Dispositivo de extracción de aire ATtiny2313. Instalación dinámica de luz en MK ATtiny2313 Proyectos en attiny2313

Este dispositivo basado en microcontrolador le permite dibujar texto y gráficos simples en el aire. En la literatura en inglés, estos dispositivos se denominan POV o FlyText. El principio de funcionamiento del dispositivo se basa en la inercia de nuestra visión. El diagrama del circuito eléctrico consta de un microcontrolador, 8 LED, un par de resistencias y dos pilas AA. Incluso un radioaficionado novato puede montar este dispositivo. El dispositivo es de tamaño pequeño.

A diferencia de la mayoría de esquemas similares, este esquema puede actualizar imágenes a través del puerto COM sin actualizar el firmware del microcontrolador AVR ATtiny2313. No es necesario compilar el firmware para el microcontrolador cada vez para un texto o imagen específico, simplemente transfiéralo a través del puerto COM de la computadora usando un programa especial.

La imagen o texto que se dibujará en el aire se almacena en la memoria no volátil del microcontrolador EEPROM. La actualización se produce mediante la actualización de esta memoria no volátil. Solo necesita iniciar el programa para dibujar y transferir imágenes al dispositivo y conectar el dispositivo para dibujar en el aire.

La placa de circuito es muy simple y tan pequeña que se conecta directamente al panel de la batería AA.

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Así es como se ve el programa para editar texto, gráficos y transferirlos a un dispositivo.

Trabajar con el programa es bastante sencillo. Para editar una imagen, simplemente haga clic en la matriz de píxeles y luego conecte el dispositivo y actualice la memoria EEPROM. El circuito se puede conectar a una computadora mediante un adaptador USB a UART o basándose en chips convertidores de interfaz o .

Luego seleccione el número de puerto com deseado y presione el botón "Cargar".

Aquí está la ubicación de las patas de conexión.

El programa para el microcontrolador AVR ATtiny2313 se escribió utilizando AVR Studio y WinAVR. El programa informático está escrito en Microsoft Visual C# 2010 Express. La placa de circuito impreso se dibujó en Eagle Cadsoft y todo lo que necesita en el archivo está disponible a través de .

Este proyecto lo hice para mi pequeña hija. Este es un dispositivo de efectos de iluminación de 24 canales, el circuito utiliza 24 LED y 1 microcontrolador con un pequeño cableado.

Para controlar los LED, se utiliza un microcontrolador económico ATtiny 2313 (Atmel), que puede controlar LED con una corriente de hasta 20 mA por contacto. Los LED del circuito están agrupados en 4 grupos, cada uno de los cuales consta de 6 LED. Hay tres botones en el diagrama, "F", "+" y "-".

El botón F sirve para cambiar el efecto y los botones "+" y "-" sirven para aumentar o disminuir la velocidad del efecto. Por ejemplo, cada vez que presiona el botón "-", los LED se ralentizan y se apagan más lentamente. Para cambiar rápidamente la velocidad, puede mantener presionado el botón correspondiente.

Para alimentar el circuito utilicé un adaptador de 12V con un estabilizador 7805, no es necesario conectar el estabilizador al radiador.

Placas de circuito impreso:

El software está escrito en lenguaje ensamblador en el IDE AVRStudio 4, el código del programa se proporciona a continuación. Con simples cambios en el código del programa, todos pueden crear sus propios efectos diferentes. En total, el programa contiene 24 efectos.

El dispositivo de este artículo funciona con tarjetas SD. El tema es viejo y bastante manido, pero vale la pena volver a escribir sobre el uso de tarjetas SD.
En general, las tarjetas SD (SDC, SD Card) tienen muchas ventajas y son muy sencillas y cómodas de usar en pequeños proyectos integrados. Varios factores contribuyen a esto:
- una interfaz muy sencilla para interactuar con la tarjeta (implementada vía SPI);
- alta velocidad de funcionamiento (el microcontrolador es capaz de transferir datos desde una tarjeta SD a una velocidad cercana a 10 Mbit/s);
- bajo consumo de energía (literalmente un par de miliamperios, no más);
- tallas pequeñas;
- disponibilidad y bajo costo.
Las tarjetas SD prácticamente no tienen inconvenientes (excepto, quizás, su procedimiento de inicialización :)).

1. Introducción.

Llamé al dispositivo descrito en este artículo Dispositivo parlante con tarjeta SD. Un poco pretencioso ;), pero el nombre deja claro que se trata de un dispositivo parlante. Está destinado a dar voz a sus proyectos. En resumen, funciona de la siguiente manera: los archivos de sonido numerados se graban en la tarjeta SD, que el dispositivo reproduce cuando usted lo ordena. El ámbito de aplicación es bastante amplio: sistemas de alerta, juguetes, robots, hogares inteligentes, etc. Las dimensiones del dispositivo son bastante modestas (podría ser más pequeño, pero elegí deliberadamente el microcontrolador ATtiny2313, que es más barato y más fácil de conseguir). Intenté poner el énfasis principal en la simplicidad y la máxima funcionalidad.
De cara al futuro, veamos qué debería suceder al final:

¿Es útil un dispositivo así? ¡Entonces recolectemos!

2 Tarjeta de memoria.

El dispositivo utiliza una tarjeta de memoria SD. Ya he escrito sobre los motivos de esta elección, pero solo agregaré que las tarjetas SD se están convirtiendo casi en la tarjeta de memoria estándar para dispositivos móviles. Incluso los fabricantes que promocionaban/están promocionando fanáticamente su tipo de tarjetas de memoria están empezando poco a poco a utilizar tarjetas SD. La razón de tal popularidad probablemente fue el bajo precio de estas tarjetas. Para los dispositivos de aficionados, la tarjeta SD es, de hecho, la única tarjeta adecuada para su uso, y la razón es la sencilla interfaz para trabajar con ella.

La tarjeta SD ha evolucionado mucho y tiene varias opciones para su implementación (MMC - como opción de tarjeta SD, SD ver1, SD ver2, SDHC, SDXC). El procedimiento para comunicarse con la tarjeta es simple y universal para todo tipo de tarjetas, pero ponerlo en funcionamiento (inicializar la tarjeta) es un proceso bastante ambiguo y confuso, con "sacudidas" rituales de la tarjeta, enviando comandos "ficticios" vacíos. y otras cosas incomprensibles (en resumen, es necesario bailar con panderetas :)). La propia especificación del protocolo SDC describe con bastante detalle el proceso de inicialización, lo cual es comprensible, hay muchos fabricantes de tarjetas, cada uno con su propio hardware, con sus propias características... ¿A qué me refiero? - Intenté que el procedimiento de inicialización fuera lo más universal posible, pero prepárate para el hecho de que algunas tarjetas no funcionarán. Por lo tanto, si algo no va bien con su dispositivo, pruebe con otra tarjeta de memoria; este puede ser el motivo.

Este dispositivo admite tarjetas SD de hasta 2 GB de tamaño. Todo lo superior (SDHC y SDXC) no es compatible.
Para el dispositivo no importa el factor de forma de la tarjeta (SD, MiniSD o MicroSD), pero debes conectarla correctamente, de acuerdo con la distribución de pines de la tarjeta.

3 Sistema de archivos.

El dispositivo utiliza tarjetas con el sistema de archivos FAT16. Este sistema es ideal para dispositivos como el nuestro, ya que es simple y fácil de implementar (FAT12 y FAT32, en principio, tampoco son difíciles de implementar, pero esto no es práctico debido a la falta de ventajas en comparación con FAT16).

No existen requisitos especiales para formatear la tarjeta; se puede formatear en cualquier dispositivo disponible. El formato estándar de Windows es bastante adecuado para estos fines.

Para que el dispositivo funcione correctamente, los archivos de sonido ubicados en la tarjeta SD deben cumplir ciertos requisitos:
a) El formato del archivo debe ser WAV sin comprimir.
Los parámetros del archivo son los siguientes:
- Bitrate - frecuencia de muestreo (Frequency) - 32000 Hz;
- Número de canales (Canales) - 1 (mono);
- Tamaño de muestra - 8 bits.
Otra posible reducción es WAV PCM 8U.

b) El expediente deberá denominarse de forma especial. Para que el dispositivo sepa qué archivo es el primero, segundo, tercero, etc. El primer carácter del nombre del archivo debe ser una letra mayúscula del alfabeto latino (el resto del nombre, al igual que la extensión del archivo, se ignora).
Por ejemplo, los siguientes nombres de archivos serían correctos:
A_Lai_dog.wav - primera pista
B-Esta es la segunda pista.wav - la segunda pista
¡Con Advertencia! Error!.wav - tercera pista

c) Para utilizar funciones adicionales del dispositivo, los archivos se pueden ubicar en dos carpetas denominadas “1” y “2”. El dispositivo tiene un interruptor para seleccionar la carpeta activa, es decir, el mismo comando para iniciar la reproducción puede reproducir pistas de la carpeta “1” o “2”, dependiendo del nivel en la entrada de conmutación (una especie de selección del esquema de sonido - ¡algo muy útil!) . Si una de las carpetas (o ambas) no existe, los archivos se reproducen desde el directorio raíz.

Puede almacenar cualquier otro archivo junto con las pistas de audio, siempre que no creen conflictos con sus nombres (es mejor colocarlos en un directorio separado, entonces no tendrá que prestar atención a cómo se nombran allí).

d) Debido a la pequeña cantidad de SRAM en el ATtiny2313, es imposible crear un búfer para la lectura previa de datos, por lo que los datos del archivo se envían directamente para su reproducción. En consecuencia, no hay forma (no hay tiempo suficiente) de buscar fragmentos de archivos utilizando la tabla FAT. En otras palabras, los archivos escritos en la tarjeta no deben estar fragmentados.

De hecho, esto no es un gran problema, ya que cualquier sistema operativo siempre intenta escribir el archivo como una sola pieza, y mientras haya espacio en la tarjeta, cualquier acción con los archivos (eliminar, copiar, cambiar el nombre) no funcionará. afectar su integridad. Si tiene una tarjeta muy pequeña o ha llenado al máximo una tarjeta grande, para estar seguro de la integridad de los archivos, simplemente cópielos al disco duro de su computadora, formatee la tarjeta y devuelva los archivos.

4 Esquema. Placa de circuito impreso.

El diagrama del dispositivo es lo más simple posible. De hecho, aparte del microcontrolador y la tarjeta SD, no contiene nada. Para mí, hice un sello para componentes SMD, ya que planeo usar este dispositivo en un lugar con dimensiones limitadas. Si las dimensiones no son críticas para usted, puede ensamblar el circuito en una placa en la versión DIP. En el caso de una protoboard, montar el dispositivo te llevará, como máximo, 15 minutos. La tensión de alimentación permitida para una tarjeta SD es de 2,7 a 3,6 voltios. El microcontrolador también funciona normalmente en este intervalo, por lo que no es necesario utilizar ningún componente compatible. Verifiqué el funcionamiento de todo el dispositivo con una fuente de alimentación de 5 voltios; todo funcionó bien, pero no recomiendo hacerlo de forma continua, ya que diferentes tarjetas pueden reaccionar de manera diferente al exceso de voltaje. Utilicé un adaptador como portatarjetas microSD, soldándolo directamente a sus contactos. Si necesita dimensiones más pequeñas, es mejor utilizar un tarjetero microSD real.

Para actualizar el firmware del microcontrolador se utiliza el mismo conector que para la tarjeta SD, por lo que tendrás que pensar en cómo conectarle el programador (hice un adaptador especialmente).

Una vez soldada la placa, puede flashear el microcontrolador.

Una pequeña galería del dispositivo terminado:

Un pequeño matiz sobre el esquema.
Al instalar una tarjeta SD en un portatarjetas (conectar la tarjeta a una fuente de alimentación), se crea un aumento de corriente y, en consecuencia, una caída de voltaje en el circuito (parece que en este momento se están cargando capacidades significativas en la tarjeta). La reducción es tan significativa que el microcontrolador se reinicia. Lo uso para iniciar el procedimiento de inicialización de la tarjeta (la instalación de la tarjeta reinicia el microcontrolador y lo primero que hace el firmware es buscar e inicializar la tarjeta). Si no reinicia el microcontrolador al instalar una tarjeta (una fuente de alimentación potente o condensadores de suavizado grandes), entonces debe cuidar el botón de reinicio en el circuito para restablecer manualmente el microcontrolador (esto es si planea "calentar" cambiar tarjetas).

5 Funcionamiento del dispositivo.

Como escribí anteriormente, trabajar con el dispositivo es muy simple: copie las pistas con el nombre correcto en la tarjeta SD, inserte la tarjeta en el portatarjetas, el dispositivo encontrará la tarjeta automáticamente, encenderá el LED verde, eso es todo, el dispositivo está listo para reproducir las pistas. Ahora sólo te falta seleccionar y empezar a reproducir la pista de la forma que más te convenga.

5.1 Botones del dispositivo y sus acciones.

Intenté hacer que el dispositivo fuera lo más funcional posible, por lo que se utilizan muchas patas del microcontrolador para los interruptores de modo de funcionamiento (esto hace que el dispositivo parezca un erizo :)). Si no necesita ninguna función, simplemente deje la pierna “colgando” en el “aire”.
Cambiar acción:
- “Monster”: le permite ralentizar (2 veces) la reproducción de la pista, creando el efecto de una voz baja. El interruptor funciona "sobre la marcha": la velocidad cambia al cambiar;
- “Helio”: acelera la reproducción de la pista (en 1/3), creando el efecto de una voz aguda. El interruptor funciona sobre la marcha;
- “Repetir” si este interruptor está en cortocircuito a tierra, la pista seleccionada se reproducirá sin cesar (hasta que se abra el interruptor). Esto puede resultar útil, por ejemplo, si necesita crear un determinado fondo sonoro: el sonido de la lluvia, un fuego ardiendo, el murmullo de un arroyo...;
- Botón “Seleccionar / Reproducir” que inicia la pista para su reproducción (descripción a continuación);
- "Seleccionar pista": configuración del número de la pista que se está reproduciendo (descripción a continuación);
- “Dir1 / Dir2”: seleccione un esquema de sonido (descripción a continuación).

5.2 Iniciar la reproducción.

Hay tres formas de empezar a reproducir una pista específica:
- al enviar una letra mayúscula del alfabeto latino a través de UART, comienza inmediatamente la reproducción del archivo que contiene esta letra al principio del nombre;
- si se utiliza “Seleccionar pista”, se selecciona el número de archivo (código binario 0001=”A”, 0010=”B”, etc. 1 - la pierna está cerca del suelo, 0 - "colgando" en el "aire"), luego el botón “Seleccionar / Reproducir” iniciará el archivo correspondiente para su reproducción;
- si no se selecciona nada usando “Seleccionar pista” (0000 - las piernas “cuelgan” en el “aire”)), luego presionando el botón “Seleccionar / Reproducir” un número determinado de veces, lanzamos la pista correspondiente (1 vez = “A”, 2 veces =”B”, etc.).

5.3 Esquemas de sonido.

Una característica muy útil es la función de seleccionar uno de dos esquemas de sonido. Esto significa que el interruptor “Dir1 / Dir2” selecciona la carpeta en la tarjeta desde la cual se reproducirá la pista.

Hay muchas aplicaciones: mensajes en ruso e inglés (juguetes educativos), voces de niños y adultos, ruidos de agua que fluye y fuego ardiendo, gato/perro, policía bueno y malo :), sonidos calmantes/vigorizantes y muchas otras opciones similares.

Por ejemplo, necesita que su dispositivo pueda comunicarse con voz masculina y femenina. Se implementa así:
- crear dos conjuntos de mensajes, respectivamente, en versión femenina y masculina;
- la numeración de archivos para ambas opciones es la misma. No olvide que el dispositivo "ve" sólo la primera letra del nombre del archivo, por lo que puede hacer que los nombres sean más comprensibles para usted mismo, por ejemplo, "S_Waiting for command_male.wav" y "S_Waiting for command_female.wav" son bastante correcto;
- copiar el conjunto de mensajes de hombres en la carpeta “1” y los mensajes de mujeres en la carpeta “2”.
Ahora, dependiendo del estado del interruptor “Dir1 / Dir2”, el mismo comando reproducirá pistas de la carpeta “masculina” o “femenina”.

5.4 Indicación de funcionamiento del dispositivo.

Como Teeny2313 tiene muy pocas patas y casi todas se usan para interruptores, tuve que sacrificar una indicación normal y, a cambio, adjuntar algo NO normal. Para indicar diferentes modos de funcionamiento, solo se utiliza una pata del microcontrolador, a la que se conectan dos LED: rojo y verde (o el que prefiera). Los diferentes modos de funcionamiento del dispositivo se indican mediante un código de color específico:
- el LED rojo parpadea: no hay tarjeta SD o su tipo no es compatible con el dispositivo;
- el LED rojo está encendido - la tarjeta SD es compatible y se ha inicializado correctamente, pero la tarjeta no está formateada en FAT16;
- el LED verde está encendido - la tarjeta SD se ha inicializado exitosamente, se ha encontrado el sistema de archivos requerido y el dispositivo está listo para reproducir la pista - esperando un comando;
- el LED verde parpadea: el dispositivo está reproduciendo una pista;
- se enciende el verde, el rojo se enciende brevemente, el verde se enciende nuevamente - pista no encontrada;
- se enciende el verde, se apaga brevemente y vuelve a ponerse verde - se pulsa la tecla de selección de pista.

5.5 Información de depuración.

Para que sea más fácil encontrar áreas problemáticas (si el dispositivo no quiere funcionar), dupliqué cada etapa de inicialización en el programa con mensajes a través de UART. Después de cada paso exitoso, el carácter correspondiente se envía a la UART:
- “S” - (Inicio) los periféricos del microcontrolador se inicializan normalmente;
- “C” - (Card Init) La tarjeta SD se inicializa normalmente y es compatible;
- “F” - (FAT Init) Sistema FAT compatible;
- “1” - (No 1 Dir) no existe la carpeta “1” la lectura se realizará desde el directorio raíz;
- “2” - (No 2 Dir) no existe la carpeta “2” la lectura se realizará desde el directorio raíz;
- “R” - (Listo) el dispositivo está completamente listo - esperando el comando para iniciar la pista;
- Además, cada vez que se inicia una pista, la letra mayúscula del nombre de la pista se transmite al UART.

6 pistas para doblar tus dispositivos.

6.1 Conversión de pistas

Si no se encontró nada adecuado en la biblioteca anterior, puede obtener las pistas necesarias en la red (hay muchos sitios especiales para músicos y edición de video, donde ya se recopilan grandes bibliotecas de sonidos), en instalaciones de juegos (a menudo los sonidos de el juego se divide en pistas y se pliegan en una carpeta separada). También puedes cortar efectos de sonido de películas y composiciones musicales. Las pistas encontradas deben convertirse a un formato que admita el dispositivo. Permítanme recordarles que el formato del archivo debe ser WAV sin comprimir. 32000 Hz, 1 canal, 8 bits (WAV PCM 8U)
Para convertir a este formato, cualquier editor de música es adecuado, o si simplemente necesita convertir la pista sin editarla,

Dispositivo de extracción de aire ATtiny2313

Este dispositivo en el microcontrolador le permite dibujar texto y gráficos simples en el aire. En la literatura en inglés, estos dispositivos se denominan POV o FlyText. El principio de funcionamiento del dispositivo se basa en la inercia de nuestra visión.

El diagrama del circuito eléctrico consta de un microcontrolador ATtiny2313, 8 LED, un par de resistencias y dos baterías AA. Incluso un radioaficionado novato puede montar este dispositivo. El dispositivo es de tamaño pequeño.

A diferencia de la mayoría de esquemas similares, este esquema puede actualizar imágenes a través del puerto COM sin actualizar el firmware del microcontrolador AVR ATtiny2313. No es necesario compilar el firmware del microcontrolador cada vez para un texto o dibujo específico, sino simplemente transferirlo a través del puerto COM de la computadora usando un programa especial.

La imagen o el texto que se va a dibujar en el aire se almacena en la memoria EEPROM no volátil del microcontrolador. La actualización se produce mediante la actualización de esta memoria no volátil. Solo es necesario iniciar el programa para dibujar y transferir imágenes al dispositivo y conectar el dispositivo para dibujar en el aire.

La placa de circuito es muy simple y tan pequeña que se conecta directamente al panel de la batería AA.

Así es como se ve el programa para editar texto, gráficos y transferirlos a un dispositivo.

Trabajar con el programa es bastante sencillo. Para editar una imagen, simplemente haga clic en la matriz de píxeles, luego conecte el dispositivo y actualice la memoria EEPROM. El circuito se puede conectar a una computadora mediante un adaptador USB a UART o basándose en chips convertidores de interfaz FT232R o MAX232.

Luego seleccione el número de puerto com deseado y presione el botón "Cargar".

A continuación se muestra la ubicación de las patas de conexión.

El programa para el microcontrolador AVR ATtiny2313 se escribió utilizando AVR Studio y WinAVR. El programa informático está escrito en Microsoft Visual C# 2010 Express. La placa de circuito impreso se dibujó en Eagle Cadsoft y descargue todo lo que necesita en el archivo a continuación.

Este artículo propone un circuito de termómetro digital en un microcontrolador AVR ATtiny2313, un sensor de temperatura DS1820 (o DS18b20) conectado al microcontrolador mediante protocolo de 1 cable y una pantalla LCD de 16x2 en un controlador HD44780. El dispositivo descrito puede encontrar una amplia aplicación entre los radioaficionados.

El programa para el microcontrolador está escrito en lenguaje ensamblador en el entorno AVR Studio. La instalación se realiza sobre una protoboard, un resonador de cuarzo a 4 MHz, el microcontrolador ATtiny2313 se puede sustituir por un AT90S2313, habiendo recompilado previamente el código fuente del programa. El error del sensor DS1820 es de aproximadamente 0,5 C. El archivo también contiene firmware para el caso de que se utilice un sensor DS18B20. El sensor es sondeado cada segundo.

El reproductor WAV está construido sobre un microcontrolador AVR ATtiny85 (se puede utilizar la serie ATtiny25/45/85). Los microcontroladores de esta serie tienen solo ocho patas y dos PWM (Fast PWM) con una portadora de 250 kHz. Para controlar una tarjeta de memoria bastan solo 6 cables: dos de alimentación y cuatro de señal. Ocho pines del microcontrolador son suficientes para trabajar con una tarjeta de memoria, salida de sonido y botones de control. En cualquier caso, este reproductor es muy sencillo.

Con este medidor de capacitancia puede medir fácilmente cualquier capacitancia, desde unidades de pF hasta cientos de microfaradios. Existen varios métodos para medir la capacitancia. Este proyecto utiliza el método de integración.

La principal ventaja de utilizar este método es que la medición se basa en la medición del tiempo, lo que se puede realizar con bastante precisión en un MC. Este método es muy adecuado para un medidor de capacitancia casero y también se puede implementar fácilmente en un microcontrolador.

Este proyecto se realizó a petición de un amigo para instalarlo en la puerta de un trastero. Posteriormente se realizaron varias más a petición de amigos y conocidos. El diseño resultó simple y confiable. Este dispositivo funciona así: pasa sólo aquellas tarjetas RFID que estaban previamente almacenadas en la memoria del dispositivo.