Вот как оно работает.
К сожалению идея с маленькой дисковой батарейкой с треском провалилась: microSD жрет слишком большой ток. Так что в нагрузку к моему маленькому плееру требуется здоровый блок из двух батарей AA.
Архив рубрики «Радио»
Демонстрация SD WAV
05.09.2010Смонтировал SD WAV
26.08.2010Вот что получилось.
Самое сложное было припаять разъем для microSD.
Как видно, контакты у него внутри. Сначала пробовал припаять их горячим воздухом и все боялся поплавить пластмассовые части. Но пластмасса к счастью оказалось вполне жаростойкой, хотя это и не помогло, добиться хорошего растекания припоя я не смог, даже не знаю почему. Поэтому взял паяльник с острым жалом и аккуратно через отверстия в кожухе пропаял каждый контакт.
Еще одна интересная деталь – разъем слева. Он предназначен для программирования микроконтроллера. В законченном изделии его необходимо будет удалить. Для этого я сниму пластмассу и отпаяю контакты по одному. А торцевым я его сделал на тот случай, если придется его повторно припаивать, так как при обычном монтаже «в дырки» для повторной пайки нужно было бы отчищать отверстия от старого припоя, что муторно.
Платы готовы!
24.08.2010Мир не без добрых людей. Добрые люди помогли изготовить печатные платы для моих поделок, за что им большое спасибо.
Можно приступать к монтажу.
PCB для LCD-VGA преобразователя и SD WAV плеера
16.07.2010За последние две недели неплохо продвинулся в изучении Eagle вообще и искусства разводки печатных плат в частности. В результате нарисовал плату для LCD-VGA преобразователя и заодно переделал плату для SD WAV плеера. Вот что получилось в итоге.
Оба дизайна экспортированы в Gerber, проверены на корректность на сайте BatchPCB и полностью готовы к производству. Осталось решить, где и как их изготовить.
Коллективный заказ печатных плат
06.07.2010Не выходит у меня из головы одна мысль. Есть такой сайт: batchpcb.com. Это дочернее предприятие все тех же SparkFun, занимается изготовлением печатных плат. Основная доля заказов приходится на SparkFun, все их изделия для продажи, но есть и побочное производство плат для любителей. Схема очень проста и технологична. Регистрируешься на сайте, загружаешь свой дизайн в формате Gerber, происходит автоматическая проверка корректности дизайна (понятно, что проверяются только те ошибки, из-за которых плату невозможно изготовить), оплачиваешь заказ банковской картой и через 20 дней получаешь готовую печатную плату по почте. Цены очень приемлемые: $10 подготовка к производству и по $2,5 за каждый квадратный дюйм двусторонней платы и $8 за дюйм четырехслойной. Платы покрыты паяльной маской а нанесен верхний слой шелкографии.
Пользоваться их сервисом из России совсем не выгодно, доставка в нашу страну удвоит цену и утроит срок ожидания. А так хочется иметь что-то подобное, чтобы радиолюбительствовать в ногу со временем, а не рисовать платы цапонлаком. Ведь современная элементная база становится все миниатюрней и миниатюрней, и изготавливать пачатные платы под нее кустарными методами становится все сложней и сложней, а порой даже невозможно. Скажем, микросхема QFP с шагом 0.4 мм, думаю, уже не по зубам ни термопереносу, ни фоторезисту. Да и муторно это, травить платы дома.
Поэтому появилась идея сделать что-то подобное в России. Допустим, делаем сайт, на котором можно зарегистрироваться и загрузить свою плату в Gerber. Для упрощения технологии придется ввести жесткий размер на плату, скажем 5 x 8 см, как визитка. После того, как накопится 10 плат, специальная программа их объединяет в одну большую. Затем заказ отправляется в какую-нибудь местную фирму, тот же «Резонит». По прикидкам стоимость большой платы, состоящей из 10 маленьких, должна быть около 3500 рублей, это двухсторонняя плата с паяльной маской и верхним слоем шелкографии. То есть маленькая плата обойдется в 350 рублей. Надрезы для разлома плат наносятся скрайбированием сразу при изготовлении.
Схема в целом выглядит рабочей, нужно только решить несколько вопросов:
- Сможем ли набирать хотя бы раз в месяц по 10 заказов?
- Сколько на самом деле стоит подобный заказ, есть ли подводные камни при изготовлении?
- Устроит ли всех фиксированный размер печатной платы? Это требование вытекает из того, что иначе скрайбирование не получится, так как линии скрайбирования должны идти от края до края. Платы произвольного размера нужно вырезать из общей заготовки фрезеровкой, а это сильно дороже.
- Если делать только для Москвы, то нужно решить вопрос, где платы забирать. Если пытаться сделать для всей России, то нужно понять, стоит ли заморачиваться с нашей почтой.
- Есть ли вообще люди вроде меня, готовые платить деньги за фабричное изготовление качественных плат для своих поделок, или все наши радиолюбители стараются максимально минимизировать затраты на творчество, и несколько сотен рублей за плату для них неприемлимо?
- Что делать с браком?
CadSoft Eagle
29.06.2010Расскажу, какой софт я выбрал для рисования схем и, самое главное, печатных плат. Для затравки вот мой первый опыт – схема и плата SD WAV плеера. Схема, повторюсь, не моя, от оригинала отличается только наличием разъема для программатора. Плату сделал сам с помощью авторазводчика.
В силу того, что я в электронике новичок, каких-либо пристрастий к софту для проектирования у меня не было, поэтому было абсолютно все равно, что начать изучать. Сначала я схватил то, что у всех на слуху – P-CAD. Учитывая, что в России нет ни юридических, ни моральных проблем с использованием нелегальных копий ПО, сделать это было легко. Однако P-CAD оказался гигантским монстром, плохо подходящим для разработки любительских схем. В общем-то, это было сразу ясно из его цены, и если бы не торрент-трекеры, я бы даже не посмотрел на него. Кстати, самого P-CAD уже не существует, вместо него предлагается Altium Designer, который еще дороже и еще монстроидальнее.
Слышал, что многие любители пользуются Sprint-Layout, не знаю, правда, насколько легально. Но про эту программу я узнал поздно, поэтому прошел мимо. А выбрал я по совету коллеги Eagle от CadSoft.
Eagle оказался очень приятным, простым в обращении, без миллиона лишних функций, но тем не менее весьма мощным инструментом. Он позволяет рисовать схемы, создавать собственные библиотеки компонентов, разводить печатные платы (как в ручном режиме, так и в автоматическом) и подготавливать их к производству. Есть версия для Windows, Linux и Mac. Не смотря на свою простоту, в нем можно разрабатывать довольно сложные многослойные платы, и многие фирмы за рубежом его активно используют. В том числе и мои любимые SparkFun.
Самая простая версия Light стоит $49. Она позволяет создавать только один лист со схемой, печатную плату не более двух слоев и размером до 100×80 мм. Однако если программа используется в любительских целях, платить ничего не нужно! Меня ограничения версии Light вполне устраивают, поэтому я не стал качать никакие кряки.
Встроенная библиотека компонентов довольно обширна, но конечно многое придется рисовать самому. В Интернете выложено много сторонних компонентов разного качества. Часть можно скачать непосредственно с сайта CadSoft.
В принципе изучать Eagle можно самостоятельно методом научного тыка и интуиции, но лучше все же почитать какое-нибудь руководство. Отличный набор статей есть на сайте SparkFun, правда на английском: как сделать схему, печатную плату и собственный компонент. Я учился именно по ним.
Приехал программатор
21.06.2010Пришла долгожданная посылка из Австралии с USB программатором контроллеров AVR.
Пришла очень вовремя, так как я наконец собрал все необходимые комплектующие для SD WAV плеера.
Осталось изготовить печатную плату, все припаять и запрограммировать.
Atmel – жадины
20.05.2010Вторую неделю пытаюсь выпросить у Atmel пару образцов микроконтроллеров для своих поделок. Послал два запроса, они даже не ответили. AD, например, мне без вопросов присылает. Придется, видимо, покупать.
Да я, в общем-то, и не против купить, тем более что стоят они около ста рублей. Да только нет даже в зажравшейся Москве нормального розничного магазина современных радиодеталей, чтоб несколько точек по городу, чтоб рядом с метро, чтоб ассортимент хороший и цены не космические. Есть тут один, конечно, но он только по первым двум пунктам проходит, все нужные компоненты обычно отсутствуют, а на те, что есть в наличии, цены – нереальные. Придется топать куда-нибудь за тридевять земель отовариваться.
SD WAV плеер
05.05.2010Итак, новый проект, о котором я упоминал ранее – штуковина, умеющая проигрывать WAV-файлы с SD (или microSD) карточки. Такую штуку, если сделать ее достаточно миниатюрной, можно встроить, например, в детскую игрушку или книгу.
Вообще, я не сразу пришел к этой идее. Изначально я хотел сделать «говорящую» игрушку следующим образом: взять простой 8-битный микроконтроллер и в его внутреннюю FLASH-память записать звуковой фрагмент. Но внутренняя память крайне мала по объему (менее 16 Кб), поэтому пришлось бы использовать самое низкое качество записи и довольствоваться несколькими секундами звучания.
Затем коллега на работе показал очень интересную микросхему: аппаратный декодер MP3 со встроенным ЦАП. Использование сжатого формата MP3 позволило бы сильно увеличить время записи. Начав искать примеры схем с использованием этого чипа я обнаружил, что в качестве хранилища данных предлагается использовать microSD карточку. При этом SD карты поддерживают протокол SPI, что позволяет легко работать с ней даже простому микроконтроллеру.
Объем современной, даже самой дешевой, SD карты превышает 1 Гб, что эквивалентно трем часам непрерывного звучания несжатого звукового потока в CD качестве (16 бит, 44100 Гц). Поэтому необходимость использования MP3 отпадает сама собой, батарейка устройства (если делать его достаточно миниатюрным) закончится раньше, чем запись. Таким образом получается следующая схема: SD карта, 8-битный микроконтроллер, ЦАП, миниатюрный динамик и дисковая батарейка (как на материнских платах). К сожалению, большинство 8-битных микроконтроллеров не обладают встроенным ЦАП, поэтому необходим внешний.
Я уже начал было подбирать компоненты, когда наткнулся в Интернете на еще более элегантное решение: использовать вместо ЦАП ШИМ. ШИМ – это когда выдается прямоугольный сигнал, у которого меняется отношение периода следования импульсов к их длительности (скважность). Тогда, если посчитать среднее напряжение на выходе, оно будет меняться соответственно скважности. Таким образом получается аналог ЦАП. При этом, если подать ШИМ сигнал непосредственно на динамик, высокочастотная несущая будет отфильтрована в силу того, что динамик просто не в состоянии воспроизвести такие высокие частоты. Прелесть этого метода в том, что даже в простейших микроконтроллерах есть аппаратный выход ШИМ, что позволяет не тратить процессорное время на обработку сигнала.
Так что я решил, не мудрствуя лукаво, повторить уже готовую схему. Для экспериментов собрал схему на макетке, динамик взял от старой китайской детской игрушки, разъем для SD карточки от ридера.
В оригинальной схеме использовался микроконтроллер ATtiny85. В магазине такого не было, и я взял ATtiny45, посчитав, что такая замена возможна, однако промахнулся. В моем контроллере оказалось в 2 раза меньше памяти, и прошивка просто не поместилась в него. Попытки залезть в код с целью уменьшить его не привели к работе устройства. Какой-то звук из динамика издается, но он совсем не похож на записанный файл. Так что пока эксперименты продолжаются.
Как работает стабилитрон
26.04.2010Да, плохо собирать схемы, когда не понимаешь, как они работают. Нет, собирать можно, но вот заменять компоненты – ни в коем случае. Сейчас будет очень смешная история из цикла «Я познаю мир». Крутым электронщикам (в смысле радиолюбителям) просьба отойти.
Решил я наконец войти в мир 8-битных микроконтроллеров, а именно микроконтроллеров AVR. Придумал даже небольшой проектик, пока не скажу какой. Для программирования микроконтроллеров нужен программатор, устройство, копирующее написанную мной программу в ПЗУ микроконтроллера. Для AVR есть масса программаторов, один из самых популярных – USBasp. Но паять его самостоятельно мне, честно говоря, лень. Во-первых, я не хочу паять программаторы, я хочу паять крутые штуки, во-вторых, внутри этого программатора тоже есть микроконтроллер, и его тоже надо как-то запрограммировать. То, что продается поблизости, меня совсем не впечатлило, и я заказал у австралийских парней вот такой симпатичный девайс:
Через eBay с бесплатной доставкой получилось ровно 600 рублей. Правда ждать придется месяц, но, думаю, оно того стоит. А пока, чтобы не скучать, решил собрать программатор на базе COM-порта. Схема его также широко известна и очень проста:
Сгонял с утречка в магазин, купил все детальки… Точнее нет, не так. Собирался купить, но некоторых не оказалось, а именно стабилитронов, которые в самом низу схемы, похожие на обычные диоды. Последние символы в их обозначении 5V1 показывают рабочее напряжение – 5.1 вольт. И таких не было.
А, надо сказать, в схемотехнике я полный ноль. Нет, я конечно знаю, как работает инвертор или дешифратор, в институте на лабораторной работе я даже самостоятельно разработал часы-будильник на ПЛИС. Но стоит в схеме появиться конденсатору или, того хуже, транзистору – меня сразу охватывает паника, и я перестаю понимать, как оно работает. Хотя в институте мне много лет подряд объясняли, как работает транзистор, но я так и не запомнил.
В общем, я решил, что рабочее напряжение стабилитрона должно быть не ниже, чем указано, и поэтому лихо заменил их на 5V6, т.е. 5.6 вольт. В придачу захватил и микроконтроллер ATtiny45 для экспериментов. Придя домой я собрал схему программатора на макетке.
Но прежде чем подключить микроконтроллер, я решил проверить, что программатор выдает правильные сигналы, чтобы не спалить ценную микросхему. Осциллограф показал на одном из выходов такую картинку:
Ого, а амплитуда-то сигнала 5.6 вольт! Многовато для микроконтроллера с диапазоном до 5.5 В. Сгореть он конечно не должен, но все равно подавать на него такой сигнал не стоит. Еще раз взглянув на схему я безо всяких учебников вдруг понял, как работает стабилитрон. COM-порт выдает, скажем, на ногу 4 стандартное свое напряжение 12 вольт, а вход микроконтроллера рассчитан на 5 вольт. Схема программатора занимается только тем, что преобразовывает напряжение. Стабилитрон на 5.6 В при этом напряжении начинает пропускать ток в обратном направлении, поддерживая таким образом заданную разность потенциалов (наверное это немного упрощенное объяснение). Поэтому если уж и заменять стабилитрон, то только на меньшее напряжение. Так что придется опять ехать в магазин.