Shift Register 74HC595 with Arduino

555 Timer με CMOS 4017 Counter

Στο παρακάτω κύκλωμα χρησιμοποιούμε το ολοκληρωμένο CMOS 4017 Counter. Για να λειτουργήσει ο counter χρειάζεται ένα σήμα παλμού (clock), το οποίο επιτυγχάνεται με το 555 Timer.

Δείτε το παρακάτω βίντεο:

ATmega328 with Arduino Bootloader

Στο παρακάτω κύκλωμα χρησιμοποιούμε το ολοκληρωμένο ATmega328 με φορτωμένο το Arduino Bootloader, 2 x 22 pF πυκνωτές, έναν κρυσταλλικό ταλαντωτή, μία αντίσταση 100 ohm, ένα led και μία οθόνη 16 x 2 LCD. Έχουμε συνδέσει το Rx της LCD στο Tx του ολοκληρωμένου και η πληροφορία που αναγράφεται είναι τα 5 volt λειτουργίας του ολοκληρωμένου.

Δείτε το παρακάτω βίντεο:

Flashing LED Circuit

Στο παρακάτω κύκλωμα χρησιμοποιούμε το ολοκληρωμένο 555 Timer για τον έλεγχο ενός Led. Το ολοκληρωμένο 555 Timer είναι μια γεννήτρια παλμών που χρησιμοποιείται συνήθως για τον έλεγχο των σερβοκινητήρων αφού στην έξοδο του εμφανίζει μια παλμοσειρά. Για το κύκλωμα χρησιμοποιήσαμε το IC 555 Timer, 1 x 10 KΩ, 1 x 5 ΚΩ, 1 x 30 Ω και έναν ηλεκτρολυτικό πυκνωτή 470 μF.  Η συχνότητα του παλμού εξαρτάται από την χωρητικότητα του πυκνωτή. Όσο μικρότερη είναι η χωρητικότητα ενός πυκνωτή τόσο πιο γρήγορα αναβοσβήνει το Led.

Δείτε το παρακάτω βίντεο:

LDR (Light Dependent Resistor)

Η LDR (light dependent resistor), δηλαδή φωτοεξαρτώμενος αντιστάτης ή αλλιώς φωτοαντίσταση κατασκευάζεται από θειούχο κάδμιο το οποίο διαθέτει λίγα ή κανένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο από τη στιγμή που θα παραμείνει στο απόλυτο σκοτάδι. Σε αυτές τις συνθήκες η αντίσταση είναι αυξημένη με αποτέλεσμα μέσω του τρανζίστορ, το οποίο λειτουργεί σαν διακόπτης, να προκαλεί την εκκίνηση του συστήματος φωτισμού. Αν όμως απορροφήσει φως απελευθερώνεται ορισμένος αριθμός ηλεκτρονίων με αποτέλεσμα να προκαλείται αύξηση της αγωγιμότητας του υλικού, γεγονός που προκαλεί την παύση φωτισμού του led. Η παρακάτω εφαρμογή είναι γνωστή ως λυκοφωτικός διακόπτης.

Ρελέ Ελέγχου με Επαγωγικό Αισθητήρα Εγγύτητας

Στο παρακάτω κύκλωμα έχουμε τροφοδοτήσει το ρελέ ελέγχου με 7.5 volt και χρησιμοποιούμε σαν σήμα ελέγχου (CTRL) το σήμα που δίνει ο επαγωγικός αισθητήρας εγγύτητας από την ανίχνευση μεταλλικού αντικειμένου. Επειδή το ρελέ ελέγχεται από ένα τρανζίστορ NPN, τοποθετούμε στην έξοδο του ρελέ (normally open) ένα τρανζίστορ NPN το οποίο λειτουργεί σαν διακόπτης, έτσι ώστε να πετύχουμε την δυαδική λογική 0 ή 1, αφού τα σήματά μας είναι ψηφιακά. Το παρακάτω κύκλωμα βρίσκει εφαρμογές στα συστήματα αυτόματου ελέγχου για τον έλεγχο στάθμης των δεξαμενών, αν υποθέσουμε ότι ο αισθητήρας είναι ένας αισθητήρας υπερήχων που μετράει την στάθμη του υλικού και έξοδος φορτίου ένας κινητήρας. Ανάλογα με το ύψος της στάθμης του υλικού, ο κινητήρας ενεργοποιείται ή απενεργοποιείται.

Autonics PR12 – DN Inductive Proximity Sensor – 4mm (Επαγωγικός Αισθητήρας Εγγύτητας)

Ο Autonics PR12 – DN Inductive Proximity Sensor – 4mm (επαγωγικός αισθητήρας εγγύτητας) χρησιμοποιείται για την ανίχνευση αντικειμένων από απόσταση. Αποτελείται από ένα πηνίο, έναν ταλαντωτή, το κύκλωμα ανίχνευσης του πομπού σήματος και ένα κύκλωμα εξόδου. Κάθε φορά που εισέρχεται ένα μεταλλικό αντικείμενο στο πεδίο εκπομπής του σήματος που παράγει ο ταλαντωτής, προκαλείται μια απώλεια ενέργειας καθώς και ένα μικρότερο πλάτος ταλάντωσης με αποτέλεσμα το κύκλωμα ανίχνευσης να αναγνωρίζει την μεταβολή αυτή και να παράγεται ένα σήμα που ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί την έξοδο της διάταξης των ημιαγωγών. Διακρίνουμε δύο τύπους επαγωγικών αισθητήρων (PNP με θετική έξοδο και ο NPN με αρνητική έξοδο). Για την τροφοδοσία του απαιτείται 12 έως 24 Vdc. Το καλώδιο με το καφέ χρώμα είναι η τροφοδοσία μας +12 Vcc, μπλε είναι η γείωση GND και μαύρο το σήμα που δίνει ο αισθητήρας.

Δείτε τα παρακάτω βίντεο:

Ανίχνευση αντικειμένου από επαγωγικό αισθητήρα εγγύτητας.

Ανίχνευση αντικειμένου από επαγωγικό αισθητήρα εγγύτητας με PNP τρανζίστορ.

Ανίχνευση αντικειμένου από επαγωγικό αισθήτηρα εγγύτητας με NPN τρανζίστορ.

DSO Nano V3 – Pocket-Sized Digital Oscilloscope

Ο DSO Nano V3 είναι ένας 32bit ψηφιακός παλμογράφος ο οποίος βασίζεται στον επεξεργαστή ARM-M3, με οθόνη 320 x 240 pixels και θύρα usb με δυνατότητα φόρτισης.

Χαρακτηριστικά του DSO Nano V3:

  • Αποθήκευση κυματομορφών και αναπαραγωγή.
  • 6 τρόποι ενεργοποίησης (triggering modes).
  • Aναλογικό εύρως ζώνης (0-200) Khz.
  • Πλήρης δείκτες μέτρησης και χαρακτηριστικά του σήματος.
  • Ενσωματωμένη γεννήτρια σήματος (wave out).
  • Μέγιστος ρυθμός δειγματοληψίας: 1Msps 12bits.
  • Δείγμα βάθους της μνήμης: 4096 Point.
  • Αντίσταση εισόδου: > 500KΩ.
  • Μέγιστη τάση εισόδου: 80Vpp (από 1 × καθετήρα).
  • Triggering modes: Auto, Normal, Single, None, Scan and Fit, Rising/Falling edge/level trigger, Trig level adjustable with indicator, Trig sensitivity adjustable with indicator.
  • Λειτουργίες κυματομορφής σε triggering mode Auto: συχνότητα, χρόνος του κύκλου, κύκλος, μέγιστη τάση, τάση RMS, μέση τάση και τάση DC, ακριβής κάθετη / οριζόντια μέτρηση με δείκτες, Hold / Run.
  • Γεννήτρια σήματος: 10Hz ~ 1MHz για τετραγωνικό κύμα.
  • Αποθήκευση κυματομορφής.
  • Σύνδεση με PC μέσω USB για δυνατότητα φόρτισης.

Δείτε το παρακάτω βίντεο:

Μέτρηση ψηφιακού σήματος παλμών σερβοκινητήρων (digital port) σε GRoboduino.

Γενικότερα για τους σερβοκινήτηρες μπορούμε να πούμε ότι εκτός από την τροφοδοσία (Vcc, GND), υπάρχει και το σήμα ελέγχου (pulse) το οποίο είναι μια παλμοσειρά και καθορίζει τη θέση του κινητήρα (γωνιακή ταχύτητα).

Δείτε το παρακάτω βίντεο:

Μέτρηση αναλογικού σήματος αισθητήρα (analog port) σε GRoboduino.

Για τους αναλογικούς αισθητήρες μπορούμε να πούμε ότι το σήμα που εκπέμπουν είναι ένα αναλογικό σήμα το οποίο στη συνέχεια μέσω A/D (analog to digital) converter μετατρέπεται σε ψηφιακό σήμα, αφού ο Η/Υ δέχεται ψηφιακά σήματα.

Το παραπάνω παράδειγμα γίνεται περισσότερο κατανοητό αν μετρήσουμε τη τάση ανάμεσα σε RTS (Request to Send) και ΤX (transmitter) σε FTDI connector. Τα pin του FTDI connector είναι: RTS (Request to Send), TX (transmitter), RX (receiver), Vcc, CTS (clear to send), GND. Το σήμα RTS είναι το σήμα που αποστέλλεται στα προγραμμάτα του Η/Υ. Θα παρατηρήσουμε ότι είναι ένα ψηφιακό σήμα.

Δείτε το παρακάτω βίντεο:

Μέτρηση σήματος που αποστέλλεται στον Η/Υ σε FTDI connector.

GRoboduino – Ολοκληρωμένη Πλακέτα Ρομποτικής

Το GRoboduino είναι μια ολοκληρωμένη πλακέτα ρομποτικής, η οποία είναι προορισμένη για ρομποτικές κατασκευές. Ο προγραμματισμός της πλακέτας γίνεται με το πρόγραμμα Arduino 1.0.5.

Το GRoboduino αποτελείται από τα εξής χαρακτηριστικά:

  • Ένα τροφοδοτικό στο οποίο εφαρμόζεται τάση 7,5v – 15v και μπορεί να παρέχει ρεύμα μέχρι δύο 2Α (για φορτία πάνω από 1Α ο σταθεροποιητής (Regulator) χρειάζεται ψύκτρα).
  • Ένα επεξεργαστή AVR (με φορτωμένο Arduino Bootloader).
  • Ένα LED γενικής χρήσης, ένα buzzer για ηχητικές ειδοποιήσεις και μία H-Bridge για δύο μοτέρ μέχρι 600mA το καθένα.
  • 8 ψηφιακές και 6 αναλογικές θύρες στις οποίες μπορούν να συνδεθούν σερβοκινητήρες (servo-motors) και αισθητήρες (sharp IR).
  • 4 ζεύγη pins για την τροφοδοσία άλλης πλακέτας, χρησιμοποιώντας σαν πηγή τροφοδοσίας την τάση 7,5v-15v που εφαρμόζεται στο GRoboduino.
  • Τέλος υπάρχουν τα pins για την σύνδεση του FTDI connector. Ο FTDI connector είναι ένας usb-to-serial converter (μετατροπέας) ο οποίος χρησιμοποιείται για την σύνδεση της σειριακής θύρας του Groboduino με τη θύρα usb του υπολογιστή. Ο FTDI connector χρησιμοποιείται για τον προγραμματισμό της πλακέτας με Arduino.

3pi Robot Demo Program

Για να προγραμματίσουμε το 3pi robot χρησιμοποιούμε το USB AVR Programmer.

Ο USB AVR Programmer είναι ένας in-system programming (ISP) programmer για τους AVR μικροελεγκτές. Ο προγραμματισμός γίνεται σε περιβάλλον C/C++. Με το 6-pin ISP programming cable συνδέουμε τον  USB AVR Programmer στο 3pi robot και με το USB A to mini B cable συνδέουμε τον AVR Programmer στο PC. Το λογισμικό που χρησιμοποιούμε είναι το AVR Studio 4. Αφού επιλέξουμε τη συσκευή που θέλουμε να μεταφέρουμε το πρόγραμμα ( Project ), στην περίπτωσή μας είναι ATmega328, στη συνέχεια επιλέγουμε Tools-Program AVR-Connect. Με αυτό το τρόπο επιλέγουμε τον AVR Programmer, στην περίπτωσή μας, STK500 και τη θύρα USB που είναι συνδεδεμένος ο programmer. Αφού συνδεθεί, επιλέγουμε Program-Flash-Input Hex file. Επιλέγουμε το project που θέλουμε και στη συνέχεια πατώντας Program μεταφέρουμε το πρόγραμμα στο 3pi robot.

Δείτε τα παρακάτω βίντεο:

Προγραμματισμός 3pi Robot με AVR Studio 4

3pi Robot Demo Program