Коммик (stalinist) wrote,
Коммик
stalinist

Category:

Бьётся в тесной головке мысля (©) -- Открой для себя Arduino! : Часть третья

Открой для себя Arduino! : Часть вторая

Не хотел раскрывать свои планы до полного завершения моего проекта, но сегодня (впрочем, уже вчера) у меня произошла цепь революционных умозаключений, которая эти планы изрядно подрихтовала. Эти умозаключения не видны окружающим (да они и не смотрят особенно...), и они не понимают, какие изумление и радость вызывают творческие акты, пусть и столь незначительные. Вот я и решил поделиться здесь своими яркими переживаниями конструктора-радиолюбителя.

Мой замысел начался с того, что я внезапно решил воспроизвести мой проект образца 1993 года (подробнее здесь: Хождение по звукам: Как мы, туповатые мужики, ищем причины ошибок или неисправностей), завершённый на Родине за год до отъезда в Канаду, на новой почве расцветшей буйным цветом фантастически прекрасной полупроводниковой технологии, которой мы обязаны, по преимуществу, американским товарищам. (Как я обычно говорю в таких случаях, русские бы до этого никогда не дошли. Не в смысле "не додумались бы", а просто даже думать в эту сторону не стали бы. Зачем, когда есть уже солёный огурец?!)

Итак, я еще молодым радиолюбителем начал думать о том, чтобы построить прибор для проверки наличия прямого металлического соединения хорошего качества, то есть, попросту говоря, "прозвонки", и при этом прибор не должен был сопряжен ни с малейшим риском повреждения оборудования, которое бывает и очень нежным, и очень дорогим. Зачем мне это было нужно? Ну, например, инструкции по применению интегральных схем часто пишут, что развязочные (? термин, возможно, уже забыл) конденсаторы, подсоединяемые параллельно подводимому к микросхеме питанию, должны устанавливаться как можно ближе к этой микросхеме; обычная прозвонка не заметит, если это правило нарушено, лишь бы они были как угодно подсоединены, а я хотел обнаружить эти неправильные несколько миллиом, свидетельствующие о недостаточно близком соединении, причем, возможно, осуществленном через какие-то диодные переходы. Другой пример использования -- качество контактов, номинально в пределах десятков миллиом, что может быть заметно хуже при старении этих контактов.

И, самое главное, повторюсь: я хотел бы, чтобы от моего прибора не было бы никакого риска измеряемому оборудованию, куда бы я ни ткнул измерительные щупы. По этой причине я решил, что прибор вообще не должен "видеть" полупроводниковые переходы как проводящие, а, учитывая, что мы, советские люди, еще помнили о германиевых диодах с напряжением на переходе милливольт в 250, я установил максимальное значение измеряющего напряжения, исходящего из моего прибора, на уровне около 50-ти милливольт.

При этом, как понятно из первой части, я хотел измерять очень малые сопротивления, скажем, с верхним пределом 1 ом, что принуждает к довольно большом измерительному току: закон Ома все помнят? Чёта я не уверен, ну да ладно: 50 милливольт/1 ом = 50 миллиампер. Прибор должен быть с батарейным питанием, и с такими рабочими токами батарея будет быстро разряжаться. Отсюда требование: измерение должно производится импульсами с длительностью не более нескольких десятков микросекунд и периодом в миллисекунды.

Здесь уважаемый читатель, проявивший достаточную волю, чтобы дочитать до этого места, может вздохнуть с облегчением. Если совсем просто, я хотел построить очень экономичный и безопасный миллиомметр для прозвонки, причём частота звука должна была отображать измеряемое сопротивление: чем меньше сопротивление, тем выше звук. Это для того, чтобы не смотреть на стрелку осциллографа: звук проще воспринимать.

Но и стрелку тоже надо: в 1993 году у меня был стрелочный прибор, а сейчас-то -- цифровизация! Поэтому прибор должен быть цифровым: и эффективнее, и проще!

Ну а что надо для миллиомметра? Показывать миллиомы от 0 до 999, поэтому я решил, чтобы всё было попроще и подешевле, применить трехразрядный жидкокристаллический семисегментный индикатор, который можно видеть на фотографии по ссылке, с которой начинается этот текст.

А несколько дней назад меня осенило: ведь я же измеряю сопротивление путем измерения напряжения при фиксированном токе в 50 миллиампер, то есть у меня подспудно есть еще и милливольтметр с пределом в 50 милливольт! А подсоедини шунт в 50 ом к входным гнездам, и получится еще и микроамперметр с пределом в 1 миллиампер! А это всё функциональность, которая хоть и редко, но бывает нужна (например, как оценить скорость разряда батареи?), и которой совершенно нет в расхожих мультиметрах.

Таким образом, решил я, мой прибор станет миллимультиметром! Значит, нужен орган управления для переключения режимов. Если с переходом от миллиомметра и милливольтметру особых проблем не было, так как у меня входные гнезда все равно были защищены мощными ключами на полевых транзисторах MOSFET, то с микроамперметром дело было немного сложнее: измерительный шунт должен быть всегда представлен измеряемой цепи, и эта цепь может ненароком его сжечь. Поэтому я решил поставить обычный ползунковый переключатель, так что его контакты будут подключать шунт -- он выдержит перегрузку, да и не очень его жалко.

А вчера вечером я обнаружил прекрасные электронные реле с оптической гальванической развязкой, так что и для микроамперметра механических контактов не надо. Что же получается? Ползунковый переключатель будет только использоваться для чтения микроконтроллером? Но ведь он довольно неудобен, да и очень уж архаичен...

Ну что тут можно придумать? То, что делают сейчас все: вместо механического переключателя использовать многократные нажатия на кнопку, которые и будут переключать режимы работы. Но надо же тогда как-то текущий режим работы отображать, а иначе пользователь не будет знать, что он измеряет: сопротивление, напряжение или ток! А индикатор у меня совсем минималистический: кроме трех цифр и двух точек на нём ничего нет...

Ну тогда поставлю три светодиода с надписями: тот, который горит, указывает на режим работы. Но ведь это тоже архаика и безвкусица!

В результате сегодня моя конструкторская мысль заставила меня принять то, о чём я до этого почти не думал, рутинно держа в голове изначальный замысел: мой минималистический индикатор неприемлем! Его нужно заменить на что-то более информативное и современное!

Конечно, сейчас в ходу дисплеи с технологией OLED, но вся моя система потребляет меньше 20 миллиампер, а такой дисплей это потребление по меньшей мере удвоит. Да и не к чему нам, радиолюбителям, такие роскоши: чай, не русские девушки, которых так завораживают мигающие разноцветные огоньки... В результате выбор пал на символьный (неграфический) жидкокристаллический дисплей с двумя строками по 8 символов. Будем писать...

Жаба, однако, долго душила: первый дисплей стоит чуть больше 3 долларов, а второй -- больше 11-ти. "Подумаешь, большая разница!" -- скажете вы. Но тут мне придётся открыть еще одну тайну: я попытаюсь производить прибор для продажи, а, чтобы продаваться, он должен быть максимально дёшев, и здесь каждый цент на счету.

Однако потом я осознал: новый дисплей уже, фактически, приходит с разъёмом, и его можно установить на основную плату, а для старого дисплея надо делать свою плату ($3) и установить 3 сдвигающих регистра для записи сегментов, поскольку в нём, кроме сегментов, ничего нет -- а это еще $2. Переключатель выкидываем -- еще минус полтора доллара, так что разница в цене почти исчезает.

Вот какая мешанина из творческих, технических и коммерческих соображений варилась сегодня в моей голове... А ведь я только что закончил разводку основной платы, которую теперь надо переделывать. Зато не надо делать вторую плату!

Wish me luck, как говорят американе, пожелайте мне успеха!

Tags: technology, words
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 0 comments