Первый униполярный двигатель был продемонстрирован Майклом Фарадеем в 1821 году. Он экспериментировал с магнетизмом и электричеством и открыл первую известную в природе круговую силу.
На основе этой силы и работает униполярный мотор, изготовление которого может стать для новичка в электротехнике очень увлекательным и познавательным занятием. В этом материале будет показано, как сделать самостоятельно такой униполярный двигатель своими руками на основе обычной батарейки AA.
Архитектура ARM и средства разработки
Все большее число производителей предлагают 32-разрядные микроконтроллеры на основе ядра ARM Cortex-M, и в то же время, имеются и новые среды разработки, предназначенные для таких микроконтроллеров. Некоторые языки программирования и инструменты, ранее доступные только для настольных компьютеров, в настоящее время портируются на ARM-микроконтроллеры.
Технические преимущества архитектуры ARM Cortex-M, такие как высокая производительность, высокая плотность кода, поддержка ОС и гибкость системы памяти, также позволяют использовать новые методы разработки программного обеспечения на ARM-устройствах. Использование этих методов с 16- или 8-разрядными микроконтроллерами может быть неэффективным или даже невозможным.
Открытость архитектуры ARM позволяет поставщикам программных сред разработки создавать среды для множества микроконтроллеров различных производителей, в то время как инструменты, разработанные для 8- и 16-разрядных устройств имеют ограниченный охват рынка.
Более широкая область внедрения также позволяет поставщикам программных инструментов создавать среды разработки приложений для определенных сегментов рынка встраиваемых решений, вроде M2M (межмашинное взаимодействие) и IoT (Интернет вещей), а также внедрять альтернативные языки программирования.
Ответ — для приложений с повышенной функциональной безопасностью. По крайней мере ядра ARM Cortex-R в высокопроизводительных «реальновременных» микроконтроллерах компании Texas Instruments для этого и применяются.
Хотя процессоры Cortex-R практически полностью совместимы с процессорами Cortex-A и Cortex-M в плане набора инструкций, все-таки между ними есть существенные различия. В частности, ядро Cortex-R характеризуется более высокой производительностью по сравнению с Cortex-M, и в то же время оно может выполнять детерминированные операции, чего сложно добиться на процессорах приложений Cortex-A. Так что с точки зрения производительности Cortex-R располагается между Cortex-M и Cortex-A, но в то же время может применяться как в микроконтроллерах, так и в процессорах.
Чтобы без особых проблем разрабатывать и поддерживать проекты, их нужно структурировать. В своих проектах люди используют абстракцию вне зависимости от характера разработки — будь-то электронное устройство, программа или механическая деталь. В этой статье пойдет речь о том, как использовать иерархию в VHDL-коде.
Зачастую весь VHDL-код умещают в одном файле на одном уровне. Если бы мы, к примеру, разрабатывали печатную плату, то не стали бы размещать на ней кучу дискретных компонентов. Вместо этого мы бы взяли микроконтроллеры, микросхемы памяти и другие устройства и классифицировали бы их как «компоненты», которые должны выполнять определенные функции. В некоторых случаях мы бы использовали на плате отдельные компоненты несколько раз. Это бы существенно упростило нашу работу.
Если мы сравним разработку VHDL-кода с созданием печатной платы, то мы можем думать о нем, как об одноуровневой плате с большим количеством устройств и компонентов на ней. Плата не выполняет никаких других функций, кроме соединения определенным образом всех проводов. Этот же подход можно применить к VHDL, как показано на примере ниже.
При необходимости разработки простого бод-генератора можно воспользоваться RC-осциллятором. Если вы можете откалибровать частоту такой цепи достаточно точно (в пределах нескольких процентов), используя измеритель частоты, то она будет работать достаточно хорошо. Тем не менее, через какое-то время ее частота будет смещаться. Поэтому в данном случае лучше использовать еще и бинарный счетчик пульсации с генератором вроде 74HC4060, как показано на рисунке.
Если вы зададите частоту 2.45765 МГц и поделите ее на число кратное 2, то получите хорошо известные скорости передачи 9600, 4800, 2400, 600, 300, 150 и 75 бод. Но если вы внимательно посмотрите на этот ряд, то увидите, что отсутствует значение 1200 бод, поскольку для делителя на 2048 выход Q10 не предусмотрен. Но это решаемо...
Систему дверной сигнализации можно создать на базе компактного микроконтроллера PIC12F635. Схема представляет собой устройство звукового оповещения, которое выдает сигнал предупреждения, когда кто-то открывает дверь. Можно установить это устройство в парадной двери или в двери черного хода в качестве охранной сигнализации, чтобы отпугнуть воров и злоумышленников. Данный модуль питается от четырех батареек типа AA/AAA напряжением 1.5 В, что в итоге дает 6 В.
Во многих конструкциях на основе микроконтроллеров применяются различные методы взаимодействия частей этой конструкции между собой и с внешним миром. Сам микроконтроллер может быть представлен как система, которая принимает входные сигналы, обрабатывает их и выводит обработанные данные. Микроконтроллеры чрезвычайно полезны при взаимодействии с другими устройствами вроде датчиков, двигателей, коммутаторов, дисплеев и других приборов. Зачастую возникнет необходимость организовать с помощью микроконтроллера управление электромагнитным реле.
Одно из непреложных правил грамотной инженерии — не изобретать велосипед заново. По веским причинам, таким как снижение затрат, сжатые сроки и надежность, повторное использование программного обеспечения давно считается проверенной практикой разработки. В проектировании встраиваемых систем middleware (промежуточное программное обеспечение) — это слой ПО между аппаратным обеспечением и кодом, создающим прикладную логику и пользовательскую функциональность. Можно представить его как столярные шаблоны и приспособления. Middleware — это не сырье (аппаратная платформа или операционная система реального времени, RTOS) и не готовое изделие (приложение), а инструменты, делающие возможной повторяемую и надежную работу.
Если вы используете Linux и любите разрабатывать проекты с использованием Arduino, то вам, возможно будет интересно как в Linux с помощью интерфейса командной строки (CLI) можно компилировать написанные на C или C++ программы для Arduino и загружать их в микроконтроллер. И в данном материале мы рассмотрим такую возможность.
Arduino представляет собой довольно универсальную микроконтроллерную платформу, которая позволяет реализовывать различные полезные вещи. И сегодня мы сделаем что-то наподобие пейджера, который будет принимать сообщения по Bluetooth (например, с телефона) и выводить их на сегментный ЖК-дисплей.
