Munkák

Linear Modular DC kameramozgató rendszer

A korábbi time-lapse fotózáshoz fejlesztett Linear Basic kamerasín vezérlőrendszer folytatásaként 2014. év tavaszán kezdődött egy hasonló, de jóval nagyobb tudású rendszer fejlesztése. A korábbi projektnél kialakult leosztás szerint ebben a munkában is a teljes elektronikai fejlesztését kaptam feladatul, viszont az elvárások és a technikai követelmények hatalmasat ugrottak.

A Linear Basic sín egy egytengelyes kameramozgató megoldás volt, ráadásul egy helyen volt mind a mozgatást végző motor, mind pedig a vezérlőelektronika és a beállítás, paraméterezés is a helyben kialakított kezelőfelületen működött. Ezzel szemben ennél az új moduláris rendszernél 5 tengelyt kellett valós időben szinkronizáltan vezérelni. A legnagyobb kihívást az jelentette, hogy minden hardveres periféria különálló szerkezeti modulban kapott helyet, így az összeköttetésükről is gondoskodni kellett, mindezt egyetlen szál vezeték felhasználása nélkül. A rendszert manuális pad segítségével, illetve egy tabletre megírt célalkalmazás segítségével is tudni kellett vezérelni, ezért Wi-Fi kommunikáció kialakítására is szükség volt.

Többszöri egyeztetés és megbeszélés után összeállt egy nagyon részletes technikai specifikáció arról, hogy a rendszernek mit kell tudnia és hogyan kell működnie. Egy pár fontos szempont:

LED-es másodpercmutató számlapos órához

Kaptam egy olyan tervezési feladatot, hogy készítsek egy már meglévő számlapos órához másodperc kijelzést LED-ek segítségével, mivel a mechanikus óra csak kicsi és nagymutatóval rendelkezik, másodpercmutatóval nem. Még mielőtt valami bonyolult dologra gondolna bárki is, a mechanikus órával nem kellett szinkronban lennie ennek az áramkörnek.

A megvalósításhoz szükség volt 60db nagy fényerejű vörös LED-re, egy valamennyire pontos időalapra, egy számlálóra és sok-sok kimenetre, illetve ettől is több vezetékre. Amit lehetett, azt megoldottam mikrovezérlővel, így az időalapot adó oszcillátor a hozzá szükséges számlálóművel egy mikrokontrollerben lett létrehozva. Mivel rengeteg kimenetre volt szükség és feleslegesnek bizonyult a feladatra egy TQFP100 tokozású PIC32MX, így soros léptetőregiszterekkel csináltam meg a 60db kivezetést.

Ami a mikrokontrollert illeti, így a szoftvert kiegészítve egy megfelelő számú léptetőregisztereket is kezelő rutinnal és a számlálók tartalmának átalakításához szükséges adatkonverterrel elegendőnek bizonyult egy SO8 tokozású PIC12F1822-es kontroller is egy marék 74HC595 8 bites léptetőregiszterrel.

Variáció kiválasztó ROLAND BK 7M hangmodulhoz

Gyors és olcsó segítség egy zenész számára. Kérésnek megfelelően ki kellett alakítanom egy olyan elektronikát, mely egyetlen bemenetre kapcsolt érintkező segítségével több kimenetet tud egymás után be és kikapcsolni érintkezőkkel.

Adott egy ROLAND BK 7M kísérőautomatikás hangmodul, melynek 4 variációját kell kapcsolgatni. A hangmodulon erre 4 gomb lett gyárilag kialakítva. Feltételezem, hogy zenélés közben ezeket elég problematikus nyomogatni, így kaphattam azt a kérést, hogy készítsek olyan elektronikát, melyre egy lábpedált kötve ezek a variációk egyszerűen léptethetőek sorban, egymás után. Feltétele volt, hogy a váltás között kis késleltetés is legyen, tehát ahogy elenged az egyik relé, csak legalább 200ms után húzzon be a másik.

A feladatot egy PIC mikrokontrollerrel oldottam meg. Az áramkörnek külön tápellátásra is szüksége volt. Az egyszerűség és olcsóság kedvéért egy 230VAC-12VDC gyári adaptert is adtam modul mellé, valamint a bemenetet úgy alakítottam ki, hogy a tápegység a gyári csatlakozójával használható legyen. A relék állapotát LED diódák jelzik.

A PIC tápját egy 78L05 állítja be üzemi értékre, a bemenet prell mentesítését szoftverből oldottam meg.

R2D2 szenzor modul fejlesztés

A 2015-ös évben volt alkalmam részt venni egy különleges fejlesztési projektben. Mint ismeretes, 2015. decemberében került bemutatásra az Ébredő erő című legújabb Star Wars film. Ennek apropóján egy fejlesztőcsapat elhatározta, hogy a hivatalos bemutatóig elkészítik R2D2 1:1 arányú, mesterséges intelligenciával felruházott mását. Egy ilyen robot összes alkotóelemének megtervezése és legyártása rengeteg feladatot és kihívást tartogat és mindezt rövid idő alatt kellett véghez vinni. A robotot igyekeztek úgy részekre osztani, hogy a lehető legtöbb ember tudjon rajta párhuzamosan dolgozni. Az elektronikai modulok megvalósításakor kerültem én a képbe.

Több lehetőség közül a robot szenzorait végződtető modul megtervezését és elkészítését választottam. A robot mozgatása nem távirányítással történik, hanem azt egy programozott számítógép végzi, melynek bizonyos helyzetekben döntéseket kell hoznia. Ehhez elengedhetetlen tudni azt, hogy az egyes részegységek milyen helyzetben állnak, illetve a robot körül mi történik.

Vezeték nélküli SOS nyomógomb

Egy okostelefonnal automatizált segélyhívó rendszer kialakításához terveztem az itt bemutatott vezeték nélküli átjelző prototípust. A rendszer lényege, hogy idősek és mozgásukban korlátozott egyének biztonságérzetét növelje azáltal, hogy bármikor segítségre lenne szükségük, vagy bajba kerülnének, egy mindig kéznél lévő nyomógomb megnyomásával azonnali segélykérést tudjanak indítani anélkül, hogy telefonjukat elővennék, illetve tárcsáznának, vagy SMS-t küldenének vele.

Ez a készülék is, mint ma már egyre több eszköz a megoldásnak csak az egyik fele, a rendszer másik részét ugyanis egy Android alkalmazás képezi, melyet egyedileg fejlesztettek ki ehhez a projekthez.

A felhasználó okostelefonján egy háttérben futó alkalmazás folyamatos készenlétben figyeli az USB vonalat. Ha az USB csatlakozón keresztül jelzés érkezik a telefon irányába, az alkalmazás működésbe lép és automatikusan végzi a számára beprogramozott feladatokat. Hívás indítása, SMS üzenetek küldése... stb.

Egyedi STM kísérleti panel

Az Olimexino STM32 fejlesztőpanel egy egyedi kérésekkel kiegészített, módosított változatát készítettem el. Ennek a projektnek a kapcsán megkaptam az Olimexino panel gyári rajzát, illetve egy vázlatosan lerajzolt instrukciót arról, hogy mivel és hogyan kellene kiegészíteni a gyári kapcsolást, valamint a csatlakozókat milyen típusú aljzatokkal kellene kivitelezni. A kérésben szerepelt még egy bimetál hőérzékelő illesztése is a mikrovezérlőhöz, illetve néhány analóg és digitális jel feszültségszintjét is szükséges volt illeszteni 3,3V és 5V között. Ki kellett alakítani a panelen továbbá egy tápegységet, mely a teljes vezérlőpanelt képes az igényeknek megfelelő tápfeszültséggel ellátni, valamint 32V beérkező feszültségről is biztonságossá teszi a modul használatát.

A kiegészítők listája és a kapott vázlatos rajzok alapján elsőként a panel kapcsolási rajzát készítettem el, majd következett a nyomtatott áramköri kártya tervezése. Ilyen bonyolultságú áramkört alapjáraton már kétoldalas kivitelben kezdtem tervezni.

A tápegységet egy A8498 kapcsolóüzemű szabályozó köré építettem fel, mely 8V DC kimeneti feszültség előállítását végzi. A magasabb bementi feszültségek esetén keletkező nagy mértékű feszültségcsökkentés így nem okoz melegedést. Ebből 1117-es stabilizátorokkal előáll 5 és 3,3V a digitális részegységek ellátására.

Szaunakabin vezérlő

Egy szaunakabinokat gyártó cég megbízására készítettem el az alább bemutatásra kerülő vezérlőegységet. A termék elkészítésénél kiemelt fontosságú volt az egyszerű kezelhetőség, csak a szaunakabin vezérléséhez alapvetően fontos funkciók megvalósítása, illetve a költséghatékony előállítás és gyárthatóság. A modul egy egyszemélyes infraszauna alapvető vezérlési feladatait látja el. Ezen feladatok közé tartozik a kabin hőmérsékletének beállítása, szabályozása, a szaunázásra szánt idő mérése, az idő letelte után a folyamat automatikus leállítása. Extra funkcióként bekerült még a manapság már elterjedten használt és már szinte alapfelszereltségbe tartozó fényterápia.

Egy szaunakabinokat gyártó cég megbízására készítettem el az alább bemutatásra kerülő vezérlőegységet. A termék elkészítésénél kiemelt fontosságú volt az egyszerű kezelhetőség, csak a szaunakabin vezérléséhez alapvetően fontos funkciók megvalósítása, illetve a költséghatékony előállítás és gyárthatóság. A modul egy egyszemélyes infraszauna alapvető vezérlési feladatait látja el. Ezen feladatok közé tartozik a kabin hőmérsékletének beállítása, szabályozása, a szaunázásra szánt idő mérése, az idő letelte után a folyamat automatikus leállítása. Extra funkcióként bekerült még a manapság már elterjedten használt és már szinte alapfelszereltségbe tartozó fényterápia.

FoamCutter Power100 habvágó tápegység

Legyen szó épületek hőszigeteléséről, dekorációs elemek, díszlécek, feliratok készítéséről, a polisztirol habot ilyen célra elterjedten alkalmazzák. Aki ilyen anyagokkal dolgozik, az tisztában van azzal, hogy a megmunkálásuk külön szerszámot igényel, ami nem merül ki egy éles késben, vagy szikében. Ezen anyagok esztétikus darabolása csupán mechanikus úton nem megoldható, illetve borzasztó körülményes. Ipari méretben, de még hobbi jellegű munkákhoz is a minőségi eredmény elréséhez a legtöbb esetben valamilyen melegített huzallal történő alakítási, darabolási módszert alkalmaznak. Aki hobbi, vagy kisipari szinten használ ilyen anyagot, az általában valamilyen szabályozható tápegységgel kell, hogy dolgozzon a szép eredmény elérése érdekében. Egy ilyen célra kifejlesztett szabályozható tápegységet terveztem és építettem meg, melynek működését alább ismertetem.

A tápegység bemutatása előtt érdemes kitérni röviden a polisztirol alapanyagok, a megmunkálásukhoz (vágásukhoz) alkalmazott huzaltípusok, a vágószerszámhoz szükséges huzal kiválasztásának szempontjaira, mert nem minden a tápegységen múlik. A polisztirol haboknak alapvetően kétféle típusuk ismert, az EPS és az XPS. Mindkettő alapanyaga azonos kémiai összetételű, a különbség csupán az előállítás módjában van.

Time-lapse kameramozgató rendszer

A time-lapse felvételek készítéséhez többféle technika létezik. A leginkább elterjedt eljárás az, amikor egy kamerát valamilyen kötött pályás rendszeren mozgatnak oly módon, hogy közben a céltárgyról több felvételt készítenek, melyeket videóvá fűzve különleges alkotások készíthetőek. A szerkezet két fő részből áll, egyik maga a mechanika, ami állványra szerelve biztosít egy egyenes pályát, valamint egy a pályán mozgatható kamerarögzítő talpat. A mozgatást ennél a projektnél egy kefés DC motor végzi. A másik fontosabb egység pedig maga az elektronikai vezérlőegység, ami lehetővé teszi a megfelelő sebességű mozgást, pontos pozicionálást valósít meg, illetve távkioldó segítségével kellő időpillanatban exponáltatja a rendszerre kapcsolt kamerát.

Oldalak