{"id":154,"date":"2012-12-10T20:41:17","date_gmt":"2012-12-10T18:41:17","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ljudmila.org\/~savskib\/?p=154"},"modified":"2019-05-11T07:10:06","modified_gmt":"2019-05-11T05:10:06","slug":"cirkulino","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.turborebop.net\/?p=154","title":{"rendered":"Cirkulino"},"content":{"rendered":"
\n
\n
\n

Cirkulino je koncept, ki se je o\u010ditno izpostavil sam:<\/p>\n

– je sekvencer \u2013 kot eden od najbolj ra\u0161irjenih na\u010dinov uporab arduina
\n– ima dolo\u010dene posebnosti \u2013 na vizualno-uporabni\u0161ki strani je uporabljen rotirajo\u010di princip \u2013 cirkuliranje (kot priti\u010de povezavi z delavni\u0161kimi dejavnostmi\u00a0 Cirkulacije 2)
\n– kot naslednja stopnja od prototipa je in\u017eenirsko bolj dodelan in \u017ee \u017eeli s\u010dasoma postati izdelek
\n– to pomeni, da vsi pristopi potekajo v smeri maksimalne poenostavitve in ponovljivosti
\n– Cirkulino je osnovna u\u010dna struktura, ki bazi\u010dno definira vsa polja in razpre prostor dejavnosti h katerim se bomo vedno bolj podrobno vra\u010dali \u2013 ter po\u010dasi \u201cpolnili\u201d luknje.<\/p>\n

Cirkulino je izdelek \u2013 zato ga je treba izdelati!<\/p>\n

Prvi primerki \u2013 prototipi\u2026 alfa, beta, gama, \u2026
\n<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>\"\"<\/a>\"\"<\/a><\/p>\n

Prvi primerki, prototipi so preizkusni primerki \u2013 predvsem glede optimalne razporeditve elementov \u2013 geometrije in \u0161e posebej mo\u017enosti za fukcionalne dodatke (harverske in softverske).<\/p>\n

 <\/p>\n

Cirk<\/strong>ulino: druga serija, november-december 2012\u2026
\n<\/strong>
\nTi primerki \u017ee vsebujejo vzporedno odkrivanje razli\u010dnih polj \u2013 na sliki je toplotno preoblikovana (thermoform) plasti\u010dna plo\u0161\u010da. V na\u0161em primeru je to dokaj krhki prozorni polistorol (polistiren) debeline 2 mm. Opis tega postopka bo na voljo na strani obdelave materialov.<\/p>\n

Na slikah je rezultat drugega poskusa in vezje Cirkulino iz prve serije.<\/p>\n

\"\"<\/a>\"\"<\/a>\"\"<\/a><\/p>\n

 <\/p>\n

Druga serija je namenjena kot sugestija za delavnice arduino v RogLabu in drugje.<\/p>\n

– tiskana vezja smo izdelali sami, pri tem smo uporabili fotosenzitivne plo\u0161\u010de euro dimenzij (160 x 100 mm)
\n– film je pripravljen z ra\u010dunalnikom \u2013 natisnjen na folijo z laserskim printerjem
\n– UV osvetljevalnik je prirejeni trdilec laka za nohte \u2013 folija je polo\u017eena na fotosenzitivno plo\u0161\u010do, pritisnjena z akrilnim steklom debeline 5 mm \u2013 osvetlitev traja 3 minute (pri 3mm akrilnem steklu pa 2 minuti)
\n– fotosenzitivni premaz na osvetljenih (prozornih) mestih spremeni lastnosti in ga lahko \u201crazvijemo\u201d \u2013 potopimo v raztopino NaOH (ali komercialni razvijalec, ki vsebuje inhibitor, zato je bolj prakti\u010den) \u2013 nato operemo pod teko\u010do vodo \u2013 sedaj je vezje \u017ee vidno
\n– plo\u0161\u010do nato jedkamo (HCl \u2013 solna kislina in H2O2 \u2013 vodikov peroksid \u2013 okoli 30% raztopina obeh je dovolj \u2013 podrobnosti tega postopka \u0161e sledijo)
\n– po jedkanju imamo tiskana vezja \u2013 z bencinom ali acetonom jih o\u010distimo na obeh straneh in za\u0161\u010ditimo baker pred oksidacijo z alkoholno raztopino kolofonije, ali s sprejem\u00a0 SK10 flux, ali pa uporabimo vodno raztopino s SENO\u00a0 glanzzinn, ki prekrije baker s kositrom<\/p>\n

There is a great page with instructions here http:\/\/www.electricstuff.co.uk\/pcbs.html<\/a><\/p>\n

\"\"<\/a>\"\"<\/a>\"\"<\/a><\/p>\n

 <\/p>\n

V nadaljevanju se bomo bolj posvetili samemu vezju\/ sistemu<\/strong><\/p>\n


\n\u201cStacking\u201d logika<\/strong><\/p>\n

\u201cStacking\u201d pomeni nalaganje eno na drugo \u2013 kar je sledenje osnovni obliki uporabe razvojnega vezja arduino \u2013 to je princip \u201cshielda\u201d \u2013 \u0161\u010ditkov. Pogosto raje govorimo o \u201cmotherboardu\u201d (mati\u010dni plo\u0161\u010di), \u201cboardu\u201d in \u201cdaughterboardu\u201d. V na\u0161em primeru bi bil arduino mati\u010dna plo\u0161\u010da,\u00a0 \u201cshield\u201d pa board ali daughterboard.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Na vsak na\u010din je dolo\u010deno, da je najni\u017eja plo\u0161\u010da vedno arduino, najvi\u0161ja pa cirkulino \u2013 vmes pa bomo lahko dodali \u0161e kak\u0161no vezje. Sendvi\u010d in salama\u2026 = hamburger & cocacola<\/p>\n

\"\"<\/a>\"\"<\/a>\"\"<\/a><\/p>\n

 <\/p>\n

Tiskano vezje in razporeditev elementov:<\/strong><\/p>\n

Najve\u010dji problem je predvideti vse mo\u017enosti, ki bi se utegnile pojaviti \u2013 tako glede bodo\u010dih raz\u0161iritev (npr. LCD display, XYZ akcelerometer; vmesna sendvi\u010d plo\u0161\u010dica\u2026), kot tudi glede razli\u010dnih elementov, ki bi utegnili biti na voljo namesto predvidenih. Zato sta spodaj prikazani dve varianti razporeditve elementov na tiskanem vezju \u2013 \u0161iroka in ozka.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/a>\"\"<\/a><\/p>\n

 <\/p>\n

Pri ozki varianti uporabimo malo ve\u010dje trimerje, ki imajo standardne 6 mm osi. Vsi potenciometri imajo vrednost okoli 100Kohmov \u2013 pa tja do 2,2 Mohma \u2013 linearni. Najni\u017eje vrednosti potenciometrov naj bi bile 10 Kohmov, saj sicer preve\u010d obremenjujemo napajalno napetost 5V. Tiskano vezje je enostransko, zaradi razpeljave potenciometrov ob obod plo\u0161\u010dice pa nismo pa se mogli izogniti nekaterim lete\u010dim \u017eicam.<\/p>\n


\nShema osnovnega vezja Cirkulino<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Opis vezja:<\/strong><\/p>\n

Osnovno vodilo je bilo \u2013 \u010dim manj\u0161e \u0161tevilo elementov\u2026<\/p>\n

– pet potenciometrov je namenjenih manipulaciji midi podatkov (velocity, sustain, pitch,\u2026), ritmov s prednastavitvami in razli\u010dnim naklju\u010dnim (random) opcijami, ki se ka\u017eejo zanimive \u2013 pri vseh spremenljivih parametrih. Uporabimo jih kot spodnji del napetostnega delilnika \u2013 pri tem je zgornji del delilnika pullup upor v samem atmel mikrokontrolerju. V zadnjih verzijah vezja smo se raje odlo\u010dili za klasi\u010dno vezavo krajev potenciometra med 5V in 0V, ker se znebimo nepredvidljivih nelinearnosti pri razli\u010dnih vrednostih potenciometrov.<\/p>\n

– osem stikal, osem LED in izbirno CMOS integrirano vezje 4051 (74HCF4051, CD4051 \u2013 analogni osem-kanalni multiplekser\/demultiplekser)\u00a0 slu\u017ei za aktivacijo\/ deaktivacijo posameznih osmih korakov sekvenc (za \u201cbranje\u201d) in za vizualizacijo aktivnih korakov (za \u201cpisanje\u201d). Ker ima aktivirani analogni kanal multiplekserja upornost okoli 100 do 150 Ohmov, smo se odlo\u010dili da ne potrebujemo upora za limitiranje toka skozi LED. Za zaznavanje pozicije stikala pa potrebujemo upor 22 Kohmov, ki pri branju predstavlja spodnji del napetostnega delilnika \u2013 zgornji del delilnika je ponovno pullup upor v samem atmel mikrokontrolerju. Opis vezja 4051 \u2013 HCF4051<\/a><\/p>\n

– dva dodatna stikala slu\u017eita za lo\u010deno programiranje sekvenc za tri midi kanale (nobeno stikalo pritisnjeno: kanal 1, prvo stikalo: kanal 2, drugo stikalo: kanal 3; obe stikali pritisnjeni: preklop iz sekvencerja na na\u010din kontrolerja). Tudi tu uporabimo pullup upore v samem atmel mikrokontrolerju, tako da je izhodi\u0161\u010dno stanje logi\u010dna ena.<\/p>\n

– tri LED in pripadajo\u010di omejitveni upori 100 do 220 ohmov za vizualizacijo midi aktivnosti po kanalih<\/p>\n

Ostali dodatki na tiskanem vezju niso potrebni. Razen nekaj (preve\u010d\u2026) dodatnih \u017eic, ker imamo pa\u010d enostransko vezje.<\/p>\n


\nBranje in pisanje:<\/strong><\/p>\n

Branje pozicije stikal in pri\u017eiganje LED poteka ob intervalnih \u010dasovnih prekinitvah programa (\u201cinterrupt\u201d) v naslednjem zaporedju:<\/p>\n

– vsakih 6000 mikrosekund (6 milisekund) se spro\u017ei prekinitev programa in izbere trenutni zaporedni kanal multiplekserja \u2013 arduino definira stanja na A, B, C vhodih multiplekserja
\n– najprej dolo\u010dimo da LED ne gori (to je potrebno, ker branje traja nekaj \u010dasa in \u017eelimo, da je ugasnjena LED\u00a0 tudi v resnici ugasnjena) \u2013 arduino pin 5 naj ima najni\u017ejo vrednost (lahko analogWrite s PWM ali kar digitalWrite)
\nanalogWrite(5, 0); \/\/ ugasnjena LED s PWM ukazom
\ndigitalWrite(5, LOW); \/\/ ugasnjena LED s hitrej\u0161im digitalnim ukazom<\/p>\n

Branje poteka v naslednjih korakih:<\/strong>
\n– redefiniramo arduino pin 5 kot vhod, aktiviramo pull-up upor 20 Kohmov
\npinMode(5, INPUT);
\ndigitalWrite(5, HIGH); \/\/ pull up activated
\n– branje poteka na istem pinu 5
\ndigitalRead(5);
\n– pri branju predstavlja pullup upor 20 Kohmov zgornji del napetostnega delilnika, kadar je stikalo pritisnjeno
\n– vsa stikala so vezana na maso (najni\u017eji, referen\u010dni potencial) preko upora 22 Kohmov \u2013 to je spodnji del napetostnega delilnika (vrednost tega upora o\u010ditno ni problemati\u010dna \u2013 zato uporabimo vrednost 10K)
\n– pri nepritisnjenem stikalu je izhodna napetost delilnika\u00a0 nad polovico napajalne napetosti (oziroma nad 0.6 * Vcc) \u2013 torej je vrednost logi\u010dna ena (1, HIGH), pri pritisnjenem stikalu pa je ni\u017eja od polovice napajalne napetosti \u2013 prebrana vrednost je logi\u010dna ni\u010dla (0, LOW).
\n– nato deaktiviramo pull-up upor 20 Kohmov na arduino pinu 5
\ndigitalWrite(5, LOW);
\n– redefiniramo arduino pin 5 kot izhod in s tem pripravimo vse potrebno za pisanje (pri\u017eiganje LED)
\npinMode(5, OUTPUT);<\/p>\n

S pomo\u010djo arduino funkcije digitalRead() lahko dovolj hitro preberemo stanje stikala, da ni nobenega ustavljanja. V prvi verziji vezja smo to po\u010deli na analognem vhodu arduina s funkcijo analogRead(), ki pa se je izkazala za preve\u010d po\u010dasno \u2013 ker branje v\u010dasih ni bilo dovolj hitro, se je kro\u017eenje ob\u010dasno \u201czataknilo\u201d.<\/p>\n

Pisanje po korakih:<\/strong>
\n– preverimo kak\u0161no je stanje spremenljivke za trenutni korak (ta ustreza definiciji kanala s kombinacijo A,B,C)
\n– z arduino ukazom analogWrite() na pinu 5 dolo\u010dimo ali LED ne gori, delno gori ali polno gori. Pri tej fukciji gre za PWM \u2013 \u201cpulse width modulation\u201d princip kratkih ali dalj\u0161ih elektri\u010dnih impulsov)
\nanalogWrite(5, 30); \/\/ srednje gori
\nanalogWrite(5, 255); \/\/ polno gori<\/p>\n


\n<\/strong>\"\"<\/a>Problemi:<\/strong><\/p>\n

Glavni problem, ki se je pokazal pri uporabi funkcije digitalRead() namesto analogRead() za branje stanj stikal, so razli\u010dne napetosti praga pri razli\u010dnih barvah LED (ki izhajajo iz razlik med uporabljenimi materiali, ki so potrebni za doseganje razli\u010dnih valovnih dol\u017ein oddane svetlobe). Pri analogRead() ni problemov, saj razli\u010dne napetostne pragove re\u0161imo v nastavitvah programa, pri uporabi digitalRead() funkcije pa normalno delujejo le LED z napetostnimi pragovi nad 3 V (kar je logi\u010dna enica \u2013 HIGH) . To so beli in modri odtenki (preko 3,5V pragovne napetosti).<\/p>\n

Vse ostale barve imajo napetostne pragove pod 2,5V, kar lahko popravimo z dodajanjem ustrezne zener ali serijsko vezanih\u00a0 silicijevih diod v seriji z LED (ena dioda za vse LED \u2013 med skupaj povezanimi katodami LED in maso). To na svetilnost ne vpliva bistveno, pove\u010da pa napetostni prag na 3,2V. V\u010dasih potrebujemo v seriji dve diodi (recimo pri oran\u017eni barvi).<\/p>\n

Sprememba je tako dose\u017eena tudi za funkcijo digitalRead().<\/p>\n

Kljub temu svetujemo za cirkulinov display uporabo belih ali modrih LED, ki pa v praksi vseeno potrebujejo eno Si diodo.<\/p>\n

Na desni je tabela barv, pragovnih napetosti in materialov.<\/p>\n

The codeand all else is available at\u00a0 http:\/\/www.3via.org\/records\/index.php?opt=item&id=69<\/a><\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Cirkulino is a midi sequencer made as a shield for arduino UNO board.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":604,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[39,1,5,3],"tags":[16],"class_list":["post-154","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-devices","category-archive","category-sound","category-tech","tag-arduino"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.turborebop.net\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/154","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.turborebop.net\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.turborebop.net\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.turborebop.net\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.turborebop.net\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=154"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.turborebop.net\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/154\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.turborebop.net\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/604"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.turborebop.net\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=154"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.turborebop.net\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=154"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.turborebop.net\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=154"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}