Digitrode

Цена: $9.50 за 10 штук

Я уже делал немало обзоров посвященных дачной автоматике. Этот обзор из той же серии, зимой самое время вспомнить дачные доработки и реализовать задуманное. Микросхема из обзора позволяет получить 16 двунаправленных выводов с доступом по шине i2c. Причем полученные пины программно можно подтягивать, а значит не нужны внешние резисторы. Под катом кратко про микросхему и готовое устройство построенное с ее применением. Все кто любит мастерить огородные (и не только) штуки приглашаются. Колхозинг, пайка и программирование ожидают Вас. Перед тем как начать писать, вспомнил специфического местного автора и хотел написать: «ШОК!!! управление поливом по разным интерфейсам, в том числе с телефона… ». Я каждый раз пытался понять почему шок, да еще большими буквами и с восклицательными знаками, по моему, шок вызывают несколько иные вещи. Ну да ладно, начнем про наше устройство. 10 микросхем доехали довольно быстро, порядка 2-х недель. Упакованы были в жесткую тару для микросхем, поэтому повреждены не были.Сама микросхема: Содержит управляющие входы шины I2C: SDA и SCL. VDD — вход питания, VSS — вход земли. A0-A2 — позволяют задать адрес микросхемы на шине I2C (если у вас планируется использовать несколько таких микросхем, либо иных устройств с пересекающимися адресами). Собственно, вновь получаемые пины представлены двумя портами по 8-выводов: GPA0-7 и GPB0-7, каждый пин может быть самостоятельно настроен на чтение или запись. Микросхема способна генерировать прерывание при изменении сигнала на одном из выводов порта, выходы прерываний: INTA и INTB. Вывод RESET позволяет сбросить микросхему в исходное состояние подачей низкого уровня, поэтому нужно его подтянуть к питанию. Со стороны контроллера выводы SDA и SCL следует подтянуть к питанию резисторами 4.7 кОм один раз, не нужно подтяжек каждому устройству подключаемому к шине I2C. Типовой вариант подключения выглядит следующим образом: Подробная документация по микросхеме. Для тестов я сделал некую отладочную плату, которую можно использовать в реальных устройствах:

Собственно, плата содержит все выводы данной микросхемы. На каждый пин имеется два винтовых клеммника, собственно сам пин и второй, который можно подключить для каждого порта (А и В) либо к земле, либо к питанию перемычкой. Также, имеются адресные входы микросхемы, с помощью перемычек можно перебрать все возможные комбинации. На отдельных пинах выведены выходы прерываний (А и В). Имеется встроенный DC-DC преобразователь на 5 В. Несколько пинов питания и земли. Также индикация светодиодом подачи питания. Ну и, конечно, I2C шина для подключения к контроллеру. Герберы для заказа можно скачать тут. Платка для открытия в Sprint Layout тут. Выглядит в программе она так: Подключим Arduino Nano к тестовой плате: Вторые выводы шины В я подключил к земле, к выводу GPB1 подключил кнопку изготовленную в этом обзоре. Вторые выводы шины А я подключил к питанию, так как для тестов использовал 3-х цветный светодиод с общим анодом, анод светодиода подключил к питанию, красный к выводу GPA7, зеленый к GPA6, синий к GPA5. Выход прерывания шины В подключил ко входу 3 Arduino Nano. Питаться наша конструкция будет от платы Arduino. Для работы с микросхемой есть замечательная библиотека от Adafruit.Код для проверки работы светодиода вместе с кнопкой: Если кнопка замыкает вывод GPB1 на землю, то красный светодиод светит. Видео теста: Проведем немного более сложный тест для работы с прерываниями.Код При нажатии кнопки генерируется прерывание, в обработчике переключается переменная, после установки которой выполняется функция с миганием нашим тестовым светодиодом. Иллюстрация работы: В целом, микросхема сделана очень удачно и ее удобно использовать в своих проектах. В отличие от pcf8574 она дает полноценные выводы, с током до 20 мА. Следует сказать, что на одну шину I2C можно прицепить несколько таких микросхем, задавая каждой свой адрес, таким образом, получим просто огромное количество цифровых входов и выходов (конечно если устраивает не высокая скорость шины I2C). Применил я эту микросхему в своем новом устройстве дачного полива. Прошлое устройство описано здесь. Там я использовал сдвиговые регистры 74HC595. С данной микросхемой устройство реализовать будет проще. Кстати, следует заметить, что один из первых моих обзоров был про китайские управляемые шаровые краны, которые успешно поливают огород уже 3 сезона. На даче подобных кранов используется 11 штук, проблема этим летом была выявлена только с одним — внутрь попала вода, поэтому следует промазать шов стыка пластиковых крышек герметиком, что я и проделал. В этот раз плату я заказал в Китае, воспользовался акцией 2$ с бесплатной доставкой от jlcpcb.com за 3 недели платки доехали. В целом сервис меня устроил. Преимущества: цена, высокое качество. Недостатки: нельзя делать панелизацию (одну из моих плат с линиями разлома развернули (предложив доплатить 64$), невозможность выбора цвета, и средство автоматического определения размеров у них почему-то прибавляет относительно моих измерений и измерений других сервисов пару мм (а выход за пределы 10 на 10 см — влечет существенное увеличение цены). Вообще любое изменение параметров устремляет цену вверх, поэтому там стоит заказывать большие цельные платы, используя только стандартные настройки. Плата выглядит хорошо:

Шелкография, контактные площадки — все очень точно совпадает с макетом. Для сравнения плата изготовленная dirtypcbs.com:

Качество очень сильно отличается не в лучшую сторону, зато есть возможность выбора цвета и допускается панелизация. Начнем сборку, припаиваем контроллер ATmega1284P (можно использовать и ATmega 644 — по выводам они совпадают), я решил протестировать первое устройство, поэтому взял подходящий контроллер с максимальным функционалом. Также припаиваем смд детали и разъем для программирования (ICSP), получилась минимальная конструкция, пригодная для теста: Прошиваем простую программку, которая все выводы микросхемы MCP23017 сделает выходами и поочередно выставит на них единичный уровень: Припаиваем остальные детали. под микросхемы L293D я установил разъемы:

После смывки флюса, припаивания DC-DC преобразователя и вставки микросхем L293D:

Подключим питание и видим работу нашей прошлой прошивки: Тест остальных пинов (ввиду их большого количества) удобно проводить маленькой платкой со светодиодами и ограничительными резисторами: Тут на муське немало примеров своих аудио систем, наша плата полива сможет с некоторыми из них поконкурировать по качеству звука :), тест пищалки: Конечно, это была шутка про качество, но пищалка работает и сможет извещать о переключении режимов. Систематизируем наши пины управления двигателями.Код Тест: Проверим на шаровом кране, задав подходящее время таймаута и ограничив цикл только первым драйвером: Коммуникационные возможности нашей платы весьма высоки, из коробки поддерживаются следующие модули: 1 — Адаптер Ethernet na чипе enc28j60 2 — Адаптер Ethernet на чипе w5100 3 — Радиомодуль nrf24l01 (как с антенной на плате, таки с внешней) 4 — Радиомодули приемника и передатчика 433 MHz, обзор разных модулей со сравнением я делал здесь, любые из того обзора можно применить. 5 — GSM-модем на SIM800L Помимо этого, выведен UART Serial, который позволяет прицепить целый ряд устройств (esp8266, bluetooth, специализированные радиомодули и тп). Для использования любых возможностей коммуникаций, достаточно реализовать поддержку требуемых модулей в прошивке.Примеры подключения

Примеров кода по взаимодействию через все эти модули довольно много в сети, есть код и в моих прошлых обзорах, поэтому не буду повторять, но если хотите, покажу пример управления шаровым краном посредством любого из этих модулей. Для подключения внешних датчиков и иных устройств, также немало возможностей 11 пинов на штырьках, с возможностью подтяжки 5 из них к питанию резистором. Два вывода на клеммниках. Кроме этого, имеется вход подключенный через операционный усилитель lm358. Таким образом, легко подключить датчики: влажности почвы (хороший я описывал тут), дождя, освещенности, скорости ветра и тп. Платка позволит организовать контроль наличия воды и работы насоса. Для измерения температуры (воды, воздуха и тп) на синем тройном клеммнике предусмотрено подключение шины 1-wire с датчиками ds18b20. Спасибо тем кто дочитал до конца! Надеюсь, что обзор будет полезен, напомню основной целью было рассказать о микросхеме MCP23017, показать как ее подключать к Arduino и как писать код по управлению полученным множеством пинов, кроме того, я показал, что в реальных устройствах, она тоже прекрасно может работать. Всех поздравляю с Рождеством!Хищник после драки проходит реабилитацию, поэтому к устройству равнодушен

Как увеличить количество цифровых выводов Arduino с помощью расширителя портов

Автор: Mike(admin) от 9-11-2017, 20:35

Тринадцать цифровых линий и шесть аналоговых входов – это все, что может предложить Arduino в качестве средств ввода/вывода. Но в некоторых случаях (особенно в проектах с большим количеством периферийных устройств) такого набора линий портов недостаточно.

В связи с этим встает вопрос о целесообразности расширения количества линий ввода/вывода. В данном материале будет показан пример такого расширения с помощью микросхемы MCP23017.

Возможно, вы знаете, что 6 аналоговых контактов также могут использоваться как цифровые линии ввода/вывода таким образом:

Аналоговый вход 0 = линия 14Аналоговый вход 1 = линия 15Аналоговый вход 2 = линия 16Аналоговый вход 3 = линия 17Аналоговый вход 4 = линия 18Аналоговый вход 5 = линия 19

То есть на самом деле мы можем ссылаться на аналоговый вход 5 как на цифровую линию следующим образом: digitalWrite(19,HIGH). Такая команда запишет логическую единицу в порт 19, то есть аналоговую линию 5.

Технически мы можем использовать линии последовательного порта TX/RX. Но в некоторых случаях это сделать крайне затруднительно, особенно когда в коде используются функции типа Serial.begin(), нужные для работы последовательного порта. Таким образом, общее количество контактов, доступных для пользователя, все же будет 17. Но разве можно с семнадцатью выводами управлять большим количеством светодиодов или сервомоторов? В этом случае лучше воспользоваться специальными внешними микросхемами. Зачастую в этих целях используют сдвиговый регистр вроде 74HC595. Но он требует три дополнительных линии для управления и не позволяет одновременно «расширить» все линии. Дисплейные драйверы, такие как MAX7219 тоже фактически «расширяют» количество контактов. Но MAX7219 является дорогостоящей микросхемой. Поэтому дешевле и рациональнее взять микросхему расширителя портов MCP23017. Эта микросхема рассчитана на 16 линий, имеет широкий диапазон рабочего напряжения от 1.8 до 5.5 В и управляется по интерфейсу I2C.

MCP23017 будет использовать 2 контакта Arduino и даст 16 линий ввода/вывода. Так что технически вы можете использовать 8 штук MCP23017 для расширения одного 16-контактного Arduino до 16 x 8 = 128 контактов. Arduino имеет библиотеку для шины I2C под названием Wire.h, поэтому взаимодействие с MCP23017 будет очень простым. Ниже приведена схема подключения Arduino и MCP23017.

Что такое Ардуино? Это свобода для изобретателя

Далее приведен код (скетч) для расширения портов Arduino с помощью MCP23017.

  #include "Wire.h"     void setup()  {   Wire.begin(); // активируем шину I2C  // устанавливаем линии на выход   Wire.beginTransmission(0x20);   Wire.write(0x00); // регистр IODIRA   Wire.write(0x00); // устанавливаем все линии порта A на выход   Wire.endTransmission();  }     void loop()  {    Wire.beginTransmission(0x20);    Wire.write(0x12);      // адресный банк A    Wire.write((byte)0xAA);  // отправляемое значение - все линии в лог. 1    Wire.endTransmission();    delay(500);    Wire.beginTransmission(0x20);    Wire.write(0x12);      // адресный банк A    Wire.write((byte)0x55);  // отправляемое значение - все линии в лог. 1    Wire.endTransmission();    delay(500);  }

Версия для печати &nbsp&nbsp&nbspБлагодарим Вас за интерес к информационному проекту digitrode.ru. &nbsp&nbsp&nbspЕсли Вы хотите, чтобы интересные и полезные материалы выходили чаще, и было меньше рекламы, &nbsp&nbsp&nbspВы можее поддержать наш проект, пожертвовав любую сумму на его развитие. —> Вернуться11504—> В

Категория: Микроконтроллеры и микропроцессоры, Статьи

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.