Herbatron II

1 komentarze Opublikowano 26 gru 2012 z etykietką  

Herbatron I powstał z czystej potrzeby powiadamiania o optymalnej temperaturze herbaty do picia, ponieważ regularnie zdarzało mi się zapomnieć o pozostawionym kubku. Niestety muszę przyznać, że nie był on najlepszą konstrukcją, ponieważ był w on pełni analogowy i ciężko było go precyzyjnie ustawić go na daną temperaturę. Ale to było bardzo dawno temu, kiedy moja wiedza elektroniczna była jeszcze słaba.

Teraz postanowiłem zbudować Herbatron II, oparty na ATTiny2313 i cyfrowym czujniku temperatury DS18B20. Urządzenie obsługuje się za pomocą enkodera. Posiada diodowy wyświetlacz, pokazujący aktualną lub ustawianą temperaturę oraz głośniczek piezo do sygnalizacji. Schemat jest bardzo prosty:


Dużo bardziej skomplikowany jest program.
Po włączeniu przyciskiem PWR, na wyświetlaczu pokazuje się aktualna temperatura. Możemy zrobić 3 rzeczy:
  • Nacisnąć PWR, aby wyłączyć
  • Długo kliknąć enkoderem, aby wejść w tryb edycji temperatury docelowej. W tym trybie na wyświetlaczu mruga wartość, którą możemy zmieniać, kręcąc enkoderem w lewo lub w prawo. Krótkie kliknięcie zapisuje wartość w pamięci i wraca do pokazywania aktualnej temperatury.
  • Krótko kliknąć enkoderem, aby rozpocząć pomiar. Wyświetlacz zostaje wygaszony i co 2 sekundy odbywa się pomiar temperatury, co jest sygnalizowane mruganiem kropki na wyświetlaczu. Teraz możemy zrobić 4 rzeczy:
    • Podejrzeć aktualną temperaturę. Wystarczy zakręcić enkoderem w dowolną stronę, co spowoduje pokazanie jej przez sekundę.
    • Wyłączyć alarm za pomocą kliknięcia enkoderem. Wtedy urządzenie wróci do pokazywania aktualnej temperatury. Alarm włącza się, kiedy herbata ostygnie do zadanej temperatury. 
    • Nic nie robić. Urządzenie wyłączy się samo, jeśli herbata ostygnie poniżej 36 stopni, bo i tak nie ma sensu takiej zimnej pić.
    • Wyłączyć urządzenie za pomocą przycisku PWR, nieważne w jakim trybie jest.

Alarm jest możliwie łagodny. Na początku odzywa się co 10 sekund, zwiększając ilość powtórzeń wraz ze zmniejszaniem się przerwy między nimi, aż po 80 sekundach osiąga częstotliwość 1 piknięcia na sekundę.

Temperatura mierzona jest za pomocą cyfrowego czujnika na kablu. Dzięki temu całego urządzenia nie trzeba wrzucać do szklanki, a jedynie małą sondę. W przypadku awarii czujnika, na wyświetlaczu pokazują się dwie kreski.

Herbatron może chodzić z napięcia do 5.5V i choć poradzi sobie również na baterii CR2032, to najlepiej będzie pracować na akumulatorku Li-ion. Największe zużycie energii ma miejsce podczas pracy wyświetlacza. Sporo mniej pobiera alarm. Podczas pomiaru procesor jest niestety cały czas w trybie aktywnym, więc pobiera prąd w granicach 1mA. Jednak po uśpieniu ta wartość spada do kilkunastu µA, więc spokojnie powinien wytrzymać z rok na baterii.

Inżynieria brzmienia na przykładzie pluginu Stereo Tool

3 komentarze Opublikowano 21 gru 2012  

Dzisiejszy wpis będzie nietypowy, ponieważ tym razem będziemy budować coś niematerialnego - brzmienie. Ten artykuł ma za zadanie nieco przybliżyć techniki przetwarzania muzyki tak, aby brzmiała ona atrakcyjniej dla ucha.

Ludzki słuch ma zmienną czułość w swoim zakresie częstotliwości.

Najgłośniej słyszymy dźwięki z przedziału 1000-4000Hz, natomiast potrzeba dużo większej głośności, aby równie dobrze odbierać niskie basy lub subtelne soprany. Dlatego najatrakcyjniejszym ustawieniem equalizera dla większości wydaje się łódeczka, czyli podbicie skrajnych zakresów częstotliwości, z pozostawieniem środka bez zmian. Jednak sam equalizer nie jest lekiem na całe zło. Podbijając np. basy, w pewnym momencie w tym albo innym utworze może się pojawić się ich głośniejsza seria i dojdzie wtedy do przesterowania, czyli obcięcia czubków amplitudy na płasko, co słychać jako "trzeszczenie" lub "pierdzenie", zależnie od obciętej częstotliwości.

Rozwiązaniem jest dużo bardziej zaawansowany tor audio, jaki oferuje darmowy plugin do wielu odtwarzaczy o nazwie Stereo Tool. Został on stworzony do remasteringu dźwięku w domowym zaciszu, tak, aby dopasować go najlepiej do naszego słuchu i sprzętu grającego. Przy odpowiednich ustawieniach, ze znanych utworów wyciągniemy dużo, dużo więcej, niż moglibyśmy przypuszczać i usłyszymy nowe rzeczy.

Ale najpierw kilka słów na temat samego odtwarzania formatów cyfrowych. Mamy tu ważne 2 parametry.
  • Próbkowanie to "rozdzielczość w poziomie", czyli jak wiele razy na sekundę zapisana jest informacja o wartości amplitudy. Przy typowej częstotliwości 44.1Khz twierdzenie Nyquista pozwala nam zapisać dźwięki do częstotliwości ok. 22kHz, co powinno być wystarczające dla ucha ludzkiego. Niższe wartości dają wyraźne przytłumienie wysokich tonów. Dla lepszych efektów warto ustawić, aby nasz odtwarzacz resamplował dźwięk przynajmniej do 48kHz, albo 96kHz, bo pozwoli to pluginowi na dużo większą precyzję w przetwarzaniu dźwięku.
  • Rozdzielczość, to dokładniej "rozdzielczość w pionie", czyli ilość poziomów głośności, jakie może przyjąć amplituda. Jeśli jest niska, dźwięk jest metaliczny, jak z pocztówki grającej lub starej konsoli. Typowa rozdzielczość 16-bitowa to 65536 kombinacji, czyli sporo. Jednak jest to ilość skończona. Użycie rozdzielczości 32-bitowej typu float daje zakres praktycznie nieskończony z uwagi na charakter notacji zmiennoprzeciwnkowej.
Co więc powinien dostać plugin na wejściu? Najlepiej, aby był to dźwięk niepotraktowany żadnym equalizerem, o próbkowaniu 48kHz i rozdzielczości 32bit float. W tym momencie zaczyna się całe przetwarzanie.

Jak działa plugin? Omówię najbardziej podstawowy tor, jaki można ustawić:
Wzmocnienie ► Kompresja ► Ogranicznik.

Przede wszystkim przypomnijmy sobie o co nam chodziło - o uwydatnienie tych dźwięków, które ludzie ucho słabo słyszy, lub toną gdzieś przytłumione przez te dużo głośniejsze. Zaczynamy więc od silnego, niekiedy nawet 10-krotnego wzmocnienia całego sygnału.
Oczywiście bez dalszych zabiegów taki dźwięk okropnie by charczał, ale plugin musi mieć "zapas głośności", który będzie mógł wykorzystać w razie potrzeby.

Teraz należy zadbać o głośność. Element, który się tym zajmuje to wielopasmowy kompresor. Działa on jak equalizer sprzężony z analizatorem spektrum. W typowym equalizerze wzmocnienie poszczególnych częstotliwości ustawione jest na sztywno przez użytkownika. W tym przypadku jest uzależnione od aktualnego poziomu tych częstotliwości. Przykład: lubimy delikatne muśnięcia hit-hata perkusji (pst, pst). Normalnie podbilibyśmy soprany w granicach 8-12kHz, ale przez to kompletnie tonęłyby one w głośnych, trzeszczących uderzeniach talerzy, czyniąc całą muzykę jazgotliwą i nieprzyjemną. Wielopasmowy kompresor analizuje poziom głośności naszych hit-hatów i jeśli brzmią one cicho w tle, podgłaśnia ten zakres częstotliwości, a kiedy nagle wkrada się głośne uderzenie dźwięku, ścisza go, aby nie dopuścić do nagłej eksplozji głośności w tym paśmie.

Tak dzieje się dla każdej z 10 częstotliwości. Możemy panować nad głębokim i średnim basem, wokalami, typowymi instrumentami oraz dodać jasności talerzom. Efekt jest taki, że wszystkie częstotliwości (czyli instrumenty, efekty, głosy) słyszymy w miarę równie głośno. Każde pasmo ma swoją wartość docelowej głośności, do której dąży i możemy ją dowolnie modyfikować, ustalając w ten sposób ogólną barwę dźwięku.
Ważnym parametrem jest także czas w którym głośność pasma dobije lub odbije od tej granicy (czyli "refleks" wielopasmowego kompresora). Wpływa to na dynamikę dźwięku i źle ustawione może doprowadzić do nieprzyjemnego "pompowania", kiedy po głośnym dźwięku (często basie) następuje chwilowe przyciszenie, co jest dość męczące w odsłuchu.

Okno wielopasmowego kompresora może za początku przerażać, ale już omawiam wszystkie elementy.
  • Pierwsza kolumna to częstotliwości na których skupia się kompresja. Są one domyślnie tak dobrane, aby pokryć całe słyszalne pasmo. Warto w pierwszej kolejności skorygować dwie pierwsze, odpowiedzialne za bardzo niskie basy, ponieważ one są najbardziej podatne na obcięcie przez "fizyczną" część toru audio, czyli kartę dźwiękową, wzmacniacz i głośniki, lub przetworniki słuchawek.
  • Druga kolumna to equalizer, działający na zdefiniowanych przez nas częstotliwościach. Możemy go włączyć w ustawieniach, ale używajmy go na samym końcu, dopiero po jak najlepszym dopasowaniu dźwięku przez kompresor. Equalizer może działać przed, lub po kompresji. Drugie rozwiązanie daje o wiele bardziej odczuwalny efekt, ale może doprowadzić do przesterowania podbitych częstotliwości
  • Trzecia kolumna jest najważniejsza. To tutaj ustawiamy docelowy poziom głośności każdego z pasm, nadając brzmieniu pożądany charakter. Najlepiej na początku skręcić wszystkie pasma na jakieś 10% mocy i po kolei podciągać je do miłego dla ucha poziomu.
  • Czwarta i piąta kolumna odpowiadają za dynamikę dźwięku, czyli czas reakcji kompresora na zmiany głośności poszczególnych pasm. Suwaki reprezentują szybkość reakcji, co przekłada się na średnią głośność, kiedy są sprzężone ze sobą. Bardzo ważnym elementem tutaj jest spektrogram, widoczny po zmaksymalizowaniu okna. Możemy na nim zaobserwować tempo adaptacji wewnętrznego equalizera do aktualnej sytuacji dźwiękowej.
    Przy ustawieniu dużej prędkości wzrostu (upseed), kompresor będzie sprawniej redukował dane pasmo w przypadku jego zbyt wysokiego natężenia. Natomiast duża prędkość spadku da efekt szybkiego przywrócenia głośności tego pasma już po redukcji. Jeśli zależy nam na w miarę jednolitym i głośnym dźwięku, ustawiamy upspeed co najmniej na 50%, a downspeed na 10-20%, co utrzyma wszystkie częstotliwości na podobnym poziomie. Natomiast, gdy chcemy wyciągnąć więcej subtelności, podkręcamy downspeed na 50%, co da szybszą odpowiedź na zmienną sytuację dźwiękową.
  • W ostatniej kolumnie możemy ustawić parametry ostrego limitera, ale od tego jest osobny, lepszy moduł.
Mamy dwa scenariusze kompresji: pierwszy z nich to zwykła kompresja, kiedy głośność wszystkich pasm dąży do zadanych poziomów. Pozwala to wydobyć z dźwięku najwięcej ukrytej zawartości, ponieważ wszystkie tony otrzymują odpowiednią ekspozycję. Drugi scenariusz to limitowanie. W tym przypadku wszystkie częstotliwości chcą być jak najgłośniejsze. Daje to żywszy i nieco głośniejszy dźwięk, ale często giną w nim drobne niuanse. Do wyboru służy suwak.
Bardzo silna kompresja połączona z limitowaniem jest często używana w reklamach telewizyjnych, aby uczynić głos lektora odczuwalnie wyraźniejszym i krzykliwszym, bez przekraczania dozwolonej amplitudy.

Nie zawsze kompresor da radę skompresować wszystkie częstotliwości tak, aby nie wykraczały one poza zakres, który potrafi odtworzyć karta dźwiękowa. Czasem, szczególnie w przypadku nagłych dźwięków pozostają różne szpilki i górki, które brzmiałyby jako trzeszczenie. Dodatkowo silny lub ciągły bas potrafi bardzo rozchwiać cały tor, więc jeśli nie chcemy go redukować, potrzebujemy ostatniego ogniwa.

Jest to końcowy ogranicznik. Dba on o to, aby sygnał, który go opuszcza był w zakresie 0-100%, bez przyciętych czubków amplitudy. Mamy aż dwa jego rodzaje - prosty i zaawansowany. Ten pierwszy zwykle bywa wystarczający.
Osiąga swój cel poprzez bardzo zręczne manipulowanie głośnością, co nie dopuszcza do powstawania obciętych końcówek sinusoidy.

Zaawansowany ogranicznik nie bez powodu zasłużył na swoją nazwę. Robi to co pierwszy, ale pracuje w zakresie kilku pasm. Nie przeszkadza mu pulsujący głośny bas - ma nawet specjalny moduł do jego kontroli.
W tym czasie kształtuje amplitudy korzystając z parametru pozornej głośności (loudness) tak, aby mniej lub bardziej wypełniała ona cały zakres dynamiczny.

Teoretycznie moglibyśmy wyłączyć wielopasmowy kompresor i przepuścić wzmocniony sygnał przez zaawansowany ogranicznik końcowy, otrzymując poprawny technicznie dźwięk. Efektem byłaby duża odczuwalna głośność bez słyszalnego przesterowania (bez obciętej amplitudy) - coś co tak drażni w reklamach i coraz większej ilości muzyki z tego wieku. No ale może niektórym to się podoba. Głównym zadaniem ogranicznika jest jednak oczyszczenie przetworzonego sygnału z drobnych błędów i dopiero potem ewentualne go formowanie, czyli nadawanie dodatkowej głośności.

Do toru warto czasem włączyć dwa dodatkowe ogniwa: odpowiadające za efekt stereo oraz za podbicie basu.

Ten pierwszy jeszcze do niedawna był dość prymitywny. Wzmocnienie stereo polegało na wzmocnieniu różnicy fazowej pomiędzy kanałami. Problem w tym, że brzmi to tylko w dobrze nagranej muzyce z wysokim bitrate. Przy garażowym 128k w sopranach działa się prawdziwa tragedia.
Najlepiej używać go do innych celów - np. ograniczenia zbyt dużego sztucznie wprowadzonego stereo (maximum angle), albo naprawy źle nagranej kasety, gdzie jeden kanał został odwrócony, przez co całość brzmi jak ze środka naszej głowy. Wtedy ustawiamy opcję "phase shift" na 180 stopni.

Od niedawna jest do dyspozycji drugi moduł "stereo boost". Daje on dużo bardziej przyjemny efekt, nie wprowadzając artefaktów. Najlepiej brzmi na rozstawionych przynajmniej na metr głośnikach, wyraźnie "rozprężając" ściśnięty dźwięk.
Określamy dwa parametry: wzmocnienie stereo i maksymalny jego poziom. Jeśli mamy mocno odseparowaną partię, nie ma potrzeby wzmacniać jej dodatkowo. Natomiast fragment, gdzie separacja jest słaba, zostanie rozciągnięty w przestrzeni bardziej konkretnie

Moduł wzmocnienia basu to nie jest zwykły equalizer, ponieważ formuje on dźwięk, a nie jedynie podgłaśnia zakres częstotliwości. Po jego włączeniu podkreślane są bardzo niskie "tąpnięcia", jednak nie powoduje to ogólnego wzrostu poziomu sygnału, tak więc nie ryzykujemy przesterowaniem.
Zasada działania jest podobna jak w przypadku efektu stereo - określamy wzmocnienie i maksymalną wartość. Tam, gdzie bas jest już wystarczająco silny, nie zostaje niepotrzebnie przesterowany  Ale regulacji najlepiej dokonać przy włączonej opcji "difference", gdzie będziemy słyszeć wyłącznie bas. Najpierw ustawiamy najniższą częstotliwość  bo to ona będzie najwyraźniej słyszalna jako "tąpnięcia". Potem określamy próg odcięcia i jeśli chcemy, to również harmoniczne. Tutaj sprawa jest bardzo indywidualna w zależności od naszego sprzętu audio. Po wyłączeniu opcji "difference" powinno być słychać porządnego kopa. Jeśli jest za silny, wystarczy zmniejszyć parametr "strength".


Na zabawie z parametrami Stereo Tool można spędzić całe godziny, tylko ładując nowe albumy. Nie raz będziecie zaskoczeni jaką jakość da się wyciągnąć z garażowych, lub bardzo starych nagrań! Jedyna rzecz, na którą trzeba mieć cały czas uwagę to poziom sygnału wyjściowego. Nie możemy doprowadzić do jego przesterowania. Sygnalizowane jest ono ciągłym paleniem się prawego miernika na czerwono i wyraźnie płaską górą amplitudy na prawym oscyloskopie. 3 najszybsze rozwiązania to:
  • zmniejszyć wstępne wzmocnienie (pogorszy się dynamika)
  • obniżyć wszystkie progi wielopasmowego kompresora (możemy zatracić nasze długo dopasowywane brzmienie)
  • zwiększyć moc końcowego ogranicznika (może dojść do pompowania)

Spust

3 komentarze Opublikowano 28 lis 2012 z etykietką ,  

Wielodźwigniowy mechanizm spustowy znacznie zmniejsza siłę potrzebną do zwolnienia cięciwy. W każdym mechanizmie zwykle występują dwa problemy: tarcie pomiędzy elementem trzymającym cięciwę a elementem zapadkowym oraz siła wymagana do poruszenia elementu zapadkowego. 

Elementy składowe

  1. Chwytak - jak sama nazwa wskazuje chwyta i trzyma cięciwę. Chwytak jest zbudowany z dwóch identycznych stalowych kształtek, rozdzielonych o 10mm aluminiowymi tulejkami i skręconych śrubami 4mm. Ostatnia tulejka jest nieco krótsza, przez co może swobodnie się obracać. Pełni ona rolę rolki, zmniejszającej tarcie pomiędzy chwytakiem, a zapadką. Stanowi też łatwy do wymiany element w przypadku zużycia mechanizmu. Na oś chwytaka działa 100% siły naciągu.
  2. Zapadka - jest to dźwignia zakończona hakiem, która powstrzymuje chwytak przed swobodnym obrotem. Przełożenie ok. 2.5x ułatwia pokonanie siły tarcia pomiędzy zapadką a chwytakiem. Sprężyna poprawia pewność działania i gwarantuje ponowne zatrzaśnięcie się podczas naciągania. Na oś zapadki działa 40% siły naciągu.
  3. Język spustowy - element znany z broni palnej, o charakterystycznym kształcie. Nie działają na niego żadne duży siły, więc jego konstrukcja nie jest krytyczna. Jedynym jego zadaniem jest popchnięcie ramienia zapadki i dodatkowa redukcja wymaganej siły dzięki dźwigni.
  4. Bezpiecznik - obrotowa blokada, uniemożliwiająca ruch języka spustowego i zapadki. Zabezpiecza przed przypadkowym wystrzałem w momencie upuszczenia broni lub dotknięcia spustu.

Zasada działania

  1. Napinanie cięciwy

    W normalnej pozycji zęby chwytaka uniesione są do góry, a on sam obrócony o 15°. Dociśnięcie cięciwy do jego tylnej powierzchni powoduje jego obrót do pozycji 0° i zaskoczenie zapadki na skutek działania sprężyny. Język spustowy przesuwa się nieznacznie do przodu, sygnalizując gotowość do strzału.
  2. Oddanie strzału

    Pociągnięcie za spust powoduje uniesienie jego górnego ramienia, które popycha dźwignię zapadki. Jeśli bezpiecznik nie jest załączony, zapadka obraca się o 5°, ześlizgując się z rolki chwytaka. Moment obrotowy powstały na skutek siły przyłożonej poza osią obrotu obraca chwytak o 15°, powodując uniesienie zębów i wypuszczenie cięciwy. Mechanizm jest gotowy do kolejnego naciągnięcia.

Wydajność w liczbach

Przeanalizujmy przełożenia:
  • redukcja tarcia w miejscu kontaktu zapadki z chwytakiem: 13/32=0.41
  • redukcja siły wymaganej do poruszenia zapadki: (27/70)*(41/28)=0.26

Fotki i filmy

Oto skończony chwytak z zamontowaną sprężyną:

A tak działa prototyp. Brakowało jeszcze sprężyny i bezpiecznika.

Kusza - wstęp do projektu

12 komentarze Opublikowano 4 lis 2012 z etykietką ,  

Wytyczne

Cel projektu

Stworzyć solidną kuszę o naciągu 50-80kg, strzelającą celnie bełtami na odległość min. 50m, o donośności min. 300m.

Budżet

100zł, max. 150zł, nie wliczając kupna ewentualnych elektronarzędzi. Przewiduje się wypożyczenie spawarki i wiertarki stołowej na 1 dzień w celu wykonania krytycznych podzespołów.

Użyte materiały

Rezygnacja z tradycji i historyczności na rzecz lekkich i wytrzymałych materiałów, takich jak aluminium, sklejka i włókna szklane zapewni lepszą wytrzymałość i wydajność.

Kluczowe etapy:

  1. Zaprojektowanie wysokiej klasy mechanizmu spustowego 
  2. Wykonanie kolby i osadzenie w niej łuczyska z cięciwą
  3. Zaprojektowanie szybkiego i kompaktowego systemu naciągowego

Rzeczy do wzięcia pod uwagę

Spust

Na cięciwę działa duża siła, max. 80kg, która jest przenoszona na pierwszy element spustowy. Dodatkowo podczas strzału działają na niego silne naprężenia ścinające i tarcie, powodujące zużycie i deformację kontaktujących się powierzchni. Należy więc zadbać, aby części spustu wykonane były z dużą precyzją, tzn. bez nierówności i gładkie.
Tarcie spustu przy takich obciążeniach jest na tyle duże, że należy zastosować odpowiednio dźwignię celem redukcji siły wymaganej do wystrzelenia bełtu. Potrzebny będzie mechanizm wielodźwigniowy, lub wykorzystujący zapadki, aby zmniejszyć skok cyngla do znanego z  klasycznej broni palnej.
Podczas pracy głównej zapadki następuje ruch krzywoliniowy, który może powodować lekki obrót orzecha lub innego elementu chwytającego cięciwę, pogarszając celność i komfort działania spustu. Należy tak zaprojektować powierzchnie robocze, aby wyeliminować ten ruch, albo zastosować zapadkę o ruchu prostoliniowym (mechanizm wielodźwigniowy)
Spustu powinien wracać do pozycji roboczej po oddaniu strzału. Nie może być mowy o ręcznej kalibracji tego elementu.
Z mechanizmem spustu należy zintegrować bezpiecznik, w miarę możliwości obsługiwany jednym palcem.

Łuczysko

Ten element bezpośrednio decyduje o sile kuszy. Podstawowym kryterium jest sprężystość, a zaraz potem wytrzymałość. Na 100% użyję prętów z polimeru wzmacnianego włóknem szklanym, ponieważ nie dość, że są bardzo elastyczne, to wręcz nie sposób je złamać, a dodatkowo są bardzo lekkie. Drobnym problemem może być połączenie takiego łuczyska z resztą konstrukcji  O ile łatwo pręty przymocować do łoża, to trochę trudniej przyczepić do nich cięciwę. Można użyć stalowych rurek, które zespawane ze sobą stworzą dobre "ucho" do zaczepienia linki.

Cięciwa


Najważniejszą cechą cięciwy jest jej nierozciągalność, dzięki czemu nie wytraca w ten sposób energii podczas strzału cięższą amunicją. Bardzo ważna jest też wytrzymałość mechaniczna - nie powinno zbyt szybko dochodzić do strzępienia się albo prucia linki. 
Przy naciągu kilkudziesięciu kg elastyczność jest cechą, która przychodzi sama - cięciwa na pewno ułoży się w literę "V", nie ważne jak by była sztywna. Ta cecha jest zależna od grubości - tutaj pozostaje spore pole do eksperymentów.
Dobrym rozwiązaniem wydaje się linka stalowa o grubości 2mm, trochę grubsza od cięgien rowerowych. Zachowuje wzorową odporność na rozciąganie, względną elastyczność i o ile nie jest łamana pod dużym kątem, nie strzępi się.

Łoże


Rama kuszy o takim naciągu musi być wytrzymała, więc tanie, miękkie drewno sosnowe nie zda egzaminu. Inne materiały niż drewno raczej nie wchodzą w grę z powodu masy, ceny lub trudności w obróbce. Łoże musi wytrzymać nie  tylko ogromne naprężenia podłużne, ale także poprzeczne, podczas naciągania cięciwy za pomocą dźwigni.
Ważna jest ergonomia. Należy zadbać o dużą ilość miejsca, aby cięciwa nie obcięła palców przy za głębokim chwycie. Lekka kolba, ustawiona poniżej linii strzału ma zapewnić stabilne ustawienie ciężkiej konstrukcji na odpowiedniej wysokości do celowania.
W kwestii estetyki, kusza będzie zdobiona szczotkowanymi elementami stalowymi i kolorowym szkłem. Ma ono być nawiązaniem do włókna szklanego, użytego w łuczysku. Drewno zostanie zabejcowane na czarno.

Mechanizm naciągowy

Przy naciągu przekraczającym 50kg trudno wymagać od strzelca każdorazowego rwania takiego ciężaru w celu założenia cięciwy. Dodatkowo przy naciąganiu ręcznym cięciwa zwykle zostaje naciągnięta trochę na ukos, co mści się na celności podczas oddawania strzału. Dlatego istnieje potrzeba zaprojektowania układu zwielokrataniającego siłę strzelca kosztem czasu naciągania, aby strzelanie było komfortowe i nie powodowało wycieńczenia fizycznego.
Historia zna (lub pozna ;)) następujące rozwiązania:
  • Osobna linka zakończona uchwytami, a na niej haczyki z bloczkami.
    Wzmocnienie: 2x
    Zalety: prostota, szybkość.
    Wady: wymagana spora siła, potrzebny mechanizm zwijający po użyciu
  • Dźwignia ciągnąca cięciwę, przymocowana do kuszy.
    Wzmocnienie: 2-3x
    Zalety: szybkość działania
    Wady: ciągnie cięciwę ukośnie, co wymaga solidniejszej ramy
  • Dźwignia pchająca cięciwę, doczepiana do kuszy
    Wzmocnienie: 3-4x
    Zalety: szybkość działania
    Wady: spory drewniany element, który trzeba targać ze sobą
  • Winda z zapadką
    Wzmocnienie: 10x
    Zalety: naciąg zerowym wysiłkiem, można przerwać naciąganie w połowie
    Wady: bardzo powolne rozwiązanie, wymaga zwinięcia windy po użyciu
  • Gwintowany pręt
    Wzmocnienie: 20x
    Zalety: naciąg zerowym wysiłkiem, dobrze integruje się z kontrukcją, możliwość współpracy z silnikiem elektrycznym!
    Wady: bardzo wolny czas działania
  • Zębatka z korbą
    Wzmocnienie: 2-10x
    Zalety: W miarę szybkie działanie, nieduża wymagana siła
    Wady: duże skomplikowanie konstrukcji (wymaga przekładni i zębatki)
System naciągu powinien umożliwiać oddanie kolejnego czasu w czasie kilkunastu sekund, i być możliwie kompaktowy. Jeśli wymagana siła musi być duża, powinna być wykorzystana w pozycji, gdzie to jest naturalne, np. poprzez stawanie na dźwigni, a nie ciągnięcie w pozycji pochylonej. Warto wykorzystać nogi, bo to najsilniejsze kończyny u człowieka, a także samą masę strzelca. Za pomocą bloczków energię grawitacji można zgromadzić w łuczysku, wykonując pracę równoważną wejściu na stopień. 

Znajdywacz słów

0 komentarze Opublikowano 25 paź 2012 z etykietką  

Program wydawać się może, że bardziej przydatny byłby krzyżowkowiczowi, niż elektronikowi-hobbyście, ale pozory mylą. Jak wiadomo, na wyświetlaczach 7-segmentowych możemy nie tylko przedstawiać cyfry, ale także coś, co wygląda jak litery. Znalazłem na Wikipedii spis wszystkich możliwych kombinacji segmentów i sporządziłem na tej podstawię listę liter, które można wyświetlić na prostym wyświetlaczu: ABCDEFGHIJLŁNOPRSUYZ. Zaciekawiło mnie ile słów mogę zbudować z tak ograniczonej puli.

Napisałem zatem program, który bada listę istniejących słów pod kątem występowania w niej dozwolonych liter. Użyłem listy PWN-u, pod adresem http://www.sjp.pl/slownik/po.phtml. Ma ona kodowanie windows-1250, ale możemy użyć każdej innej, np. w UTF-8 - ważne, żeby miała po prostu zapisane słowo pod słowem (żadnych przecinków, tabulatorów itp.). Listę wynikowych słów program zapisuje do pliku (bo może ich być bardzo dużo).

Program jest w wersji konsolowej dla Windows. Wymaga .NET 4.0, ale pewnie jest on już zainstalowany w Twoim komputerze.

Z kopytka powstaje toyota i 73 inne słowa.

Oto lista parametrów, wyciągnięta z pomocy:

findwords -d PlikSłownika -l ListaLiter [-e Kodowanie] [-o PlikWyjściowy]
Gdzie:
-d: ścieżka do pliku słownika, gdzie każde słowo jest w kolejnej linii
-l: lista liter, podana jednym ciągiem
-e: kodowanie słownika (w formie takiej, jak wpisuje się w HTML, np. UTF-8).
    Jeśli nie podano, Windows-1250 - typowe kodowanie listy słów PWN-u
-o: ścieżka do pliku wyjściowego.
    Jeśli nie podano, zostanie użyta nazwa słowa.txt

np.
findwords -d słowa-win.txt -e UTF-8 -l ABCDEFGHIJLNOPSUYZ
          -o "%HOMEDRIVE%%HOMEPATH%\Desktop\7segment.txt"

Program operuje równolegle na wszystkich możliwych procesorach, więc wyszukiwanie słów odbywa się całkiem szybko - zwykle to kilka-kilkanaście sekund. Podsumowując, wynik eksperymentu trochę mnie zawstydził - ja przez minutę potrafiłem wymyślić jedynie kilka słów, które da się ułożyć z tych liter, a komputer znalazł ich kilkadziesiąt tysięcy i to w 8 sekund :D Tak więc aplikację uznaję za przydatną.

Link do programu:
http://www.mediafire.com/?84g1c1dj905jz7b

 Link do list słów autorstwa PWN:
http://www.mediafire.com/?d0bq97g7rcbulq3

Impulsowa przetwornica stałoprądowa

10 komentarze Opublikowano 24 paź 2012 z etykietką  

Nazwa brzmi dość groźnie, ale to nieskomplikowane urządzenie, którego zadaniem jest przy jak najmniejszych stratach utrzymać stały prąd w obwodzie wyjścia, niezależnie od obciążenia i napięcia wejściowego.

Trochę teorii

Po co to i dlaczego? Otóż do zasilania mocnych diod LED, które można znaleźć w nowoczesnych latarkach. To niezawodne i wydajne źródła światła, ale jest jeden haczyk, bo powinny być zasilane stałym prądem. Do klasycznej latarki wkładamy zwykle 2 paluszki, które dają w miarę stałe napięcie 3V, które zasila żarówkę. Dlaczego w przypadku diod ten patent by się nie sprawdził? Otóż wszystkie diody mają bardzo stromą charakterystykę. Powoli zwiększając napięcie, trafimy w końcu na taki punkt, w którym pobierany prąd gwałtowanie podskoczy. Wystarczy, że nasze bateria będą miały o 0.1V więcej, aby prąd podskoczył o kilkadziesiąt mA, uszkodzi cenną diodę. Dlatego lepiej patrzeć na prąd, niż starać się precyzyjnie wyregulować napięcie, które waha się z egzemplarza na egzemplarz i w dodatku zależy jeszcze od temperatury.

Jak to się robi? Na 2 sposoby - liniowo i impulsowo. Regulator (stabilizator) liniowy to złożona z 2-3 elementów prosta konstrukcja, oparta np. układzie LM317, która zachowuje się jak "inteligentny rezystor", zmieniając swą oporność tak, aby w obwodzie płynął stały, ustalony prąd. Dzieje się to poprzez spadek napięcia na wewnętrznym tranzystorze, którego nadmiar wydziela się w postaci ciepła. Zatem przy zasilaniu trzywatowej diody o napięciu przewodzenia ~3V prądem 1A z akumulatora 12V będziemy mieć do wytracenia aż 9W ciepła. Sprawność takiego układu wynosi 3V / 12V = 25%. Bardzo słabo. Ale może przynajmniej na nim coś usmażyć.

Problem sprawności rozwiązują przetwornice impulsowe. W liniowych elementem wykonawczym jest mocny tranzystor, którego stopień otwarcia ustala płynący prąd i to na nim odbywa się spadek napięcia i wytracanie energii w postaci ciepła. W przetwornicy impulsowej też znajdziemy tranzystor, ale pracuje on w inny sposób - w pełni otwiera się i zamyka kilkadziesiąt tys. razy na sekundę, a regulacja napięcia odbywa się poprzez dobór stosunku czasu otwarcia do zamknięcia. Skąd taki dziwny pomysł? Otóż jak wiadomo tranzystor w stanie przewodzenia generuje bardzo mały spadek napięcia (typ. 0.2V, max. 1V), więc grzeje się dużo, dużo mniej, niż gdyby był otwarty do połowy.

Jednak pojawia się tu mały problem - taki układ wytwarzałby prąd zmienny o przebiegu prostokątnym, niezbyt zdatny do zasilania czegokolwiek poza żarówką. Aby temu zaradzić, szeregowo montuje się cewkę, która stanowi magazyn energii w momencie, kiedy tranzystor wykonawczy jest zamknięty. Typowo dodaje się też szybką diodę półprzewodnikową, aby zabezpieczyć obwody przetwornicy przed impulsem napięcia o odwrotnej polaryzacji, pojawiającym się w momencie wyłączenia cewki, a także kondensator, dodatkowo wygładzający napięcie wyjściowe. Cały proces włączania i wyłączania cewki odbywa się kilkadziesiąt tys. razy na sekundę, więc  efekt zlewa się w stabilny prąd stały, który może zasilać nie tylko diody, ale nawet wrażliwe mikrokontrolery.

Cewka dzięki swojej zdolności magazynowania energii odciąża przetwornicę (nie musi ona wtedy pobierać prądu), przez co w idealnym (ale niestety nierealnym) układzie dochodzi do takiej konwersji, że Napięcie wejściowe × prąd wejściowy = napięcie wyjściowe × prąd wyjściowy. Tak więc żądna energia nie marnuje się w postaci ciepła. W praktyce jest to bardzo mała ilość - 10-20% na dobrze zaprojektowanej płytce.

CC SMPS, czyli constant current switched-mode power supply

Zaprezentowany układ oparty jest na kostce LM2576. To wyjątkowo tania (~5zł), prosta w złożeniu (5 elementów) i efektywna (η typ. 80%) przetwornica w przyjaznej obudowie TO-220.
Są dwie wersje układu - regulowana i z predefiniowanym napięciem. Nas interesuje ta pierwsza, gdyż posiada pin FEEDBACK, pełniący kluczową rolę w stabilizacji napięcia wyjściowego. Niestety ani nota katalogowa, ani wujek Google nie opisują sposobu stabilizacji prądu. Okazuje się to jednak całkiem proste, tylko trzeba odejść od typowej aplikacji LM2576.

Ale najpierw kilka zdań na temat roli pinu FEEDBACK. Jest to wejście służące przetwornicy do pomiaru napięcia wyjściowego, aby mogła na jego podstawie skorygować swoje parametry pracy (głównie stosunek czasu włączenia do wyłączenia). Dlaczego ten pin jest wyprowadzony, a pomiar nie odbywa się wewnątrz układu scalonego, jak np. w stabilizatorze liniowym 7805? Ano po to, żebyśmy mogli sobie pokombinować :) Przetwornica oczekuje na tym pinie 1.23V i zrobi wszystko co w jej mocy, żeby tyle tam było. Nie na wyjściu, tylko na pinie FEEDBACK. Gdybyśmy chcieli stabilizować napięcie, wstawilibyśmy dzielnik, który dostarczałbym jakąś część napięcia wyjściowego do pinu FEEDBACK, np. 10%, przez co otrzymalibyśmy stabilne 12.3V. A jak stabilizować prąd? Wymyśliłem dwie wersje - prostą i optymalną.


Z prawa Ohma wiemy, że prąd płynąc przez rezystor generuje na nim spadek napięcia. Jeśli wstawimy rezystor w obwodzie masy (tuż przy wyjściu), to po jednej jego stronie będziemy mieć 0V, a po drugiej napięcie o wartości U=I×R. Jak wiadomo, przetwornica zrobi wszystko, aby mieć na pinie FEEDBACK 1.23V. Podłączmy zatem ten pin do naszego rezystora pomiarowego o wartości np. 12Ω. Co się stanie po podłączeniu obciążenia? Przetwornica tak dobierze napięcie, aby prąd płynący w obwodzie wytworzył spadek 1.23V na rezystorze pomiarowym. Stanie się to przy prądzie ~100mA. I nie ważne jakie (w granicach rozsądku) obciążenie podłączymy - prąd będzie zawsze stały. A jak to rozwiązanie prezentuje się pod względem sprawnościowym? Jak wiadomo, na rezystorze pomiarowym dochodzi do spadku napięcia, zatem też do wydzielania się ciepła. W przypadku zasilania diody mocy prądem 700mA będzie to 1.23V×0.7A = 0.86W. Sporo, ale o niebo lepiej niż przy stabilizatorze liniowym.

Okazuje się, że można to poprawić. Widać, że problemem jest rezystor. Wiemy, że P=I²R. Zminimalizujmy zatem R. Możemy oszukać przetwornicę, mierząc spadek napięcia na dużo mniejszym rezystorze (np. 0.1Ω), a potem wzmocnić go 1-10-krotnie. Użyjemy wzmacniacza operacyjnego LM358, który kosztuje 80gr. Z pomocą rezystora i potencjometru skonfigurujemy go jako wzmacniacz nieodwracający, gdzie jako wejście podłączymy sygnał z rezystora pomiarowego, a pin FEEDBACK przetwornicy podepniemy do jego wyjścia, o tak:
Przy tych parametrach prąd 1.23A wytworzy spadek 0.123V na rezystorze pomiarowym, który wzmocniony 10-krotnie "zadowoli" przetwornicę, bo dostanie ona swoje wymarzone 1.23V na pinie pomiarowym.
Policzmy teraz jak ustalić prąd 700mA. Przy takim prądzie na rezystorze 0.1Ω mielibyśmy spadek 0.07V. Jakie musi być wzmocnienie, aby wyszło z tego 1.23V? Mniej więcej 1.23÷0.07=17.6. Zatem aby uzyskać prąd 0.7A należy dobrać wzmocnienie 17.6x i rezystor pomiarowy 0.1Ω. A co ze stratami? 0.7A×0.1Ω=0.07W. To tak śmiesznie niska wartość, że w porównaniu do 3W pobieranych przez diodę, jest kompletnie niewyczuwalna :) Największe straty generuje przetwornica (dla czegoś musi kosztować tylko te 5zł :)) - średnio 1W na 1A p W wyniku pomiarów obliczyłem sprawność tej konstrukcji na η≈75%, przy czym rośnie ona wraz z pobieranym prądem.

Ta wersja daje nam też możliwość płynnej regulacji prądu. Można zauważyć, że potencjometr zapewnia bardzo nieliniowe wzmocnienie, ale przez to prąd jest dużo bardziej liniowy (takie tam skomplikowane wzory i coś tam pewnie w mianowniku :P). Dla R2=100kΩ i potencjometru 50kΩ uzyskujemy zakres ~0-1.25A, czyli całkiem w sam raz do zasilania diód mocy.

Jeśli chcemy iść w wyższe prądy, skorzystajmy z wzoru I=(1.23/Rsc)/(1+R2/R1). Dla ciekawskich: dla układu bez wzmacniacza wzór to tylko I=1.23/Rsc, bo pomiar odbywa się bezpośrednio na rezystorze Rsc, więc korzystamy z czystego prawa Ohma. W wersji ze wzmacniaczem wzmacnia on napięcie na Rsc zgodnie ze wzorem na wzm. nieodwracający, czyli A=(1+R2/R1) razy, zatem "pomaga" przetwornicy A-krotnie, stąd dzielenie przez tą wartość. W praktyce nie jest to super dokładny wzór, bo w grę jeszcze wchodzi napięcie offsetowe i inne niedoskonałości wzm. op., ale do orientacyjnego ustalenia zakresu wystarcza, a dokładnej regulacji możemy dokonać potencjometrem.

Mała uwaga odnośnie źródeł prądowych: nigdy, przenigdy nie podłączajmy do nich diod  kiedy są włączone. Bez obciążenia na wyjściu każdego źródła prądowego pojawia się maksymalne możliwe napięcie. To nie problem, dopóki nie ma kondensatora w obwodzie wyjścia, ponieważ ładuje się on wtedy tym maksymalnym napięciem i oddaje je momentalnie pierwszej podłączonej rzeczy, powodując przepływ bardzo dużego prądu na ułamek sekundy. To wystarcza, aby spalić cenny element. Niestety kondensator wyjściowy jest niezbędny dla zagwarantowania stabilnej pracy przetwornicy i nie można go pominąć. Zatem zawsze pamiętajmy, aby najpierw podłączać diodę, a dopiero potem włączać zasilanie tego typu przetwornicy.

Domofon otwierany kodem Morse'a

3 komentarze Opublikowano z etykietką  

W starszych blokach często znajdziemy "klasyczne" domofony z rzędem przycisków, których naciśnięcie wywołuje dzwonek w odpowiednim mieszkaniu, skąd domownik otwiera nam drzwi. Ale jak otworzyć drzwi, kiedy w domu nie ma nikogo, kto by nas wpuścił, a nie chcemy przy sobie nosić kolejnego klucza? Zatrudnijmy mikrokontroler :)
Zaprezentowany układ składa się z 3 części - modułu wejściowego, modułu przetwarzającego i modułu wyjściowego. Brzmi poważnie, ale to bardzo prosta konstrukcja. Omówię teraz każdy fragment.

Moduł wejściowy

Skrzynka kontrolna domofonu, znajdująca się zwykle na parterze, lub w piwnicy generuje melodyjkę, którą słyszymy, gdy ktoś zadzwoni. Nie jest to wymarzony sygnał do przetwarzania cyfrowego, ale da się z nim coś zrobić. Wystarczy, że poprzez rezystor będziemy impulsami melodyjki ładować niewielki kondensator. Dioda Zenera ograniczy zgromadzone w nim napięcie do stałego poziomu 5V, a równoległy rezystor rozładuje go do 0V po kilku milisekundach, Grunt, że będziemy mieć tam dwa poziomy napięć - 5V, gdy ktoś dzwoni i 0V, gdy nie.

Moduł kontrolny

Tak przygotowany sygnał zostaje spróbkowany przez mikrokontroler ATTiny2313. Używamy zwykłego cyfrowego wejścia. Algorytm w uproszczeniu odczytauje stan tego wejścia 20 razy na sekundę i zlicza ile razy pod rząd było w stanie wysokim. Jeśli będzie to powiedzmy 20 impulsów, to oznacza to kreskę w alfabecie Morse'a. Mniejsza, ale niezerowa wartość oznacza kropkę. Każde pomyślne zdekodowanie symbolu zapełnia nim kolejne miejsce w buforze. Gdy przez odpowiednio długi czas, np. 40 impulsów nie będzie żadnego sygnału, algorytm uznaje, że skończyliśmy wprowadzać kod i przystępuje do porównania bufora z "hasłem". Jeśli się zgadzają, do akcji wkracza kolejna sekcja.

Moduł wyjściowy

Jako, że domofon jest otwierany poprzez zwarcie dwóch styków, gdzie płynie prąd przemienny, utrudnia to nieco zrobienie tego za pomocą mikrokontrolera. Elementem, który potrafi sterować prądem przemiennym jest triak. Problem w tym, że wymaga on sygnału sterującego o polaryzacji takiej, jak ten, którym steruje. Dlatego łączymy go z optotriakiem, który po jednej stronie ma miniaturowy triak czuły na światło, a po drugiej stronie diodę (wszystko jest zamknięte w jednej obudowie DIL). Diodą sterować raczej umiemy. Jej włączenie otwiera optotriak, który przekazuje napięcie o odpowiedniej polaryzacji, które załącza "duży" triak. Elektromagnes zamka w drzwiach zostaje otwarty.
Drugim modułem wyjściowym jest sygnalizacja dźwiękowa, która powiadamia użytkownika tonem o wprowadzeniu poprawnego lub błędnego kodu. Zrealizowałem ją na zwykłym tranzystorze, podłączonym równolegle do mikrofonu. Rezystor R6 ogranicza poziom sygnałów, bo bez niego są one przesadnie głośne.

Oto filmik przedstawiający wygląd i działanie układu:

Zasilacz stabilizowany im. Rurka z TVN-u

4 komentarze Opublikowano 14 paź 2012 z etykietką  

Ten zasilacz jest wersją deluxe mojego poprzedniego, sprawdzonego modelu, który służył mi 2 lata. Konstrukcja nie jest specjalnie wyszukana, ale dzięki temu łatwo wszystko naprawić, co jest ważne w zasilaczu laboratoryjnym. Urządzenie posiada 2 sekcje - jedną regulowaną, a drugą ze stałym napięciem 5V. Obie wyposażone są w ogranicznik prądowy, który w przypadku sekcji regulowanej jest wielozakresowy, z dodatkowymi zakresami dla różnych diod LED. Regulacja napięcia odbywa się w płynny sposób, z możliwością wyboru konkretnych "typowych" lub "akumulatorowych" napięć, bo zasilacz może służyć też jako uniwersalna ładowarka. Można ładować 1 celę NiMH, 1 lub 4 cele Li-ion lub 12-woltowy akumulator ołowiowy.

Najważniejsze cechy:
  • Precyzyjnie dobrane napięcia predefiniowane: 1.5V, 3.3V, 4.2V, 5V, 9V, 12V, 14.4V, 16.8V
  • Możliwość dokładnego ustawienia dowolnego napięcia za pomocą potencjometrów
  • Ogranicznik prądowy 10mA, 20mA, 50mA, 100mA, 250mA, 350mA, 500mA, 700mA, 1A z przydatnymi dla LED-ów wartościami
  • Dodatkowe wyjście 5V z możliwością ograniczenia prądowego do 20mA
  • Podświetlane przyrządy: woltomierz i dwuzakresowy amperomierz.
Bardzo rozproszona konstrukcja wymaga podłączenia sporej ilości elementów (przełączniki, gniazda, stabilizatory) za pomocą kabli, zatem załączam dwie wersje schematu - z oznaczonymi miejscami do podłączenia przewodów oraz z zamontowanymi częściami. Płytka drukowana jest wykonana taki właśnie w sposób.

Schemat ideowy

W zasilaczu wykorzystano popularne stabilizatory liniowe LM317 w funkcji regulatora prądu i regulatora napięcia. Po wyprostowaniu przez prostownik mostkowy, prąd przepływa przez rezystory pomiarowe RSC, które w ilości 1 lub 2 można wybrać za pomocą przełącznika wyboru zakresu. Napięcie odkładające się na nich, ograniczone do ~0.5V przez dwie diody krzemowe, zasila miliwoltomierz pełniący funkcję amperomierza.

Dalej znajduje się pierwszy stabilizator w konfiguracji ogranicznika prądowego, gdzie jego rezystor został zastąpiony przełącznikiem obrotowym S1 i całą gamą rezystorów, dzięki czemu można wybierać z predefiniowanych wartości ograniczenia. Jeśli zależy nam na jak największym prądzie, można obejść ogranicznik za pomocą przełącznika S2.

Za ogranicznikiem naturalnie znajdziemy regulator napięcia w typowej konfiguracji. Na schemacie narysowano 1 potencjometr wieloobrotowy, ale równie dobrze sprawdzi się kombinacja szeregowa dwóch potencjometrów o wartościach będących w proporcji 1:10.

Kondensator wyjściowy ma niewielką wartość aby chronić podłączane elementy, gdy polegamy na zabezpieczeniu prądowym. Scenariusz zakłada napięcie ustawione na 25V i ogranicznik na 10mA. W momencie podłączenia obciążenia, np. diody LED, popłynąłby przez nią chwilowo duży prąd z naładowanego do 25V kondensatora. Dlatego wartość kondensatora wyjściowego jest taka, by wyeliminować wzbudzanie się stabilizatora i nic ponadto.

Stałe napięcie 5V powstaje dzięki stabilizatorowi 7805. Tutaj również na wyjściu znajdziemy mały kondensator, ponieważ obwód zawiera ograniczenie prądowe. Zbudowane jest ono na miniaturowym LM317L w funkcji ogranicznika prądowego w typowej konfiguracji, ustawionego na 20mA. Można go obejść przełącznikiem S3 i wtedy ogranicza nas już jedynie wydajność układu 7805. Niestety przy jednym uzwojeniu transformatora zasilającego jest ona niska, ponieważ stabilizator musi średnio wytracić w postaci ciepła około 25V różnicy, ale na szczęście przy zasilaniu układów logicznych nie odczuwa się tego.

W środku... Sporo kabli. W sumie nie ma czym się chwalić :P
Jako obudowę zastosowałem szczątki po zasilaczu ATX. Usunąłem z niej jedną ściankę i wstawiłem tam panel z płyty pilśniowej. Ma ona taką zaletę, że łatwo można wycinać w niej nożem kształty - w tym przypadku otwory na wskaźniki i włącznik. Grafikę panelu zaprojektowałem w Inkscape, wydrukowałem, zalaminowałem taśmą klejącą i poprawiłem żelazkiem. Podziałki mierników wykonałem fotografując je dla każdej wartości, a potem złożywszy zdjęcia w Photoshopie jako "smart object" z funkcją nakładania "minimum" wytrasowałem je w Inkscape, dodałem napisy, wydrukowałem i zalaminowałem.


A co do nazwy... :) Ogólnie mówiąc, budowa tego zasilacza była istną drogą przez ciernie. Podczas jego budowy naprzeklinałem się przez niego tak, jak Durczok naprzeklinał się przez Rurka :P

Lampka RGB

3 komentarze Opublikowano 4 paź 2012 z etykietką  

Najprostszy trik na poprawienie efektu "wow", jaki sprawia układ, to dodanie do niego czegoś świecącego. Opisywany układ robi 3-krotnie większe wrażenie, ponieważ używa trójkolorowych diod RGB :) Wykorzystuje je bez żadnego konkretnego celu, po prostu aby sobie poświecić na płynnie zmieniający się kolor.


Lampka oparta jest na mikrokontrolerze ATTiny13, taktowanym wewnętrznym zegarem 9.6Mhz. Program, napisany w C, w pętli zapala kolejne składowe kolory (czerwony, zielony i niebieski) na odpowiednio długi czas, który przekłada się na ich średnią jasność. Takie rozwiązane w przeciwieństwie do typowego PWM zapewnia wyższą jasność, bo w dowolnym momencie zawsze pali się w pełni jeden kolor R/G/B - nie ma momentów, kiedy diody są ciemne. Dzięki temu pobór prądu jest stały, a zakłócenia mniejsze.



Proporcje czasów świecenia poszczególnych kolorów ustalane są przez funkcję uruchamianą co pewien czas w przerwaniu timera. Timer dodatkowo sprawdza stan przycisku zatrzymującego zmianę koloru oraz odczytuje przez ADC stan potencjometru regulacji tempa i na jego podstawie kalibruje swoją częstotliwość. Jak widać to sporo operacji, ale z uwagi, że wykonują się one bardzo rzadko w porównaniu do operacji z pętli głównej (czyli przełączania kolorów), nie zakłócają one płynności animacji.



Schemat to nic odkrywczego - mikroprocesor steruje trzema tranzystorami kluczującymi równolegle połączone diody. Daje to średni stały pobór prądu ~80mA. Rezystor R8 może nie być wymagany, ale z dziwnych przyczyn nie mogłem programowo aktywować pull-upa w mikroprocesorze.

Kompresor czasowy

0 komentarze Opublikowano 29 cze 2012 z etykietką  

Jednym zdaniem: program usuwa fragmenty filmu, gdzie nic się nie dzieje. Do czego może się przydać? Przypuśćmy, że filmujemy 5 godzin widoku za oknem w oczekiwaniu na jakieś ciekawe wydarzenie. Normalnie trzeba przejrzeć cały nagrany materiał i wyciąć fragmenty, gdzie coś się dzieje. Ten program robi to automatycznie, korzystając z algorytmu wykrywania ruchu. W pliku wynikowym pozostają same akcje, a bezruch zostaje usunięty.
Programu można używać też do monitorowania wejść, ulic itp. Jeśli ktoś będzie przechodził, zostanie zachowany w pliku wynikowym.

Interfejs przedstawia się w ten sposób:

Wskazujemy plik wejściowy i wyjściowy (gdzie możemy się zdecydować na kompresję i przyspieszenie). Suwaki regulują algorytm wyszukiwania ruchu. Tolerancja odpowiada za czułość, a podtrzymanie za doklejenie kilku dodatkowych ramek po zaprzestaniu ruchu (w ten sposób obraz jest płynniejszy jeśli ruch w kadrze jest niewielki). Duże okno po prawej wyświetla klatki filmu wynikowego.

Program korzysta z bibliotegi AForge.net, która zawarta jest w paczce.
Link do pobrania: http://www.mediafire.com/download.php?m52hcdqxpqas9sa

Subskrybuj: Posty (Atom)