Для активации новой учетной записи и ее подтверждения на Форуме - необходимо связаться с администратором по электронной почте alaev@alaev.club.
Все новые учетные записи не прошедшие подтверждения администратором воспринимаются как спам.

№1. Модуль индикации и управления аудиоустройством

Электронные модули для индивидуального применения (Сделай сам/DIY)
Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2734
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 244 раза
Поблагодарили: 191 раз
Контактная информация:

№1. Модуль индикации и управления аудиоустройством

#1

Сообщение Алаев Ян » 04 сен 2019, 09:46

Предыстория и разработка модуля представлена здесь: viewtopic.php?f=118&t=425


Электронный модуль имеет полную совместимость со средой разработки Arduino IDE!
Открытая архитектура системы позволяет свободно копировать или дополнять линейку продукции Arduino, что мы и сделали, используя загрузчик (bootloader), загружаемый в
Arduino Uno, после чего электронный модуль программируется по образу и подобию модуля Arduino.
Предлагаемые формы реализации модуля:
Показать
1. Только печатная плата;
2. Печатная плата с запаянным микроконтроллером и записанным загрузчиком (bootloader);
3. Печатная плата с запаянным микроконтроллером и записанной прошивкой под типовую задачу (набор для сборки/DIY) - в перспективе;
4. Печатная плата с запаянным микроконтроллером и записанной прошивкой под типовую задачу (полностью собранный модуль) - в перспективе.

По вопросам приобретения модуля обращайтесь по адресу: contactadmin

Внешний вид:
2019-05-16 07.53.16.jpg
Дополнительные изображения
Показать
2019-05-16 07.53.35.jpg
2019-05-16 07.53.49.jpg
Назначение:
Модуль индикации и управления аудиоустройством предназначен для управления различными типовыми периферийными устройствами, которые могут быть подключены и использованы в аудиоустройстве, обеспечения их питания, приема сигналов с различных органов управления аудиоустройством, вывода рабочей и при необходимости диагностической информации на дисплеи различных типов и/или по цифровому интерфейсу, противоаварийной защиты аудиоустройства вплоть до его аварийного отключения.
Назначение - подробное описание:
Показать
Модуль индикации и управления аудиоустройством предназначен для:
• управления различными типовыми периферийными устройствами, которые могут быть подключены и использованы в аудиоустройстве (1 или 2 внешних лестничных аттенюатора, селектор входов, плата коммутации питания (основное питание, питание накала и анодного напряжения, а так же сигнальных цепей (например, MUTE)) и др.);
• питания различных периферийных устройств от внутреннего стабилизатора или посредством подключения внешнего питания;
• приема сигналов с различных органов управления аудиоустройством (энкодер, пульт ДУ, сенсорный дисплей Nextion, тумблер, кнопка (в том числе сенсорная) и др.);
• вывода рабочей и при необходимости диагностической информации на дисплеи различных типов (сенсорные графические Nextion, символьно-графические 1602/1604 и им подобные, светодиодные матрицы, сегментные и графические ЖК-дисплеи с поддержкой SPI или I2C, светодиодные матрицы с адресной шиной и др.);
• вывода рабочей и при необходимости диагностической информации по интерфейсу Bluetooth/UART;
• противоаварийной защиты аудиоустройства за счет слежения за температурой всех ответственных зон, имеющих потенциальную возможность перегрева, и автоматизированного управления аудиоустройством вплоть до его аварийного отключения.
Принципиальная схема:
1.jpg
2.jpg
Схема имеет высокое разрешение и для нормального просмотра необходимо нажать на схему после чего "Открыть картинку в новой вкладке", появится возможность масштабирования, или сохраните схему на свой ПК и откройте любым графическим редактором.
Основные технические характеристики:
Показать
Параметры питания:
1. Питание - внешнее нестабилизированное (8...15) В с номинальным значением напряжения 12 В или стабилизированное 5±0,5 В (используемое напряжение питания зависит от схемы включения электронного модуля);
2. Потребляемый ток - значение потребляемого тока зависит от конечной конфигурации электронного модуля и может быть представлено только для типовых схем применения (в перспективе).

Параметры связи и передачи данных:
1. Протокол беспроводной передачи данных: Bluetooth;
2. Радиус действия модуля Bluetooth: до 10 метров;
3. Скорость передачи данных: 9600 бит/сек;
4. Протокол проводной передачи данных: Arduino;
5. Интерфейс проводной передачи данных: USB - UART.

1-Ware:
1. Количество измерительных каналов: 8+1 (8 внешних подключаемых термодатчиков + 1 встроенный в плату);
2. Температурный диапазон измерений каждого термодатчика: -55...+125°С;
3. Точность измерений температуры: ±0,5°С (для диапазона -10...+85°С);
4. Дискретность измерения температуры каждого термодатчика: 0,0625 °С;
5. Тип используемых термодатчиков: DS18B20 Dallas Semiconductor (протокол обмена данными 1-Wire).

Размеры модуля и способ установки:
1. Габаритные размеры: 100х100 мм, высота модуля варьируется в зависимости от примененных комплектующих;
Дополнительный материал: viewtopic.php?f=118&t=839&p=26395#p26395
2. Крепление модуля осуществляется с помощью четырех винтов М3.
Краткое описание устройства и работы модуля:
Показать
Цепи питания:
Показать
Питание на электронный модуль подается на разъем J101. Напряжение питания должно находиться в диапазоне от 8 до 15 В постоянного тока. Резисторы R103-R105 (устанавливаются при необходимости) являются балластными и гасят часть рассеиваемой мощности при максимальном входном напряжении на J101.
Электронный модуль имеет защиту от обратной полярности питающего напряжения (диод Шоттки D101). Питание внутренних узлов электронного модуля и подключаемых к нему периферийных устройств осуществляется от двух независимых интегральных стабилизаторов напряжения:
• стабилизатор напряжения микроконтроллера 78M05 (500 мА) – шина +5VuC;
• стабилизатор напряжения периферийных устройств 7805 (1.5А) – шина +5V.
Допускается питание электронного модуля от источника стабилизированного напряжения +5В. В этом случае цепи стабилизаторов напряжения шунтируются байпасными резисторами R106, R107 для передачи напряжения с разъема J101 на шины питания +5VuC и +5V, а сами стабилизаторы напряжения не устанавливаются.
Допускается питание периферийных устройств от внешнего источника стабилизированного напряжения +5В. В этом случае внешнее питание подается на разъем J27, а стабилизатор напряжения VR101 не устанавливается.
Цепи оперативных переключений и индикации:
Показать
Подключение к цепям оперативных переключений и индикации осуществляется посредством разъемов J3, J4, J17, J18. На разъемы выведены сигналы тактовой частоты синхронизации, "защелки", шины данных и питающего напряжения с шины +5V.
Сигналы шины данных последовательного интерфейса/SPI передаются поочередно от одного разъема к другому. На выводы J10, J11, J12 выведены сигналы синхронизации, "защелки" и данных, которые могут быть переданы на внешнюю плату, управляемую аналогичным образом. Резисторы R3, R4, R18, R19 (устанавливаются при необходимости) служат для шунтирования разъема и передачи данных на следующее подключенное периферийное устройство.

Предполагаемая конфигурация подключений:
J3 - аттенюатор Никитина/PGA2311 (Stereo Audio Volume Control) - базовое включение аттенюатора;
J4 - аттенюатор Никитина/PGA2311 (Stereo Audio Volume Control) - балансное включение аттенюатора;
J17 - подключение индикатора по SPI;
J18 - резерв или светодиодный индикатор/шкала с любым количеством отображаемых сегментов.
Цепи неоперативных переключений:
Показать
Для подключения к цепям неоперативных переключений используется разъем J2.

Предполагаемая конфигурация подключений:
J2 - селектор входов/выходов аудиоустройства.

При необходимости расширения функционала и подключения дополнительных плат коммутации, следует использовать выводы:
J5 (DoutSW - выход последовательных данных);
J7 (ST_CP_SW - "защелка" последовательных данных);
J9 (SCK_SW - тактовый сигнал последовательных данных).

Цепи коммутации накального напряжения, цепи коммутации анодного напряжения, цепи, определяющие конфигурацию аудиоустройства и любые другие цепи, коммутация которых происходит сравнительно редко, следует подключать к этим сигнальным линиям.
Загрузчик(Bootloader):
Показать
Электронный модуль имеет полную совместимость со средой разработки Arduino IDE.
Открытая архитектура системы позволяет свободно копировать или дополнять линейку продукции Arduino, что мы и сделали, используя загрузчик (bootloader), загружаемый в
Arduino Uno, после чего электронный модуль программируется по образу и подобию модуля Arduino.

Конфигурация фьюзов (внешний кварцевый резонатор 16 МГц):
low_fuses=0xFF
high_fuses=0xDE
extended_fuses=0xFD

Скачать Bootloader
Цепи звукового сигнала:
Показать
Сигнал управления звуковым извещателем приходит по шине Beeper. Ключевой транзистор T101 управляет состоянием звукового извещателя BF101. Звуковой извещатель должен быть активным со встроенным генератором.
Цепи подключения термодатчиков DS18B20:
Показать
Разъем J6 представляет собой цанговую панельку DIP6 c запараллелеными контактами, обеспечивающими две точки подключения термодатчиков:
• 1 – контакты 1-3 разъема J6;
• 2 – контакты 4-6 разъема J6.
По умолчанию предполагается, что в один ряд разъема J6 устанавливается термодатчик для измерения температуры системного модуля, во второй ряд разъема J6 подключается внешний термодатчик или группа термодатчиков посредством присоединительного разъема PLS-3.
Цепи подключения модуля Bluetooth:
Показать
Подключение модуля Bluetooth осуществляется к разъему J8. Электронный модуль рассчитан на работу с модулем Bluetooth типа HC-06 с технологической доработкой, позволяющей управлять его режимом питания. В перспективе планируется переход на более функциональные модули типа HC-08/05, которые поддерживают программирование с помощью AT-команд.
Цепи подключения UART:
Показать
Аппаратный UART выведен на разъем J21, совмещенный с цепями питания +5V.
Порядок выводов разъема J21 соответствует интерфейсному разъему индикатора Nextion и допускает прямое соединение электронного модуля и ЖК-индикатора. Допускается подключение к разъему J21 внешней платы с микроконтроллерным управлением для создания многопроцессорной схемы, обменивающейся данными по UART.
Цепи подключения светодиодных индикаторов с адресной шиной (NeoPixels):
Показать
Для подключения цепей светодиодной индикации с адресной шиной (NeoPixels) используется разъем J27. Резистор R37 служит для передачи питающего напряжения с шины питания +5V на разъем J27. В случае использования светодиодной индикации NeoPixels с большим количеством сегментов, необходимо отключить резистор R37 от шины питания +5V и запитать периферийную индикацию от отдельного источника питания с необходимым выходным током через разъем J27. Светодиод D1 (RED) предназначен для вывода стробирующего сигнала в режиме отладки ПО.
Цепи подключения ИК-приемников:
Показать
Для подключения цепей ИК-приемников и управления электронным модулем с помощью пульта ДУ используются разъемы J22, J23. Два разъема с разным порядком следования выводов применены для совместимости с ИК-приемниками наиболее распространенных конструктивов.
Цепи подключения кнопки/тумблера/сенсора:
Показать
Для подключения кнопки (без фиксации положения)/тумблера или сенсорной кнопки использовать разъем J1. Линия задержки R2C7 формирует постоянную времени для U1 и служит для аппаратного устранения дребезга контактов. Выход сигнала кнопки/тумблер/сенсора может быть подключен на линии с использованием соответствующего резистора конфигурации:
• IRin – R7;
• EN_BT – R8;
• EXINT – R9;
• ENC_BUT – R10.
Цепи подключения программатора:
Показать
Внутрисхемное программирование электронного модуля осуществляется посредством разъема J15 (ICSP). Для программирования в среде Arduino IDE или с помощью специализированного ПО, использующего ранее записанный в МК bootloader (загрузчик), используется разъем программирования J19 (FTDI).
Цепи подключения кварцевого резонатора:
Показать
По умолчанию применяется кварцевый резонатор на 16 МГц.
Допускается не использовать кварцевый резонатор, в этом случае микроконтроллер тактируется от внутреннего RC-генератора на 8 МГц. Выводы J13 (PB6) и J14(PB7) в этом случае могут использоваться как цифровые входы/выходы.

Конфигурация фьюзов (генератор 8 МГц):
low_fuses=0xE2
high_fuses=0xDA
extended_fuses=0x05

Скачать Bootloader
Цепи подключения энкодера:
Показать
Подключение энкодера осуществляется к разъему J28. Электронный модуль рассчитан на подключение обычного энкодера, энкодера с кнопкой на валу, а так же шагового двигателя выполняющего роль энкодера и преобразующего вращение вала в квадратурный код. В случае применения шагового двигателя возможна регулировка усилия вращения вала для настройки индивидуальных тактильных ощущений. Микросхема U2 формирует выходной сигнал в случае любой активности энкодера (нажатие кнопки или вращение энкодера в любую сторону). Сигнал активности передается на вход внешнего прерывания микроконтроллера и выводит его из спящего режима.
Цепи подключения к шине I2C:
Показать
Подключение к шине I2C, совмещенной с цепями питания +5V, осуществляется к разъему J20. По умолчанию предполагается подключать, например, индикаторы или ЦАП, как это представлено здесь: viewtopic.php?f=90&t=352&p=16929#p16929, для автоматической балансировки выходного каскада SIPP.
Цепи подключения к АЦП:
Показать
Входы АЦП выведены на J24 (ADC6) и J25 (ADC7). Входы могут использоваться для самодиагностики электронного модуля (измерение напряжения питания микроконтроллера (шина питания +5VuC) и напряжения питания периферийных устройств (шина питания +5V) или на них могут быть поданы внешние сигналы для оцифровки. Вывод J16 (AREF) может использоваться как вход внешнего источника опорного напряжения для АЦП.
Цепи подключения индикатора типа 1602/1604:
Показать
Для подключения индикатора используется разъем J29. Передача данных между микроконтроллером и индикатором осуществляется в 4-х битном параллельном режиме. Управление подсветкой индикатора осуществляется с помощью Т1, который при необходимости может быть зашунтирован с помощью R35. Для управления подсветкой индикаторов других типов, питание подсветки может быть выведено наружу с помощью вывода J26 (LED). Контрастность индикатора регулируется с помощью R38.

  • Похожие темы
    Ответы
    Просмотры
    Последнее сообщение