Миниатюрный таймер-напоминатель на микроконтроллере ATtiny13A. Схема и описание

Конструкция представляет из себя устройство ИК-локатора реализованное на одном микроконтроллере AVR, микросхеме ATtiny13. Короткие пачки импульсов излучаются передатчиком (ИК-светодиодом) в инфракрасном диапазоне волн и принимаются, отразившись от поверхности своим фотоприёмником. Принятые отражённые сигналы обрабатываются и если восприняты, как полезный сигнал, отображаются светодиодной индикацией.

Иногда требуется просто задать временной интервал, без особой микроскопической точности. Например, для приготовления пищи, где погрешность в несколько секунд за полчаса, час не играет важной роли. Исходя из этих соображений в качестве тактового генератора выбран внутренний RC-генератор. Стабильность которого зависит от температуры и изменения напряжения питания, поскольку микроконтроллер сохраняет свою работоспособность при напряжении 1,8-5,5 В. В качестве источника питания применил 3-х вольтовую батарейку (или 2 элемента по 1,5 В).

Данная простая мини-охранная сигнализация на микроконтроллере ATtiny 13 предназначена для охраны квартир, офисов, дач... При размыкании геркона сигнализация подаёт звуковой сигнал или при небольшой доработке можно сделать отправку SMS с мобильного телефона. Управление сигнализацией осуществляется ИК-брелками. Основные характеристики: динамическое питания фотоприёмника, пробуждение из режима "SLEEP" по прерыванию от сторожевого таймера в режиме "POWER-DOWN", и как следствие низкое энергопотребление - около 30мкА.

Принцип и алгоритм работы этого устройства очень похож на работу промышленных стандартных охранных систем, для охраны помещений. Предлагаемая простая охранная сигнализация срабатывает, от размыкания контактов датчика с нормально замкнутыми контактами в режиме охраны. В качестве, которого может быть:

Проволочный шлейф, рассчитанный на обрыв провода при нарушении периметра;

Герконовый датчик, реагирующий на перемещение куска магнита над его контактами, при открывании двери, например, или пассивный инфракрасный датчик заводского изготовления, реагирующий на изменение положения объекта с инфракрасным излучением, (коим является тело человека - нарушителя, в зоне охраняемого объекта).

Это небольшое самостоятельное устройство, препятствующее несанкционированному запуску двигателя автомобиля, мотоцикла, катера, яхты... которое работает независимо от других охранных систем. Для снятия блокировки двигателя необходимо нажать кнопку в определенном месте (выбранным на усмотрение владельца автомобиля) в салоне автомобиля. Это может быть как отдельно установленная скрытая кнопка, так и использование штатной кнопки автомобиля.

Н. Салимов, г. Ревда Свердловской обл. Доступность литиевых элементов питания с длительным (до 10 лет) сроком службы позволяет радиолюбителям разрабатывать компактные устройства бытовой электроники: часы, таймеры, фонари, термометры. Один из вариантов термометра с питанием от литиевого элемента описан в предлагаемой статье.

В. Исаев, г. Астрахань. В доме автора нередко отключают электропитание, что очень некстати в тёмное время суток, когда детям нужно делать уроки, а у остальных членов семьи остаются незаконченными домашние дела. Это побудило его изготовить резервную систему питания.

Н. Салимов, г. Ревда Свердловской обл. Предлагаемый термометр способен работать с двумя датчиками температуры и может измерять её в двух местах (например, в жилом помещении и на улице) с дискретностью 0,1 °С в пределах от -55 °С до +99,9 °С. На страницах журнала за последние годы были опубликованы описания нескольких подобных устройств. В частности, статья Е. Лукьяненко и др. "Термометр повышенной точности с датчиком DS18S20" ("Радио", 2014, № 5, с. 48, 49). Но описанный в ней прибор, на мой взгляд, имеет существенные недостатки. В частности, применённый микроконтроллер ATmega8515-16PU избыточен для столь простого устройства, а трёх разрядов индикатора недостаточно для полноценного отображения информации. Эти недостатки устранены в термометре, схема которого изображена на рис. 1.

Ю. Мартынюк, п. Затобольск, Казахстан Выпускаемые сегодня промышленностью новогодние гирлянды укомплектованы, как правило, автоматическими переключателями, реализующими различные световые эффекты, но некоторые потребительские характеристики этих переключателей неудовлетворительны. Частота переключения гирлянд в большинстве случаев выше желаемой, нередки выходы из строя тиристоров или даже интегральной микросхемы, Поэтому самостоятельное конструирование автоматов световых эффектов всё ещё остаётся актуальным.

Система предназначена для независимого управления четырьмя объектами. На пульте есть четыре кнопки, а на приемнике есть четыре выхода. Каждая кнопка пульта отвечает за свой выход приемника, каждое нажатие кнопки меняет состояние соответствующего выхода приемника. На выходах приемника установлены ключи на полевых транзисторах. Состояния каждого выхода может быть только два - ключ открыт и ключ закрыт. Выходы можно нагрузить светодиодами оптореле или оптосимисторов, обмотками электромагнитных реле или постоянными резисторами, если нужно получение логического сигнала необходимого уровня. Дальность действия системы в основном зависит от яркости излучающего ИК-светодиода, используемого в пульте, и чувствительности интегрального фотоприемника, используемого в приемнике. Практически она не меньше 15 метров.

Как-то раз в руки к автору этих строк попало весьма интересное устройство, рожденное в СССР, в далеком 1976 году -его просто отдали за ненадобностью. Звали это устройство АДЗ-101У2, и оно представляло собой типичный образчик советского конструктивизма: тяжелый двадцатикилограммовый "чемодан", с ручкой для переноски в верхней части и мощным однофазным трансформатором внутри. Но самое интересное, что у этого "чемодана" напрочь отсутствовала задняя панель - и вовсе не потому, что прибор успел ее "посеять", нет. А дело здесь было в том, что обе его панели являлись... передними! С одной своей стороны "чемодан" представлял собой сварочный аппарат, а с другой - зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. И если как "сварочник" он особых эмоций не вызвал - еще бы, ведь всего-то 50 А переменного тока; то вот "зарядник" - вещь в хозяйстве, безусловно, нужная.

Шишкин С. В публикации представлено 9-каналыное реле времени, каналы которого выполнены на микроконтроллерах ATTINY2313. Это многоканальное реле времени (далее реле времени), которое управляет девятью нагрузками. Количество независимых каналов - 9. Нагрузки, подключенные к каналам, имеют свой временной интервал задержки, относительно момента нажатия кнопки (СТАРТ), и свой рабочий интервал. В общем случае все интервалы могут быть разными.

Итак идея проста. При подаче питания на ножке 3 МК (PB4) появляется высокий уровень и начинается отсчет назад. По истечении заданного срока высокий уровень пропадает. Все. Все то оно все, да вот еще же четыре ножки есть выбранного мной ATTINY13. А четыре ножки это четыре бита, а четыре бита это 16 комбинаций ноликов и единичек. Улавливаете? Еще нет? Тогда вот схема.

Для начинающих радиолюбителей, осваивающих микроконтроллеры, часто необходимо собрать и проверить прошивку или схему в действии на реальном микроконтроллере (например proteus зачастую просто отказывается адекватно симулировать схему с микроконтроллером). Для этих целей, и не только начинающие, используют отладочную плату и или макетную плату. Для микроконтроллеров Attiny13/15 и совместимыми с ними по распиновке выводов других микроконтроллеров, была изготовлена отладочная плата оснащенная минимальным необходимым функционалом. Такая плата имеет небольшой компактный размер и дешева в сборке.

На фото выше в микроконтроллер загружена программа и сама отладочная плата подключена к питанию 5 вольт через программатор от USB порта ноутбука.

Отладочная плата для микроконтроллеров Attiny13/15 построена по следующей схеме:

Для подключения микроконтроллера к отладочной плате используется разъем для микросхем в корпусе DIP-8 или по простому разъем "кроватка" для восьми-ногих микросхем. Данный разъем можно использовать как в обычном исполнении с прижимными контактами, так и в варианте с цанговыми контактами. Применение такого разъема обуславливается возможность быстрой замены микроконтроллера в отладочной плате при возможных неисправностях, связанных с самой микросхемой. Например, по неопытности можно залочить микроконтроллер. Быстрым решением будет заменить его в отладочной плате, а в будущем вылечить микроконтроллер с применением других средств - RC - цепочка или Fuse bit doctor"a. Также возможно будет быстро сменить марку микроконтроллера - например Attiny13 заменить на Attiny15 в рамках одной платы.

Ниже представлена готовая отладочная плата со стороны монтажа и со стороны пайки:

В качестве перемычек, помимо привычных проволочных, использовались резисторы типоразмера 1206 номиналом 0 Ом.

Итак, немного о том, что есть на отладочной плате. Начнем от питания - напряжение на микроконтроллер берется от программатора от USB порта (5 вольт), это напряжение к микроконтроллеру может подаваться напрямую или через три диода, понижающих напряжение до 3,2 - 3,3 вольт. Применение диодов обусловлено их минимальной стоимостью. При желании Вы всегда можете подредактировать печатную плату и применять стабилизаторы напряжения типа AMS1117 3,3 вольта. выбор питающего напряжения осуществляется перемычками Jmp1 и Jmp2 на отладочной плате. Удобно использовать джемпера с "ручками" как на фото, чтобы не изголяться при надобности перекинуть питание. Также питание от программатора на микроконтроллер поступает через ограничительный резистор R2. Его номинал можно брать от 0 Ом до примерно 10 Ом в зависимости от предпочтений. К выводу PB5 (reset) микроконтроллера резистором R1 подтягивается напряжение питания, это необходимо для предотвращения самопроизвольного перезапускания контроллера при наличии каких-либо помех. Также к этому выводу подключена тактовая кнопка для возможности вручную перезапустить микроконтроллер в процессе отладки какой-либо схемы или прошивки.

Так как приоритетом данной отладочной платы является изготовление не самых сложных проектов, то на плате предусмотрены разъемы с цанговыми контактами для подключения трех светодиодов. Ограничивающие ток резисторы подобраны таким образом, чтобы можно было использовать светодиоды трех цветов одновременно (красный, зеленый и синий) - 180 Ом для красного цвета и по 100 Ом для зеленого и синего цвета. Такой разброс номиналов обусловлен тем, что падение напряжения на красных светодиодах, как правило, меньше, чем на других цветах. Такое решение позволит применять RGB светодиоды.

Однако применять можно и обычные светодиоды для индикации чего-либо.

Специально для программирования на печатной плате предусмотрен стандартный 10 пиновый разъем для программаторов AVR, например USBasp или AVRdoper или других.

Для подключения к выводам микроконтроллера различных компонентов или устройств предусмотрено несколько разъемов (штыревых соединений). С одной стороны два типа разъемов (PLS-5 и PBS-5) - включают контакт напряжения питания и контакт нулевого потенциала (Gnd), а также PB0, PB1, PB2 микроконтроллера. С другой стороны также два типа разъемов (PLS-4 и PBS-4 ) - включают контакт нулевого потенциала (Gnd) и контакты выводов микроконтроллера PB3, PB4, PB5. Отдельно имеется разъем PLS-3, включающий три контакта подсоединенных к напряжению питания Vcc. Подробнее смотрите схему электрическую принципиальную.

На плате имеются несколько конденсаторов, фильтрующих питание, подводимое к микроконтроллеру, для улучшения качества работы.

Для того, чтобы сразу же протестировать отладочную плату после изготовления была разработана простая прошивка, управляющая тремя светодиодами - они по очереди загораются и тухнут. Все необходимое будет приложено ниже. Эта не сложная отладочная плата может послужить толчком для изучения микроконтроллеров для новичков в этом деле - ведь ничего сложного в этом нет, если иметь самые начальные знания в языках программирования Cи или Assembler.

Для того, чтобы запрограммировать микроконтроллер Attiny13 тестовой программой (прошивкой) необходимо знать конфигурацию фьюз битов:

К статье прилагается тестовая прошивка для микроконтроллера Attiny13, проект для этого же микроконтроллера с использованием тестовой прошивки, исходный код в программе , печатная плата, нарисованная в , а также видео работы тестовой прошивки на отладочной плате.

Список радиоэлементов

Выбросили вот такой фонарик. Cтоял в нём свинцовый аккумулятор и галогенка на 55 Вт.

Забрал, решил ему переделать питание на литий и лампу на светодиоды. Спаял с черырех кусков тестолита, что-то типа лампочки на 10 светодиодов 5730.

Сразу скажу, что лучше делать шестигранную основу, потому как пучок света имеет форму квадрата, что не совсем приятно для глаз. Чтобы не грелись, ток выставил 30 мА на каждый. Общий ток 300 мА. Спаял регулируемый драйвер на Атини 13.

Схема драйвера

Работа такая: при включении будет максимальная яркость. Если передернуть питание (выключить и включить) то яркость упадет до 50%, еще раз передернуть - упадет до 25%, еще раз - до 5%. Слабый режим мало пригоден, но если надо скрытно что-то осветить, то например замок открыть он позволит. Если на каком нибудь из режимов фонарь проработает более 1 секунды, то этот режим запоминается и при следующем включении фонарь будет работать на нем. Для смены опять передергиваем питание.

Есть защита от разряда. При падении напряжения до 3.3 вольт, яркость автоматически будет уменьшаться, для продления время работы. При снижении напряжения до 3.1 вольта, фонарь несколько раз мигнет и выключиться, чтобы не угробить АКБ. Такое напряжение отключения выбрано мной делителем на резисторах, можно подстроить под себя. Схема и прошивка, а также плата - в архиве . На плате дополнительно установлены несколько радиоэлементов не нарисованных в схеме, для повышения стабильности работы.

Привет датагорцам!
Я затеял ремонтные работы дома, и мне понадобилась система автоматического управления освещением, которое должно выключаться днём и, соответственно, включаться ночью. Я фанат AVR-контроллеров и решил я поискать на просторах Интернета готовые наработки, но, к сожалению, не нашёл ничего подходящего.

Мне нужна была простая система, которая замеряла бы уровень освещённости, переключала освещение в режиме «день/ночь» и имела бы таймер задержки переключения реле.

Так родился этот проект - фото-реле на мелком восьминогом 8-битном МК ATTiny13. Зачем «городить огород» на МК, когда всё можно собрать на транзисторах и куче рассыпухи? Давайте считать мой проект учебным, направленным на освноение контроллерного сегмента электроники.

Схема фото-реле

При работе схемы не касайтесь каких либо её частей, т.к. блок питания не имеет гальванической развязки с электросетью!
Все настройки проводите либо при полном отключении питания схемы, либо чётко соблюдая технику безопасности.

На стабилитроне получается напряжение 9,1 В. Это на 2 В выше, чем минимальное допустимое входное напряжение для нормальной работы стабилизатора 78L05 и достаточное для работы реле (хоть и номинальное напряжение катушки у него 12 В, об этом позже).
Диод D3 служит для защиты стабилизатора 78L05. Ёмкости C3, C4, C5 являются его стандартной обвеской. Транзистор Q1 это ключ для реле RL1, резистор R4 ограничивает базовый ток. Ёмкости C6, C7, C8 сглаживают шумы на линиях контроллера.

Подстрочные резисторы «LUX» и «TIME» служат для настройки порога срабатывания реле в зависимости от освещённости и регулировки задержки данного срабатывания от 1 секунды до 29 минут.

С питанием пришлось повозиться. Дело в том, что максимально допустимый ток через стабилитрон D1 (если он на 1 Вт) составляет 31 мА. Значит потребляемый ток реле вместе со стабилизатором напряжения U2 и контроллером U1 не должен превышать этого значения. Следует учесть возможные колебания Сети от 235 В до 190 В. При ёмкости C1 0,47 мкФ ток через стабилитрон составляет ок. 22 мА при уровне входного напряжения 220 В, теоритически есть запас.
Проведя опыты я выяснил, что применённое реле надёжно срабатывает при напряжении 6,9 В и токе 18 мА, а отпускание происходит аж при 2 В. На практике я наблюдал, как при сетевом напряжении 190 В реле продолжало нормально работать.

--
Спасибо за внимание!

Прошивки LED + UART для заливки (hex)
▼ 🕗 03/12/16 ⚖️ 20,82 Kb ⇣ 25 Здравствуй, читатель!

--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Схему отлаживал в Proteus v8.4 SP0
▼ 🕗 03/12/16 ⚖️ 22,72 Kb ⇣ 31 Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.

Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи - помоги мне!

--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Печатную плату рисовал в SprintLayout v6.0

Программу писал в CodeVision AVR 3.12 (исходники ):
▼