नॉनस्टैंडर्ड सर्किट्री: एट्टीनी 13 पर सात-खंड सूचक

हम सरल तरीकों की तलाश नहीं कर रहे हैं।

पहले, यह मेरा पहला प्रकाशन था जिसने हैबर के उपयोगकर्ताओं के बीच प्रतिध्वनित किया। रुकने का फैसला नहीं किया। हम ATtiny13 के बाहर असंभव को निचोड़ना जारी रखते हैं। मैं आपको तुरंत चेतावनी देता हूं, वर्णित समाधान फिर से गैर-मानक हैं, और कोई व्यक्ति आक्रोश और संज्ञानात्मक असंगति का कारण बन सकता है ("और फिर लेख का क्या मतलब है? दिखाएँ? क्या तत्व जुड़े हो सकते हैं?")। इसके अलावा, इस तरह का एक समाधान भी वास्तव में अव्यवहारिक है, जिसे मैं नीचे और अधिक विस्तार से लिखूंगा। लेकिन ऐसा हुआ कि मानक समाधान लंबे समय से ज्ञात हैं, और उनके बारे में पढ़ना हमेशा दिलचस्प नहीं है, लेकिन लेखन कृतघ्न है।

मैं वास्तव में इस बच्चे को पसंद करता हूं ATtiny13। उसके पास रोजमर्रा की कई समस्याओं को हल करने के लिए पर्याप्त दिमाग है (रोशनी, वेंटिलेशन चालू करें, बीयर के लिए स्टोर की ओर भाग जाएं )। और कीमत सिर्फ हास्यास्पद है। यहाँ सिर्फ कुछ पैर हैं, और कोई भी हैंडल नहीं है। इसलिए, आपको पैरों की कमी की समस्या को हल करने के लिए सभी प्रकार की चाल में जाना होगा।

माइक्रोकंट्रोलरों की प्रोग्रामिंग का अध्ययन करने की प्रक्रिया में (अरुडिनो वातावरण में, बस किसी को भी नहीं बताएं) मैं, जैसे कई, एक अल्ट्रासोनिक दूरी सेंसर को जोड़ने के कदम से गुजरे, कुछ इस तरह से:



चूंकि सेंसर से कंट्रोलर तक सूचना प्रसारित करने की विधि असहमति के लिए सरल है, इसलिए एटीटीन 13 आसानी से मुकाबला करता है। तब शिफ्ट रजिस्टर का उपयोग करके सात-खंड संकेतक पर जानकारी प्रदर्शित करना आवश्यक था। यानी डिस्प्ले पार्ट की स्कीम कंट्रोलर से कई गुना बड़ी थी। उस पल मैं चारों ओर खेला और आगे बढ़ गया।

हाल ही में, मैंने सोचा, टिंका को सौंपने के लिए और क्या काम होगा? क्या वह अभी भी वर्णित उदाहरणों में नहीं संभाल सकता है। सबसे पहले मुझे संकेत के बारे में याद आया। कुछ समय पहले मैं इसी तरह के विषय पर जानकारी की तलाश में था। तब मुझे ऐसा दिलचस्प विकल्प मिला ।


नियंत्रक के 5 फीट से 21 खंड। वाह! मुझे भी इतनी आवश्यकता नहीं है, दो संकेत पर्याप्त हैं, एक प्लस, कुल 15 खंड हैं। और अगर चार पैरों के साथ? फिर अधिकतम 13 सेगमेंट प्राप्त करें, पर्याप्त नहीं। सर्किट की नज़र में, एक इच्छा तुरंत इकट्ठा होने और कोशिश करने के लिए उठी, हालांकि ऑपरेशन एल्गोरिथ्म को खींचना आसान नहीं है। लेकिन करीब से देखने पर, आप समझते हैं कि यह इकट्ठा करने के लिए काम नहीं करेगा, ऐसे सात-खंड वाले जानवर प्रकृति में मौजूद नहीं हैं (सबसे अधिक संभावना है)। आप निश्चित रूप से बना सकते हैं, लेकिन यह एक अलग स्तर है। तब विचार को बेहतर समय तक स्थगित कर दिया गया था।

ऑफटॉपिक: एकीकृत तर्क के साथ सात-खंड संकेतक क्यों नहीं हैं? डेवलपर्स कहाँ देख रहे हैं? स्थापना और नियंत्रण कितना सुविधाजनक है - दो शक्ति पैर और 3 (1, 2) डेटा पैर। और आखिरकार, वे यूएसएसआर में भी थे: 490IP1, 490IP2। 2 ... 4 अंकों के लिए सबसे सामान्य संकेतक के अंदर चिप माइक्रोक्रेसीट रखने के लिए बहुत जगह है, और केस के साथ शिफ्ट रजिस्टर की कीमत 0.064 घन है। ओह ठीक है।

और इसलिए मैंने फिर से सोचा, सात-खंड संकेतक के साथ काम करने के लिए पैरों की संख्या को कैसे कम किया जाए? नियंत्रक आउटपुट तीन राज्य ले सकता है (वास्तव में 4, लेकिन अब यह महत्वपूर्ण नहीं है)। क्या इसका उपयोग करने का कोई तरीका है? यदि एलईडी के संबंध में दो राज्यों को केवल चमक के रूप में व्याख्या की जा सकती है, तो चमक के साथ नहीं, तो तीन के साथ यह थोड़ा अधिक दिलचस्प है। मुझे अभी तक यह पता नहीं चला है कि इसका उपयोग कैसे किया जाता है, लेकिन निम्नलिखित योजना मेरे दिमाग में आई:



यदि नियंत्रक आउटपुट शून्य स्थिति में है, तो एल ई डी प्रकाश नहीं करते हैं (जो स्पष्ट है)।

यदि आउटपुट यूनिट स्थिति में है, तो एल ई डी जलाए जाते हैं, जो समझ में भी आता है।

लेकिन अगर आउटपुट आउटपुट बिल्कुल भी नहीं है, लेकिन इनपुट पर स्विच किया गया है, तो दो प्रतिरोधों और एलईडी HL1 के सर्किट के माध्यम से एक धारा प्रवाहित होती है, जो लगभग (5-1.7) / (2.2 + 1.5) के प्रतिरोधों के कनेक्शन बिंदु पर एक वोल्टेज ड्रॉप बनाती है। * 1.5 + 1.7 = 3.0 V. यह VD1_R3_HL2 सर्किट (लगभग 3.4 V की आवश्यकता है) के माध्यम से प्रवाह के लिए पर्याप्त नहीं है। VD1 एक अतिरिक्त एलईडी है जो जेनर डायोड (स्टेबलाइजर अधिक सही है) के रूप में उपयोग किया जाता है, इसलिए हम इसे एलईडी नहीं मानेंगे, ताकि भ्रमित न हों। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि पुल-अप अवरोधक को माइक्रोकंट्रोलर के अंदर चालू किया गया है, इसका प्रतिरोध (20 kOhm) व्यावहारिक रूप से स्थिति को प्रभावित नहीं करता है। मैं अभी इस तरह की रेटिंग पर नहीं आया था, इससे पहले कि मैंने VD1 के रूप में एक नियमित डायोड के साथ कोशिश की, यह भी उसी प्रतिरोधक R1 और R2 के साथ बहुत अच्छा काम करता है। लेकिन यह बेहतर है कि आर 2 आर 1 से लगभग डेढ़ गुना बड़ा है। और मैं लगभग सबसे महत्वपूर्ण बात भूल गया: वर्णित सब कुछ केवल संकेतक और अतिरिक्त दोनों में लाल एल ई डी के उपयोग से संभव है। चरम मामलों में, संकेतक या अतिरिक्त एल ई डी को हरे रंग से लगाया जा सकता है। और 4.5 वी से 5 वी के आपूर्ति वोल्टेज के साथ।

आखिर में हमारे पास क्या है? तीन राज्य: कोई एलईडी (0) चमकता है, HL1 (1) चमकता है, या HL1 और HL2 (2) चमकता है। टेनरी प्रणाली के समान। लेकिन हम HL1 के बिना HL2 को प्रकाश में नहीं ला सकते, यह याद रखना चाहिए। लेकिन अब माइक्रोकंट्रोलर के चार पैरों की मदद से हम आठ एलईडी को नियंत्रित कर सकते हैं (मैं ऐसा सोचना चाहता था)।

फिर मैंने संकेतक खंडों को जोड़े में तोड़ने की कोशिश की (ठीक एक बालवाड़ी में: एक लड़का-लड़की की तरह)। मुख्य शर्त यह है कि प्रत्येक जोड़ी में से एक खंड अपने आप में चमक नहीं सकता, ऐसा भेदभाव। यहाँ मुझे क्या मिला है:



सेगमेंट के चार जोड़े, प्रत्येक कैपिटल लेटर में प्रमुख सेगमेंट को इंगित किया गया है, जो कि स्वयं काम कर सकता है, दूसरा केवल इसके साथ हो सकता है। आप उस खंड "एक" को एक साथ दो बार देख सकते हैं, और किसी को भी खराब बिंदु पर नहीं मिला। यह जीवन कैसा दिखता है!

लेकिन इन जोड़ियों के साथ आप (लगभग) सभी नंबरों को प्रदर्शित कर सकते हैं:


प्रत्येक जोड़ी अपने रंग में रंगी हुई है। एक चौकस दर्शक ने देखा कि ड्यूस के साथ कुछ गलत था। हम अभी इसके लिए ध्यान केंद्रित नहीं करेंगे। मैंने सेगमेंटिंग सेगमेंट के लिए कुछ और विकल्पों की कोशिश की, बेहतर नहीं है। शायद कोई सुझाव देगा। शायद तंत्रिका नेटवर्क इसे संभाल सकता है।

प्रयोगों के दूसरे चरण में, मुझे एक सामान्य एनोड के साथ एक संकेतक का उपयोग करना पड़ा। इसलिए, अंतिम योजना इस प्रकार है:


कोई यह पूछ सकता है: 100 ओम प्रतिरोधक कहां गए? यह लंबे समय से जाना जाता है (और सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है) कि सही ढंग से किए गए गतिशील संकेतों के साथ, वर्तमान-सीमित प्रतिरोधों के साथ तिरस्कृत किया जा सकता है। भले ही वोल्टेज लगातार नियंत्रक के आउटपुट से गलती से श्रृंखला में जुड़े दो एल ई डी के लिए लागू होता है, माइक्रोकंट्रोलर और एलईडी आमतौर पर इसका सामना करते हैं, वर्तमान एमसी के अंदर संक्रमण प्रतिरोध द्वारा सीमित है। और प्रतिरोधों के बारे में अधिक। पिछली योजना के अनुसार HL1 के माध्यम से अधिकतम करंट लगभग 2 mA है, और HL2 के माध्यम से यह 25 तक पहुँच जाता है ... 40 mA (संभवतः, बाद में मैं आपको बताऊंगा कि ये नंबर कहाँ से आए थे)। इसका मतलब है कि विभिन्न खंडों का प्रकाश उत्पादन अलग-अलग होगा। लेकिन चूंकि गतिशील संकेत का उपयोग किया जाएगा, इसलिए इसे सेगमेंट के अलग-अलग डिस्प्ले समय के कारण आसानी से हल किया जा सकता है।

सभी प्रयोग जो मैंने Arduino IDE में Arduino नैनो पर किए थे। एक उत्कृष्ट प्रोटोटाइप बोर्ड, यह ब्रेडबोर्ड में अच्छा हो जाता है, इसे यूएसबी के माध्यम से समस्याओं के बिना फ्लैश किया जाता है। कुछ फेल हुआ क्या? मैंने स्केच तय किया और एक मिनट में मैंने एक नया फर्मवेयर अपलोड किया। और जब आपने कोड को डिबग किया, तो आप एटीटिनी 13 में फर्मवेयर पर जा सकते हैं, यह अभी भी थोड़ा और इशारे करता है।

वैसे, मैं Arduino के वातावरण में Arduino का उपयोग करके भी चमक रहा हूं, यह व्यावहारिक रूप से गलत फ़्यूज़ के साथ MK को लॉक करने की संभावना को समाप्त करता है, और बहुत आसान है।

यहाँ कोड में संख्या 4 को प्रदर्शित करने का एक उदाहरण दिया गया है:

pinMode(f_a, INPUT); //    f_a   digitalWrite(f_a, 1); //   F pinMode(d_e, OUTPUT); //    d_e   digitalWrite(d_e, 1); //     1,     D  E pinMode(b_a, INPUT); //    b_a   digitalWrite(b_a, 1); //   B pinMode(c_g, OUTPUT); //    c_g   digitalWrite(c_g, 0); //     0,   C,  G delayMicroseconds (150); // F, B, C, G c  150  pinMode(c_g, INPUT); //    c_g   digitalWrite(c_g, 1); //   G ,     delay (time_2); // F, B, C c  2  

सिद्धांत रूप में, सब कुछ उन लोगों के लिए भी स्पष्ट होना चाहिए जो Arduino से परिचित नहीं हैं, लेकिन नियंत्रकों के बारे में थोड़ा समझते हैं। 150 माइक्रोसेकंड और 2 मिलीसेकंड के आंकड़े प्रयोगात्मक रूप से खंडों की चमक से चुने जाते हैं। अंतिम कोड में, आपको उन्हें अलग-अलग चरों में रखना होगा ताकि आप डिबगिंग के दौरान उन्हें बदल सकें। इन आंकड़ों से एक जोड़ी में दो खंडों में धाराओं के अंतर के क्रम को निर्धारित करना संभव है। चूंकि जी खंड दूसरों की तुलना में लगभग 13 गुना कम चमकता है और समान चमक प्रदान करता है, इसलिए यह माना जा सकता है कि इस खंड के माध्यम से वर्तमान दूसरों की तुलना में 13 गुना अधिक है। वास्तव में, करंट पर ब्राइटनेस की निर्भरता नॉनलाइन है, इसलिए करंट 25 गुना बड़ा हो सकता है, यानी 50 एएए। एमके के उत्पादन के लिए इस तरह के एक कर्तव्य चक्र काफी सुरक्षित है। वैसे, आकृति की समस्या को हल करते समय हाथों में खेली जाने वाली धाराओं में यह अंतर 2. जैसा कि मैंने ऊपर लिखा है, सेगमेंट जी को केवल सेगमेंट सी के साथ एक साथ रोशन किया जा सकता है। लेकिन अगर आप एमके लेग को 0 पास करते हैं, जो सी और जी के लिए जिम्मेदार है, 150 μs और उसके बाद 2 एमएस इस पर 1 रखने के लिए, फिर जी सेगमेंट पूरी चमक में "काम करेगा" और सी सेगमेंट में केवल 150 माइक्रोसेकंड के लिए प्रकाश करने के लिए थोड़ा समय होगा। हमें लगभग पूरा दो मिलता है। इस प्रकार, मैं उस नियम को तोड़ने में कामयाब रहा जिसे मैंने खुद स्थापित किया था। निराशा से क्या नहीं हो सकता।

तो, हमने एमके के चार पैरों के साथ आंकड़ा जलाया। वास्तव में, मैंने अपने लिए इस चरण को याद किया, तुरंत दो पात्रों को प्रदर्शित किया। ऐसा करने के लिए, पावर प्लस से संकेतक बिट्स में से एक के सामान्य एनोड के आउटपुट को डिस्कनेक्ट करें, और दूसरे एमके पिन से कनेक्ट करें, और दूसरे डिस्चार्ज के एनोड को अगले आउटपुट (6 पैर पहले से)। अब, बदले में, कम से कम महत्वपूर्ण अंक के एनोड पर 1 सेट करें, कम से कम महत्वपूर्ण अंक के अंक को प्रदर्शित करें, फिर कम से कम महत्वपूर्ण अंक के एनोड पर 1, और उच्चतम अंक के अंक को प्रदर्शित करें, और इसी तरह एक सर्कल में। मैंने यह प्रयोग Arduino Nano के साथ किया, उसके पास पर्याप्त पैर हैं। इस पर सभी कोड पहली बार नहीं, बल्कि डिबेट किए गए थे। और इसलिए यह काम किया, जैसा कि यह होना चाहिए।


चूंकि एनोड्स बारी-बारी से जुड़े होते हैं, एक साधारण शोधन की मदद से, एमके का एक और आउटपुट जारी किया जा सकता है। यहाँ सारांश आरेख है:


दो अंकों की संख्या प्रदर्शित करने के लिए कुल उपयोग 5 फीट एमके। इस स्तर पर, आप पहले से ही बच्चे के साथ प्रयास कर सकते हैं। जो मैंने किया। लेकिन अभी नहीं। ATtiny13 के लिए एक Arduino वातावरण में संकलित एक स्केच ने 1 kB उपलब्ध के साथ लगभग 1.7 kB मेमोरी ली। आकार को कम करने के लिए, मुझे सीधे बंदरगाहों की ओर मुड़ना पड़ा, जिसे मैं बाद में करने जा रहा था। वैसे, Arduino पर मैंने वही पोर्ट इस्तेमाल किए, जिनका उपयोग मैं ATtiny पर करने जा रहा था, यह बहुत सुविधाजनक है। उन्हें पहले से ही अंतिम आरेख में संकेत दिया गया है। प्रसंस्करण के बाद, कोड एक किलोबाइट खो गया।

यहाँ ATtiny13 के लिए परिणामी कोड है:


उपरोक्त कोड आपके ATtiny13 को 0 से 99 तक पढ़ने की अनुमति देगा। यह एमके पैरों को फिर से असाइन करने की संभावना के लिए प्रदान करने के लिए अधिक सही होगा। प्रोग्रामिंग गुरु कई बार कोड को कम कर सकते हैं ( AVR पर न्यूनतम हैलो वर्ल्ड की सीमा कहां है? )।

आप आवश्यक फ़ंक्शन को कोड में जोड़ सकते हैं ताकि एमके कुछ सचेत प्रदर्शित करे। सच है, टिंकी के पास पहले से ही उसके सभी पैर हैं। एक रीसेट पैर भी है जिसे इनपुट / आउटपुट पोर्ट के रूप में उपयोग किया जा सकता है। लेकिन इसका उपयोग करना मेरे विचार से कठिन था। इसलिए, अपने लिए मैं "बाद के लिए" छोड़ देता हूं। लेकिन एक दिलचस्प विशेषता है जिसके बारे में हर कोई नहीं जानता है। एनालॉग इनपुट ADC0 एक ही पैर में आउटपुट है, और यह काम करता है! सच है, जब उस पर वोल्टेज आपूर्ति वोल्टेज के 1/4 से कम है, तो एमके रीसेट मोड में चला जाता है। लेकिन 1/4 से आपूर्ति वोल्टेज तक, इनपुट वोल्टेज को मापना काफी संभव है। मैंने इसका फायदा उठाया:


अनुभव बताता है कि सूचक को 21 तक घटाया जा सकता है, तभी एमके रीसेट मोड में जाता है और लगभग 25 और ऊपर लौटने पर काम करना शुरू कर देता है। तो 25 से 99 वोल्ट के वोल्टेज को इंगित करने के लिए एक बहुत ही गलत "संकेतक" बनाना संभव है, निश्चित रूप से, मापने वाले इनपुट पर एक विभक्त के साथ।

अब व्यावहारिक अनुप्रयोग के बारे में। दूरस्थ सेंसर से डेटा प्रदर्शित करने का मूल विचार एक डिजिटल इनपुट की कमी के कारण बेहतर समय तक स्थगित कर दिया गया था। विचार आने तक आप योजना को क्यों लागू कर सकते हैं एक और चेतावनी: किसी भी लाभप्रदता का कोई सवाल नहीं हो सकता है। यहां तक ​​कि अगर आप सभी खंडों का भुगतान करते हैं, तो 2.5 mA का प्रवाह प्रतिरोधक R2 (पहली योजना के अनुसार) से होकर जाएगा, कुल 10 mA प्रति संकेतक में, साथ ही ट्रांजिस्टर का नियंत्रण लगभग 5 और जोड़ता है। मैंने उल्लेख नहीं किया, लगभग किसी भी pnp का ट्रांजिस्टर आधुनिक है।

शीघ्रता के बारे में। सात खंडों में आउटपुट का सबसे सस्ता विकल्प ATtiny13 plus 74HC595 है। दो एसएमडी मामलों में मुझे लगभग 0.50 घन खर्च होंगे सबसे सरल ATmega8 है (और यह है, कोई प्रतिरोध नहीं, अधिक कुछ नहीं), यह 0.68 घन है और ऊपर वर्णित विकल्प एटीटीनी, 9 प्रतिरोधों, 4 एल ई डी, एक ट्रांजिस्टर (सभी एसएमडी) की लागत है - यह लगभग 0.46 क्यू है, हालांकि यह टुकड़ा द्वारा टुकड़ा है सब कुछ समय पर अधिक महंगा है। इसके अलावा, सब कुछ एक साथ रखना पिछले संस्करणों की तुलना में अधिक जटिल है।

दरअसल, एकमात्र विकल्प जो मैं देख सकता हूं, यदि आपके पास पूर्ण एटीटाइनी 13 है, लेकिन आपको अभी भी एटीटीजीए के लिए स्टोर पर जाने की आवश्यकता है। खैर, अगर एक सात-खंड सूचक आपके डिवाइस का मुख्य सजावट है, तो मैं इस योजना की सिफारिश नहीं करूंगा, प्रदर्शन सही नहीं है, कुछ संयोजनों में अनावश्यक खंडों को थोड़ा हाइलाइट किया गया है। ऐसा होता है कि स्थापित करते समय संकेत कभी-कभी आवश्यक होते हैं, फिर खुद ही जगह।

सामान्य तौर पर, मैंने कुछ दिन व्यर्थ में बिताए।

आलोचना के अलावा, मैं कोड में सुधार और योजना को सरल बनाने के लिए सुझावों का इंतजार कर रहा हूं। या जटिलता के बिना कार्यक्षमता में सुधार। मुझे सबसे ज्यादा दिलचस्पी किस तरह है कि एक बिंदु को कैसे प्रकाश में लाया जाए, इससे दायरे का विस्तार होगा। लेकिन अगर हम इसमें शामिल 5 में से एक निष्कर्ष भी जारी कर सकते हैं, तो घूमना संभव होगा।

मुझे खुशी होगी अगर मेरे गैर-मानक समाधान से किसी को फायदा होगा, अब नहीं, किसी दिन।

UPD: मुझे चार्लीप्लेक्सिंग के बारे में पता है! तृतीय-पक्ष योजना जिसे मैंने इस लेख की शुरुआत में उद्धृत किया है, वह है चार्लीप्लेक्सिंग। और वहां मैंने लिखा कि चार्लिप्लेक्सिंग उपयुक्त क्यों नहीं है।
यदि आप लेख को तिरछे तरीके से पढ़ते हैं तो कृपया टिप्पणी न लिखें।