Публикации сообщества

Максим Пхидо • 10 января 2021

Микроконтроллерное кунг-фу. Базовая защита входов. Часть 2

В этой статье хочу рассмотреть еще один полезный датчик, вырабатывающий разность потенциалов. Это датчик вибрации.

В Знатоке такой датчик можно легко собрать на основе 11 детали без каких либо переделок. Согласно любимому и активно пропагандируемому мной мартышечному стилю работы с конструктором, немедленно хватаю 11 элемент именуемый "пьезоизлучатель" и цепляю к нему светодиод.

 

датчик и диод

 

 

Стучу по нему обрезиненной рукояткой отвертки в надежде что светодиод отзовется на мои манипуляции вспышкой света. Увы, напрасно. Ничего не происходит. Может надо прикрепить к схеме кроме светодиода еще и диод?

 

и дидод

 

 

Снова простукиваю схему, и опять безрезультатно. Придется обратиться к помощи нашего ловца пиков из предыдущей статьи. Теперь к схеме уже подключен цифровой мультиметр.

 

ловец

 

Сначала удача вроде бы тоже не дает о себе знать. Но я экспериментирую с конденсаторами разной емкости входящими в набор конструктора, и в конце концов с пленочным неполярным конденсатором небольшой емкости все получилось. Постукиваниями мне удалось накачать эту емкость до пикового значения 2.4в. Видимо вырабатываемые пьезокристаллом токи так малы, что накачать ими большую емкость до заметного напряжения практически не представляется возможным.

Посмотрим, что же происходит с конденсатором в процессе заряда и разряда. Для начала собираю простую схему.

 

перекачка

 

 

Работает этот электронасос так.

 

 

 

Ну, все вроде понятно. Но как конкретно оно все там происходит? Добавляю в схему наш гальванометр с ограничительным резистором. И снова исследую работу схемы.

 

 

По поведению стрелки гальванометра видно, что практически мгновенный процесс подачи напряжения от батарейки через нажатую кнопку на цепь заряда конденсатора, оказывается в результате заметно растянутым во времени. Таким образом, что если подать на вход такой RC-цепи большой по напряжению, но короткий во времени выброс напряжения (иголку), то она размажется этой цепью в еле заметный холмик.

 

rc

 

 

Получается очень интересный прием защиты цепей от коротких пиковых выбросов напряжения.

Где используются такие датчики вибрации? Все из нас наверняка слышали, как надрываются ночью сирены сигнализаций автомобилей. Это потому, что в них установлены именно такие высокочувствительные датчики удара и вибрации на основе пьезокристаллов. Они, правда, немного отличаются по конструкции, но это не столь важно.

Пьезокристалл хоть и высокочувствительное, но не совсем безобидное устройство. Достаточно вспомнить их применение в пьезозажигалках. В этом механизме, взведенная нажатием пальца пружина ударяет молоточком по пьезокристаллу и в результате между электродами проскакивает искра. Напряжение пробоя между электродами достигает при этом нескольких киловольт. Что способно легко вывести из строя нежную электронную технику.

 

разряд

 

 

Поэтому для защиты входных цепей от коварных пьезокристаллов используют уже знакомый нам по предыдущей статье диодный фриттер.

 

фриттер

 

 

Подведу итог. По результату экспериментального исследования, изложенного в этих двух статьях выявлено четыре базовых приема защиты входов микроконтроллеров.

1. Деление повышенного напряжение входного сигнала резистивным делителем.

 

делитель

 

 

2. Ограничение амплитуд входного сигнала при помощи диодного фриттера.

 

фриттер

 

 

3. Размывание во времени при помощи RC-цепи пиковых выбросов входного сигнала.

 

цепь

 

 

 

4. Отвод "излишков" и замыкание обратного напряжения через источник питания.

 

отвод

 

 

Итак, чтобы жизнь после свадьбы у Знатока и Микро:бита была долгой и счастливой, нужно исполнить простой свадебный танец.

Шаг первый, проверяем, на что способен датчик, вырабатывающий напряжение.

Шаг второй - при необходимости вводим в схему одну или несколько защитных цепей.
Шаг третий - со спокойной душой продолжаем эксперименты)

Ведь продолжение как всегда следует)

До встречи на Новаторе!

©, 2021г.

________________________________________________________________________

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. 

34. Микро:бит Знатока не обидит. 

35. Русские счеты программиста. 

36. Чужая свадьба или подарок под Рождество. 

37. Микроконтроллерное кунг-фу. Базовая защита входов.