Статиите принадлежат на Категория MAKE | DIY



Сглобете усилвател Голи-Кости „Skeleton“

Източник:  makezine.com

Автор:  

Превод от английски: Т.Б.

 

m23_mini-chip-amp-opener

СКЕЛЕТНА СИСТЕМА

Скелетта е прозрачен усилвател, който звучи абсурдно добре, докато в същото време Ви показва вашето запояване(не прилича изобщо на типичен аудио продукт). Сглобете го от общи материали и се наслаждавайте на музиката му, изпълнявана през елементите които сами сте си направили.

Обичам да сглобявам аудио оборудване: високоговорители, грамофони, лампови усилватели, транзисторни усилватели, и всичко останало което въпроизвежда музика. Преди няколко години прочетох възторжени отзиви за екзотичен аудиофилски усилвател базиран на усилвателен интегрален чип на National Semiconductor. След повече проучвания, научих че серията аудио усилвателни ИС „Overture“, на National Semiconductor – притежават в себе си тонове добри музикални качества в един надежден и гъвкав чип, комбинирайки всички характеристики на един добре-проектиран транзисторен усилвател.

Реших да използвам техният чип LM1875, за да направя малък и елементарен стерео усилвател. Избрах името „Squelette“(скелет на френски), заради механичните часовници на които се виждат вътрешния работен механизъм. Squelette е усилвател базиран на интегрална схема в своята най-елементарна форма: той притежава 2 входа за различни източници, управление над усилването и е способен да изведе полезните 11W вата на канал. Изработката му не изисква използването на някакви екзотични части; направих внимателен проектански избор на всичко и поръчах всичко освен LM1875 от RadioShack и от ВиК щанда на строителния магазин. Ето как и Вие може да си направите свой собствен, от материали на стойност по-малко от $50(~89 BGN)[При тази цифра се приема, че Вие вече разполагате с основните елементи(като резистори, кондензатори, преключватели, и.т.н.) под ръка. Цената би била значително по-голяма ако купите всичко като ново и в малки количества].

Снимка на компонентите от Ed Troxell.
Снимки на стъпките от Ross Hershberger.
Илюстрация от Timmy Kucynda.

СТЪПКА #1: Техники за Проектиране на Озвучителна системи

MiniChipAmp_11_ga_illo-proof

 

M23_amp_Best

 

Добрият дизайн прави така, че всеки елемент да си струва инвестираните пари и време. Ето как общите компоненти на Скелетния усилвател се обединяват, за да направят едно цяло, което е по-голямо/ велико от своите елементи.

A: Входните жакове свързани към аудио източника.

B: Захранващия кабел се свързва към едната намотка на трансформатора 25,2V 2A. Интегралната схема LM1875 може да работи с по-големи трансформатори, но съответното оразмеряване на останалите компоненти и проектиране на охлаждащия радиатор би направило усилвателя значително по-обемист, по-сложен и по-скъп.

C: Сърцето на усилвателя е малка, ръчно-изработена платка. Шаблона на мрежата на дупките на платката води до лесно запояване, чрез инструкция за запояване-по-числа. Елементите за захранващия модул(по протежение на горната част и средата на платката са показани тук) преобразуват AC напрежението от трансформатора към DC напрежение за усилвателните схеми.

D: Всеки от 2 еднакви усилвателни канала е направен на базата на ИС LM1875 от NatSemi.

E: Кондензатора C1 изолира входа на „първи извод 1“ от DC съставката, а резистора R1 осигурява референтна маса.

F: Кондензаторите C2, C3, C4 и C5 шунтират захранването към изводите V+ и V- на ИС LM1875, осигурявайки ниско-импедансен захранващ източник при високи честоти.

G: Резистора R2 и кондензатора C6 образуват „Филтъра на Зобел“(Zobel filter), представяйки ниско-импедансен товар към изхода при много високи честоти. По този начин се разтоварва и се гасят трептенията, както и фалшивите сигнали извън аудио лентата.

H: Резисторите R3(на гърба на платката) и R4, свързани по AC ток към маса чрез C7, сформират глобална отрицателна обратна връзка от изхода на чипа обратно към неговия отрицателен входен извод. Обратната връзка задава общия коефициент на усилване по напрежение, намалява изходния импеданс и намалява вътрешно генерирания шум и изкривявания.

I: Платката е поставена в кутия направена от алуминиеви профили и плексиглас. Алуминият се закрепя към ИС LM1875 като радиатор, а също така служи и за маса на схемата. Плексигласът Ви позволява да виждате схемата.

J: Всички връзки към масата минават директно през една обща споделена „звездообразна“ маса, голям кръг от проводник центриран на гърба на печатната платка, който се свързва към кутията. Този начин на свързване предотвратява взаимодействието между звената на схемата, които могат да предизвикат шум и нестабилност.

K: Входния ключ за избор „3P2T“(три-полюсни, двойно-изхвърляне) комутира двата сигнала и масите на 2-те входни устройства, за да изолират напълно не-избраното входно устройство. Това предотвратява както токовете протичащи през масата, така и шума който може да постъпи от свързването на масите на два различни входа заедно. Свързания за „center off“, ключа също така Ви позволява да заглушите усилвателя без да променяте настройката за силата на звука.

L: Двете глухи гайки в горните ъгли на шасито Ви позволяват да изложите частите на усилвателя на чист въздух, а 5-те винта Ви позволяват да премахнете схемата Squelette от шасито напълно, без да разпоявате.

СТЪПКА #2: Сглобяване на схемата

m23_amp_SQUELETTE-PCB-FRONT-DONE

 

m23_amp_SQUELETTE-PCB-BACK-DONE

– Платката изглежда сложна, но всеки от чиповете LM1875 съдържа 46 транзистора; а сега си представете, ако трябваше да ги опроводявате на ръка!
– Отрежете си парче от развойна-прототипна платка с дупки с размери 33×15, след което загладете ръбовете. Изчистете страната с медта с Scotch Brite-тампон, и избършете с алкохол.Залепете картонена рамка около ръбовете и наименувайте редовете 1-15 и колоните A-AG, с център горе вляво от страната на елементите(без медта).
ЗАБЕЛЕЖКА: Можете да изтеглите схемата за опроводяване за Squelette от тук.
– Започнете със захранването. Свържете следните чифтове дупки с диоди, страната на катода(отбелязана със линия) са изброени втори: B1 към G1, H1 към M1, X1 към S1, и AD1 към Y1.
-От страната на спойките(медта), окъсете(jumper) G1 към H1, X1 към Y1, и M1 към S1. Отрежете изводите на H1 и X1 до ½ “ и ги огънете надолу в тесен кръг. Отрежете напълно всички останали изводи.
СЪВЕТ: Ако някоя от дупките са прекалено малки, опитайте се за ги разширите от страната на елементите с овална пила, остър нож или пък с дрелка със заострена боргия.
– Зачистете малко проводник с дебелина 24-gauge(Диаметър в милиметри: 0,51 mm; Сечение в квадратни милиметри: 0,3 mm^2), след това го прокарайте през A1, и го запойте към моста A1 & B1. Опроводете го над четирите диода, и зачистете, проврете, и запойте другия край, за да свържете AE1 и AD1.
– Поставете кондензатор със стойност 4700uF на P3(+) и P6(-), а другия на P10(+) и P13(-). Окъсете чрез мост S1 към P3. Електролитните кондензатори имат отбелязан (-) на единият си извод.

СТЪПКА #3: Изготвяне на платката(продължение)

m23_amp_SQUELETTE-STEP-1-BACK

 

– От страната на елементите, прокарайте 24-gauge проводник през AF1 и го свържете към AD1. Опроводете го между редове 1 и 2, след това надолу между колони S и T. Закрепете други край към S14, изолирайте го, след това го отрежете, зачистете и свържете само към P13.
– Свържете P6 към P10 на гърба с повдигнат кръг от зачистен проводник с дебелина 18-gauge(Диаметър в милиметри: 1,02mm; Сечение в кв.мм.: 0,82 mm^2). Това е звездообразен електрически възел на масата GND, и значителна част от проводниците се свързват тук, затова оставете известно място.

Следва продължение ;) …

Приключения в изграждането на потребителски Raspberry Pi LED дисплей

Източник:  makezine.com

Автор:  

Превод: Т. Б.

finalLED

 

По време на лятото миналата година, имах възможността да посетя и разгледам района на University of California в San Diego. Сред многото ефектни Арт инсталации и архитектурни чудеса на територията на университета, имаше една която не мога да забравя. В централната сграда на университета, the Price Center, е изграден „стенопис от часовници“ върху огромните стени на сградата. Най-интересното обаче, бяха LED дисплеите с движещите се знаци, които прекъсваха „стенописа“ на половината стена. Седейки на диван срещу тях, аз неуспях да сваля поглед от тях и да престана да чета новините придвижващи се по тях. И тогава осъзнах, че трябва да имам един такъв.

Скоро разбрах, че да тръгна по традиционният път и да си купя такъв – просто не беше вариант. Затова реших да намаля разходите като си направя сам такъв.

2014-02-27-23-55-20

 

ДИЗАЙН

Още от самото начало знаех, че исках относително дълъг дисплей, затова при проектирането на схемата трябваше тя да бъде на модулен принцип и разширяема. Вместо да приема посока ориентирана към дизайна, реших пърно да си изясня на етап идея в главата си, как всичко ще работи. Разполагах с набор от двуцветни LED матрици 100 8×8 от eBay, и моето приключение започна.

КОНСТРУКЦИЯ

Схемата беше елементарна, чрез използването на преместващи регистри, за да управляват както колоните, така и редовете по мултиплексен начин, такъв че само един ред в даден момент от времето да бъде засветнат, необходими са единствено три сигнални линии за управлението на дисплея. Бях наивен и затова се осмелих да осъществя ръчно опроводяване на всеки единичен модул от системата на дисплея върху развойна платка-на дупки. Към краят на първият прототип знаех, че това е почти невъзможна задача, тъй като трябваше да създам най-малко десет броя от тези модули, а първият готов е показан на снимката отдолу след месец работа.

2013-07-27-20-47-04

 

Осъзнавайки това, започнах да създавам цифров дизайн на схемата, който след това можех да ецна ръчно. Първата част на тази нова сага, беше бе необходимо някак да разпробия дупки в печатната платка PCB. Без достъп до подходяща настолна бормашина, реших да си направя собствена такава. Намерих си мотор и драйвер за него от eBay, както и стойка. След което създадох следната изпровизация, за да разпробия хиляди дупки намиращи се върху всеки един от модулите.

2013-08-15-21-06-33

 

С използването на „тонер трансфер метода“, за да ецна печатните платки, аз можех да избегна опроводяването на половината от проводниците, които трябваше да направя ръчно. Реших да използва едностранна печатна платка, заради достъпната цена за ецване, трябваше да свържа на ръка голяма част от проводниците. Макар и досадно, това отне само седмица, в сравнение с това което би отнело като време за опроводяване на ръка. Това е подобрение.

2014-01-19-17-17-462014-01-19-17-18-21

 

След завършването на първият ръчно ецнат модул, че това е едва леко подобрение на ръчния вариант за опроводяване от гледна точка на бързина и труд. Но почуствах, че нямам избор заради високите цени на производителите на печатни платки. В този момент бях готов да заменя бавното Arduino, което захранваше прототипите до този момент с Raspberry Pi. Най-високата скорост на Raspberry Pi ми позволи да обновявам дисплея с честота от 60Hz докато изплювам по 243 байта на ред. Свързването на Raspberry Pi към дисплея беше толкова елементарно, колкото това да се вземе SPI изхода и да се свърже чрез проводници към дисплея. Целият код е достъпен в моя GitHub. Идеята ми беше да има само един кабел, който отива до целия ми дисплей, затова сложих RaspberryPi платката върху USB Wi-Fi модул и я захраних с 5V DC източник, който също така управляваше и дисплея. Обаче скоро след като всичко беше включено и работеше, настъпи бедствието. Поради причини, които аз не си спомням реших да направя захранващите входове 5V & 12V с еднакви жакове. Бързо разбрах, че Raspberry Pi не може да оцелее на 12V волта, нито USB входа или преместващите регистри на дисплея.

На този етап, знаех че не мога реално да произведа други десет дисплея, при които отново трябваше да ецна и опроводя всяка от платките. Просто щеше да отнеме твърде много време. За щастие, след инцидента попаднах на доста евтин производител на печатн платки, което и ми позволи да завърша дисплея. Беше направен бърза преработка на дизайна, за да отговаря на изистванията на производителя на PCB. Окончателният дизайн е показан отдолу.

screenshot-17

2014-02-18-15-35-46

 

С тези платки аз можех да запоя и да създам десет напълно функциониращи модула за две седмици.

ЗАВЪРШВАНЕ

От началото знаех, че искам да монтирам дисплея в някаква дървена рамка на стената. Както и с моята печатна платка, започнах да правя рамката от някакво балса дърво. Модулите бяха направени по такъв начин, че да можете лесно да ги премахнете ако е необходимо без напълно да унищожавате рамката.

2014-03-06-21-27-092014-03-06-21-28-52

РАЗМИСЛИ

Най-големият урок, който научих от този проект е да избягвате ецването на ръка за печатни платки с голям мащаб. Ецването на ръка е страхотен инструмент за бързо изготвяне на прототипи, но щом минете отвъд този етап, нищо не неможе да замени професионално изготвените печатни платки. В края, аз похарчих повече от колкото исках, но изненадващо непохарчих толкова много, колкото да си купя един готов дисплей. Може би щях да спестя много пари, ако бях започнал още от самото начало по този начин, но как това би било забавно? Схемите и кода, за визуализиране на новини се намират на моята GitHub страница-линка е отгоре.

2014-03-06-21-50-05

AD8232 Ръководство за свързване монитор на сърдечната честота

Източник: learn.sparkfun.com

Автор: CASEYTHEROBOT

Превод от английски: Т. Б.

ИС AD8232 е чист малък чип използван за измерването на електрическата активност на сърцето. Електрическата активност може да бъде графично изчертана като ЕКГ или Електрокардиограма. Електрокардиографията се използва, за да се подпомогне диагностицирането на различните състояния на сърцето. А сега за отказ от отговорност:

Това устройство не е предназначено за диагностика или лечение на всякакви условия.

HeartRateBoardISO_Small-

Теми засегнати в това ръковоство

В това ръководство, ние ще преминем през основните етапи, за конфигурирането и пускането в експлоатация на вашия AD8232 Heart Rate Monitor. Първо ще бъде представен преглед на платката и на всички нейни възможности. След това, ние ще Ви покажем как да я свържете към вашия любим микроконтролер и как да създадете визуална информация използвайки обработка.

Препоръчително за четене

В случай, че не сте запознати с някой от следните идеи, Вие може би бихте желали да ги прегледате преди да продължите напред.
[] Какво е Arduino?
[] Свързване на Arduino за обработка
[] Как да захраните проекта си
[] Серийна комуникация
[] Основи на Серийният терминал
[] Работа с проводници

Разбиране на ЕКГ

В общи линии, нека погледнем какво се представя с ЕКГ и как ние можем да го детектираме. ЕКГ се разделя на два основни интервала, PR Интервала и QT Интервала, описани отдолу.

Забележка: Цялата информация идва от Waves and Intervals секцията в страницата ECG Wikipedia.

EKG_Complex_en.svg-

Кредит Wikipedia.org

Heart_diagram-en.svg-

Диаграма на сърцето. Кредит Wikipedia.org

PR Интервал

Интервалът PR е първоначалната вълна създадена от електрическия импулс преминаващ от дясното предсърдие към лявото. Дясното предсърдие е първата камера виждаща електрическия импулс. Този електрически импулс довежда до „деполяризацията“ на предсърдията. Това го кара да се свие и да изтласка навън бедната на кислород кръв от двете вени – горната(Superior vena cava) и долната(Inferior vena cava) в дясната камера. Докато електрическият импулс преминава през горната част на сърцето, след това той предизвиква свиването на лявото предсърдие. Лявото предсърдие е отговороно за получаването на нова, обогатена с кислород кръв от дробовете в лявата камера чрез лявата и дясна белодробни вени. Белодробните вени са червени на диаграмата тъй като те пренасят богата на кислород кръв. Те още се наричат вени, тъй като вените пренасят кръвта към сърцето. Наука!

QT Интервал

Интервалът QT e момента от времето, през който нещата стават по-интересни. QRS е сложен процес, който създава отпечатъка „beep“ в мониторите на сърдечната дейност. По време на QRS и двата вентрикула(ventricles) започват да изпомпват. Десният вентрикул започва да изпомпва обеднената на кислород кръв в дробовете през лявата и дясната белодробна артерии. Белодробните артерии са показани в синьо върху диаграмата, тъй като те пренасят обеснената на кислород кръв. Те също така се наричат артерии, тъй като артериите пренасят кръвта навън/надалече от сърцето. Отново наука! Левият вентрикъл също започва да изпомпва току-що обогатената с кислород кръв през аортата към останалата част от тялото. След първоначалното свиване/ контракция идва и ST сегмента. ST сегмента е почти електрически тих, тъй като по това време вентрикулите чакат да бъдат „ре-поляризирани“. Фазата на отпускане връща в начално положение вентрикулите, за да бъдат напълнени отново от предсърдията.

 ECG_principle_slow__1_-

Свързване на хардуера

В това ръководство ще свържем AD8232 Breakout към Ардуино микроконтролера. Ще сглобим елементарен монитор на сърдечната дейност, който ще Ви позволи да измервате електрическата активност на сърцето в реално време.

Материали необходими за този пример

> SparkFun Single Heart Rate Monitor – AD8232
> Biomedical Sensor Pad
> Sensor Cable – Electrode Pads
> Arduino Pro Mini – 3.3V/8MHz
> Breadboard – Self-Adhesive(White)
> Break Away Header – Straight
> Jumper Wire Kit
> SparkFun FTDI Basic Breakout – 3.3V
> SparkFun USB Mini-B Cable

Свързване на изводите

Модулът AD8232 Heart Rate Monitor притежава девет площадки/ връзки от интегралната схема. Обикновенно наричаме тези връзки „пинове“(изводи), тъй като те излизат от интегралната схема, но всъщност те са отвори към които вие може да запоите проводници.

HeartRateBoardFront

 Ще свържем пет от деветте пина от платката към вашето Arduino. Петте пина от които се нуждаете имат следните етикети GND, 3.3v, OUTPUT, LO-, и LO+.

======================================
||    Етикет   ||    Функция Пин   || Arduino Връзка  ||
======================================
||     GND     ||            Маса          ||           GND         ||
======================================
||      3.3v      ||  3.3v Захранване  ||           3.3v          ||
======================================
||  OUTPUT ||  Изходен Сигнал ||            A0            ||
======================================
||       LO-     ||  Leads-off Detect- ||            11             ||
======================================
||       LO+    || Leads-off Detect+ ||            10             ||
======================================
||      SDN     ||     Изключване     ||   Не се използва ||
======================================

Свързване на рейките към платката

Може да използвате всеки метод, който желаете, за да направите връзките към платката. За този пример, ние запоихме мъжка рейка и дължина пет пина, както и breadboard и джъмпери, за да направим нашите връзки.

Ad8232_headers

Рейките са поставени

Последвайте схемата отдолу, за да на осъществите необходимите връзки. Пин SDN не се използва в това демо. Свързването на този пин към маса или „LOW“ ниво на този пин ще изключи чипа. Това е полезна функция за приложения с малка консумация.

Heart_Rate_Monitor

Схема на свързване

След като електрониката е завършена, нека погрледнем сега за поставянето на подложката с датчика. Препоръчително е да закрепите подложката с датчика към електродите преди да ги прекрепите към тялото. Колкото по-близко до сърцето са електродите, толкова по-добро е измерването. Кабелите са с цветно кодиране, за да се улесни поставянето им.
====================================
|  Черен  |   RA  (Right Arm, дясна ръка)           |
====================================
|    Син   |   LA  (Left Arm, лява ръка)                |
====================================
| Червен |   RL  (Right Leg, десен крак)             |
====================================

FullSetup

Сензорите свързани към монитора на сърдечна дейност

body

Типично разположение на сензорите

Качване на примерния код и свързване с обработката

До този момент вие вече би трябвало да сте свързвали вашият хардуер и да бъде в готовност.

Този пример може да бъде открит в github тук. Вие може да отрежете и копирате кода направо от github или да копирате този от repository и да отворите файла. За повече информация относно използването на Sparkfun Github repositories, прочетете това полезно ръководство. Ако никога до този момент не сте работили с Arduino IDE(среда за програмиране), моля погледнете това ръководство.

ArduinoCapture_Anotated

Качване на шаблона в Arduino Pro-Mini

Сега вече вашият шаблон се изпълнява. Нека да подготвим обработката. Шаблона за обработката ще Ви осигури визуална информация на това какво се случва. Примерният шаблон за обработката може да бъде открит тук.

ProcessingCapture_Anotated

 

Изпълняване на шаблона за обработка

Ако шаблона за обработка неработи, може да се наложи да промените следния ред:

myPort = new Serial(this, Serial.list()[2], 9600);

Може да се наложи да промените параметрите вътре в Serial.list()[N]. Списък на достъпните COM портове ще се появи в долната част на прозореца на шаблона. Запомнете, че избора на COM порт започва от 0. Обиквовено вашето Arduino ще се появи като COM портта с най-голям номер, ако е единственото устройство свързано към компютъра Ви.

ProcessingSketchWindow_Anotated

 

В случая Arduino се показва като COM38. Това се намира в Серийният Списък „2-ри“ елемент на масив.

Ако всичко работи коректно, вие трябва да наблюдавате хубав изкачащ прозорец, който ще започе да отпечатва изходния сигнал.

HeartRate_Normal

„Нормален“ сърдечен ритъм на SFE инженер

Ако вашият пациент/ обект реши да премести сензорите, механизма за свален електрод(leads off detection) ще сработи и ще се визуализира синя, хоризонтална линия.

HeartRate_Leads_Off

“Flight, we just lost Lovell!”

Съвети & Трикове

ЕКГ са пословично зашумени. Това е така, тъй като Вие измервате мускулна дейност. Колкото подложките с датчиците са по-далече от сърцето, то толкова повече шум от мускулите ще наблюдавате. Те често са известни като „Артефакти от движението“(“Motion Artifacts”). Затова тук са изброени няколко елементарни съвета, за да подобрите качеството на сигнала.

– Поставете сензорните подложки, колкото може по-близко до сърцето.
– Уверете се, че сензорните подложки RA и LA се намират от правилната страна на сърцето.
– Постарайте се да се движите много докато се прави измерването.
– Опитайте се да използвате свежи подложки за всяко измерване. С всяко изминало измерване подложките губят способността си да провеждат сигнали.
– Подгответе и почистете областта в която планирате да залепите подложките. Това ще спомогне, за да се реализира добра връзка(косата не е добър проводник).
– Може да се наложи да нагласите местоположението на сензора за различните хора.

Ресурси и Продължаване Напред

Благодарим Ви за четенето. За повече ресурси за AD8232 Heart Rate Monitor, проверете следните хипервръзки:
AD8232 Datasheet
AD8232 GitHub Repository

За повече забавление с електрониката, проверете тези други SparkFun ръководства:
Hacking the MindWave Mobile
Misfit Shine Teardown

Повече Biometric продукти предлагани от SparkFun:
BITalino
Pulse Sensor
Muscle Sensor v3 Kit

Протектор за саксийни растения

Оригинално заглавие:  Potted Plant Protector

Автор: Luke Iseman

Превод: Т.Б.

Направете цифров страж за своите любими растения! Използвайки Arduino и няколко не скъпи сензора, вие можете да опазите растенията си изключително щастливи с подходящо количество влага, топлина и светлина. Най-елементарната версия на протекторът за саксийни растения усеща яркостта на светлината, мокротата на почвата, и топлината на въздуха на което растението Ви е изложено. Arduino извежда тези отчети посредством USB, и ги визуализира на компютърния екран. Първоначално Вие ще започнете чрез изграждане на този елементарен монитор, и след това ще преминете на сглобяването на проекти със средно и високо ниво на сложност, които ще включват LED и LCD дисплеи, когато научите повече за Arduino и електрониката постепенно.Всички електронни компоненти и за трите версии са достъпни през Radio Shack в Make:“Ultimate Microcontroller Pack“. Те могат да бъдат закупени по отделно.

#1 СТЪПКА ПЪРВА: Сензори за светлина, топлина и влага.

– За основното изграждане ще Ви е необходим Arduino Uno, учебна платка Breadboard(без запояване), три резистора 10kΩ, мостови проводници, термистор (температурен сензор), фоторезистор (сензор за осветеност), и стоманени болтове и гайки.
– Същото така ще трябва да направите 2 раздалечителя за вашите почвени пробници(болтовете). В парче пластмаса, пробийте 2 дупки 1/2″ (~1.27см) за да поставите болтовете. Направете втори раздалечител и прокарайте вашите болтове през двата раздалечителя, за да ги запазите на разстояние, което няма да се променя.
– Аз калибрирах любителският сензор за почвата като отрязах с лазер малко 1/16″ парче акрил, за да служи като раздалечител между малките парчета стоманен прът с диаметър 1/16″, често използван при TIG заваряването. Файловете за отрязването на акрила са достъпни тук.

#2 СТЪПКА ВТОРА: Направете 3-сензорната схема.

– Трите различни сензора, които ще използвате работят по един и същ начин, осигурявайки електрическо съпротивление, което се променя в зависимост от количеството влага, топлина, или светлина което се детектира. Най-общо вие може да използвате елементарна схема като показаната на първото изображение, за да „четете“ променливото съпротивление с Arduino.
– Тук ние ще използваме именно тази конфигурация за нашите 3 сензора – за влажност на почвата, температура, и светлина – и ще ги свържем заедно, за да създадем схемата показана на второто изображение.
– Следвайки схемата, направете схемата на breadboard платката; сензора за влага представлява просто 2 дълги проводника, всеки един от които навит около болт и завит с гайка. Сондата за влага се свързва с аналоговия вход на извод A0 на Arduino, термистора към извод A1, а фоторезистора към извод A2.

#3 СТЪПКА ТРЕТА: Програмирайте Arduino

– Най-общо, ние прочитаме стойността на променливия резистор закачен към аналоговия вход на Arduino със следния код:

sensorValue = analogRead(inputPin);
където sensorValue е прочетената стойност от сензора, а inpuPin е номера на аналоговия извод, към който е свързан сензора.

– За да прочетете 3 сензора, ние просто повтаряме този код за трите сензора, добавяме декларации на променливите, и настройваме нашият сериен порт. Тука е готовият код – свалете го от този линк, отворете го в Arduino IDE, и го качете във вашето Arduino.

#4 СТЪПКА ЧЕТВЪРТА: Поставете и калибрирайте сензорите.

– Поставете почвеният сензор в пръстта близо до растението Ви, монтирайте фоторезистора на място, където ще получава еднакво количество светлина, каквото получават и листата на растението и монтирайте термистора до фото-сензора. Захранете Arduino и наблюдавайте Серийния Монитор на вашия компютър, за да видите стойностите на сензорите, обновявани всяка една секунда.
– За най-добра защита на саксиеното Ви растение, вие ще желаете да калибрирате вашите сензори, спрямо най-подходящите условия за вашето растение. Вашият местен градинар е добър източник на информация, относно въпроси свързани с това „с каква влажност трябва да бъде почвата?.“ След като ги научите, ще ги сравните с тези от Arduino устройството.
– Вие също така можете да наемете любителски сензор, за да калибрирате вашите евтини сензори. Тук съм поместил отчетите, които съм снел с индустриален сензор за влага, сравнен със стойностите от Arduino и моите пробници:

+++ При отворен въздух: и двата сензора отчитат 0
+++ Много суха почва: 2% Vegetronix, 5 DIY
+++ Леко влажна: 7%, 150
+++ Още по-влажна: 8%, 250
+++ Влажна: 28%, 370
+++ Много влажна почва: 51%, 385
+++ Пробник потопен във вода: 85%, 480

И така, ако желаех моята почва да бъде с влажност 28%, трябваше да следя за отчет със стойност 385, като моя крайна точка.

#5 СТЪПКА ПЕТА: Междинно изграждане: Добавете RGB светодиоден индикатор.



– Сега, Вие ще добавите светодиод (LED), който да показва до каква степен растенията Ви са щастливи. Аз използвам син светодиод, за да покажа липсата на вода, зелен за осветеността, и червен за температурата, всички три цвята се визуализират с помощта на 1 RGB светодиод. (Разбира се, Вие имате и куп други варианти!) Вземете RGB светодиода и три 330Ω резистора.
– Най-общо, Вие можете да свържете светодиод към Arduino със схемата показана на първото изображение. Върху символното означение на светодиода LED, триъгълника сочи към анода (отрицателната страна). На реалният светодиод, по-дългият извод е този, който ще свържете към маса. (Аз изгорях няколко скъпи светодиода, свързвайки ги наобратно!)
– Резистора регулира стойността на тока към светодиода: твърде много ток, и нашия светодиод ще изгори само след няколко секунди, вместо да издържи няколко 10,000 часа, както и би трябвало.

#6 СТЪПКА ШЕСТА: Свържете светодиода във вашата схема.


– С RGB светодиода, често срещано е червеният, зеления и синият елемент да притежават общ анод, което в резултат дава 4-изводен светодиод (проверете във вашата техническа спецификация, за да определите дали е общ анода/ катода). RGB светодиода използван в пакета MAKE: Ultimate Microcontroller Pack е общ анод, и така ще го свържем по начина показан на схемата тук.
– Следвайки схемата, свържете светодиода към +5V захранване и към цифровите входни/ изходни (I/O) изводи D9, D10, и D10.

#7 СТЪПКА СЕДМА: Репрограмирайте Arduino.



– Голямата нова идея тук е извикването на функциите: вместо да пишем един и същи код хиляди пъти, ние можем да го поставим във функция и просто да я извикваме. Например, тук е показано как ще сменяме 3-те различни цветове на светодиода:
digitalWrite(redPin, HIGH);
digitalWrite(greenPin, HIGH);
digitalWrite(bluePin, HIGH);

Вместо да пишем това всеки път, когато желаем да нашият светодиод да се изключи, ние можем да го поставим във функция:
void off()
{
digitalWrite(redPin, HIGH);
digitalWrite(greenPin, HIGH);
digitalWrite(bluePin, HIGH);
}

– Сега вече, ние можем да извикваме този код винаги, когато желаем с извикването на функцията off();. Това е най-елементарната употреба на функциите. Когато научите повече за програмирането, Вие ще правите всякакви яки и по-сложни неща с тях.
– Тук е качен крайният код – свалете го от този линк, отворете го в Arduino IDE, и го заредете във вашето Arduino.
– Този код циклично ще засветне нашия светодиод с неговите различни зветове за разбира се 5 сек., в зависимост от условията на нашето растение:
–> Светодиода ще премигне в синьо за 1 сек. ако почвата е влажна.
–> Светодиода ще премигне в червено ако на растенията им е топло.
–> Светодиода ще премигне в зелено ако растенията получават слънчева светлина.

#8 СТЪПКА ОСМА, Разширена: Визуализиране на отчетите върху LCD екран.



– Сега, Вие ще добавите LCD текстови екран, за да покажем стойностите от 3-те сензора, всяка за 4 секунди (докато светодиода все още свети с определения цвят, съответстващ на определено състояние на растението). Вземете 16-изводният LCD дисплей и 10kΩ потенциометър от комплекта Make: Ultimate Microcontroller Pack.
– Ще трябва да направите няколко спойки, за да свържете LCD дисплея. Ако никога до сега не сте запоявали, не се тревожете! Лесно е, ако използвате добри инструменти и правилен подход. Нашето знаменито ръководство за запояване е едно страхотно място, от където да започнете да учите.

#9 СТЪПКА ДЕВЕТА: Свържете LCD дисплея и го тествайте.



– ще свържете дисплеят по малко по-различен начин, за разлика от случая, когато бихте имали свързан единствено LCD дислея. Не се тревожете, ние ще Ви осигурим всичко, което трябва да знаете за проекта! За любопитните сред вас, погледнете
http://arduino.cc/en/Tutorial/LiquidCrystalDisplay

– Следвайки схемата, свържете LCD във вашата схема:

–> LCD Извод #1 към Масата на вашата Breadboard платка
–> LCD Извод #2 към 5V и също към външния извод на потенциометъра –без значение към кой външен извод, просто изберете един.
–> LCD Извод #3 към плъзгача на потенциометъра –това е средният му извод.
–> LCD Извод #4 към цифровият извод #7 на Arduino.
–> LCD Извод #5 към масата GND и също към външния извод на потенциометъра.
–> LCD Извод #6 към цифровият извод #6 на Arduino –това е различно от стандартната налична LCD библиотека.
–> LCD Изводи от #7 до #10 несвързвайте към нищо.
–> LCD Извод #11 към цифровият извод #5 на Arduino.
–> LCD Извод #12 към цифровият извод #4 на Arduino.
–> LCD Извод #13 към цифровият извод #3 на Arduino.
–> LCD Изводи #14 и #15 несвързвайте към нищо.

– Вече упоменатото с линк ръководство за Arduino ви осигурява всичко от което се нуждаете, за да управлявате LCD. За да тествате своето LCD, тук е даден примерен код, вече адаптиран за вашите изводи. Свалете го от този линк и го заредете в Arduino, след което завъртете потенциометъра докато не видите изписан надписа „hello world“ върху екрана. Ако вашият LCD дисплей е свързан правилно, това трябва да премига на всяка секунда.

#10 СТЪПКА ДЕСЕТА: Репрограмирайте Arduino.

– Сега тук вече е целият код за протектора на саксийните растения със добавения LCD дисплей. Веднъж щом сте доволни от това, че LCD-то ви работи, свалете кода от този линк и го заредете в Arduino.

#11 СТЪПКА ЕДИНАДЕСЕТА: Израстваме още.



– Това е! Сега вече растенията Ви могат да Ви кажат точно от какво се нуждаят, когато се имат нужда от него.

Изключително елементарен FM предавател

Оригинално заглавие: Super Simple FM Transmitter

Автор: Sean Michael Ragan

Превод: Т.Б.

FM предавателите могат да бъдат сложни за сглобяване, но не и този – той е един от най-лесните, който може да направите. И въпреки, че науката за функционирането на радиото е добре известна, съществува нещо като магическо, емоционалното качество за което става дума и което ние не спираме да оценяваме. Вие няма да забравите първият път, когато сте чули радио от запоения от вас радиоприемник, със съвсем малко мед, пластмаса и проводници.

Задължен съм на Jim и Kat от Sonodrome, че за пръв път ме въведоха в този опит, чрез тази несложна схема, която първо направих готова ецвана печатна платка от КИТ, който предлагаха през 2011.Дизайна първоначално бе популяризиран от японския мултимедиен майстор Tetsuo Kogawa. Самата схема е лека вариация на дизайна на Kogawa за най-елементарен FM предавател, и метода за неговото изграждане понякога се отнася към „Стила Манхатън“ /Manhattan style/. Тя използва малка платка с медно покритие, но вместо да ецваме пътечките на схемата през медния слой, се използва платка с постоянно медно покритие, за да се реализират всички връзки към маса, а малки участъци от платката с медното покритие са залепени за повърхността, за да се сформират възли или „площадки“, които са изолирани от масата. Освен, че е удобен начина да сглобите схемите използвайки минимален брой инструменти, този метод за сглобяване Ви насърчава да мислите за схемите по интересен начин – тъй като групите от връзки или са заземени или „са плаващи“ над земята.

Този предавател използва десет компонента върху платката и ще излъчва моно аудио сигнал на разстояние около 9.14m. Възможно е да се разшири обхвата посредством добавянето на антена, а в уеб страницата на г-н Kogawa има повече информация за това, как да го направите.

ЗАБЕЛЕЖКА: В зависимост от това къде живеете, работата на FM предавателят – дори и на много малък обхват като този – може да е незаконно без да притежавате лиценз/разрешително. Освен ако не сте прикрепили антена, много малко вероятно е някой да забележи или пък да се оплаче от вашите излъчвания, които бихте могли да направите с това устройство. От друга страна, е много трудно да се предскаже, преди да се завърши, от коя страна на FM честотната лента ще излъчва този предавател. Извършете тестовете с повишено внимание и се уверете напълно, че разбирате закона във вашата област преди да закачите батерията.

Как да си създадем токозахранващ източник от мрежови захранващ адаптер

Оригинално заглавие: How to Create a Power Supply out of a Wall Wart

Автор: John Baichtal

Превод: Т.Б.

Мрежовите захранващи адаптери са трансформатори, които преобразуват AC в DC мощност. Понякога те притежават собствени накрайници и са проектирани, да извеждат много специфични напрежения. Неизбежно, техният брой се натрупва, когато имаме много устройства които не използваме. Няма смисъл да изхвърляме тези мрежови адаптери, нали? Все пак те отново могат да влезнат в употреба. Този начин на мислене дава като резултат кутии и чанти със стари токозахранвания размотаващи се наоколо.

Приятелят на MAKE Chris Connors ни показва, как да модифицираме мрежови адаптер, за да го снабдим с щипки тип „крокодилчета“, които Ви позволяват да захранвате проекти върху учебните платки Breadboard директно от мрежовия адаптер.

Уеб-базирано физическо изчисление с Raspberry Pi

Оригинално заглавие: Web-Based Physical Computing With Raspberry Pi

Автор: Bashkim Isai

Превод: Т.Б.

Бихте искали да разберете как да създадете прототип на поръчкова електроника за Raspberry Pi и Arduino? В края на този урок, Вие трябва да можете да проектирате и изградите елементарни електронни схеми и да осъществите взаимодействието им с локална уебстраница. Не е необходимо да имате познания по електроника, само основни познания по уеб базиран JavaScript или Node.JS.

Източник…

Shopbot Desktop: Стъпка в DIY инженерството

Оригинално заглавие: Shopbot Desktop: A Step Up In DIY Engineering
Автор: Dan Spangler
Превод: Т.Б.

Знам че, 3D принтерите напоследък са все повече на мода напоследък, но нека не забравяме скромната CNC машина. Тя е способна на бързо и прецизно производство на множество материали. Тя определено си спечелва мястото върху работния плот на всеки сериозен конструктор. SnapBot Desktop машината е отличен пример за настолен CNC. Тя е с перфектен размер за средни до големи дървени проекти, но същевременно е достатъчно малка, за да се побере на работния плот и да направите малките сложни части, които са ви нужни за проектите с роботите ви и RC.

Тази здрава като скала машина е изградена около надеждно заварена алуминиева рамка и се плъзга с точност по повърхностни водачи, задвижвани от стъпкови мотори с впечатляващ въртящ момент. Тя притежава автоматично позициониране в началото и електронен индикатор за височината, което прави създаването на ваши собствени части практически не толкова сложно и управляващия софтуер се поддава на по-малко аварии и катастрофи.

Обичам тази машина. Ние разполагаме тука с една такава в лабораторията на MAKE и аз съм я използвал, за да направя всякакви проекти от борови състезателни автомобили до алуминиеви панели за моя горивен реактор.
Затова ако сте приключили с 3D принтирането, преминете напред и се захванете с Snapbot Desktop.

Компонент на месеца: Батериите

Оригинално заглавие: Component of the Month: Batteries

Автор: Charles Platt

Превод: Т.Б.

Всеки месец от тази година ние разглеждаме различен електронен компонент, задълбочаваме се в това какво представлява той, как работи и как го използвате в проектите си. Миналият месец ние разгледахме добрия стар ключ. Този месец, ще разгледаме батерията, тази джобен източник на енергия, която съживява всяка схема. Както винаги, ще започнем с едно въведение за батериите чрез редактирания откъс важната енциклопедия „Encyclopedia of Electronic Components Volume 1:- от Gareth Branwyn“. За какво точно става дума, точно, във вътрешността на тези ААА батерии захранващи вашето LED фенерче? Краткият отговор е: Химия. Химическите реакции могат да предизвикат протичането на електроните от единият извод(терминал) обратно към другия, извършвайки някаква полезна дейност по пътя си. Междувременно, в батерията, положителните йони, още известни като „електрон-дупки“, си разменят местата. Евентуалното приключване на химическите реакции, ще доведе до прекратяването на захранващата функция на батерията. Ако ли батерията е „презареждаща се“, вие можете принудително да накарате електроните и положителните йони, да се върнат обратно на местата си, от където са тръгнали, за да са готови за нова работа.

Фигура 1


Фигура 2
На фигура 1 е показан секционен-разрез на една обикновена ежедневно използвана алкална батерия, а на фигура 2 някои схематични означения. Тези от първият ред са функционално идентични с тези от долния ред. По-дългата черта в символното означение на батерията представя положителната страна. Един от начините да запомните това е, че дългата линия може да се раздели на две части, така че двата нови сегмента могат да сформират знака „+“. Обикновено, символите с няколко едновременно свързани батерии, символизират множеството от клетки в самата батерия; затова централно разположените символи на фигура 2, могат да показват 3V батерия, докато тези от дясната страна биха показвали напрежение по-голямо от 3V. На практика, тази уговорка не се следва съвестно винаги.

Фигура 3

Защо не можем да използваме големи кондензатори вместо батерии? Кондензаторът не изисква темпераментни химически реакции, и на теория може да се презарежда неограничен брой пъти. Всъщност съществуват т.нар. „супер кондензатори“, които имат някои специализирани приложения, но те струват много, те не задържат заряда си за дълъг период от време, и те съхраняват по-малко електричество в сравнение с батерия със същото тегло. Както е показано на фигура 3, кондензатора също губи напрeжение много по-бързо по време на разрядния цикъл. За обозримото бъдеще, ние ще използваме батерии за портативно захранване.

КОНСУМАТИВИ

В свят пълен с сложни презареждащи се батерии, защо все още използваме консумативи? Първо, тяхната енергийна плътност е по-голяма, и второ, те имат живот на „търговския рафт“ от 5 години или повече, тъй като те губят заряда си толкова бавно (това е известно като“собствена скорост на разряд/self-discharge rate“). За приложения, като детекторите на дим, дистанционните управления нямат заместител. Но въпреки това, те притежават ограничения: те не могат да осигурят толкова голям ток, колкото презареждащите се.

ПРЕЗАРЕЖДАЩИ СЕ

Най-често използваните видове са „оловно-киселинните“/lead-acid/, „никелокадмиевите“/означавани „nicad“ или „NiCd“/, „никел-метал-хидридните“/означавани „NiMH“/, „литиевойонните“/означавани „Li-ion“/ и „литий-йон полимерните“. Оловно-киселинните батерии съществуват от повече от век. Те съдържат оловни плочи, които могат за се оформят в гъбена текстура, за да се увеличи реактивната площ на взаимодействие, въпреки че тази текстура може да бъде физически наранена от дълбок разряд.


Фигура 4
Запечатаната оловно-киселинна батерия предназначена да захранва външна светлина задействана от детектор за движение е покана на фигура 4. Тази акумулаторна батерия тежи няколко килограма и се зарежда бавно по време на деня от слънчев панел с размери 6″ x 6″.

Фигура 5
Никел-кадмиевите(NiCad) батерии могат да устоят на токове със значителна стойност, но са забранени в европа, заради токсичността на метала кадмий. Те са заменени от никел-метал-хидридните(NiMH), които са освободени от негативният ефект „на памет“, който може да попречи на NiCad клетките да се презаредят напълно ако е била оставена няколко седмици или месеци в „състояние на частичен разряд“. Фигура 5 показва пакет
от десет NiMH клетки, като всяка една клетка е с големината на единична D-клетка. Такъв тип пакет може да захранва неособено голям робот.

Фигура 6

АМПЕРАЖ

Тъй като обменът на йони трябва да се осъществи вътре в самата батерия, за да се затвори ел.верига, токът който батерията може да осигури ще бъде ограничен от нейното вътрешно съпротивление. Всеки тип презареждаща се батерия, притежава по-малко вътрешно съпротивление от алкалните батерии.

Фигура 7

Тъй като батерията няма да осигурява ток ако не е наличен товар, тока трябва да бъде измерен докато е включен товара, и не може да бъде измерен единствено с амперметъра. Предпазителят в амперметъра ще се стопи, ако той се свърже директно към изводите на батерията.

Фигура 8

Батериите или клетките могат да бъдат използвани последователно или паралелно. При последователното им свързване, общото напрежение на клетките се намира като се сумират техните индивидуални напрежения, докато тяхната характеристика за „ампер-часове“ остава същата, както и за единична клетка, при допускането, че всички клетки са идентични. Свързани успоредно, общото напрежение остава едно и също като на единична клетка, докато общата стойност за „ампер-часовете“ се намира като сумата на техните индивидуални оразмерени характеристики за „ампер-часа“, приемайки отново, че батериите са идентични.

Какво ДА НЕ правим

Батерия, която е способна да осигури значителен ток, може да прегрее, да се възпламени, или дори да експлодира ако се осъществи късо съединение. Използването на гаечен ключ върху изводите на автомобилен акумулатор, ще предизвика ярка искра, голям шум, и малко разтопен метал. Дори 1.5V алкална АА батерия, може да стане прекалено гореща за докосване, ако изводите и се окъсят заедно.(Никога не опитвайте това с презареждаща се батерия, която притежава по-малко вътрешно съпротивление, което позволява протичането на по-голям ток). Литиево-йонните батерии са особено опасни, и винаги се затварят в корпус с токоограничаващ елемент, който нетрябва да се изключва. При окъсяването на литиево-йонна батерия е възможно тя да експлодира.Ако пакет с батерии се използва като евтин и елементарен лабораторен токозахранващ източник DC, то трябва да се включи предпазител със стопяема вложка. Всяко едно устройство, което използва значителен по размер батерийна мощност трябва да бъде предпазена по този начин.

// Допълнителна информация извън статията:
// WIKIPEDIA: en.wikipedia.org/wiki/Peukert’s_law