Święta IT, czyli choinka sterowana pecetem

Święta. Czas, kiedy "ubieramy" choinkę. Jak co roku powiesimy na niej śliczne ozdoby oraz lampki. Może w tym roku wprowadzimy coś nowego? A co powiesz na to, aby lampki na choince były sterowane z komputera PC i działały zgodnie z zadanym przez Ciebie programem? Dzisiaj zaprezentuję, jak wykonać samodzielnie sterownik lampek choinkowych oparty na mikrokontrolerze. Dla wielu z Was będzie to pewnie pierwszy kontakt z techniką mikroprocesorową. Spokojnie! To nic strasznego - wprowadzę Was we wspaniały świat elektroniki cyfrowej, przystępnej i osiągalnej dla każdego. Serdecznie zapraszam, ponieważ czeka tam na Was wiele ciekawych wrażeń.

Celem tego artykułu jest przedstawienie podstawowych zagadnień związanych z wykonywaniem urządzeń opartych na mikrokontrolerach. Rozkład "jazdy" na dzisiaj przedstawia się następująco:

1. Opis działania sterownika lampek.

2. Ogólna zasada działania mikrokontrolerów.

3. Budujemy pierwszy programator.

4. Wykonywanie amatorskich obwodów drukowanych.

5. Uruchomienie urządzenia i programowanie.

6. Program sterujący, firmware oraz opis protokołu.

W moim poprzednim artykule przedstawiłem sterownik obracanej w 360 stopniach kamerki internetowej. Był to projekt bardzo prosty, ale już wtedy aż się prosiło, aby użyć mikrokontrolera do sterowania silnikiem. Technika mikroprocesorowa, to ogromna dziedzina. Zrozumienie wszystkich jej zagadnień jest bardzo trudne i pracochłonne. Ale nie wszystko jednak będzie Wam potrzebne, dlatego wiedzę niezbędną do wykonania konkretnego urządzenia będę Wam dozował - w "przełykalnych" porcjach.

QUIZ

Może już czas odpocząć od komputera?

Za oknem pada śnieg, w wielu domach słychać kolędy a Ty wciąż siedzisz przed komputerem? Zamiast przygotowywać wigilijne potrawy "zaliczasz" kolejny Instance w World of Warcraft? W czasie, gdy Twoi znajomi pija szampana w noc sylwestrową, Ty wykonujesz kolejny superpilny projekt do pracy? Czy nie czas wyciszyć się i odpocząć trochę od wszechobecnych komputerów? Odpowiedz na kilka krótkich pytań i zobacz, czy nie powinieneś odstawić peceta na kilka dni.

Zapraszamy do zabawy!

Opis działania sterownika

Prezentowany dzisiaj sterownik lampek choinkowych jest urządzeniem elektronicznym, opartym na mikrokontrolerze rodziny AVR firmy Atmel. Czemu AVR? Wybór padł na tą rodzinę, ponieważ jest szczególnie łatwo dostępna w sklepach z podzespołami elektronicznymi, a same mikrokontrolery są proste do programowania i przy tym są w stosunkowo niskiej cenie. Wbrew pozorom opisywany dzisiaj sterownik ma wiele wspólnego z komputerami - do mikrokontrolera także piszę się program obsługi.

Elementem załączającym komplet lampek zasilanych napięciem 230V jest triak - ale o tym później. Sterownik dzieli się na dwie części: płytka sterownika oraz uniwersalny moduł wykonawczy. Modularna budowa urządzenia umożliwia elastyczność w dostosowaniu go do własnych potrzeb. Główna płytka kontrolera posiada cztery miejsca, w których można umieszczać uniwersalne moduły wykonawcze. Ich liczba została ograniczona do czterech. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby sterownik rozszerzyć o kolejne cztery kanały. Wiąże się to z przeprojektowaniem głównej płytki drukowanej oraz z dokonaniem zmian w programie obsługi mikrokontrolera oraz aplikacji PC - jest to zadanie "z gwiazdką" dla śmiałków i wybiega poza ramy niniejszego artykułu, dlatego nie omówimy tego.

Uniwersalny moduł wykonawczy

Istotnym elementem całego sterownika jest właśnie moduł wykonawczy. Składa się z:

- triaka BT138

- optotriaka MOC3041

- tranzystora BC547

- diody LED

- i kilku elementów biernych oraz złączy.