Ich bin ziemlicher Anfänger in der Elektronik.
Also wollte ich zunächst einen einfachen (?) Ultraschall-Entfernungsmesser machen, der auf einem Mikrocontroller basiert. Daher habe ich ein paar Fragen an erfahrene Elektroniker:
Was wäre die beste Umgebung für die Entwicklung - Steckbrett oder etwas anderes?
Was wäre am besten zu verwenden: Sender und Empfänger als eine Einheit (Beispiel: BPU-1640TOAH12) oder separate Einheiten für Senden und Empfangen: Velleman MA40A5S (Senden) und MA40A5R (Empfangen). Wenn es darauf ankommt, würde ich gerne eine Entfernung bis zu 5 Metern messen.
Was ist eine typische Stromversorgungsquelle für eine solche Schaltung? Zumindest in der Entwicklung. Batterien ? Oder etwas anderes ? Welche Parameter (Spannung, Strom) würden die Ausgangssignalstärke beeinflussen? Benötige ich einige fortschrittliche Operationsverstärkerketten (oder einige andere Verstärkungselemente)?
Welchen Mikrocontroller soll ich verwenden? Sollte sehr billig und einfach sein (= ohne zusätzliche ungenutzte Funktionen). Was würden Sie empfehlen ?
Was ist mit der Verwendung von "Proteus"? Soll ich diesem Programm vertrauen? Taugt es etwas ?
PS Ich interessiere mich NICHT für Arduino.
1 . Breadboard oder Stripboard sind für Prototyping-/Lernzwecke geeignet. Für letzteres müssen Sie über Grundkenntnisse im Umgang mit einem Lötkolben verfügen.
Beides sollte für die grundlegende Entfernungsmessung in Ordnung sein. Sie haben mehr Kontrolle mit separaten Einheiten, wenn Sie beispielsweise möchten, dass Empfänger und Sender unterschiedliche Richtcharakteristiken haben (Empfindlichkeitswinkel - Sie könnten beispielsweise einen in eine Röhre stecken, um ihn gerichteter zu machen) oder leicht unterschiedliche Winkel (aus welchem Grund auch immer).
Kann mit jeder einigermaßen sauberen Versorgung mit ~5-12VDC>250mA betrieben werden (wahrscheinlich kommt man mit weniger davon, aber 250mA ist einfach und stellt sicher, dass man genug für zusätzliche Dinge wie LEDs, LCD usw. hat) Dies könnte ein DC-Wandbaustein, Batterien, usw. Sie benötigen einen Regler (z. B. 3,3-V-LDO) für Ihr Mikro, aber die Wandler können direkt mit Strom versorgt werden (bis zu 20 V rms gemäß Velleman-Seite).
Sie benötigen ein paar Allzwecktransistoren (NPN- oder N-Kanal-MOSFET - BC337-40 ist eine gute Wahl), um den Sender zu schalten, da Sie die Eingangsschiene mit höherer Spannung (anstelle der geregelten Mikroschiene) für zusätzliche Reichweite verwenden möchten.
Jedes kleine 8-Bit-Mikro mit ein paar Timern, ein PWM-Peripheriegerät (ein Komparator / ADC wäre schön) reicht zum einfachen Erfassen und Anzeigen auf zB einem LCD aus. Dies könnte ein PIC16F, PIC18F, eine Art AVR, MSP430 usw. sein. Sie können einfache Entwicklungsplatinen oder "Starterpakete" für all diese Mikros erhalten, die Sie schnell zum Laufen bringen. Zum Beispiel können Sie mit einem PIC16F MPLAB/MPLABX verwenden, um Ihren Code darauf zu schreiben, und ein PICkit3 verwenden, um den Chip damit zu programmieren. Hier ist ein 18F-Paket , das Entwicklungsboard und PICkit3 enthält. Hier gibt es noch viele weitere Bretter .
Ich nehme an, Sie meinen die Verwendung von Proteus für die Entwicklung (ich habe nur den PCB-Designteil gesehen). Das ist in Ordnung, wenn Sie diesen Weg gehen möchten, Proteus hat einen ziemlich guten Ruf nach dem, was ich gehört habe. Persönlich würde ich jedoch bei den Tools bleiben, die von den Leuten bereitgestellt werden, die die Chips herstellen (es sei denn, sie bieten nichts an). Ich habe MPLAB für meine gesamte PIC-Entwicklung verwendet, und es ist eine sehr solide Plattform. MPLABX ist die IDE der nächsten Generation, basierend auf Netbeans.
Lötfreie Steckplatinen sind gut, wenn Sie etwas ausprobieren möchten, aber für eine dauerhaftere Lösung können Sie lötbare Protoboards erhalten. Meine persönlichen Favoriten sind Protoboards, die Steckbrett-Layouts nachahmen, wie diese von Wright Hobbies (keine bezahlte Werbung, nur aus Erfahrung).
Eine weitere Alternative besteht darin, eigene Leiterplatten zu entwerfen und herzustellen. Es gibt eine Vielzahl von Gruppen, die bei professionellen Herstellern in Chargen bestellen, was die Gesamtkosten für Prototyping-Arbeiten in kleinen Mengen recht niedrig macht. Meine persönliche Meinung ist, dass OSH Park derzeit führend bei kleinen einmaligen Projekten ist, sowohl in Bezug auf Kosten als auch auf Qualität (wiederum, kein Sponsoring, nur Erfahrung).
Es gibt eine große Auswahl an günstigen Mikrocontrollern. Die beiden, von denen ich für Bastler am meisten gehört habe, sind die AVRs von Atmel und PIC von Microchip. Es gibt auch viele andere Plattformen wie ARM (von vielen verschiedenen Herstellern). Zufälligerweise werden AVR-Chips in Arduinos verwendet, aber die Arduino-Bibliothek ist eher auf Benutzerfreundlichkeit für Anfänger als auf direkte Hardcore-Leistung ausgelegt. Es ist jedoch möglich, auf die Low-Level-AVR-Funktionen auf Arduinos zuzugreifen, um eine viel bessere Leistung zu erzielen. Ich bin mit PIC überhaupt nicht vertraut, aber nach dem, was ich gehört habe, sind sie billiger als AVR-Chips und haben tendenziell weniger Funktionen pro Chip.
Die meisten dieser Low-Power-Mikrocontroller verbrauchen sehr wenig Strom (obwohl ich denke, dass wenig objektiv ist) und können leicht mit Batteriestrom betrieben werden. Ich denke, die gebräuchlichsten Spannungen sind 3,3 V oder 5 V, obwohl ich weiß, dass viele AVRs mit niedrigeren Spannungen arbeiten können, wenn Sie nicht unbedingt die maximale "spezifizierte" Taktfrequenz benötigen. Sie können einen Spannungsregler-IC verwenden, um den richtigen Spannungsbereich an Ihre Schaltung zu liefern.
Dimitri