Miesięczne archiwum: Styczeń 2012

Komunikacja układów 3,3V i 5V

Wstęp

Podczas rozwoju podzespołów elektronicznych, wraz z ich przyśpieszaniem i zmniejszaniem poboru energii, zmieniały się też standardy w jakich te układy pracowały. Obecnie w elektronice amatorskiej (także w Arduino) panuje standard 5V. Oznacza to, że zasilanie układów scalonych i ich stany logiczne odnoszą się właśnie do tego napięcia. Wiadomo, że stan niski “LOW” to GND, a stan wyoki “HIGH” to napięcie w okolicach 5V.


Coraz częściej spotyka się układy scalone pracujące w standardzie 3,3V. Oznacza to, że ich zasilanie i stany logiczne nie pasują do obecnych rozwiązań. W tym wpisie dowiesz się jak sprawić, by urządzenia obydwu standardów mogły się ze sobą łączyć i komunikować.


W Arduino w grupie pinów “POWER” jest wyjście napięcia 3,3V. W nowszych wersjach Arduino grupy R3 pojawił się tam dodatkowy pin o nazwie “IOREF”. Jest na nim napięcie w jakim pracuje dana płytka Arduino. To taki wybieg jego projektantów dla przyszłych wersji płytek, które mogą pracować już w standardzie 3,3V. Ten pin pozwoli dopasowywać komunikację układów podczas okresu przejściowego.


Opisywane wcześniej układy PCF8574 i TLC5940 potrafią pracować w obydwu standardach. Jeśli zasilisz je napięciem 5V, to pracują w standardzie 5V. Jeśli zasilisz napięciem 3,3V, to będą pracować w standardzie 3,3V.


Są też jeszcze inne układy przejściowe, które mają opcję “5V Compilant”. Są zasilane napięciem 3,3V, jednak jeśli podłączysz do nich sygnały logiczne standardu 5V, to będą działały bez przeszkód. Przykładem takiego układu jest opisany niżej bufor 74AHC125.


Coraz częsciej spotykane są układy używające tylko standardu 3,3V. Podłączenie do nich innych stanów logicznych lub zasilania może spowodować ich uszkodzenie. Aby komunikowały się ze starszym standardem potrzebne są układy dopasowujące, które tu opiszę.

Czytaj dalej

TLC5940 czyli co najmniej 16 dodatkowych pinów PWM w Arduino

TLC5940 to układ scalony zawierający 16 wyjść PWM. Generator PWM układu ma rozdzielczość 12 bitów czyli 4096 stopni wypełnienia. Jedną z głównych zalet tego chipu jest możliwość podłączenia do jego wyjść bezpośrednio diod LED (bez rezystorów). Jego wyjścia mogą wytrzymać do 120 mA obciążenia.

Wyprowadzenia układu TLC5940

Czytaj dalej

Co to jest PWM?

Wstęp

Wielu użytkowników Arduino zapewne zauważyło, że wśród pinów z grupy DIGITAL jest kilka oznaczonych jako “PWM” lub “~”. W tym artykule postaram się wyjaśnić co to znaczy i jak dokładnie działa. Napiszę też jak można to praktycznie wykorzystać.

PWM w teorii

PWM to skrót od angielskich słów “Pulse Width Modulation”, co oznacza po polsku “Modulacja Szerokości Impulsu”.

W życiu codziennym posługujesz się przełącznikami. One powodują, że włączasz jakieś urządzenie lub wyłączasz. Włączenie oznacza dostarczenie do urządzenia 100% energii elektrycznej, a wyłączenie zmniejsza tą ilość do 0%.

Jeśli masz w domu jakieś urządzenie z silnikiem to możesz zauważyć, że włączając i wyłączając je wiele razy w ciągu sekundy silnik nie zdąży się rozpędzić do maksymalnych obrotów. Wynika to z tego, że wolno się rozpędza. Zatem jeśli odetniesz mu prąd zanim osiągnie maksymalne obroty to będzie kręcił się wolniej i zwalniał do czasu, aż znowu go włączysz. W ten sposób można regulować jego prędkość.

Działanie PWM polega właśnie na tym, że im dłużej silnik jest włączony w ciągu sekundy, tym szybciej się kręci. A jeśli dłużej trwa czas wyłączenia tym wolniej. Czas włączenia to właśnie ten “Impuls” (“Pulse”) w nazwie, którego “Szerokość” (“Width”) regulujesz.

Fizycznie rzecz ujmując działanie PWM polega na dostarczeniu mniejszej ilości energii elektrycznej do urządzenia w przeciągu jakiegoś czasu. Czego skutkiem ubocznym są takie właśnie miłe efekty jak regulacja szybkości lub jasności.

Czytaj dalej