Niedawno napisałem w asemblerze własne procedury do obsługi magistrali I2C i wyświetlacza OLED. Szukałem sposobu, aby je wykorzystać w jakimś praktycznym urządzeniu i tak powstał pomysł zrobienia tego generatora. Użyłem w nim mikrokontrolera ATtiny44 w obudowie SO14, bo akurat mam ich bardzo dużo z demontażu. Jest on drugą wersją zrobionego przeze mnie kilka lat temu prostego generatora PWM.
Aby zmniejszyć/zwiększyć wypełnienie sygnału o 1%, należy krótko (poniżej 250ms) nacisnąć przycisk (mikrostyk) S1 (DUTY-)/S2 (DUTY+). Naciśnięcie i dłuższe przytrzymanie wciśniętego przycisku S1/S2, spowoduje ciągłe zmniejszanie/zwiększanie wartości wypełnienia z szybkością ok. 4%/s, aż do osiągnięcia wartości granicznej, czyli odpowiednio 0%/100%. Ustawienie wypełnienia o wartości 0%/100%, wymusi ciągły niski/wysoki stan logiczny (GND/Vcc) na wyjściu generatora.
Aby zmienić częstotliwość sygnału, należy krótko (poniżej 1s) nacisnąć jednocześnie obydwa przyciski S1 i S2. Wtedy częstotliwość zmieni wartość na następną w kolejności: 10/80/1.25 kHz i tak w kółko. Naciśnięcie i dłuższe przytrzymanie wciśniętych jednocześnie przycisków S1 i S2, spowoduje ciągłe zmienianie wartości częstotliwości z szybkością ok. 1x/s, aż do puszczenia przycisków. Po każdej zmianie częstotliwości, początkowa wartość wypełnienia sygnału wynosi zawsze 50% (niezależnie od wcześniejszego ustawienia).
Rezonator kwarcowy X1 taktuje pracę mikrokontrolera, dzięki czemu na wyjściu uzyskuje się sygnał o dość dokładnej/stabilnej częstotliwości, a przebiegi czasowe sygnałów OSCL/OSDA są precyzyjne/symetryczne względem siebie. Istnieje też możliwość taktowania mikrokontrolera jego wewnętrznym oscylatorem RC, o nominalnej częstotliwości 8 MHz. Zaletą tego rozwiązania jest to, że nie trzeba wtedy montować rezonatora X1 i kondensatorów C3/C4, ale dużą wadą jest bardzo niedokładna/niestabilna częstotliwość sygnału wyjściowego oraz pogorszona jakość przebiegów czasowych sygnałów OSCL/OSDA. Kondensatory C1 i C2 filtrują napięcie zasilania. Rezystor R2 ogranicza prąd pobierany bezpośrednio z pinu PA7 mikrokontrolera - zapobiega jego uszkodzeniu w przypadku zwarcia wyjścia CON2.
Przy programowaniu, należy pamiętać o odpowiednim ustawieniu fuse/lock bitów:
1. Gdy mikrokontroler będzie taktowany rezonatorem kwarcowym X1:
FL (Fuse Low): $FF, FH (Fuse High): $DF, FE (Fuse Extended): $FF, LB (Lock Bits): $FF.
2. Gdy mikrokontroler będzie taktowany wewnętrznym oscylatorem RC:
FL (Fuse Low): $E2, FH (Fuse High): $DF, FE (Fuse Extended): $FF, LB (Lock Bits): $FF.
Generator można zasilać napięciem stałym Vcc=2.7(2.4)-5.5V z zasilacza lub z baterii/akumulatorów (np. z jednego ogniwa typu 18650). Nie jest on w żaden sposób zabezpieczony przed odwrotnym podłączeniem napięcia zasilania Vcc. Pomylenie polaryzacji tego napięcia spowoduje uszkodzenie mikrokontrolera. Pobór prądu bez wyświetlacza OLED przy napięciu Vcc=2.7/5V, wynosi maksymalnie 2.5/6.5mA (sygnał 80kHz/99%, wyjście generatora nie obciążone). Pobór prądu z wyświetlaczem OLED 128x64 pikseli przy napięciu Vcc=5V, wynosi maksymalnie 8mA. Generator zmontowałem na płytce jednostronnej o wymiarach 45x45mm, wykonanej metodą transferu chemicznego. Płytka jest przystosowana do użycia wyświetlacza o wymiarach 38x12mm (128x32) lub 28x28mm (128x64), który ma sygnały rozmieszczone w kolejności: GND, VCC, SCL, SDA. Rezystory podciągające linie OSCL/OSDA dla OLED nie zostały umieszczone na płytce generatora, bo zawiera je płytka modułu wyświetlacza. Minimalne napięcie zasilania potrzebne do działania wyświetlacza OLED, wynosi ok. Vcc=1.8V (niska jasność).
Dołączone archiwum zawiera: schemat w Eagle, płytkę w DipTrace, źródło, wsad oraz dokumentację w PDF. Strona projektu: Link.
Fajne? Ranking DIY Pomogłem? Kup mi kawę.
Sygnał wyjściowy ma całkiem dobre parametry. Oscyloskop pokazuje strome zbocza, nominalną wartość wypełnienia z dokładnością do 2 miejsc po przecinku (zmienia się trzecia cyfra) oraz równie dokładną częstotliwość, która oczywiście zależy od użytego rezonatora kwarcowego.
