СХЕМЫ, НЕ РЕКОМЕНДУЕМЫЕ К ПРИМЕНЕНИЮ

April 21, 2014 by admin Комментировать »

Нет ничего настолько исправного, чтобы в нём не было ошибок

(Ф. Петрарка)

О неудачах и ошибках

В проблемах и неудачах ничего страшного нет. Проблемы можно решить, а неудачи — это маленькие ступеньки к большому успеху. Правильно говорят, что ошибок не делает тот, кто ничего не делает.

Следует отличать «благородные» ошибки от явных промахов, которые вызваны зазнайством, неумением, расхлябанностью или упрямством. Ошибки можно простить в следующих случаях:

•                 был разработан хороший, тщательно продуманный план, однако его пошаговое выполнение не принесло желаемого результата;

•                 кроме основного был разработан запасной план на случай неудачи, но и он не помог выйти из положения;

•                 ошибка не привела к серьёзным материальным затратам, но послужила хорошим уроком на будущее;

•                 выполнение работ было прервано на полпути, поскольку детальный анализ того, что уже сделано, показал бесперспективность дальнейших изысканий.

В современном мире важно не то, что ты знаешь сейчас, а как быстро умеешь учиться чему-либо. Последнее подразумевает в том числе и учёбу на своих (лучше чужих) ошибках. Действовать надо умнее, а не усерднее.

Некоторые аналитики предсказывают, что в будущем в фирмах, разрабатывающих новые изделия, от сотрудников будут требовать … «умных» ошибок, не наказывая их за неудачи. Только путём генерации ярких идей, проведения многочисленных экспериментов и анализа результатов можно увеличить шансы на то, что один раз всё-таки удастся поймать многомиллионную «птицу удачи».

Знания сами по себе не должны являться самоцелью. Ещё Конфуций говорил: «Неиспользованные знания — это зло». Какой смысл навязчиво демонстрировать окружающим свою техническую эрудицию без конкретных рекомендаций к действию? То, что хорошо в игре «Что? Где? Когда?», обычно пасует в повседневной жизни. Сначала человек приобретает знания, затем действует, а когда совершает ошибку, то по закону обратной связи извлекает уроки и снова двигается вперёд.

Подлинную проблему представляет не сложность ситуации, а то, как к ней относятся люди. Разумный человек 10% своей энергии потратит на осмысление проблемы, а остальные 90% — на поиск путей для её решения, но не наоборот.

Пример анализа электрической схемы на МК

В математической статистике различают две разновидности ошибок:

•                 «ложная тревога» (англ. «type I error», «alpha error», «false positive»);

•                 «пропуск цели» (англ. «type II error», «beta error», «false negative»).

Ошибки первого рода состоят в том, что за истину принимается изначально ошибочная гипотеза. Пример — «2*2 = 5? Да!». Ошибки второго рода заключаются в том, что отвергают гипотезу, которая в действительности была верной. Пример — «2*2 = 4? Нет!».

0.              Применительно к электрическим схемам, собранным на МК , возможны ошибки как первого, так и второго рода. Типовая ситуация. Учебники рекомендуют устанавливать вблизи выводов питания МК  керамический конденсатор ёмкостью 1 МК Ф для устранения сбоев. Визуально проверить исправность керамического конденсатора очень сложно, поэтому его обычно выпаивают или ставят параллельно заведомо годный. Если замена не приносит успех — это «альфа»-ошибка. Если радиолюбитель при поиске причин сбоев не догадается проверить данный конденсатор, который и в самом деле был виноват, — это «бета»-ошибка.

Прояснить нюансы предлагается на схеме подключения одиночного светодиода к MK (Рис. 5.1, а). Нарисована она с наклоном 17° вправо к вертикальной оси, что подчёркивает её «нерекомендуемость» к широкому применению. Анализ функционирования будет проводиться по частям в три этапа [5-1].

Часть А (формулировка начальных условий).

Светодиод HL1 включается непосредственно между линией MK и общим проводом. При ВЫСОКОМ уровне на выходе MK он должен засветиться. Не выйдет ли при этом из строя сам MK или светодиод?

Часть Б (предварительный анализ схемы).

Ответ «с налёта», немедленный и категорический — светодиод HL1 и MK выйдут из строя из-за превышения допустимого тока. Вопрос лишь в том, кто из них будет первым во времени? В качестве обоснования берётся график нагрузочной способности выхода идеализированного MK (Рис. 5.2, а, [5-2]), на котором видно, что при прямом напряжении на светодиоде в пределах 2.0…2.4 В ток составляет около 70 мА. Обычные светодиоды, согласно даташитам, допускают прямой

Ход мысли правильный, но не учитываются важные факторы, которые не оговорены в техническом задании. В частности, на схеме не указан тип MK (а значит линия порта может быть нестандартной), а также цвет светодиода.

Рис. 5.2. График нагрузочной способности выходов MK при ВЫСОКОМ уровне: а) для «идеализированного» MK со стандартным выходом; б) для «слабого» выхода.

постоянный ток не более 20 мА. Примерно такой же нагрузочной способностью обладает одна линия стандартного порта MK. Следовательно, ток превышается в 3.5 раза, что недопустимо.

Часть В (варианты разрешения проблемы):

•                 применить в качестве MK микросхему из семейства Atmel AT90S, например, AT90S2313. Её выходы имеют «слабый» ВЫСОКИЙ уровень с током нагрузки около 16 мА при напряжении 1.8…2.2 В (Рис. 5.2, б, [5-3]). Вариант хорош для тех, у кого остались такие микросхемы (они уже сняты с производства);

•                 использовать в качестве HL1 маломощные «белые» или «синие» светодиоды. Рабочее напряжение у них составляет примерно 3.8…4 В при допустимом токе 20 мА. Чтобы «не сжечь» светодиод, надо сформировать на выходе MK импульсы с частотой 100…300 Гц. Индикатор будет светиться без «мигания», а ток в линии «идеализированного» MK не превысит лимита в 40 мА;

•                 поставить последовательно с индикатором HL1 «копеечный» резистор сопротивлением 300…560 Ом (Рис. 5.1, б), раз и навсегда избавив себя от недостатков исходной «неправильной» схемы.

Интересный нюанс. В перечне путей разрешения проблемы отсутствует ещё один напрашивающийся вариант. А именно, использовать канал ШИМ MK и импульсный режим работы «красного» («зелёного») светодиода HL1 без резистора.

Как известно, допустимый импульсный ток светодиодов примерно в 5…6 раз выше, чем 20 мА, т.е. 100… 120 мА. В эту норму укладывается ток 70 мА, который может обеспечить линия MK согласно Рис. 5.2, а. Остаётся лишь подобрать скважность сигнала ШИМ примерно 1:3, чтобы средний ток за период составил 20 мА.

Ошибочность рассуждений заключается в том, что импульсный ток 70 мА превышает допустимую нагрузку на одну линию MK «DC Current per I/O Pin», которая в семействе Microchip PIC16F составляет 25 мА [5-4], а в семействах Atmel ATmega/ATtiny — 40 мА [5-5]. Выход за рамки рекомендуемых разработчиком параметров не желателен, поэтому данный вариант был сразу снят с рассмотрения.

Источник: Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М.:ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты