2017年3月3日 星期五

MCU應用 or 寶寶爬行訓練機

寶寶爬行訓練機實體展示

讓嬰兒多多爬行有以下好處:

1. 提高活動能力。

2. 增強體質。

3. 促進大腦發育。

4. 促進語言發展。

既然多讓嬰兒爬行的好處這麼多,

讓哥開始思考應該要如何做才能夠誘惑嬰兒多多爬行?

於是便自己動手製作了這一台寶寶爬行訓練機。

這是遙控車的遙控器,四顆按鈕分別控制前進、左轉、右轉以及原地旋轉。

遙控車的背面

遙控車的正面

遙控車的系統架構圖

各區塊功能介紹如下:

1. 左下角的遙控器由一顆18650電池提供電源,透過micro USB孔進行充電,由於編碼器及RF通訊電路都是使用5V電壓,因此將18650電壓透過Boost電路昇壓,並且連接至一個USB母座,所以這是一個遙控器也是一個行動電源。遙控器四顆按鈕分別控制前進、左轉、右轉以及原地旋轉。

2. 遙控車主要分為兩個部分,第一部分是訊號處裡單元,由一顆18650提供電源,透過RF通訊電路接收訊號並且將訊號解碼給MCU使用,MCU再將解碼的訊號轉換成前進、左轉、右轉以及原地旋轉的訊號輸出到光耦合器來進行馬達控制。

3. 遙控車的第二部分是馬達驅動單元,由兩顆18650提供電源,採用全橋架構來控制馬達的正逆轉,驅動訊號由光耦合隔離後輸入到馬達驅動電路。

2017年3月2日 星期四

MCU應用 or LED車燈控制DIY or 兒童電動車

LED車燈控制實體展示:

當境哥還在室友的肚子裡的時候,

有一天去做產檢得知境哥是藍孩,

哥就直接跟車廠業務下訂單買了一台跑車,

為了讓境哥開超跑去買麥當勞薯條,並且成為得來速的焦點,

哥將原廠的燈改為晝行燈,然後自己再加裝遠燈及魚眼近燈,

以提升美觀以及行車安全性!

整個車燈的配置如下圖所示:

遠光燈效果:

魚眼近燈效果:

只有加入遠光燈跟近光燈是無法在麥當勞得來速Hold住整個場面的!

於是哥再加入MCU控制,讓燈光可以實現閃爍、調光、呼吸燈等模式,以達到警示用路人之效果。

加入MCU控制後的整體架構如下圖所示:


各區塊功能介紹如下:

1. 以STM8S 8-bit MCU為控制核心,由Timer模組產生PWM輸出。

2. LED Driver IC為Buck定電流控制,且支援數位調光。

2017年3月1日 星期三

MCU應用 or 汽車抬頭顯示器DIY

抬頭顯示器示意影片:

抬頭顯示器我覺得是個很方便又實用的東西,

而且現在越來越多車廠業務都會送抬頭顯示器,

但是車廠送的抬頭顯示器我覺得有一個小小缺點,

就是數字不夠大,

因為安裝抬頭顯示器的目的就是要避免低頭看時速表的盲駕行為,

但是抬頭顯示器的顯示數字太小,

眼睛就必須對焦到抬頭顯示器上,然後再對焦前方道路,

雖然不需要低頭看時數表,但是眼睛焦距一直在抬頭顯示器及前方道路切換,

其實嚴格算起來也算是盲駕了,

為了能讓抬頭顯示器更人性化,

哥決定自己做一台"超霸氣抬頭顯示器"

抬頭顯示器正面如下圖所示,

整個抬頭顯示器的尺寸幾乎跟一台iPhone 7 plus一樣大,

設計這麼大的顯示器就可以不需要將眼睛焦距移到抬頭顯示器上面,

用眼睛餘光觀察就可以知道目前的時速是多少了!


背面電路如下圖所示:

整個電路的系統架構圖如下圖:

各區塊功能詳列如下:

1. 以STM8S 8-bit MCU為控制核心。

2. 監測電瓶電壓,當汽車靜止狀態30秒時會顯示電瓶電壓,讓駕駛能掌握電瓶狀況。

3. 監測環境光的亮暗度,夜間開車時太亮的抬頭顯示器反而會造成駕駛分心,因此透過環境光偵測來調整抬頭顯示器亮度,後級的16-channel constant current LED Driver IC可支援類比調光及數位調光。

4. MCU抓取ABS車輪的轉速訊號,並且進行運算轉換成汽車行進時速,並且送出控制訊號讓七段顯示器顯示當前時速。

2016年9月14日 星期三

傳統日光燈座改裝LED燈管

事情是這樣子的,每次只要到了夏天晚上,總是會有一些昆蟲往室內飛,
像是一些常見的飛蛾、小飛蟲、天牛、飛蟻、椿象以及金龜子等趨光性的生物,
總是愛在日光燈管附近跳著華爾滋,真的是不勝其擾。
為了解決這個問題,所以決定將日光燈管改裝成LED燈管,
至於為什麼LED可以不招來趨光性昆蟲,概略地用下方光譜圖說明:

傳統日光燈管的光譜頻段主要落在可見光的藍紫區間內,此區間是大部分趨光性昆蟲所愛的光波長;
LED的光譜頻段主要落在藍區間內,此區間減少了昆蟲所愛的光波長,因此可以減少昆蟲的聚集。
也因為LED的光波長落在藍區間內,所以不會有紫外線成分,因此也不會被曬黑。
然後讓哥搞威一下(台語:意指多話),一般監視器的紅外線波長為850nm也有一些使用940nm(比如說小蟻夜視版),這些光波長落於近紅外線區間,完全不含昆蟲所愛的光波頻段,所以下次看到屋簷下的監視器不彷抬起頭觀察,幾乎是不會有昆蟲在監視器前面跳華爾滋的。
介紹完LED不招飛蟲的原理,接下來就開始介紹如何用最低的成本改裝燈座!
首先,先把天花板上的日光燈做拆下來。

接著是將日光燈管的安定器、啟動器卸除下來。

由於燈管塑膠座長期被日光燈管的紫外線照射,導致塑膠座氧化脆裂,因此也將塑膠座一併換新。

右邊的電線全部接到紅色的火線(Line)。

左邊的電線全部接到白色的水線(NEUTRAL)。

接著將整組燈座安裝回去天花板,從牆壁引出的白色水線接到燈座的白色水線,從牆壁引出的藍色線接到燈座的紅色火線。

接著將燈罩安裝回去燈座,並且直上LED燈管,這樣就完成啦!

經過了5月、6月及7月夏季的觀察,實際經驗確實沒有飛蛾、飛蟲及金龜子飛進房間內。
成本小計:
1.燈管塑膠座:40 NTD*2
2.LED燈管:Reserve(等待照明廠商購買本篇葉佩雯)
葉佩雯聯絡方式:leader2x9@gmail.com

2016年5月6日 星期五

汽車音響咻咻聲or電流聲or高頻雜音完美解決方案


這次要跟大家分享的,就是汽車音響在汽車行駛其間有咻咻聲或是電流聲或是高頻雜音時的完美解決方案。上圖就是這次的主角,淘寶買的藍牙汽車音響,含運費送到台灣不超過六張孫中山。

原本是98.4RMB包含一張8G micro SD卡,但是為了施工方便,跟賣家協商之後,請賣家將8G micro SD卡更換為豐田無損線,因為先把轉接線做好,之後在安裝時絕對能省下超多時間!在更換配件之後,售價依然是98.4RMB。

當汽車藍牙音響主機一到手寶寶就很興奮地將主機安裝上車,然後就開電源試聽了一下,音質還過得去,而且比寶寶原廠的卡帶音響主機還多出了藍牙功能、USB隨身碟讀取功能、SD卡讀取功能、3.5mm耳機孔AUX IN以及紅外線遙控功能,而最基本的FM收音機功能是肯定有的。
一直到目前為止,這新的音響主機似乎是無可挑剔,但是直到寶寶發動汽車引擎之後問題就出現了,喇叭傳來一陣高頻雜音,雖然說這時候寶寶就大概知道出了什麼問題,但是為了更警慎地確認問題,寶寶輕輕地試踩了兩下油門,雜音頻率變得更高頻了,這時寶寶可以萬分地肯定問題在哪裡了,就是音響主機的電源髒掉了。
因為寶寶的老本行是電力電子,所以寶寶大概只用了1分鐘就想到完美解決方案,這解題的速度還果真是嚇死寶寶了!

至於寶寶是如何解決汽車音響高頻雜音的問題?正所謂好酒沉甕底,寶寶稍晚做說明,現在先來拆解這次買的音響主機。
這些都是原廠的配件,有3.5mm立體音源線、紅外線遙控器、FM天線轉接頭以及SD轉接卡。

這是藍牙音響主機本人。

拆開上蓋。

開始查看廠商的用料,盛群半導體的HT1621,谷哥有查到datasheet,這顆IC的功能是用來驅動顯示面板的。

TM2313在谷哥上也有查到datasheet,這顆IC的功能是用來選擇音源訊號(如:FM/藍牙/AUX IN)、高低音調控、左右音量平衡、前後音量平衡及總體音量調整等......。

A3900寶寶在谷哥上查不到這顆IC的datasheet,這顆IC附近的元件有32.768kHz RTC震盪器、24MHz震盪器、FM天線訊號及PCB藍牙天線,所以寶寶猜測這是一顆MCU,負責的工作有真實時鐘、處理收音機接收訊號、處理藍牙訊號及處理面板前方按鈕訊號。

PCB天線,從Layout走線長度約為3.125公分來看,可以判定這是2.4GHz頻段的天線,所以是給藍牙用的無誤!

電路板上有一顆7805線性降壓IC,應該是提供5V的電壓給USB、MCU、盛群IC。

後級的功率放大是使用ST的TDA7388 Bridge Tied Load的功率放大IC。


拆解完音響主機之後,寶寶為了喚醒大家的記憶,所以要先描述什麼是汽車音響咻咻聲or電流聲or高頻雜音,可以直接參考底下的這個影片,這影片裡面跟寶寶碰到的問題完全一模一樣。

到這邊寶寶就不再繼續賣關子了,寶寶的解決方案就是在電源端加入一個低通濾波器,因為音響主機的電源已經髒掉了,所以用濾波器將汽車發電機的高頻雜訊濾掉。
濾波器的架構寶寶打算用C-L-C的濾波器架構。所以要準備的材料有兩套電容以及一個電感。不同的電容材質在不同的頻率下的特性也都不相同,所以寶寶不只用陶瓷電容,塑膠電容也都拿來用。

電感的部分,百年電子材料行(勝特力)就買得到了。

先把這兩個電感的漆包線全部拆除,然後寶寶想起來林瑞禮教授上課很喜歡跟大家分享漆包線的英文怎麼說,這邊不賣關子,漆包線的英文是『magnetic wire』

然後再把這兩個鐵芯疊在一起用膠帶固定住。

重新再將magnetic wire繞在鐵芯上面,寶寶說明一下為什麼要這樣做,當鐵芯磁路長度不變的情況下,增加鐵芯截面積變成兩倍,其電感飽和電流亦增加兩倍

重新繞製的電感,接上寶寶在2011年用單晶片8051研發出來的電感飽和量測電路進行飽和電流量測。

立馬量測出這顆電感在電流6A以下操作其電感值是不會改變的,用LCR meter量測其感值為470uH,搭配電解電容的容值為1000uF+1000uF(原廠+自己外掛),使用公式1/2*pi*(LC然後開根號),約略估算出截止頻率點為164Hz。

開始進行電路改造,首先是焊接電容,並且用熱縮套管做好、做滿必要的絕緣,以免發生短路害自己在公路上顧路了。

PCB的右上角有一個R的元件,它是短路的狀態,要用美工刀把PCB銅箔切斷才有辦法串聯電感。

接著將剛剛繞製好的電感焊接上去。

看!兩三下工夫就把濾波器加進去電路裡面了,不過還沒大功告成,接下來要處裡的是連接線。

還記得寶寶說過一定要用8G的記憶卡跟賣家換豐田的無損線嗎?先將豐田無損線與藍牙汽車音響主機connector對接。

用熱縮套管做好絕緣。

電源線路徑分成一束,喇叭線路徑分成另外一束,接著將這兩束電線都用烤肉用的鋁箔紙包起來。

使用電火布將鋁箔紙再包起來

這兩束電線以垂直接近90度的交叉之後拉開彼此間的距離,因為還沒經過濾波器的電源線其實還是髒髒的,以這種方式盡可能地減少電磁效應以及寄生電容效應。左下角的連接器接到主機,右上角的連接器接到汽車上

真心推薦一定要把8G記憶卡換成無損線,你看,這樣就直接接上車了。

完工圖,寶寶真是棒棒,但寶寶不說!

大家以為這樣就沒了嗎?打開後車廂,可以看到這個非常不實用的CD換片箱。

拆掉它!拆掉它!拆掉它!後車箱從此變得清爽多了。

成本小計:
1. 藍牙汽車音響主機:98.4 RMB
2. 電感:45 NTD
3. 專業知識及工錢:無價