ТЕМА: Индикатор гамма-излучения

Рассчитываю уместить прибор в объеме спичечного коробка, датчик СБМ-21.
Уважаемый Soir, прошу поставить меня в очередь на разработку прошивки.

Техзадание "индикатор гамма-фона"

Контроллер вырабатывает сигналы управления преобразователем напряжения:
Положительные импульсы с частотой повторения 100 Гц. Длительность импульса 100 мксек

Контроллер непрерывно контролирует состояние входа контроля 400В. Предусмотрен гистерезис: если уровень на входе ниже 0,7 В, то на преобразователь подаются импульсы, если выше 1,0 В - импульсов нет

Каждый, приходящий от датчика Гейгера импульс, МК дублирует вспышкой светодиода и одновременным звуком пьезодинамика (без генератора). Динамик и светодиод подключаются к одному выходу МК

Контроллер следит за напряжением батареи. Если, в течение одной секунды, оно ниже 3,6 В, то звучит сигнал Морзе LB (Low Battery). Перидичность контроля - 3 минуты

Если, на протяжении 10 сек, количество приходящих от трубки импульсов превысит число 20, то звучит SOS. Контроль каждые 10 сек.

Если, в течение 10 сек, ни разу не появляется высокий уровень на входе контроля 400В, то звучит NHV (нет высокого напряжения) и повторяется каждые 10 сек.

Если нет импульсов от Гейгера в течение 75 секунд, то звучит сигнал NG (75 сек - для датчика СБМ-21)

Частота звука 3600 Гц

Скорость сигналов Морзе задаётся длительностью одного такта, равного длительности телеграфной "точки", которая равна 40 мсек

Служебные сигналы SOS, LB, NG, NHV "нарисованы" в приложении. Длительность "тире" равна 3 "точкам"; пауза внутри знака равна "точке"; пауза между знаками (буквами) равна "тире".

Важной особенностью работы МК является максимальное сбережение энергии батареи.



Контроллер AtTiny13

Приоритет сигналов: SOS, NHV, LB, NG.

Схема:

Проект в архиве.

Можно считать эту часть проекта завершенной. Примите мои искренние благодарности!

Может, стоит попробовать осуществить вариант проекта с тактовой частотой 128 кГц и пищалкой с генератором? В плане потребления тока, я возлагаю на этот вариант большие надежды. Всё-таки брелочек с питанием от 3-х элементов AG13 не должен быть столь прожорливым.
Плата 25,5х53,5мм

Прошивка, FUSE и проект в Proteus для 128 кГц.

Нужно проверять все сначала.

Не спешите прошивать эту версию! С такими FUSE для перепрошивки может потом понадобиться доктор.

P.S.
После прошивки этих FUSE мой программатор перестал видеть МК.
В данном случае нужно сначала залить программу, а затем уже FUSE.
Но если понадобится перешить, тогда уже сначала доктором восстановить FUSE, а затем все сначала.

Если у Вас программатор USBasp, тогда посмотрите, на нем должен быть джампер, переключающий частоту. На низкой скорости все должно заработать. По крайней мере, таким образом я вернул к жизни свой МК.

Правда программа eXtreme Burner - AVR, которой прошивал МК в USBasp, почему-то саму прошивку писала с ошибкой. Поэтому в USBasp я устанавливал FUSE на 4,8 (или 9,6), затем МК переставлял в свой программатор, заливал прошивку, потом FUSE на 128.
Вот такие танцы с бубном. Нужно будет сделать выбор частоты и в своем программаторе...

Но прошивку проверил на макете, прошивка работает, тайминги и алгоритм нужно проверять отдельно. Ток потребления МК при питании +5V - 0,7 мА, при 3,3V - 0,6 мА.

P.P.S.
Длительность импульса озвучки Гейгера увеличена до 20 мсек;
Добавлена заставка Морзе при включении питания.

Отлично, я в восторге! Ток 0,3 мА при питании 4,0 В
и 0,4 мА при 5В. Как по мне - это прекрасный результат, СПАСИБО!
Проект можно завершить. Когда всё будет в сборе - выложу фото, а всем желающим (если таковые будут) предоставлю документацию (схема, плата, пояснения, рекомендации).

Теперь о проблеме питания. Всё правильно работает до просадки питания 3,1 - 3,0 В. Высокое напряжение стабильно. Но я не хочу применять 2 элемента питания, т.к. при малейшей просадке, преобразователь не вытягивает 400 В. Чтобы уменьшить питание до 3 и менее вольт, надо удлинить импульс PWM, прикидочно, раза в полтора, т.е. до 150 мксек. Хочу попробовать 2 варианта устройства: с питанием от 2х элементов и с питанием от 3х. Если получится на 2х батарейках - это будет великолепно.

ПониПрог шьёт Fuse, с горем пополам. Когда с 1-го раза, когда с 5-го. Попробовал перепрограммировать Fuse - получилось, но тоже не сразу. Зашел в диспетчер устройств, уменьшил скорость СОМ-порта до 4800 бит/сек - разницу не заметил. Может, есть смысл дальше уменьшать?

З.Ы. При звуках Морзе, стрелка 5-миллиамперного прибора прыгает на всю шкалу. Я не считаю это недостатком, поскольку при нормальной работе, служебные сигналы не должны звучать. Ну, кроме SOS, конечно... Но если дело дойдёт до SOS - то надо спасаться самому, а не спасать батарейки.

Я решил отказаться от варианта с питанием 3 В, т.к. пищалка 5-Вольтовая плохо звучит при 3 В и ниже, а пищалка 3-Вольтовая хочет много току, окаянная.

Может, стоит попробовать 3-Вольтовый вариант для пищалки без генератора?

Soir пишет: Да, можно взять за основу прошивку из сообщения #3 и увеличить длительность импульса PWM, для начала, до 150 мксек. Точно назвать цифру не могу, надо пробовать.

150 мксек. FUSE в архиве.

Тестировал. Первое, что зазвучало, это "LB".
- Надо уменьшить порог для LB до 2,2 В. Возможно, придётся еще изменить, поскольку еще не знаю, при каком напряжении откажет преобразователь.
- 150 мксек оказалось мало: ниже 2,9 В преобразователь перестаёт работать. Думаю, надо попробовать установить 300 мксек.
- также надо увеличить длительность озвучки Гейгера, т.к., при пониженном напряжении, звук очень тихий. Прошу установить 20 мсек.

Настройки изменил.

Увеличение длительности импульса не помогло. Вероятно, надо работать над схемотехникой преобразователя.

Испытаниями программы из сообщения #5 я полностью доволен. Soir, можете ли Вы, эту версию прошивки, адаптировать к счётчику СБМ-20?
Изменения такие:
- сигнал SOS, если количество импульсов с Гейгера, за 10 сек., превысит 50;
- сигнал NG, если нет импульсов в течение 30 сек.

Изменил, проверьте.

Всё отлично работает, огромное спасибо!
Soir, у меня к Вам деликатный вопрос: позволяете ли Вы разместить эту разработку на украинском, дружественном сайте? Естественно, со ссылкой на Ваше авторство в написании программы.

Я не накладываю каких-либо ограничений или условий на распространение проектов, созданных с моим участием. Единственное - оказываю поддержку своим разработкам только на тех сайтах, где я эти разработки выложил сам.

Попал под руку транзистор из энергосберегающей лампы. Поэтому, этажерка из 2х полевиков отменяется. Заодно упрощается схема, и преобразователь научился работать от 2,3 Вольт.


Прекрасно работает и не нуждается в удлинении импульсов на базу транзистора.
Не радует только ток пищалки: 5-вольтовая требует 4-5 мА, при меньшем токе работает неустойчиво. Надо найти или разработать экономичную схему для пищалки без встроенного генератора.

Готовое изделие. Ещё не просверлены в крышечке отв. под светодиод и пищалку.

Перепробовал несколько схем генераторов для пьезо-пищалки: на 555 таймере, на транзисторах, на лог. микросхеме. Лучше всего оказалась последняя, на CD4093 - аналоге К561ТЛ1. При потребляемом токе меньше 1 мА (питание 3 В) самое громкое звучание, из всех протестированных схем. Противофазное питание излучателя, резонанс пищалки c генератором и параллельное соединение логических элементов - 3 обязательные условия для достижения максимальной громкости. Возможно, схемка кому-нибудь пригодится, поэтому выкладываю.


В дозиметре, питание на пищалку подается прямо с вывода контроллера.
Экономичность схемки важна для устройств с батарейным питанием: ток потребления в 6-7 раз меньше, чем у 5-Вольтовой пищалки с генератором. Схема работоспособна от 2,2 В до напряжения, максимального по даташиту на микросхему. Нижняя граница напряжения зависит от партии микросхемы.

Подойдет ATTINY24,44,84 и еще целая куча других МК в т.ч. и PIC. Все перечислять не могу и это не имеет смысла, так как не знаю, что доступно, сколько стоит и т.п. Могу только перечислить некоторые минимальные требования к возможностям МК: наличие ADC, два таймера (один из них с PWM), объем памяти 2к.
Ток потребления - смотрите сами.

Из наличия у Вас подходит только ATMEGA8. Можно наверно и две ATTINY13. Но тут думаю критерием выбора варианта должна быть не пустующая память МК, а только технические данные устройства (габариты, ток потребления и т.п.) и стоимость. Если ATMEGA8 будет дешевле, чем две ATTINY13, тогда нет смысла городить огород.

Посмотрел в интернет-магазинах... Исходя из цены и наличия, таки лучше всего AtMega8 или AtMega88.
Имеются также в наличии PIC12F629, 12F675, 12F683, 16F628, 16F676
Пытаюсь разобраться в даташитах... Все буквы буржуйские, понимаю с трудом...

Из перечисленных PICов 628 и 629 не подходят - у них нет АЦП.

Кстати, у PIC есть нюанс, который может сделать невозможным их применение в этой конструкции - у них нет встроенного источника образцового напряжения. Тут нужно еще смотреть по свободным выводам, один придется отдать под образцовое напряжение, формирование которого - дополнительный ток потребления...

У ATMEGA8 тоже не все хорошо в этом плане. Оптимальным будет или ATMEGA88, или все-таки ATTINY.

Выписал на Али AtMega88 и AtTiny44. Ждём-с...

Вопрос: смогу ли я отрабатывать проект для AtMega88, временно используя AtMega8 ? Если не ошибаюсь, то они программно совместимы?

Айнцвайдрайченко пишет: Есть между ними отличия и программно они не взаимозаменяемы. В принципе, сам алгоритм отрабатывать можно, но затем прошивку (и немного железо) нужно будет адаптировать под 88-ую.

А что включает в себя адаптация железа?

И ещё вопрос: если сейчас Вы возьмётесь написать программу для AtMega8, то трудно ли будет потом её адаптировать к AtTiny44? С одной стороны - паяльник чешется, с другой - надо ждать, когда приедут Тиньки.

Айнцвайдрайченко пишет: 88 на 8? Отличаться будут входные делители.

Айнцвайдрайченко пишет: Если сильно чешется - сделаю для ATMEGA8.

Кстати. На этих МК можно сделать выход частоты для пищалки без генератора.

Soir пишет: Это очень хорошо. Еще лучше забить частоту в ЕЕПРОМ. 1000-4000 Гц.
И отдельный выход для светодиода. Светодиод не должен дублировать служебные сигналы Морзе. Он должен отображать только импульсы с Гейгера, следующим порядком:
20 мсек - для импульсов, не кратных 10 и 100;
60 мсек - для каждого 10-го импульса;
180 мсек - для каждого 100-го импульса.

Исходная прошивка - из сообщения #13, дополнения - здесь и #18