Electronica Azi Hobby nr 6 - 2015

Decembrie, 2015 - Nr. 6

Vol. 3

preţ: 10 lei

Electronica Azi HOBBY • Decembrie, 2015 • Nr. 6

2

DESIGN HOBBY

4 Idei de proiecte cu placa tactilă (Touch Board)Doriţi să puneţi în practică anumite proiecte sau idei utilizând perechea de produse formată din placa tactilă (Touch Board) și vopseaua electrică (Electric Paint)? Proiectele de mai jos vă pot fi de ajutor sau vă puteţi inspira din proiectele prezentate la adresa www.designspark.com ce conţin liste de materiale, prezentări video și instrucţiuni pas cu pas. În urma parcurgerii acestor exemple puteţi dezvolta propriile dumneavoastră aplicaţii.

10 Diode ingenioase LED RGBProgresul tehnic oferă producătorilor de componente electronice posibilităţi surprinzătoare. În momentul de faţă, nu mai miră pe nimeni faptul că o diodă LED poate ilumina în orice culoare – lumina emisă de structurile de culori diferite aflate în carcasa comună se amestecă, permiţând obţinerea oricărei culori a luminii.

14 Scotty, avem nevoie de mai multă putere!În aproape toate episoadele clasicului serial de science fiction pentru televiziune “Star Trek”, indiferent de dezastrul ce urma să se întâmple, salvarea venea întotdeauna când Căpitanul Kirk îl chema pe inginerul şef Scotty şi îi cerea mai multă putere! Circuitele de la bordul navetei U.S.S. Enterprise trebuie să fie foarte robuste pentru a putea manevra vârfuri rapide de curent electric pentru a oferi puterea necesară, presupunând desigur că electronii sunt cei care asigură puterea navei din secolul 23.

16 Platforme de dezvoltare în oferta Conex ElectronicPlatformele de dezvoltare cresc în număr, pe zi ce trece, iar motivul principal este versatilitatea aplicațiilor care se dezvoltă și a ideilor care ies la iveală.

22 Aparate UNI-T pentru mediu

24 OrCAD® Panel Editor - Proiectarea inteligentă a panel-ului şi a documentaţiei

26 Panou solar inteligentPoluarea încă reprezintă o problemă majoră, iar oamenii încearcă să găsească soluții eficiente pentru combaterea acesteia. Spre deosebire de sursele de energie ce folosesc hidrocarburi, cele bazate pe energie regenerabilă sunt inepuizabile și nu dăunează mediului. Din categoria sistemelor bazate pe energie regenerabilă fac parte și panourile solare.

30 Să vorbim despre viitorul copiilor noștri!Trăim într-o lume în care tehnologia avansează într-un ritm extrem de alert. Avem în buzunar cele mai recente smartphone-uri, laptop-uri și dispozitive “wearable” pe care le utilizăm la serviciu sau acasă și care sunt echipate cu hardware de ultima generație, iar tehnologiile smart se impun din ce în ce mai mult, atât pe piața consumatorilor individuali, cât și la nivel de organizații.

EURO STANDARD PRESS 2000 srlTel.: +40 (0) 31 8059955Mobil: 0722 [email protected]

CUI: RO3998003J03/1371/1993

ManagementDirector General - Ionela GaneaDirector Editorial - Gabriel NeaguDirector Economic - Ioana ParaschivPublicitate - Irina Ganea

Revista Electronica Azi- HOBBYapare de 6 ori pe an.

Revista este publicată numai în format tipărit.

Preţul revistei este de 10 Lei.Preţul unui abonament pe 1 aneste de 60 Lei.

2015©Toate drepturile rezervate.

Colaboratori:Ing. Emil Floroiu - [email protected]. Daniel Rosner - [email protected]. Drd. Ing. Răzvan Tătăroiu [email protected]. Dr. Ing. Alexandru Radovici [email protected]Șl. Dr. Ing. Dan Tudose [email protected] Trancă [email protected]

Daniel Ghiţă - [email protected] Sârbu - [email protected]

Ghilință Daniel - [email protected]ăzvan-Mihai Stănescu - [email protected] Călin Iulian - [email protected] executat la

Tipografia Everest

Redacţie:[email protected]

Sumar Revista Electronica Azi Hobby poate ficumpărată de lapartenerii noştri:

Direct de la magazinele:

CONEX ELECTRONIC - BucureştiStr. Maica Domnului nr. 48, Sector 2Tel.: [email protected]@conexelectronic.rowww.conexelectronic.ro

Sau online de la:

O’BOYLE - TimişoaraTel. +40 [email protected]

O parte din articolele prezentate în aceastăediţie au fost realizate de către tineriipasionaţi din cadrul laboratoarelor:

ROBOLAB - wonderbots.cs.pub.ro

Câştigaţi cu Electronica Azi Hobby

Trimiteţi la redacţie proiectul unei aplicaţii practice şi aveţişansa de a câştiga un sistem de evaluare şi dezvoltare

“ENERGY-HARVEST-RD” de la Silicon Labs.


4

Doriţi să puneţi în practică anumite proiecte sau idei utilizând perechea de produseformată din placa tactilă (Touch Board) și vopseaua electrică (Electric Paint)? Proiectele de mai jos vă pot fi de ajutor sau vă puteţi inspira din proiectele prezentatela adresa www.designspark.com ce conţin liste de materiale, prezentări video șiinstrucţiuni pas cu pas. În urma parcurgerii acestor exemple puteţi dezvolta propriiledumneavoastră aplicaţii.Vă stăm la dispoziţie cu o bogată gamă de microcontrolere şi procesoare de la cei maicunoscuți producători mondiali precum şi kit-uri de iniţiere şi dezvoltare cu acestea:

Pentru început vă prezentăm câteva caracteristici de bază ale produselor pentru a putea implementa saudezvolta proiectele dumneavoastră. Astfel, veţi avea o bază privind crearea proiectelor sau a aplicaţiilorutilizând produsele de mai jos.

Idei de proiecte cu placatactilă (Touch Board)


5

TOuCH BOARd

Placa tactilă

Touch Board• Status RoHS: Conform• Nr. stoc RS: 837-1729• Cod de producător: SKU-5006

TOUCH BOARD este o placă de dezvoltare cu microcontroler care vă permite (asociată cu vopseaua conductivă),să transformaţi aproape orice material sau suprafaţă într-un senzor.

LA CE POATE FI UTILIZATĂ? Se pot realiza instrumente particularizate, suprafeţe interactive sau chiar şi comu-tatoare. Prin conectarea a tot ceea ce este conductiv la cei 12 electrozi ai săi puteţi să vă realizaţi proprii senzori,puteţi face muzică, dispozitive de control sau să creaţi alarme – orice aplicație doriţi!

DE CE ESTE AŞA SPECIALĂ? Placa utilizează detecţie capacitivă, astfel că puteţi declanşa electrozii săi fără contactdirect. Prin calibrare pot fi detectate atingeri sau distanţe. Suplimentar puteţi programa această placă, precumArduino, pentru a crea rapid o mulţime de proiecte.

Placa tactilă (Touch Board) este o platformă uşor de utilizat pentru o gamă uriaşă de proiecte. Combinând Placa Tactilă cu Vopseauaconductivă Bare (835-2699) puteţi transforma aproape orice material sau suprafaţă într-un senzor capacitiv sau de proximitate. Puteţipicta un comutator pe perete, să faceţi un pian din hârtie, să creaţi o suprafaţă interactivă particularizată sau să declanşaţi sunete dintr-unMP3 player integrat pe placă. Numărul proiectelor ce pot fi activate tactil prin combinarea unei Placi tactile cu Vopseaua electrică estelimitat doar de imaginaţie.Placa tactilă (Touch Board) este o placă compatibilă cu Shield-urile Arduino, ce dispune de funcţii suplimentare precum o interfaţătactilă/proximitate pe 12 canale şi un MP3 player. Din punct de vedere al mediului de programare ea este un Arduino Leonardo.

Printre caracteristicile principale pot fi menţionate (selectiv):• Microcontroler ATMega32u4 16MHz • Memorie flash 32KB, 2,5KB SRAM, 1KB EEPROM• MPR121 - interfaţă tactilă pe 12 canale• VS1053B – CODEC audio multi-format• Maximum 20 pini GPIO, 7 canale PWM, 12 canale de intrare analogice, 12 electrozi tactili din care 8 pot fi configuraţi ca extra

GPIO cu capabilitate PWM • Alimentare +5Vdc (prin USB sau baterie)• Soclu de card microSD, jack de ieşire audio, conector microUSB, conector pentru alimentare din exterior, • Dimensiuni: 84 mm × 62 mm × 10 mm

Mai multe informaţii la http://www.bareconductive.com/make/introducing-the-touch-board/

Unic distribuitor autorizat RS Components: Aurocon COMPEC SRL ( www.compec.ro )

Ü


6

Ü

Vopsea electrică

Vopsea electrică • Vopsea 50ml / 10ml• Nr. stoc RS: 835-2693 / 835-2699• Cod de producător: SKU-0209 / SKU-0001

CE ESTE VOPSEAUA ELECTRICĂ? Este similară oricărei alte vopsele pe bază de apă, cu excepţia faptului că esteconductivă electric.

LA CE POATE FI UTILIZATĂ? Se pot picta trasee sau senzori pe aproape orice material, se pot lipi la rece, rapidşi sigur, orice componente, se pot repara mici dispozitive şi PCB-uri, se pot crea comutatoare şi circuite electricepe orice material.

DE CE ESTE AŞA SPECIALĂ? Vopseaua este conductivă electric, nu este toxică, este fără solvenţi şi este solubilă înapă. Se poate imprima ca o vopsea normală. Deşi nu este la fel de conductivă ca şi conductoarele de cupru sau altemetale, vopseaua este o unealtă minunată pentru circuite de curenţi mici şi senzori.

Această vopsea “electrică” conductivă de la Bare Conductive este foarte versatilă şi potrivită pentru utilizare într-o gamă largă deaplicaţii:

• Reparaţii PCB• Pictare circuite / senzori• Lipire la rece

Pe lângă aplicaţiile de mai sus, platforma este foarte potrivită şi pentru proiecte personale de scară mică sau proiecte extrem de tehnice:

• Descoperire şi joacă• Design şi reparare• Crearea unui conductor lichid sau utilizare ca adeziv conductiv

Vopseaua se poate aplica simplu cu o pensulă, o rolă sau utilizând o altă tehnică de imprimare, iar odată ce este complet uscată, devinecomplet conductivă; totuşi ea poate fi îndepărtată utilizând săpun şi apă. Vopseaua Electrică de la Bare Conductive se poate utiliza peo gamă de materiale de la hârtie şi textile la plastic şi electronice convenţionale. Este de asemenea potrivită pentru o gamă largă de mate-riale de prototipare, componente electronice, microcontrolere şi PCB-uri. Soluţia este ideală ca unealtă de prototipare pentrudezvoltatori de toate vârstele şi nivelele, datorită formulei sale netoxice, solubile în apă, fără solvenţi.



7

TOuCH BOARd

Idei de proiecte

1. Pictarea unui poster interactivV-aţi dorit vreodată ca pereţii dumneavoastră să poată vorbi?Pictaţi un grafic pe perete sau realizaţi un poster cu Vopseauaelectrică. Auziţi cum imaginile dumneavoastra prind viaţă cândsunt conectate la Placa Tactilă. Trebuie numai să încărcaţi oricesunet doriţi în player-ul său MP3 integrat. Poate fi orice, de lasunete din natură la un cântec favorit sau puteţi înregistrapropriile sunete!

2. Faceţi obiectele să vorbeascăPlaca tactilă poate fi conectată la aproape orice, atât timp câtobiectul care conduce electricitate este un senzor! Acest lucruînseamnă că orice obiect ce conţine metal sau apă, vafuncţiona. Prin casă puteţi găsi fructe, legume, oameni,animale. Vedeţi ce puteţi utiliza pentru a crea senzori în juruldumneavoastră. Dacă sunteţi în pană de idei puteţi să accesaţihttp://www.bareconductive.com/make/touch-board-basic-projects/.

Ü


8

Ü

3. Creare de spaţii interactiveAţi dorit vreodată să realizaţi propriile alarme în casă? Puteţiutiliza kit-ul de început cu placă tactilă pentru a vă transformamediul ce vă înconjoară într-un senzor capabil să detectezeintruşii.

4. Proiectare interfeţe particularizatePlaca tactilă poate fi reglată pentru a detecta proximitatea sauatingerile, astfel încât, de ce să nu o utilizaţi pentru a creapropriile interfeţe pe orice suprafaţă doriţi? Fie că doriți săconstruiţi o suprafaţă de dans sau să dezvoltaţi jocuri desocietate personalizate, puteți utiliza placa de dezvoltarefolosind IDE Arduino și vopseaua electrică pentru a proiectasenzori unici pentru proiectul dumneavoastră!



9

Autor:Bogdan Grămescu

Aurocon COMPEC SRLwww.compec.ro

Nu ezitați să ne contactați pentru informații suplimentare prin email: [email protected],telefon: 0213 046 233, fax: 0213 046 234 sau accesând ro.rsdelivers.com.Vă oferim întotdeauna servicii permanent îmbunătățite care vă sprijină pentru producțiadumneavoastră. Noul nostru serviciu se referă la termenul de livrare. Acum termenul delivrare a devenit mai mic, produsele comandate vă pot fi livrate direct la sediu în 24 de ore.Indiferent de valoarea comenzii, aceasta este importantă pentru noi!

5. Obiecte muzicaleCu placa tactilă puteţi realiza senzori muzicali.Puteţi să dezvoltaţi interacţiuni şi sunete în mediulînconjurător, prin simpla analiză a obiectelor dinimediata apropiere. Tot ceea ce este conductiv poate deveni un senzor,aşa că experimentaţi! Încărcaţi sunete pe placadumneavoastră şi creaţi o orchestră princonectarea unor obiecte din viaţa de zi cu zi.

6. Controler pentru jocuriVreţi să realizaţi un controler pentru jocuri person-alizat? Cu ajutorul vopselei electrice şi a plăciitactile puteţi crea rapid un controler pentru jocuri.Pentru aceasta se poate utiliza un model oferit sause poate crea unul complet nou. Acest proiectoferă oportunitatea de a utiliza principiile de bazădin spatele vopselei conductive şi de a începeexplorarea creării de interfeţe particularizate.

7. Pian MIDIO altă aplicaţie interesantă este crearea unui piandin hârtie. Puteţi utiliza placa tactilă în modul MIDI

pentru a simula instrumente. Placa tactilă are un cipMP3 puternic ce poate citi note MIDI din bibliotecaintegrată. În modul MIDI, placa este capabilă de a redasimultan note multiple.


10

Propunerea firmei WorldSemi este genialăprin simplitatea ei. Cuiva i-a venit ideea săprofite de binefacerile tehnologiei actualede producţie a echipamentelor cu semi -conductoare şi, într-o carcasă mică de diodă(SMD 5050), a montat structuri R, G, B şiun controler cu interfaţă serială. La oasemenea diodă este suficient să conectaţialimentarea şi semnalele de interfaţădigitală. După transmiterea unui cuvânt de24 biţi conţinând componentele RGB, con-trolerul integrat “se va ocupa” de afişareaculorii. Nu este o sarcină uşoară, pentru cădatele RGB trebuie convertite în intensitateluminoasă a structurilor corespunzătoareale diodei. Fiecare culoare componentăeste codată cu ajutorul a 8 biţi, ceea ceînseamnă că dioda are posibilitatea de aafişa până la 16777216 culori, cifrădesemnată, în mod curent, prin pres-curtarea 16,7 milioane de culori.Ideea de integrare a controlerului şi a surseide curent în structura diodei LED este una

genială. Proiectantul a cărui atenţie va fiatrasă de o asemenea diodă va dori însă nuatât să o utilizeze ca sursă de luminăindividuală, cât să reunească aceste diodeîntr-un ansamblu, care să aibă posibilitateade afişa informaţii sau imagini. Pentru oasemenea aplicaţie este necesar unmecanism care să permită schimbareaculorii cu care luminează un anumit pixel alimaginii. În mod standard, diodele suntîmbinate într-o matrice şi sunt controlate laintersecţia rândurilor şi coloanelor, însă

dacă în carcasa diodei instalăm un controler,atunci controlul “clasic” nu mai are rost. Iarintenţia noastră a fost tocmai să evităm unnumăr excesiv de mare de conexiuni.Ideea de rezolvare a problemei conectăriidiodelor în ansambluri este la fel deingenioasă ca şi ideea integrării controle -rului cu dioda. Fiecare diodă are integrat unregistru de deplasare sincron, cu intrare şiieşire seriale. Acest registru are capacitateade 24 biţi şi, dacă îi depăşim capacitatea,datele vor fi “azvârlite” de semnalul de ceasprin ieşirea serială. Astfel, diodele pot ficonectate unele cu altele – ieşire la intrare,realizând lanţuri foarte lungi (figura 1).Limitarea lungimii unui asemenea lanţrezultă, în principal, din limitărileaplicaţiilor – vom vorbi despre acestea încontinuarea articolului. Pentru moment,este suficient să reţinem că fiecare diodăare 4 terminale: două pentru alimentare,unul pentru intrarea datelor şi o ieşire.Foarte bine, dar cum să introducem datele?

Diode ingenioaseLED RGB

Progresul tehnic oferă producătorilor de componente electronice posibilităţi surprinzătoare.În momentul de faţă, nu mai miră pe nimeni faptul că o diodă LED poate ilumina în oriceculoare – lumina emisă de structurile de culori diferite aflate în carcasa comună se amestecă,permiţând obţinerea oricărei culori a luminii. Însă asemenea diode multicolore standardprezintă multe dificultăţi de utilizare, pentru că necesită multe conexiuni – pe de o parte,catodul sau anodul diodelor poate fi comun, însă conexiunile electrozilor cu polarizareinversă trebuie să fie separate, ceea ce obligă la ataşarea la fiecare diodă a cel puţin 4conexiuni. Nu e nicio problemă dacă este vorba de o singură diodă sau o linie de diode, darce ne facem dacă vrem să construim un ecran LED? Să ne gândim şi la multiplexarea afişării, laconexiunile cu controlerul LED, la necesitatea modulării intensităţii luminoase şi a alimentăriiîntregului de la surse de curent, oricare ar fi acelea şi la alte probleme de natură tehnică pecare va trebui să le rezolvăm. Aceste aspecte au fost avute în vedere de firma WorldSemi, carea introdus în programul de fabricaţie o anumită grupă specială de produse.

11

Avem intrare şi ieşire, dar nu existăsemnal de ceas!Să ne spunem că “din fericire” nu existăsemnal de ceas. Să ne imaginăm cătrebuie să realizăm conexiuni de ladiodă la diodă şi să le legăm în paralel lamagistrala ceasului. Dacă ecranul nostruurmează să aibă o rezoluţie medie de64×64 pixeli, vom folosi în total 4096 dediode LED. Aşa cum indică fişa decatalog, capacitatea fiecărei intrări estede 15pF. Să calculăm capacitatea magis-tralei ceasului care revine de controlat –4096×15pF=61440pF, ceea ceînseamnă peste 61nF! Şi să maiadăugăm la aceasta şi capacităţile demontaj… Oricine a avut vreodată de-aface cu un driver capabil săîncărce/descarce o asemenea capacitateştie cât de dificilă este o asemeneasarcină. Să considerăm că generăm unsemnal de ceas, prin urmare acestatrebuie să aibă pante abrupte şi o formă

cât de cât apropiată de cea dreptun -ghiulară. Să ne luăm din nou calcula -torul. Dacă plecăm de la premisa căecranul nostru va fi reîmprospătat cu ofrecvenţă medie de 30 de cadre/secundă, rezultă 30 (cadre)×4096(diode)=122880 kHz. Aşadar, genera-torul nostru de semnal de ceas ar trebuisă încarce şi să descarce capacitatea depeste 61nF cu o frecvenţă de aproape123kHz. Nu este o sarcină tocmai laîndemână de realizat.Inginerii de la WorldSemi şi-au dat şi eiseama de acest lucru şi au avut o altăidee genială. Diodele sunt aşadar con-trolate cu ajutorul unui protocol specialapropiat, în stratul fizic, de binecunos -cutul 1-Wire (mai uşor de operat, pentrucă este doar un protocol de comunicareNRZ şi nu există temeri privind alimen -tarea diodei) şi de aceea chiar şi unprogra ma tor mediu nu va avea nicioproblemă cu implementarea acestuia.


Ü

LEd RGB

Figura 1Modul de conectare a diodelor WorldSemi în lanţuri (sursa: documentaţia diodei LED WS2812B WorldSemi)


12

Mai mult, datele “împinse” de registruldiodei şi puse la dispoziţie la ieşireaacesteia sunt regenerate digital, aşadarproiectantul trebuie să aibă grijă doar decontrolul primei diode, iar la ieşireaacesteia va apărea semnalul de intrareregenerat, care va controla următoareadiodă şi va scuti proiectantul de coşmarulde a se ocupa de înfăşurătoarea semnaluluila capătul seriei de diode.

Detaliile de codare a biţilor sunt indicate înfigura 2, extrasă din documentaţia diodeiWS2812. La fel ca în cazul protocolului 1-Wire, biţii sunt codaţi cu ajutoruldependenţelor de timp. Pentru a transmitestarea logică “1”, setăm intrarea datelortimp de 0,4µs şi le punem la zero timp de0,85µs. Pentru a transmite starea logică “0”,setăm intrarea datelor timp de 0,85µs şi lepunem la zero timp de 0,4µs. Având învedere că dorim să folosim diodele la con-struirea unor echipamente de tip ecranegigant, atunci marja de eroare la măsurareaduratei nivelului logic nu poate fi prea mareşi, în acest caz, este de 150ns. De aceea,microcontrolerul care transmite dateletrebuie să aibă o frecvenţă de tactarestabilizată cu ajutorul unui rezonator cucuarţ, iar pentru măsurarea durateidiferitelor nivele logice va trebui probabilsă folosim un timer sau un sistem de între-

ruperi controlat de un timer. Acest lucru nuconstituie însă o problemă, pentru că esteo soluţie standard, ieftină şi utilizată în oricesituaţie în care este importantă măsurareaprecisă a duratei.

Toate bune, dar “împingerea” datelor prindiodă nu duce la clipirea luminii acesteia?Registrele integrate în diodă amintesc debinecunoscutul 74595.

Acesta a fost adesea utilizat în sistemele deafişare, pentru că registrul serial integrat înacesta avea la ieşirile paralele circuite bas-culante bistabile de tip Latch (zăvor). Întimpul transmiterii datelor, ieşirilerămâneau în starea anterioară până lamomentul în care un impuls de ceas diferitdetermina actualizarea acestora. Aceeaşiconcepţie a fost adoptată şi de inginerii dela WorldSemi – actualizarea niveluluicomponentelor RGB este determinată deimpulsul special Reset. Atât timp cât acesta nu este expediat de sis-temul principal, starea diodei nu semodifică, deşi registrul acesteia transmite laieşire date variabile.Frecvenţa maximă a semnalului de ceas, şianume a semnalului de date, rezultă dindependenţele de timp menţionate pentrunivelul logic 0 şi nivelul logic 1 şi este de1/(0,4µs + 0,85µs) = 800kHz. Dacă plecăm

de la premisa că imaginea va fireîmprospătată cu o frecvenţă de 30Hz şi lafiecare diodă trebuie să transmitem 24 debiţi de date, atunci, după ce luăm în calculdurata impulsului Reset, rezultă că lanţulpoate avea o lungime totală de peste 1100de diode LED. În acest mod, putem construio matrice (ecran) RGB cu o rezoluţie de32×32 pixeli controlată cu ajutorul unui sin-gur terminal de microcontroler!

Modul de control al diodelor conectate înlanţ este descris foarte bine în indicaţiileaplicative AN1606 puse la dispoziţie defirma Microchip [ http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00001606A.pdf ].Programul este scris în limbaj C, aşadar nuvor fi dificultăţi cu înţelegerea modului defuncţionare, nici cu eventuala transferare aaplicaţiei pe un alt model de microcontroler.

Acesta nu a fost ultimul cuvântIngenioasele diode LED RGB descrise înarticol nu sunt unicul produs al firmeiWorldSemi. Firma mai produce benzi LEDRGB programabile şi module alcătuite dinmai multe diode.

Pentru construirea acestora au fost folositeaceleaşi diode ca dioda exemplu WS2812descrisă în articol, aşadar şi metoda deprogramare va fi identică.

Ü

Figura 2: Codarea biţilor de date (sursa: documentaţia diodei LED WS2812B WorldSemi)

13

Electronica Azi HOBBY • Decembrie, 2015 • Nr. 6LEd RGB

Articolul propus spre publicare trebuie să conţină următoarele elemente:

• Introducere (~ 50 cuvinte)• Conţinut (~ 1000 cuvinte)• Poză autor şi pentru aplicaţia propusă• Diagrame (schemă electronică, detalii, circuit PCB).

Trimiteţi la redacţie proiectul unei aplicaţiipractice şi aveţi şansa de a câştiga un kit deevaluare şi dezvoltare “EFM32™ Zero GeckoStarter Kit” de la Silicon Labs.

Câştigaţi cuElectronica Azi Hobby

Însă suntem de părere că, din punctul devedere al inginerului-proiectant, a căruisarcină este realizarea unei aplicaţii, celemai interesante sunt diodele LED.Modulele sau benzile sunt mai utile pentruintegratorii de sisteme decât pentruproiectanţi.

Practic, fiecare diodă WorldSemi poate fiachiziţionată în două variante: în carcasăalbă (marcată cu litera “S”) sau neagră(marcată cu litera “B”). Primele sunt potrivite, în special, pentrumontarea în sistemele de iluminare LED, încare diodele obişnuite sunt amplasate pe unsuport alb. Diodele din a doua categoriesunt esenţiale pentru construirea de afişajede informare, ecrane şi alte dispozitive,pentru că placa cu circuite imprimate a unuiasemenea echipament poate fi acoperită cuo mască neagră şi pe ea pot fi montatediode negre. După montarea acestei plăci înspatele filtrului de mascare din grafit (geamfumuriu), diodele sunt practic invizibile –observatorul poate vedea doar imaginilesau semnele afişate de acestea.

Distribuitorul produselor WorldSemi estefirma Transfer Multisort Elektronik. Mai multeinformaţii despre produsele descrise în acestarticol puteţi găsi pe pagina de internetwww.tme.ro.


14

Scotty, avem nevoiede mai multă putere!

În aproape toate episoadele clasicului serial de science fiction pentru televiziune“Star Trek”, indiferent de dezastrul ce urma să se întâmple, salvarea veneaîntotdeauna când Căpitanul Kirk îl chema pe inginerul şef Scotty şi îi cerea mai multăputere! Circuitele de la bordul navetei U.S.S. Enterprise trebuie să fie foarte robustepentru a putea manevra vârfuri rapide de curent electric pentru a oferi putereanecesară, presupunând desigur că electronii sunt cei care asigură puterea navei dinsecolul 23. Pentru inginerii şi producătorii încă blocaţi în secolul 21, nu există însă nicioîndoială că electronii asigură energia circuitelor din proiectele noastre electroniceintegrate. Cineva nu îşi poate asuma că platforma aleasă pentru proiect poate asigurasau gestiona curentul necesar pentru a pune totul în funcţiune. O bună proiectare,alegerea componentelor corecte şi citirea cu atenţie a datelor tehnice sunt necesarepentru realiza un proiect sigur din toate punctele de vedere.

Autor: Michael Parks, Mouser Electronics

Să privim la două consideraţii de proiectarenecesare la construirea următorului dvs.proiect embedded.

• Ce trebuie să faceţi atunci când anumitecomponente necesită mai mult curent decât pot asigura pinii GPIO ai microcontrolerului dvs.?

• Cum protejaţi microcontrolerul atunci când îl interfaţaţi cu o sarcină inductivă precum un motor pas cu pas?

Comanda unor sarcini mariNumeroşi pini GPIO ai microcontrolerelorpot asigura un curent foarte mic, undeva înapropierea a 40mA (oferiţi sau luaţi – foilecu date tehnice sunt cele mai buneprietene ale inginerului). Fiţi siguri că citiţidatele tehnice ale MCU-ului vostru. În anumite aplicaţii acesta este un curentsuficient, dar uneori veţi avea nevoie demai mult curent decât pot oferii pinii GPIO. Sursă: belfasttelegraph.co.uk


Un exemplu este comanda LED-urilor infraroşii ce trebuie să fievăzute pe distanţe mari sau interfaţarea cu motoare mai mari. Prinurmare, trebuie să apelaţi la o sursă de alimentare externă, carepoate oferi în condiţii de siguranţă curentul necesar.

O cale simplă de a face acest lucru este de a utiliza un tranzistorPNP. Un PN2222 este o bună componentă de încercare alături decâteva rezistenţe de limitare a curentului.

Pinul GPIO va comanda acum baza tranzistorului NPN, care la rân-dul ei va permite unui curent mai mare de la o sursă exterioară sătreacă de la colector la emitor şi să comande sarcina. Trebuie însăsă vă amintiţi să conectaţi masele microcontrolerului şi a surseiexterioare. Trebuie de asemenea să vă asiguraţi de selectareacorectă a unei rezistenţe conectate la bază, care să conducătranzistorul la saturaţie.

Protejarea împotriva consecinţelor tensiunilor inductiveSarcinile inductive, precum motoarele pas cu pas, pot prezenta unefect secundar urât datorită fizicii curentului ce trece printr-unconductor. În principiu, un generator electric şi un motor electriclucrează pe acelaşi principiu al electromagneticii, numai că inversunul faţă de celălalt.

Să ne imaginăm că aveţi un motor funcţionând, iar apoi brusc îităiaţi alimentarea. În interior, energia înfăşurării a fost stocată într-uncâmp electromagnetic, iar acum acest câmp intră în colaps.Inductorul, pus în faţa acestei căderi a câmpului, vrea să păstrezecurentul, ceea ce induce un vârf de tensiune uriaş. Această tensi-une poate avea câteva sute de volţi, chiar şi în aplicaţii de joasăputere. Deoarece această tensiune se formează prin bobină îndirecţie opusă tensiunii aplicate pentru comanda motorului,tensiunea indusă are potenţialul de a distruge circuitul pinului

GPIO sau chiar întregul microcontroler. Această tensiune estedenumită tensiune electromotoare inversă (back EMF).

Introducerea unei diode de“flyback”, o diodă de protecţie cucomutaţie rapidă (1N4001 este oalegere potrivită) ce este plasatăastfel încât să fie polarizată inversîn timpul utilizării normale. Apoi,când motorul este oprit, diodapermite tensiunii electromotoarece apare să livreze în siguranţăcurentul prin rezistenţa bobinei,prevenind deteriorarea electroniciimai sensibile. Pentru o siguranţă adiţională, se poate insera un cipoptocuplor între pinul GPIO şi tranzistor, izolând microcontrolerul(4N35 este o alegere bună).

Pentru a face lucrurile foarte uşoare la interfaţarea cu motoarele,puteţi utiliza cipuri precum driverele pentru motoare L293D înpunte H. Acestea conţin diode de protecţie în interiorul cipului.Atenţie la comanda circuitului sa fie L293D şi nu L293, care nu arediode de protecţie.

Mouser Electronicswww.mouser.com

POWER

15

Figura 1: Utilizarea unui tranzistor NPN pentru a permite unui microcontroler să gestioneze cerinţe de curent mai ridicate

Figura 2: Utilizarea unei diode de “flyback” pentru a preveni problemele cauzate de tensiunea electromotoare dată de o sarcină inductivă.

16

Red PitayaUn multi-instrument de măsură și controlbazat pe software open-source ce sepoate lăuda chiar și cu un magazin onlinede aplicații construite, special pentruaplicațiile în care este nevoie de un aparatperformant de măsură. Acesta poatedeveni un osciloscop, un LCR meter, unSpectrum Analyzer și multe altele.

Raspberry PiCea mai populară platformă dedezvoltare, care se face remarcată ca fiind singurul mini-PC cu un procesorquad-core și care are cel mai mult suportsoftware pe internet.

Arduino duEUnul dintre cele mai noi apariții a serieiArduino, dar, la fel ca și Red Pitaya, acestareprezintă o platformă cu aplicații mairestrânse și este, probabil, cea mai

populară alegere în ceea ce priveșterobotizări și automatizări.

PcduinoCompatibilitate completă a chip-uluiAtmega și a ansamblurilor dezvoltate pentru Arduino, dar cu avantajul de afolosi un sistem de operare precum Linux,sau chiar și Android.

Banana PiProbabil cel mai popular, imediat dupăRaspberry Pi, Banana Pi ne întâmpină cuavantaje foarte plăcute, precum conexiune

SATA, Lan Gigabit, USB OTG și suportpentru Android.

Banana ProDupă Banana Pi, modelul Pro oferă, în plus,un procesor Dual-core și un modul Wi-fiintegrat. Ar putea fi considerat cel maicomplet sistem în acest clasament.

BeagleBoneAcesta are cei mai mulți pini GPIO (69

max.) ceea ce înseamnă că poate controlacele mai multe dispozitive și aplicații. Cu512Mb tactați la 800MHz și un chip graficSGX530, BeagleBone este cel mai adecvatpentru dezvoltarea aplicațiilor care folosesc imagine 3D.

Platformele de dezvoltare cresc în număr, pe zi ce trece, iar motivul principal esteversatilitatea aplicațiilor care se dezvoltă și a ideilor care ies la iveală. Până de curand,automatizarea, roboții, sau proiectele de casă inteligentă, erau niște subiecte greu de atins,dar cu aceste platforme, accesibile și ușor de folosit, lucrurile au luat o întorsătură spre bineîn ceea ce privește aceste domenii.

Platforme de dezvoltare în oferta

Conex Electronic



17

PLATFORME dE dEZVOLTARE

Senzor gaz MQ7 (Monoxid de carbon)

Senzor gaz MQ9 (Monoxid de carbon, Gaz inflamabil)

Senzor gaz MQ2 (Metan, Butan, GPL, Fum)

Senzor gaz MQ135 (Benzen, Alcool, Fum)

Senzor gaz MQ6 (GPL, Butan)

Senzor gaz MQ4 (Metan)

Senzor temperatură și umiditate

Senzor nivel apă

Senzor ploaie

Modul 2 relee

Modul 4 relee

Modul 8 relee

Senzor vibrații

Senzor ultrasunete

Senzori și module pentru aplicații cu platforme de dezvoltare:

Ü


18

Procesor Dual core ARM Cortex A9 + FPGA quad-core ARM Cortex-A7 CPU Atmell ARM Cortex-M3

Frecvență de lucru/RAM - / 4Gb DDR3 SDRAM (512MB) 900MHz / 1GBRAM 84MHz / SRAM 96KB (two banks: 64KB & 32KB)

I/O Fast Analog & Slow Analog 125MS/s14-bit Nu Nu

Intrări Slow Analog 100kS/s 12-bit Nu 10kS/s 10-bit

Memorie internă Nu Nu 512KB

Suportă extensie memorie Micro SD (max. 32GB) Micro SD Suportă (vândut separat)

Suportă conexiune Wi-Fi Da Da Da (accesoriu vândut separat) (accesoriu vândut separat) (accesoriu vândut separat)

Conexiune RJ45 10/100/1000Mbps 10/100Mbps Suportă (vândut separat)Sistem de operare Bazat pe Linux Ubuntu Mate, Raspbian, RIOT-OS

OSMC, Openelec, Windows 10 IoT etc.

Funcționalități de bază Multi-instrument Computer/Server/ Microcontroler Entertainment console/etc.

Red Pitaya Raspberry PI 2 Arduino duE pcduINO Banana Pi Banana Pro Beaglebone

Tabel comparații platforme dezvoltare

Conex Electronic s.r.l.Tel.: 021 242.22.06 I Fax: 021 242.09.79 I [email protected] I www.conexelectronic.ro

Ü


19

Procesor Dual core ARM Cortex A9 + FPGA quad-core ARM Cortex-A7 CPU Atmell ARM Cortex-M3 ARM Cortex A8 Allwinner A20 A20 ARM® Cortex™-A7 Dual-Core ARM Cortex A8

Frecvență de lucru/RAM - / 4Gb DDR3 SDRAM (512MB) 900MHz / 1GBRAM 84MHz / SRAM 96KB 1GHz / 1GB RAM 1GHz / 1GB DDR3 SDRAM 1GHz / 1GB DDR3 SDRAM 1GHz / 512MB RAM(two banks: 64KB & 32KB) (shared with GPU) (shared with GPU)

I/O Fast Analog & Slow Analog 125MS/s14-bit Nu Nu Nu Nu Nu Nu

Intrări Slow Analog 100kS/s 12-bit Nu 10kS/s 10-bit Nu Nu Nu Nu

Memorie internă Nu Nu 512KB 2GB Flash Nu Nu 4GB Flash

Suportă extensie memorie Micro SD (max. 32GB) Micro SD Suportă (vândut separat) Micro SD (max. 32GB) Micro SD (max. 64GB) / Micro SD (max. 64GB) / Micro SDHDD (max. 2TB) HDD (max. 2TB)

Suportă conexiune Wi-Fi Da Da Da Da Da Da (inclus pe chip) Nu este specificat(accesoriu vândut separat) (accesoriu vândut separat) (accesoriu vândut separat) (accesoriu vândut separat) (accesoriu vândut separat)

Conexiune RJ45 10/100/1000Mbps 10/100Mbps Suportă (vândut separat) 10/100Mbps 10/100/1000Mbps 10/100/1000Mbps 10/100MbpsSistem de operare Bazat pe Linux Ubuntu Mate, Raspbian, RIOT-OS Linux3.0 + Raspbian, Lubuntu, Raspbian, Lubuntu, Debian, Android, Ubuntu,

OSMC, Openelec, Ubuntu 12.04 ArchLinux, OpenSuse, ArchLinux, OpenSuse, Cloud9 IDE on Node.js w/ Windows 10 IoT etc. Android ICS 4.0 Scratch,Android 4.2 Scratch,Android 4.2 BoneScript library

Funcționalități de bază Multi-instrument Computer/Server/ Microcontroler Full PC/Server/ Computer/Server/ Computer/Server/ Computer/Server/Entertainment console/etc. Entertainment console/etc. Entertainment console/etc. Entertainment console/etc. Entertainment console/etc.

Red Pitaya Raspberry PI 2 Arduino duE pcduINO Banana Pi Banana Pro Beaglebone

Conex Electronic s.r.l.Tel.: 021 242.22.06 I Fax: 021 242.09.79 I [email protected] I www.conexelectronic.ro

PLATFORME dE dEZVOLTARE


22

Aparate UNI-T pentru mediuLuminometru UNI-T UT382

Caracteristici:• Data Hold: Afișare “HOLD”• Măsurare luminozitate: Afișare “Lux/CD”• Mod Max. / Min.: Afișare “Max” sau “Min”• Sleep Mode: Aproximativ 10 Minute• Afișare baterie descărcată: aproximativ < 7.1V• Data Logging• Auto Ranging• Real Time Clock• Temperatură de lucru: 0°C ~ 40°C (32°F ~ 104°F)• Temperatură depozitare: -10°C ~ 55°C (14°F ~ 122°F)• Umiditate relativă: < 7.5%• USB

Specificații:• 20 Lux (3%+20)• 200 Lux, 2000Lux• 20000Lux (3%+8)

Sonometru UNI-T UT352Specificații:

• Domeniu de lucru: 30 la 130dB • Nivel maxim: 130dB • Acuratețe: ±1.5dB • Selecții domeniu: 30 la 80dB, 50 la 100dB, 60 la 110dB, 80 la 130dB • Domeniu frecvență: 31.5Hz la 8000Hz • Pondere frecvență: A la C • Analogue Bar Graph: 30 ~ 130dB • Avertizare: Depășire domeniu “OVER”, Sub domeniu “UNDER” • Ieșiri analogice:

- AC: 0.707V RMS full scale, Output impedance: aprox. 600 Ohm- DC: 2V RMS full scale; 10mV/dB, Output impedance aprox. 100 Ohm

• Max. / Min. Mode • Data Hold • Display Backlight • Sleep Mode • Low Battery Display: 4.8V • Data Logging: 63 seturi de date

Anemometru UNI-TCaracteristici:

• Data Hold: Afișare “H”• Viteză vânt / Debit vânt: Afișare “VEL/FLOW”• Mod Max. / Min: Afișare “Max” sau “2/3 Max”• Sleep Mode: Aproximativ 10 Minute• Temperatură de lucru: 0 ~ 40°C • Temperatură depozitare: -10 ~ 55°C (14°F ~ 122°F) • Afișare baterie descărcată: < 7.2V• Umiditate relativă: < 7.5%• USB

Specificații:• Măsurare viteză vânt: 2 - 10m/s, 10 - 30m/s• Măsurare debit vânt: (CMM): 0.001 ~ 9999 ×100• Măsurare debit vânt: (CFM): 0.001 ~ 9999 ×100• Măsurare temperatură: 0 ~ 40°C, 32 ~ 113°F


23

Tel.: 0256-201346 [email protected], www.oboyle.ro

Termometru digital UNI-T UT325Specificații:

• Temperatură:(K-Type): -200.0°C la +1372°C, -328.0°F la +2501°F (J-Type): -210.0°C la +1200°C, -346.0°F la +2192°F(T-Type): -250.0°C la +400.0°C, -418.0°F la +752.0°F(E-Type): -150.0°C la +1000°C, -238.0°F la +1832°F(R-Type): 0.0°C la +1767°C, +32°F la +3212°F (S-Type): 0°C la +1767°C, +32°F la +3212°F (N-Type): -200°C~+1300°C, -328.0°F la +2372°F

• Acuratețe temperatură:K,J,T,E-Type: 0.2% ±0.6°CR,S Type: 0.2% ±2°CN-Type: 0.2% ±1.5°C

• Rezoluție afișare: 0.1°C (Când > 999.9°C: 1°C)

• T1, T2 input • Selecție °C/ °F/ K • High/Low Alarm • High/Low Signal Output • User Self-Calibration • Data Logging: 100 • USB Data Transfer • User Setup • Temperature Data Hold • Electricity Cut Off Memory • MAX / MIN / AVG temperatures • Sleep Mode • Low Battery Display

Aparat de măsurat monoxidde carbon UNI-T UT337A

Specificații:• Domeniu de măsurare CO: 0~1000ppm• Acuratețe ±5% sau 5ppm• Rezoluție: 1ppm• Timp răspuns: <60s (90% din citiri)• Tip senzor – senzor gaz electrochimic• Metodă samplare - difuzie

Caracteristici:• Max Hold• Alert Value Setup• Audible Alert• Virtual Alert• Temperature Display• Sensor Self-Test• User Calibration• Display Backlight• Low Battery Indication• Auto Power Off


24

Prezentare generalăOrCAD Panel Editor este o unealtă deproiectare a panel-ului (ariei de PCB-uri)pentru asamblare, care automatizează înmod inteligent procesul de definire şi docu-mentare a panel-ului, pentru a crea panel-urisimple sau complexe pentru asamblareaPCB într-o fracţiune din timpul necesaratunci când se utilizează metodele manualeobişnuite. OrCAD Panel Editor permiteproiectarea rapidă a panel-ului şi creareadesenelor de fabricaţie utilizate la realizareaşi asamblarea PCB-ului. Producătorii de module electronicegrupează în mod frecvent proiectele unorplăci singulare în arii de PCB-uri sau sub-

panel-uri pentru a simplifica procesul deasamblare a PCB-urilor. Uneltele CAD pen-tru PCB-uri sunt foarte eficiente pentruproiectarea unei plăci singulare (“one-up”PCB), dar nu au funcţiile necesare pentruproiectarea complexă şi detaliată adiverselor panel-uri. Mai mult decât o simplă replicare repetată aunui proiect, proiectarea panel-urilor PCBnecesită adăugarea unor facilităţi dedicatepentru elemente specifice panel-ului şifabricaţiei, cum ar fi găurile de prindere,frezările, liniile crestate (V-cut) şi punţile dedetaşare a PCB-urilor din panel, care pot fidificil de realizat şi mari consumatoare detimp, aceste faciltăţi fiind pur şi simplu

inexis tente în uneltele CAD contemporane.Proiectanţii PCB care utilizează OrCAD aunevoie de un mediu dedicat, conceputspecial pentru necesităţile proiectării pane l-urilor PCB. OrCAD Panel Editor se adre -sează acestor necesităţi prin furnizarea unorelemente de desenare inteligentă şi a unorfuncţionalităţi automatizate, care simplificăsemnificativ proiectarea panel-ului şi pro -cesul de realizare a documentaţiei. OrCADPanel Editor optimizează transferul datelorcătre fabricanţii panel-urilor, prin furnizareafişierelor Gerber ale PCB-ului împreună cudesenele panel-ului PCB necesare pentruasamblare, date pe care le solicită majo -ritatea producătorilor.

Caracteristici principale• Modul de utilizare intuitiv şi metodele de automatizare inteligente măresc productivitatea şi simplifică

întocmirea proiectului de panel PCB, scurtând cu ore sau chiar zile durata necesară definirii unui panel PCB şi realizării documentaţiei.

• Elimină desenarea manuală a elementelor plictisitoare din documentaţie prin crearea automată a ariilor, a vederilor PCB, a detaliilor şi a tabelelor, direct din datele proiectului CAD din OrCAD PCB.

• Conectarea la datele sursă ale PCB-ului reduce foarte mult sau chiar elimină timpul necesar pentru efectuarea actualizărilor de tip ECO (Engineering Change Order) la nivelul panel-ului ca urmare a modificărilor apărute în baza de date a PCB-ului.

Autor: Şl. Dr. Ing. Marian Vlădescu

OrCAD® Panel Editor automatizează în mod inteligent procesul complex de definire apanel-ului (ariei de PCB-uri) şi a documentaţiei aferente acestuia, simplificând procesulde proiectare. Această soluţie le permite proiectanţilor să creeze rapid documentaţii defabricaţie care fac ca specificaţiile de panel şi instrucţiunile să fie mult mai precise, astfelîncât fabricarea, asamblarea şi verificarea proiectelor să fie realizate cu succes.

Proiectarea inteligentă a panel-ului şi a documentaţiei


25

OrCAD Panel Editor “ştie” să creezedocumentaţia PCB. Utilizând datele CAD aleproiectului OrCAD PCB, creează imagini alePCB-ului, desene ale detaliilor, note îndocumentaţie, planuri de găurire, liste decomponente şi alte detalii importante aledocumentaţiei, toate interconectate într-unmod inteligent.

Rezultatul este un document electronicpentru fabricaţie care prezintă într-un modriguros specificaţiile pentru panel precum şiinstrucţiunile necesare fabricării, asamblăriişi verificării cu succes a proiectului respectivşi care include toate datele necesare pentrurealizarea, fabricarea, vizualizarea şi arhi -varea produsului finit.

Funcţii principale pentru proiectarea panel-urilorOrCAD Panel Editor include toateautomatizările, informaţiile şi funcţio nali -tăţile necesare pentru proiectarea şi reali -zarea documentaţiei pentru panel-urilenecesare asamblării PCB-urilor.

• Crearea automată a ariilor de PCB-uri în mod tabelar sau auto-calculat, prin utilizarea datelor inteligente de proiectare importate din OrCAD PCB, rezultând astfel un panel optimizat care include cât mai multe PCB-uri amplasate în panel cu putinţă.

• Permite amplasarea rapidă pe desen a vederilor părţilor superioare, inferioare, a şabloanelor de găurire, sau a ariilor de PCB-uri în paneluri personalizate, precum şi a planurilor de găurire, casetelor cu note explicative, detaliilor de frezare şi a crestăturilor de tip “V”.

• Planurile de găurire şi coordonatele la nivel de panel reflectă integral toate PCB-urile incluse într-un panel şi defi-nesc toate componentele, dimensiunile găurilor, amplasările, simbolurile şi cantităţile pentru întregul panel.

– Găurile de fixare adăugate panel-ului sunt incluse automat în planul de găurire.

– Planurile de coordonate sau panel-ul pot fi exportate în format CSV pentru comandarea maşinilor de montare automată a componentelor.

• Definirea automată, utilizată pentru frezarea cu comandă numerică (NC), permite definirea căii de rutare în jurul PCB-ului, precum şi a punţilor de detaşare, astfel încât comanda numerică pentru frezare poate fi aplicată automat tuturor PCB-urilor din panel, precum şi asupra informaţiilor de rutare unificate pentru o singură cale de frezare.

• Panel Drawing Detail utilizează datele PCB-ului şi cele pentru frezarea NC pentru a realiza în mod automat tabelul pentru frezare şi detaliile pentru crestăturile de tip “V”.

Simplificarea creării desenelorProiectanţii PCB apelează frecvent la unel-tele pentru programarea utilajelor deproducţie asistate de calculator (CAM -computer-aided manufacturing) pentruproiectele PCB de asamblare a panel-urilor,unelte create anume pentru inginerii CAMdin cadrul fabricanţilor PCB, care pentrumajoritatea proiectanţilor PCB sunt dificil deutilizat. OrCAD Panel Editor este conceputpentru a fi uşor de utilizat, cu facilităţi drag-

and-drop pentru desenare – inclusiv pentruimaginile, planurile, detaliile, casetele cutexte şi casetele cu note explicative ale PCB– care sunt tratate ca elemente ale desenuluicare pot fi completate şi modificate rapid.

Fiecare element poate fi scalat, formatat şitransformat independent. Nu există niciolimită a numărului de elemente care pot fiplasate într-un desen.

Importul de dateOrCAD Panel Editor utilizează formatul dedate IPC-2581 al proiectului CAD dinOrCAD PCB pentru a coordona definireapanel-ului şi procesul de creare adocumentaţiei. Pot fi importate şi incorporate în desene,imagini în format JPEG, BMP, GIF şi TIFF.Obiectele de tip OLE şi fişiere audio sauvideo pot fi de asemenea importate şiconectate în cadrul documentaţiei şistocate în pachetul de documentaţierealizat. Pe lângă acestea, pot fi importatefişiere RS274X, iar fişierele DXF pot fi atâtimportate, cât şi exportate.

Actualizări ECODefinirea panel-ului şi a tuturor elementelordin desen provin din datele sursă existenteîn proiectul CAD din OrCAD PCB şi rămânpermanent conectate la respectiva sursă. Aceasta permite realizarea extrem derapidă a actualizării ECO (EngineeringChange Orders) prin simpla reîncărcare adatelor din proiectul CAD iniţial. Cândacestea sunt reîncărcate, toate elementeleasociate proiectului CAD OrCAD PCB (ele-mentele panelului, imaginile PCB, tabelele,detaliile, planurile de găurire etc.) suntactualizate în concordanţă cu informaţiilenoi din proiect. Toate modificările individuale aduse deutilizator fiecărui element sunt păstrate întimpul reîncărcării, reducând şi mai multvolumul de muncă necesar efectuăriimodificărilor ECO.

Pentru mai multe informaţii despreOrCAD® Panel Editor, puteți accesaurmătorul link: www.orcad.ro

www.orcad.ro


Poluarea încă reprezintăo problemă majoră, iaroamenii încearcă săgăsească soluții eficientepentru combaterea acesteia. Spre deosebirede sursele de energie cefolosesc hidrocarburi,cele bazate pe energieregenerabilă suntinepuizabile și nudăunează mediului. Din categoria sistemelorbazate pe energieregenerabilă fac parte șipanourile solare. Acestea sunt din ce în ce mai folosite de cătreoamenii care doresc sămicșoreze prețulfacturilor la energieelectrică. Este suficientămontarea panoului și ainstalației aferente pentru a beneficia deenergie gratuită și, cel mai important,nepoluantă.

26

Majoritatea panourilor solare sunt fixe șiacest lucru poate duce uneori la scădereaeficienței, deoarece lumina nu mai cadeperpendicular, datorită rotației pământului.

Această problemă poate fi rezolvată prinfolosirea unui sistem de rotire a panouluipentru ca acesta să ofere un randament câtmai mare pe întreaga perioadă a zilei.Proiectul de față a fost realizat în cadrul

labo ratorului InGeAr, din cadrul Facultățiide Automatică și Calculatoare, respectivFacultatea de Energetică – UniversitateaPOLITEHNICA din București – în perioadaȘcolii de Vară EAP 2015. Pe această caledoresc să le mulțumesc, în numele echipei,lui Alex Augurencei și Cristian Pătrupentru coordonarea și susținerea oferită.Proiectul nostru constă în realizarea unuisistem automat de control al poziției unui

mic panou solar care să-i permită urmărireaunei surse de lumină mobilă, măsurareacurentului și tensiunii produse de celulelefotovoltaice, măsurarea intensității luminii,afișarea datelor pe un display și trimiterealor către o aplicație web.

Panoul solar este construit din două celulefotovoltaice policristaline (15.6 cm × 15.6cm), ce pot da o putere maximă de 3.9W.

Panou solarinteligentAutor: Banu Călin Iulian

[email protected]

Electronica Azi HOBBY • Decembrie, 2015 • Nr. 6PANOu SOLAR

Acestea sunt lipite în serie folosind traselede pe față (anod) și spate (catod), cât și obandă specială ce are depus pe ea un stratfin de fluor. Între panouri există ofotorezistență ce măsoară intensitatealuminii. De asemenea, la baza lor mai suntplasate încă două fotorezistențe, despărțitede un perete opac, ce au rol în detecțiadirecției de mișcare a sursei de lumină princalculul diferenței de tensiune ce cade peacestea. Întregul ansamblu este montat deun servo-motor ce asigură rotirea acestuia.

Sistemul de control

Partea de control a proiectului este asiguratăde un microcontroler ATMEGA328P. Acestaeste plasat pe o placă la care sunt conectațisenzorii, servomotorul și placa de Ethernet.Procesul de control conține trei com po -nente cheie: achiziția datelor, inter pre tareaacestora și controlul servomotoarelor.

Citirea datelor

În continuare, o să enumerăm diverse peri -ferice, dar nu înainte de a vorbi despremodul de citire și convertire a datelor. Deșimicrocontrolerul face parte mai mult dinaria electronicii digitale, acesta trebuie săfacă față și unor input-uri analogice. Pentruaceasta, în alcătuirea lui există o unitate deconversie analogică-digitală ce translateazăo tensiune într-o valoare numerică, în cazulnostru, pe 10 biți.

De asemenea, pentru ca totul săfuncționeze ireproșabil, trebuie stabilită otensiune de referință față de care să secompare valoarea analogică măsurată.Pentru aceasta, pinul ARef al microcon -trolerului se leagă, fie la GND, fie la Vcc. Deexemplu, dacă legăm ARef la GND, pentruo intrare de 0V, ADC-ul va furniza valoareanumerică 0 la ieșire, iar pentru o intrare de5V, numărul 1023. ADC-ul are nevoie deun puls de ceas pentru a putea realiza oconversie. Frecvența la care poate operaaceastă componentă este cuprinsă între 50și 200KHz. O frecvență mai mică oferă oconversie mai precisă (dar lentă, în timp ceo frecvență mare produce o conversierapidă (dar mai puțin precisă).

Cum frecvența la care operează ADC-uleste dependentă de cea a microcon-trolerului (16MHz în cazul nostru), seimpune reducerea acesteia la o valoarepotrivită (50 -200KHz). Acest lucru esteposibil prin setarea unui divizor defrecvență (Prescaler) prin intermediulSoftware-ului.

Prescaler-ul poate poate avea valorile 2, 4,16, 32, 64, 128 ce pot fi reglate prin setarearegistrelor.

Senzorii de lumină

Așa cum am specificat anterior, există treifotorezistențe: una pentru măsurareaintensității luminii și două pentru direcțiapanoului.

Un fotorezistor este ocomponentă electronicăa cărei rezistență des -crește odată cu creștereaintensității luminii inci-dente. Este realizat dinmaterial semi - conductor, iar dacăfrecvența undelor electromagnetice (lumi-noase) este suficient de mare, intervineefectul fotoelectric. Ü

27


28

Ü

Fotonii absorbiți forțează electronii dinmaterialul semiconductor să treacă înbanda de conducție, să permită trecereacurentului și astfel să reducă rezistența.Cei trei senzori sunt alimentati la tensiuneade 5V prin intermediul unui conector pinheader tată. În funcție de cantitatea delumină incidentă, variază rezistența șiimplicit căderea de tensiune pe aceștia. Deasemenea, în cadrul circuitului, se maigăsește și o rezistență amplasată pe placaprincipală ce are rol de alimentare. Cei doisenzori ce dau direcția sunt amplasați labaza panoului, sub celulele fotovoltaice șisunt despărțiți de o placă opacă neagră dinplexi ce are rolul de a face umbră pe unuldintre senzori, implicit diminuând cădereade tensiune.

Citirea curentului

Pentru citirea curentului generat de panou,s-a folosit clasica metodă a rezistenței deșunt. Este o rezistență de valoare scăzută șiprecizie mare. Măsurând căderea detensiune pe ea și aplicând legea lui Ohm sepoate calcula curentul. Deși pare facil,există un impediment, tensiunea fiind multprea mică pentru a fi citită de convertorulanalogic-digital; din această cauză sefolosește un amplificator diferențial, încazul nostru un INA210, care amplificăsemnalul în antifază suficient de mult pentruca ADC-ul microcontrolerului să îl citeascăcorect.

Citirea tensiunii

În cazul citirii voltajului dat de panou,unitatea de conversie analogică-digitalăintegrată în unitatea de comandă ne estesuficientă doar cu o mică modificare.Teoretic, tensiunea maximă ce o poate dapanoul este de 1V; astfel, dacă citirea s-ar

realiza direct, măsurarea nu ar fi precisă,deoarece pentru restul senzorilor valoareade referință este aceeași cu tensiunea dealimentare, 5V. De aceea, va trebui sămodificăm registrul ce controlează aceastăreferință, precizând folosirea celei interne,de 1.1V.

Comanda servomotorului

Spre deosebire de un motor obișnuit decurent continuu, un servomotor nu are orotație permanentă. Acesta își rotește axulla un anumit unghi și menține acea pozițiecu exactitate. Servomotoarele au de asemenea și unmecanism de reglare automată ce le permitesă detecteze erorile de poziționare și să lecorecteze. Modelul folosit pentru rotireapanoului este MCN-SEV-03. Acest servomotor permite un unghi derotație de 180 grade, viteză de 0.20s/60grade, cuplu de 2,8kg/cm și se conectează laplaca principală prin intermediul a 3 fire:Vcc, GND și Signal.

Controlul servomotorului este realizat prinintermediul firului Signal cu ajutorul unuisemnal dreptunghiular. Prin modificarearaportului de HIGH, LOW al semnalului lafrecvență constantă, axul se rotește la anu-mite unghiuri bine-stabilite. Aceastătehnică poartă numele de PWM (PulseWidth Modulation).


29

PANOu SOLAR

Placa principală

Pe placa principală, pe lângă microcontrolerse mai găsesc: shield de Ethernet, displayLCD (2 linii a câte 16 caractere), un butonpentru reset și unul pentru schimbat modulde afișare, două stabilizatoare de tensiune(unul pentru a furniza 5V pentru unitatea decomandă și celălalt de 6V pentru servo -motor), cât și restul de componente vitalepentru funcționarea senzorilor anteriori.

Realizatorii Proiectului

Banu Călin ( [email protected] )(Facultatea de Automatică și Calculatoare - UPB)

Mențiuni speciale: Dumitru Maria Diana pentru ajutorulacordat la redactarea articolului.

Schema circuitului


30

Să vorbim despreviitorul copiilor noștri!Trăim într-o lume în care tehnologia avansează într-un ritm extrem de alert. Avem în buzunar celemai recente smartphone-uri, laptop-uri și dispozitive “wearable” pe care le utilizăm la serviciu sauacasă și care sunt echipate cu hardware de ultima generație, iar tehnologiile smart se impun dince în ce mai mult, atât pe piața consumatorilor individuali, cât și la nivel de organizații.

Cele mai recente date cu privire la progresul României în direcția unei economii și societățidigitale ne plasează, în 2015, pe ultimul loc în Uniunea Europeană din acest punct de vedere.Mai precis, conform Comisiei Europene, numai 20% dintre români dețin competențe digitalede bază, iar România are cel mai mic procent de specialiști TIC - numai 1,3% în totalul forțeide muncă din toate țările UE.

Dacă suntem “early adopters” când vinevorba de noile tehnologii, de ce nu am fi șiîn ceea ce privește educația noastră, darmai ales a generațiilor care vor construitehnologiile viitorului? Cum poate fi depășitacest deficit în contextul în care deja trăimîn “epoca digitală”?

Cea mai sănătoasă abordare este aceea carevizează îmbunătățirea contextului educa țio -nal în care se formează profesioniștii demâine în domeniul tehnic și tehnologic. Șiaceasta pentru că, deși luăm contact cutehnologia încă de la vârste fragede, sistemultradițional de învățământ nu este încăracordat la aceste realități. Impactul tehnolo-giei este frecvent abordat în domeniulficțiunii (filme, desene animate, cărți), maidegrabă decât la clasă. Suntem angrenați îndezbateri cu privire la măsura în care utili -zarea calculatorului sau a jocurilor pecalculator pot influența negativ dezvoltareacopiilor, mai degrabă decât în dezvoltarea deprograme care să utilizeze tehnologia înscopul dezvoltării de noi abilități și compe -tențe necesare pentru viitor.“Copiii de astăzi visează să construiască roboți,iar utilizarea noilor tehnologii le este mult maila îndemână decât generațiilor dinaintea lor.Contează ce facem cu această deschidere spretehnologie și experimen tare a copiilor nostri.Ce dacă cel mic dezasamblează jucăriile pe

care le primește cadou? Dragi părinți, trebuiesă vă bucurați! Acest tip de comportamenteste un prim indiciu al curiozității, iarpedepsele nu doar că nu sunt constructive,dar nici nu îl vor determina să înceteze. Cum ar

fi dacă, în schimb, l-am încuraja și învăța săexploreze mai mult, să descopere și săînțeleagă cum funcționează lucrurile din jurulsău?” - Cristiana Bogățeanu, Co-fondator inventeaza.ro

Cum abordarea din învățământultradițional nu este una integrată și, maimult decât atât, nu include ocomponentă de tipul STEM, pasionațiide robotică, tehnologie, programare au

opțiuni limitate pentru a-și fructificaaceastă pasiune. Unii aleg să învețe pe contpropriu, accesând informațiile disponibileîn acest sens în special în mediul online. Însă,real, drumul este unul anevoios, de vreme


31

ce resursele online nu sunt filtrate și, de celemai multe ori nu sunt adaptate nivelului deînțelegere al celor mici.

Tocmai de aceea, la inventeaza.ro ne-ampropus să venim în întâmpinarea acestornevoi prin inițierea primelor Cursuri deRobotică și Electronică pentru Copii șiAdolescenți încă din anul 2011. Cursurileau fost gândite ca un loc unde cei mici sesimt în largul lor, unde li se oferă acces lainformații de ultimă generație și mai mult,construiesc cu mâinile lor un robotfuncțional, care să aibă cât mai multe dintrecaracteristicile imaginate de ei, și mai alescare la finalul cursului rămâne la ei.

Cursurile se bazează pe mixul dintresoftware și hardware și încurajează activparticiparea celor mici. De asemenea, din-colo de transferul de know-how de lamentori la cursanți, se pune accent și pedezvoltarea abilităților software, cum arfi lucrul în echipă și colaborarea,ascultarea activă, gândirea critică saurezolvarea de probleme.

“Și pentru că noi înșine suntem adepțiiînvățării pe tot parcursul vieții, am utilizatexperiența acumulată în ultimii ani în acestdomeniu în vederea actualizării acestuiproiect de suflet al nostru. În primul rând, amrestructurat modulele, în funcție de vârstaparticipanților și de nivelul de dezvoltare aabilităților cognitive și tehnice ale acestora,beneficiind de ajutorul unor specialiști înlucrul cu copiii. Prin urmare, în momentul defață, cursurile noastre se adreseazădeopotrivă atât celor mai tineri entuziaști înale roboticii și programării (7-10 ani), cât șicelor care au un nivel mai ridicat deînțelegere - intermediari (9-16 ani) sau celorcare își doresc să pună în practică proiectemai complexe (avansați, 12-18 ani). Pentrunoi contează ce vrea copilul, așa ca îi invitămpe toți cei interesați de astfel de activități săvină la o ședință demonstrativă gratuită,pentru a ne cunoaște și a determina în cemăsură înclinația pentru acest domeniu esteuna reală.” - Cristiana Bogățeanu, Co-fondator inventeaza.ro

Așa că, facem apel la societatea civilă, lapărinți, personalul din sistemul deînvățământ, la administrația prezidențială -haideți să construim împreună generațiilede mâine, pentru că acestea reprezintă ceamai de preț moștenire pe care o putemlăsa!

Găsiți mai multe informații pe website-ulinventeaza.ro.

SuNMBEd ExPLORER

Documents

Electronica Azi Hobby nr 6 - 2015