Подключаем к attiny85 питание от солнечной батареи

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Digispark ATTINY85: схема подключения модуля, прошивка и испытание

У нас было две Arduino UNO, семьдесят пять светодиодов, пять Arduino Nano, полбаночки канифоли и бесконечное множество проводов всех сортов и расцветок. А также – мотор-шилд, модуль Digispark ATTINY85, LCD-дисплей и релейный модуль. Не то чтобы это был необходимый запас для начала работы, но раз уж ты начал делать Arduino-проекты, то остановиться сложно. Единственное опасение вызывал модуль Digispark ATTINY85. Нет ничего более беспомощного, безответственного, испорченного, чем сторонники программирования микроконтроллера Attiny85 в среде Arduino IDE. Я знал, что рано или поздно мы перейдем и на эту дрянь…

Аппаратную платформу Arduino очень часто критикуют за избыточность для многих простых устройств и крупный размер основной платы. И если достаточно большую плату Arduino UNO можно заменить более компактными Arduino Nano, Arduino Mini и Arduino Micro, то вопрос с избыточностью остается, в самом деле, далеко не в каждом проекте нужно 32 кБ или 16 кБ памяти для программ и 20 портов ввода-вывода. Это типичная беда любого универсального устройства – большой набор возможностей приводит к тому, что в каждый конкретный момент значительная часть инструментов оказывается лишней. Одним из вариантов решения проблемы может быть модуль Digispark ATTINY85. Данный модуль был приобретен у китайцев за символических 100 рублей:

Модуль представляет собой печатную плату, на которой установлен микроконтроллер ATTINY85 [1], микросхема стабилизатора напряжения, а также предусмотрен USB-порт и контактные площадки для портов микроконтроллера и подачи питания. В комплекте также поставляется гребенка штыревых контактов.

Все контактные площадки на плате промаркированы с обоих сторон.

Размер модуля 27 х 19 мм, толщина около 4 мм, масса 2,2 г.

Следует отметить, что автору не удалось заставить устройство работать под операционной системой Windows XP, но под Windows 10 все заработало сразу. Для работы с данным модулем требуется установить специальный драйвер [2-6]. В целом установка проста, запускаем, установщик драйвера DPinst64, и далее следуем указаниям программы.

Кроме этого нужно добавить плату [2] в менеджер плат для чего необходимо ввести строку http://digistump.com/package_digistump_index.json во вкладке настройки в строку «Дополнительные ссылки для менеджера плат». После этого надо в менеджере плат выбрать соответствующий пункт. Для данных манипуляций компьютер должен быть подключен к Интернету.

Теперь среди вариантов платы появится digispark (Default – 16,5 mhz)

В качестве примера можно загрузить вариант программы Blink (Blink85) для данного микроконтроллера. Следует иметь в виду, что нужно сначала нажать кнопку «Загрузка», а затем только после окончания процесса компиляции и появления специального запроса следует подключать модуль Digispark ATTINY85.

Как отмечалось в [3] минималистичный характер устройства приводит к тому, что оно не имеет защиты от дурака в отличии от Arduino, а значит короткое замыкание в модуле Digispark ATTINY85 или его периферии может вывести из строя USB-порт, по-этому рекомендуется включать устройство через USB-хаб.

Хорошо видно, что на модуле имеется два светодиода – один индикатор питания, второй подключен к порту 0 или 1. Следует отметить, что устройство требовательно к питанию, внешний блок питания USB-хаба обязателен, причем вместо штатного блока питания на 1000 мА пришлось поставить блок питания номинально рассчитанный на ток в 2500 мА.

В целом модуль более компактен, чем Arduino Mini, и может быть подключен к компьютеру непосредственно, без каких-либо преобразователей.

К недостаткам модуля можно отнести его сравнительно высокую цену, которая равна стоимости той же Arduino Mini, возможности которой существенно больше.

Полезные ссылки

  1. www.atmel.com/images/atmel-2586-avr-8-bit-microcontroller-attiny25-attiny45-attiny85_datasheet.pdf
  2. ucheba33.ru/?p=529
  3. arduinoguru.ru/index.php/articles/28-boards/51-digispark-usb-dev-board
  4. mysku.ru/blog/china-stores/36691.html
  5. voltiq.ru/digispark-attiny85-review/
  6. iarduino.ru/file/220.html

Скачать файл с прошивкой и даташитом на модуль Digispark можно по ссылке. Автор материала — Denev.

Питаем ATtiny85 от солнечной батареи

ATtiny85 – крошечный микроконтроллер (как и Arduino). Мы делали большой обзор этого микроконтроллера ранее.

В этом уроке мы хотим рассказать как обеспечить непрерывное питание ATtiny85 и светодиода с помощью панели солнечных батарей.

Комплектующие

Нам для сбора схемы с питанием ATtiny85 от солнечных батарей понадобятся:

  • ATtiny85
  • Аккумулятор LiPo
  • Солнечная панель
  • Макет
  • Перемычки
  • Резистор 220 Ом (для светодиодов)
  • Светодиод (цвет на ваш выбор)
  • Диод

Принципиальная схема

  1. Подключите панель солнечных батарей к батарее через диод (положительный к положительному, отрицательный к отрицательному).
  2. Батарея* подключается на Vin и заземляющие контакты ATtiny.
  3. Светодиод подключается к контакту 0 и заземляется через резистор.
  4. Загрузите код** (Это всего лишь пример “Hello World”, у вас может быть какой угодно).

* Необходимы перезаряжаемые батареи (не обычные AA)
** Как загрузить код на ATtiny85 мы разберем в следующем уроке

Код проекта

Код проекта очень простой. Вы можете скачать или скопировать его ниже.

Как это работает

Солнечная панель получает энергию от поглощенного света (очевидно) и посылает эту энергию батарее, но для этого нужен диод. Диоды похожи на односторонние ворота: электроны могут протекать в одном направлении, но они не могут вернуться назад.

В базовой схеме солнечной зарядки используется диод, чтобы в основном «заставить» электричество идти от солнечной панели в батарею для последующего использования. Мы используем ATtiny вместо более крупной платы, такой как Arduino Uno, потому что она использует меньше энергии, поэтому схема будет отлично работать с меньшими (и более дешевыми) солнечными панелями.

Сжимаем проекты или как запрограммировать AtTiny85/45/25 с UNO

В этой статье я постараюсь подробно осветить все моменты, касающиеся прошивки Attiny85 в среде ArduinoIDE, и рассказать и некоторых граблях и трюках, через которые я прошел.

Основная цель затеи – “сжать” проекты, особенно там, где атмега328 является мощным оверкиллом – например не так много кода, или используется не более пяти выводов. Ну и сэкономить место и продлить работу от батареи (но о последним в следующих статьях).

Отличия attiny25 от 45 и 85 – объем памяти: 2, 4, 8 кб соответственно. Так же есть 13, 1 кб.

Из функций – пара независимых таймеров для ШИМ, 5(6) портов ввода вывода (6 потому что RESET тоже можно настроить, как порт ввода вывода, но для сброса понадобится специальное устройство), и самое приятное – внутренний кварц на 128 кГц, 1, 8 или 16 МГц, то есть внешний резонатор не нужен, а частоту работы можно изменить прямо в студии ардуино. Так же есть BOD-детектор (вырубает чип, если напряжение питания ниже определенного).

Порезал картинку, чтобы не получить по голове от неразглядевших. Оригинал

Итак, вы урвали у жадных китайцев себе пяток тинек85, надо их проверить, а то вдруг наебали. Не стушевавшись, втыкаем в бредборд и ищем первую ногу – она помечена точкой. Это сброс или ресет, соединяем ее с 10 портом UNO, ищем четвертую ногу, цепляем к земле, 5, 6, 7 цепляем последовательно к 11, 12, 13 портам. 8 к +5В. Поздравляю, сетап готов. Можно ещё воткнуть конденсатор между RESET и GND у уны, но (меня сейчас закидают) у меня все работает и так. Предполагаю, что кондей – защита от наводок.

Теперь пора навести порядок в студии – зайти в менеджер плат и набрать “attiny”, после чего скачать среднюю позицию (больше вариантов и настроек, плюс впитала в себя другие варианты):

Установили, теперь надо залить в уно скетч из примеров под названием ArduinoISP, после чего уже можно начинать настраивать нашу тиньку к работе:

С завода все тиньки идут прошитыми на 8 МГц, для того чтобы поменять эту частоту на 16, или изменить что-либо из списка – надо перезаписать загрузчик, обычно занимает секунд 10. После перезаписи можно залить обычный Blink для проверки работоспособности и верности выбранной частоты, только надо поменять номер 13 пина на 3 или 4, поскольку остальные заняты.

Но при перепрошивке очередной тиньки каждый раз городить на бредборде кашу из проводов? Не, я думаю, что есть вариант получше: можно сделать шилд для программирования тинек:

Пайка говно, сам знаю – все никак не могу собраться купить нормальный паяльник с тонким жалом, а не работать ректальным советским криптоанализатором. Светодиод на 3 пине нужен для быстрой проверки точности настроек и рабочести самого микроконтроллера. Так же при пайке шилда (да и вообще любых сокетов) рекомендую использовать с такими зажимами:

Поскольку круглые (на фото ниже) могут плохо держать или терять контакт, хотя за своими такого не замечал пока.

Остальные содинения точно такие же, как в начале статьи, единственное – светодиод + 220 Ом резистор на 3 пине.

Схемы питания микроконтроллеров от солнечных элементов

Ресурсы земной энергетики не безграничны. Это заставляет человечество искать новые источники энергии, и один из них — Солнце. Подсчитано, что Земля, находясь от Солнца на расстоянии 149 млн км, получает около 2-10^7 Вт лучистой энергии, при этом солнечная радиация естественной плотности в среднем составляет 0.8 кВт/м2. Если бы удалось полностью использовать этот ресурс, то проблема истощения полезных ископаемых отошла бы на второй план.

Солнечная батарея — это полупроводниковый фотоэлектрический генератор, непосредственно преобразующий энергию солнечной радиации в электрическую мощность. Главным сдерживающим фактором, препятствующим широкому внедрению гелиоэнергетики, является низкий КПД современных фотопреобразователей и их высокая стоимость. Однако первая составляющая имеет тенденцию к повышению, а вторая — к снижению. Остаётся лишь дождаться очередных успехов учёных. А пока можно использовать доступные в продаже солнечные батареи производства разных фирм и их самодельные аналоги (Рис. 6.18, а. ж).

Рис. 6.18. Схемы питания от солнечных батарей <начало):

а) малогабаритная солнечная батарея GBl (фирма IXYS) в планарном корпусе SOIC-16. Её энергии достаточно для питания МК, работающего в микромощном режиме с низкой тактовой частотой 32768 Гц. Максимальный ток обеспечивается при прямом солнечном освещении или вблизи от яркой лампы накаливания. Замена солнечной батареи GBl — CPC1822 фирмы IXYS;

б) GB1. GB8 — это сборная солнечная панель, состоящая из восьми батарей фирмы IXYS. Каждая батарея выдаёт напряжение 0.63 В при токе 24 мАс высоким (17%) КПД;

в) напряжение от солнечной батареи GBl одновременно подзаряжает аккумулятор GB1 и обеспечивает работу DC/DC-преобразователя напряжения, выполненного на микросхеме DA1

Рис. 6.18. Схемы питания от солнечных батарей (окончание):

г) совместная работа солнечной батареи GB1 и аккумулятора GB2. Как только напряжение на выходе аккумулятора становится меньше +4.6 В, супервизор DA1 закрывает транзистор VT1 и энергия начинает поступать от солнечной батареи. Диод VD1 предотвращает разряд аккумулятора GB2 через открытый транзистор VT1. При подборе замены микросхемы DA 1 следует учитывать, что у неё выход с открытым коллектором;

д) нестандартное применение сверхъярких светодиодов HL1. HL6 в качестве солнечных элементов для питания микромощных конструкций, в том числе и с применением МК. Выходное напряжение одного светодиода составляет 1.65 В при токе 25 мкА. Используется принцип световой обратимости, или, проще, принцип частичной взаимозаменяемости светодиодов и фотодиодов;

е) совместная работа солнечной батареи GB1 и аккумулятора GB2. На транзисторах VTI, VT2 собран DC/DC-преобразователь по схеме блокинг-генератора с регулировкой напряжения резистором R3. Трансформатор 77 наматывается на ферритовом кольце диаметром 7. 10 мм и содержит в первичной обмотке 20 витков, а во вторичной — 35 витков провода ПЭВ-0.3;

ж) промышленная солнечная батарея GB1 может служить бесплатным источником энергии для питания мобильных телефонов в тех местах, где по статистике наблюдается большое количество солнечных дней в году. Ничто не мешает использовать такую батарею для питания самодельных конструкций с МК.

Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.

Источники:

http://arduinoplus.ru/pitaem-attiny85-ot-solnechnoi-batarei/

http://pikabu.ru/story/szhimaem_proektyi_ili_kak_zaprogrammirovat_attiny854525_s_uno_4348626

http://radiostorage.net/1514-skhemy-pitaniya-mikrokontrollerov-ot-solnechnyh-ehlementov.html

http://arduinomaster.ru/projects/android-arduino-prilozheniya/

Ссылка на основную публикацию