Національний Технічний Університет України «Київський Політехнічний Інститут»
Фізико-Технічний Інститут
Фізико-Технічний Інститут
Р.В. Криворучко, 9 клас, Пирятинський ліцей, м.Пирятин, Полтавська обл.
Науковий керівник : С.В.Вольвач
Педагогічний керівник: С.В.Вольвач
Програмно-апаратний комплекс являє собою багаторівневий технічний конструктор загального призначення створений на базі мікроконтролера Atmega8. Основною метою його створення є бажання допомогти та сприяти залученню учнівської молоді до занять науково-технічною творчістю і має підвищити їхню технічну культуру та грамотність.
При проектуванні та розробці мікроконтролерного конструктора вибір зупинився на мікроконтролері ATmega8 компанії Atmel завдяки відносній простоті та перспективності його внутрішньої архітектури, достатньо великому об'єму флеш-пам'яті, малій енергоємності та досить високій швидкодії. Не останню роль в цьому питанні відіграє його невисока ціна (12-14 грн.) та досить великий об'єм вже напрацьованого та наявного матеріалу, що можна знайти в Інтернеті та технічній літературі. Це дозволяє використовувати існуючі схемотехнічні та програмні рішення з метою вдосконалення та розробки власних приладів та управляючих систем.
Пропонований конструктор на мікроконтролері ATmega8 багаторівневий.
Перший рівень дає можливість початківцям зрозуміти принципи програмного управління, засвоїти основні навички та набути вміння роботи з програматором WinAVR від компанії Atmel. Програмування в Сі на перших етапах дає можливість відчути суть програмування мовою високого рівня і дозволить написати самостійно нескладні програми управління роботою світлодіодів, колекторних електричних двигунів, крокових біполярних двигунів, електромагнітів на основі запропонованих прикладів і вже створених та налагоджених програм.
Конструктор виконано на механічних роз'ємах, що робить його складові частини універсальними і незалежними та не потребують додаткових суттєвих змін в своїй монтажній частині
Конструктор дозволяє в якості навантажень використовувати різноманітні пристрої : електричні колекторні реверсивні мікродвигуни, крокові електродвигуни, електромагніти, гучномовці, гірлянди електросвітлових пристроїв та інше. Для підключення різнотипного навантаження використовується модуль управління навантаженням.
В такому варіанті конструктора можливо управляти роботою колекторних електродвигунів, що приводять в рух рушії різноманітних електромеханічних пристроїв. Електромагніт дає можливість управляти роботою , скажімо, електромагнітного замка. Використання гучномовця дозволяє супроводжувати роботу різноманітних електромеханічних пристроїв звуковими ефектами. В якості навантаження можуть також використовуватися різноманітні гірлянди світлової ілюмінації.
Використання мостових підсилювачів в якості підсилювачів вихідних сигналів програмного модуля, дозволяє управляти реверсивними двигунами з можливістю управління швидкістю обертання валів з використанням методу широтно-імпульсної модуляції (ШІМ). Крім того, модуль мостових підсилювачів дозволяє управляти роботою крокового двигуна.
Другий рівень дозволяє створювати та будувати різнотипні вимірювальні прилади та їх системи – цифрові вимірювальні прилади та АЦП для спільного використання з ПК.
Третій рівень дозволяю створювати компоненти безпровідної сенсорної мережі (БСМ) та працювати з нею.
Четвертий рівень дозволяє створювати складні робото технічні системи.
Конструктор може бути корисним для роботи в гуртках технічної творчості при станціях юних техніків, при самостійному складанні різноманітних програмних систем, старшокласників та студентів молодших курсів при ознайомленні з роботою мікропроцесорних систем.
Живлення усіх модулів конструктора здійснюється від комбінованого блока живлення постійного струму, що має вихідні стабілізовані напруги величиною 5 в, 9 в та 12 в.
Список літератури та інформаційних джерел
В.Трамперт. Измерение, управление и регулирование с помощью AVR микроконтроллеров, – К:, ''МК-Пресс'', 2006, – 464 с., ил.
Программирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров. Сост. Ю.А.Шпак – К:, ''МК-Пресс'', 2006 – 400с., ил.
Симонов К.Л. Справочник по зарубежным и отечественным микроконтроллерам. М.: Наука, 2006.