Публикации сообщества

Максим Пхидо • 4 января 2021

Микро:бит Знатока не обидит

Дело к свадьбе, подумал я, распаковывая очередной почтовый пакет из Китая.
Невеста в новом прикиде безусловно чертовски хороша.
 

невеста

 

Я же попал в эту историю в качестве свидетеля со стороны Знатока совершенно случайно. И теперь мне приходится усиленно морщить лоб вспоминая: что я знаю о микроконтроллерах?

Их ведь из Китая возят, не так ли?


Собственно помолвка Микро:бита и Знатока состоялась еще на свиданке в статье Михаила Семионенкова "Микро:бит в гостях у Знатока".


Родственники к сожалению не проявили должного интереса к этому событию. Поэтому все предсвадебные хлопоты ложатся на наши с Михаилом хрупкие плечи.

И все предыдущие мои статьи были лишь замаскированной артподготовкой к этому знаменательному событию:
1. Триггер Бонч-Бруевича.
2. Две приблуды для Знатока.
 

Итак, еще раз глядя на распакованную посылку, 

 

посылка

 

 

пытаюсь вспомнить: что я знаю о микроконтроллерах?

Из далеких студенческих времен в памяти моей застряла лишь одна фраза, способная погрузить в транс любого первокурсника.

Драйверы внутрисхемных эмуляторов переводят адресную шину процессора в высокоимпедансное состояние.

Высокоимпедансное состояние оказалось это не так страшно. Это означает, что вывод устройства (вход или выход не важно) никуда не подключен, а просто "висит в воздухе".

От этой печки и начнем наш свадебный танец.

 

ввыводы

 

К чему нам разливать тут воды?
У нас есть выходы,
У вас есть входы.

У каждого приличного электронного устройства для коммуницирования с другими электронными устройствами есть металлические выводы, которые могут являться как входами для различных электрических сигналов, так и выходами.

Прекрасно помню, какими изумленными глазами смотрела на меня одна мамаша, когда я рассказывал ее пятилетнему сыну про выводы радиоэлектронных компонентов)

- А вы уверены, что он вас понимает? - спросила она меня тогда.
- Безусловно!

А через день комнату для занятий заполнил детский щебет. Со всех сторон до уха доносилось про батарейные отсеки, провода, светоидиоты и выводы электромоторчика.

А то как же? Вначале было слово!

В качестве электрических сигналов у нас могут выступать только две вещи: электрический ток и разность потенциалов, вызывающая электрический ток.
И надо помнить, что разность потенциалов у каждого электрического устройства своя.
И чтобы электрические устройства смогли ею обмениваться должна появиться общая точка отсчета для их разностей потенциалов.

 

потенциал

 

 

А иначе дело даже может кончится бедой.

 

бокс

 

 

Чтобы этого не произошло электронные устройства имеют общий провод или общую шину, которую часто называют еще и "землей".

 

земля

 

 

И это совершенно верно, чтобы нормально коммуницировать надо крепко стоять на земле.
Поэтому первым делом, прежде, чем начать устанавливать связи между электронными устройствами между ними прокладывают и соединяют общий провод - GND.

Теперь, когда потенциалы устройства получили общую точку привязки, можно рассмотреть как работают входы.
У микроконтроллеров часто так бывает, что входы и выходы привязываются к одному и тому же выводу на корпусе, а их функция определяется программно. На входе устройства обычно стоит аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который преобразует входное напряжение в код. Нет напряжения - нет кода - нет сигнала.

Поэтому если мы просто подключим на вход кнопку, замыкающуюся на землю, то контроллер с ней работать нормально скорее всего не сможет.

 

кнопка

 

Ведь его входной АЦП заточен под то, чтобы видеть и оцифровывать входное напряжение.
Для того, чтобы контроллер увидел входное напряжение необходимо его подать через резистор подтяжки, подключенный к шине питания.

 

подтяжка

 

 

В этом случае вход контроллера будет спокойно различать два состояния: кнопка отпущена - на входе напряжение питания, кнопка нажата - на входе 0в относительно земли.

Мы, кстати, делали аналогичный опыт со Знатоком, когда собирали триггер Бонч-Бруевича.

 

триггер

 

триггер

 

Только там использовался вход-база транзистора. Так на входе микроконтроллера стоят почти такие же транзисторы, ну может только чуточку получше.

То же самое будет если ко входу контроллера подключить просто резистор.

 

резистор

 

 

Или даже какой-нибудь резистивный датчик, например фоторезистор.
Или другие.

 

резистор

 

 

Он не будет воспринят микроконтроллером, пока в схеме не появится резистор подтяжки.

 

резистор

 

 

А вот датчики, которые как батарейка способны генерировать собственную электродвижущую силу и вырабатывать напряжение, контроллер увидит на ура!

 

батарейки

 

 

В Знатоке таких датчиков довольно много.

 

датчики

 

 

Кроме того, в Знатоке есть датчики, которые для своей работы требуют отдельного питания, например, конденсаторный микрофон.

И что еще хочу сказать в заключении статьи.

Микро:бит ведь Знатока не обидит?

Чтобы их союз был долгим и счастливым необходимо следить, чтобы уровни питающих напряжений и потребляемых токов не выходили за допустимые пределы.

 

микробит

 

 

Для Микро:бита это :
- напряжение питания контроллера 3.3в (от 3в до 3.6в) по внешней шине питания. Ток при этом для внешних устройств может быть довольно большой.
- кроме того есть возможность питать Микро:бит 5в по шине USB от встроенного в чип M26M7V  (справа вверху) преобразователя при максимално допустимом токе до 120мА. Это следует учитывать при питании внешних устройств только через порт микро-USB.
- на входы Микро:бита можно подавать сигналы напряжением от 0 до 3.3в. Выход за эти пределы или смена полярности могут грозить неприятностями.

Ну, вроде все, что знал на сегодня о предстоящем событии рассказал. Теперь осталось напоследок похвастаться еще раз фотографией свадебного наряда.

 

наряд

 

 

И заняться последними приготовлениями.

Продолжение конечно же следует!

До встречи на Новаторе!)

________________________________________________________________________

Другие статьи автора:

1. В хоккей играют настоящие мужчины.

2. Ай  хэв э дрим.

3. Волшебная лампа мейкера Ала-Джина. 

4. Вау, шарик! Вау, цезарь!

5. Приходите тараканы, я вас чаем угощу.

6. Волноватор на Новаторе. 

7. Дао Робин Гуда. 

8. По следам одного школьного проекта.

9. Digital Society. Отчет.

10. Десакрализация гаджета или вскрытие покажет. 

11. Принтерино vs Ардуино. 

12. "Карантин-ТВ" за работой. 

13. Угольный микрофон или усилитель из резистора. 

14. Угольный микрофон для ленивых. Часть 2. 

15. Айда к нам!)

16. Курс в курсе. 

17. А что это вы тут делаете?

18. Отчет по курсу "Кухня непрофессионала". 

19. Создание мультов в Power Point. 

20. О бедном герконе замолвите слово.

21. Вечный тормоз.

22. Как мы учили собаку лаять. 

23. Знатокам о "Знатоке".

24. Клуб ЖелДорМод.

25. Правильная Таблица Умножения. 

26. Компьютер, который всегда с собой.

27. Время наводить мосты.

28. Мой номер телефона 32-8 легко запомнить. 

29. Домашнее компьютеростроение. 

30. По горячим абачьим следам. 

31. Мешок STEM-подарков.

32. Триггер Бонч-Бруевича. 

33. Две приблуды для Знатока. 

 

Кол-во комментариев: (6)

Максим Пхидо
Михаил, будут еще статьи по каждому датчику из Знатока. Но нужно некоторое время, потому что все конструкции приходится проверять ручками) Ну, и с микробитом надо сесть, наконец, и поиграться тоже)
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии
  • Михаил Семионенков
    Максим, "В Знатоке таких датчиков довольно много". Вопросов не меньше. На многих из них не указана полярность. Как быть? На моторчике + есть, но есть ли соглашение, куда вертеть ось? Или эксперимент? Как из них потенциал выжать? Динамик и пьезоизлучатель - подуть? Антенна? Конденсаторы?
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии
  • Максим Пхидо
    Михаил, я за детский подход - прежде всего эксперимент) Апатамушто нужно влезть в правильную шкуру) Но при этом очень не хотелось бы отправить к праотцам микроконтроллер. Поэтому первый шаг по ТБ питание схемы из Знатока, используемого с микробитом не должно превышать 3в. Второе, пьезодатчик и электромотор могут в детских руках выдать достаточно высокое напряжение и к тому же неправильной полярности и тем спалить входы контроллера. Тут тоже надо подумать о защите. А так да, даже в такой комбинации Знатока и микробита заключен очень большой потенциал. И кому как не такой замечательной команде его раскрыть?!)
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии
  • Ольга Тузова
    Максим Пхидо Максим, спасибо за статьи. Читаю с большим удовольствием. Текст нравится и по содержанию, и по форме :) Учусь у вас, как с детьми разговаривать. Вопрос к комментарию. Как "электромотор может в детских руках выдать достаточно высокое напряжение"? Здесь: https://kitronik.co.uk/blogs/resources/experiment-7-wind-power тоже говорится о возможных 8 v. Раскручивала ручным феном, моторчик гудел, вращаясь, но больше 1,2 на выходе намерить не удалось. И ещё вопрос к комментарию и той же ссылке. Какую роль здесь играет полярность? Что будет, если "-" моторчика соединить с землёй микро:бита, а "+" - с контактом? Спасибо
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии
  • Максим Пхидо
    Ольга, это спасибо прежде всего Михаилу, поскольку это он втянул меня в эту историю, а я и рад) Информация, которую я тут излагаю профессионалу может показаться банальной, но я понимаю, что навести порядок в голове, да еще так, чтобы это все потом еще и можно было передать даже пятилетнему ребенку - задача отдельная, важная и не совсем тривиальная. Что касается моторчика в детских руках. Собирали мы, как-то одну поделку и был у меня для нее электромоторчик переменного тока от микроволновки, который вращает внутри поддон с продуктами. И вот кручу-верчу я в руках этот электромоторчик, а мальчик по прозвищу Ураган подходит ко мне со словами: - Ой, что это у вас тут такое интересное, Максим Михайлович? - и круть со всей дури за маховик. В результате я полетел в один угол комнаты, а моторчик в другой. Мы потом напряжение померяли - чуть-чуть до 300в не дотянули)) В счетчике Гейгера с ручным подзарядом его потом использовали. Ольга, вопрос ваш очень интересный, поэтому давайте я его в виде отдельной статьи подробно и неспешно в ближайшее время разберу. И про полярность тоже. Это как в акробатике: не важно стоим мы на мате или висим на перекладине, важно только что мы к чему-то конкретному привязаны. Но точка отсчета, конечно разная, это приходится учитывать.
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии