Créez de belles lanternes lumineuses avec contrôle Bluetooth – Open Electronics


Par Emanuele Signoretta le 22 décembre 2019

Concevez de belles lanternes luminaires personnalisables pour votre maison ou votre jardin. Découpez-les sur un coupe-vinyle ou un coupe-laser et remplissez-les de lumière à l'aide d'un Circuit Playground Bluefruit Express et des anneaux Neafixel d'Adafruit. Ajoutez des animations de couleurs personnalisées et contrôlez les lanternes avec l'application BlueFruit d'Adafruit.

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À propos d'Emanuele Signoretta

Etudier l'électronique et l'ingénierie de la communication au Politecnico di Torino. Passionné d'électronique, d'informatique et d'Open Source.



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Le baby-foot intelligent garde le score – Open Electronics


Par Carlo Palumbo le 21 décembre 2019

En préparation d'une grande conférence de développement de logiciels, nous avons pensé qu'il serait amusant de créer un tableau de bord de baby-foot automatisé à l'aide d'une tablette Android et d'Arduino. Voici comment nous l'avons fait!

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À propos de Carlo Palumbo

L'électronique et l'informatique sont mes plus grandes passions et grâce au développement de projets dans les deux domaines au cours de mes études, j'ai pu améliorer les compétences nécessaires pour devenir expert dans les deux. La curiosité était essentielle pour accroître ma volonté d'apprendre davantage chaque jour et cette même curiosité est ce qui me motive à continuer à développer mes connaissances. J'ai également assisté à la iOS Apple Developer Academy de Naples et j'ai remporté le concours WWDC18.

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Utilisez LTspice pour simuler des systèmes mixtes continus et échantillonnés


Saviez-vous que vous pouvez utiliser LTspice pour faire du traitement numérique du signal (DSP)? En fait, je dois dire qu'il est utile pour valider le fonctionnement d'un algorithme de traitement du signal en cours de développement. Cet article résume comment utiliser LTspice pour simuler le fonctionnement d'un continu mixte et systèmes échantillonnés.

LTspice se comporte comme un simulateur de systèmes à temps continu. Sous le capot, le simulateur choisit le pas de temps de simulation en fonction de l'activité. Plus il y a d'activité, plus l'intervalle de temps est petit. De même, il augmente le pas de temps lorsqu'il rencontre relativement peu d'activité. Chaque pas de temps est marqué avec le temps de simulation actuel afin qu'il puisse être tracé au bon point. Vous pouvez le voir en cliquant avec le bouton droit dans votre fenêtre de tracé LTspice et en sélectionnant Affichage → Marquer les points de données. En un mot, LTspice se comporte comme un ordinateur analogique historique. C'est cette caractéristique qui rend LTspice si utile pour simuler des circuits analogiques.

[Download the associated LTspice files (zip file)]

LTspice comprend un ensemble de fonctions spéciales exclusives / dispositifs de simulation en mode mixte généralement utilisés pour créer des modèles de simulation. Voir Fonctions spéciales de l'aide de LTspice. Le Sample Device est l'un des membres sans papiers de cette famille. Dans le contexte de LTspice, l'élément Sample n'est pas seulement un amplificateur d'échantillonnage et de maintien analogique. Si vous y réfléchissez, l'exemple de composant est un convertisseur analogique-numérique (ADC) qui se comporte également comme un registre cadencé. Dans LTspice, tout est numérique, et donc le composant Sample gèle ou stocke simplement la représentation numérique du signal «analogique» à son entrée, le transférant à sa sortie. C'est exactement un ADC. Étant donné que l'élément Sample stocke des données, il se comporte comme un registre.

Par exemple, supposons que vous vouliez réimplémenter une fonction analogique complexe dans un DSP. Comme le circuit qui est montré dans Figure 1.

Figure 1 Ce circuit analogique sert de point de départ pour utiliser la simulation LTspice.

La première étape consiste à déterminer sa fonction de transfert à l'aide de la transformée de Laplace. Cela peut être difficile ou facile selon ce que vous vous souvenez de la classe et la complexité du circuit. Pour moi, c'est un gros problème car je n'ai pas utilisé de transformée Laplace depuis plus de 35 ans. J'ai trouvé un programme astucieux appelé SapWin4 qui peut calculer la fonction de transfert Laplace résultante directement à partir d'un schéma.

Figure 2 montre le résultat de SapWin.

Figure 2 La fonction de transfert S-Plane résultant de l'utilisation de SapWin.

Ensuite, convertissez le plan s (système de temps continu) en plan z (système de temps échantillonné). Pour ce faire, j'ai utilisé Scilab, un équivalent open-source de Matlab.

figure 3 montre les étapes que j'ai utilisées dans Scilab – créez les variables «s» et «z»; entrer dans la fonction de transfert du plan s; appliquer la transformation bilinéaire pour convertir en système échantillonné (notez que 1 / échantillonneur = 22,6757 µs pour 44,1 kHz). Une erreur typographique est également incluse, illustrant que chaque frappe est importante dans ce processus.

figure 3 Ce processus utilise Scilab pour appliquer la transformation bilinéaire.

Pour plus d'informations sur la transformation bilinéaire, voir: Chapitre 33 de Guide du scientifique et de l'ingénieur sur le traitement numérique du signal.

L'équation de la figure 3 contient directement les cinq coefficients nécessaires d'un filtre Biquad de second ordre.

Nous passons maintenant à LTspice. L'étape suivante consiste à vérifier la fonction de transfert de Laplace en utilisant une source de tension à tension contrôlée ou une source de tension comportementale configurée avec l'équation de transformation de Laplace provenant de SapWin (Figure 4).

Figure 4 Utilisez ce circuit pour vérifier la fonction de transfert du plan S.

Vous pouvez voir les résultats si vous exécutez le fichier de simulation LTspice «testBiquad RevA2.asc» sur la figure 4. Vous pouvez remarquer qu'il y a un certain retard ou latence entre la sortie du filtre analogique et la sortie de notre source de tension à temps continu filtre. J'ai examiné cela et découvert dans LTspice Help que la mise en œuvre de la transformée de Laplace implique une somme de la tension instantanée et une convolution de la tension historique avec la réponse impulsionnelle qui est trouvée en prenant la FFT d'un ensemble de données. Il s'agit d'une méthode complexe et vous pouvez la lire vous-même dans l'aide sous la section Sources de tension et de courant comportementales arbitraires.

Nous pouvons maintenant construire le filtre numérique équivalent. Vous pouvez voir dans le schéma LTspice dans Figure 5 que j'ai créé un composant Z-1.

Figure 5 Ce circuit affiche le contenu à l'intérieur du composant Z-1. Le registre de capture d'entrée suivi du registre de transfert.

Vous pouvez regarder à l'intérieur en ouvrant son schéma et son symbole (clic droit sur le composant Z-1). Le Z-1 est construit à partir de deux exemples de composants fonctionnant sur deux horloges distinctes. Le composant échantillon transfère les données de l'entrée à la sortie instantanément sans pas de temps de simulation. Cela provoque tout composant échantillon suivant pour capturer de manière incorrecte les nouvelles données plutôt que les données retardées. Il a un problème de temps d'attente. Pour résoudre ce problème, j'ai déplacé la sortie du registre de capture (premier échantillon) vers un registre de transfert cadencé sur une horloge retardée ou inversée. Le circuit du composant Z-1 est représenté sur la figure 5.

Ensuite, nous pouvons configurer les registres de retard d'échantillonnage nécessaires et créer la sortie à l'aide d'une source de tension comportementale. La source de tension pondère chacun des registres de retard d'échantillonnage avec les coefficients stockés de la transformation Scilab ci-dessus. Enfin, nous ajoutons les horloges d'échantillonnage qui fonctionnent à la fréquence d'échantillonnage. Figure 6 montre le filtre.

Figure 6 Ce filtre numérique est équivalent au circuit analogique d'origine.

Ce filtre numérique est une représentation exacte du filtre réel, soit intégré dans un processeur DSP / ARM, soit intégré dans le matériel. Vous pouvez voir en exécutant la simulation et en traçant la sortie que les résultats réels d'une analyse transitoire montrent que la sortie du filtre numérique ressemble très étroitement à la sortie du filtre analogique dans Figure 7.

Figure 7 La sortie des trois filtres équivalents montre comment le nouveau filtre numérique a le même comportement que le circuit analogique d'origine. Il y a un décalage évident entre ceux-ci et la mise en œuvre de LTspice Laplace.

Quelques points supplémentaires:

  • Vous pouvez constater qu'une simulation du système échantillonné s'exécute beaucoup plus lentement que le système de temps continu d'origine. Utilisez-le comme outil de validation ou prenez des mesures pour accélérer la simulation. Ces étapes peuvent inclure l'utilisation d'une instruction Save pour limiter les données enregistrées aux seuls nœuds d'intérêt; éliminer toute composante temporelle continue de la simulation – même un simple RC provoquera de nombreux pas de temps pendant chaque période d'échantillonnage. Une horloge sinusoïdale a permis au processus d'échantillonnage de fonctionner plus avantageusement et il fonctionne beaucoup plus rapidement qu'avec une source basée sur l'impulsion. Le but de cet effort est de minimiser le nombre de pas de temps nécessaires par période d'échantillonnage. Idéalement, ce ne serait qu'un, mais en réalité, c'est à peu près 8-10. Il est également important de rester conscient de la gigue de l'échantillon lors de la configuration de l'horloge d'échantillonnage.
  • Il devrait être possible d'utiliser cette méthode pour simuler le fonctionnement de toutes sortes de systèmes échantillonnés, y compris les systèmes de contrôle, les PID ou même les réseaux neuronaux.
  • Certes, une application réelle et utile pour cela consiste à simuler où les entrées analogiques des capteurs et des actionneurs rencontrent le numériseur et le contrôleur.
  • LTspice inclut la possibilité d'utiliser directement les fichiers WAV. Cela peut être très utile pour stimuler le système avec une forme d'onde arbitraire ou pour enregistrer de longs flux de résultats de simulation.
  • La stabilité du système peut être testée à l'aide de techniques décrites dans le sous-répertoire FRA du répertoire d'installation de LTspice – Frequency Response Analysis.

En résumé, le dispositif de fonction spéciale LTspice appelé Sample peut être utilisé comme convertisseur analogique-numérique ou registre cadencé. Il stocke la représentation numérique de la tension analogique à son entrée. L'utilisation du composant Sample dans votre simulation est un bloc de construction simple et efficace permettant à LTspice de vérifier le comportement des systèmes échantillonnés ou des systèmes mixtes continus / échantillonnés.

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Blog Arduino »HeyTeddy est un outil de prototypage basé sur la conversation pour Arduino


Programmer un Arduino pour faire des choses simples comme allumer une LED ou lire un capteur est assez facile via l'IDE officiel. Cependant, repensez à vos premières expériences avec ce type de matériel. Bien que gratifiant, tout configurer correctement était certainement plus un défi, nécessitant des recherches que vous considérez probablement comme acquises.

Pour aider à ces premières étapes du parcours matériel d'un débutant, les chercheurs de KAIST en Corée du Sud ont mis au point HeyTeddy, un «développement basé sur des tests conversationnels [tool] pour l'informatique physique. "

Comme indiqué dans la vidéo ci-dessous, l'entrée vocale de HeyTeddy est gérée par un Amazon Echo Dot, qui transmet ces commandes via le cloud à un Raspberry Pi. Le système interagit ensuite avec le matériel physique sur une planche à pain en utilisant un firmware Arduino Uno exécutant Firmata, ainsi qu'un écran tactile LCD 7 ”1024 x 600 pour l'interface graphique. Une fois programmé, le code peut être exporté et utilisé seul sur la carte.

Ceux qui souhaitent en savoir plus peuvent consulter l'intégralité du document de recherche ici.

HeyTeddy est un agent conversationnel qui permet aux utilisateurs de programmer et d'exécuter du code en temps réel sur un appareil Arduino sans écrire de code réel, mais à la place le faire fonctionner par le dialogue. Cette conversation peut être basée sur la voix ou le texte (via un chat Web). Les commandes adressées à HeyTeddy sont analysées, interprétées et exécutées en temps réel, entraînant des modifications physiques du matériel. Par exemple, la commande «écriture haute» configure une broche d'E / S pour se comporter comme une sortie numérique avec son état interne réglé sur haut (par exemple, un niveau logique 5 V), ce qui rend possible la commande d'une LED. Par conséquent, l'utilisateur n'a pas besoin d'écrire de code, de le compiler, de traiter les erreurs et de le télécharger manuellement sur le matériel.

De plus, HeyTeddy supervise les choix de l'utilisateur, empêchant une logique incorrecte (par exemple, écrire une valeur analogique sur une broche numérique), guidant l'utilisateur à travers chaque étape nécessaire pour assembler le circuit, et offrant la possibilité de tester des composants individuels à travers des tests unitaires séparés sans interruption le flux de travail (c.-à-d. les fonctionnalités TDD). Enfin, l'utilisateur a la possibilité d'exporter les commandes émises sous forme de code écrit pour Arduino (c'est-à-dire un croquis Arduino en C ++, prêt à être téléchargé).

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Blog Arduino »arduino-cli 0.7.0 est sorti!


arduino-cli 0.7.0 est sorti!

Équipe Arduino20 décembre 2019

Notre équipe de développeurs est sur le point de commencer leurs vacances, mais non sans partager d'abord quelques nouvelles passionnantes: la sortie d'arduino-cli 0.7.0!

Les points saillants comprennent:

  • Conformité à la notarisation pour macOS
  • Quelques changements de rupture:
    • Supprimer le concept de carnet de croquis, introduire le dossier de données utilisateur
    • "Lib list" renvoie désormais un tableau JSON vide quand aucune bibliothèque n'est installée
    • Changer le format du fichier de configuration
    • Terminez la commande démon lorsque le processus parent se termine; ajout de l'indicateur «–daemonize» pour conserver l'ancien comportement
  • Ajout de nombreuses corrections de bugs et fonctionnalités mineures

La dernière version sera disponible sur les autres canaux de distribution (c'est-à-dire Homebrew) dans les prochains jours. Restez à l'écoute!

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Montre-bracelet Arduino – Électronique ouverte


À propos de nous

Open-Electronics.org est l'idée d'un leader mondial de l'électronique de loisirs Futura Group srl.
Open-Electronics.org est consacré au développement, au piratage et au jeu avec l'électronique: nous partageons des projets ouverts passionnants et créons des produits incroyables!

Open-Electronics.org n'est pas seulement un conteneur d'idées: c'est aussi un site web animé par une équipe d'ingénieurs et de geeks qui prendront part aux discussions et apporteront leur soutien.

Notre mission est de devenir un site de piratage Open Source de référence avec des idées et des commentaires visant à enrichir la communauté.

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Cyborg Computer Mouse – Open Electronics


Par Emanuele Signoretta le 20 décembre 2019

De nombreuses études suggèrent que la posture d'utilisation d'une souris d'ordinateur conventionnelle peut être dangereuse. La souris est un équipement informatique standard. Les utilisateurs d'ordinateurs utilisent la souris presque trois fois plus que le clavier. Comme les taux d'exposition sont élevés, l'amélioration de la posture des membres supérieurs lors de l'utilisation d'une souris d'ordinateur est très importante.

Pour ce projet abstrait, nous allons créer un portable qui permet aux gens de se déplacer sur un écran d'ordinateur sans avoir besoin de technologie externe. De cette façon, nous pourrions utiliser les mouvements naturels des mains au lieu de cliquer sur un appareil sur une surface horizontale. Cela permet également d'utiliser des écrans en position debout, ce qui rend les présentations orales plus agréables.

Quant au prototype, il utilisera l'index comme joystick, le majeur pour le clic gauche, l'annulaire pour le clic droit et le petit doigt pour allumer et éteindre l'appareil. Le pouce agira comme la surface où les boutons seront pressés. Le tout sera ajouté dans un gant.

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Tableau de piano en acrylique avec LED RGB – Open Electronics


Par Boris Landoni le 20 décembre 2019

PIANO est une base d'application liée à la musique ou aux performances sonores. Livré avec deux capteurs tactiles (TS20) qui communiquent avec le noyau M5 via le protocole I2C (l'adresse est 0x6A et 0x7A).

Documents et liens utiles

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Boris Landoni est le directeur technique d'Open-Electronics.org.
Habile dans le domaine GSM, embrasse la philosophie Open Source et ses projets sont disponibles pour la communauté.



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Module Proto avec rallonge et prise de bus – Open Electronics


Par Boris Landoni le 20 décembre 2019

Module de prototypage complet avec cadres, pas de 250 pas de 2,54 mm, connecteur mâle 2 × 15 broches (M-BUS), connecteur femelle 2 × 15 broches (M-BUS) et aimants à utiliser avec le M5STACK. Pour l'utiliser, insérez simplement le module prototype entre le bas et le haut du M5STACK.

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Utilisez l'analyse par éléments finis à votre avantage


Chaque processus physique se déroule dans une sorte d'échelle de temps. Chaque processus qui se produit dans le monde réel est limité par quelque chose. Rien dans le monde réel ne se produit réellement en un rien de temps. Les formes d'onde de temps de montée et de temps de descente zéro sont un artifice mathématique, utile à de nombreuses fins de calcul, mais vous ne les trouverez jamais dans aucun système physique.

Au lieu de cela, tous les événements physiques se déroulent différemment. Un rocher qui tombe prend de la vitesse progressivement (accélération) et vous pouvez examiner les différentiels de sa vitesse de chute lorsqu'elle se loge sur votre crâne. Les tensions et les courants varient de manière différentielle et en fonction des valeurs de réactance, inductives ou capacitives.

Les équations différentielles sont descriptives du déroulement des événements physiques. L'analyse par éléments finis repose exactement sur cela. Un logiciel pour une telle analyse peut être un porte-monnaie, mais si nous écrivons notre propre logiciel, nous pouvons utiliser le concept d'analyse par éléments finis avec grand avantage. J'appelle ces équations «unidimensionnelles» parce que la seule dimension préoccupante est le temps.

Pour une inductance, nous avons V = L di / dt et pour la capacité, nous avons i = C dV / dt. Tout ce qui doit être regardé différemment concerne le temps. Un exemple simple serait un circuit RLC, peut-être comme suit. Laissez le condensateur avoir une tension initiale, tout cela «VCAP», et supposez en outre que le courant d'inductance a un courant, appelez cela «i», avec une valeur initiale de zéro. Nous pouvons créer une boucle de calcul qui utilise des équations différentielles récursives pour décrire ce qui se passe.

Retard RLCFigure 1 Un résultat de désintégration RLC simple est obtenu en utilisant des équations différentielles récursives.

L'illustration ci-dessus ne réserve aucune surprise. En utilisant arbitrairement 100 pF et 1 mHy, nous fixons la tension du condensateur à une valeur initiale de 10 V, puis examinons les ondes sinusoïdales en décroissance exponentielle du courant et la tension du condensateur pour plusieurs valeurs différentes de résistance en série. Ce résultat peut être facilement reproduit dans SPICE si nous choisissons de le faire.

capacité variableFigure 2 Un résultat de désintégration RLC encore simple mais avec une capacité variable.

L'un des principaux avantages de l'utilisation d'équations différentielles récursives est l'extrême flexibilité. Dans l'esquisse ci-dessus, nous faisons varier la valeur de capacité de C comme s'il s'agissait d'un varactor. La capacité passe de 5 pF à 100 pF pour laquelle les formes d'onde se modifient. Une version de SPICE pourrait exister quelque part, mais aucune des différentes versions avec lesquelles j'ai eu une connaissance personnelle n'a eu la capacité de simuler une variation de valeur de composant balayée.

Pris à une complexité beaucoup plus grande, j'ai utilisé une fois des équations différentielles récursives pour simuler un entraînement de moteur à découpage triphasé (figure 3).

simulation d'entraînement de moteurfigure 3 Il s'agit d'une simulation d'entraînement de moteur triphasé.

Les MOSFET de puissance sont représentés par des résistances qui sont définies comme étant ouvertes ou à Rdson conformément à la synchronisation des MOSFET. Au fur et à mesure que je me plongeais dans des circuits équivalents et dans divers effets parasites initialement imprévus, et que certains indices étaient abandonnés quant à ma santé mentale douteuse, les mesures réelles de la forme d'onde par rapport aux formes d'onde de simulation ont commencé à s'aligner.

simulation vs mesureFigure 4 Ici, la simulation est comparée à la mesure.

Il est devenu réconfortant de savoir que nous avions une compréhension et une compréhension véritables de ce que faisait réellement notre moteur et pourquoi.

John Dunn est consultant en électronique et diplômé du Polytechnic Institute of Brooklyn (BSEE) et de la New York University (MSEE).

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