Category Archives: Elektronika – Electronics

Metal detector – cela enota

Še nekaj slik za zaključek Metal detector projekta… Občutljivost je zadovoljiva, večje kovinske stvari se da detektirati iz razdalje okoli enega metra, manjše od bližje, je pa kar precej odvisno od same nastavitve potenciometrov na enoti.

Enota ima priklop za slušalke in vgrajen majhen zvočnik. Veliko boljši bi bil piezo, saj zvočnik če ni nastavljen na dokaj tiho delovanje močno moti delovanje.

fotografija1127fotografija1128

Samo držalo za detektorsko tuljavo še ni dokončno, izdelano je bilo na vikendu, skoraj brez orodja in s stvarmi, ki so pač bile tam. Trenutno sta bile na njem montirane kar dve tuljave. To verjetno nekoliko škoduje občutljivosti, posebej, ker sta v neposredni bližini.

Novo držalo bo verjetno prav tako iz lesa, vendar bo spodnji del privit z plastičnim vijakom in bo zato njegov naklon nastavljiv. Omogočalo bo tudi lažjo zamenjavo tuljav. Tuljave imajo sicer prilotan tanek coax kabel in na njem potem cinch (ker je pač najcenejši) konektor. Cinch ali drugi kovinski konektor v neposredni bližini tuljave bo močno vplival na občutljivost naprave. Od cincha do same enote poteka debelejši coax kabel in se v enoto priklopi preko BNC konektorja. Verjetno bi bilo boljše čim bolj zreducirati število konektorjev in dolžino kabla ter uporabiti kvalitetnejše BNC konektorje.

fotografija1130fotografija1129

Iz enote poteka kabel do zunanjega akumulatorja, priklop ni kritičen, jaz uporabljam cinch, tako da ni mogoče zamenjat +/-. Tako imam aku lahko v nahrbtniku, enoto v eni roki ali v nosilni torbici in držalo s tuljavo v eni roki za iskanje.

Hehe, za pravi preizkus ga bo pa treba enkrat odnesti na kakšno peščeno plažo in si najti nekaj “trofej” 🙂

Naprstne miške

Miška

Hehe, to je moja najnovejša igrača za nekaj evrov 😛 naprstna računalniška miška… In kako sem sploh prišel do tega da sem si jo kupil? Na prenosniku imam touchpad, ki je sicer uporaben, a je za tehnično risanje (Eagle) prepočasen in premalo natančen, zato sem si najprej kupil malo brezžično miško. Ta sicer deluje odlično, njena slabost so le baterije, ki seveda odpovejo ravno takrat, ko jo najbolj rabiš, je pa kljub svoji majhnosti nerodna za nošenje ob laptopu…

In tako sem ob brskanju po netu odkril naprstne miške… No ja, zadeva mogoče izgleda neuporabna , pa sploh ni tako. Je še približno pol manjša od običajne miške za laptop, in kar precej natančna… Tipke so lepo mehke in enostavno dosegljive, čeprav je sprva klikanje nekoliko nenavadno. Edina pomanjkljivost, ki jo ima je nedosegljivost koleščka v primeru, da jo nosiš na prstu in je ne držiš kot svinčnik. Rahlo nerodna pa je tudi močna rdeča lučka, če jo odložiš tako, da sveti proti tebi.

Zadeva pa se mi zdi zanimiva tudi z vidika predelovanja, saj je v bistvu miš v majhnem ohišju za nizko ceno 🙂 tako bi se jo napr. lahko uporabilo kot senzor premikanja, enkoder ali kaj podobnega in jo s programom kot je GlovePIE uporabili za kontrolo PCja.

Arduino razvojni sistem #1

Arduino je razvojna ploščica, namenjena hitremu prototypingu enostavnejših sistemov na podlagi AVR mikrokontrolerjev. Same ploščice omogočajo uporabo Atmega8 do atmega32 mikroprocesorjev, ti se razlikujejo predvsem po količini programskega pomnilnika (Flash) in RAMa.

Mogoče najprej besedo o tem zakaj sploh Atmelovi AVR-ji. AVR so Risc mikroprocesorji, ki z majhnim naborom ukazov zmorejo delovati pri precej visoki frekvenci (MIPS). Poleg osnovnih ukazov imajo mnogi AVRji integrirane tudi precej uporabne podsisteme, kot so ADC, timerji, PWM, USART, USI.

http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2486.pdf

Po majhnosti in integriranosti podsistemov so dokaj konkurenčni tudi Microchip-ovi PIC mikrokontrolerji. AVRje od njih loči predvsem enostavnost izdelave domačega serijskega programatorja (za LPT programator so zadosti le žice, za COM pa še par uporov in diod), ter njihova cena in dobavljivost v Sloveniji. Pri nabavi iz tujine so sicer cene AVR in PIC zelo podobne.

arduinoseverino400arduinoarduinong

Prednost razvojnega sistema je poleg osnovnega napetostnega regulatorja za napajanje tudi že na osnovni ploščici prisoten RS232 krmilnik (nekateri imajo še rs232<->USB konverter) za komunikacijo in del programa – bootloader. Ta poskrbi, da lahko kar preko RS232 porta, brez drugega zunanjega programatorja v čip vpisujemo programsko kodo. To zelo poenostavi in pohitri postopek razvoja programske opreme. Enostavna dostopnost pinov oz. portov procesorja pa hkrati omogoči tudi preprost razvoj strojne opreme, predvsem kadar gre za standardno in ne preveč kompleksno nalogo.

Projekt Arduino pa vsebuje še compiler in prirejen programski jezik C. Gre za običajen C, ki so mu dodane nekatere strutkure in funkcije, ki uporabniku močno olajšajo samo delo z mikrokontrolerjem. Tu gre naprimer za funkcije, kot so nastavljenje konfiguracije portov, postavljanje izhodov, branje vhodov, uporaba interne periferije. Poleg teh pa so v paketu tudi funkcije, ki nam omogočajo lažjo komunikacijo z zunanjim svetom, npr. ps2 keyboard driver, LCD display driver in podobno…

Altimeter – uporaba AD pretvornika

Torej v svojem projektu altimetra sem se srečal z AD pretvornikom procesorja Attiny26, zelo podobno pa se uporablja tudi ADC-je AtMega in ostalih Attiny.

V samem projektu je uporabljen senzor pritiska (MP3H6115),  ki ima analogni izhod, ki je premosorazmeren pritisku. (VCC:3V izhod:2.8V@115kPa)

Datašit

Pri branju lahko uporabljamo referenčno vrednost, to je vrednost, ki da na izhodu ADC pretvornika maksimalno število (v tem primeru 1023). Za referenčno vrednost lahko uporabimo zunanjo napetost, napetost napajanja ali notranjo 2,5V referenco. Če uporabljamo notranjo napetost, je ta stabilizirana (lahko dodamo še zunanji kondenzator) neodvisna od napajalne napetosti. Napajalna napetost pa se lahko, odvisno od regulatorja nekoliko spreminja, prav tako se lahko spreminja zunanja referenca z napajalno napetostjo, če uporabljamo za določitev preprost napetostni delilnik. Moramo pa paziti na to, da ima ADC konverter neko minimalno in maksimalno vrednost referenčne napetosti in da od tam naprej ne bo deloval.

Vref

To da se referenčna napetost spreminja ni nujno vedno slabo, v mojem primeru naprimer je samo napajalno vezje nekoliko eksotično in je napetost rahlo odvisna od napetosti baterije, izhod iz senzorja pritiska pa je prav tako odvisen od napetosti napajanja. Z priklopom reference na VCC ali zun. napetostni delilnik tako dosežem enako prebano vrednost pri različnih napajanjih. Ker je doseg izhodne napetosti iz senzorja nekoliko nižji od napajalnika, lahko z napetostnim delilnikom (potenciometer) na AREF še povečamo občutljivost vezja.

Zanimiva je tudi uporaba diferencialnih ADC kanalov in kanalov z večjo ločljivostjo (gain = 20). Pri diferencialnih kanalih merimo razliko med dvema kanaloma, torej če na + vhod pripeljemo 2.8V in na – vhod napetost z senzorja  pritiska, nam bo prebrana vrednost rastla z višino.

Pri direktnem priklopu na adc je vrednost (Vvhodna*1023)/Vref, če je torej Vref 3V in Vvhodna 2,8V je maksimalna ločljivost 954 različnih stanj. Tu lahko napišem še da se pritisk za 10% spremeni šele do tisoč metrov, torej je maksimalna natančnost določitve višine okoli 10m. Če Vref zmanjšamo do maksimalne Vvhodne dobimo 1023 različnih stanj. Na zemlji h=0 P=105kPa kaže maksimalno vrednost, z višino pada.

Pri priklopu na diferencialni kanal je prebrana vrednost (Vplus -Vminus)*1023/Vref , oz. v našem primeru (2.8V-Vvhodna)*1023/2.8V. Tako je na zemlji h=0 vrednost najnižja, oz. na morski gladini enaka nič in se z višino veča. Če imamo vklopljeno ojačenje (gain), je vrednost 20x večja, vendar le do 1023.

Če želimo bolj natančno določiti našo višino  lahko z diferencialnim vhodom z ojačenjem (gain) veliko bolj natančno določimo točno vrednost kanala. Tu pa moramo paziti, ker z povečanjem natančnosti x20 izgubimo x20 na dosegu, torej lahko z natančnostjo 0,5m  merimo le razliko 500m nad nastavljeno vrednostjo (-) oz. lahko merimo le napetostne razlike do Vref/20.

Še ena opomba za uporabnike MSC Bascom-a. Bascomov ukaz getadc avtomatsko nastavi Admux.5 = 1 za kanale nad 7, to je pri nekaterih novejših procesorjih prav, pri tiny26 pa dobimo vrednost kanala ravno v obratnem vrstnem redu (byte-a v word-u sta zamenjana). Ukaz po izvedbi tega bita ne izbriše in so torej vse nalednje meritve zamenjane, razen če ta bi ročno postavimo na 0.

Za branje pravilne vrednosti lahko uporabimo naslednje zaporedje ukazov:

W=getadc(18) ‘ preberemo vrednost, npr. kanal 18, vrednost ni prava, zamenjati bi morali byte-a

reset admux.5 ‘ odstranimo ADLAR zastavico, sprememba se takoj odrazi v registru z podatki iz adc

W=adcd ‘ preberemo pravo vrednost

Altimeter – slikice

Tole je par slikic enega projekta na katerem delam. Gre za altimeter za model rakete. Ima jedro Attiny26, ki teče pri 8MHz, precizni analogni tlačni višinski senzor ter dva močnostna izhodna kanala. Poleg tega bo imel še led za signalizacijo stanj ter 6-pinski konektor za nalaganje programa ter komunikacijo preko rs232 protokola. Več o tem v kakšnem naslednjem postu…

1W led montaža – Grow lučka DIY Growlight

No po nekaj dogovarjanja mi je uspelo od kitajske firme TTec, ki prodaja LED diode za razumno ceno dobiti vzorec 100 rdečih 660nm in 50 modrih 450nm 1W LED emiterjev. Emiterje v teh valovnih dolžinah je težko dobiti, predvsem takih moči in tako poceni. Emiterji teh valovnih dolžin (hmm, mogoče celo istega proizvajalca?) se uporabljajo v komercialnih GrowLight-ih, ki pa so žal, predvsem zaradi njihove astronomske cene, popularni pretežno le med gojitelji konoplje in so nedostopni navadnim smrtnikom.

fotografija0937a

Hmm, torej zakaj led tehnika? Kot je napačno pogosto navedeno naj bi bile LED diode precej bolj svetilne kot druga svetila… To ni res, saj tudi najkvalitetnejše LED po izkoristku težko konkurirajo HPS svetilom večje moči (1000+W).  Imajo pa napajalni sistemi za LED lahko veliko višje izkoristke, kot pri drugih svetilih. Veliko bolje pa se LED odrežejo predvsem v aplikacijah, kjer je potrebna samo svetloba določenih valovnih dolžin… In ena takih je prav osvetljava za gojenje rastlin. Rastlinski klorfil svetlobo efektivno sprejema na relativno ozkih področjih modre in rdeče svetlobe, druga svetila, npr. HPS, pa zelo aktivno sevajo tudi na področju zelene in rumene svetlobe, ki je za rastline skoraj povsem neuporabna. Tako so LED svetila do kar 4krat bolj efektivna od drugih svetil za gojenje rastlin iste moči. Prav tako se nam LED obrestuje pri dolžini delovanja, saj ob primernem hlajenju brez bistvenega padca svetilnosti deluje tudi nekajkrat dlje kot ostala svetila, posebna lastnost LED pa je tudi njihova neobčutljivost na cycling (prižiganje in ugašanje).

im004553aim004550apicture-014

Na slikah so po vrsti spekter svetlobe, ki ni uporabna za rastline, poln svetlobni spekter in spekter, ki ga oddaja varčna žarnica.  Spekter led je bolj zvezen (podoben polnemu spektru) in je zgoščen okoli določene valovne dolžine (samo določena barva, na sredini najbolj svetilen, svetilnost pada stran od dominantne val. dolžine).

Torej dobil sem le LED emiterje. 1W led emiterji so povečini SMD s kovinskim ozadjem za hlajenje. Običajno se jih dobi, kot npr. luxeon-e na MCPCB (tiskano vezje z kovinsko sredico), ki uporabniku prihranijo lotanje samih LED in omogočajo lažjo montažo na hladilno telo. 1W led pri konstantnem delovanju MORAJO biti montirane na primerno hladilno telo.  Sam sem uporabil star hladilnik za procesor (P1), na katerega sem namontiral 6 1W LEDic (2 modri in 4 rdeče). Pri izbiri hladilnika moramo biti pozorni, da je površinsko anodiziran in tako ne prevaja elektrike na površju. To je pomembno, ker zadnji kovinski del LED ni izoliran in bi v primeru neanodiziranega hladilnika med posameznimi LED naredili kratek stik.

fotografija0939fotografija0944

No, ker sam nimam na voljo tehnike za izdelavo MCPCB sem delal po malce drugačnem postopku… Najprej sem v običajen PCB navrtal luknje za LED emiterje in odstranil baker, tako da so ostale le povezave, ki sem jih rabil. Nalotal sem LED diode ter žice. Pri lotanju je potrebno paziti, da so LED čimbolj poravnane in čim bližje PCBju, tako da se potem tem lepše prilegajo hladilniku.

fotografija0941fotografija0942fotografija0943

Za boljši stik s hladilnikom se lahko uporabi hladilna pasta, sam PCB pa se privije na hladilnik. Pri testiranju sem za priklop LED uporabil kar računalniški napajalnik in uporovno žico, da sem nastavil primeren tok skozi vsake LED diode. Reč je pri samo 6W presenetljivo svetla. Upori so precej neučinkoviti, enako neučinkovit a elegantnejši je regulator lm317, za velike učinkovitosti pa se priporoča uporaba switching regulatorjev (o tem enkrat drugič).

fotografija0940fotografija0925

Levo: Izdelek v testiranju, rebro še ni fiksno pritrjeno. Desno: Primerjava 5W CFL in 6W LED, led so svetlejše (čeprav sevajo v spektru, na katerega človeško oko ni več tako občutljivo)…

Pa še zanimivost: pri 450nm nekatere stvari fluorescirajo 🙂 Prav zanimiv efekt… Hehe, naprimer teniška žogica… Zanimiv je predvsem pogled na stvari, ki fluorescirajo skozi spektroskop…

Ta LED svetilka bo mogoče uporabljena za rast nekaterih semen vrtnih rastlin, pa bom objavil slikice, če se bo vse skupaj obneslo 🙂

Grelna podloga – DIY way (1#)

Torej, glede na to da v naših trgovinah ni mogoče dobiti grelne podloge za okenski rastlinjak, sem se odločil da jo izdelam sam… No, to da se je ne da dobiti ni čisto res. Če koga zanima nakup naj si pogleda trgovine z opremo za male živali, za terarije prodajajo talne grelne plošče. Prav tako je možno uporabiti grelno blazino, grelno odejo, grelce za sedeže in podobno…

Torej moja ideja je, da uporabim v gips zalito grelno – cekas žico. Sama moč se bo potem regulirala s pomočjo PWM in toplotnega senzorja.

Cekas oz. grelno žico je mogoče dobiti v trgovini, da se jo pa dobiti tudi zastonj iz raznih odsluženih grelnih elementov. Naprimer iz električne pečke, kuhalnika, likalika itd. Seveda je potrebno upoštevati, da ima vsaka grelna žica svojo karakteristično upornost ohm/meter…

Po internetu sem najprej poiskal, če se gips sploh sme uporabljati za take zadeve. No edini “pameten” zadetek je bila neka stara knjiga, ki je pisala o tem, kako zamenjati grelni vložek pri lotalniku. Grelni vložek so tu vlili iz gipsa zmešanega z vodnim steklom… No, jaz nisem imel toliko sreče z vodnim steklom, ker se je moj gips (zidarski iz Merkurja) vsakič, ko sem poskušal narediti mešanico v trenutku strdil. Mogoče nisem imel pravega vodnega stekla (kalijevo ali natrijevo), ali pa je bilo kaj narobe s samim gipsom. Zato sem ploščo vlil preprosto samo iz gipsa, še vedno jo bo možno prebarvati z vodnim steklom.

Najprej sem naredil stranski “držali” za grelno žico. Iz lesa in folije za živila sem naredil modelček in vanj vlil gips. Rabimo dve držali. Ko se vse skupaj posuši sem v držali enakomerno navrtal luknje. Pri vrtanju je potrebno paziti, ker gips kaj rad poči…

Sledilo je vlivanje spodnjega dela grelne plošče. Držali sem fiksiral na določeni razdalji na desko, spodaj sem dal folijo za lažje odstranjevanje gipsa. Spodnji del mora biti vlit le do nekaj manj kot polovice, zato da bomo lahko v naslednjem koraku dodali grelne žice.

Najbolje da sta pri napeljevanju žic držali še kar zunanje fiksirani, da se slučajno držali ali plošča ne zlomita. žico napeljemo “cikcak”, tako da imamo zgoraj zanke in spodaj konce žic. Potem lahko vlijemo tudi zgornji del plošče. Pri vlivanju plošče naj se uporabi čim redkejši gips, da se bo lepo razlezel in bo plošča ravna. Meni to ni ravno uspelo…

Plošča je zdaj končana. Zgornji in spodnji del (tam kjer pridejo žice) lahko, ko povežemo žice kot želimo, zalijemo, da iz naprave ne štrlijo grelne žice, ki bi lahko povzročile žganje materiala ali celo požar.

Kontroliranje InkJet glav

V prejšnjih postih sem napisal nekoliko o izdelavi PCBja s pomočjo prenosa tonerja. Tega tudi najpogosteje uporabljam. Postopek je malce dolgotrajen, predvsem je zamuden prenos – likanje tonerja.

Torej ideja je, da se na očiščeno ploščico direktno “natisne” npr. fotolak ali kakršnokoli snov, odporno na kislino. Tako sam prenos slike ni več potreben.

Na internetu sem zasledil nekaj strani, na katerih je bila predstavljena predelava tiskalnikov, da namesto na liste lahko tiskajo na PCB. Gre predvsem za enostavne printerje, pri katerih je podajalnik listov zadaj in natisnjeni listi pridejo ven spredaj.

http://www.sxlist.com/techref/pcb/etch/directinkjetresist.htm

Same modifikacije so precej enostavne, dvignemo glavo in pripadajoči voziček. Večina takih tiskalnikov (imam c42ux, ki pa žal deluje samo delno), sploh nima posebnega vodila in ležaja za glavo. Dobljenega C42UX sem predelal in lepo “vleče” ploščice, ampak je izgleda pokvarjen čip oz. kontoler za stepper. Natisne kako vrstico, potem pa začne spuščati pokajoče zvoke in vse ostalo tiska na mestu…

fotografija0938

Druga zanimiva ideja, ki nam da še malo več prostora za domišljijo pa je izdelava svojega vezja in premikanja ter samo uporaba komercialne tiskalne glave printerja…

http://techref.massmind.org/techref/pcb/etch/custom-vs.htm

Je zanimiva, predvsem je prednost to, da je v glavi že močnostna in kontrolna elektronika, ki malce poenostavi zadevo… Težava pa je, da v primeru okvare glave rabimo nov printer za novo glavo, saj so pri epsonu glave vgrajene v printer, menjujemo pa samo škatlice z barvo…

fotografija0945fotografija0946fotografija0947

Tu dajem prednost HPjevim kartušam, ki imajo v sebi že vgrajeno tudi tiskalno glavo. Sam doma uporabljam HP344 in HP339 kartuši, tako da se bom s tema tudi malo poigral… Pred kratkim pa sem dobil tudi HP printer z HP45 kartušo, ki je tudi zanimiva, predvsem, ker ima verjetno precej enostavnejše krmiljenje, kljub temu da ima 300 pik. Za glavo HP40 pa je na internetu celo že vezje za kontrolo:

http://spritesmods.com/?art=inker&page=1

Ta tiskalnik ima, kar je zelo zanimivo tudi linearni enkoder za pozicijo glave in enkoder za premikanje lista. Sama glava ima pred kartušami še manjši PCB s kontrolerjem.

Izdelava PCB – Breskvica revisited (in InkJet?)

No pa poglejmo še par nasvetov za izdelavo ploščic:  Po dolgem iskanju metode za rezanje vitroplasta sem našel kar uspešno varianto. In sicer kar običajna krožna žaga. Najboljše je da ploščico prilepimo na tanjši kos odpadnega lesa, da se lepše žaga ter da je žaga ne lomi. Seveda je verjetno priporočljiva uporaba lista za kovino ali ploščice, da se le-ta ne skrha, deluje pa čisto pripravno tudi z popolnoma običajnim listom za les.

Še nasvet za vrtanje: Z višjimi vrtljaji je vrtanje veliko hitrejše in manjša je možnost za poškodovanje ploščice pri vrtanju. Nastopi pa majčken problem da luknje nekoliko slabše vodijo sveder (hitreje prevrtaš baker) ter obraba svedrov, predvsem cenejših je hitrejša…

Ugotovljena je bila tudi metoda za uspešno uporabo breskvice oz. laminatorja. Ker laminator, ki ga imam sam po sebi ne dosega zadosti visoke temperature za prenos tonerja ploščico prej segrejem z likalnikom. Po “predgretju”, to je približno toliko intenzivno kot običajen prenos tonerja z likalnikom, ploščico dam še dvakrat skozi laminator. Tako pri samem segrevanju ploščice z likalnikom ni več potrebno preveč paziti na sam pritisk nanjo, saj to opravi laminator.

fotografija0839

No pa še ideja za novo metodo izdelave PCB. In sicer direkten nanos vododporne barve na ploščico s pomočjo inkjet tehnologije. To je po poročilih na internetu vsekakor možno s pomočjo nekaterih Epson tiskalnikov (originalne oz. mispro barve), če barvo potem toplotno obdelamo. Prednost inkjet metode je predvsem manj korakov ter manj možnosti za razlivanje barv. Trenutno sem še bolj v iskanju primernega tiskalnika…