למה מיקרו-בקר?

PIC (Peripheral Interface Controller) מיקרו-בקרים, שפותחו על ידי Microchip טכנולוגיה, היו אבן הפינה של מערכות משובצות חינוך ואלקטרוניקה תחביבים במשך עשרות שנים.אדריכלות החזקה שלהם, זמינות רחבה, תיעוד נרחב וכלים לפיתוח סביר להפוך אותם לבחירה אידיאלית עבור כל מי שרוצה לעבור מעבר עיצוב מעגלים בסיסי לתוך לוגיקה רבת-מחץ LED כדי לתזזזזזזזזזזזזזזזזזבת רשת מלאה של אוטומציה ביתית, PIC מציע מיומנויות למידה גמישות.

בניגוד לכמה פלטפורמות מתחרות שמפרקות פרטים חומרה מופשטים, תכנות PIC דורש לעתים קרובות מעורבות ישירה יותר עם רישומים, צירים, הפרעות ותצורה היקפית.גישה זו בונה הבנה עמוקה, העברה של איך מיקרו-בקר עובד ברמת הסיליקון.אם אתה משתמש בתצורה PICF877A קלאסית, סדרת PIC-16F1xxx, או את ה-32Mbit החזק, נשאר על פני קו המשפחה עקבי.

מאמר זה מרחיב על 10 פרויקטים מוכחים המכסים מושגים ליבה כמו בקרת GPIO, המרה אנלוגית-לדיגיטלית, Modulation הדופק-width, תקשורת סדרתית, אינטגרציה חיישן ושליטה אלחוטית.כל פרויקט מתואר עם מטרות הלמידה שלו, רכיבי ליבה, ושיפורים פוטנציאליים, נותן לך מפת דרכים ברורה מיסודות ועד מערכות מתקדמות.

LED Blinking and Light Control

פרויקט LED ממצמץ של ubiquitous הוא המקבילה האלקטרוניקה של הדפסה "שלום, עולם" בתוכנה.זה מלמד את זרימת העבודה החיונית של כתיבת קושחה, קידוד, ופלאשינג מיקרובקר. על ידי מינוף LED עם התנגדות הנוכחית-לכאורה ללוח GP ו- toggling כי מסיכה על ומחוץ לולאה תוכנה, אתה לומד על כיוון, תזמון, תזמון בסיסי, תזמון.

לאחר שפקדת את המיץ הפשוט, הפרויקט מתרחב באופן טבעי לשליטה מתוחכמת יותר של אור.הוספת התנגדות תלויה אור (LDR) על קלט אנלוגי מאפשר לך ליצור אור לילה אוטומטי שמסובך כאשר אור מחלחל טיפות מתחת לסף.You יכול גם ליישם PWM מטבול על ידי שינוי מחזור החובה של האות, ללמד מודולים זמן וגלפורמול.

(FLT:0) מרכיבים:00 (FLT:1) PIC16F877A או דומה, נוריות (צבעים חמורים), 330 מתנגדים, LDR, 10k ⁇ Poweriometer, רוחב, 5V אספקת חשמל.

(ב) [15] [15] [15] [15] [15]

2.Digital Thermometer with Precision Sensor

בניית מדחום דיגיטלי מעבירה אותך לתוך התחום של המרה דיגיטלית-לספרית חיישן הפונה. בעוד במאמר מזכיר את חיישן אנלוגי LM35, אפשרות מודרנית ומדויקת יותר היא חיישן הטמפרטורה הדיגיטלית DS18B20, אשר מתקשרת על פרוטוקול 1-Wire ודורש רק קו נתונים אחד בתוספת כוח.זה מלמד פרוטוקול טיפול ומושגים של כוח parasitic.

עם חיישן, PIC קורא את ערך הטמפרטורה ואת פורמטים זה להציג על מודול LCD אופי 16x2 אופי מודול.אתה תלמד כיצד ל ראשונית LCD במצב 4bit, לשלוח פקודות ונתונים, ולטפל עיכובים המרה. Calibration הוא צעד חשוב: להשוות את הקריאה שלך נגד מדחום הפניה ידוע וליישם גורם מכווץ או קנה מידה בקושחה.

(FLT:0) מרכיבים:FLT:1 PIC16F877A, DS18B20 טמפרטורה חיישן (או LM35), 16x2 LCD, 10k ⁇ למשוך התנגדות (עבור 1-Wire), 4.7k ⁇ התנגדות (לניגוד LCD), DS1307 RTC, מודול SD (אופציונלי).

(ב) [15] ,5 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ביקורת: Precision Motor Speed Controller with PWM

דופק Width Modulation הוא טכניקה בסיסית לשליטה על כוח לאופנועים, נוריות, ועומסים אחרים.פרויקט זה משתמש מיקרובקר PIC כדי ליצור אות PWM שמניע מנוע DC באמצעות שבב נהג H-bridge כמו L293D. אתה לומד להגדיר את המק"ס (Capture / PWM) מודול להגדיר את התקופה ואת מחזורי החובה, לרשום ולהעלות את המהירות חלקה.

הוספת מקודמת קווצב או חיישן אפקט האולם על פיר המנוע מספק משוב על בקרת מהירות הילוך סגור. PIC קורא הדופקים קודר באמצעות מודול המק"ס במצב לכידת, מחשב את RPM בפועל, ומתאים את מחזור החובה PWM כדי להתאים את נקודת ההתחלה.זה מציג מושגים שליטה פרופורציונלית (PI) מפתח רב עוצמה או מפלט, מהירות נוכחית הוא הציגה על RPM.

(FLT:0) מרכיבים: FLT:1 PIC16F877A, L293D H-bridge, DC מנוע (6-12V), מקודמת כפירה או חיישן אפקט מסדרון, רבי עוצמה (10k ⁇ ), 16x2 LCD, 5V וספק חשמל מנוע.

תוצאות:0 (FLT) למד תוצאות: 1 PWM דור, תצורה של זמנם, מודול המק"ס, קודר בין פרצופים, יסודות שליטה סגורה.

4.עמוד נתוני טמפרטורה Logger

ניטור סביבתי לעתים קרובות דורש מידע הקלטות על תקופות ארוכות.פרויקט זה בונה יומן נתונים המכיל עצמי שלוכד את קריאת הטמפרטורה במרווחים הניתנים לתוכנה וכותב אותם לכרטיס מיקרו-SD בפורמט CSV לניתוח קל בתוכנת גליון מבוזרת.זה משלב חיישן בין מצופה, טיפול במערכת קבצים (FAT16/FAT32), וניהול השעון בזמן אמת.

PIC מתקשר עם כרטיס SD על SPI, באמצעות ספרייה כמו Petit FatFs או יישום מותאם אישית.כל קריאה הוא מוקרן מ- RTC ונספח לקובץ יומן הסימון.מערכת תפריט פשוטה ב- LCD, מנווט על ידי כפתורים דחיפה, מאפשר למשתמש להגדיר את מרווח הזמן ולהתחיל או להפסיק להקליט.

(FLT:0) מרכיבים:FLT:1 PIC16F877A, DS18B20 חיישן, DS1307 RTC, מיקרו-SD Cardמודול (SPI), 16x2 LCD, כפתורים דחיפה (x4), 3.7V Li-ion סוללה עם ממיר.

(ב) [15] [15] [15] [15] [15]

רכב רובוטי מסוג RF-Controlled Robotic Car

תקשורת אלחוטית פותחת יישומים לשליטה מרחוק ורובוטיקה.פרויקט זה בונה כאסאסה מכונית בעלת מנוע שונה שמקבלת פקודות על 433MHz או 2.4GHz קישור RF.המעביר משתמש ב- PIC עם שמחה ומקודש לשלוח פקודות כיוון, בעוד ה- PIC מקודמת את האות ומניע שני מנועים DC באמצעות L298N כפול H-bridge.

פרויקט זה מציג מודול RF מקיפים, מתגלגל פרוטוקול פשוט משלך עם החל מיטסים ובדיקות עבור אמינות, ותיאום מוטורי קדימה, הפוך, הפעלות, לעצור תמרונים.שיפורים כוללים הוספת מכשול עם חיישן קול (HC-SR04) עבור ניווט חצי-אוטומטי, או באמצעות קודקוד על כל גלגל עבור odometry. A שדרוגים מתקדמים יותר להחליף את RF עם מודול HC-HC-HC-R עבור תקשורת לטווח ארוך או ttrarLyR.

(FLT:0) מרכיבים:FLT:1 PIC16F877A (x2), משדר RF / קבלת פנים (למשל, FS1000A / XY-MK-5V), נהג מנוע L298N, DC מנועים עם גלגלים, רובי רובוט, מודול שמחה, 7.4V Liion Pack, הרגולטורים מתחים.

High-Resolution Digital Voltmeter

פרויקט זה בונה תנומטר מדויק המסוגל למדוד את מתח DC עד 30V או יותר עם 10bit או 12 סיביות החלטה.ה-ADC בנוי של PIC ממיר את המתח האנלוגי לערך דיגיטלי, אשר הוא בקנה מידה ומוצג על LCD. A מתח מתחלק בסולם קלט את טווח המדידה, ואלכסון זנט מספק הגנה מוגזמת.

קליברציה היא קריטית עבור דיוק. השתמש בהתייחסות למתח דיוק (למשל, TL431) וסיר שלישי כדי להתאים את מתח ההתייחסות ADC. עבור החלטה גבוהה יותר, לשקול את סדרת PIC24F עם 12 סיביות ADC או להשתמש ADC חיצוני כמו MCP3208. הוסף אוטומטית-טווח עם פרויקט או FET כדי להחליף יחסי דיבידנדים, או למדוד הנוכחי על ידי הוספת תצורה אנלוגית עמוק עבור תצוגה.

(FLT:0) מרכיבים:FLT:1 PIC16F877A, 16x2 LCD, דיבידנד מתח (למשל, 10k ⁇ ו 1k ⁇ ), 5.1V Zener diode, trim סיר (10k ⁇ ), TL431 מתח הפניה, MCP3208 חיצוני ADC (אופציונלי).

מערכת אוטומציה ביתית סקאלה

אוטומציה ביתית עם מעבדי PIC מלמדת עיצוב מערכת, בקרת הודעות, אינטגרציה חיישן ועיצוב ממשק משתמש. לוח מרכזי PIC שולט כמה הודעות שמשגות מכשירי AC. Inputs באים מאויבים מרכזיים אלחוטיים, חיישני תנועה PIR, מתגי הדלת / Window מגנטיים, ולוח מפתח לשליטה מקומית.המערכת ניתן להרחיב עם ESP66 מודול Wi-Fi עבור קישוריות לאינטרנט ואפליקציית בקרה סלולרית.

אתגרים טכניים מרכזיים כוללים מעגלי נהיגה נאותה של העברת הודעות (transistor + diode), אופטימיזציה לבטיחות, טיפול במספר מקורות להפריע, ו debouncing מתג קלטs. יישום מכונות המדינה בקושחה כדי לנהל מצבים שונים (בית, הרחק, לילה) עבור ממשק Wi-Fi, PIC מתקשר עם ESP66 על פני UART באמצעות פקודות, המאפשר לך לשלוח עדכונים סטטוס ולקבל מטלפון חכם או כותרות אינטרנט.

(FLT:0) מרכיבים: FLT:1 PIC16F877A, ממסרים (x4), נהג ULN 2003, PIR חיישן, מתגים מגנטיים, 4x4 מזחלות, 16x2 LCD, ESP8266 ESP מודול (אופציונלי), 5V אספקת חשמל עם מספיק שולי נוכחיים עבור ממסרים.

שעון דיגיטלי מלא עם RTC

בניית שעון דיגיטלי ממרכיבים דיסקרטיים מעמיק את ההבנה של זמן שמירה, להציג מספריxing, ואת עיצוב ממשק המשתמש.שימוש ב-DS1307 RTC מספק זמן מדויק עם גיבוי סוללות.ה-PIC קורא את הזמן על I2C ומניעה LCD 16x2 או תצוגת LED מרובים-segment 7.

תכונות מתקדמות כוללות לוח שנה קבוע המטפל שנים קפיצה, יום חיסכון אוטומטי של זמן הסתגלות, ומצב עצירה. עבור התצוגה, 7-segment מרובותxing משתמש ציר זמן עובר דרך ספרות בתדירות מעל 60Hz כדי למנוע flicker. סוללה-backed SRAM ב RTC יכול לאחסן הגדרות אזעקה ונתונים תצורה.זה מצוין ללמידה I2C, תקשורת להפריע, תזמון, מדויק ותזמון.

(FLT:0) מרכיבים:FLT:1 PIC16F877A, DS1307 RTC, 32.768kHz קריסטל, 16x2 LCD (או ארבעה מודולים LED 7-segment LED), ULN2003 עבור מקטעי LED, כפתורים דחיפה (x5), זמזם, 3V תא עבור גיבוי RTC.

9. infrared Remote Control Decoder ו Emulator

פרויקט זה מלמד אותך כיצד IR Remote Control עובד וכיצד לפענח את הפרוטוקולים שלהם (NEC, Sony SIRC, RC-5) באמצעות מודול מקלט IR (TSOP38238), PIC לוכד את האות המנוצב ומדגיש את התזמון של הדופקים והרווחים. על ידי השוואת התזמון הללו נגד פרוטוקולים ידועים, קושחה שלך יכול לזהות את הכפתור המחץ ולהציג את הקוד על LCD.

הצעד הבא הוא לבנות משדר IR באמצעות LED IR המונע על ידי גל נושאת 38kHz שנוצר מציר.ה-PIC שלך יכול אז לחקות כל מרוחק על ידי העברת הקודים המתאימים, להפוך אותו מרחוק אוניברסלי.חנות למד קודים ב EEPROM כך המכשיר שומר אותם לאחר אובדן כוח. הפרויקט הזה מספק ניסיון ידיים עם מצבי זמן / ספירת, תוכנה decoding, פרוטוקול וניהול נתונים.com.

(FLT:0) מרכיבים: FLT:1 PIC16F877A, TSOP38238 מקלט IR, IR LED, NPN transistor (BC547) כדי להניע את LED IR, 16x2 LCD, לדחוף כפתורים (x3), נפוץ IR שליטה מרחוק עבור בדיקות.

מערכת אזעקה חכמה

מערכת אזעקה מקיפה המקשרת חיישנים, אינטראקציה למשתמש, ומנגנונים מזהירים.ה-PIC לפקח על אזורים מרובים (דלתות, חלונות, תנועה) באמצעות מתגים מגנטיים סגורים בדרך כלל וחיישנים PIR. A keypad עם זרועות כניסה סיסמה ומפרק את המערכת, עם LCD מראה מצב ושטח מצב ושטח. כאשר חדירה מזוהה, המערכת נשמעת סירן, שולחת התראה באמצעות הודעה דרך מודול (SIM) או זמני VF) עם לוח זמנים Wimp (D.

אדריכלות המשרדית צריכה לכלול לוגיקה דה-bounce עבור כל מתגים, מכונה של מדינה סופית (שלא חמושה, החמה, אזעקה, עיכוב יציאה, כניסה), ו יומן לא-volatile מאוחסן ב- EEPROM. סוללה גיבוי מבטיחה הפעלה במהלך אובדן כוח.פרויקט זה הוא שיא של מיומנויות קודמות רבות: GPIO, ADC, Timers, UART, IC, ו-P-level עבור גישה דו-בטוחהידית, באמצעות שעון ללא טיפול זוגי, לשקול שימוש ב-P מאובטח, או שעון ללא טיפול זוגי.

(FLT:0) מרכיבים:FLT:1 PIC16F877A, PIR חיישן, מתגים מגנטיים (x4), 4x4 מתווך, 16x2 LCD, ⁇ , סמן800L GSM מודול (אופציונלי), ESP8266 (אופציונלי), 12V גיבוי סוללה עם מעגל טעינה, 5V הרגולטור.

הבא: מ Prototype to Product

כל אחד מהפרויקטים האלה מספק בסיס למחקר נוסף.לאחר שמפקח על היסודות, לשקול עיצוב מותאם אישית באמצעות קיפאד או Eagle במקום להסתמך על לוחות לחם.עברה משפה או C ב 8 סיביות PICs ל- MPLAB X IDE ו- XC8/XC16/XC32 מדגמים מתקדמים יותר כמו USB, CAN, Ethernet, או capaciing משפחות חדשות על ידי XIC.

חומרה בקוד פתוח ו-Corc repositories על GitHub מציעים דוגמאות לפרויקט PIC נרחב. אנגינג עם קהילות מקוונות כגון פורומים מיקרוצ'יפ או את החלק PIC על Exchange יכול להאיץ את הלמידה שלך כאשר אתה נתקל בלוקים הכביש.המטרה הסופית היא לא רק השלמת פרויקט אלא הבנה מדוע כל רכיב ושורה של קוד פועל בדרך שהיא עושה, לבנות את הביטחון כדי לעצב את המערכות שלך מאפס.

(ב) [15] ,5 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בניית פרויקטים מיקרו-בקר PIC היא אחד הנתיבים המתגמלים ביותר באלקטרוניקה.אתה מתחיל עם שבב ריק, לכתוב קוד המגדיר את התנהגותו, חוט חיישנים ומבצעים, ולצפות בעיצוב שלך מגיע לחיים.עשר הפרויקטים המתוארים כאן מכסים מגוון רחב של מיומנויות החל ישירות על מערכות משובצות תעשייתיות, מכשירים אלקטרוניים, ואלקטרוניקה צרכנית.התחל עם הפרויקט הראשון היום, ופעם אתה מגיע העשירי, אתה תהיה מסוגלות של מיומנויות עבודה אמיתית.