Ремонт информационного табло.

Информационные табло все чаще находят применение в различных отраслях. Одним из популярных направлений использования стали спортивные мероприятия. Одно из таких табло принесли на ремонт. Отказал дистанционный пульт работающий по радиоканалу. Причины не понятны, но ремонтировать надо. Попытка связаться с изготовителем - достаточно известной Московской фирмой, результатов не принесла. Поначалу они отвечали, потом перестали. То есть ни готовый пуль, ни информацию о его работе добыть не удалось. Проблема заключалась в неизвестном формате передачи. Месяц перебора вариантов кода также не привел к положительным результатам. Учитывая, что заказчик торопил, пришлось полностью менять "мозги" устройства. Но в начале о конструкции.

Само табло очень понравилось. Качественная сборка, алюминиевый профиль и многие другие решения оставили самое приятное впечатление. Непонятки вызвала схем индикации. 4 сегмента, индицирующие время, были зацеплены по схеме динамической индикации, а все остальные через схему на сдвиговых регистрах. Возможно, что основная плата предназначалась для использования и в других приложениях. Основу табло составлял микроконтроллер AT89C55. За часы отвечала микросхема DS1307. Все в общем-то стандартно.

Табло. Вид сзади.

Табло. Основная плата.

Табло. Платы сдвиговых регистров.

В отличие от табло, пульт разочаровал. выполнен он был на основе телевизионного ПДУ,  в котором вместо ИК-светодиода был установлен передатчик, управляемый процессором ATTiny12L. При этом ненужная часть схемы была просто затерта шкуркой. И этот пульт не работал.  Попытки оживить сам пульт и установленный процессор ни к чему не привели. Плюс жалобы заказчика на очень мелкие кнопки и неудобство эксплуатации, сподвигли к изготовлению абсолютно нового устройства.

Плата под датчик ускорения.

Получив образцы датчиков от Freescale, решил не откладывая в долгий ящик, опробовать датчик ускорения. Главную проблему создает миниатюрный корпус QFN-16. Размеры корпуса 3х3 мм, при этом выводы расположены на нижней части. Запаять такой корпус, не говоря уж об изготовлении печатной платы - проблема. Тем не менее поиск в сети дал ответ на главный вопрос о возможности ручной пайки без специального оборудования.

Схема включения MMA8452QT

Первым  опытным образцом стал датчик ускорения MMA8452QT. Датчик интересен сам по себе и кроме этого есть идеи его практического применения. Большой плюс - шина I2С, по которой производится обмен. Для пробы была изготовлена испытательная печатная плата, согласно схемы типового применения из даташита на датчик. Лазерно-утюжная технология справилась с задачей получения проводников нужного размера.

Плата. Вид со стороны деталей

Изготовленная плата подверглась лужению, после чего с помощью горячего воздуха припаян корпус. Данный процесс уже неоднократно описан, поэтому останавливаться на нем нет смысла. К сожалению, пока проверить качество пайки не получается, так как нет нужного носителя. Но на внешний вид все получилось достаточно неплохо.

Бесплатные образцы от Freescale.

Придя домой после работы, был приятно удивлен пришедшей посылкой. В ней находились бесплатные образцы датчиков от Freescale. Сам факт получения таких подарков уже не новость, но весьма порадовал срок. Между заказом и получением прошло около недели, и это учитывая что посылка шла аж из штата Техас в США. Конечно можно все это оправдать работой транспортной компании DHL, но обидно что наша почта доставляет посылки из Москвы до Урала за две недели.

Сам заказ образцов в Freescale имеет некоторые особенности. Так они просят деньги за упаковку и отправку, по 5 долларов за наименование. При этом возможен заказ 3 наименований по 5 штук каждого. Если по деньгам, то полученные микросхемы у нас стоят от 60 до 100 рублей, что полностью оправдывает затраты на доставку. Были заказаны датчики давления, ускорения и контроллеры сенсорной клавиатуры. Датчики давления пока не прислали, все остальное пришло.
Единственный минус у полученных микросхем - корпус TQFP. Сейчас необходимо набраться смелости и попробовать запаять подобное изделие.

Халява или маркетинговый ход?

На рынке отладочных средств для микроконтроллеров в последнее время все большую популярность приобретают миниатюрные платы, оснащенные отладчиком и минимумом периферийных устройств. Благодаря низкой стоимости, такие платы доступны самому широкому кругу профессионалов и любителей. Еще одним достоинством подобных устройств является отсутствие необходимости в дополнительных элементах, если только пользователь не захочет подключить к ним какие-либо свои периферийные устройства.

Некоторые производители пошли дальше, чем просто изготовление дешевых устройств. В последнее время прошло несколько акций, когда желающие могли получить бесплатно простейшие отладочные платы. Среди производителей отметились STMicroelectronics (Вернее ее представитель EVB), TI, Renessas, NXP. У каждого из них были разные условия, но как показало время, чем проще подход тем больше результат. Анализируя информацию на форумах в Интернете, можно констатировать, что STMicroelectronics существенно укрепила позиции на российском рынке.

При проведении акции STM предлагала свою плату STM32Discovery. При этом получить ее мог любой желающий, достаточно было заполнить анкету. Некоторые умудрялись получать по нескольку штук. На фоне такого подхода несколько бледно выглядели другие производители, ставившие дополнительные условия. Например, NXP требовала видеоролик с уничтожением 8-ми битного процессора. Хотя в дальнейшем и стала отсылать платы без него, видимо раздавая остатки запасов. Как итог, процент изучающих LPCXpresso гораздо ниже, чем STM32. Хотя возможно это связано с большей простотой процессора, ставящего меньше вопросов перед начинающими.

Успех STMicroelectronics задал новую планку производителям. Теперь недостаточно просто выпускать микросхемы и отладочные платы. Нужно предоставлять бесплатные устройства. Конечно не трудно заплатить 800-1000 рублей за плату, но сам факт внимания со стороны электронного гиганта стоит гораздо больше. Ну и само знакомство с новой техникой проходит гораздо проще без каких-либо финансовых затрат.

Так, только после получения первой бесплатной платы, у меня отпали сомнения в возможностях и ценности 32-разрядных систем. До этого долго не получалось решиться начать их изучать. Сдерживало отсутствие железа, программ и англоязычная документация. Зато после получения платы был снят главный барьер и дело пошло. Сейчас уже есть задумки на первый самостоятельный проект, для которого уже приобретены парочка микропроцессоров LPC1114.

ЖКИ дисплей и LPCXpresso.

Одним из недостатков многих отладочных плат является отсутствие средств индикации. С одной стороны это снижает стоимость и не привязывает разработчика к конкретным ножкам, но с другой усложняет освоение устройства, особенно если плата не планируется к использованию в качестве процессорной. Поэтому подключение дисплея - одна из первых задач, которую приходится решать разработчику.

В качестве ЖКИ индикатора подключаемого к LPCXpresso был выбран Винстаровский WH1602B. Если не считать что только он один и был в наличии, то у него можно найти множество достоинств. Главные из них:

• входа, работоспособные при напряжении 3.3 вольта
• встроенный преобразователь отрицательного напряжения для контрастности

Подключение произведено по 4-х проводной схеме, хотя большое количество выводов у расположенного на плате LPC1114, в практических конструкциях легко позволит работать по 8-ми проводной. При подключении выявились две проблемы - недостаточность напряжения для подсветки и проблема с кодированием. Первая - аппаратная и решению без дополнительных элементов не поддается. Вторая крылась в голове, которая три дня пыхтела, пытаясь придумать работающий код. В итоге ошибка нашлась в одной неправильной цифре команды инициализации и все заработало, что очень порадовало. Теперь дело за какой-нибудь практической конструкцией, благо идеи уже есть.

V850 против ARM

Получив набор V850 Starter Kit, потихоньку изучаю процессор. Информации не очень много, но в принципе достаточно. Появились первые выводы, особенно если сравнивать с архитектурой ARM.
1. Процессор V850 выполнен по Гарвардской RISC архитектуре. Это означает разделение памяти программ и данных, при сокращенном наборе команд. Теоретически, V850 должен работать быстрее, при этом его проще программировать.
2. Набор периферийных устройств у обеих архитектур примерно одинаков и не содержит больших особенностей. Это значит что можно решать одинаковые задачи.
3. Объем памяти программ в старших моделях V850 достигает 1Мб. Здесь преимущество на стороне V850, так как больший объем позволяет решать более сложные задачи.
4. V850 поддерживает 32 и 16 разрядные команды, тогда как ARM семейства Cortex работает только с 16-разрядными. Такой подход повышает производительность, хотя большой разницы для обычного пользователя нет, так как большую часть забот берет на себя компилятор.
5. V850 поддерживает битовые инструкции и аппаратное умножение 16-разрядных чисел. А вот здесь уже ARM сильно отстает, так как не содержит подобных команд.

В целом, для начинающих пользователей, обе архитектуры примерно одинаковы. Выбор определяется только доступностью и раскрученностью, хотя у меня есть большое желание отказаться от ARM в пользу V850.

Штыревой ARM.

ARM микроконтроллеры при всей их мощности, создают впечатление обилия недостатков. Здесь  можно отметить и отсутствие битовых операций и тяжелые среды разработки. Но пожалуй главным недостатком в радиолюбительской практике является отсутствие микросхем в корпусах штыревого монтажа. Во всяко случае нигде такие устройства не попадались, может быть их кто-то и производит. Конечно при некоторых навыках можно создать в домашних условиях плату и  в нее запаять корпус TQFP, но усилий такой вариант потребует много при высокой вероятности неудачи.
Подобная ситуация видимо стала понятна инженерам NXP, и они объявили о разработке ARM-микроконтроллера в корпусе DIL-28. В этом корпусе будет выпускаться один из вариантов LPC1114, устанавливаемый в платы LPCXpresso.
Пока о сроках выхода ничего не известно, но хочется надеяться что это произойдет достаточно быстро. Появление подобного варианта может существенно поднять популярность ARM и упростить разработку любительских устройств.