Galvenā sākuma doma bija radīt staigājošu robotu, kas varētu pārvietoties uz 4 kājām izmantojot tiešo kinemātisko uzdevumu (forward kinematics, sīkāk skatīt http://en.wikipedia.org/wiki/Forward_kinematics), jeb pārvietoties ,kustinot un pārvietojot servo iepriekš definētos stāvokļos, ko varētu izrēķināt ar elementāras ģeometrijas palīdzību un piekoriģēt uz aci. Robotiņam ir pielikti dažādi sensori (infrasarkanais SHARP attāluma mērītājs, fototranzistori, galaslēdži, trokšņa līmeņa indikators) lai tas spētu autonomi pārvietoties pa telpu un ,piemēram, apiet šķēršļus, un platīte attālinātai vadībai cauri infrasarkano TV pulti  (ar RC5 un SIRC protokoliem).Kādreiz arī fantazēju par iespēju pamēģināt realizēt gaitu ar  inverso kinemātiku (inverse kinematics), izmantojot PC, taču sapratu, ka līdz tam vēl tālu J . Robota mehānika un elektriskās shēmas ir pabeigtas un samontētas, priekšā palika pats laikietilpīgākais un interesantākais posms – programmēšana. Līdz šim esmu realizējis ļoti elementāru pārvietošanās kodiņu, bet laika trūkuma dēļ programmēšana ir ievilkusies.

Tehniskais apraksts: Mehānika

Patreiz neesmu sastādījis sīku tehnisko aprakstu un shēmas/ rasējumus, taču ir doma to darīt pēc programmēšanas darbu beigšanas (ja publikai būs interese). Tātat robotam ir 4 kājas ar 3 brīvības pakāpēm (degree of freedom) un kopā robotā ir izmantoti 13 servo , jeb 12 servo priekš kājām un 1 priekš SHARP infrasarkanā sensora. Servo motori tika pasūtīti no šīs mājaslapas:  http://www.mindsetsonline.co.uk/index.php?cPath=13_530 , kurā starp citu ir daudz dažādu, interesantu sīkumu.

Dynam firmas servo motors ar parametriem:

Weight: 34g
Torque: 56.9 oz-in (at 6V)   (aptuveni 4.8 kg/cm ja nemaldos)
Speed: 0.16 sec/60 degrees (at 6V)
Size: 55 x 20 x 45mm

Par šiem servo neko sliktu nevaru teikt, tiem ir labs griezes moments un pieņemama cena, vienīgais gabarītos šie ir par pārs milimetriem lielāki, nekā tie, kurus lietoju līdz šim.

Attēlā augstāk var redzēt mana robota karkasu, kas ir diezgan masīvs salīdzinot ar tirgū pieejamajiem robotiem Phantom X. Kā redzams, es speciāli uztaisīju īsākus posmus kājām( spēka plecus), vai nezaudētu dārgo spēka momentu no motoriem, jo korpusu taisīju no PLEXIGLASS plāksnes un alumīnija . Kā arī tas palīdzēja samazināt strāvu, ko patērē servo.

*Phantom X quadropod robots

Visa šasija robotam tika izgriezta ar rokas instrumentu palidzību. Pašam man ir pieeja pie CNC darbagaldiem un CAD programmatūru arī pārzinu un lietoju, taču būvējot robotu idejas nāk galvā uz vietas un visa mehānika ir improvizēta, taču darbojas viss labi. Masa robotam bez baterijām sanāca liela, aptuveni 1,1 kg, bet pateicoties īsajiem spēka pleciem motori tiek galā ar šo smagumu. Šī mošķa barošanai pagaidām lietoju 2 atsevišķus akumulatoru blokus – logikas barošanai un motoriem. Iepriekš centos iztikt ar vienu bloku, taču vidējā strāva kas plūst caur servo parasti ir ap 1,1 A (daudz gan) un ar pīķiem  līdz 1.6 A pie slodzēm( ja piemēram uzspiež uz robota), kas nomet spriegumu tik zemu, ka elektronika izslēdzas ārā.

Tehniskais apraksts: Elektronika

Kā smadzenes robotrā kalpo Arduino Duemilonove mikrokontroliera platforma.

Kaut gan ir nācies darboties arī tīri ar Atmegām, man iepatikās Arduino vidē pieejamās bibliotēkas, kā arī manā skapī tāpat mētājās lieka platīte, ko iepriekš lietoju tikai izmēģinājumiem. Galvenais ir arī tas , ka “servo.h” bibliotēka ļauj reāli pie visām digitālajiem piniem pieslēgt servo. Interesanti ir tas, ka bibliotēka it kā oficiāli ļauj līdz 12 servo pieslēgšanu, taču es biju definējis joka pēc 14 servo (visus digitalos pinus lietoju priekš servo). Tad nu 13 servo motori tika pieslēgti pie arduino digitālajām kājiņām. Secību var apskatīt zemāk:

Klāt pie Arduino tika pieslēgts arī infrasarkanās vadības relejs, ko var slēgt iekšā/ ārā ar TV pultīm, kuras lieto RC5 un SIRC protokolus. Šāds 8 kanālu programmējamais relejs ir pieejams Argusā   http://web.argus.lv/shop/productinfo/AVT390B%2B/hwindex.htm un cenas ziņā ir ļoti labs.

Līdz šim es biju domājis izveidot šim robotam 3 vadības režīmus, kuros robots lietoju tikai daļu savu funkciju:

1.      vadības režīms – autonomais šķēršļu pārvarētājs. Šādā režīmā robots lietotu tikai SHARP attāluma sensoru, un galaslēdžus kāju galos, vai varētu mēģināt šķērsot istabu taisni, ja tam priekšā būtu dažāda augstuma šķēršļi.

2.      rotaļu dzīvnieciņa simulācija – bija doma robotu padarīt interaktīvu un izmantojot trokšņu līmeņa indikatoru un fototranzistorus, lai to varētu piemēram pastaigas vidū “nobiedēt”ar plaukšķi un tas mestos meklēt tumšāko stūri.

3.      tālvadības  režīms – vadīt ar pults palīdzību robotu, kurš sekotu uzdotajām komandām.

Attāluma sensors ir šāds http://web.argus.lv/shop/productinfo/GP2D120/hwindex.htm

Un to pieslēdzu pie analogās ieejas.

Interesantāks ir manis paša veidots trokšņu līmeņa indikators, kas sastāv no elektret mikrofona pastiprinātāja, kas apvienots ar komparatoru un komporatora izeja pieslēgta pie kondensatora, kas savukārt paralēli pieslēgts analogajai kājai. Tas tika darīta ar mērķī, lai varētu noķert laikā īso signālu no komparatora.  Varbūt kādam tas šķitīts diezgan murgains risinājums, bet tas ir tāpēc, ka man bija doma ielikts RS trigeri pēc komparatora, taču, nejauši to sabeigdams es izvēlējos primītīvāku risinājumu – kondensatoru, kas neļauj spriegumam uzreiz pazust. Zemāk ir redzamas ne pārāk kvalitatīvi attēlota shēma:

Tehniskais apraksts: Programma

Šajā sadaļā es neko vērtīgu nevaru vēl ievietot, taču pacentīšos to drīz labot.Vienīgais varu Jūsu uzmanībai piedāvāt video (sliktas kvalitātes) ar gaitas izmēģinājumu:

Ja kādam interesē šis ir kods elementārakajai gaitai.

#include <Servo.h>

Servo myservo0; Servo myservo1; Servo myservo2; Servo myservo3; Servo myservo4; Servo myservo5;// create servo object to control a servo

Servo myservo6; Servo myservo7; Servo myservo8; Servo myservo9; Servo myservo10; Servo myservo11;

int lenkis1 = 55;

int lenkis2 = 135;

int lenkis3 = 50;

int lenkis4 = 130;

int lenkis5 = 22;

int lenkis6 = 158;

int lenkis7 = 60;

int lenkis8 = 140;

int lenkis71= 61; //korekcijas lenkis 7

int lenkis9 = 50;

int lenkis10 = 130;

void setup()

{

myservo0.attach(0);

myservo1.attach(1);

myservo2.attach(2);

myservo3.attach(3);

myservo4.attach(4);

myservo5.attach(5);

myservo6.attach(6);

myservo7.attach(7);

myservo8.attach(8);

myservo9.attach(9);

myservo10.attach(10);

myservo11.attach(11);

myservo0.write(lenkis1);  // nostadam robota kajas izejas pozicija

myservo1.write(lenkis2);

myservo2.write(lenkis1);

myservo3.write(lenkis2);

delay (1000); // pacelam robotu

myservo8.write(lenkis3);

myservo9.write(lenkis4);

myservo10.write(lenkis4);

myservo11.write(lenkis3);

delay (400);

myservo4.write(lenkis3);

myservo5.write(lenkis4);

myservo6.write(lenkis4);

myservo7.write(lenkis3);

delay (3000);

}

void loop() // trot gaita

{

myservo7.write(lenkis5);     // pacelt 4 kaju

myservo11.write(lenkis5);

myservo5.write(lenkis6);     // pacelt 2 kaju

myservo9.write(lenkis6);

delay (80);

myservo0.write(lenkis9);  // pagriezt  nolaisto 1 kaju

myservo2.write(lenkis71);  // pagriezt  nolaisto 3 kaju

myservo3.write(lenkis8);  // pagriezt pacelto 4 kaju

myservo1.write(lenkis10);  // pagriezt pacelto 2 kaju

delay (100);

myservo5.write(lenkis4); // nolaist 2 kaju

myservo9.write(lenkis4);

myservo7.write(lenkis3);    // nolaist 4 kaju

myservo11.write(lenkis3);

delay (180);

myservo6.write(lenkis6);   // pacelt 3 kaju

myservo10.write(lenkis6);

myservo4.write(lenkis5); // pacelt  1 kaju

myservo8.write(lenkis5);

delay (80);

myservo1.write(lenkis8);  // pagriezt  nolaisto 2 kaju

myservo3.write(lenkis10);  // pagriezt  nolaisto 4 kaju

myservo2.write(lenkis9);  // pagriezt pacelto 3 kaju

myservo0.write(lenkis7);  // pagriezt pacelto 1 kaju

delay (100);

myservo4.write(lenkis3); // nolaist 1 kaju

myservo8.write(lenkis3);

myservo6.write(lenkis4);    // nolaist 3 kaju

myservo10.write(lenkis4);

delay (180);

}

Tad nolēmu uzbūvēt 2 Ampēru lādētāju priekš 4.2V Li-Ion akumulātoriem un pakām. Es izvēlējos Microchip lādēšanas kontrolieri – MCP73843 . Lādētāja barošanai nepieciešams 5V barošanas avots.

MCP73843 lādētāja shēma:

MCP73843 uzlādes kontrolierim in nepieciešams ārējs lauku tranzistors (T1), manā gadījumā 2 ampēru uzlādes strāvai pietiek ar IRF7416 (smd SO8 korpusā). Uzlādes strāvu nosaka R4 rezistors (0.05R = 2A, 0.1R = 1A, 0.025R = 4A). D1 ir aizsardzības shotkija diode, tai ir jāiztur ilglaicīgi izvēlētā uzlādes strāva. Rezistoru dalītājs R1/R2 nosaka ieslēgšanās spriegumu, praktiski var R2 nelikt, jo pats kontrolieris ir pietiekami gudrs, lai pārtrauktu lādēšanas ciklu, ja ieejas spriegums ir mazāks par izejas spriegumu. C3 nosaka drošības taimera laikus (skatīt kontroliera datasheet).
Kontrolierim ir statusa indikācijas izvads, kur pieslēdzot gaismas diodi, var redzēt, vai notiek uzlāde, vai bijusi uzlādes kļūda, piem taimera laiks beidzies.

Šeit varam aplūkot uzlādes grafiku.

Tad uzzīmēju platīti. Lejuplādēt var šeit . Tā kā mikroshēma MCP73843 ir pieejama tikai MSOP-8 korpusā, iesaku plati veidot ar foto metodi. Viena lādētāja platītes izmērs ir 50mm x 19mm.

Pēc kodināšanas:

Lādētājs salodēts, noalvoju celiņu no T1 uz izeju labākai siltuma vadītspējai. Gaismas diode ir RGB, no kuras izmantotas tikai sarkanā un zaļā.

Visvairāk silstošās detaļas ir tranzistors T1 un diode D1. Lai T1 nepārkarstu, izveidoju garāku plati, kur celiņš izmantots kā radiators.

Visas detaļas salodētas (5 lādētāji)

Gatavs un “iepakots”

Zaļš – ja ieslēgts vai lādēšana pabeigta, oranžs – lādējas, zaļš/oranžs mirgo – kļūda (piem. taimera laiks iztecējis)

Šeit starp tukšu akumulatoru paku un lādētāju pieslēgts analizators, kurā redzams pašreizējais pakas spriegums, uzlādes strāva u.c.

Teorētiski, izmainot R4 pretestību un attiecīgi D1 un T1, var izveidot jebkādu vēlamo uzlādes strāvu. (strāvām, kas lielākas par 2 ampēriem, visticamāk, ka būs nepieciešams D1 un T1 izvietot uz neliela radiatora)

Ja gribēsiet izveidot tādu pašu lādētāju, vai pasmelties idejas šeit var lejupielādēt EagleCad datnes.

Pagājušā gada decembra labākā raksta autors ir TomToms ar rakstu Barošanas bloks 13.8V 2.5A / 12V 1.5A, balvā saņemot dāvanu karti 20 Ls vērtībā no SIA Argus Radiodetaļu Tirdzniecība.

Novēlam šogad vēl sparīgāk dalīties ar idejām/pamācībām. Un kā vienmēr – labākajiem dāvanas no SIA Argus Radiodetaļu Tirdzniecība. Arī šoreiz, dāvanu karte 20 Ls vērtībā.

Atceramies, ka tikai Jūsu balsojums noteiks laimētāju!

Pamācība raksta veidošanā atrodama šeit, un informācija par balsošanu – šeit.

P.S atgādinu ka vērtēšanas sistēma nav pakļauta kalendārajam mēnesim bet gan 40 dienām, lai gan balvas tiek izdalītas katra mēneša sākumā, līdz ar to jebkuram daudz maz vienlīdzīgas iespējas tikt pie balvas neatkarīgi no ievietošanas datuma.

Un vēl joprojām rakstu autoriem tiek piešķirta 15% atlaide vienam pirkumam no argus.lv

Informācija par balvu un atlaižu saņemšanu tiek sūtīta uz jūsu e-pastu, kas norādīts Jūsu transformators.lv profilā. Ja gadījumā kāds šo informāciju nav saņēmis – dodiet ziņu.

Tākā jau vairākus gadus automašīnā izmantoju CB rāciju, un pirms kāda laika savā īpašumā ieguvu vēl vienu šādu rāciju, tad nolēmu to izmantot kā bāzes staciju mājās. Man jau bija viens barošanas bloks uz 13.8V, 1A, bet tas nebija tik jaudīgs kā man vajadzēja. Man vajadzēja vismaz 2A uz 13.8V un tad es sāku meklēt detaļas priekš jaunā barošanas bloka.

Pagāja kāds laiks kamēr atradu vajadzīgo tranformatoru. Šis konkrētais ir TPP 287–127/220–50 90W. Šim transformatoram ir vairāki sekundārie tinumi un uz katra maksimālā pieļaujamā amperāža ir 2.55A. Tākā man vajag 13.8V es nolēmu izmantot LM338K sprieguma stabilizatoru metāla korpsā ar šādiem parametriem: 1.2-32V, 5A. Izmantojot šo es vajadzības gadījumā varu regulēt sev vajadzīgo spriegumu.

Kā korpusu es izmantoju vecu datora barošanas bloka korpusu kurā jau bija izborēti caurumi. Dažus aizpildīju lietderīgi, dažus ne tik ļoti.  Papildus šajā korpusā iemontēju drošinātāja turētāju un pieskrūvēju gumijas “kājiņas”. Potenciometru es atstāju korpusa iekšpusē un no ārpuses spriegumu es nevaru regulēt. Sākumā plāni bija tādi, ka no ārpuses varēšu regulēt vajadzīgo spriegumu un korpusā būs iebūvēts analogais voltmets un ampērmetrs, bet tākā šajā korpusā nebija tik daudz vietas un citu korpusu nevarēju piemeklēt „uz sitiena” tad nolēmu iztikt bez šīm ekstrām.  Bet par to es īpaši neuztraucos, jo šo barošanas bloku galvenokārt izmantošu ierīcēm kurām nepieciešamais spriegums ir 13.8V.

Es izmantoju divus transormatora sekundāros tinumus un līdz ar to man ir divas izejas ar dažādiem spriegumiem. Pirmājā izejā es izmantoju jau iepriekš aprakstīto sprieguma stabilizatoru LM338K, bet otrajā izejā es izmantoju L7812CV sprieguma stabilizatoru kurai maksimālā pieļaujamā strāva ir 1.5A un spriegums ir 12V.

Tālāk būs bildes ar jau gatavu barošanas bloku un elektriskais slēgums.

Nākošajos plānos man ir uzbūvēt jaudīgāku barošanas bloku uz 13.8V un vismaz 8A, jo manā īpašumā ir ienācies arī pastiprinātājs un ar šo barošanas bloku apiem nepietiek. Ja ir kādi ieteikumi šim un manam nākotnes plānam tad droši tos uzklausīšu.

Paldies par atsaucību.

Arī Decembra labākā raksta autors savā īpašumā iegūs dāvanu karti 20 Ls vērtībā.

Atceramies, ka tikai Jūsu balsojums noteiks laimētāju!

Pamācība raksta veidošanā atrodama šeit, un informācija par balsošanu – šeit.

P.S atgādinu ka vērtēšanas sistēma nav pakļauta kalendārajam mēnesim bet gan 40 dienām, lai gan balvas tiek izdalītas katra mēneša sākumā, līdz ar to jebkuram daudz maz vienlīdzīgas iespējas tikt pie balvas neatkarīgi no ievietošanas datuma.

Un vēl joprojām rakstu autoriem tiek piešķirta 15% atlaide vienam pirkumam no argus.lv

Informācija par balvu un atlaižu saņemšanu tiek sūtīta uz jūsu e-pastu, kas norādīts Jūsu transformators.lv profilā. Ja gadījumā kāds šo informāciju nav saņēmis – dodiet ziņu.

Shēmas autors šo kādreiz bija izstrādājis priekš Creek Audio, taču par cik ilgs laiks pagājis un šo vairs neražo masveidā, shēmas autors  ļauj šo shēmu izmantot DIY entuziastiem. Plašākus paša shēmas autora komentārus , modifikācijas un ieteikumus var atrast www.vegalab.ru forumā, no kura tad arī radās ideja par šāda priekšpastiprinātāja būvi un šī konstrukcija tur tiek augstu vērtēta un atzīta par labi skanošu. Uzreiz jāsaka, ka nekādu ekskluzīvu detaļu tajā nav. Shēma balstās uz SRPP topoloģiju (Shunt Regulated Push-Pull ) kura parasti tiek izmantota lampu pastiprinātājos. Shēmā netiek izmantota negatīvā  atgriezeniskā saite un galvenais tās elements ir lauktranzistors, te jāpiebilst , ka ir arī shēma ar BJT tranzistoru ieejā – shēmas apzīmējums OBH 8 bez indeksa SE (Special Edition). Vēl , kā runā – šis priekšpastiprinātājs bija uzstādīts pēdējo gadu augstākas klases Krievijā ražotajos Elektronika plašu atskaņotājos.

Oriģinālā shēma:

Manā izpildījumā praktiski visi elementi ir identiski, tikai dažu elektrolītisko kondensatoru vietā izmantoti polipropilēna kondensatori. Lauktranzistori atlasīti ar vienādiem IDSS parametriem,  dotajiem tranzistoriem izkliede bija neliela un pilnībā pietika ar 5 tranzistoru iegādāšanos. Par mērīšanas principu jau rakstīju iepriekšējajā RIAA rakstā. Der pievērst uzmanību, ka dažādiem šo tranzistoru ražotājiem ir atšķirīgs izvadu izvietojums. Plates izgatavoju pats (nepatīk man DIY komplektus vai gatavus klonētus pirkt), jāsaka, ka tās nav tik perfektas kā gribētos, bet par cik gribēju ātrāk pabeigt šo priekš-pastiprinātāju, tad steiga darīja savu. Iepērciet laicīgi neliela diametra urbīšus lai nav jāurbj ar neasiem un tas rada neprecīzus urbumus. RIAA korekcijas ķēdes kondensatorus  izmantoju ar 2.5% precizitāti, papildus mērot kapacitāti un atlasot vienādos. Kondensatorus vajag identiskus lai abu kanālu korekcijas līkne būtu identiska. Tas pats attiecas uz korekcijas filtra rezistoriem – izmantojiet rezistorus ar 1% pielaidi. Vēl neizmantoju ieeju salāgojošo kondensatoru, jo man vads no atskaņotāja līdz korektoram ir pietiekoši garš un tam ir apm 100pF kapacitāte, tāpēc nejūtu nepieciešamību pēc papildus kondensatora ieejā. daži liek pārslēdzamus kondensatorus, lai var salāgot ar dažādām galvām korektoru. Protams, lai precīzi nomērītu visas ķēdes korekcijas līkni ideāli būtu iegūt savā īpašumā speciālo testa plati lai ievērtētu arī reālās magnētiskās galvas parametrus, bet tādas man nav. Izlīdzējos ar pasīvo RC inverso filtru, kuru salodēju uz maketplates un mērīju ar datora skaņu karti. Jāatzīst, ka mērījumiem zemo frekvenču galā traucē fona radītie trokšņi, jo riaa inversais filtrs būs jāiebūvē ekranētā korpusā – jo precīzi neizdevās nomērīt korekcijas līkni. Nāk ziema un kaut kad atkārtošu mērījumus, jo neprecīzus mērījumus nav jēga izvietot šeit. Jāatzīmē, ka kopējais kropļojumu līmenis ir salīdzinoši zems – apm. 0.04% , dominē tikai 2 harmonika, kas  raksturīgi SE (Single ended-vientakts) risinājumiem un tas nav nemaz tik peļami priekš pasīvā  korektora bez atgriezeniskās saites.

Fona līmenis:

Barošanas bloks ir visbūtiskākā šī pastiprinātāja daļa, tāpēc tam jābūt labam. Ar mazu paštrokšņu un pulsāciju līmeni. Mans barošnas bloks nav perfektākais, taču fona līmenis nav liels. Protams ir doma nākotnē izgatavot labākas topoloģijas barošnas bloku. Taču var šo RIAA barot no baterijām vai akumulatora, jo tā strāvas patēriņš ir niecīgs  – ap 20mA 2 kanāliem vai pat mazāks.Tātad pietiks ilgam laikam, un iesācējiem tas palīdzēs izvairīties no nepareizas montāžas radītajiem traucējumiem un man arī skanējums labāk patīk no baterijām nekā no barošanas bloka uz LM regulatora bāzes. Transformators ir ar jaudu 9VA. Izvietoju plates divos līmeņos, pēc  citu entuziastu ieteikuma un tas ļāva transformatoru novietot pēc iespējas tālāk no ieejas ķēdēm.

Korpuss izgatavots no interneta ebay.com vietnes pasūtīta korpusa un tas ir ļoti ērts un vienkāršs. Izmantoju DIN konektoru, jo manam atskaņotājam tāds ir. RCA tipa ligzdas izejām un  standarta tīkla spraudnis.

Par skanējumu – mani ļoti patīk , kā šis salīdzinoši vienkāršais aparāts skan – piekrītu vairākumam atsauksmju par tā skanējumu, sliktu atsauksmju par  šo priekšpastiprinātāju internetā praktiski nav atrodamas un iegādāt šo aparātu arī vairs praktiski nevar , tāpēc mani urdīja nemiers pašam to pamēģināt paklausīties, jāsaka – neesmu vīlies. Nu jau galvā nākošās idejas turpmākiem aparātiem !

Arī Novembra labākā raksta autors savā īpašumā iegūs dāvanu karti 20 Ls vērtībā.

Atceramies, ka tikai Jūsu balsojums noteiks laimētāju!

Pamācība raksta veidošanā atrodama šeit, un informācija par balsošanu – šeit.

P.S atgādinu ka vērtēšanas sistēma nav pakļauta kalendārajam mēnesim bet gan 40 dienām, lai gan balvas tiek izdalītas katra mēneša sākumā, līdz ar to jebkuram daudz maz vienlīdzīgas iespējas tikt pie balvas neatkarīgi no ievietošanas datuma.

Un vēl joprojām rakstu autoriem tiek piešķirta 15% atlaide vienam pirkumam no argus.lv

Informācija par balvu un atlaižu saņemšanu tiek sūtīta uz jūsu e-pastu, kas norādīts Jūsu transformators.lv profilā. Ja gadījumā kāds šo informāciju nav saņēmis – dodiet ziņu.

Pa šo laiku uz vietas nestāvēju, bet gan virzījos tālāk – nu pienācis laiks grafiskajam LCD(GLCD).
Aprakstīšu viss populārāko un sastopamāko- 128*64 melnbalto(mono) LCD. (Krāsu touch – displeji pagaidām būs vēl jāpagaida :D )

Nevadīsim atsevišķus pikseļus, bet gan LCD kontrolieri – Jo gatavi LCD moduļi(platīte ar ar pašu LCD +kontrolieri) ir ļoti populāri. Atliek tik piejūgt mikrokontrolieri.

Tā pat kā tas ir ar simbolu displejiem, kontrolieri grafiskajiem lcd ir pieejami visdažādākie no visdažādākajiem ražotājiem. Bet par laimi, tie ir savstarpēji ļoti līdzīgi, un līdzīgiem displejiem (nu, piemēram, 128*64, mono grupā) vadība daudz neatšķirsies.

Sākam.

Kā tad mēs varam komunicēt ar LCD kontrolieri??

Ir divas iespējas – pa seriālo vai pa paralēlo interfeisu. Kā noprotat – seriālajam vajag mazāk vadi(un mcu kājas), bet paralēlais ir daudz ātrāks. Ražotāji mēdz paši noteikt moduļa komunikācijas veidu, gan ļaut to darīt lietotājam. Kā nu kurais.
Aprakstīšu paralēlo interfeisu.

Eksistē divu veidu paralēlā interfeisa protokoli – Intel 8080 un Motorola 6800. LCD moduļu ražotāji dara dažādi – citi ļauj protokolu izvēlēties lietotājam, citi jau dzelziski uzstāda kādu no abiem.

Ar ko tad viņi atšķiras?

Nu ar neko vairāk, kā ar vadības signāliem un vadības pinu nosaukumiem.

6800 protokolam vadība un pini ir tieši tādi paši kā simbolu LCD :

• RS – nosaka komandu tipu – instrukcijas(0) vai dati(1),
• RW – ja 1, tad lasīšanas režīms, ja 0, tad rakstīšanas rež.,
• un E – rakstīšanas,lasīšanas kontroles signāls – šis pins “jānomidžina” no 1 uz 0, lai rakstītu datus/instrukcijas(RW jābūt 0), un no 0 uz 1, lai dabūtu ārā/nolasītu datus(RW jābūt 1).

8080 ir šāda vadība un pini:

• RS – tas pats, kas 6800…
• WRB -  jānomidžina no 0 uz 1, lai rakstītu datus/instrukcijas
• RDB – jānomidžina no 1 uz 0, lai nolasītu datus.

Kā redzat – 8080 nav jānosaka rakstīšanas/lasīšanas režīmi, bet gan ir atsevišķi pini (WRB un RDB) rakst. un lasīšanai.

Sīkāk: AN007_Communication_Protocols

Ceru, ka sapratāt!:)

Turpmāk rakstā izmantošu 8080 protokolu – dēļ tā, ka tas nav tik populārs (mazāk info netā), kā arī 6800 jau aprakstīju iepriekšējā rakstā par simbolu LCD.

Kā tad izskatās un ko dara tipiska GLCD moduļa, lietotājam pieejamie pini??:

Šie konkrētie ir mana GLCD moduļa izvadi. Viņam ir 8080 paralēlais protokols, Kontrolieris ir Samsung S6B0724.

Samsung S6B0724 datasheet

• 1. Chip select pins. Par šo pastāstīšu – ir kontrolieri,  kas var vadīt tikai 64*64 (vai 128*32, neatceros) pikseļus – tāpēc, lai dabūtu 128*64 pikseļus, modulī tiek iebūvēti divi kontrolieri. Tad nu viņi ir atbilstoši kontrolējamai displeja daļai jāizvēlas(CS = 1 vai 0). Diezgan neērti vai ne?

Šis mans konkrētais kontrolieris spēj tikt galā ar visu 128*64, tāpēc CS1 vienkārši jāieslēdz, lai ļautu izmantot kontrolieri.
Tātad – ja CS1 =1, kontrolieri izmantot neļauj, ja 0, ļauj. (pretēji tāpēc, ka CS1 ir invertēts.) Piezīme – šis signāls nereseto, neizslēdz displeju – tikai ļauj/neļauj vadīt.

• 2.Reset pins. Ja 1, kontrolieris ir reset stāvoklī – atmiņa nodzēsta, visi uzstādījumi noklusējuma stāvoklī.
• 3.,4.,5., jau aprakstīju augstāk.
• 6.-13. Datu/instrukciju paralēlā (8bit) ieeja.
• 14.,15. Pozitīvā barošana (visbiežāk +5V, bet ne vairāk  kā +7V)
• 16.-18. Masa/GND (oV).
• 19.,20. Attiecīgi apgaismojuma diodes anods un katods. Anodam jābūt pozitīvākam par katodu. Moduļos bieži vien ir jau ielodēts strāvas ierobežojošais R, bet drošības pēc skatiet sava moduļa dokumentāciju.

Nu tad nonākam līdz jautājumam – kas tad jāsūta kontrolierim, lai kaut kas parādītos uz ekrāna??

Pa priekšu – kā tad pikseļi uzstādās atbilstoši saņemtajiem datiem?

Kontroliera atmiņa ir 128*64 bitu matrica. (nu patiesībā jau 131*65(nu manam vismaz), bet vienkāršības labad pieņemsim , ka tik pat, cik LCD ir pikseļi). Katram bitam atmiņā atbilst konkrēts pikselis uz LCD. Ja bits ir 1, tad pikselis ir uzstādīts, un otrādi.

Atmiņa sastāv no 128 kolonnām un 8 lapām. Katra lapa sastāv no 128 baitiem vertikālā stāvoklī.Tātad katra lapa ir 8bit augsta. Ja ir 8 lapas, tad 8biti*8lapas=64=pikseļu rindu skaits

Tas izskatās šādi:(Šeit tad arī var redzēt divu kontrolieru versiju)

Baiti formējas vertikāli. Attēlā ir parādīta viena daļiņa(4 biti, otri 4 biti nav parādīti) no vienas lapas.

Piemēram, sekojošajā attēlā ir parādīta vienas lapas sešas kolonnas. Pirmajā kolonnā ir ierakstīts 01111111, otrajā 00000010, trešajā 00011100, utt. Beigās veidojas ‘M‘ burts. Vienkārši taču!! :D

Un kas vēl ir jauki – ierakstot datus atmiņā, kontrolieris automātiski palielina kolonnas adresi(post-inkrementē) – mums atliek tikai rakstīt nākamo baitu. Rakstam, kamēr nonākam, līdz 128. kolonnai. Tad pārslēdzamies uz nākamo lapu(nosūtam atbilstošu lapas adresi no 0-7) un turpinām rakstīt.

Tagad par to, kas jādara, lai nokonfigurētu displeju, par instrukcijām, kā norādīt lapas/kolonnas adresi utt..

Pirmo reizi ieslēdzot displeju, tas uz datiem nereaģēs – tas ir JĀINICIALIZĒ

Ļoti sīki šo lietu nevēlos stāstīt(sanāktu ļooti gari), bet nu nedaudz:

Pirmo reizi ieslēdzot, ir :

• Jāpagaida, kamēr kontrolieris resetojas(jāpuulo RESETB bits STATUS reģistrā),
• Jānokonfigurē lcd barošana(sprieguma regulātors, lcd matricas barošana, šādi tādi Vref utt),
• Jāpasaka to, kā atmiņa sasaistās ar lcd pikseļiem(sākuma adrese pa labi, pa kreisi un tml.),
• jāpagaida pāris ms kamēr spriegumi nostabilizējas
• un jāieslēdz displejs.

Neesmu ļoti pētījis to, kā atšķiras init algoritms dažādiem kontrolieriem/moduļiem(atkarīgs no tā, vai moduļa ražotājs ir vai nav uzlodējis lcd barošanas komponentus – R,C) , bet nu attiecīgajā dokumentācijā atradīsiet flowchartus, instrukciju aprakstus u.c. info. Te to nepārrakstīšu. Citiem vārdiem sakot, ir jāaizsūta noteiktas instrukcijas, noteiktā secībā. Skatiet sava moduļa dokumentāciju – nekāds noslēpums tas nav.

Tagad aprakstīšu dažas visbiežāk lietotās darbības – busy bita čekošana, lapas/kolonnas adreses uzstādīšana, raksīšanu, lasīšanu.

Rakstīšu C koda veidā un paskaidrošu komentāros. Rakstīju PIC kontrolierim, bet C kodu ir ērti pārlabot priekš citiem mcu.

• Busy bita/karoga (BF) čekošanas funkcija. BF funkcija ir tāda paša kā simbolu LCD(iepriekšējā rakstā) – ja 1 tad kontrolieris aizņemts, ja 0, tad gatavs pienjemt nākamo instrukciju/datus. BF nolasa, lasot STATUS reģistru.


void busy_loop(void)
{
WRB=1;//lasot, shim jaabuut 1
RS=0;//insrukciju reziims. Kombinaacija WRB=1 un RS=0, lai vareetu lasiit status regjisu
DATA_TRIS=0xff;//datu ports, kaa ieejas (piemeer PICam, avr u.c. mcu atbilstoshi jaizlabo)
while(BUSY)//kamēr aiznjemts.... (poolo to mcu kaaju uz kura ir DB7 - no lcd pinu viedokļa)
{
RDB=1;//lasa nepaartraukti
RDB=0;
}
RDB=1;//ja BF=0 tad beigt lasiishanu..
DATA_TRIS=0;//un datu ports atkal kaaa izejas
}


• Komandu(instrukciju) rakstīšanas funkcija:

void glcd_write_command(char command)
{
//Poolo BF....
busy_loop();//busy_loopaa RDB uzstaadas
RS=0;//komandas rezhiims

DATA=command;//rakstaamaa komanda uz datu portu
WRB=0;//midzhina wrb lai nolachotu datus lcd kontrolierii
WRB=1;
}

• Datu rakstīšanas funkcija:

void glcd_write_data(char data_byte)
{
busy_loop();//busy_loopaa RDB uzstaadas
RDB=1;
RS=1;//datu reziims

DATA=data_byte;//tas pats....
WRB=0;
WRB=1;
}

• lapas un kolonnas adreses uzstādīšanas funkcija:

void glcd_set_address(char page_address,char column_address)
{
char lcd_address_temp;
RDB=1;//sagatavo, ka buus jaaraksta komandas
RS=0;

page_address|=0b10110000;//sagatavo instrukciju
glcd_write_command(page_address);//Set page address

column_address++;
lcd_address_temp = column_address;//saglabaa

column_address&=0b00001111;//sagatavo LSB instrukciju
glcd_write_command(column_address);//col address LSB

asm("SWAPF _lcd_address_temp,F");//shii pic asm komanda amaina vietaam pusbaitus. Skati, kaa to izdariit tavam mcu
lcd_address_temp&=0b00001111;
lcd_address_temp|=0b00010000;//sagatavo MSB instrukciju
glcd_write_command(lcd_address_temp);//col address MSB

}

• Taa pati funkcija tikai ar PIC inline-asm. Daudz ātrāka un īsāka nekā C ģenerētais. Speciāli PIC faniem. :D :

void glcd_set_address(char page_address,char column_address)
{
page_address_asm=page_address;// argumentus paarkopee globaalos registros - lai var izmantot asm()
column_address_asm=column_address;
RDB=1;//sagatavo, ka buus jaaraksta komandas
RS=0;
//Bank 1 uzstaadaas jau shiis funkcijas saakumaa. taalaak visi registri atrodas shajaa bankaa
asm("MOVLW 0XB0");
asm("IORWF _page_address_asm,W");
asm("MOVWF _PORTD");//!!!!!!!!!!!JA MAINA DATU/vadiibas PINUS, JAAIZLABO ATBILSTOSHI. ARII TAALAAK SHINII FUNKCIJAA...
asm("BCF _PORTE,2");
asm("BSF _PORTE,2");
asm("INCF _column_address_asm,W");
asm("MOVWF _page_address_asm");//_page_address_asm VAIRS TAALAAK NEIMANTO, TAAPEEC IZMANTOJU //..KAA COLUMN ADDRESS TEMP REGISTRU
asm("ANDLW 0X0F");
asm("MOVWF _PORTD");
asm("BCF _PORTE,2");
asm("BSF _PORTE,2");
asm("SWAPF _page_address_asm,W");
asm("ANDLW 0X0F");
asm("IORLW 0X10");
asm("MOVWF _PORTD");
asm("BCF _PORTE,2");
asm("BSF _PORTE,2");

}

• Parādīšu, kā es inicializēju savu konkrēto displeju. Izmanto augstāk parādīto rakstīšanas funkciju.:

void lcd_init(void)//GLCD inicializaacija/uzstaadiijumi
{
RS=0;//command

WRB=1;
DATA_TRIS=0xff;//lasiis statusu
while(RESETB)//gaida, kad glcd beigs resetoties
{
RDB=1;
RDB=0;
}
RDB=1;
DATA_TRIS=0;

glcd_write_command(0b10100000);//ADC select - normal direction
glcd_write_command(0b11001111);//SHL select - reverse direction
glcd_write_command(0b10100010);//LCD bias select
glcd_write_command(0b00101100);//Power control - VC on
__delay_ms(1);
glcd_write_command(0b00101110);//Power control - VR on
__delay_ms(1);
glcd_write_command(0b00101111);//Power control - VF on
glcd_write_command(0b00100101);//Regulator rezistor select
glcd_write_command(0b10000001);//Set Ref Voltage mode
glcd_write_command(24);//Set Ref voltage -kjipa kontrasts
__delay_ms(5);//pagaida, kameer stabilizeejas glcd spriegumi

glcd_write_command(0b01100000);//initial display line = 0
glcd_write_command(0b10101111);//Display on

clear_screen();
}
Nu šīs ir pašas pamata funkcijas. Protams, lai varētu izstrādāt nopietnus lcd projektiņus vajadzēs nedaudz paprogrammēt.

Minēšu dažas:

• Displeja notīrīšanas funkcija(ieraksta visos atmiņas baitos nulles)
• Noteikta pikseļa uzstādīšana/nodzēšana pēc dotajām koordinātām, neizmainot citus pikseļus.(būs jāizmanto nedaudz matemātiskas darbības)
• Fonti. Tie būs jāveido/jāģenerē pašiem. Arī funkciju, kas izvada simbolus jāraksta pašiem.
• Grafiska attēla izvadīšanas funkcija.
• Līnijas/apļu zīmēšanas funkcija pēc dotajām koordinātām. (Piemēram, Bresenhama algoritms)
• Un tā tālāk… :D

Parādīšu nelielu video(sorry par kvalitāti), ar manu projektiņu pie kura jau labu laiciņu strādāju(tagad gan nav laika):

Čūskiņas spēlīte  uz PIC16F887. Aizņem ap 3Kb flasha ar visiem fontiem.

Nu tas nu īsumā (jā, īsumā :D) būtu viss. Protams, lcd kontrolierim ir iespējas/fīčas, kuras es šeit neaprakstīju, un kuras atslogo mcu, piemēram, displeja skrollēšana un citas.. skatam sava lcd displeja datasheet.

Nu vai tad kaut kas baigi sarežģīts?

Vēl interesanti:

Var paspēlēties virtuāli ar GLCD

Viens no GLCD moduļiem, ko piedāvā ARGUS

Arī Oktobra labākā raksta autors savā īpašumā iegūs dāvanu karti 20 Ls vērtībā.

Atceramies, ka tikai Jūsu balsojums noteiks laimētāju!

Pamācība raksta veidošanā atrodama šeit, un informācija par balsošanu – šeit.

P.S atgādinu ka vērtēšanas sistēma nav pakļauta kalendārajam mēnesim bet gan 40 dienām, lai gan balvas tiek izdalītas katra mēneša sākumā, līdz ar to jebkuram daudz maz vienlīdzīgas iespējas tikt pie balvas neatkarīgi no ievietošanas datuma.

Un vēl joprojām rakstu autoriem tiek piešķirta 15% atlaide vienam pirkumam no argus.lv

Informācija par balvu un atlaižu saņemšanu tiek sūtīta uz jūsu e-pastu, kas norādīts Jūsu transformators.lv profilā. Ja gadījumā kāds šo informāciju nav saņēmis – dodiet ziņu.

Atbildēšu tā, ka man gribējās uzbūvēt salīdzinoši vienkāršu, ātru pastiprinātāju un šīs mikroshēmas bāzes un salīdzināt to ar savu LM 3875 pastiprinātāju. OPA 549  ieteicamais pastiprināšanas koeficients 10 un zemāks, lai nodrošinātu pēc iespējas zemāku THD rādītāju. Ar augstāku pastiprināšanas koeficientu jūtami tiek degradēts augsto frekvenču atskaņojums. Zemāks pastiprinājuma koeficients palielina pastiprinātāja atskaņojamo frekvenču joslu un samazina THD.

Dotajā situācijā operacionālais pastiprinātājs ir slēgs neinvertējošā slēgumā ( tas nozīmē, ka ieejas signāls ir vienā fāzē ar izejas signālu). Pastiprināšanas koeficients – 11.

Shēma ir šāda (bez barošanas kondensatoriem un šuntējošajiem kondensatoriem un ieejas atdalošā kondensatora) :

Izejā var likt paralēli nelielas induktivitātes spoli un 10 omu rezistoru. Reizēm izmanto mazas pretestības stieples vīto rezistoru ar pretestību 0.1R. Tas tiek darīts , lai stabilizētu pastiprinātāja darbību ar kapacitatīvām slodzēm. Rezistors obligāti jāizmanto, ja slēdz  vairākas mikroshēmas paralēli.

Galvenās atšķirības no LM sērijas mikroshēmām : nav MUTE funkcija (tiesa, LM 3875 arī nav), ir iespēja ierobežot izejas  strāvu , ieejā lauktranzistori (mazāks līdzspriegums izejā). THD ir lielāks salīdzinoši ar LM sēriju un jau iepriekš minētais vēlams zemāks pastiprināšanas koeficients – tātad lielāka atgriezeniskā saite.  Vēl daudzi lietotāji pēc pieredzes uzskata, ka OPA ir daudz stabilākas par LM un tām nav problēmas ar ierosmi u.c. , piem. pie nepareizas montāžas ut.t.

Dotajai mikroshēmai maksimālais pieļaujamais darba spriegums ir +- 30V, tādēļ konstrukcijā izmantoti 2 barošanas transformatori INDEL 100VA 2x17V AC. Pēc taisngrieža un filtra kondensatoriem (22 000uf x35V) tas sastāda +-24-25V līdzspriegumu. Ir izmantots viens diožu tilts no diskrētām diodēm (transformatoram ir izveidots visduspunkts apvienojot viena tinuma beigas un otra sākumu) , lai samazinātu sprieguma kritumu uz tām – ja tiktu izmantoti 2 taisngrieži , katrs savam tinumam. Katram kanālam ir savs barošanas bloks ar savu taisngriezi un filtru. Radiatori un barošanas bloka elementi tika iegūti balvā no transformators.lv. Radiatoru izmērs 190x70x50 kas ir pilnīgi pietiekoši šādas jaudas pastiprinātājam- apm. 35W pie 8 omu slodzes un apm. 60W pie 4 omu slodzes.

PCB plates ir pašizgatavotas – barošanas blokam mans izklājums, pastiprinātāja PCB – no diyaudio.com foruma.

Salodētās plates:

Korpuss tika izgatavots izfrēzējot 8 vienādas detaļas un tad tās salīmējot kopā. Korpusa vāki izgatavoti no alumīnija ar gaisa cirkulācijas atverēm. Pēc tam veikta korpusa slīpēšana un lakošana. Visi elementi stiprinās pie pamatnes.

Aizmugures pieslēgvietas:

šeit izmantotās ligzdas iegādātas ebay.com , tādas konstrukcijas , lai varētu iestrādāt 2cm  biezā panelī. Standarta risinājumi te neder bez  papildus korpusa sagatavošanas, kas ne vienmēr ir iespējams mājas apstākļos darbus veicot uz virtuves galda .

Priekšējais panelis – askētisks :

Nedaudz mērījumi :

Taisnstūris uz 20Khz

Fona līmenis:

Izejas signāla spektrs:

Izejas spriegums ap 8V, 3 . harmoniskā dominē. Frekvence 1Khz. Kopumā pieaugot Frekvencei – pieaug kropļojumu apmērs. Bet tas integrētajiem mikroshēmu pastiprinātājiem ir raksturīgi – gan LM, gan OPA. Protams, var salīdzināt kurā punktā kurai mikroshēmai labāki rādītāji – bet tas nav svarīgi priekš manis. Šie kropļojumi , galvenokārt ir saistīti ar mikroshēmas izejas pakāpēm, kuras ir kavizikomplementāras (ar viena tipa tranzistoriem) un tām ir salīdzinoši maza miera strāva, kas un rodas kropļojumi punktā kad sinusoīda šķērso nulles punktu.

Atskaņojamo signāli josla – 20Hz-100Khz praktiski bez krituma.

Par skanējumu : Man šķiet, ka šī mikroshēma skan ne tik griezīgi un asi ,kā LM. Bet tas ir gaumes jautājums. Šī skan „pareizāk” .  ES pats neesmu izteikts mikroshēmu pastiprinātāju piekritējs, bet šis tapa , kā tāds ātrs un salīdzinoši zemu izmaksu projekts.

Paldies Transformators.lv par iepriekšējo balvu un Argus  veikala 2.st. darbinieka profesionālo  attieksmi  .

Lodējat un neaizmirstiet arī mūziku paklausīties !