Wizualizacja danych sensorycznych Sprawozdanie z projektu

Wizualizacja danych sensorycznych
Sprawozdanie z projektu
Przestrzenny wyświetlacz smugowy
Piotr Jakubik,
Piotr Wybieralski.
15 czerwca 2010
1
Spis treści
1 Opis projektu
3
2 Wybór elementów wykorzystanych w projekcie
2.1 Mikroprocesor – ATmega32 16PU . . . . . . . . . . . .
2.2 Zasilanie ramienia – baterie R6 . . . . . . . . . . . . .
2.3 Stabilizator – L4940V5 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Tranzystory – układy ULN2803 . . . . . . . . . . . . .
2.5 Diody LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6 Encoder – fototranzystor LPT80A oraz dioda IRL80A
2.7 Silnik – KAG M28x20/S . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.8 Układ PWM – timer NE555 . . . . . . . . . . . . . . .
2.9 Zasilanie silnika – zasilacz ATX . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
3
3
3
3
4
4
4
5
5
5
3 Modyfikacja zasilacza ATX
5
4 Schemat elektryczny części obrotowej
5
5 Schemat montażowy części obrotowej
5
6 Schemat elektryczny zasilania silnika
6
7 Schemat montażowy stojaka z silnikiem
6
8 Elementy konstrukcji wykonane do tej pory
7
9 Charakterystyka mikroprocesora i wykorzystane podzespoły
9.1 Taktowanie mikroprocesora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2 Komparator analogowy z histerezą . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.3 Timer 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.4 Timer 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
7
7
7
9
11
10 Koncepcja działania programu
11
11 Sposób realizacji wyświetlania tekstu
12
12 Oprogramowanie wyświetlające tekst
13
13 Wnioski
18
2
1
Opis projektu
W ramach realizacji projektu ze sterowników robotów wykonany został wyświetlacz widmowy. Jest
to obracające się urządzenie wyposażone w trzy linijki diodowe (po 8 diód każda). Przy zapewnieniu
odpowiednio szybkich obrotów możemy oszukać ludzkie oko i dzięki temu na ścianach walca, po której
przemieszczają się linijki diodowe wyświetlać tekst lub obrazy. Każda z linijek jest innego koloru (RGB)
oraz znajduje sie odrobinę bliżej osi obrotu. Dzięki temu wyswietlając obrazy będziemy mogli stworzyć
wrażenie głebii obrazu.
Projekt powstał na użytek własny i jest przez nas całkowicie finansowany.
2
Wybór elementów wykorzystanych w projekcie
2.1
Mikroprocesor – ATmega32 16PU
Do zrealizowania projektu zdecydowaliśmy się wykorzystać mikrokontroler firmy Atmel AVR, gdyż jesteśmy w posiadaniu programatora do mikrokontrolerów tej firmy. Przy wyborze konkretnego modelu
kierowaliśmy się następującymi parametrami, opisanymi w nocie katalogowej [5]:
ˆ maksymalna częstotliwość pracy mikroprocesora (musi być odpowiednio wysoka, aby sterować diodami LED z wystarczającą szybkością),
ˆ ilość pamięci FLASH, w którą wyposażony jest mikroprocesor (w programie będzie dużo tablic z
danymi do wyświetlania, które chcielibyśmy zmieścić na wewnętrznej pamięci FLASH, bez konieczności podłączania pamięci zewnętrznych),
ˆ ilość portów wyjściowych mikroprocesora (sterujemy diodami bezpośrednio z wyjść mikrokontrolera,
a mamy 3 linijki diodowe po 8 diód każda, co daje nam 24 wyjścia, do tego należy uwzględnić
PINy, do których podłaczać będziemy programator oraz wyprowadzenie emitera fototranzystora do
obliczania prędkości obrotowej silnika)
Po uwzględnieniu tych warunków zdecydowaliśmy się na wybór mikrokontrolera ATmega 32, która posiada zegar o max. częstotliwości pracy 16MHz, 32Kb pamięci FLASH oraz 4 porty wyjściowo-wejściowe
po 8 pinów każdy. Po przejrzeniu zasobów internetu dotyczących realizowanego przez nas projektu znaleźliśmy bardzo podobny projekt, w którym wykorzystana została ATmega 8, która poprawnie realizowała
postawione przed nią zadanie. W tym projekcie jednak autor wykorzystał całe 8Kb pamięci FLASH, a
sterował tylko 1 linijką diodową, na której wyświetlał tekst. W naszym przypadku, kiedy to sterujemy 3
linijkami diodowymi oraz przewidujemy możliwość wyświetlania prostych obrazów pamięci tej potrzebujemy więcej, stąd nasz wybór 32Kb tejże pamięci. Wybrany przez nas mikrokontroler posiada 4 porty,
co daje łącznie 32 PINy sterujące, 24 z nich będziemy wykorzystywać do sterowania diodami, 2 będą
wykorzystane przez programator oraz 1 przez fototranzystor.
2.2
Zasilanie ramienia – baterie R6
Cały obracający się układ elektryczny jest zasilany z baterii. Odrzuciliśmy pomysł zasilania go z zasilacza,
gdyż w przypadku zasilania obracającego się elementu byłoby to zadanie bardzo trudne do zrealizowania.
Układ będzie zasilany 4 bateriami R6 po 1.5V każda, co da nam łącznie 6V. Napięcie będzie dostarczane
przez stabilizator o małym spadku napięcia, który będzie stabilizował napięcie na wartości 5V (takie
zasilanie wymagane jest przez ATmegę). Wybrany stabilizator ma spadek napięcia 0.5V na 1.5A. Każda
z diód będzie pobierać ok. 20mA. Widać więc, iż napięcie na wyjściu stabilizatora nie spadnie poniżej
wymaganych 5V, o ile ATmega nie będzie pobierać więcj niż 2,36A, co wydaje się być niemożliwe.
2.3
Stabilizator – L4940V5
Wymaganiami stawianymi przez stabilizator jest mały spadek napięcia na stabilizatorze oraz jego małe
wymiary. Na podstawie danych katalogowych [7] wybraliśmy stabilizator L4940V5, w którym spadek na3
pięcia wynosi jedynie 500mV na 1.5A. Stabilizuje on napięcie 5V bez konieczności lutowania dodatkowych
rezystorów. Sposób podłączenia kondensatorów filtrujących został również zaczerpnięty z [7].
2.4
Tranzystory – układy ULN2803
Tranzystory będą wykorzystane jako klucze przełączające zapalające, bądź gaszące diody. Sterowane
będą bezpośrednio przez wyjścia ATmegi. Zdecydowaliśmy się wykorzystać do tego celu scalone układy,
które będą zawierały w sobie kilka tranzystorów, aby zaoszczędzić miejsca na płytce. Wybraliśmy układ
ULN2803, w którego wchodzi 8 tranzystorów NPN w układzie Darlingtona, przystosowane do pracy w
układach TTL. Wymagana szybkość przełączania tranzystorów nie wydaje się mieć większego znaczenia,
gdyż po uwzględnieniu parametrów fizycznych konstuowanego urządzenia czas wyświetlania pojedynczego
piksela wynosi ok. 265,26 µs (jak napisano w nocie [1] w wybranym układzie maksymalne czasy ton oraz
tof f wynoszą 1µs).
2.5
Diody LED
W przypadku diód LED najważniejszym parametrem jest szybkość zapalania i gaszania. Wymagana
szybkość jest identyczna jak w przypadku tranzystorów (co jest spełnione, gdyż diody LED mają częstotliwość graniczną rzędu kilkunastu MHz). Zdecydowaliśmy się na diody o średnicy 5mm, aby otrzymać
możliwie duże wyświetlane piksele. Każda linijka diodowa będzie innego koloru, odpowiednio czerwona,
zielona oraz niebieska. Pozwoli to nie tylko na oddanie głębii obrazu, ale także zwiększy paletę barw.
Wartości rezystorów umieszczonych szeregowo z diodami została obliczona tak, aby na diodach był wymagany spadek napięcia 2.2V oraz płynął przez nie prąd ok. 20mA. Dało to nam w efekcie przy zasilaniu
napięciem 5V rezystory o wartości 130Ω.
2.6
Encoder – fototranzystor LPT80A oraz dioda IRL80A
Encoder będzie dostarczał mikroprocesorowi informacji o częstotliwości obrotowej urządzenia. Nadajnik
(w postaci diody podczerwonej) zostanie przymocowany do nieruchomego stojaka, natomiast odbiornik
(w postaci fototranzystora) znajdzie się na obrotowej części, z tej samej strony części obrotowej, co linijki
diodowe. W chwili, kiedy nadajnik znajdzie się dokładnie pod odbiornikiem, na wyjściu odbiornika
pojawi się stan wysoki, który wywoła sprzętowe przerwanie mikroprocesora. Zakładając częstotliwość
obrotów wynoszącą 20Hz otrzymujemy czas przełączania tp = 50ms. Maksymalne czasy przełączania
diody IR i fototranzystora muszą być więc mniejsze od tej wartości. Czasy przełączania standardowych
fotodiód i fototranzystorów liczone są w µs, tak więc z pewnością będą one wystarczające. Należy mieć na
uwadze zjawisko rozpraszania światła emitowanego przez diodę LED oraz fakt, iż fototranzystor mógłby
wchodzić w stan przewodzenia, gdy znajdowałby się w bardzo oświetlonym pomieszczeniu lub też został
oświetlony latarką. Aby temu zapobiec można zastosować rurkę termokurczliwą o odpowiedniej średnicy.
Jeden jej kawałek byłby przymocowany do diody IR, drugi do bazy fototranzystora. W takim wypadku
fototranzystor przewodziłby prąd jedynie w momencie, gdy znajdzie się dokładnie nad diodą IR.
Jako układ nadajnik-odbiornik wybrany został sparowany zestaw diody IRL80A oraz fototranzystora
LPT80A. Ważne było, aby oba elementy miały możliwie jak najbardziej zliżoną do siebie charakterystykę
zdolności emisyjnej dla diody oraz zdolności absorbcyjnej dla fototranzystora. Wybrane elementy spełniają to założenie, co jest zilustrowane na odpowiednich wykresach w notach [4] oraz [2]. Maksymalny
czas przełączania tranzystora ton oraz tof f wynoszą 10 µs. Baza tranzystora ma grubość ok. 2mm, tak
więc przy 20Hz częstotliwości obrotów znajdziej się dokładnie nad diodą IR na ok. 100 µs. Tak więc w
tym czasie fototranzystor zdąży przejść w stan przewodzenia. Do emitera tranzystora dołączony będzie
szeregowo rezystor. W momencie gdy tranzystor wejdzie w stan przewodzenia na resytorze odłoży się
stan wysoki napięcia i zostanie wywołane przerwanie w mikroprocesorze. Prąd ciemny tranzystora ma
maksymalną wartość 50nA, a więc aby w tym wypadku na rezystorze napięcie było mniejsze niż 0.4V
(stan niski), musi on mieć rezystancję mniejszą niż 8M Ω. Z kolei w stanie przewodzenia prąd wynosi ok.
3.2 mA, a więc rezystor musi mieć rezystancję większą niż 1.5kΩ, aby odłożyło się na nim co najmniej
4.6V. Uśredniając obie wartości krytyczne zdecydowaliśmy się wybrać rezystor 15kΩ.
4
2.7
Silnik – KAG M28x20/S
Zdecydowaliśmy się wykorzystać silnik prądu stałego, który będzie sterowany sygnałem PWM przy wykorzystaniu analogowego układu elektronicznego. Wypełnienie sygnału PWM (a więc także średnia wartość
napięcia) regulowane będzie potencjometrem, co pozwoli na zmianę prędkości obrotowej silnika. Parametry, które zostały wzięte pod uwagę przy wybieraniu silnika to jego maksymalna częstotliwość obrotów
(musi być większa niż 20Hz) oraz napięcie zasilania silnika. Zdecydowaliśmy się na silnik KAG M28x20/S.
Zgodnie z dokumentacją [6] silnik ten jest zasilany napięciem równym 12V oraz posiada częstotliwość obrotową przy obciążeniu równą 3150rpm, co daje 52.5 obrotu na minutę, czyli ponad 50Hz. Cenną zaletą
są także jego małe wymiary, które pozwolą na łatwe umieszczenie go w wykonanym już stojaku.
2.8
Układ PWM – timer NE555
Postanowiliśmy wykorzystać układ realizujący napięciowe sterowanie PWM. Regulacja szerokości pasma
wypełnienia zostanie zrealizowana za pomocą nieskomplikowanego układu elektronicznego. Podstawową
jednostką tego układu jest timer NE555, opisany w [3]. Timer ten jest popularnym układem, wykorzystywanym często w amatorskich układach elektronicznych 1 . Projekt został zmodyfikowany poprzez dodanie
diody podczerwonej potrzebnej w układzie enkodera.
2.9
Zasilanie silnika – zasilacz ATX
Zasilanie silnika zostało zrealizowane przy wykorzystaniu odpowiednio zmodyfikowanego zasilacza komputerowego ATX. Wyprowadzone z niego zasilanie o wartości 12V doprowadzone jest do układu stabilizującego napięcie i zapewniającego regulację prędkości obrotowej przez modulację PWM napięcia
wyjściowego zasilającego silnik.
3
Modyfikacja zasilacza ATX
Modyfikacja zasilacza ATX polegała na wyprowadzeniu wyjść 3V , ±5V , ±12V oraz masy na zwenątrz
obudowy. Ponadto wewnątrz zasilacza zostało umieszczonych 6 rezystorów ceramicznych 10Ω podłączonych do wyjścia 5V jako dodatkowe obciążenie (zasymulowanie rezystancji płyty głównej komputera) w
celu ustabilizowania napięcia na wyjściu ±12V . Na obudowie zasilacza zostały umieszczone diody LED
sygnalizujące tryb pracy zasilacza: Standby i On oraz dodatkowy przełącznik symulujący uruchomienie
komputera.
4
Schemat elektryczny części obrotowej
Schemat układu elektrycznego wykonany w programie Ealge oraz płytka drukowana utworzona na jego
podstawie przedstawione są odpowiednio na rysunkach 1 oraz 2.
5
Schemat montażowy części obrotowej
Podstawą części obrotowej będzie płytka wykonana z pleksy o mymiarach 6cm na 30cm. Będzie ona
przymocowana do wału silnika z wykorzystaniem klocka LEGO, który zostanie umieszczony w środku
ciężkości całego ramienia. Baterie zasilające (4 baterie R6 umieszczone w specjalnym koszyczku), celem
zminimalizowania rozmiarów ramienia oraz przybliżenia środka masy do środka geometrycznego, zostaną
umieszczone pod płytką drukowaną, która zostanie podniesiona na filarach odpowiedniej wysokości. Odległość umieszczenia płytki od osi obrotu zostanie tak dobrana, aby obie strony części obrotowej dawały
zbliżone momenty wywołane przez siłę ciężkości. Diody LED zostaną umieszczone w ścianie obudowy.
Schemat montażowy przedstawiony został na rysunku 3. Na rysunku przedstawione są kolejno: rzut
z góry (na urządzenie bez górnej części obudowy), rzut w boku, rzut z przodu od strony diód. Ściany
1 Gotowy
układ sterwoania PWM na bazie NE555 opisany jest w [8]
5
Rysunek 1: Schemat układu elektrycznego
Rysunek 2: Płytka drukowana
zostaną przyklejone do podstawy, natomiast górna część obudowy zostanie do niej przykręcona śrubami
(aby umożliwić otwarcie konstrukcji i na przykład wymianę baterii). Wewnątrz obudowy, w oznaczonych
na schemacie miejscach będą zamieszczone specjalne belki prostopadłościenne, w które będą przykręcane
śruby od obudowy.
6
Schemat elektryczny zasilania silnika
Na rysunkach 4 i 5 umieszczone są schemat oraz wzór płytki drukowanej do sterowania pracą silnika.
7
Schemat montażowy stojaka z silnikiem
Na rysunkach 6 i 7 umieszczone są schematy konstrukcyjne stojaka.
6
Rysunek 3: Schemat montażowy części obrotowej
8
Elementy konstrukcji wykonane do tej pory
W warstwie sprzętowej dotychczas został przerobiony zasilacz komputerowy ATX, z którego wyprowadzono napięcia ±12V ,±5V , 3V oraz GN D. Poprzez dodanie odpowiedniej ilości rezystorów wyjście ±12V
zostało ustabilizowane. Wykonany został stojak, w którym umieszczono zakupiony silnik prądu stałego.
Zdjęcie wykonanej konstrukcji znajduje się na rysunku nr 8. Silnik ten zasilany jest stabilizowanym napięciem 12V i sterowany jest poprzez układ PWM sterujący średnią wartością napięcia, a dzięki temu
możliwe jest sterowanie częstotliwością obrotów silnika.
Zlutowany również został układ sterowania diodami umieszczony w części obrotowej, pokazany na
rysunku 9. Elementy gotowe i wykonane zostały przedstawione na zdjęciach 10 oraz 11.
9
Charakterystyka mikroprocesora i wykorzystane podzespoły
Informacje dotyczące budowy mikroprocesora i umieszczonych w nim podzespołów oraz sposób ich konfiguracji zaczerpnięte zostały z pracy [9]. Praca ta opisuje układ ATmega16, jednakże od zastosowanego
przez nas ATmega32 układ ten różni się jedynie ilością pamięci FLASH. Poniżej przedstawione zostały
wykorzystane podzespoły mikrokontrolera oraz sposób ich konfiguracji.
9.1
Taktowanie mikroprocesora
ATmega32 może być taktowana z maksymalną częstotliwością 16MHz i taka została przez nas wykorzystana, aby zapewnić wystarczającą szybkość pracy urządzenia, a dodatkowo poprawić dokładność
wyświetlania pikseli.
9.2
Komparator analogowy z histerezą
Mikroprocesor ATmega32 posiada komparator analogowy z histerezą. Został on wykorzystany do obliczania częstotliwości obrotów. Można skonfigurować go w taki sposób, aby napięcie na pinie wejściowym
(ujemne wejście komparatora) było porównywane z napięciem referencyjnym równym ok. 1,23V (podawanym na dodatnie wejście komparatora). Komparator został tak ustawiony, aby dawał przerwanie w
przypadku wystąpienia zbocza opadającego na swoim wyjściu, a więc sytuacji, gdy fototranzystor pojawił
się nad diodą IR i zaczął przewodzić prąd, a na rezystorze podłączonym do emitera odłożyło się napięcie.
7
Rysunek 4: Schemat układu elektrycznego do regulowania pracy silnika
Rysunek 5: Płytka drukowana sterowania silnikiem
8
Rysunek 6: Schemat montażowy stojaka, widok z przodu
Rysunek 7: Schemat montażowy stojaka, widok z góry
W momencie, gdy to napięcie jest większe niż napięcie referencyjne na wejściu dodatnim, wtedy komparator przechodzi ze stanu wysokiego na niski i występuje zbocze opadające. Komparator jednocześnie
wywołuje zdarzenie Input Capture w Timerze 1.
9.3
Timer 0
Jest to 8-bitowy licznik, który zlicza impulsy wewnętrznego generatora z odpowiednio ustawionym preskalerem. Preskaler może być ustawiony na wartości: 1, 8, 64, 256 lub 1024. Licznik ten będzie wykorzystywany do odmierzenia czasu wyświetlania pojedynczego piksela, a także czasu potrzebnego, aby
linijka diodowa przemieściła się z tyłu wyświetlacza (a więc miejsca, gdzie znajduje się dioda IR) do
przodu. Dla częstotliwości obrotów równej 20Hz, którą staramy się osiągnąć, czas potrzebny na prze1
mieszczenie się linijki diodowej z tyłu na przód wynosi t = 2f
= 25ms, z kolei czas wyświetlania piksela
d
o szerokości d = 5mm wynosi f = 2πf r = 284µs. Okres wewnętrznego oscylatora dla częstotliwości
taktowania równej 20Hz wynosi 6.25 · 10−8 s. W przypadku mierzenia czasu na przejście od tyłu do
przodu, preskaler ustawiony jest na 1024 (największy z możliwych), dzięki czemu licznik może zliczyć
czas t = 256 · 1024 · 6.25 · 10−8 = 16ms. Widać więc, iż licznik zliczając czas potrzebny na obrót może
się przepełnić. Ta sytuacja została uwzględniona w programie, jeśli zadany czas jest zbyt duży, to przepełnienie się licznika jest brane pod uwagę. Przy tej wartości preskalera najdrobniejszy okres czasu,
jaki jest w stanie rozróżnić licznik jest równy 64µs. Nie jest to okres wystarczająco mały, aby zapewnić
dokładne wyświetlanie piksela. Aby uzyskać większą dokładność, wartość preskalera przy wyświetlaniu
piksela ustawiana jest na 256. Kolejną mniejszą wartością jest 64, jednakże przy szerszym pikselu oraz
szybszych obrotach, licznik z takim preskalerem mógłby się przepełnić.
9
Rysunek 8: Zdjęcie stojaka
Rysunek 9: Zdjęcie zlutowanej płytki uniwersalnej
10
Rysunek 10: Finalny wygląd ramienia wyświetlacza
9.4
Timer 1
Jest to 16-bitowy licznik, który ma za zadanie zliczać czas, jaki zajął jeden obrót linijki diodowej. Przy
częstotliwości obrotów 20Hz czas jednego obrotu wynosi t = 50ms, chcemy jednak zapewnić poprawne
działanie od częstotliwości 15Hz, a więc timer musi być w stanie zliczyć czas t = 67ms. Preskaler do tego
64·216
timera został ustawiony na 64, dzięki czemu będzie on w stanie zliczyć t = 16·10
6 s = 262ms. Preskaler
mniejszy o jeden stopień wynosi jedynie 8 i jest to za mała wartość, aby licznik nie przepełnił się.
10
Koncepcja działania programu
Podczas działania programu wykorzystujemy dwa rodzaje przerwań. Pierwszym jest przerwanie na zbocze
opadające komparatora analogowego i odpowiada ono zboczu narastającemu od fototranzystora. Nie
zdecydowaliśmy się na wykorzystanie przerwania bezpośrednio od tranzystora, gdyż szybkość narastania
zbocza może nie być wystarczająca, aby wygenerować przerwanie. Wraz z wystąpieniem przerwania
zostanie wywołane zdarzenie Input Capture Timera 1. W tym przerwaniu zostaje odczytana wartość
licznika, dzięki czemu można obliczyć aktualną częstotliwość obrotów. Działanie programu opiera się na
średniej z 10 ostatnich częstotliwości obrotów, aby wyeliminować ewentualne zakłócenia.
Drugim rodzajem przerwań są przerwania Output Compare od timera 0. Mają one na celu odmierzenie
odcinka łuku, który przebywa linijka diodowa. Najpierw linijka diodowa musi obrócić się od tylnej części
wyświetlacza (tam, gdzie znajduje się dioda IR) do przodu, gdzie wyświetlany będzie napis bądź obraz.
Czas trwania takiego obrotu uzależniony jest od częstotliwości obrotów oraz od szerokości wyświetlanego
napisu/obrazu w taki sposób, aby jego środek znajdował się dokładnie po drugiej stronie w stosunku do
diody IR. Drugim miejscem, w którym wykorzystane są te przerwania jest wyświetlenie piksela o zadanej
szerokości. Tutaj również odmierzany czas obliczany jest na bieżąco na podstawie częstotliwości obrotów
oraz zadanej w programie szerokości pojedynczego piksela.
11
Rysunek 11: Finalny wygląd pzestrzennego wyświetlacza smugowego
11
Sposób realizacji wyświetlania tekstu
Dane do każdej linijki diodowej wysyłane są bezpośrednio poprzez odpowiedni port. Wystawienie odpowiedniego bajtu danych powoduje zaświecenie się odpowiednich diód. Aby wyświetlić dany znak (na przykład literę) należy wysłać na port odpowiedni ciąg bajtów, jeden po drugim, aby wywołać złudzenie obrazu. Każda litera (a także inne wybrane znaki) zapisane są w globalnie dostepnych tablicach char T[6].
Taka tablica przykładowo dla litery A wygląda następująco: char A[6] = {0x00,0x7C,0x12,0x12,0x7C,0x00};,
co jest zobrazowane na rysunku 12. Puste kolumny nr 1 i nr 6 zapewniają odpowiedni odstęp pomiędzy
literami, dolny wiersz wykorzystany jest na przykład przy wyświetlaniu przecinka, natomiast górny w
przypadku polskich znaków (np. Ń)2 . W przypadku niektórych liter bądź znaków specjalnych tablica
zawierająca ten znak może mieć większy rozmiar (przykładowo litera ’w’ składa się z 7 kolumn).
Funkcja wyświetlająca cały napis ma prototyp void WyswietlNapis(char * napis,int szerokosc).
W funkcji tej, znak po znaku, aż do końca napisu wywoływana jest funkcja void WyswietlLitere(const
char * litera,int szerokosc), która zapewnia wyświetlenie odpowiedniej litery o zadanej szerokości
piksela. W tej funkcji parametr ’litera’ wskazuje juz na tablice z danymi char[6], w ktorej zapisana
jest dana litera. Funkcja wystawia na port wyjściowy odpowiedni bajt danych, zeruje i startuje timer,
ustawiając mu preskaler oraz odpowiednią wartość do Output Compare, po czym czeka na zapalenie flagi
oznaczającej, iż przebyty został zadany odcinek łuku. Po upływie tego czasu wyświetla kolejny bajt z
tablicy danych itd, aż do końca tablicy z literą. Wartość wpisywana do Output Compare wyliczana jest
przed wyświetleniem litery na podstawie zadanej szerokości piksela, średniej częstotliwości obrotów oraz
promienia, po jakim obraca się linijka diodowa. Przykładowo jeżeli chcemy, aby piksele wyświetlane przez
urządzenie były kwadratowe, droga pokonywana przez zapaloną diodę w czasie wyświetlania jednego piksela musi wynosić 5mm, jako że używamy diód o średnicy d = 5mm. Czas, przez jaki musi świecić się
2 Koncepcja
zapisu litery w pamięci programu została zaczerpnięta z pracy [10]
12
Rysunek 12: Zapis litery „A”w programie
d
dioda, aby uzyskać ten efekt obliczany jest ze wzoru t = 2πf
r , co po podstawieniu odpowiednich danych
d = 5mm,f = 20Hz,r = 140mm daje nam t = 284, 21µs. Piksele na pozostałych linijkach diodowych
będą minimalnie inne, gdyż czas wyświetlania będzie uzależniony od środkowej linijki diodowej. Po wyświetleniu całej tablicy zawierającej literę, funkcja kończy się i jest ponownie wywoływana przez void
WyswietlNapis(char *,int) z kolejnym znakiem do wyświetlenia, aż do końca napisu.
W funkcji main() ustawiane są odpowiednie wartości rejestrów, w celu odpowiedniej konfiguracji
mikroprocesora, a następnie w nieskończonej pętli wywoływana jest funkcja WyswietlNapis(’Hello
world!,5), co powoduje wyświetlenie napisu podanego w parametrze. Zdecydowaliśmy się zastosować nieskończoną pętlę właśnie w funkcji main(), a nie przykładowo w WyswietlNapis, aby możliwa
była zmiana wyświetlanego tekstu po jakimś czasie trwania programu, a także dla wyświetlania obrazów
stworzenie prostych animacji.
12
Oprogramowanie wyświetlające tekst
Źródło napisanego programu, wraz z komentarzami zostało umieszczone poniżej. W programie zdefiniowano jedynie tablice zawierające litery wymagane do wyświetlenia przykładowego tekstu. Oprogramowanie zostało napisane w AVR Studio, natomiast do przesyłania programu na mikrokontroler wykorzystano
WinAVR.
1
3
// zadana s z e r o k o s c p i k s e l a (w m i l i m e t r a c h )
#d e f i n e DLUGOSC 10
// promien okregu , na j a k i m o b r a c a s i e srodkowa l i n i j k a diodowa (w m i l i m e t r a c h )
#d e f i n e PROMIEN 130
5
7
9
#i n c l u d e
#i n c l u d e
#i n c l u d e
#i n c l u d e
#i n c l u d e
<a v r / i o . h>
<a v r / i n t e r r u p t . h>
< s t r i n g . h>
<math . h>
< u t i l / d e l a y . h>
11
13
15
17
19
// a k t u a l n a s r e d n i a c z e s t o t l i w o s c obrotow
f l o a t czestotliwosc_srednia ;
// t a b l i c a o s t a t n i c h 10 p o p r z e d n i c h w a r t o s c i c z e s t o t l i w o s c i b i e z a c e j
// ( n i e u s r e d n i o n e j )
int tablica_czestotliwosci [ DLUGOSC ] ;
// i n d e k s t a b l i c y , w k t o r y n a l e z y w p i s a c n a j n o w s z a w a r t o s c c z e s t o t l i w o s c i
int indeks ;
// suma o s t a t n i c h 10 c z e s t o t l i w o s c i , pamietana aby p r z y s p i e s z y c o b l i c z a n i e nowej
// s r e d n i e j c z e s t o t l i w o s c i
13
21
23
25
27
int suma_czestotliwosci ;
// s t a n l i c z n i k a w c h w i l i p o p r z e d n i e g o p r z e j s c i a p r z e z n a d a j n i k
long poprzedni_czas ;
// f l a g a do o c z e k i w a n i a , az u p l y n i e c z a s w y s w i e t l a n i a j e d n e g o p i k s e l a
v o l a t i l e int flaga ;
// f l a g a do o c z e k i w a n i a , az l i n i j k a o b r o c i s i e z t y l u , g d z i e z n a j d u j e
// n a d a j n i k , do przodu , g d z i e n a l e z y w y s w i e t l i c n a p i s
v o l a t i l e int obrot_flaga ;
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
59
61
// t a b l i c e z l i t e r a m i
/*
@ @
@ @
@ @
@@@@
@ @
@ @
*/
c o n s t c h a r c o n s t H [ 6 ] = {0 x00 , 0 x7E , 0 x04 , 0 x04 , 0 x7E , 0 x 0 0 } ;
/*
@@
@ @
@@@@
@
@@
*/
c o n s t c h a r c o n s t e [ 6 ] = {0 x00 , 0 x1C , 0 x2A , 0 x2A , 0 x18 , 0 x 0 0 } ;
/*
@
@
@
@
@
@@
*/
c o n s t c h a r c o n s t l [ 6 ] = {0 x00 , 0 x00 , 0 x7E , 0 x02 , 0 x00 , 0 x 0 0 } ;
/*
63
65
67
69
71
@@
@ @
@ @
@@
*/
c o n s t c h a r c o n s t o [ 6 ] = {0 x00 , 0 x0C , 0 x12 , 0 x12 , 0 x0C , 0 x 0 0 } ;
/*
73
75
77
79
81
@
@
@
@
@ @ @
@ @
*/
c o n s t c h a r c o n s t w [ 7 ] = {0 x00 , 0 x1C , 0 x02 , 0 x04 , 0 x02 , 0 x1C , 0 x 0 0 } ;
/*
83
85
87
89
91
93
95
97
99
@@
@ @
@
@
*/
c o n s t c h a r c o n s t r [ 6 ] = {0 x00 , 0 x00 , 0 x0E , 0 x10 , 0 x18 , 0 x 0 0 } ;
/*
@
@
@@@
@ @
@ @
@@@
*/
c o n s t c h a r c o n s t d [ 6 ] = {0 x00 , 0 x0C , 0 x12 , 0 x12 , 0 x7E , 0 x 0 0 } ;
14
sie
105
@
@
@
@
@
107
@
101
103
109
111
/*
*/
c o n s t c h a r c o n s t w y k r z y k n i k [ 6 ] = {0 x00 , 0 x00 , 0 x7A , 0 x00 , 0 x00 , 0 x 0 0 } ;
/*
113
115
117
119
*/
c o n s t c h a r c o n s t s p a c j a [ 6 ] = {0 x00 , 0 x00 , 0 x00 , 0 x00 , 0 x00 , 0 x 0 0 } ;
121
123
125
127
/*
Obsluga p r z e r w a n i a od komparatora − wykonany z o s t a l p e l n y o b r o t , f o t o t r a n z y s t o r
z a c z a l p r z e w o d z i c , na r e z y s t o r z e w y s t a p i l s t a n wysoki , k t o r y podawany j e s t na
w e j s c i e o d e j m u j a c e komparatora . Na w e j s c i u ' + ' j e s t podane bandgap − n a p i e c i e
r e f e r e n c y j n e ( ok . 1 , 2 3V) . Na w y j s c i u komparatora p o j a w i a s i e w i e c s t a n n i s k i ,
p r z y z b o c z u opadajacym . Przy t e j k o n f i g u r a c j i programu z b o c z e o p a d a j a c e d a j e
p r z e r w a n i e od komparatora ( i j e d n o c z e s n i e uruchamia I n p u t Capture t i m e r a 1 ) .
129
131
133
135
137
139
141
143
145
147
149
151
153
155
157
159
161
163
W f u n k c j i o b s l u g u j a c e j p r z e r w a n i e ma m i e j s c e o b l i c z e n i e nowej c z e s t o t l i w o s c i
o b r o t u p r z y w y k o r z y s t a n i u nowego w s k a z a n i e l i c z n i k a , a n a s t e p n i e o b l i c z a n a j e s t
w a r t o s c s r e d n i a c z e s t o t l i w o s c i z o s t a t n i c h 10 obrotow
*/
ISR ( ANA_COMP_vect )
{
// o d c z y t a n i e s t a n u l i c z n i k a z I n p u t Capture
l o n g n o w y _ c z a s = ( I C R 1 H << 8 ) + I C R 1 L ;
// o b l i c z e n i e nowej c z e s t o t l i w o s c i , p r e s k a l e r = 64
i n t nowa_czestotliwosc = F_CPU / ( ( nowy_czas − poprzedni_czas ) * 64) ;
// p r z e s u n i e c i e i n d e k s u o j e d e n w prawo , z z a w i n i e c i e m po p r z e k r o c z e n i u z a k r e s u
i n d e k s = ( i n d e k s +1)%D L U G O S C ;
// o b l i c z e n i e nowej s r e d n i e j c z e s t o t l i w o s c i p o p r z e z o d j e c i e o s t a t n i e j i d o d a n i e
// nowej − j e s t t o s z y b s z e n i z o b l i c z a n i e od nowa s r e d n i e j z e w s z y s t k i c h
// w a r t o s c i
suma_czestotliwosci = suma_czestotliwosci − tablica_czestotliwosci [ indeks ]
+ nowa_czestotliwosc ;
tablica_czestotliwosci [ indeks ] = nowa_czestotliwosc ;
czestotliwosc_srednia = suma_czestotliwosci / DLUGOSC ;
poprzedni_czas = nowy_czas ;
// u s t a w i e n i e f l a g i o b r o t u − program o c z e k u j a c y na z d a r z e n i e moze kontynuowac
obrot_flaga = 1;
}
/*
Obsluga p r z e r w a n i a od l i c z n i k a 0 , m i n a l c z a s w y s w i e t l a n i a j e d n e g o p i k s e l a , k t o r y
zadawany j e s t na b i e z a c o p r z e z p o l e OCR0 − Output Compare
*/
ISR ( TIMER0_COMP_vect )
{
// u s t a w i e n i e f l a g i , konczymy w y s w i e t l a n i e danego p i k s e l a , p r z e c h o d z i m y do
// n a s t e p n e g o
flaga = 1;
}
165
167
169
/*
Funkcja w y s w i e t l a zadana l i t e r e , k t o r a u m i e s z c z o n a j e s t w t a b l i c y c h a r [ 6 ] (w
s z c z e g o l n y m przypadku c h a r [ 7 ] d l a s z e r s z y c h l i t e r , np . ' w ' ) . Czas w y s w i e t l a n i a
j e d n e g o p i k s e l a u z a l e z n i o n y j e s t od z a d a n e j w p a r a m e t r z e ' s z e r o k o s c ' s z e r o k o s c i
p i k s e l a o r a z a k t u a l n e j s r e d n i e j c z e s t o t l i w o s c i obrotow u r z a d z e n i a
171
173
175
177
179
Parametry :
l i t e r a − w s k a z n i k na t a b l i c e c h a r [ 6 ] , w k t o r e j z a p i s a n a j e s t l i t e r a
s z e r o k o s c − zadana s z e r o k o s c j e d n e g o p i k s e l a w m i l i m e t r a c h
*/
void WyswietlLitere ( const char * litera , i n t szerokosc )
{
int i , t ;
// o b l i c z e n i e l i c z b y impulsow , j a k i e musza z o s t a c z l i c z o n e w c e l u o d m i e r z e n i a
// c z a s u w y s w i e t l a n i a j e d n e g o p i k s e l a w z a l e z n o s c i od z a d a n e j
15
// s z e r o k o s c i o r a z a k t u a l n e j c z e s t o t l i w o s c i obrotow
t = szerokosc * F_CPU / (2 * M_PI * czestotliwosc_srednia * PROMIEN * 256) ;
// z a d a n i e w a r t o s c i Output Compare
OCR0 = t ;
// w y s t a r t o w a n i e l i c z n i k a 0 p o p r z e z u s t a w i e n i a c z e s t o t l i w o s c i t a k t o w a n i a . Czas
// w y s w i e t l a n i a j e d n e g o p i k s e l a o s z e r o k o s c i 5mm d l a c z e s t o t l i w o s c i 20Hz w y n o s i
// ok . 250 mikrosekund , t a k w i e c musi z o s t a c w l a c z o n y p r e s k a l e r o w a r t o s c i co
// n a j m n i e j 32 ( im j e g o w a r t o s c w i e k s z a , tym s z e r s z e p i k s e l e b e d z i e mozna
// w y s w i e t l a c , j e d n a k tym m n i e j s z a b e d z i e d o k l a d n o s c s z e r o k o s c i .
// Zdecydowalismy s i e uzyc p r e s k a l e r a o w a r t o s c i 256
TCCR0 = 0 b00000100 ;
/* 0 0 0 0 0 1 0 0
*/
/*
\ \ \
c z e s t o t l i w o s c z e g a r a / 256
*/
/*
\ \
t r y b g e n e r o w a n e g o p r z e b i e g u , normalny
*/
/*
\
brak f u n k c j i
*/
/*
\
wybor z b o c z a d l a I n p u t Capture
*/
/*
niewykorzystywana
*/
/* \
r e d u k c j a szumow na w e j s c i u I n p u t Capture * /
/*
niewykorzystywana
*/
// W y s w i e t l e n i e l i t e r y , d l a ' w ' t a b l i c a ma s z e r o k o s c 7 , d l a i n n y c h l i t e r 6
i f ( l i t e r a == w ) {
f o r ( i =0; i<7;++i ) {
// z a p a l e n i e l i n i j k i d i o d o w e j
P O R T C = * l i t e r a ++;
// o c z e k i w a n i e na m i n i e c i e wyznaczonego c z a s u
while ( ! flaga ) ;
// z e r o w a n i e l i c z n i k a i k o l e j n e o c z e k i w a n i e
TCNT0 = 0;
flaga = 0;
}
}
else {
f o r ( i =0; i<6;++i ) {
P O R T C = * l i t e r a ++;
while ( ! flaga ) ;
TCNT0 = 0;
flaga = 0;
}
}
// z a t r z y m a n i e l i c z n i k a
TCCR0 = 0;
181
183
185
187
189
191
193
195
197
199
201
203
205
207
209
211
213
215
217
219
221
}
223
225
227
229
/*
Funkcja w y s w i e t l a n a p i s podany w a r g u m e n c i e na s r o d k o w e j l i n i j c e d i o d o w e j
( z i e l o n e j ) , kazdy p i k s e l ma s z e r o k o s c podana w p a r a m e t r z e ' s z e r o k o s c '
(w m i l i m e t r a c h ) . Funkcja na p o d s t a w i e b i e z a c e j s r e d n i e j c z e s t o t l i w o s c i obrotow
o r a z s z e r o k o s c i n a p i s u wyznacza c z a s , j a k i p o t r z e b n y j e s t , aby p r z e m i e s c i c s i e
o zadany o d c i n e k tak , aby s r o d e k n a p i s u z n a l a z l s i e ” z przodu ” w y s w i e t l a c z a
( j a k o t y l uznajemy m i e j s c e , g d z i e z n a j d u j e s i e d i o d a IR ) .
231
233
235
237
239
241
243
245
247
249
251
253
255
257
259
Parametry :
− n a p i s − n a p i s w s e n s i e j e z y k a C, w ktorym z n a j d u j e s i e n a p i s do w y s w i e t l e n i a
− s z e r o k o s c − zadana s z e r o k o s c p i k s e l i w m i l i m e t r a c h
*/
void WyswietlNapis ( char * napis , i n t szerokosc )
{
int t ;
int szerokosc_napisu = strlen ( napis ) * szerokosc ;
// o b l i c z e n i e c z a s u , aby n a p i s w y s w i e t l a n y b y l z przodu
t = ( M_PI * PROMIEN − szerokosc_napisu / 2) * F_CPU /
(2 * M_PI * czestotliwosc_srednia * PROMIEN * 1024) ;
// z a d a n i e w a r t o s c i Output Compare , j e s l i t >255 , t o z o s t a n i e z a p i s a n a
// j e d y n i e r e s z t a z d z i e l e n i a t /255
OCR0 = t ;
// z e z w o l e n i e na p r z e r w a n i e od OC
T I M S K |= 0 b 1 0 ;
// o c z e k i w a n i e , az d i o d y z n a j d a s i e z t y l u − p r z e r w a n i e od komparatora
while ( ! obrot_flaga ) ;
obrot_flaga = 0;
// w y s t a r t o w a n i e l i c z n i k a 0 − k o n i e c z n e moze byc p r z e j s c i e nawet polowy o k r e g u
// o p r o m i e n i u 14cm , na co p o t r z e b a 22ms , w i e c ustawiamy p r e s k a l e r na 1 0 2 4 ,
// co d a j e maksymalny c z a s 256 * 1024/16000000=16ms , moze s i e w i e c okazac , i z
// l i c z n i k p r z e p e l n i s i e
TCCR0 = 0 b00000101 ;
// o c z e k i w a n i e , az d i o d y z n a j d a s i e z przodu
while ( ! flaga ) ;
flaga = 0;
// j e s l i t r z e b a c z e k a c w i e c e j n i z 16ms , t o czekamy 2 r a z y
i f ( t > 255) {
16
261
263
265
267
269
271
273
275
277
279
281
283
285
287
289
291
293
295
297
299
301
303
305
307
309
311
313
315
317
319
321
323
325
327
329
331
333
335
337
339
while ( ! flaga ) ;
flaga = 0;
}
// z a t r z y m a n i e i w y z e r o w a n i e l i c z n i k a
TCCR0 = 0;
TCNT0 = 0;
// w y s w i e t l e n i e n a p i s u
while (* napis ) {
switch (* napis ) {
c a s e 'H ' :
WyswietlLitere (H , szerokosc ) ;
break ;
case ' e ' :
WyswietlLitere (e , szerokosc ) ;
break ;
case ' l ' :
WyswietlLitere (l , szerokosc ) ;
break ;
case 'o ' :
WyswietlLitere (o , szerokosc ) ;
break ;
c a s e 'w ' :
WyswietlLitere (w , szerokosc ) ;
break ;
case ' r ' :
WyswietlLitere (r , szerokosc ) ;
break ;
case 'd ' :
WyswietlLitere (d , szerokosc ) ;
break ;
case ' ! ' :
WyswietlLitere ( wykrzyknik , szerokosc ) ;
break ;
d e f a u l t : break ;
}
++n a p i s ;
}
}
i n t main ( void )
{
// u s t a w i e n i e k i e r u n k u p r a c y portow A, C,D − w y j s c i o w y
DDRA = 0 xff ;
DDRC = 0 xff ;
DDRD = 0 xff ;
// u s t a w i e n i e k i e r u n k u p r a c y p o r t u B − w e j s c i o w y
DDRB = 0;
// u s t a w i e n i e s t a n u portow − s t a n n i s k i
PORTA = 0;
PORTC = 0;
PORTD = 0;
// i n i c j a l i z a c j a c z e s t o t l i w o s c i poczatkowych
czestotliwosc_srednia = 0;
suma_czestotliwosci = 0;
poprzedni_czas = 0;
flaga = 0;
obrot_flaga = 0;
f o r ( i n d e k s =0; i n d e k s <D L U G O S C ;++ i n d e k s )
tablica_czestotliwosci [ indeks ] = 0;
indeks = 0;
// u s t a w i e n i e d z i a l a n i a komparatora a n a l o g o w e g o
ACSR = 0 b01001110 ;
/* 0 1 0 0 1 1 1 0
/*
\ \
p r z e r w a n i e od z b o c z a o p a d a j a c e g o
/*
\
u r u c h o m i e n i e I n p u t Capture l i c z n i k a 1
/*
\
o d b l o k o w a n i e p r z e r w a n i a komparatora
/*
\
f l a g a p r z e r w a n i a komparatora
/*
\
w y j s c i e komparatora
/*
\
z r o d l o r e f e r e n c y j n e − bandgap
/* \
w l a c z e n i e z a s i l a n i a komparatora
*/
*/
*/
*/
*/
*/
*/
*/
/* k o n f i g u r a c j a t i m e r a 1
c z e s t o t l i w o s c z wewnetrznego kwarcu , p r e s k a l e r = 6 4 , uruchamia l i c z n i k , k t o r y
z l i c z a do ok . 260ms , co z a p e w n i a brak p r z e p e l n i e n i a nawet d l a 4Hz
c z e s t o t l i w o s c i obrotow
*/
TCCR1B = 0 b00000011 ;
/* 0 0 0 0 0 0 1 1
*/
/*
\ \ \
c z e s t o t l i w o s c z e g a r a / 64
*/
/*
\ \
t r y b g e n e r o w a n e g o p r z e b i e g u , normalny
*/
/*
\
brak f u n k c j i
*/
17
/*
/*
/*
/*
341
343
\
wybor z b o c z a d l a I n p u t Capture 1
niewykorzystywana
r e d u k c j a szumow na w e j s c i u I n p u t Capture 1
niewykorzystywana
\
*/
*/
*/
*/
345
// g l o b a l n e o d b l o k o w a n i e p r z e r w a n
SREG = 0 b10000000 ;
// o c z e k i w a n i e , az s i l n i k s i e r o z p e d z i
while ( czestotliwosc_srednia < 15) ;
// w y s w i e t l e n i e z a d a n e g o n a p i s u w n i e s k o n c z o n e j p e t l i , s z e r o k o s c
while (1)
{
/ * Napis w y s w i e t l o n y na w y s w i e t l a c z u b e d z i e m i a l p o s t a c :
gdzie :
− dioda zgaszona ,
@ − dioda zapalona .
347
349
351
353
355
p i k s e l a = 5mm
357
@ @
@ @
@ @
@@@@
@ @
@ @
359
361
363
@@
@ @
@@@@
@
@@
@
@
@
@
@
@@
@
@
@
@
@
@@
@@
@ @
@ @
@@
365
367
@
@
@
@
@ @ @
@ @
369
371
@@
@ @
@ @
@@
@@
@ @
@
@
@
@
@
@
@
@@
@
@
@@@
@ @
@ @
@@@
@
@
@
@
@
@
373
*/
W y s w i e t l N a p i s ( ” H e l l o world ! ” , 5 ) ;
}
return 0;
375
377
}
13
Wnioski
W ramach wykonanego projektu zapoznaliśmy się z problematyką projektowania układów elektronicznych
w połączeniu z wybranym mikrokontrolerem. Nauczyliśmy się wykonywać te czynności z uprzednim
rozważeniem możliwych problemów, a także uwzględnieniem parametrów fizycznych wybieranych przez
nas elementów układu w celu poprawnego zrealizowania stawianego przed nimi zadania. Posiedliśmy
również umiejętność stworzenia układu elektronicznego w programie Eagle, a także zaprojektowanie
płytki drukowanej w tymże programie.
Poznaliśmy też możliwości, jakie daje mikroprocesor ATmega32, ze szczególnym naciskiem na umieszczone w nim układy, takie jak komparator analogowy czy liczniki oraz sposób jego konfiguracji. Udało nam
się zapoznać ze śrowiskami programistycznymi do programowania mikrokontrolerów AVR (AVRStudio
wraz z symulatorem oraz WinAVR) oraz ze sposobem programowania i testowania właściwego, fizycznego
układu.
Od strony technicznej zagadnienie wyświetlacza widmowego również było niebanalene. Musieliśmy,
oprócz dostatecznie szybkiej zmiany stanu diód, dostosować prędkość obrotową ramienia, a co za tym
idzie dobrać silnik o pasujących parametrach oraz nauczyć się nim odpowiednio sterować. Dodatkowo
koncepcja modułowa całości pozwoliła zapoznać się ze sposobami pomiaru prędkości obrotowej, w tym
z wykorzystaniem pary fototranzystor–fotodioda.
18
Literatura
[1] ULN2803 ULN2804 Octal High Voltage, High Current Darlington Transistor Arrays, 1996.
[2] LPT 80 A NPN-Silizium-Fototransistor Silicon NPN Phototransistor, 1998.
[3] NE555 SA555 - SE555 General Purpose Single Bipolar Timers, 1998.
[4] IRL 80 A GaAs-Infrarot-Sendediode GaAs Infrared Emitter, 2001.
[5] ATmega32 ATmega32L Preliminary, 2003.
[6] DC-Motor Type M 28, 2003.
[7] L4940 Series Very Low Drop 1.5A Regulators, 2003.
[8] K. Górski. Timer ne555 regulator pwm 506-k.
projekty/555_pwm_506k.htm.
http://www.krzysztofg.elb.vectranet.pl/
[9] K. M. i Systemów Elektronicznych. Dokumentacja mikrokontrolera Atmega16 firmy Atmel. Wydział
Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej, 2006.
[10] Łukasz Hrapek. Wyświetlacz widmowy. Elektronika dla Wszystkich, 2002.
19