wersja mobilna | kontakt z nami

Metamorfoza stopera na szkolną olimpiadę

Numer: Styczeń/2018

Raczej nikogo nie trzeba przekonywać, że postęp w wielu dziedzinach życia dokonał się dzięki osiągnięciom i odkryciom najpierw elektrotechniki, a później jej bardziej wyspecjalizowanej siostry-elektroniki. Począwszy od żarówki, a skończywszy na sieci Internet i łatwości wymiany informacji ? to wszystko zaczęło się od odkrycia prądu, a skończy? No właśnie, nie bardzo wiadomo, czym się skończy. W rytm zmian w technice zmieniały się też podzespoły stosowane przez autorów urządzeń oraz projekty prezentowane na łamach ?Elektroniki Praktycznej?. Myślę, że zwłaszcza młodszym czytelnikom pomoże się o tym przekonać cykl artykułów, z których w pierwszym opowiemy o metamorfozie, jaką przeszedł szkolny stoper. Można będzie też się przekonać, że urządzenia da się zbudować bez konieczności programowania.

Pobierz PDF

Opisywany w EP 8/1998 „Stoper na szkolną olimpiadę” był zbudowany z elementów dyskretnych: przerzutników, liczników, dekoderów i bramek wykonanych w technologii CMOS. Przebieg taktujący odmierzaniem czasu był uzyskiwany z generatora 1-megahercowej fali prostokątnej. Pozwoliło to na realizację stosunkowo nieskomplikowanej funkcjonalności, to jest jedynie pomiaru czasu z dokładnością do setnych części sekundy, sterowanego sygnałami „Start”, „Stop” oraz „Zerowanie”. Stoper był wyposażony w „niewygodne” złącza przeznaczone do przyłączenia zewnętrznego wyświetlacza o dużych wymiarach. Było ich aż 6, a każde miało po 4 bity. Użycie zewnętrznego wyświetlacza wymagało zastosowania dodatkowych dekoderów kodu binarnego na kod wyświetlacza 7-segmentowego oraz co najmniej 25 przewodów połączeniowych.

Zaletą tego rozwiązania było, że stoper pracował już po wykonaniu poprawnego montażu, zgodnego ze schematem ideowym. Nie trzeba było programatora, kompilatora, znajomości języka programowania oraz mikrokontrolera, dla którego był tworzony program itd. Wystarczyła lutownica i biurko.

rys1Schemat elektryczny bloku głównego stopera z EP 8/1998 pokazano na rysunku 1. Na pierwszy rzut oka wydaje się on skomplikowany, ale na pewno zauważymy, że na jego złożoność wpływa nie tyle układ połączeń, ile liczba elementów sterujących pojedynczym wyświetlaczem, których jest 6 – bloki muszą być powielone. Każdy wyświetlacz wymaga do sterowania aż 1,5 układu scalonego – połowę licznika 4518 i cały dekoder 4543, co przy 6 wyświetlaczach daje 9 układów. Jeśli dodamy do tego dzielnik wstępny zawierający 2 układy, przerzutnik start/stop z 1 układem, bramki dekodujące „6” zawarte w 1 układzie scalonym, stabilizator napięcia oraz generator 1 MHz (co prawda to moduł, ale potraktujmy go jak 1 układ), to daje zawrotną liczbę aż 15 układów scalonych do realizowania stosunkowo nieskomplikowanej funkcji pomiaru czasu.

Pierwszym blokiem, odpowiedzialnym za precyzję działania urządzenia, jest 1-megahercowy generator kwarcowy Q1 wraz z dzielnikiem częstotliwości zrealizowanym na układach dyskretnych. Na wyjściu Q3 licznika IC10B otrzymujemy przebieg o częstotliwości 100 Hz. Po włączeniu zasilania i naciśnięciu RESET wszystkie liczniki zostają wyzerowane i pracuje jedynie generator kwarcowy dostarczając przebieg na wejścia dzielnika i przerzutnika J-K IC13A sterującego pracą urządzenia. Wejście „Start” stopera może być dołączone do wyjścia układu wykrywającego huk strzału pistoletu startowego (opis w EP 9/1998). Normalnie panuje na nim stan niski wymuszony rezystorem R2. Po strzale na wejściu „Start” wystąpi stan wysoki, co spowoduje, że po impulsie na CLK wyjście /Q przerzutnika IC13A zostanie wyzerowane i rozpocznie się odmierzanie czasu. Dekoder złożony z bramek układu IC12 powoduje wyzerowanie licznika po tym, jak ten osiągnie 60 minut. Po dokładny opis funkcjonowania urządzenia a także po opis modułów dodatkowych warto sięgnąć do otwartego, bezpłatnego archiwum EP dostępnego na stronie internetowej http://www.ep.com.pl.

rys2Projekt następcy kitu AVT447 opisaliśmy 14 lat później – był to „Mega stoper”, oferowany jako zestaw AVT5377. Schemat ideowy płytki głównej „Mega stopera” pokazano na rysunku 2. Oczywiście, w międzyczasie były publikowane opisy innych urządzeń, ale ten jest najbardziej zbliżony funkcjonalnie. Jeśli być konsekwentnym i liczyć moduł generatora zegarowego jako jeden układ scalony, to „Mega stoper” zbudowano w oparciu o 7 układów scalonych, z czego 2 pracują w zasilaczu, a 3 to wzmacniacze prądu wyświetlacza, których nie było w poprzedniej wersji. Jeśli odliczyć generator zegarowy, to za całą, znacznie bardziej rozbudowaną niż przed 14 laty funkcjonalność stopera odpowiada pojedynczy układ scalony, ale współcześnie, gdy niektórym konstruktorom łatwiej buduje się chociażby generator akustyczny w oparciu o procesor niż o elementy dyskretne, raczej nikogo to nie zdziwi. Funkcje realizowane przez „Mega stoper” są następujące:

- Zegar czasu rzeczywistego i opcjonalnie termometr (czas i temperatura pokazywane naprzemiennie).
- Stoper prosty mierzący czas od startu do mety.
- Stoper pięciokrotny, mierzący i zapamiętujący czas 5 zawodników.
- Wskaźnik punktów, który wyświetla 3×2-cyfrowe wartości np. punkty1, runda, punkty2.
- Licznik zdarzeń liczący w górę lub w dół.
- Alarm generowany po przekroczeniu zadanej wartości.
- Odliczanie czasu w dół od ustawionej wartości; alarm po osiągnięciu 0.

Oczywiście, cała funkcjonalność stopera jest realizowana przez oprogramowanie. Mikrokontroler jest jedynie platformą, na której jest ono uruchomione. I chociaż współcześnie komputer PC i programator dla mikrokontrolera nie są zbyt drogie, a i kompilator języka programowania można mieć za darmo, to jednak uruchomienie tak zbudowanego stopera wymaga nie tylko lutownicy i biurka, jak to było kilkanaście lat temu, ale oprócz nich także znajomości języka programowania oraz specjalistycznego sprzętu. Z drugiej strony, urządzenie z mikrokontrolerem czy innym układem programowalnym bardzo łatwo się modyfikuje – mając jakiś nowy pomysł, wystarczy zmienić program sterujący. W poprzednim rozwiązaniu bardzo trudno by było np. zrobić zapamiętywanie 5 wyników dla 5 zawodników. Taki stoper byłby bardzo rozbudowany, miałby spore wymiary, a w czasie pracy mógłby pobierać z zasilacza prąd nawet rzędu 1 A. Dziś bez trudu zawrzemy tę funkcjonalność w najprostszym mikrokontrolerze, bez modyfikowania urządzenia. Co najwyżej będziemy potrzebowali dodać jakieś przyciski sterujące.

Na koniec rzut oka na technologię montażu. Można zauważyć, że o ile znacznie wzrosła skala integracji układów scalonych, o tyle komponenty są w obudowach do montażu przewlekanego, które łatwo przylutować w warunkach domowych. Owszem, złożona funkcjonalność mikrokontrolera wymaga obudowy mającej wiele wyprowadzeń, ale już te naście lat temu były dostępne układy w obudowie o takich samych wymiarach, mające zbliżoną lub nawet większą liczbę nóżek.

Jacek Bogusz, EP

Inteligentny dom staje się rzeczywistością

Kiedyś dom był dla ludzi tylko schronieniem, dzisiaj technologia przekształciła go w ?hub? łączący poza wypoczynkiem także rozrywkę, pracę, fitness, bezpieczeństwo. Wydaje się, że wraz z rosnącym znaczeniem pracy zdalnej oraz powiększającymi ...

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

W bieżącym numerze

SAR - amplituner stereofoniczny (1)

Projekt amplitunera chodził za mną od dłuższego czasu, ale zawsze było coś ważniejszego do zrobienia, więc musiał nabrać mocy urzędowej. Nie bez znaczenia był w tym wypadku fakt, że z założenia chciałem przygotować rozwiązanie kompleksowe, funkcjonalne i estetyczne, a to wymaga znacznie więcej czasu i wysiłku. Rekomendacje: samodzielnie wykonany amplituner może przydać się w roli centralnego komponentu zestawu muzycznego, wokół którego można gromadzić inne elementy (odtwarzacz CD, przetwornik D/A itp.).

Kup bieżący numerePrenumerata

Samochodowy zasilacz do laptopów

Coraz częściej różne urządzenia przenośne towarzyszą nam w podróży. Na przykład, zabieramy ze sobą na różne wyjazdy laptopa chociażby po to, aby sprawdzić pocztę, zgrać zdjęcia z aparatur lub (niestety?) pozostawać w kontakcie z firmą, w której jesteśmy zatrudnieni. Opisywane urządzenie pomoże w rozwiązaniu problemów z jego zasilaniem. Rekomendacje: zasilacz jest przeznaczony do zasilania lub ładowania akumulatorów laptopów o typowym napięciu 19 V z instalacji samochodowej 12 V.

Kup bieżący numerePrenumerata

Precyzyjny regulowany zasilacz stabilizowany

Zasilacz stabilizowany z płynnie regulowanym napięciem w zakresie 0?10 V i ograniczeniem prądowym w zakresie 0?1 A. Pomimo takich parametrów ma bardzo nieskomplikowaną budowę, ponieważ wykonano go z użyciem nowoczesnych podzespołów. Aby zmniejszyć czas odpowiedzi impulsowej dodano sztuczne obciążenie wyjścia. Filtr przeciwzakłóceniowy w torze zasilania urządzenia uniemożliwia przenikanie zaburzeń przewodzonych z sieci zasilającej. W razie potrzeby zasilacz można łatwo rozbudować rozszerzając zakres napięcia wyjściowego i prądu obciążenia. Rekomendacje: precyzyjny, regulowany zasilacz stabilizowany, który ułatwi pracę w serwisie telefonów komórkowych i przy uruchamianiu urządzeń o małej mocy.

Kup bieżący numerePrenumerata

Sterownik bojlera do instalacji PV

Odnawialne źródła energii cieszą się coraz większą popularnością, w szczególności przydomowe instalacje fotowoltaiczne. Wyprodukowane w ten sposób nadwyżki energii elektrycznej mogą z powodzeniem służyć np. do ogrzewania ciepłej wody użytkowej zamiast zostać odsprzedane do sieci. Rekomendacje: urządzenie służy do sterowania grzałką bojlera w taki sposób, aby zapewnić komfortowe użytkowanie domu przy jak najmniejszych wydatkach.

Kup bieżący numerePrenumerata

Strefa magazynu

Klub Aplikantów Próbek

Rozdajemy za darmo próbki atrakcyjnych podzespołów modułów i urządzeń

Zobacz więcej

Sensory i czujniki

Temat numeru

Miniaturowa ładowarka bezprzewodowa

Temat okładkowy

Elektronika Praktyczna

Kwiecień 

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku internetowym

Elektronika Praktyczna Plus

Kup w kiosku internetowym

Projekty archiwalne

Lista aktualnych projektów znajduje się w dziale "Projekty EP". Dostęp do treści najnowszych projektów został zarezerwowany dla prenumeratorów.

Konwerter USB/UART ze wszystkimi liniami sygnalizacyjnymi RS232

Numer: Czerwiec/2015

Współczesne komputery z bardzo rzadko wyposażone są w interfejs RS232. Zastąpiono go interfejsem USB, jednak złożoność implementacji tego drugiego powoduje, że jest on bardzo rzadko stosowany w konstrukcjach amatorskich, w których nadal króluje UART. Pomostem pomiędzy tymi interfejsami są konwertery USB/UART zwykle z układami firmy FTDI. Przedstawione rozwiązanie ma w stosunku do innych dwie podstawowe zalety: dostępne ...

RaspbPI_PLUS_GPIO Moduł rozszerzeń GPIO Pi B+

Numer: Czerwiec/2015

Opisywany projekt modułu rozszerzeń umożliwia zastosowanie Raspberry Pi+ w aplikacjach kontrolnych i sterujących, zapewniając dostęp do wszystkich sygnałów GPIO dostępnych w nowej wersji.

Zasilacz anodowy

Numer: Czerwiec/2015

Współcześnie konstruowanie zasilacza laboratoryjnego jest przedsięwzięciem zupełnie nieuzasadnionym ekonomicznie chyba, że ma on być produkowany w tysiącach egzemplarzy. Jednak oprócz chęci bogacenia się, źródłem ludzkiego działania są również różnorakie pasje i żądze stanowiące formę rozładowania gromadzących się pozytywnych lub negatywnych emocji. Zatem chcąc zaspokajać indywidualną potrzebę konstruowania urządzeń ...

Miernik UIPTR

Numer: Lipiec/2015

W Elektronice Praktycznej nr 2/2013 opisano projekt miernika UIPT przeznaczonego do zasilacza laboratoryjnego. Teraz postanowiliśmy przedstawić podobne urządzenie, jednak mające inne możliwości - miernik UIPTR. Oprócz pomiaru napięcia, prądu, mocy i temperatury, miernik potrafi również wyliczyć rezystancję dołączonego obciążenia. To jednak nie jest najbardziej istotna różnica - ważniejsze, że ten miernik potrafi ...

Zasilacz arbitralny powerBank

Numer: Lipiec/2015

Zasilacz laboratoryjny należy do podstawowego wyposażenia warsztatu każdego elektronika amatora i profesjonalisty. Nie dziwi więc fakt, że wielu z nas urządzenie tego typu czyni celem jednej z pierwszych inwestycji lub samodzielnie zbudowanego projektu. Współczesne zasilacze laboratoryjne często są wyposażane w dodatkową funkcjonalność, to jest w możliwość programowania kształtu napięcia wyjściowego oraz ogranicznika prądowego. ...

Programowany wyłącznik czasowy zasilania

Numer: Lipiec/2015

Niejednokrotnie zachodzi potrzeba kontrolowania czasu pracy urządzenia zasilanego napięciem sieciowym. W handlu dostępne są różne wyłączniki czasowe, jednak większość z nich wymaga czasochłonnego konfigurowania. W szczególności, gdy kontrola ogranicza się do samoczynnego wyłączenia po zadanym czasie, takie rozwiązania stają się nieefektywne. W tym celu powstał opisywany projekt. Rekomendacje: głównym przeznaczeniem ...

Liniowy wzmacniacz mocy nadajnika

Numer: Lipiec/2015

Zadaniem wzmacniacza mocy jest wytworzenie wymaganej mocy wyjściowej wielkiej częstotliwości nadajnika i dostarczenie jej do anteny, przy jak najmniejszej mocy sterującej z możliwie największą sprawnością. Wzmacniacz można zbudować dosłownie w jeden wieczór, ponieważ nie wymaga on wykonania płytki drukowanej. Rekomendacje: układ może pełnić rolę wzmacniacza końcowego transceivera QRP/80 m zapewniając podniesienie sygnału ...

Miniaturowy wzmacniacz słuchawkowy HP_Amp_TDA1308

Numer: Lipiec/2015

Niewielki wzmacniacz słuchawkowy wyposażony we własne zasilanie akumulatorowe, przydatny do urządzeń wyposażonych tylko w wyjście liniowe. Autonomiczne zasilanie akumulatorowe ułatwia zastosowania przenośne.

Zasilacz modułowy

Numer: Lipiec/2015

Przedstawiony układ może również być pomocny konstruktorom, którzy nie chcą tracić czasu na samodzielne opracowanie zasilacza i gotowi są zastosować moduł zasilający, który będzie wchodził w skład ich urządzenia. Zaletą proponowanego rozwiązania jest możliwość umieszczenia na płytce drukowanej transformatora o mocy z przedziału 1,5...8 VA.

Przegląd złączy Molex dla zastosowań IoT

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Newsy 24h

czwartek, 24 maja 2018 20:04

IBM announces new hiring in France as CEOs meet Macron

IBM announced new recruitment in France before a meeting between President Emmanuel Macron and the bosses of IBM and Microsoft. IBM will hire about 1,400 people in France over the next two years in the fields of blockchain, cloud computing and internet of things, the company said. These jobs come on top of the already-announced 400 new hirings IBM said it will make in the field of artificial intelligence in France. Microsoft’s boss Satya Nadella and his counterpart at IBM, Ginni Rometty, are each scheduled to have one-on-one meetings with Macron later on Wednesday, before so-called "Tech for Good" workshops with them and heads of other tech companies Uber and Facebook. więcej na: www.reuters.com

czwartek, 24 maja 2018 17:57

Apple's new iPhones may have the first 7-nanometer chips

Apple's new chip for the next-gen iPhones is smaller than its predecessors - it's also already in production. Cupertino's manufacturing partner, TSMC, has reportedly started mass producing the 7-nanometer chip that was created to be faster and more efficient than the 10-nanometer design (used for the iPhone 8 and X) it's replacing. It will enable faster app loading times and longer battery life, which are qualities that can convince buyers to get an iPhone instead of a Galaxy S or any other device from its competitors. Considering the slowdown in the global smartphone industry's growth, phonemakers need to conjure up ways to persuade people to buy a new device. więcej na: www.engadget.com

czwartek, 24 maja 2018 16:00

Toshiba Memory to build new fab to expand 3D flash production capacity

Toshiba Memory announced recently it had decided to start constructing a new fab for BiCS FLASH, the company's proprietary 3D flash memory, in Kitakami in July 2018. TMC selected Kitakami City as the next location to expand its operations in September 2017, and has started preparations for construction of the new fab. Demand for 3D flash memory has been rising on robust demand for enterprise SSDs for datacenters and servers. The new fab will be completed in 2019, according to the company. It will introduce an advanced production system that uses AI to boost productivity. Decisions on the new fab's equipment investment, production capacity and production plan will reflect market trends. więcej na: www.digitimes.com

czwartek, 24 maja 2018 13:54

Samsung plans 3nm gate-all-around FETs

Samsung Electronics laid out plans to bring to mass production in 2021 the architectural successor to FinFETS, gate-all-around (GAA) transistors, at the 3nm node. The South Korean giant also reaffirmed plans to begin 7nm production using extreme ultraviolet lithography in the second half of this year at its annual foundry technology forum. GAA technology has been under development since the early 2000s by Samsung and other firms. GAA transistors are field-effect transistors that feature a gate on all four sides of the channel to overcome the physical scaling and performance limitations of FinFETs, including supply voltage. Samsung's proprietary GAA technology, known as multi-bridge-channel FET, has been in development since 2002, according to Ryan Sanghyun Lee, vice president of market for Samsung Foundry. więcej na: www.eetimes.com

czwartek, 24 maja 2018 11:55

GlobalFoundries announces industry’s most advanced automotive-qualified production FD-SOI process technology

GlobalFoundries announced that its 22nm FD-SOI (22FDX) technology platform has been certified to AEC-Q100 Grade 2 for production. As a part of the AEC-Q100 certification, devices must successfully withstand reliability stress tests for an extended period of time, over a wide temperature range in order to achieve Grade 2 certification. The qualification of GF’s 22FDX process exemplifies the company’s commitment to providing high-performance, high-quality technology solutions for the automotive industry. “FD-SOI has advantages for companies who are looking for real-time trade-offs in power, performance and cost," said Dan Hutcheson, CEO and Chairman of VLSI Research. więcej na: www.globalfoundries.com

czwartek, 24 maja 2018 10:01

Lumentum orders Veeco MOCVD system

Veeco Instruments Inc. announced that Lumentum Holdings Inc. has ordered the Veeco K475i As/P MOCVD System for production of its advanced semiconductor components which address the 3D sensing, high-speed fiber-optic communications and laser-based materials processing end-markets. Lumentum, headquartered in Milpitas, Calif., is a manufacturer of innovative optical and photonics products. “The global communications, industrial and consumer electronics markets that our proprietary semiconductor lasers address are growing rapidly,” said Susan Wang, vice president of manufacturing at Lumentum. The K475i system incorporates proprietary TurboDisc and Uniform FlowFlange MOCVD technologies. więcej na: www.veeco.com

Mamy pytanie

Czy korzystasz z kodów QR?

Czy korzystasz z kodów QR, które są umieszczone przy nowinkach podzespołowych w Elektronice Praktycznej?

Tak
Nie

Kalendarium

05.25
05.29

Targi zagraniczne

TechInnoProm 2018

Wtorek

06.04

Szkolenie

Wireless Day IV 2018

Poniedziałek

06.05
06.05

Szkolenie

Wireless Day IV 2018

Wtorek

Elektronika Praktyczna

Kwiecień 2018

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym