Elektronika Praktyczna Ř5 2021.pdf

(15063 KB) Pobierz
MODUŁY WI-FI DLA I
Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów
Maj
5/2021
OD PROJEKTU
DO
PRODUKTU
TEMAT NUMERU
inspirujące, użyteczne projekty
DSP • Przełącznik o regulowanej sile zadziałania
• Minizasilacz do płytek stykowych • Płytka
bazowa dla Raspberry Pi Pico • Multisensor THPI
– czujnik parametrów otoczenia z interfejsem I
• Rozpoznawanie głosu z użyciem Arduino • Skaner
Monitorowanie poziomu CO2 w pomieszczeniach.
Najmniejsze na świecie selektywne czujniki stężenia
CO w powietrzu • Nowe podzespoły od Microchip
• Wyświetlacze dla IoT • Moduły Wi-Fi dla IoT
• Praktyczne aplikacje scalonych układów AFE. Przegląd
układów AFE do akwizycji sygnałów bioelektrycznych
• Interfejsy REST-owe w hobbystycznych systemach
wbudowanych. Arduino + REST API = Internet Rzeczy
podzespoły, sprzęt, aplikacje
tutoriale
Świadomość producenta. Co należy wiedzieć
o wprowadzaniu urządzenia elektronicznego na rynek
• Normy, czyli inżynierowie inżynierom • Obrazowanie
termiczne może przerwać łańcuch infekcji
• OpenSTLinux dla procesorów z rodziny STM32MP1
• Projektowanie interfejsów graficznych z użyciem
TouchGFX • Symulacja i pomiar czyli LTspice i Analog
Discovery 2 w rękach konstruktora. Analiza widmowa
z zastosowaniem transformacji Fouriera
kursy
Systemy dla Internetu Rzeczy. Bluetooth LE Audio
• Eksperymenty z FPGA. Monitor interfejsu VGA
18,90 zł
(w tym 8% VAT) • PRICE: 8 EUR
ISSN 1230-3526 Indeks 357677
Elektronikę Praktyczną,
a zawsze dostaniesz
najnowszy numer wprost
do Twojej skrzynki!
na start
do 6* wydań gratis
po 5 latach
nieprzerwanej
prenumeraty
do 12* wydań gratis
PREZENT
do każdej opłaconej prenumeraty
* Cena prenumeraty rocznej
na start
wynosi 207,90 zł.
Przy zamówieniu prenumeraty dwuletniej za 340,20 zł
oszczędność wynosi równowartość sześciu wydań
Elektroniki Praktycznej.
Przedłużasz prenumeratę?
Aby otrzymać zniżkę
lojalnościową, przedłuż prenumeratę po zalogowaniu
się do swojego panelu na
www.avt.pl,
gdzie
znajdziesz atrakcyjną ofertę prenumeraty, która
uwzględnia przysługujące Ci zniżki za lojalność.
Po 5 latach nieprzerwanej prenumeraty otrzymasz
rabat 50%
na prenumeratę dwuletnią.
Oferta dotyczy prenumeraty drukowanej.
Każdorazowo opłacenie prenumeraty jest premiowane prezentem. W tym numerze do wyboru mamy:
koszulkę z logo Elektroniki Praktycznej (rozmiary L, XL) lub płytę muzyczną.
Zgłoś się po prezent mailowo – prenumerata@avt.pl.
Wszystkie opcje prenumeraty i e-prenumeraty znajdziesz na stronie
www.UlubionyKiosk.pl
AVT-Korporacja sp. z o.o., ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa, konto 18 1050 1012 1000 0024 3173 1013
prenumerata@avt.pl
OD WYDAWCY
Pogoda i Wi-Fi
Prognozowanie pogody jest bardzo złożonym procesem, który
łączy osiągnięcia wielu dziedzin techniki, a zwłaszcza elek
troniki. W Polsce działa system 8 radarów meteorologicznych
– POLRAD. Urządzenia te wykrywają i określają położenie
obiektów meteorologicznych w troposferze przy użyciu fal ra
diowych. Dzięki uzyskanym danym możliwe jest wykrycie
opadów, chmur, burz oraz innych zjawisk atmosferycznych.
Ich ogromną zaletą jest to, że umożliwiają obserwację w spo
sób ciągły na bardzo dużym obszarze, zazwyczaj w promieniu
ok. 200 km, z rozdzielczością wynoszącą ok. 1 km. Zlokali
zowane są w Legionowie, Rzeszowie, Brzuchani (koło Mie
chowa), Ramży (koło Rybnika), Pastewniku (koło Bolkowa),
Poznaniu, Świdwinie i Gdańsku. Podobne systemy znajdują
się na całym świecie.
Zasada działania radaru jest łatwa do  zrozumienia
– w uproszczeniu polega na wysyłaniu fali elektromagne
tycznej w określonym kierunku i odbiorze echa tej fali odbi
tego od obiektu, np. kropel wody czy płatków śniegu. Pomiar
czasu, jaki upłynął od chwili nadania do chwili odbioru, po
zwala obliczyć odległość, a siła echa pozwala oszacować in
tensywność danego zjawiska pogodowego. Dodatkowo radary
dopplerowskie mierzą częstotliwość fali odbitej. Po uwzględ
nieniu efektu Dopplera i danych z kilku radarów możliwe
jest określenie kierunku przemieszczania i szybkości poru
szania obiektu.
Sieć POLRAD składa się z radarów dopplerowskich typu
Meteor 360AC, 500C, 1500C i 1600C. Są to bardzo duże kon
strukcje z antenami o średnicy ponad 4 m. Pracują przy czę
stotliwościach z zakresu ok. 5,4...5,8 GHz, z szerokością wiązki
1°, czasem impulsu z przedziału 0,8...3,3  s i mocą ok. 250 kW!
Jeden cykl pomiarowy dostarczający komplet danych meteoro
logicznych z całego obszaru zasięgu radaru trwa 10 min i jest
powtarzany 144 razy dziennie.
Pasmo częstotliwości radarów pokrywa się z częścią pa
sma częstotliwości pracy sieci Wi-Fi. A jak wiemy – wszystkie
usługi bezprzewodowe podlegają regułom, które mają na celu
umożliwić ich działanie w sposób minimalizujący zakłócanie
Fotografia 1. Radar meteorologiczny w Wysogotowie
(źródło: https://bit.ly/3tiWlPr)
innych usług bezprzewodowych. Zagadnienia te są dokładniej
omówione właśnie w tym wydaniu EP. Ze względu na współ
istnienie sieci radarowych i Wi-Fi w tym samym obszarze widma, standard Wi-Fi (IEEE 802.11) został zaprojektowany tak,
aby uwzględnić mechanizm współdzielenia pasma 5 GHz. Jest on znany jako dynamiczny wybór częstotliwości DFS (
) i został opracowany w celu złagodzenia wpływu zakłóceń radaru na sieci WLAN.
Działanie DFS polega na tym, że zanim punkt dostępowy użyje kanału, na którym może pracować radar, wykona sprawdza
nie jego dostępności – będzie nasłuchiwał przez 60 sekund na obecność sygnałów radarowych. Jeśli żaden radar nie zostanie
wykryty, kanał będzie dostępny. Dlatego podczas uruchamiania access pointa korzystającego z kanału DFS można zaobser
wować, że pasmo 2,4 GHz staje się dostępne, gdy tylko AP zakończy sekwencję rozruchową, a pasmo 5 GHz może nie być do
stępne jeszcze przez kolejną minutę.
Ponadto AP musi stale monitorować swój kanał pod kątem obecności sygnałów radarowych. Jeśli zostanie wykryty sygnał
radarowy, AP musi przerwać transmisję i przejść na nowy kanał. W reakcji na zdarzenia tego typu realizowane są różne sche
maty. W niektórych rozwiązaniach komunikacja zostaje przeniesiona na jeden określony kanał, w innych przeniesienie na
stępuje na dowolny, niezajęty kanał. W zależności od konfiguracji i możliwości klientów sieci, przejście na nowy kanał może
wymagać ponownego uwierzytelnienia dostępu do sieci i mechanizmu DHCP – z pewnością będzie miało to wpływ na nie
które aplikacje. Dlatego szukając przyczyn problemów z Wi-Fi, warto rozpatrzeć tę wersję.
Więcej informacji na ten temat znajduje się pod adresem:
https://bit.ly/3h5qZJI
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2021
3
Nr 5 (340) • Maj 2021
Nie przeocz
Nowe podzespoły...............................................................................................................5
Dodaj do obserwowanych ..........................................................................................11
Koktajl niusów.................................................................................................................109
Projekty soft
Rozpoznawanie głosu z użyciem Arduino ........................................................ 47
Skaner przezroczy na Raspberry Pi ...................................................................... 53
Projekty
sUPDI – programator UPDI do mikrokontrolerów AVR ............................. 18
Cyfrowy stereofoniczny mikrofon z procesorem DSP.................................21
Miniprojekty
Przełącznik o regulowanej sile zadziałania ....................................................26
Minizasilacz do płytek stykowych..........................................................................28
Płytka bazowa dla Raspberry Pi Pico ..................................................................30
Multisensor THPI
– czujnik parametrów otoczenia z interfejsem I
2
C...................................... 32
Rozpoznawanie głosu
z użyciem Arduino
Kiedyś do rozpoznawania głosu koniecz-
ne były ogromne zasoby sprzętowe,
niedawno można było realizować tego
rodzaju algorytmy na zwykłych kom-
puterach domowych, a obecnie można
zmieścić algorytm inferencji na małym,
kompaktowym mikrokontrolerze. Przyj-
rzyjmy się jak to jest możliwe.
Temat numeru: Od projektu do produktu
Świadomość producenta. Co należy wiedzieć
o wprowadzaniu urządzenia elektronicznego na rynek ..........................34
Normy, czyli inżynierowie inżynierom ................................................................40
Poradnik implementacji
Praktyczne aplikacje scalonych układów AFE (3). Przegląd układów
AFE do akwizycji sygnałów bioelektrycznych ..................................................99
Prezentacje
Obrazowanie termiczne może przerwać łańcuch infekcji ......................58
Monitorowanie poziomu CO2 w pomieszczeniach. Najmniejsze
na świecie selektywne czujniki stężenia CO
2
w powietrzu .....................60
Nowe podzespoły od Microchipa ..........................................................................62
Wyświetlacze dla IoT .....................................................................................................84
Wybór konstruktora:
Moduły Wi-Fi dla IoT ..................................................................................................... 75
Skaner przeźroczy na Raspberry Pi
Zanim fotografia cyfrowa weszła w nasze
życie i stała się wszechobecna, ludzie
drukowali swoje zdjęcia na papierze lub
w postaci przeźroczy. Te ostatnie stały
się szczególnie popularne, gdyż można
było je łatwo prezentować znajomym czy
rodzinie. To dobra zabawa, szczególnie
w czasach, gdy nie było rozrywek takich
jak Internet.
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2021
Notatnik konstruktora
OpenSTLinux dla procesorów z rodziny STM32MP1 (6) ............................66
Projektowanie interfejsów graficznych z użyciem TouchGFX (3) ..........71
Interfejsy REST-owe w hobbystycznych systemach
wbudowanych. Arduino + REST API = Internet Rzeczy ..............................86
Symulacja i pomiar czyli LTspice i Analog Discovery 2
w rękach konstruktora (22). Analiza widmowa
z zastosowaniem transformacji Fouriera .........................................................90
Kursy
Systemy dla Internetu Rzeczy (48). Bluetooth LE Audio .........................111
Eksperymenty z FPGA (18). Monitor interfejsu VGA .................................. 118
Prenumerata .................................................................................................................................2
Od wydawcy ...................................................................................................................................3
Konkurs .........................................................................................................................................83
Kramik i rynek ......................................................................................................................... 122
Hity następnego numeru ................................................................................................. 123
Aby pobrać materiały dodatkowe do artykułów, zarejestruj się na https://media.avt.pl
4
Szczegóły na stronie 57
NIE PRZEOCZ
podzespoły
Z kilkuset nowości wybraliśmy te, których nie wolno przeoczyć. Bieżące nowości można śledzić na www.elektronikaB2B.pl
odpowiednika. Może on znaleźć zastosowanie w ukła
dach zasilania urządzeń przenośnych i czujników
bezprzewodowych, stanowiąc dodatkowe źródło ener
gii doładowujące wewnętrzny akumulator z  ener
gii słonecznej.
Oprócz małych gabarytów, dodatkową zaletą
układu jest większa nawet o 5% sprawność energetyczna od prze
tworników konkurencyjnych. Wewnętrzny konwerter DC-DC bo
ost, akceptujący napięcie wejściowe już od 225 mV, charakteryzuje
się bardzo małym prądem spoczynkowym, wynoszącym około 360
nA. Podobnie, jak inne tego typu konwertery, MAX20361 zawiera
układ logiczny MPPT (
), zapewnia
jący konwersję w punkcie maksymalnego transferu mocy przy współ
pracy z panelami solarnymi. Może on dostarczyć od 15  W do ponad
300 mW mocy do doładowywania akumulatora.
Wewnętrzny układ ładowania jest zoptymalizowany do współpracy
z akumulatorami litowo-jonowymi, ale może być też dostosowany
do współpracy ze standardowymi kondensatorami, superkondensa
torami i akumulatorami cienkowarstwowymi. Napięcie zakończenia
cyklu ładowania jest programowane przez interfejs I
2
C.
Ceny hurtowe MAX20361 zaczynają się od 2,64 USD przy zamó
wieniach 1000 sztuk. W ofercie Maxim dostępny jest też zestaw ewa
luacyjny MAX20361EVKIT# w cenie 57 USD.
www.maximintegrated.com
Oscylatory TCXO o wysokiej stabilności
do systemów komunikacji bezprzewodowej
Systemy komunikacji bezprzewodowej Bluetooth,
ZigBee, Wi-Fi czy SigFox pracują przy bardzo małej
szerokości kanałów w.cz. W takich zastosowaniach
szczególnie ważna jest stabilność wewnętrznego źró
dła częstotliwości, którą mogą zapewnić precyzyjne
oscylatory TCXO nowej serii JT firmy Jauch Quartz.
Nowo opracowany model JT21S charakteryzuje się wyjątkową sta
bilnością, zaczynającą się od ±0,5 ppm. Jest on oferowany również
w wersji przestrajanej napięciem (VCTCXO), oznaczonej symbolem
JT21SV. Zakres przestrajania wynosi tu co najmniej ±8 ppm.
Oba oscylatory są  produkowane w  wersjach o  częstotliwości
od 9,5 do 52 MHz. Pracują z napięciem zasilania od 1,8 do 3,3 V, po
bierając mniej niż 1,5 mA prądu dla wersji do 26 MHz oraz <2,5 mA
dla wersji do 52 MHz. Podobnie, jak w przypadku innych oscylatorów
rodziny JT, zawierają wyjście z obciętą falą sinusoidalną 0,8 V . Ich
szumy fazowe wynoszą typowo –117 dBc/Hz @ 100 Hz i –149 dBc/Hz
@ 10 kHz dla wersji o częstotliwości wyjściowej 26 MHz. Oba mo
dele są zamykane w obudowach o wymiarach 2,6×1,6×0,7 mm. Mogą
pracować w przemysłowym zakresie temperatury otoczenia od –40
do +85°C.
www.jauch.com
Kontroler do układów sterowania
niskonapięciowych 3-fazowych silników BLDC
Najmniejszy na rynku układ pozyskiwania
energii słonecznej
Układ MAX20361 jest zamykany w obudowie WLP-12 o powierzchni
1,63×1,23  mm, ponad dwukrotnie mniejszej od  najbliższego
STMicroelectronics ułatwia projektowanie ukła
dów zasilania 3-fazowych silników BLDC, wpro
wadzając na  rynek nowy kontroler STDRIVE101.
Został on  zaprojektowany do  sterowania pracą
silników o  napięciu zasilania do  75  V stosowa
nych m.in.  w  pompach, wentylatorach, elektro
narzędziach, rowerach elektrycznych i  mniejszych maszynach
przemysłowych. Zawiera 3  półmostkowe stopnie sterujące ze
wnętrznymi n-kanałowymi tranzystorami MOSFET, zapewnia
jące wydajność prądową 600  mA. Wewnętrzne diody bootstrap
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2021
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin