"V našem světě aby zůstat na svém místě, musíte běžet jako o život,
ale abyste se dostali někam jinam, musíte utíkat dvakrát rychleji"
Vzpomínáte si tyto slova Královny z knihy "Alenka v říši divů" L. Carrolla? Je neuvěřitelné, ale i když tyto slova byli řečené v roce 1865, zůstávají úplně relevantní v naší době, a to zejména v oblasti elektroniky. Začal jsem s analogovou elektronikou a zabýval se jí téměř 20 let, myslel jsem si že "analogových znalosti" mi stačí na celý život a nic digitálního jsem ani nechtěl vědět. Mýlil jsem se...
Při vývoji voliče S/PDIF-vstupů pro audio-DAC narazil jsem na problém zapamatování jeho stavu po vypnuti napájení. Například, můj DAC většinou je připojený k počítači, a aby pokaždé po zapnuti napájení jsem nemusel také vybírat jeho vstup, musí si jeho předchozí stav zapamatovat. Dále, pro některé komponenty jsem potřeboval odlišné řídící signály, třeba multiplexor 74HC4052 je řízený dvěma bity, S/PDIF-přijímač má přímý Reset, ale DAC má inverzní. Ano, samozřejmě, dá se zbastlit 4-to-2 BCD-dekodér, dokonce i na tupé diskrétní logice, a zapamatováni stavu na bistabilních relé nebo zase na CMOS-logice se zálohovacím kondenzátorem. Ale když jsem si tento "řídicí blok" navrhnul na papíru, dokonce i takovému neandrtálci jako jsem já se to zdálo... ne, ne brutálním anachronizmem, spíš hlouposti. Přece jeden mikrokontrolér je stejně velký a drahý jako integrač tupé logiky ale ve funkčnosti asi bude rozdíl, že? Třeba výšeuvedený 74HC4052 stoji kolem $0,5, což je stejně jako mladší modele ATtiny, ale bistabilní relé – kolem $5.
Kromě řízeni vstupy, kontrolér by se dalo využit i pro realizaci dalších funkci, třeba formovaní signálu Reset pro DAC, pro SMART-řízeni napájením, pro ztlumeni zvuku při přepínání vstupů. Přičemž takový SW bude jednoduchý jako dveře a čas na jeho vývoj určitě nebude delší, něž čas, zatracený na vytvoření layoutu desky se čtyřmi polarizovanými relé a několika logickými čipy.
Můžeme sem přidat bezhlučnost, menši spotřebu, absence elektromagnetických závad a rušeni po napájecích drátech v porovnaní s relé, ale výšeuvedených důvodu mi stačilo a jednoho krásného dne jsem se rozhodl začít s mikrokontroléry.
Nebudu popisovat proč jsem šel do Atmelu, ale kontrolér ATmega32U4 byl zvolen hlavně protože:
- Možnost programovaní přes USB. Čili nebudu potřebovat ani programátor – zapojil do PC a flešuj. Tohle řeší "problém slepici a vejce", kdy pro postavení pořádného programátora budete potřebovat mikrokontrolér, který se předběžně musí naflešovat ale pomoci programátora. Také tohle umožňuje zapomenout na noční můry o špatném nastavení fuse-bitů, kdy kontrolér přestává reagovat na vnější podněty a asi chce do odpadkového koše.
- On je vybavený jako na válku a má na palubě téměř všechno možné. Pro mě tohle znamená, že nebudu muset kupovat nový mikrokontrolér když budu chtít ovládnout nějakou jeho část. Ladit program budu také na něm, pak kopipastem na jiný kontrolér.
- Cena – $6.
- Můj kolega už navrhnul v Eagle demo-plošňak pro něj. Stačí jen vyleptat objednat a zapájet.
Takže schémata:
Jak je vidět, zapojeni kontroléru konfiguruje se pomoci propojek. Napájení z USB nebo externí. Protože se tato deska bude používat výhradně pro experimenty a flešovat se bude přes USB, ISP konektor není.
A takhle to vypadá ve skutečnosti:
Zapájíme součástky. Jako první přijde čip, pak drobné součástky, USB-konektor a 10-pinový konektor. Jako poslední – 20-pinové konektory z obou stran. Nezapomeňme na propojky.
Také pro první pokusy zbastlime "periferii" – několik LEDek a tlačítko na drátech a můžeme začínat psát svůj první HelloWorld.
