Elektronický barometer pre domácnosť. Metro bude označovať hranice: keď doprava hlavného mesta zavedie platbu podľa zón Domáci barometer na mikrokontroléri

Na žiadosť tých, ktorí zostavili predchádzajúci dizajn barometra na PIC 16F684 a snímač tlaku BMP180, publikujeme článok (pokračovanie). Toto zariadenie umožňuje súčasne zobrazovať teplotu aj tlak. Na tento účel bol v návrhu použitý indikátor založený na čipe MAX7219, ktorý umožňuje pracovať s maticou 8X7, použitie tohto indikátora umožnilo znížiť počet zapojených portov mikroprocesora.

Najbežnejšie používaný snímač teploty je 18b20, ktorý má trojkolíkový dizajn. DS18B20 (digitálny teplomer s programovateľným rozlíšením 1-Wire®). Rozsah merania teploty je od -55 do +125 °C. Pre rozsah od -10 do +85 °C chyba nepresahuje 0,5 °C.

Schéma zariadenia je znázornená na obrázku 1.

Indikátor MAX7219 bol zakúpený na Aliexpress. Ale tento indikátor sa predáva hotový a stačí ho pripojiť k naprogramovanej doske s 5 vodičmi.

Schematický diagram indikátora je znázornený na obrázku 2 nižšie je fotografia takéhoto indikátora.

Vzhľad zostaveného zariadenia je znázornený na fotografii nižšie.

Záporné teploty sú zobrazené s mínusom pred číslom a stupne sú zobrazené bez desatín.

Stiahnite si výkres PCB, schému a firmvér.

Pri montáži auta alebo lode pomocou mikrokontroléra Arduino je potrebné pripojenie jednosmerného motora k Arduinu (motor kefy). Zvážme rôzne možnosti pripojenia jednosmerných motorov: priamo na dosku, cez bipolárny tranzistor a tiež pomocou modulu L298N. Prehľad obsahuje schémy zapojenia a programové kódy pre všetky uvedené možnosti.

Ovládanie motora na Arduino

Komutátorový motor môže byť navrhnutý pre rôzne napájacie napätia. Ak motor beží na 3-5 V, potom môžete motor pripojiť priamo k doske Arduino. Motory pre automobily s ovládaním cez Bluetooth, ktoré sa dodávajú s prevodovkami a kolesami, sú už navrhnuté pre napätie 6 voltov alebo viac, takže by sa mali ovládať cez tranzistor s efektom poľa alebo cez ovládač L298N.

Diagram znázorňuje konštrukciu jednosmerného motora a princíp jeho činnosti. Ako vidíte, aby sa rotor motora začal točiť, musí byť k nemu pripojené napájanie. Keď sa zmení polarita napájania, rotor sa začne otáčať v opačnom smere. Ovládač motora L298N vám umožňuje zmeniť smer otáčania motora fa 130, vďaka čomu je jeho použitie vo vašich projektoch pohodlnejšie.

Ako pripojiť motor k Arduinu

Pre túto lekciu budeme potrebovať nasledujúce podrobnosti:

doska Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
DC motor (Motor DC);
efekt poľa/bipolárny tranzistor;
ovládač motora L298N;
drôty "otec-otec", "otec-matka".

Pred výberom spôsobu ovládania motora z Arduino Uno r3 skontrolujte, na aké napätie je váš motor navrhnutý. Ak je potrebné napájanie viac ako 5 voltov, mal by sa použiť tranzistor alebo budič. Pinout tranzistorov sa môže líšiť od uvedeného príkladu (mali by ste skontrolovať pinout pre váš typ). Ovládač L298N vám umožní nielen zapnúť motor, ale aj zmeniť smer otáčania.

Skica. Priame pripojenie motora

Priame pripojenie motora k Arduinu je najjednoduchší spôsob, ako zapnúť ventilátor na Arduine alebo stroji. Príkaz na zapnutie motora sa nelíši od príkazu pri pripojení LED k mikrokontroléru. Funkcia digitalWrite zapína/vypína napájanie digitálneho portu, ku ktorému je pripojený jednosmerný motor. Zostavte obvod a stiahnite si program.

void setup() (pinMode(12, OUTPUT); // vyhlási pin 12 ako výstup) void loop () ( digitalWrite ( 12 , HIGH ); // zapnite motor oneskorenie(1000); // počkajte 1 sekundu digitalWrite (12, LOW ); // vypnite motor

Vysvetlenia pre kód:

na pripojenie motora bez ovládača môžete použiť akýkoľvek port;
Ak sa motor nezapne, možno na digitálnom výstupe nie je dostatočný prúd, pripojte motor cez tranzistor k portu 3,3 V alebo 5 V.

Skica. Pripojenie motora cez tranzistor

Pripojenie motora cez tranzistor k Arduinu bude potrebné, ak sa motor nechce zapínať priamo z dosky, potom by ste mali použiť 5 V port na mikrokontroléri alebo externý zdroj energie. Tranzistor bude hrať úlohu kľúča, ktorý zatvára / otvára elektrický obvod. Samotný tranzistor je riadený digitálnym portom. Zostavte obvod ako na obrázku a stiahnite si program.

Pripojenie FA-130 DC motora - Motor DC Arduino void nastavenie () ( pinMode (13, OUTPUT); // vyhlási pin 13 ako výstup) void loop () ( digitalWrite ( 13 , HIGH ); // zapnite motor oneskorenie(1000); // počkajte 1 sekundu digitalWrite (13, LOW ); // vypnite motor oneskorenie(1000); // počkajte 1 sekundu)

Vysvetlenia pre kód:

v prípade potreby môžete k Arduinu pripojiť dva motory FA-130;
v závislosti od charakteristík je motor pripojený na 3,3 alebo 5 Voltov.

Skica. Pripojenie motora cez driver

Pripojenie motora k Arduinu cez driver L298N alebo Motor Shield L293D vám umožní zmeniť smer otáčania rotora. Ale na použitie týchto modulov budete musieť nainštalovať príslušné knižnice pre Arduino. V príklade sme použili schému zapojenia motora pomocou modulu L298N. Zostavte obvod ako na obrázku nižšie a nahrajte nasledujúci náčrt pomocou.

// nastavenie mien portov#define IN1 3; #define IN2 4; #define IN3 5; #define IN4 6; void setup () ( pinMode (IN1, OUTPUT); pinMode (IN2, OUTPUT); pinMode (IN3, OUTPUT); pinMode (IN4, OUTPUT); ) void loop () ( // otáčajte motory jedným smerom digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW); digitalWrite(IN5, HIGH); digitalWrite(IN6, LOW); digitalWrite(IN4, LOW); }

Vysvetlenia pre kód:

oneskorenie (2000); // počkajte 2 sekundy digitalWrite (IN3, LOW );
digitalWrite(IN4, LOW);

digitalWrite(IN5, LOW);
digitalWrite(IN6, LOW);
oneskorenie(1000);
// vypnutie na 1 sekundu
// otáčajte motory v opačnom smere
digitalWrite(IN3, LOW);
digitalWrite(IN4, HIGH);

digitalWrite(IN5, LOW);
digitalWrite(IN6, HIGH);
oneskorenie (2000); // počkajte 2 sekundy digitalWrite (IN3, LOW );
digitalWrite(IN4, LOW);
digitalWrite(IN5, LOW);
digitalWrite(IN6, LOW);
puzdro - 118×72 28 mm. Prevádzka zariadenia bola testovaná pri teplotách od -5 do
+25 C Chyba merania tlaku nepresiahla 4 mm Hg Diagram
Zariadenie je znázornené na obr. 1 modul zostavený na samostatnej doske
merania tlaku sú zvýraznené prerušovanou čiarou.

Povinné
aby snímač fungoval, hodinové impulzy s frekvenciou 32768 Hz generuje kremeň
generátor založený na prvkoch mikroobvodu DD1 V zásade by tieto impulzy mohli
vytvorte mikrokontrolér DD2 pomocou jedného z časovačov, ktoré obsahuje
To by si však vyžadovalo skomplikovanie programu.

Napätie
3,6 V na napájací snímač B1 a mikroobvod DD1 sa získa pomocou zenerovej diódy VD1
Rezistory R1 -R3 - záťaž pre vedenia spájajúce snímač s mikrokontrolérom
Rozhranie 1C a signál XCLR Je zobrazená doska s plošnými spojmi modulu merania tlaku
na obr. 2

Hoci
Snímač HP03SB obsahuje aj zabudovaný merač teploty, jej odčítanie
sú používané programom mikrokontroléra DD2 len na objasnenie výsledkov
merania tlaku. Spolu s hodnotou tlaku sa zobrazí LCD HG1
hodnoty z iného snímača teploty - DS1624 (B2) Dôvod je jednoduchý - to
presnejšie, ak je to potrebné, snímač B2 môže byť vzdialený a umiestnený tam, kde
teplota je najzaujímavejšia. Pri inštalácii v kryte zariadenia
tento snímač by mal byť umiestnený na bočnej stene a pozdĺž nej by sa malo vytvoriť okno
velkosti Inak chyba 1,5 ..1,8 ‘C je nevyhnutna, ako som videl v praxi
Napájacie napätie +5 V je stabilizované mikroobvodom DA1.
odpor R8 nastaví najlepší kontrast obrazu na LCD pomocou tlačidla
SB1 zapnite podsvietenie svojej výsledkovej tabule. Zostávajúce prvky sú potrebné na prevádzku
mikrokontrolér Elements R7 R9 SY VD2 - obvod na inštaláciu mikrokontroléra do
počiatočný stav Quartz rezonátor ZQ2 s kondenzátormi C11.C12 - nastavenie frekvencie
obvod generátora hodín mikrokontroléra.

Zapnuté
ryža. 3 znázorňuje nákres hlavnej dosky plošných spojov zariadenia a na obr. 4 -
usporiadanie dielov na ňom v zobrazenom priechodnom otvore (doska
na obr. 2), je potrebné vložiť a prispájkovať drôt na oboch stranách
prepojka. Pre mikrokontrolér DD1 musí byť poskytnutý panel, pretože
v procese nastavovania zariadenia bude potrebné tento mikroobvod odstrániť a znova
nainštalovať.

Zastavme sa
na niektorých funkciách snímača HP03SB. celkový pohľad a celkové rozmery
znázornené na obr. 5 Ak chcete určiť tlak, musíte najskôr prečítať
z pamäte inštancie tohto senzora nainštalovaného v zariadení, dvojbajtový
hodnoty koeficientov C, -C- a jednobajtové hodnoty parametrov A-D. Všetky sú individuálne
pre tento prípad.

Výsledky
merania sú dve dvojbajtové čísla - D1 - tlak D2 -
teplota. Čítanie ich spamäti
senzor, program musí vypočítať pomocné hodnoty

Viac
Podrobné informácie o snímači HP03SB sú dostupné v . Treba však poznamenať
že adresy vnútornej pamäte snímača, kde sú uložené, sú uvedené nesprávne
jeho jednotlivé konštanty. Mali by ste použiť uvedené adresy
c Zariadenie môže využívať aj iné snímače radu NROZ
majú menšiu presnosť, iné sa líšia dizajnom.

Job
program začína inicializáciou mikrokontroléra a LCD portov Úspešne
inicializácia je potvrdená zobrazením nápisu „TERMOBAR“ (písm
N chýba). Potom sa inicializuje tlakový snímač, ktorý načíta stav registra
Stav modulu mikrokontroléra TW1 nie je kontrolovaný.

Pre
na čítanie koeficientov a parametrov snímača je určený špeciálny program
ReadCC, ktorý je potrebné načítať do programovej pamäte plne zostaveného mikrokontroléra
zariadenie (s pripojeným modulom merania tlaku), zapnite ho a prejdite
na niekoľko sekúnd ho vypnite. Potom musíte odstrániť mikrokontrolér a
pomocou programátora na čítanie obsahu jeho EEPROM. Obsahuje adresy
uvedené v tabuľke. 1 sa nachádzajú hodnoty jednotlivých koeficientov a parametrov
senzor Ďalej musíte otvoriť súbor operačného programu barometer-teplomer
BARO-2 asm, nájdite v ňom fragment uvedený v tabuľke. 2 a opravte hodnoty
konštanty tam deklarované v súlade s tými, ktoré boli načítané z parametra D EEPROM
sa v programe nepoužíva

Teraz
program je pripravený pracovať s inštanciou snímača nainštalovanou v zariadení
Zostáva to už len odvysielať pomocou AVR Studio a načítať výsledný HEX súbor
do mikrokontroléra Upozorňujeme, že sa počíta podobný súbor priložený k článku
pracovať so snímačom, ktorý mal autor Ak ho načítate do mikrokontroléra
zariadenie s inou inštanciou snímača tlaku bude fungovať, ale bude nepresné
čítania

IN
Pri vývoji boli použité fragmenty programov z a . Konverzné rutiny
čísla zo hexadecimálneho na binárny desiatkový formát sú prepracované z
berúc do úvahy bitovú hĺbku čísel. Rutiny dvojbajtového násobenia a delenia
čísla určené pre mikrokontroléry rodiny MCS-51 boli preložené do
assembler AVRASM Podprogram, ktorý prešiel najmenšími zmenami
LCD ovládanie, berú sa do úvahy iba vlastnosti indikátora MT-10S1 a pre vstup a výstup
signály využívajú iné porty mikrokontroléra.

Obvod barometra na meranie atmosférického tlaku je zostavený pomocou tlakového snímača MPXHG6115. Samotný snímač poskytuje na svojom výstupe napätie úmerné tlaku vzduchu. Prevádzkový rozsah pokrýva atmosférický tlak (90 - 110 kPa) na hladine mora. Minimálny prevádzkový tlak vzduchu snímača je 15 kPa, čo umožňuje jeho použitie aj v horských oblastiach. K tomu však treba prepočítať odpory na jeho doske. Pre atmosférický tlak v oblasti blízko hladiny mora je rozsah výstupného napätia snímača 3,625 - 4,55 voltov. V analógovej časti obvodu (v diagrame tieňované) sa na výstupe generuje lineárne napätie v rozsahu 0 - 5 V, čo je v normálnom rozsahu mikrokontroléra ADC. Zhoda sa vykonáva pomocou dvoch operačných zosilňovačov. Ľavý (v diagrame) poskytuje optimálny zaťažovací odpor pre snímač (51 kOhm) a invertuje referenčné napätie asi 2,5 V. Referenčné napätie sa získa pomocou deliča napätia pozostávajúceho z dvoch rezistorov 11,5 k (presnosť 1%). . Pravý operačný zosilňovač poskytuje potrebné škálovanie napätia a počiatočné nastavenie na 0. Odporúčame použiť duálny OPA2374.

Špecifikácie

Rozsah merania: 700 - 800 mm Hg
Napájacie napätie: 5 voltov
Prúdový odber: 40 mA

Snímač priblíženia a analógový zosilňovač sú namontované na malej doske s plošnými spojmi. K základnej doske sa pripája pomocou 3 vodičov. Testovací obvod pozostáva z mikrokontroléra a LCD modulu s rozhraním namontovaným na jeho zadnej strane. Karta rozhrania vykonáva všetku komunikáciu s PIC iba pomocou dvoch vodičov a jej softvér implementuje zjednodušenú verziu štandardného rozhrania I2C. Program radiča PIC16F84 priraďuje svoj pinový vstup RC3 vstupu ADC. Jednoducho vypočíta tlak na základe vstupného napätia podľa vzorca, prevedie ho na BCD a zobrazí na obrazovke.

Kto vyhral tender

Víťazom výberového konania sa stal vývojár softvéru „Software Product“. Zmluvná cena bola 670 miliónov rubľov. Lehota na vykonanie je 910 kalendárnych dní odo dňa uzavretia zmluvy.

„Problém zónovania je otázkou taríf. Tarify a pravidlá pre prevody sú určené štruktúrami moskovského ministerstva dopravy, našou úlohou v rámci zmluvy je tieto pravidlá technologicky podporovať,“ povedal pre RBC Dmitrij Chursin, výkonný riaditeľ softvérového produktu.

Chursin nevysvetlil, ako presne sa dá kontrolovať prechod cez určité zóny cestujúcimi. "V nasledujúcich troch rokoch sa v tomto systéme môžu objaviť nové typy nosičov lístkov a zariadení na automatizáciu cestujúcich pre bezkontaktné metódy overovania lístkov," povedal.

Ako pre RBC povedala Tatyana Semenova, generálna riaditeľka MSP LLC (spoločný podnik medzi výrobcom mikroelektroniky Mikron a Moskovským metrom, zodpovedným za rozvoj dopravných projektov), jednou z úloh v rámci rozvoja infraštruktúry inteligentných miest je optimalizácia nákladov na prepravu osôb v závislosti od dĺžky, pravidelnosti a načasovania cestovania, ako aj zabezpečenie možnosti využitia cestovných lístkov v susedných regiónoch.

Od roku 2013 je Mikron výrobcom a dodávateľom plastových bezkontaktných čipových kariet pre cestovné v trojke. Podľa Semenovej je MSP LLC pripravená vydať nový mikrokontrolér (umiestnený vo vnútri lístka), ktorý dokáže zabezpečiť funkcie nového lístkového systému. „Prvá úprava nového čipu s podporou protokolov otvoreného sveta bude dokončená o rok. Ďalším krokom je vývoj druhej modifikácie, ktorá bude podporovať kryptografiu podľa domáceho GOST,“ poznamenala s tým, že v súčasnosti neexistujú žiadne ruské modely takéhoto čipu.

Ako sa zmení systém lístkov v Moskve

V novembri 2018 tlačová služba moskovského metra oznámila vývoj nového systému lístkov. V správe sa uvádza, že karta Troika bude personalizovaná a uskutoční sa integrácia s lístkovými systémami iných regiónov. Nový tiketový systém bude schopný spracovať viac ako 6 miliárd transakcií ročne. Správa však nehovorila o zavedení pásmového cestovného.

Podľa technických špecifikácií metra by nový cestovný lístok mal zjednotiť dopravcov a mestské služby pôsobiace na území Moskvy a Novej Moskvy. Na jej základe by sa malo zorganizovať jednotné vydávanie lístkov a riadenie jednotnej mestskej dopravy prostredníctvom aplikácie Trojka, a to prostredníctvom integrácie s inými dopravcami. Súčasťou tohto systému bude aj možnosť platiť za obľúbené mestské služby (zdieľanie áut, požičovňa bicyklov), lístky do kina, do divadla a do výstavných siení. Očakáva sa dynamické viacstupňové stanovenie cestovného, ktoré bude závisieť napríklad od dennej doby, zónovania, počtu prestupov a používaných druhov dopravy.

Okrem toho vám systém umožní riadiť toky cestujúcich ponukou nových produktov a vernostných programov. Bude zahŕňať možnosť replikácie navrhovaných riešení v iných regiónoch. Podľa odhadov uvedených v technických špecifikáciách metra by mal byť priemerný denný tok cestujúcich spracovaný novým systémom lístkov minimálne 16 miliónov cestujúcich denne. V strednodobom horizonte sa môže zvýšiť na 24 miliónov.

Kedy vznikla myšlienka platby podľa zón?

Zástupcovia moskovského metra avizovali potrebu zavedenia zónového cestovného už pred niekoľkými rokmi. Najmä v roku 2009 bývalý šéf metra v hlavnom meste Dmitrij Gaev povedal, že tarifné zóny sú budúcnosťou metra. Zavedenie takéhoto platobného systému bude podľa neho možné až po dokončení tretieho prestupného okruhu, keď budú mať cestujúci možnosti na alternatívne trasy. Podľa súčasného plánu by mala byť dokončená v roku 2020.

Zónové tarify v metre sa používajú v mnohých megacities, napríklad v Paríži, Barcelone a Londýne. Čím ďalej je stanica od centra, tým je cestovné drahšie. Napríklad v Šanghaji náklady závisia od vzdialenosti cesty: za prvých 6 km cestujúci zaplatí 3 juany (asi 29 rubľov) a za každých ďalších 10 km - 1 juan (9,7 rubľov). Zároveň na jednej z vetiev, ktorá smeruje do rozvíjajúcej sa oblasti mesta, stojí cestovné 2 juany (19,46 rubľov).

Foto: Evgeny Razumny / Vedomosti / TASS

Čo to dá metru?

Podľa generálneho riaditeľa INFOLine Analytics Michaila Burmistrova je potreba rozdeliť moskovské metro na tarifné zóny zrelá. „Metro sa aktívne rozširuje a ide ďalej do regiónu a Novej Moskvy. Plány zahŕňajú predĺženie liniek na letiská. Za týchto podmienok je prerozdelenie tarifného zaťaženia na cestujúcich celkom logické,“ povedal analytik.

Podľa SPARK v roku 2017 (posledné dostupné obdobie) strata moskovského metra dosiahla 2,9 miliardy rubľov a tržby z predaja dosiahli 108,27 miliardy rubľov. Tarifné pásmo umožní metru zvýšiť príjmy zvýšením cestovného pre obyvateľov vzdialených staníc, poznamenal Burmistrov. Nie je však možné odhadnúť, o koľko sa príjmy môžu zvýšiť, kým sa neurčia tarifná politika a zásady zónovania.

Burmistrov poznamenal, že implementácia nového tarifného systému bude trvať niekoľko rokov. „S najväčšou pravdepodobnosťou začnú s testovacími zónami. Nevylučujem, že v budúcnosti sa bude tento istý systém používať aj v petrohradskom metre. V iných ruských mestách nie je metro také rozsiahle a tarifné zóny jednoducho nemajú zmysel,“ uzavrel Burmistrov.

Podľa Alexandra Gushchina, zástupcu riaditeľa Analytical Credit Rating Agency (ACRA), systém zónových platieb môže zvýšiť príjmy dopravcu prerozdelením tarifného zaťaženia na cestujúcich. „Zvyšovanie cien cestovných lístkov je pre obyvateľov vždy veľmi citlivá téma. Ale keď má dopravca mechanizmus na jemné dolaďovanie taríf, toto zvýšenie nebude také citeľné. Ak sa teda zónový systém predsa len zavedie a zakorení, pri správnom nastavení taríf to môže mať pozitívny vplyv na príjmy metra. Samozrejme, efekt nebude viditeľný okamžite,“ uzavrel analytik.

Čo sa stane so starými spôsobmi platby?

Tlačová služba moskovského metra uviedla, že tender zahŕňa vytvorenie systému, ktorý podporuje platby a kontrolu cestovania v moskovskej verejnej doprave, ako aj personalizáciu karty Troika. „Keďže systém je navrhnutý na použitie v rôznych typoch verejnej dopravy, technické špecifikácie umožňujú rôzne typy kontroly cestovných lístkov – na vstupe aj na výstupe,“ uvádza tlačová služba v reakcii na požiadavku RBC. Metro poznamenalo, že v Moskve už platia zónové tarify. V hlavnom meste sú dve tarifné zóny pre pozemnú mestskú osobnú dopravu: zóna A (Moskva v rámci Moskovského okruhu a Novomoskovského administratívneho obvodu) a zóna B (Troitský správny obvod).

„Postupná implementácia nového lístkového systému sa začne v roku 2020. Podporí všetky v súčasnosti dostupné technické riešenia v systémoch platby a kontroly cestovného, takže jeho implementácia prebehne takmer bez povšimnutia cestujúcich. Táto logika „plynulého“ prechodu na nový systém je zahrnutá ako jedna z kľúčových požiadaviek,“ uviedlo Moskovské metro. Pred realizáciou projektu sa analyzovali skúsenosti Tokia, Singapuru, Londýna, New Yorku a ďalších megamiest s rozvinutými dopravnými systémami, poznamenala tlačová služba metra hlavného mesta.