Добрый день, уважаемые любители автоматизации аквариумной жизни. На нашем форуме есть множество тем, посвященных контроллерам на базе Ардуино. В том числе очень познавательная тема ARDUINO для автоматизации аквариума . Ваш покорный слуга тоже не избежал подвига ардуиностроения, о чем честно выложил Простой Arduino-контроллер "чайника" - от макета до готового изделия . Эту тему можно считать прододлжением упомянутой предыдущей.
Поэкспериментировав с разными Ардуино, о чем сообщил в той своей теме, я подумал о нескольких вещах, направленных на упрощение и миниатюризацию конструкции управления ЛЭД-светом, в частности для наноаквариумов, которыми я увлекаюсь.
1. А нужен ли экран? Ну, показывает он время, так на это есть наручные или настенные часы. Или температуру - так есть же достаточно стильные нано-термометры. Или индикация режима освещения: автоматический или ручной? Упростим. Долой экран, заменим его тремя светодиодами: зеленый (автоматический режим), желтый (ручное включание света) и красный (ручное отключение света). Дешевле и места меньше занимает.
2. Сколько нужно кнопок для управления? В моих предыдущих конструкциях было от 3 до 5 кнопок. А может быть, хватит всего одной: опять экономия места и программы контроллера.
3. А нужен ли вообще сам ардуино? Что такое ардуино? Это плата, на которой расположена микросхема ATMEGA с обвязкой. А может нам хватит самой микрухи без обвязки? Да конечно - хватит. И дешевле, опять таки.
Практическому решению этих вопросов и посвящена эта тема.

Итак, чем чайника (и меня в том же числе чайников) привлекает ардуино? Да простотой создания программ (скетчей) и простотой их загрузки в память контроллера - включил в USB нажал кнопку. Но мы же знаем, что такое ардуино - это просто микруха Atmega. Можно ли как-то с ней работать, причем в привычной для чайников-ардуинистов программе Arduino-IDE? Можно и очень просто. Но для начала нам все-таки потребуется плата ардуино, причем любая. К меня была свободной ардуино-нано, вот на ее примере и начнем.
Открываем программу ArduinoIDE, вкладку "файл - примеры - ArduinoISP". Откроется скетч, который представляет из себя программу, позволяющую использовать ардуину в качестве загрузчика для других контроллеров, в т.ч и Atmega. Жмем кнопочку загрузить - и через несколько секунд ардуино становится платой-загрузчиком.

Теперь нужно доработать напильником саму программу ArduinoIDE, чтобы с помощью нее можно было программировать микросхемы Atmega. Для примера я покажу доработки для микрух Atmega8 и Atmega32, с которыми работал сам. Если вам нужно что-то другое, то прочитав тему до конца, вы сможете вполне во всем разобраться. Но вы прекрасно понимаете, что делаете все на свой страх и риск.
Итак, нам нужно пройти путь /arduino/hardware/arduino Он расположен или в папке Program Files в винде или по пути /usr/share/arduino/hardware/arduino для поклонников linux, который стоит и у меня.
Далее находим файл boards.txt и заменяем его на этот файл. Это слегка подредактированный вариант файла, отвечающий за меню кнопки сервис в программе ArduinoIDE. Нажав на Сервис-Плата, теперь вы увидите, что в списке доступных плат появились атмеги 8 и 32 для работы с внешним кристаллом 16 МГц.

Но это еще не все. Необходимо загрузить .hex файл для работы с определенной микросхемой. Можно воспользоваться моими готовыми файлами для atmega8 16 Mhz и atmega32 16 Mhz.
Также можно самостоятельно сконфигурировать .hex по этой ссылке , там же можно корригировать и board.txt
ПОлученный .hex файл необходимо вставить в папку по пути /usr/share/arduino/hardware/arduino/bootloaders/optiboot (это в linux, в винде нечто похожее в папке Programm Files/Arduino и т.д.).
Теперь ваша программа ArduinoIDE готова работать с микрухами а платой ардуина в качестве загрузчика для микрух.

Поехали дальше. Как присобачить микросхему к плате ардуино? Оказалось, это элементарно. Посмотрим на распиновку любой atmega8, 16, 32. Она одинаковая для всех

Вот, к примеру, мой программатор, в котором ардуино нано присоединена к микрухе указанным выше способом (вы тоже можете сделать нечто подобное, печатной платы не привожу, ибо рисую их карандашиком по-старинке, да она и не важна, главное принцип)

Микросхема, естесственно, на панельке. Да и ардуино тоже, чтоб не впаивать/выпаивать.
На снимке хорошо виден кварц, а также красный диод, подключенный к выводу 19 (аналог D13 у ардуино) для загрузки любимого всеми ардуинщиками скетча blink13 и проверки работоспособности atmega.
Кроме того, есть кнопка Reset (но можно и без нее), а также 10-пиновый интерфейс "папа" для стандартного 10-пинового шлейфа. Он нужен для подключения программатора USBasp (полезная штука, может пригодиться) а также для отладки микросхем непосредственно на плате готового контроллера (потом поймете, почему это удобно) через 10-пиновый шлейф.
Такжы вы видите и 8-пиновый разъем "папа". А он зачем? А вот зачем

Через него подключаются часики и монитор. Тоже полезная фича, например, для установки времени на часы. Подключение часов и монитора (через интерфейс I2C) такое
28 вывод - SCL
27 вывод - SDA
Ну а VCC и GROUND, надеюсь, понятно, куда цеплять.
Конечно, вы можете собрать любую нужную вам схему программатора, тут главное принцип, а не слепое копирование. Лично мне удобно так.

Итак, мы приготовили программу ArduinoIDE и подключили ардуино к микрухе, а саму ардуину - к компу через USB. (Предварительно не забываем загрузить скечт ArduinoISP на саму ардуину, превратив ее в программатор) Что делаем дальше?
А дальше нужно загрузить программу-загрузчик на микросхему. Делается это так: на вкладке "сервис" выбираем "программатор Arduino as ISP", потом выбираем плату, которую вы используете (atmega 8, 32 или другую) и жмем кнопочку "записать загрузчик". Все, ваша микруха готова для приема скетчей и работы с внешним кварцем.
Как загрузить скетч на микруху? Выбираем скетч, затем в "сервис" выбираем свою микросхему в разделе "плата", задаем "Arduino as ISP", а потом жмем в разделе "файл" кнопочку "загрузить с помощью программатора". Это важно, т.к. если вы нажмете просто "загрузить", то скетч пойдет не на микруху, а на ардуину.

А вот для примера я собрал упрощенный контроллер на монтажной плате и пока гоняю его в тестовом режиме.

Я обязательно постепенно буду выкладывать этапы постройки этого упрощенного контроллера, так что потерпите. Вверху, кстати, виден самопальный блок питания, который будет не лишним в лаборатории любого аквариумиста-ардуиниста.

Есть еще одно важное свойство микросхем atmega. Это соответствие их выводов (ножек) входам и выходам платы ардуино. Привожу подробно, начиная с первого вывода Atmega.
1 - Reset
2 - цифровой выход D0
3 - цифровой выход D1
4 - цифровой выход D2
5 - цифровой выход D3
6 - цифровой выход D4
7 - VCC (+5V)
8 - Ground (-5V)
9 и 10 - служат для подключения внешнего кварца (может для чего-то еще - я не знаю)
11 - цифровой выход D5
12 - цифровой выход D6
13 - цифровой выход D7
14 - цифровой выход D8
15 - цифровой выход D9 с диммированием
16 - цифровой выход D10 с диммированием
17 - цифровой выход D11 с диммированием, он же MOSI
18 - цифровой выход D12 с диммированием, он же MISO
19 - цифровой выход D13
20 - AVCC ("аналоговое питание")
21 - AREF для чего - не знаю
22 - Ground (-5V)
23 - аналоговый вход А0
24 - аналоговый вход А1
25 - аналоговый вход А2
26 - аналоговый вход А3
27 - аналоговый вход А4 (он же SDA)
28 - аналоговый вход А5 (он же SCL)

AREF - опорное напряжение аналоговых входов.
т.е. если надо мерить напряжение не от 0 до 5в, а к примеру 0-2,5, то на AREF нужно подать 2,5в и тогда в цифре при 2.5в будет значение 1023.
Но могу ошибаться, сам не пользовался им, просто было интересно для чего он.
Вот про него.

DrFr

Кстати, вот интересная тема про стабилизацию микросхем Atmel клик
Итак, приступаем у проектированию контроллера. Начнем с чего-то простенького, например - управление светодиодным освещением со ступенчатыми закатами и рассветами. Экран нам не нужен, индикация режима контроллера (авто/ручное) будет по светодиодным индикаторам: красный, желтый, зеленый. Переключение режимов одной кнопкой. При возникновении программных сбоев во избежании несанкционированного включения света ночью (вполне возможно при потере PWM-сигнала) страхуемся гальванической развязкой питания драйвера через реле.
Питание всей схемы от 12В импульсника, причем на драйвер светодиодов идет 12В, а на схему управления - только 5В через DC/DC-конвертер. В его качестве можно использовать стандартные схемы на основе 7805 или LM317, но они довольно сильно греются и требуют радиаторов, а мы хотим компактный прибор. На этот раз я использую готовый конвертер на основе LM 2596, его можно купитть на e-bay, да и в радиомагазинах тоже, но дороже.

Итак, собираем комплектующие.
Источник питания: импульсный AC/DC Feron LB005-30W на 12В.
DC/DC конвертер на стабилизаторе LM2596
Драйвер для светодиодов MW LDD-700H, диммируемый, мощность 700 мА. Мне для 10 литрового наноаквариума хватит. Диоды - два или три Cree MX-6.
Реле любое малогабаритное, управляющее напряжение 5 В. Я не буду покупать готовую релейную плату, т.к. это дороже и она занимает довольно много места. У меня есть реле Tianbo 05VDC TRKM-S-Z.
Для управления реле нам нужен один транзистор DC337 или ему подобный n-p-n, хоть КТ315, только нужно будет подобрать значение сопротивления в схеме и ток коллектора.
Также нужен один диод 1N4007 или ему подобный.
4 светодиода маломощных для индикации: два красных, желтый и зеленый.
Резисторы: 10 ком - 1 шт; 2,2 ком - 1 шт; 1 ком - 4 шт;
Конденсаторы: 22 пФ - 2 шт; 0,1 мкФ - 1 шт; электролит 4,7 мкФ.
Индуктивность 47 мкГн
1 кнопка
Резонатор 16 МГц
Часы DS3231, они довольно точные, и программа написана под библиотеку этих часов. Кстати, библиотек под них несколько, если не найдете работоспособную с этим скетчем, я выложу. Обратите внимание, что в скетче я не писал строк загрузки времени в часики, предполагается, что это сделано заранее. Я так и поступаю при помощи приведеннрого выше программатора. Если нужно, я скину программку для загрузки часов.
Можно собирать схему. Она выложена тут.
Скетч для работы можно скачать тут.
ЗЫ. На монтажной плате несколькими постами выше собран именно этот контроллер. Пока тестируется. Затем рисуем печатную плату, тщем подходящий коробок - и наслаждаемся.

Изменено 20.6.15 автор Дядька-рыбомор

Дядька-рыбомор

сообщение Андрей финн
Честно сказать не понимаю зачем здесь Ардуинка вообще?В качестве програматора-неразумно.Атмеловские микры можно зашить и на обычном програматоре.

Андрей.
Хотя программатор USBasp для работы в ArduinoIDE у меня есть (и даже предусмотрен стандартный разъем под его шлейф на моем так сказать "программаторе"), но я им пользуюсь редко, т.к. LINUX его почему-то не видит даже после бубна, а в винде 7 и 8 он работает с переменным успехом.
А потом ведь смысл этой темы не научить программированию AVR-контроллеров (я и сам не умею), а показать, что можно довольно дешево построить акваконтроллер почти любой сложности.
Мне кстати форумчане прислали ссылку в которой используется название "iAQUA", придуманное лично мной и несколько раньше, чем выходит по этой ссылке. Жаль, надо было зарегистрировать товарный знак .

Дядька-рыбомор
Это ключевое слово - "обычном программаторе". Не имея никакого, даже отдаленного отношения к электронике и программированию, я не держу дома ни "обычного", ни какого другого программатора.

Уважаемые коллеги-аквариумисты. Я продолжаю свой небольшой отчет о постройке простейшего контроллера лед-освещения с функцией диммирования на 1 канал. Ранее не позволяла работа и отсутствие времени выбраться на радиорынок кой-чего прикупить.
Итак, плата протравлена и распаяна. В итоге имеем следующее

На плате имеется стандартный 10-пиновый разъем для подключен программатора. К самой плате подключены часики ds3231 и dc/dc конвертер. Он нужен для питания самой платы напругой 5 В, т.к. в контроллер поступает 12В для лед-драйвера.
Программируем плату при помощи того программатора, что я собрал (или любым вам угодным - не суть)

Подключаем светильник, и УРА!!! Заработало!!!

Упаковываем в коробочку, часики и конвертер заворачиваем в маленькие пакетики (места в коробочка мало, изоляция чтоб не коротнуло ничего)

Контроллер для непрофессионала получился довольно компактным. Завтра буду тестировать и определю, нужен ли радиатор на драйвер, если сто - приклею термопроводящим клеем.


Изменено 12.7.15 автор Дядька-рыбомор

сообщение e99
... "Внутрисхемное программирование ATMega"...

сообщение Дядька-рыбомор
Долой экран, заменим его тремя светодиодами: зеленый (автоматический режим), желтый (ручное включание света) и красный (ручное отключение света).

По просьбе форумчан даю новые рабочие ссылки
Схема тут
Скетч тут
Неожиданно приятно, что кто-то интересуется...

Многие интересуются. Не бросайте это дело! Например мне, ума такое разработать не хватит, а собрать по готовому без проблем. Ещё раз спасибо, ждём ещё разработок.

Дядька-рыбомор
При возникновении программных сбоев во избежании несанкционированного включения света ночью (вполне возможно при потере PWM-сигнала) страхуемся гальванической развязкой питания драйвера через реле.

kovit15