Březen 2013

Prachy 100% Fízlování 100% Umělá inteligence 0%

31. března 2013 v 8:07 | Petr |  Internet
Opakovaně tady píšu jak mi Google poněkud leze na nervy. princip je v tom, že YouTube používám místo televize, a protože bych taky rád využil toho komfortu mít na "televizi" nějaké "čudlíky s programy" tak nemohu na YouTube přistupovat jako anonymní jouda, ale bohužel musím být registrován a přihlášen, abych mohl mít nějaké ty "subscriptions".

Takže jsem byl pod svým jménem a se svými údaji registrován ještě v době kdy YouTube neovládali "správci vesmíru" a jakmile jej ovládli - začali konat pravidelné pokusy podřídit mě svému "korporátnímu pořádku". Nejprve mě nutili abych se registroval na Gmail, když odstartovali Google+, tlačili mě i do toho. Ze všeho jsem se vykroutil, čemu jsem ale neunikl je fízlovací Goolge Tracking Cookie, které mám ve všech počítačích. Jelikož momentálně doma používám celkem 3 počítače a na všech jsem přihlášen na YouTube a navíc ze všech tří občas surfuje Maruška brzy jsem začal mít ve vztahu ke Googlu pěkný guláš.

jednou jsem si stěžoval, že kvůli sledování ruskojazyčných pořadů mi vyskakuje reklama azbukou a tak. Jenomže Google je pořád lačnejší peněz a tak asi algoritmy, které mají "přečíst uživatele" jsou stále agresivnější a tím bordel ve vyhledávání je stále větší a větší. V dřevních dobách když jsem hledal elektronická schemata vyskakovala mi elektronická schemata. Pak se věci postupně zhoršovaly a skončily tím, že když jsem hledal elektronická schemata anglicky - dostával jsem výsledky na prodejce spotřební elektroniky rusky. Do toho ještě krajkové outfity a podpatkové boty - díky Marušce. Takže jsem dokonce chvilku hledal z tzv. "anonymních záložek" které už dneska nabízí snad všechny browsery.

Jenomže, pokud máte od Googlu jeho fízlovací Cookie a zároveň se přihlásíte k jim ovládaným službám Google si okamžitě spojí dané cookie s tím, co ví o vaši identitě, takže velice brzy se "salát" přenesl z vyhledavače i na YouTube, kde mi v doporučených videích vyskakovala směs blábolů ruských nacionalistů a návodů na vaření a makeup jako z ženské rubriky Rudého Práva v 50. letech.

Takže v určitém okamžiku jsem si řekl DOST - a chtěl jsem smazat svůj účet na YouTube - díky tomu, že to nebyl účet Google+ ale ještě původní tak jsem zjistil, že to ani nejde. Založil jsem si druhý účet, ve kterém jsem znovu oživil staré zásady na Internetu "na každou otázku se musí lhát". Takže nyní se vyskytuju na YouTube jako pohádková postavička ženského pohlaví. Vtip je v tom, že jinak se náš sytém nezměnil - Maruška stále hledá dupačky a podpatky ze stejného počítače, jenom "infikovaného" novým fízlovacím cookie - po smazání toho starého. Co je však zajímavé jsou jiné reklamy i jiná doporučená videa z nichž vrcholem je série "Kvantová fyzika a kreacionismus", kterým mě Google oblažuje v posledních dnech.
A závěr : v česku je prý nejlepší kupovat elektriku od plynáren a plyn od ČEZu - přesně to dělám vykašlal jsem se na "Microsoft internetového věku" a vyhledávám u pravého Microsoftu - takže na věci, na kterých ni záleží používám BING. V každém případě - jestli systém Googlu je vrchol schopnosti analyzovat data - je to dosti ubohé. že "Geniální mozky" nepoznají že tři počítače skryté za jenou IP adresou používahí starý Geek a mladá Shoppaholička společně. Dokonce bych řekl, že pokud tohle je vrchol současné informatiky, je otázka zda to není další důvod k obavám o civilizaci. Ale třeba je to daleko jednodušší - třeba jim prachy vyrýžované z blbých Američanů stačí....

Tři poznámky na závěr:
  1. Nikým se jmenovaných megakorporací nejsem placen ani nijak ovlivněn, krom toho, že oběma jsem tak trochu nasrán.
  2. Nezměnil jsem názor, že obchodní politika Microsoftu v oblasti PC - je na blití - asi tak stejně jako obchodní politika Googlu na Internetu.
  3. Widows 8 jsou k ničemu, ať žje Linux - stále trvám i na tomto.
A kde je heslo Googlu - nedělat zlo ? Už léta v prdeli a zjevně tam zůstane už navždy.

BackEMF Můstek 8.

28. března 2013 v 5:48 | Petr |  Elektro
Minule jsme probírali, že když můstek vypneme, abychom mohli změřit napětí, které setrvačností rotující motor generuje, tak se svorka motoru, která byla na napětí země dostane s napětím asi na -0,5V - dokud se nepootevře ochranná dioda chránící spodní tranzistor.

Když jsem toto zjistil - trochu mi to zkřížilo plány, kvůli měření malých napětí na zastavujícím se motoru. Takže velice brzy vznikla otázka - jak to vypadá když motor úplně stojí.

A z hlediska napětí to vypadá přesně jak by člověk očekával - po odeznění přechodového jevu se napětí na obou svorkách ustálí na 0V - viz záznam osciloskopu - což odpovídá tomu, že po odeznění přechodového děje se motor netočí, žádné napětí negeneruje a tudíž není ani energie, která by otevřela spodní ochrannou diodu, proto i žlutá stopa sedí na 0V jako přibitá. .
Ne tak úplně jasný je záznam z hlediska trvání přechodového jevu. Proč je nyní žlutý "spajk" 3x delší než na záznamu rychle se točícího motoru ? Okamžítě jsem si začal s "pokusným" robotem, na kterém tenhle můstek "ladím" hrát a brzdit mu kolečka - rukou - do různých otáček.

Šířka žlutého spajku se poslušně měnila přímo úměrně otáčkám - tak jsem si říkal - jsme blbci - rotace magnetů v motoru odsává magnetickou energii cívek - takže čím se motor točí rychleji - tím je pro přechodový děj na jeho cívkách méně energie - tím je přechodový jev kratší.
Z toho by vyplývalo, že stačí nejubožejší komparátor, nebo dokonce přímo připojit kterýkoliv pin MCU přes ochranný odpor na svorku motoru a počítámím času měřít otáčky dokonce i bez AD převodníku.

To vypadalo tak fantasticky, že jsem ani usnout nemohl a právě nočním čumění do stropu se mi to nějak "rozleželo" Ráno jsem vstal a změřil jsem si proud motorem.
Zde je záznam - je v jiném měřítku, ale žlutá stopa je pořád napětí "uzemněné" strany H-Můstku a červená stopa je proud motorem. A bylo vymalováno ....

Co tedy na záznamu vidíme - zcela vlevo vidíme jak po zapnutí proud motorem postupně roste až na ustálenou úroveň. Pak vidíme přechodový jev při vypnutí. Spajk kladného napětí trvá přesně dokud nepřestane protékat - záporný proud - záporný zde v tom smyslu, že z hlediska robota teče proud přes otevřené ochranné diody z motoru zpátky do baterky.

Tedy - čím více jsem motor držel rukou - tím větší proud jím protékal, tím bylo magnetické pole cívek silnější - tím déle pak zanikalo. Takže šířka spajku nezávisí na otáčkách, ale na proudu tedy na něčem jako je "točivý moment" motoru. I tak je to poučné, protože otáčky bez AD převodníku měřit nejdou, ale hrubý odhad proudu motorem je
I = U / (L * t)
kde I je proud, U je napětí baterky, L je indukčnost vinutí motoru a t je čas zániku přechodového děje.
Dosadíte co znáte, co neznáte spočítáte tedy pro můj motor - hrubým odhadem -
L = 300 us * 12V / 2A = 1,8 mH
Indukčnost mého motoru je 1,8 mili Henry - Je to realistická hodnota? nebo ne ? Zdá se mi to docela hodně.
Podotýkám, že místo "kinetiky prvního řádu", která předpokládá, že napětí i proudy se mění exponenciálně a vyžaduje řešit diferenciální rovnice jsem použil "kinetiku nultého řádu", která předpokládá, že vše se mění lineárně a stačí trojčlenka jako na základce.
Přestože pro kondenzátory tahle metoda docela uspokojivě funguje - není vyloučeno že na cívky už nestačí a 1,8 mH je blbost.

Omlouvám, se že tyto věci tak rozpitvávám, ale motory jsou fascinující a pro roboty důležité, proto není špatné jim rozumět více než "je to ta věc co se točí, jiskří a spálila nám loni celou elektroniku" - což mimochodem mně nespálila, ale mnohým ano a to ne jenom jednou ;-)).

Zatím jsem u konce bádání a zbývá už jenom tradiční rada pro blondýny : pokud uklidíte a navaříte v jehlových lodičkách - váš miláček bude nadšen nejméně čtyřikrát - jak máte doma čisto - jak byl oběd výborný - jak bylo dráždivé na vás koukat z pohovky - ale zejména, že jste se s vysavačem ani pánví nepřizabila.

Obejmi chlapa na zastávce !!

26. března 2013 v 4:11 | Petr |  Filosofování
Můj oblíbený bonmot jsou lesní veverky, které se dělí do dvou skupin, podle chování - jedna hromadí celé léto oříšky na zimu v různých skrýších, druhá skupina se živí tím že jim ty skrýše vykrádá. Je to krásná, praktická ukázka z matematické teorie her - to jest hry na ovce a vlky.
Z hlediska jednotlivce je nejvýhodnější být vlkem - konzumentem. Naopak společnost složená ze samých ovcí - producentů je zcela stabilní a dlouhodobě udržitelná, avšak pro všechny účastníky (relativně) nevýhodná. Společnost unese i jisté množství vlků - konzumentů, ale s rostoucím počtem vlků stává se nestabilní a pokud rychlost vykrádání překročí rychlost hromadění oříšků - společnost se zhroutí.

Už jsem si mnohokrát stěžoval, že Google mě při vyhledávání obšťastňuje stránkami magorů - možná je jeho inteligence větší než jsem si myslel, magorovi servíruje magory ?
Takže jistou dobu mi Google servíroval stránky Američanů, kteří sami sebe odznačují jako "Preppers", což jsou lidi, připravující se na zhroucení společnosti, v jejich terminologii nazývané poeticky SHTF Event - neboli Shit Hits The Fan - tedy okamžik kdy "hovno se trefí do ventïlátoru", nebo méně poetické - popisnější - WROL alias "Without Rule of Law" - neboli situace "bez vlády práva".

Je nutno poznamenat, že "Preppers" jsou lidé velmi různí od typických Američanů, kteří mají barák plný "bouchaček", v lese na kopci mají zakopanou tunu patron a tvrdí že "benzín dostanu kdykoliv, i kdybych se měl na pumpu prostřílet", po opravdu inteligentní lidi, kteří přemýšlejí a nacvičují situtace, jak se obejít bez civilizace.
Mimochodem jestli chcete vědět jak vypadá "SHTF event" v Americkém pojetí - mohu sloužit, co si pamatuju tak nejzajímavější bylo líčení pamětníka hurikánu Katrina, který svůj život na předměstí New Orleans popisoval takto : "Nejprve přišel hurikán a záplavy, pak federální vojska, která nám "pro naši bezpečnost" zabavila zbraně, 2 hodiny po nich přijely černé bandy - po zuby ozbrojené - a ukradly nám všechno" - poučný SHTF ne ?
V Evropě hurikány jen tak nehrozí - zabavovat kapesní a kuchyňské nože není COOL, takže snad jenom ty ozbrojené bandy - otázkou je jak bude vypadat "SHTF" v Evropské verzi ? Jestli to bude nějaká přirodní katastrofa ? Co s tím naděláme ?

Pořád mám takové neblahé tušení, že "SHTF European edition" bude souviset se zhroucením "sociálního státu", protože - proboha ! - není přece do nekonečna možné likvidovat státními regulacemi drobné podnikání, z daní platit korupci a zisk bank a megakorporací a těmito procesy vzniklé nezaměstnané živit z nesplatitelných půjček. To přece opravdu nejde ne ?

Takže ať už jsou vlci v naší společnosti - limuzínou AUDI opatření - majitelé fotovoltaických elektráren - nebo chudáci, kteří nepracují, neb nic neumí, neb ani jejich rodiče nepracovali, neb nic neuměli, neb jejich prarodiče ztratili práci, protože pod knutou "EU regulací" se fabrika přesunula do Číny - jednoho dne prostě nastane okamžik kdy na chlebíček pro jedny i druhé nebude.
Co se v tomto okamžiku stane - vznikne neklid ? Jak bude vypadat ? Vyvolají jej "Ovce" nebo "Vlci".

Představte myšlenkový experiment - po 12 hodinové směně u zmatených, pokaděných stařečků se zdravotní sestry seberou a v rámci nepokojů půjdou "na noční šichtu" demolovat město, aby potom mohly nastoupit "na ranní šichtu" zpět k dementům ? Je to reálné ?

Paranoia a pesimismus mě vedou k představě, že nepokoje zahájí spíše "vlci", protože oni tvoří tu nestabilní frakci společnosti - mají prací nevybitou energii - strach o dosavadní (relativně) pohodlnou existenci a kořistnickou mentalitu typu "já dostanu dávky i kdybych se pro ně měl prostřílet".

Taky ti rozumnější z "preppers" mi dávají za pravdu, protože tvrdí - nejdůležitější během SHTF je spolupráce se sousedy, kteří jsou s vámi "na stejné lodi". Taky si pamatuju na video, kde borec tvrdí - sudé dny jsem pro všechny rubal dřevo liché dny s puškou hlídal čtvrť, zatímco soused rubal dřevo ....

Drobný problém současnosti je "kdo je se mnou na stejné lodi" - je to elegantní soused z vedlejší vilky - uhlazený milionář, který žije z "odkloněných" pěněz za státem financované stavby ? Nebo je to místní "soused - prase", co mu "socialka dava na činži" ? přestože tito lidi jsou mi "geograficky" blízko - nejsem si jist zda právě před nimi nebudu hledat ochranu.
jedno je však jisté - na jedné lodi se mnou jsou chudáci, co v dešti, sněhu, zimě, horku, stojí v 5.40 na zastávce a honí ručičky hodin ať už ta "Desítka" proboha přijede a odveze je do práce, kde je sice psychopatický šéf, ale alespoň tam nefičí a neprší....

Takže až budete zítra v 5.40 stát na zastávce a uvidíte tam "pořád ty samé otrávené ksichty" - jděte do sebe - obejměte chlapa a řekněte mu "sousede, smím prolít slzu dojetí nad tím, že vás mám, na Vaše rameno ?" Taky chlast a pytel jednorázových kalíšků na přípitek by nebyl od věci. Tyhle otrávené ksichty totiž budou jediné ochotné se vás v případě "špatného vývoje událostí" zastat, pokud vy nebudete povýšený idiot a budete ochoten zastat se jich.

Poznámka na závěr - nerad bych byl zatažen do neplodné diskuse o tom, kdo, proč a jak je dlouhodbě nezaměstnaný - uživatel dávek / zneuživatel dávek - protože, "co společnost žádá, to společnost dostane", komunistickou "povinnosti pracovat" neboli mít v občance razítko zaměstnavatele - počínaje a nedávným výrokem Ústavního soudu o tom, že práce porušuje lidská práva konče - a lidi by byli blbí, kdyby nebrali, když se rozdává ....

Jen mimochodem - oficiální výdaje na sociální dávky činí 4000 kč na obyvatele ČR ročně, za podporu fotofoltaiky jsem loni platil ďábelských 666 kč - což je jediný tunel, tak drzý, že vám k němu rovnou chodí účet.

Jsme v procesorovém ráji ?

24. března 2013 v 6:35 | Petr |  Roboti
Můj první počítač typu PC byla legendární 386 od AMD. Intel tehdy vyráběl 386 do maximálního taktu 33MHz a bez cache (nepředstavitelné že). AMD okopírovalo Intelácký design ale vyrábělo 386 na 40 MHz a s 8 kB paměti cache. Zrychlení o 7 MHz nebylo tak znatelné, ale když jste si hráli s vypínámím Cache v BIOSu - to byl rozdíl...
Takže parametry prvního PC, které jsem měl doma - psáno jazykem tehdejších inzerátů byly 386DX 40MHz 4 MB RAM 40MB HDD (ano opravdu 4 MEGA nikoliv GIGA byte RAM a 40 MEGA nikoliv GIGA nebo TERA byte pevného disku).

Z hlediska procesorové architektury je 386 CISC procesor který má většinu instrukcí typu REGISTR - PAMĚŤ takže v assembleru můžete napsat
ADD AX, BX - což je součet hodnot dvou 16 bitových registrů , ale taky můžete napsat
ADD AX, wordPtr [CS:BX] - což znamená, že k registru AX se přičte hodnota z adresy kam ukazuje registr BX - v kódovém segmetu. Z tohoto důvodu má 386 a následníci relativně málo regi strů (intel s každnou generací přidává a přidává) a tudíž musí relativně hodně číst z paměti což v době kdy procesor 8086 jel na 4,77 MHz stejně jako paměť vůbec nevadilo, ale dneska by to bez chache pamětí bylo smrtelné.

Pak jsem programoval grafické knihovny pro PC pod MS DOSem a tam mě strašně otravovalo jak mají PC procesory málo registrů, protože pokud kreslíte úsečku je ideální všechny koeficienty načíst do registrů a v dlóóóúhé smyčce počítat jenom adresy videopaměti, kam se nakreslí pixel, takže jediné přístupy do paměti jsou kreslení těch pixelů - to na 386 šlo ale za cenu drbání se "levou rukou za pravým uchem" kdy jste jisté registry museli uložit do paměti a pak je používat v rozporu s tím jak architekt procesorů 386 zamýšlel.

Pak jsem se vrhl na roboty a když jsem si vybíral procesor kterým je budu řídit hlavní požadavek byl srozumitelný assembler (proto jsem nevybral PIC) a dostatek registrů - proto jsem vybral AVR - což je 8 bitový RISC procesor jako z učebnice procesorové architektury.
Ono v podstatě není důležité, že AVR je RISC ale že je LOAD/STORE - to znamená, že má úplně jinou - mně více vyhovující - filosofii práce. Nemůžete sčítat registr s hodnotou z paměti, protože jediné dvě instrukce, které umí zapisovat do paměti jsou instrukce LD - Load a ST -Store (a pár jejich variant). Takže AVR se programuje, tak jak jsem vždycky chtěl programovat. Načtete hodnoty z RAM do registrů a pak na dlouhou dobu zapomenete, že nějaká RAM existuje, a zpátky zapíšete až úplně úplně definitivní výsledek.

No a dneska máme dobu 32 bitových MCU, kterých se zdá být obrovské množství, ale pokud vyloučíme amatérovi nedostupnou exotiku jako jsou Hitachi SH5 a výše, nebo NEC V850, jsou jenom 2 dostupné procesorové architektury - PIC32 - což je de facto MIPS - což je de facto jedna z nejstarších RISCových arcitektur (starý nečtěte jako špatný, protože MIPS je skvělý). Druhá amatérům dostupná architektura je ARM.

PIC / MIPS - nemá smyslu probírat, protože to je de facto AVR rozšířené na 32 bitů - správněji řečeno AVR je tak silně inspirováno MIPSem že se dá říct, že AVR je MIPS ořezaný na 8 bitů.
Zcela zvláštní architektura je však ARM - ten vznikl v roce 1985 jako 32 bitová náhrada za MOS6502 do školních počítačů BBC mikro. Byl designován malinkým týmem inženýrů, téměř bez peněz a jenom s pár měsíci času k dispozici. Tudíž tito byli nuceni dotáhnout princip KISS - keep it simple for the stupid - k dokonalosti.
Vzali nějakou generic RISC architekturu - podobnou MIPSům a dekodéru instrukcí vynechali jeden level - tím pádem ARM ve své původní podobě používá 32 bitů široké instrukce, které jsou tříregistrové takže mlůžete psát
ADD R1,R2,R3 - což znamená R1 = R2 + R3 navíc ale - díky zjednodušení dekodéru - jsou naopak instrukce komplexní - takže existuje třeba ADDEQ R1,R2,R3 - což znamená - spočti R1 = R2+R3, ale jenom tehdy když výsledek přechozí instrukce byl 0 (je nastaven ZERO FLAG). Mimo to mají ARM instrukce přímo bit jestli mají výsledek někam zapsat, nebo ne, takže každá aritmetická instrukce zárověň funguje jako instrukce porovnání. A aby toho nebylo málo tak ARM má "barrel shifter" - jednotku, která dělá bitové posuny, takže vrchol ARM Assembleru jsou instrukce typu
BICEQ R2, R3, ASR #3 - což je jediná instrukce, kterou pro ilustraci přeložím do 386 assembleru - předpokládejme že R2 = EAX a R3 = EBX

JZ je_nula - přeskoč celou sekvenci pokud je nastaven nulový příznak
SHR EBX, 3 - posuň EBX o 3 bity ( to je to #3 u ARMu )
NOT EBX - neguj Bity v EBX
AND EAX, EBX - udělej logický součin s EAX
:je_nula - toto není instrukce - jen adresa kam se skočí když není nastaven nulový příznak

Takže v extrémním případě 1 instrukce ARM = 4 instrukce 386 - počítáme - li že většina ARM instrukcí se dělá v jendom taktu procesoru, zatímco 386 měla 4 takty na instrukci - je jasné že při maximální optimalizaci může ARM udělat na stejné frekvenci až 16x tolik práce než 386.

Samozřejmě, že dnešní X86 procesory mají několik jader, a každé jádro udělá až 10 instrukcí paralelně v jenom taktu - ale my se tady bavíme o 386 a prvotním ARMu tedy o techologii začátku 90 let. Dodnes je to tak, že v tabletu máte 1GHZ ARM, který spotřebuje 5 Wattů a skoro se vyrovná nějakém CORE procesoru co spotřebuje 100 wattů - což je právě proto, že dědictví CISC prodesorů 70 let prostě nemůže x86 přeskočit.

Když už jsme u těch zajímavostí - tak protože dědictví 8086 nelze přeskočit musí jej x86 procesory obcházet - počínaje Pentiem II jsou vlastně taky RISC, ale před RISC jádrem je něco jako "hardwarový kompilátor", který překládá instrukce 8086 do vnitřního kódu daného procesoru, který je programátorům nepřístupný. Takže když máte na PC program v Javě - tak ten se překládá do bytekódu, bytekód se překládá do instrukcí 8086, ty se pak hardwarově překládají do vnitřních instrukcí daného Intelu, nebo AMD - mazec ne ?

Tudíž se není čemu divit, že když jsem experimetoval s 8 bitovým AVR a měřil jsem jeho ryhclost tak - z hlediska robotů mi vycházelo, že rychlost 16 MHz 8 bitové (!!) ATMega8 ekvivalentní 16-20 MHz 32 bitové 386. Takže už i ten nejjednodušší robot řízený "slušným" procesorem si nese "obnošené PC" na zádech ani o tom neví.
Možná teď už je čas napsat rovnou o co mi jde. Kdysi jsem byl příznivcem elektroniky pro roboty dělané na míru - ale jak stárnu a jsem stále lenivější - přešel jsem na koncepci "dostat do robota maximální výpočetní kapacitu" - což v akademické sféře dodnes znamená notebook přilepený izolepou na záda robota. Hardcore robotici, kterým bylo notebooku líto koupili router, místo firmwaru nahráli do routeru Linux a používali ten. Ani jedna ani druhá možnost samozřejmě není nic, co by se mi dvakrát líbílo, ale mám pocit, že tahle doba pomalu končí, protože lidi si velice zvykli na ARDUINO a tím se naučili používat "malé destičky s procesorem", kterých je dneska spousta a mnoho z nich velice vyspělých.

Když to zase probereme z hlediska uživatele amatéra - tak tady máme
- Rikomagic MK802 - počítač velikosti větší USB flashky - de facto procesor z mobilu bez displeje s androidem - podle mně nepříliš vhodný do robotů - spíše vhodnější pro "home theater" počítač.
- Raspberry Pi - taky "střeva z mobilu" - ale udělaný přímo jako "bastl pro bastlíře" - má svoji distribuci Debianu, a utáhne základní software jako internetový prohlížeč atd. - má všechny porty i volně programovatelné GPIO piny - laciné a skvělé řešení "hlavního procesoru" pro robota.
- vývojové kity od ST s STM32 a to s ARM Cortex 3 nebo s Cortex 4 - z mého hlediska mají jednu skvělou věc a to AD převodník snů - který digitalizuje až s frekvenci až 1 MHz - ideální řešení pro motory a složitá čidla. Navíc ty s Cortexem 4 mají i numerický koprocesor - může si robotik přát více ?
- Vývojové kity od NXP - rychlé ARMy "za hubičku", které sice nemají nějaké extra periferie - AD převodník mají až vysoké řady - dražší než od ST, ale pokud potřebujete 32 bitový výpočetní výkon za 70 kč - proč ne.

Tím jsme došli do bodu kdy musím sebekriticky přiznat - začátečníci - zvažte jestli začnete jako my staří "zespoda" a to assemblerem na nějakém 8 bitovém MCU, nebo tím "zkripleným" C na ARDUINU , nebo jestli půjdete "shora" - naučíte se psát prográmky pro PC v C a pak přeskočit na Raspberry a odtutd na STM32 ? Vzhledem k vývoji polovodičů se druhá cesta jeví skoro jako lepší.
Ode mně však v žádném případě neočekávejte, že vás přestanu otravovat s tranzistory, odpory a kondenzátory, protože můžete mít klidně procesor HCHKRDN na 20 GHz, ale pokud vám nefungují čidla a není čím pohánět motory - jste stejně v .......

Zbývá už jenom oblíbená rada pro blondýny : jsou chlapi, které i "ferrári za 10 mega" začne časem nudit, a pak jsou takoví co si s "destičkou za 600" se třemi čipy vyhrají několik let - jste si vědoma toho rozdílu ?

BackEMF Můstek 7.

21. března 2013 v 4:58 | Petr |  Elektro
Už minule jsem zveřejnil záznamy z osciloskopu, jak probíhá napětí na svorkách H-Můstku, který se na okamžik vypne aby se mohlo změřit napětí na motoru, který se v tom kratičkém okamžiku točí setrvačností a generuje napětí jako dynamo.
Zde Je první záznam - ˇčervená stopa je jedna strana můstku, ta která je připojena k baterce, žlutá stopa je druhá strana můstku, která je, pro daný směr otáčení připojená na zem.
Kde došlo k vypnutí můstku je myslím jasné. Motor v tom případě funguje jako cívka, ve které se zanikající magnetické pole snaží ještě chvíli udržet proud - což vede k tomu že na tuto chvíli se nám napětí na svorkách motoru obrátí z +12 na -12 voltů. Když se podíváte na žlutou stopu - je to myslím jasné. Stejně tak, když se podíváte na červenou stopu je jasné, že "hrot" červeného spajku mířícího dolů ukazuje, kde je na osciloskopu 0V. (žlutá stopa má 2x větší citlivost a jinou nulovou linii).

Pak vidíte na červené stopě ještě nějaké zákmity a pak vidíte, že se napětí ustálilo "někde mezi" 0V (označuje hrot červeného spajku) a 12V (označeno původní linií než jsme můstek vypnuli). To je ono vysněné BackEMF napětí přímo úměrné otáčkám, které měřím a dále používám.

Aby to nebylo všecno tak idealistické tak se podívejte na žlutou stopu - po odeznění žlutého "spajku" jde napětí na "nulové svorce" motoru dokonce 0,5V "pod zem"
Proč tomu tak je ? - minule jsem psal, že motor je za 4 vypnutými tranzistory a 4 zavřenými diodami - galvanicky "téměř" oddělen od elektroniky robota. Taky jsem psal, že svorky motoru si v takové situaci napěťově "plavou kde samy chtějí" a proto se musí měřit rozdíl mezi nimi. Zároveň jsem taky psal, že pokud by si svorky "plavaly" nad napětím baterie, nebo pod 0V tak se příslušná ochranná dioda v můstku otevře a motor si připojí k danému napětí.

Tedy patrně se talo právě to - patrně motoru nejvíce vyhovuje, když při generování BackEMF napěrí se jednou svorkou "opře" o napětí země a nepatrným proudem drží spodní diodu mírně pootevřenou.

Je to problém ? Je a není - napětí pod 0V AD převodník vidí jako 0V a hotovo - takže hnidopiši mezi vámi už jistě křičí - co když robot jede pomalu a negeneruje napětí vyšší než 0,5V ? Pak se dostáváme do oblasti kde měření BakcEMF nebude příliš lineární - s klesajícím napětí na motoru klesá i ten maličký proud, který drží spodní diodu otevřenou, takže napětí na "žluté" svorce motoru se bude postupně přibližovat 0V. AD převodník ovšem na žluté svorce uvidí pořád jen 0. Na druhé straně pokud je na žluté svorce více než -0,5 V tak i napětí na červené svorce bude vyšší a přece jenom "nějaké napěti" se naměří.

Co s tím dělat ?
- dá se to ignorovat - ať si s rím PID regulace poradí
- dá se k naměřenému rozdílu naslepo připočítávat 0,5 V
- dá se otevřít spodní tranzistor a úbytek na diodě který je 500 mV nahradit úbytkem na MOSFETU, který pro tak malý proud bude skoro nulový.

Osobně jsem zvolil čtvrté řešení - vyhýbat se oblasti kdy BackEMF je menší než 1V jako čert kříži. Důvod je v tom, že moje můstky neumí "sólo" zapnout spodní tranzistor a naslepo připočítávat 0,5 v se mi jeví jako větší zdroj chyb než jet "nad jeden Volt".

Hnidopiši zase křičí - říkal, že BakcEMF můstek nemá problémy s malými rychlostmi a teď toto. Odpovídám ANO - v malých rychostech není odezva na rychlost lineární, ale alespoň je spojitá - na rozdíl od enkodérů naměřim pokaždé nenulovou rychlost - takže tendence PID algoritmu k cukání je mnohem menší.

Opět mám pocit, že už je výklad trochu únavný, takže už končím a dodávám jenom tradiční radu pro blondýny: Jestli chcete do světa vykřičet, že jste lenivá špindíra a chystáte se to udělat tradiční formou, kterou používá spodina - to jest křiklavě barevnými a divoce zakřivenými umělými nehty - zvažte že 5 cm zahnuté "pazoury" značně komplikují klikání na displej iPhonu a hrotem nehtu na kapacitní displej klikat nejde (viděno na vlastní oči - na zapáchající blondýně v černé teplákovce v pražském metru).

Pohlavní zdravověda pro Geeky 4. Když nejsi tak mlč !!

19. března 2013 v 3:59 | Petr
Na začátku února jsem byl týden v Praze, což je pro vidláka z vesnice vždy záležítost, co mění život, takže se nedá nic dělat ale budete muset snést další článek, na téma Geek, Sex a Praha.

Především lehký matematický úvod - pokud Váš zaměstnavatel platí 100 korun za vaší práci ve vaší peněžence zbyde jenom 40 kč. 60 kč různými cestami ukrade náš laskavý stát. Z těch 60 kč jde 40 kč do Prahy a už ji nikdy neopustí. Tedy cynicky, ale pravdivě řečeno - koruna na vaší výplatní pásce znamená druhou korunu na výplatní pásce nějakého Pražáka. Nevěříte ? Proč jsou tedy v Praze 2x vyšší platy než v republice bez Prahy ?

OK - co z toho vyplývá. V Praze je strašně snadné živobytí a tím pádem každý kdo umí číst a psát je v Praze alespoň manažérem za pár desítek tisíc. Výsledkem je, že "nenáročná povolání" jako řídíče MHD, policajty, prodavače v GM electronicu, elektrikáře, instalatéry, údržbáře a jiné řemeslníky dělají v Praze lidi, jejíchž vzdělání a inteligence by na Ostravsku stačila jenom na jedno povolání - a to na práci poblitého bezdomovce pod mostem....

Takže jsem přijel do Prahy a můj bratr mě nadšeně vítal, protože právě četl Pohlavní zdravovědu 1. a moc se mu líbila. Chtěl ji doporučit ke čtení ostaním, ale narazil na problém. Potíž byla v tom, že dle něho klasičtí Geeci - poněkud zanedbaní a v mikině, už neexistují. On totiž Geeky dokonale zná, jsou mladí, vystajlovaní, sexy, ověšení iBlbostmi od Applu a přicházejí k nim do právní firmy, žádat podporu, pro své projekty galaktického významu. My ostatní, co plesnivíme od nohou, ve skutečnosti žádní Geeci nejsme, my jsme jenom zanedbaní vidláci - asociálové - kteří nedovedli dostatečně "monetizovat" svoji kariéru.

Nijak jsem to nekomentoval, ale donesl jsem jeho dětem svítící vajíčko z GM electronicu a to vzbudilo takový zájem, že hned druhý den jej manželka nemilostrdně vyslala do pražské pobočky pro dalších 5 stejných pro děti všech známých, kterým by se to taky mohlo líbit.
Bratr se vrátil - viditělně otřesený, neboť se setkal se skutečnými Geeky o kterých se vyjadřoval jako o nemytých debilech, kteří jsou neochotní a ještě k tomu smrdí.....

Měl jsem pocit značného zadostiučinění, protože jsem bez hnutí prstem a bez zbytečného hádání, obhájil existenci nás všech, kteří čteme tento článek. Za další dva dny jsem však zjistil, že situace je mnohem složitější. Kvůli opravy IKEA lampičky - houbičky - pro děti jsem se vydal do pražského GM electronicu pro 3 bílé konektory Cinch za 12 korun celkem. Pražská prodejna má 2 patra a celkem 5 prodejních míst - u každého z nich stojí - nefalšovaný Geek. Jenomže to není Geek z Frýdku, Berouna, Rychnova nad Kněžnou, bohužel je to geek z Prahy, jehož mentální výbava je tak slabá, že nemá ani na to aby se ověšel iBlbostmi a domáhal se laciného živobytí na nějakém galaktickém projektu - za 40 korun z vaší výplaty .....

Jinými slovy - v Ostravském GM elektronicu pracují holky kolem 30, které mají zkušenost ze skutečnného elektronického průmyslu ( Motorola / ONSemi ) - vyznají se - a navíc mají empatii tudíž si vzájemně pomáhají. V Praze stojí za pokladnou vypnutí roboti a pouze ten jeden u pokladny č. 2. v 1 patře lítá jak vymiškovaný, zatímco ostatní se se založenýma rukama a úsměvem na tváři na něj dívají. Prostě práce poblitého bezdomovce pod Frýdlatnskými mosty by jim slušela mnohem více, ale to by nesměly v Praze končit všechny ty prachy.
Aby byla věc ještě horší - prodávající sice vypadali jako z mentální instituce, ale kupující nevypadali o mnoho lépe - ani ti neměli k práci Ostravského bezdnomovce daleko - zřejmě ze stejného důvodu - prostě v Praze je moc peněz a tak pokud jste "elektrikář v ČSAV" - v hospodě z toho alkoholici sednou za zadek, ale fakt je, že si klidně můžete dovolit být zanedbaný debil, protože s 220V umí zacházet každý a ke skutečné elektrice typu 22kV rozvodů, které máme v Ostravě v každé fabrice vás stejně nikdy nikdo nepustí ....

Co z toho vyplývá z hediska pohlavní zdravovědy ?
Pokud se považujete za Geeka, ale na polici nad umyvadlem vám stojí gel na vlasy a váš cíl je jenom jeden - získat prachy - a to hodně - a to rychle - a to jakýmkoliv způsobem - a to za jakoukoliv cenu - nemusíte dále číst tento seriál - vyčkejte - a blonďatá zlatokopka si vás najde...

Pokud jste opravdový geek, vlastnící zapocenou mikinu a mastné vlasy - udělejte prosím inventuru ve vlastní hlavě. Co umíte ? Hrát World of Warcraft a vykládat o tom co jste četli na Internetu ? Kouřit ( trávu ) ? Pít pivo ? Myslíte, že to je dost ?
Kolika jazyky mluvíte ? - My v Ostravě musíme z hlediska národnostního složení mluvit 4-5 ( Česky, Polsky, Slovensky, Německy a dobrá je i Ukrajinština / Ruština)
Kolika jazyky Programujete ?
Umíte udělat doma dvouvrstevnou desku plošného spoje ?
Umíte provést potenciální partnerku letní / podzimní / zimní / jarní hvězdnou oblohou ?
Jste schopni namalovat 365 chemických vzorečků - každý den jeden - a vysvětlit laikovi čím jsou zajímavé ?
Umíte nakreslit periodickou soustavu prvků z paměti - včetně nenápadných - erotických - mnemotechnických pomůcek typu "Ó Slečno Sejmětě Teplou Podprsenku" ?
Umíte ukázat prvoky v mikroskopu ?

Nic z toho ?
Čím tedy chcete zaujmout - až ve 40 začnou vaší prochlastaní a prošoustaní konkurenti odpadávat ? Gigantickou hromadou zapáchajících mikin ?
Takže zejména vy pražští - nedělejte nám ostudu a jdětě do sebe, konec konců do 40 máte ještě času dost, ale ne dost, abyste jim plýtvali.

Back EMF můstek 6. aneb měříme napětí na motoru.

17. března 2013 v 6:00 | Petr |  Elektro
Obávám se, že seriál o můstcích už začíná být tak dlouhý, že moji čtenářové začínají pochybovat, jestli můstek vůbec funguje.
Takže rekapitulace jedním souvětím : 6 let jsem konstuoval H-můstek pro ovládání motorů procesorem, až jsem dočel k variantě, která reguluje otáčky motoru pomocí napětí, které motor sám generuje, když se točí setrvačností.
Neboli Pouštíme do motoru proud ve směru červené šipky, protože motor funguje jako systém cívek, tak po vypnutí napájení motorem ještě chvíli teče proud ve směru modré šipky (proto tam musí být ochranné diody) a pak proud motorem ustane a napětí na motoru se ustálí na hodnotě přímo úměrné otáčkám motoru.
Je nutné podtrhnout slovo "proud ustane" - teprve když motorem protéká jen nepatrný proud potřebný k měření - je napětí úměrné otáčkám. Tudíž naše regulace funuje asi takto
  1. Pouštím do motoru proud.
  2. Na okamžik všechny 4 tranzistory zavřu
  3. Počkám až odezní přechodový jev způsobený záníkem magnetického pole v cívkách motoru
  4. Měřím napětí
  5. Přepočtu napětí na rychlost a pak porovnám s požadovanou rychlostí a podle toho PID algoritmem spočtu nové parametry regulace.
  6. GOTO 1 - opakujte minimálně 100x za sekundu ...
Píšu "měříme proud na motoru".... A taky píšku "v době kdy motorem neprotéká proud" a taky Vypneme všechny tranzistory - je tedy otázka když je motor připojen ke 4 zavřeným tranzistorům a 4 zavřeným diodám a proud jím neprotéká tak je vlastně "svým způsobem" v daném okamžiku galvanicky nepřipojen k systému můstku takže je otázka kam vlastně připojít AD převodník procesoru ? Vzhledem k výše uvedenému a taky vzhledem k tomu, že očekáváme jízdu oběma směry je nutné na 1 motor obětovat 2 kanály AD převodníku a měřit v bodě A i v Bodě B a ze změřených napětí spočítat rozdíl.

Alternativou by bylo zapojit do bodu A i do bodu B tzv "přístrojový zesilovač" což je zapojení operačních zesilovačů, které rozdíl na vstupech zesíli a "naváže jej" jako offset na referenční napětí. Tato verze je možná, ale zbytečná, protože dnešní mikrokontroléry mají kanálů AD převodníku dosti, zejména když MCU zcela "obětujete" řízení motorů.

Elektronicky myslící z vás už ale určitě mají v hlavě otázku - motor je za vypnutými tranzistory - galvanicky oddělen od můstku - napětově si "plave kde chce". Co když si "plave" mimo rozsah napětí baterie ? Tato verze naštěstí není možná protože kdyby napětí na svorkách motoru šlo přes napětí baterie, nebo "pod zem" (pod napětí země), otevřely by se příslušné ochranné diody, stejně jako při indukční šipčce při vypnutí motoru.

Jelikož mám opět neblahý pocit, že jsme probrali už mnoho tak jenom jako "potravu pro mozek" zveřejním záznamy z osciloskopu.
Jedeme rychle
Jedeme pomalu.

Žlutá stopa je vždy svorka motoru, která byla připojená k zemi a červená byla připojená k baterce. Zobrazen je jenom časový úsek kolem vypnutí můstku - rovnou lajnu na 12 voltech jsem nechtěl veřejnosti ukazovat ;-)) Výrazný "spajk" na žluté stopě je přepólování napětí na motoru když v něm zaniká proud.

Za domácí úkol dávám vysvětlit proč je tento "spajk" u pomalu se točícího motoru o tolik delší - jenom napovím - aby se motor točil pomalu držel jsem jej "násilím" zastavený.

Zbývá už jenom tradiční rada pro blondýny, co dočetly až sem : Co je pro vás lepší ? Když váš miláček řekne - "chci nový soustruh", nebo když řekne "chci novou ženskou". Ne, že bych byl pesimista - prostě jenom přemýšlejte ....

Infračervená spektroskopie, aneb jak poznáte, že je fakt zle.

14. března 2013 v 5:32 | Petr |  Příroda
Když už jsem vás otravoval s mozkem, třeba by nebylo špatné probrat ostatní věci, které nejsou běžně známé a možná by bylo lepší, kdyby běžně známé byly.
Jedna z nich je infračervená spektroskopie. Vypadá to jako totální blbost pro pár chemiků, ale tohle je věc, ve které cítím tak velký potenciál, že bych se nedivil, kdyby infračervený spektroskop se jednou stal součástí iPhonu verze 13 - protože k tomu jsou důvody.

Takže si představte, že většina věcí kolem nás jsou buď čisté organické molekuly, nebo mají nezanedbatelnou organickou složku. Organické molekuly jsou z 99% tvoženy jenom 4 atomy -COHN - jak říkal pan profesor v Básnících - tedy Uhlík Kyslík Vodík a Dusík. Tyhle atomy tvoří různě složité molekuly, které se teplem třesou jak se tak třesou tak pokud je ozařujeme světlem jsou schopny energii světla vstřebat a pohánět tím svůj třes. Podle toho jak jsou molekuly postavené tak vstřebávají světlo o různých vlnových délkách, takže když měříme co se vstřebalo dostaneme spektrum třeba jako tohle.
Chemik (nebo software) podívá-li se na toto spektrum bude mu jasné, že látka kterou jsme ozařovali obsahovala samé chemícké skupiny
- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2-
a tedy je na první pohled jasné, že to byl polyethylén - známý veřejnosti spíše jako Igelit.

Co je na tom tak úžasné ? U většiny substancí nemusíte dělat žádné chemické rekace, nic nespotřebujete, nemusíte mít s sebou žádné nádobíčko a přesto určíte, o co se jedná.
Dokonce nejmodernější metoda, kterou se dělají infračervená spektra je tzv Attenutated total reflectance neboli ATR. Při té stačí na měřenou látku pouze přitlačit krystalek diamantu, nebo selenidu zinečnatého a nechat ji ze strany krystalu ozařovat světlem asi takto :

Infračervená spektroskopie,
Světlo při odrazech do měřené látky se čásečně absorbuje a na výstupu můžeme měřit spektrum. Dovedete si to vůbec představit ?
Máte na iPhonu malé okénko a přitlačíte jej na outfit v obchodě a vyleze - polyamid - a marně bude bratr Vietnamec lhát, že sukně je hedvábná. Nebo jíné možnosti Methanol / Ethanol (i když na ty je lepší Ramanova spektroskopie, ale ta třeba bude vestavěna do iPhonu v protějším rohu). Potravinářská barviva a Éčka, trans-mastné kyseliny v tucích, kaučuk v pneumatikách a celá řada dalších věcí půjde analyzovat stejným přístrojem. Bude se vám sejra z Kauflandu zdát divnej - porovnáte jeho spektrum se starým co jste si uložili "na kartu" - a pak se zařídíte podle toho.

Myslíte si, že jsem se zbláznil ? Koukněte zde na mašinku, kterou za patřičný obolus můžete mít už dneska. Prý si ji v Americe kupují už i hasiči, letiště, nádraží, školy a všichni, kteří mají paranoidní strach z opuštěné lahve (cisterny) s "neznámým obsahem".

Pokud se to opravdu stane a budete mít spektrometr v iPhonu - manévrovací prostor pro podvodníky, teroristy, padělatele materiálů, léků a potravin se dramaticky zúží.
Samozřejmě, že je poněkud hrozná představa, že lidi budou analyzovat všude a všechno, ale protože ta technika tu je a je rok od roku miniaturnější a lacinější tak vídím jenom dvě možnosti:
  1. Převážná většina podvodníků jsou drobní - a pak opravdu za 10 let bude IR spektrometr jako přístroj v GMku a za 20 let bude jako čip v mobilu.
  2. Převážná většina podvodníků jsou velcí - a pak se při miniaturizaci a snižování ceny těchto přistrojů narazí na "nepřekonatelné technické problémy", jako se narazilo v termojaderných elektrárnách, elektromobilech a celé další dlóóóúhé řadě technologií, které hrozily "poklesem dividend" některé ze 147 korporací, které vlastní celou ZeměKouli.

HMMM - takže IR spektrometr v mobilu asi nebude, ale my - opravdoví frajeři - jej máme v práci - HEČ.

Ceny 3D tisku - paranoidní úvaha.

12. března 2013 v 5:09 | Petr |  Svět okolo
Opravy všech věcí, včetně laboratorních přístrojů dnes vypdají tak, že servisman se podívá do katalogu a zjistí že náhradní součástka (i ta nejmenší) dosahuje 40-80% ceny nové věci - tak se stará věc vyhodí a hotovo. Velmi vzácně (pokud věc stojí mnoho miliónů) se oprava vyplatí a pak se brutálně vymění polovina střev daného stroje. V obou případech zbyde spousta součástek, kterým nic nebylo, třeba jenom měly tu smůlu že byly v sousedství vadného dílu, po kterém se však nepátralo, protože "čas jsou peníze"

Takže jako brouk hrobařík, který má v práci mnoho strojů za mnoho (desítek) miliónů korun drahé - vyhozené - díly shromažďuju doma. Takže se mi nahromadily krokové motory špičkové kvality, ze kterých jsem už postavil robota, který je krásný a stále čeká na elektroniku, přesto jich mám doma plnou bednu, takže jsem začal uvažovat o stavbě 3D tiskárny.
3D nadšenci mají úplný orgasmus z představy "fab@home" tedy domácího tisku předmětů denní potřeby, který jak si oni myslí "rozvrátí kapitalismus" a vůbec vyřeší bolesti lidstva. Kdysi jsem byl taky tak optimistický v oblasti počítačů, které však přinesly jenom nadvládu PowerPointem vybavených blbců nad inteligentními lidmi a fízlování po Internetu - takže už si dávám pozor.

A pokud jsem úplný paranoik, tak mám proč - zde jsou dodavatelé plastů pro 3D tisk. 3D tiskárny většinou "žerou" ABS - akrylonitril-butadien-styren, nebo PLA - polylactic acid a to ve formě vlákna o průměru 1,75 nebo 3 mm. Zejména ABS je ten nejsprostší "konstrukční" plast, který můžete najít - kupte cokoliv ve slevě v Kauflandu, nebo to vytáhněte z popelnice za ním, a pokud je to plastové-neprůhledné je tp buď polypropylén, nebo ABS.

Proto mě mírně šokovalo, že ceny ABS vlákna pro 3D tisk se pohybují od 20 do 50 dolarů (400-1000 kč) za kilo. Ta cena je tak drzá, že server Hackaday vyhlásil soutěž o 40 000 dolarů pro člověka, který vyrobí - doma postavitelné - zařízení, které z ABS granulátu - nejsprostši a nejlacinější plastikářské suroviny - bude vyrábět vlákno.

Jenom abyste měli představu - výrobně nejdražší plast je polytetrafluorethylen známý jako Teflon - "scientific grade Teflon", pro použití s extrémními žíravinami nebo ve vysokém vakuu - stojí kolem 1000 kč za kilo. Ještě jeden příkladek na už zmíněné stránce je dodavatel polyamidového vlákna, který má cenu 44 dolarů (880 kč) za kilo - kilo struny do sekačky (taky polyamid) stojí v Místku v "Modré labuti" 190 kč.....

Už jsem si stěžoval, že vše, co Marx nazýval "výrobními prostředky" je v současné době extrémně drahé. Třeba deskové plexisklo, elektronické součástky, a mnoho dalších věcí, kde jsme se dostali do situace, že se vyplatí koupit hotový výrobek a "přetavit" jej na jiný.

I samotní příznivci 3D tisku ještě tak před 2 lety mluvili o výrobě zařízení, které z pomletého plastu vyrobí zpátky strunu. Patrně si mezitím pořídili auta a domy na hypotéku, takže je ticho po pěšině, "aby se nenarušil status quo" a byznys s nejsprostším, lidstvu známým, plastem nepřestal vzkvétat.

Těsně před závěrem si dovolím jednu poznámku - ač nejsem přítelem výroby v Číně - zde máme patrně ukázku jak by to vypadalo bez jejich všudypřítomné konkurence.

Zbývá už jenom tradiční rada pro blondýny - víte že 3D tisikem se dají vyrobit fungující boty na podpatku - na míru ?

Dívka je jak cívka - první napětí, potom proud.

10. března 2013 v 5:30 | Petr |  Elektro
Jako obvykle jsem si uvědomil, že v seriálu o můstcích se začínám blížit tomu že nejjednodušší motor je trojice cívek (a dvojice magnetů) a tudíž je třeba probrat otázku cívek.
Od pravěku elektrotechniky tak do začátku 50 let se cívce říkalo "samoindukce" protože pouštíme do zkrouceného drátu proud, tím vzniká magnetícké pole, a vzniká nám jiný proud, který stejnými dráty odebíráme - na rozdíl od transformátoru, kde jednou cívkou magnetické pole vytváříme a druhou jeho energii (jako proud) odebíráme.

Středoškolská fyzika zkouší ubožáky z Faradayova zákona jakože "průchodem proudu vodičem vzniká magnetické pole jehož indukce působí proti změně proudu, která jej vyvolala". Takže cívka je jako starý důchodce - brání se myšlenku (proud) přijmout a pak se brání myšlenku (proud) opustit. Neboli když na cívku dáme napětí z počátku je proud 0 a napětí maximální, a teprve za nějakou dobu začne napětí na cívce klesat a proud cívkou růst. Tedy jako v mnemotechnické pomůcce v nadpisu.
Ideální cívka, která nemá žádný odpor skončí tak, že vede maximální proud (daný vnějšími součástkami) a je na ní nulové napětí.

Motor je taky cívka, dokonce pokud se netočí tak se chová 100% jako cívka se vším všudy, tak jsem si dovolil nakreslit následující schémátko
Pokud zapneme tranzistor 1 a 4 tak se proud nakonec ustálí ve směru čevené šipky. Jaké napětí bude v bodě A a B je snadné určit. Na A bude (téměř) VCC2 zatímco na B bude (téměř) nula.
Pak všechny tranzistory zavřeme a cívka pořád chce "tlačit" proud v původním směru. Ve směru červené šipky to ale nejde protože tam stojí v cestě zavřené tranzistory a diody. Tak to musí jít ve směru modré šipky. Všimněte si že část jdoucí cívkou jde pořád stejným směrem. Otázka však je jaké napětí je teď v bodě A a B.
Pomůžeme si "selským rozumem". Aby se otevřela dioda D2 potřebujeme v bodě A mírné záporné napětí (pro normální diody tak -0.7 V). Aby se otevřela D3 potřebujeme v bodě B napětí asi tak o 0.7V větší než VCC1.
Takže okamžikem uzavření tranzistorů se napětí na cívce z + 12 voltů prudce změní na přibližně -13.5 voltů a to trvá tak dlouho dokud cívka má nějakou energii "uloženou" ve svém magnetickém poli - tedy dokud jí prochází (postupně klesající ) proud .

Namětí na civce se dá spočítat podle vzorečku
U = L* (delta I / delta T)
Což není tak důležité, krom toho že moderní polovodičové součástky (tranzistory) vypnou proud téměř okamžíte takže delta T je skoro 0 tudíž delta I/ delta T je (skoro ) nekonečno. Aby mě robotici nekamenovali tak jsem rychlým rozpínáním cívky vyráběl z 5 V - 100 V. Takové napětí na cívce žádný (běžně používaný) tranzistor nevydrží, proto je třeba mít v můstcích ochranné diody, nejlépe hodně rychlé a s velkým závěrným napětím, které nám chrání zavřené tranzistory.
Zkušení mohou namítat, že existují můstky s tranzistory MOSFET, které mají vestavěné diody, nebo typu "Locked antiphase" které se bez diod obejdou - ano ale to je věc pro zkušené - my ostatní prostě koupíme pro dvě kolečka 8 diod za 18 korun a máme klid....

Ještě (možná šokující) poznámku na závěr - paralelně s motorem (cívkou ) se většinou dává ještě konenzátor o kapacitě 1-100nF a to tak že jeden se dá do můstku a druhý na vývody motoru. Zkušní už vědí - to je filtrace rušení motoru. Ale budete se divit, že to má i jinou funkci - některé tranzistory jsou tak rychlé, že ani ty nejrychlejší ochranné diody by se nestačily otevřít a můstek by se i s diodami prorazil - tomu kondenzátor brání tím, že cívka (motor) jej nejprve musí "přebít" z +12 na -13 V a tím se získá pár nanosekund, kdy diody stačí zareagovat ...

No a když jsme u toho schémátku na obrázku - takto jsou zapojeny tzv. "univerzální spínané zdroje" - keré jsou schopny napětí zvyšovat, snižovat a pouštět je zleva doprava i zprava doleva jenom podle toho které ze 4 tranzistorů se spínají a které ne, dokonce i ve schémátku jsem to naznačil, protože VCC1 nemusí mít stejné napětí jako VCC2, ale to probereme někdy příště.

Nyní nám už zbývá jenom rada pro blondýny co dočetly až sem: Dnešní rada bude formou otázky - v nadpisu zmíněné napětí ve vztahu je jasné, ale co, proboha, je ten proud ;-))) ?