikacja
Mikrokontroler : Atmega 328
Napięcie operacyjne: 5V
zalecane wejściowe napięcie 7-12V
ograniczenia napięcia wejściowego 6-20v
Cyfrowe piny wejścia/wyjścia 14 z czego 6 to wyjścia PWM czyli zasilane
Wejścia analogowe 8
Pamięć flash: 32kb z czego 2 kb to bootloader
SRAM: 2 kb
EEPROM: 1kb
Taktowanie zegara: 16mhz
Wymiary: 0.73X1.70
Ogromną zaletą jest zainstalowany już wcześniej bootloader oraz FTDI dzięki czemu nie jest wymagany dodatkowy hardware.
Dodatkowo użyte zostały:
Diody LED do sygnalizacji zbliżania się do określonej wysokości
Wyświetlacz LCD 8×2 AC-0802A-YHY-Y-G-E6 do wyświetlania aktualnej wysokości
Rezystory 3x1k Ohm do LED
Potencjometr to regulacji kontrastu wyświetlacza
Początkowo tak zwany Breadboard czyli płytka prototypowa która została później zastąpiona płytką drukowaną
Programowanie mikrokontrolerów z procesorami Atmega jest stosunkowo proste, przyjemna, łatwe dzięki masie gotowych bibliotek oraz dużej ilości dokumentacji, są one programowane w języku C do którego także jest dużo dostępnych książek.
Podsumowując
Mikrokontrolery czy to z serii Atmega czy Attiny, STM32, Cortex, mają szereg różnych zastosowań, różnić się mogą rozmiarem pamięci, ilości wejść/wyjść, wymiarami, taktowaniem itp, uważam że dla początkującej osoby która chce rozpocząć przygodę z mikrokontrolerami, najlepszymi rozwiązaniami są Arduino nano v3 bądź Leonardo bądź UNO, bądź inne które mają wbudowany FTDI dzięki któremu jak pisałem wcześniej nie trzeba dodatkowego programatora, tylko wtykamy do USB instalujemy Arduino IDE i możemy już programować bądź wybrać jakiś gotowy przykładowy szkic, a dzięki takim mikrokontrolerom możemy programować inne mikrokontrolery, dlatego gorąco je polecam.
Dodatkowo do projektowania płytek drukowanych polecam program Fritzing dzięki któremu można zobrazować swój projekt.
