Elektronika Praktyczna 12/2011 - UlubionyKiosk

cena: 16,00 zł (w tym 8% VAT) 

PRICE: 8 EUR Nakład 29000 egz.

OD WYDAWCY 

Magazynowanie energii 

Na początek chciałbym troszkę odejść od tematu 

numeru i wspomnieć człowieka, bez którego 

dziś nie byłoby wielu języków programowania, 

a już na pewno języka C. Niestety, w czasie gdy 

powstawał ten numer Elektroniki Praktycznej, 

dnia 12 października 2011 zmarł Dennis Ritchie, 

współtwórca języka C i systemu operacyjnego 

Unix, za który otrzymał wspólnie z K.Thompsonem 

nagrodę Turinga i został odznaczony Amerykańskim 

Medalem Technologii. Dennis Ritchie 

jest przez wielu uważany za ojca współczesnego 

Dennis Ritchie 

programowania oraz – dzięki opracowaniu Unix’a 

– podstaw systemu Linux. Odszedł w wieku 70 lat. 

A wracając na „nasze podwórko”… Już coraz głośniej mówi się o nadciągającym kryzysie 

energetycznym na skutek wyczerpania się zasobów naturalnych. Nie jest moim zamiarem 

zostać wieszczącym nadciągające trudności, ale tylko zwrócić uwagę na pewien fakt. 

Moim zdaniem w energetyce, motoryzacji, przemyśle i innych dziedzinach wymagających 

zasilania energią elektryczną nie da się zrobić niczego nowego bez postępu w dziedzinie 

odnawialnych źródeł zasilania – akumulatorów. Doskonałym przykładem jest budowa pojazdów 

zasilanych prądem, do których nie da się przekonać użytkowników bez poprawienia 

ich zasięgu użytkowego oraz obniżenia cen źródeł ich zasilania. 

Innym zagadnieniem perspektywicznym dla rozwiązania tego problemu, są odpowiednie 

„magazyny energii”. Zapotrzebowanie na urządzenia tego typu widać zwłaszcza 

na wykresach ilustrujących pracę np. elektrowni wiatrowych. Czasami, gdy wieje silny 

wiatr, produkują one zbyt dużo energii, a czasami, gdy siła wiatru jest mała – zbyt mało 

lub wcale. Aplikacja tego typu aż prosi się o dołączenie do „magazynu energii”, który będzie 

przechowywał energię elektryczną w chwili nadprodukcji i oddawał, gdy będzie jej 

za mało. Współcześnie już można budować takie urządzenia korzystając z akumulatorów 

oraz przetwornic, ale o ile rośnie sprawność przetwornic, o tyle ceny akumulatorów są 

bardzo wysokie, czas i warunki ich użytkowania ograniczone i cała instalacje staje się 

nieopłacalna. Słyszałem o projektach takich bezstratnych magazynów energii budowanych 

z nadprzewodników, ale dopóki nie zostanie wynaleziony materiał nadprzewodzący 

w temperaturze pokojowej lub nieznacznie niższej od 0°C, dopóty można to odłożyć między 

opowieści science-fiction. 

W mikroskali elektronicznej raczej jest dostarczana energia rzędu co najwyżej kilkudziesięciu 

watogodzin. Przeciętny inżynier znacznie częściej będzie potrzebował układu 

do ładowania niewielkiego akumulatora, niż do budowy ogromnego rezerwuaru energii. 

Dlatego zdecydowaliśmy się na przybliżenie tematyki akumulatorów, ładowarek i alternatywnych 

źródeł energii dla urządzeń elektronicznych w tym i kolejnym numerze EP. Lektura 

artykułu na temat akumulatorów pozwoli zapoznać się z ich parametrami i sposobami 

ładowania. Po jego przeczytaniu nie będzie problemu ze zrozumieniem zasady działania 

ładowarki, natomiast w jej budowie pomoże przegląd układów scalonych do ładowarek, 

który jest tak obszerny, że pełną jego treść publikujemy na płycie CD i serwerze FTP. Temat 

numeru jest dodatkowo uzupełniony prezentacjami firm zawierającymi ofertę producentów 

i dystrybutorów, które pozwolą na łatwe zorientowanie się „gdzie”, „co” i „za ile”. 

Kończąc życzę wszystkim Czytelnikom i ich rodzinom wesołych i pogodnych Świąt 

Bożego Narodzenia. W ramach naszej prywatnej krucjaty przeciwko nadmiernemu zużyciu 

energii i zasobów naturalnych ubierzmy choinkę w tradycyjne, niewymagające zasilania, 

błyszczące ozdoby. Będzie prezentowała się znacznie ładniej niż ze światełkami 

kupionymi za 20 złotych na targowisku czy w supermarkecie. A przy tym będzie oszczędzała 

energię, będzie tradycyjnie ekologiczna, a my nie zapłacimy wysokich rachunków za 

zużyty prąd. A jeśli mimo wszystko chcemy aby coś błyszczało, mrugało i świeciło, to na 

szczycie choinki można umieścić na przykład ozdoby prezentowane przez nas w rubryce 

miniprojektów. 

Miesięcznik „Elektronika Praktyczna” 

(12 numerów w roku) jest wydawany 

przez AVT-Korporacja Sp. z o.o. we współpracy 

z wieloma redakcjami zagranicznymi. 

Wydawca: 

AVT-Korporacja Sp. z o.o. 

03-197 Warszawa, ul. Leszczynowa 11 

tel.: +48 22 257 84 99, faks: +48 22 257 84 00 

Adres redakcji: 


tel.: +48 22 257 84 49, +48 22 257 84 60 

tel.: +48 22 257 84 65, +48 22 257 84 48 

faks: +48 22 257 84 67 

e-mail: redakcja@ep.com.pl 

www.ep.com.pl 

Redaktor Naczelny: 

Wiesław Marciniak 

Redaktor Programowy, 

Przewodniczący Rady Programowej: 

Piotr Zbysiński 

Zastępca Redaktora Naczelnego, 

Redaktor Prowadzący: 

Jacek Bogusz, tel. +48 22 257 84 49 

Redaktor Działu Projektów: 

Piotr Witczak, tel. +48 22 257 84 61 

Redaktor Działu Podzespołów i Sprzętu: 

Jerzy Pasierbiński 

Szef Pracowni Konstrukcyjnej: 

Grzegorz Becker, tel. +48 22 257 84 58 

Dyrektor Działu Marketingu i Reklamy: 

Katarzyna Wiśniewska, tel. +48 22 257 84 65 

e-mail: reklama@ep.com.pl 

Product Menager: 

Katarzyna Gugała, tel. +48 22 257 84 64 

Marketing i Reklama: 

Justyna Warpas, tel. +48 22 257 84 62 

Bożena Krzykawska, tel. +48 22 257 84 42 

Grzegorz Krzykawski, tel. +48 22 257 84 60 

Andrzej Tumański, tel. +48 22 257 84 63 

Sekretarz Redakcji: 

Grzegorz Krzykawski, tel. +48 22 257 84 60 

DTP i okładka: 

Dariusz Welik 

Redaktor strony internetowej www.ep.com.pl 

Michał Pieniążek 

Stali Współpracownicy: 

Arkadiusz Antoniak, Rafał Baranowski, Marcin Chruściel, 

Jarosław Doliński, Andrzej Gawryluk, Krzysztof Górski, 

Tomasz Jabłoński, Krzysztof Paprocki, Krzysztof Pławsiuk, 

Sławomir Skrzyński, Jerzy Szczesiul, Ryszard Szymaniak, 

Marcin Wiązania, Tomasz Włostowski, Robert Wołgajew 

Uwaga! Kontakt z wymienionymi osobami jest możliwy 

via e-mail, według schematu: imię.nazwisko@ep.com.pl 

Prenumerata: 

tel.: +48 22 257 84 22, faks: +48 22 257 84 00 

www.avt.pl/prenumerata, e-mail: prenumerata@avt.pl 

Sklep: www.sklep.avt.pl, tel. +48 22 257 84 66 

Wy daw nic t wo 

AVT-Korporacja Sp. z o.o. 

na leż y do Iz by Wy daw ców Pra sy 

Copyright AVT-Korporacja Sp. z o.o. 


Projekty publikowane w „Elektronice Praktycznej” mogą 

być wykorzystywane wyłącznie do własnych potrzeb. 

Korzystanie z tych projektów do innych celów, zwłaszcza 

do działalności zarobkowej, wymaga zgody redakcji 

„Elektroniki Praktycznej”. Przedruk oraz umieszczanie 

na stronach internetowych całości lub fragmentów 

publikacji zamieszczanych w „Elektronice Praktycznej” 

jest dozwolone wyłącznie po uzyskaniu zgody redakcji. 

Redakcja nie odpowiada za treść reklam i ogłoszeń 

zamieszczanych w „Elektronice Praktycznej”. 

4 

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2011

strona 36 

Szukacz układów na magistrali I 2 C 

Prezentujemy praktyczny przyrząd warsztatowy służący do 

identyfikacji układów scalonych dołączonych do magistrali 

I 2 C. Ponadto, przyrząd umożliwia testowanie popularnych 

układów odnalezionych na magistrali: pamięci EEPROM 

serii 24C..., PCF8574, PCF8574A, PCF8591, PCF8583 i innych. 

Piecyk gitarowy 

Oferta piecyków gitarowych zasilanych z baterii, 

które są dostępne w handlu, nie jest szczególnie 

bogata. Najczęściej obejmuje pojedyncze głośniczki 

w obudowie wielkości puszki konserw, które 

zasilane są z baterii 9V. Już z uwagi na to zasilanie 

wiadomo, że taki „wyrób” nie nadaje się do niczego 

poważnego. Nasz piecyk jest inny. 

strona 29 

JTAG dla AVR 

Interfejsu JTAG nie trzeba rekomendować. 

Prezentujemy projekt 

programatora/debugera zgodnego 

z JTAG-ICE, wyposażonego w bufor 

zabezpieczający. Szanse jego 

uszkodzenia są dość małe, a jeśli 

nawet go uszkodzimy, to koszt 

naprawy wyniesie około 1 zł. 

strona 32 

strona 26 

Programator AVR z interfejsem USB 

Żadnemu z zajmujących się programowaniem 

AVR nie trzeba rekomendować tego urządzenia. 

Nieskomplikowane i tanie w budowie, o czym 

będzie można się przekonać już wkrótce.

Projekty 

Nr 12 (228) 

Grudzień 2011 

UsbAsp. Programator mikrokontrolerów AVR................................................................................26 

Szukacz i tester układów na magistrali I 2 C.....................................................................................29 

AVR JTAG-ICE. Interfejs debugera dla mikrokontrolerów AVR........................................................32 

Piecyk gitarowy. Z zasilaniem akumulatorowym i z wbudowaną ładowarką..................................36 

Miniprojekty 

Miniaturowy włącznik zmierzchowy..............................................................................................41 

Elektroniczna bombka...................................................................................................................41 

Gwiazdka.......................................................................................................................................42 

Uniwersalny moduł wykonawczy...................................................................................................43 

Płytka ewaluacyjna z ETRX357.......................................................................................................44 

Wybór konstruktora 

Układy scalone do ładowarek akumulatorów................................................................................46 

TEMAT NUMERU 

Notatnik konstruktora 

Nowoczesne akumulatory i ogniwa elektryczne.............................................................................50 

TEMAT NUMERU 

Migracja z Cortex-M3 do Cortex-M4..............................................................................................81 

Wspomaganie programowania układów TMS320C2000...............................................................95 

Sprzęt 

Narzędzia na każdą kieszeń dla mikrokontrolerów STM32F1/F2 i STM32F4...................................65 

HS805 TiePie. Oscyloskop USB z próbkowaniem 1 GSa/s.............................................................118 

Podzespoły 

Czym zastąpić LM78xx Nowe stabilizatory impulsowe Traco TSRN-1............................................24 

Nowe filtry EMC. 

Nowe zastosowania filtrów EMC dzięki zmniejszeniu prądu upływu.............................................54 

TEMAT NUMERU 

TEMAT NUMERU 

Akumulatory Li-Ion........................................................................................................................58 

TEMAT NUMERU 

Baterie litowe Varta w ofercie firmy Gamma.................................................................................62 

Interfejs Lesense. 

Niskoenergetyczna obsługa czujników pojemnościowych, indukcyjnych i oporowych...................68 

ChromaLit firmy Intematix. Rewolucyjna technologia białych lamp LED........................................78 

Siła rdzenia Cortex-M4F w nowych STM32F4................................................................................93 

Najnowsze układy do lokalnej łączności radiowej produkcji NXP.................................................110 

ARM-y w obudowach DIP28/SOP20.............................................................................................115 

Kursy 

IQRF więcej niż radio. Host radiowy...............................................................................................73 

Kurs programowania mikrokontrolerów PIC (7). 

Obsługa przetwornika analogowo-cyfrowego...............................................................................83 

Projektowanie PLD/FPGA z zestawem Lattice MachXO2 Pico Development Kit (2).........................87 

Kurs programowania Arduino (6). 

Obsługa wyświetlacza LCD, cyfrowych linii I/O i przetwornika A/C.................................................99 

Projektowanie płytek za pomocą Altium Designer Summer 09 (10).............................................104 

Prezentacje 

Akumulatory i pakiety akumulatorowe BTO...................................................................................57 

TEMAT NUMERU 

Pakiety bateryjne i akumulatorowe................................................................................................60 

TEMAT NUMERU 

Romeo all in one. Zintegrowany sterownik robota w standardzie Arduino..................................103 

Automatyka i Mechatronika Praktyczna 

Otwarta komunikacja sterowników Saia PCD...............................................................................125 

Przykładowa aplikacja z zastosowaniem protokołu 3964R..........................................................128 

Serwonapędy Kinco. Kompleksowe rozwiązanie systemu kontroli i napędu................................132 

Kompleksowe rozwiązania automatyki dla systemów inteligentnego budynku (1)......................134 

Konkurs..........................................................................................................................................14 

Od wydawcy....................................................................................................................................4 

Niezbędnik elektronika....................................................................................................................8 

Nie przeocz. Podzespoły................................................................................................................10 

Nie przeocz. Koktajl niusów...........................................................................................................16 

Sprzężenie zwrotne. Ankieta..........................................................................................................20 

Prenumerata..................................................................................................................................21 

Info..............................................................................................................................................139 

Kramik i rynek..............................................................................................................................143 

Księgarnia wysyłkowa..................................................................................................................149 

Oferta..........................................................................................................................................151 

Zapowiedź następnego numeru..................................................................................................156 

REKLAMA

PROJEKTY 

UsbAsp 

AVT 

5325 

Programator mikrokontrolerów 

AVR 

Opisów programatorów ISP 

dla mikrokontrolerów AVR jest 

w Internecie bez liku. Ale 

takich, które są wyposażone 

w interfejs USB już mniej, 

a jeśli, to najczęściej są one 

oparte o konwerter FT232. 

W artykule opisano programator, 

który nie wymaga użycia 

konwertera USB. Programator 

może być używany pod kontrolą 

systemów operacyjnych Linux 

i Windows, ze środowiskami 

programistycznymi AvrStudio, 

BascomAVR, CodeVisionAVR 

i innymi. 

Rekomendacje: programator ma 

interfejs USB, więc doskonale 

sprawdzi się po zmianie 

komputera na nowszy, ponieważ 

zazwyczaj są one wyposażone 

tylko w ten rodzaj interfejsu. 

Opisywany programator jest wzorowany 

na projekcie opracowanym przez http://www. 

fischl.de/usbasp/. W porównaniu z oryginałem 

dodano bufor 74LVC125, dzięki czemu 

można programować układy zasilane napięciem 

z zakresu 1,2...6,5 V. 

Budowa programatora jest nieskomplikowana. 

Zawiera on mikrokontroler ATmega8 

oraz kilka dodatkowych elementów. Istotną zaletą 

programatora jest, że ma on interfejs USB, 

dzięki czemu można go bez problemu używać 

go na laptopie bez interfejsów LPT czy RS232C. 

Dostępne jest oprogramowanie interfejsu użytkownika 

zarówno dla Windows jak i Linux. 

Transmisją sygnałów po USB zajmuje się 

mikrokontroler, nie jest wymagany dodatkowy, 

stosunkowo drogi konwerter USB. Szybkość 

programowania oscyluje o okolicach 

5 kB/s, w razie potrzeby można ją zmniejszyć. 

Programator pobiera prąd zasilający 

mniejszy niż 100 mA, dzięki czemu może 

być zasilany również z wyjścia pasywnego 

(bez dodatkowego zasilacza) HUB’a USB. 

Płytka drukowana programatora została 

przystosowana do obudowy typu Z-70. 

Budowa i zasada działania: 

Schemat ideowy programatora pokazano 

na rysunku 1. Jego sercem jest mikrokontroler 

U1 – ATmega8. Emuluje on programowo 

interfejs USB, dzięki czemu nie jest potrzebny 

dodatkowy konwerter USBRS232 

(np. FT232RL), co obniża cenę gotowego 

urządzenia. Ze względu na to, że mikrokontroler 

jest zasilany napięciem 5 V z portu 

USB, zastosowano diody Zenera D1 i D2 dla 

obniżenia maksymalnego napięcia występującego 

na magistrali USB (brak diod spowoduje 

pojawianie się błędów SYNC). 

Napięcia zasilania jest filtrowane przez 

C1, C2. 

Diody LED sygnalizują stan programatora: 

– D3 (czerwona) przyłączenie do USB, 

– D4 (zielona) operacje na programowanym 

procesorze. 

Układ U2 powinien być zasilany napięciem 

zawierającym się w przedziale 

1,2...3,6 V, ponieważ w takim zakresie napięcia 

zasilania producent gwarantuje poprawną 

pracę układu. W układach produkowanych 

przez NXP napięcie zasilające do 6,5 V 

nie spowoduje jego zniszczenia. Maksymalna 

wartość napięcia zasilającego zależy od 

producenta układu. Zaleca się więc pracę 

z programatorem przy zasilaniu programowanego 

CPU napięciami 1,2...3,6 V. Aby programować 

układy zasilane napięciem 2...6 V 

zaleca się wymienić układ U2 na 74HC125. 

Programator jest odseparowany od programowanego 

procesora buforem U2 typu 

74LVC125AD. Bufor jest zasilany z systemu 

AVT-5325 w ofercie AVT: 

AVT-5325A – płytka drukowana 

AVT-5325B – płytka drukowana + elementy 

Podstawowe informacje: 

• Zasilanie programatora z portu USB. 

• Napięcie zasilające programowanego 

mikrokontrolera: 1,2...6 V. 

• Lista obsługiwanych mikrokontrolerów AVR: 

ATmega6450, ATmega3250, ATmega645, 

Atmega325, ATmega2561, ATmega2560, 

ATmega1281, Atmega1280, Atmega640, 

ATmega168, ATmega88, Atmega48, 

ATmega8535, ATmega8515, ATmega8, 

Atmega161, ATmega32, ATmega6490, 

ATmega649, ATmega3290P, ATmega3290, 

ATmega329P, ATmega329, Atmega169, 

ATmega163, ATmega162, ATmega644P, 

Atmega644, ATmega324P, ATmega164P, 

Atmega16, ATmega128, ATmega64, 

ATmega103, ATtiny15, ATtiny13, ATtiny12, 

Attiny11, Attiny2313, ATtiny84, ATtiny44, 

Attiny24, ATtiny85, ATtiny45, Attiny25, 

ATtiny861, ATtiny461, Attiny261, ATtiny26. 

• Współpraca ze środowiskami 

programistycznymi AvrStudio, BascomAVR, 

CodeVisionAVR itp. 

• Praca pod kontrolą systematów: Windows 

(XP/Vista), Linux, MacOS X, FreeBSD. 

Dodatkowe materiały na CD/FTP: 

ftp://ep.com.pl, user: 17692, pass: 4yv87ftn 

• wzory płytek PCB 

• karty katalogowe i noty aplikacyjne 

elementów oznaczonych w Wykazie 

elementów kolorem czerwonym 

Projekty pokrewne na CD/FTP: 

(wymienione artykuły są w całości dostępne na CD) 

AVT-5279 Programator PIC (EP 2/2011) 

AVT-5172 Uniwersalny programator 

mikrokontrolerów AVR (EP 2/2009) 

AVT-5153 Uniwersalny programator JTAG/ISP 

(EP 10/2008) 

AVT-5125 Programator USB AVR (STK500) 

(EP 2/2008) 

AVT-1462 Uniwersalny adapter dla 

programatorów AVR-ISP (EP 2/2008) 

AVT-2855 Ulepszony programator STK200 

(EdW 2/2008) 

AVT-988 Programator AVRISP z interfejsem 

USB (STK500) (EP 7/2007) 

26 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2011

Szukacz i tester układów na magistrali PROJEKTY I 2 C 

Szukacz i tester układów 

na magistrali I 2 C 

Pomysł na opisywany 

tu przyrząd zrodził się 

w „siódmych potach” podczas 

uruchamiania modułu 

rozszerzającego możliwości 

karty AVT-5222 o 16 wejść 

analogowych i 2 wyjścia 

analogowe. W tym module 

są dwa układy PCF8591 

(przetworniki AC/CA), które 

nie działały na płytce 

prototypowej. Odłożyłem więc 

projekt główny na półkę, 

a w międzyczasie wykonałem 

urządzenie umożliwiające 

zarówno detekcję rzeczywistych 

adresów układów dołączonych 

do magistrali I 2 C, jak też ich 

przetestowanie. W międzyczasie 

zaprojektowałem też użyteczną 

płytkę prototypową/testową 

z podstawkami pod 9 układów 

z interfejsem I 2 C oraz podstawką 

uniwersalną dla dowolnego 

układu z interfejsem I 2 C. 

Trud opłacił się, a przyrząd 

wiele razy udowodnił swoją 

użyteczność. 

Rekomendacje: praktyczny 

przyrząd warsztatowy służący 

do wyszukania i identyfikacji 

układów scalonych dołączonych 

do magistrali I 2 C, umożliwiający 

przetestowanie najbardziej 

popularnych układów: pamięci 

EEPROM z serii 24C..., 

PCF8574, PCF8574A, PCF8591, 

PCF8583, a innych po 

aktualizacji firmware’u. 

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2011 

AVT 

5321 

ścizna prób rozwiązania problemu pozostał 

mi jednak bardzo użyteczny przyrząd, którego 

projektem chciałbym się podzielić. 

Opis działania 

Mikrokontroler (U1) wysyła na magistralę 

I 2 C kolejne zapytania do układów o adresach 

(dziesiętnie) z przedziału 60…240 

(w tym przedziale zawiera się większość adresów 

układów z serii PCF). Gdy pod jakimś 

adresem zostanie odnaleziony układ (opis 

detekcji w rozdziale „Program mikrokontrolera”), 

to jest on identyfikowany na podstawie 

wartości adresu. Na wyświetlaczu LCD 

pojawi się informacja o znalezionym układzie 

tj. jego adres i domniemywany typ. Po 

chwili dostępne będą dwie opcje: 

• szukaj (klawisz SW1) umożliwiająca wyszukiwanie 

kolejnych układów dostępnych 

na magistrali, 

• test (klawisz SW2) umożliwiająca przetestowanie 

odnalezionego układu. 

Opcja „test” jest dostępna wyłącznie dla 

układów uwzględnionych w firmware. Są to 

najpopularniejsze układy I 2 C: pamięci EEPROM 

serii 24C..., ekspandery portów PCF8574 

i PCF8574A, przetwornik AC/CA PCF8591 oraz 

zegar czasu rzeczywistego PCF8583. Oczywiście 

nic nie stoi na przeszkodzie, aby do kodu źródłowego 

dopisać sobie procedury testowe dla 

innych układów I 2 C, wskazówki można znaleźć 

w dalszej części artykułu. Sercem urządzenia jest 

mikrokontroler ATtiny4313 wyposażony w pamięć 

Flash o pojemności 4 kB. Zgodnie z pierwotnymi 

założeniami przyrząd miał umożliwiać 

jedynie detekcję układów dołączonych do magistrali 

i płytka drukowana została zaprojektowana 





• Płytka jednostronna o wymiarach 

123 mm×40 mm. 

• Napięcie zasilania 7…12 V DC 

. 

• Mikrokontroler ATtiny4313 taktowany 

oscylatorem RC. 

• Możliwość programowania mikrokontrolera 

zamontowanego na płytce drukowanej. 

• Wyszukiwanie układów dołączonych do 

magistrali I 2 C o adresach z zakresu 60…240 

(dziesiętnie). 

• Testowanie: pamięci EEPROM z serii 24C..., 

ekspanderów portów PCF8574 i PCF8574A, 

przetwornika AC/CA PCF8591 oraz zegara 

czasu rzeczywistego PCF8583. 









AVT-2899 Analizator I 2 C (EdW 5/2009) 

Problemy z uruchomieniem laminatu 

z układami PCF8591 nie wiązały się ani 

z uszkodzeniem owych układów ani też 

z błędnym ich adresowaniem. Prawdziwą 

przyczyną trudności okazało się połączenie 

na prototypowym laminacie sygnałów OSC 

(pin 11) dwóch układów PCF8591. Jako spudla 

ATtiny2313. Ostatecznie jednak postanowiłem 

wyposażyć przyrząd również w funkcje testowania 

najpopularniejszych układów I 2 C. Pociągnęło 

to za sobą konieczność rozbudowania 

programu. I tu pojawił się pewien kłopot. Biorąc 

pod uwagę konieczność obsługi wyświetlacza 

LCD nie było szans na zmieszczenie nowej funkcjonalności 

w 2 kB pamięci układu ATtiny2313. 

Warto zauważyć, że mikrokontroler ATtiny4313 

jest kompatybilnym pod względem 

wyprowadzeń odpowiednikiem ATtiny2313. 

Stosując go istnieje więc szansa na funkcjonalną 

rozbudowę wielu urządzeń sterowanych przez 

mikrokontrolery 20-wyprowadzeniowe np. ATtiny2313, 

AT90S2313 a po niewielkiej zmianie 

29

PROJEKTY 

AVR JTAG-ICE 

Interfejs debugera dla 

mikrokontrolerów AVR 

AVT 

5322 

Bardzo przydatnym, 

a w niektórych sytuacjach 

wręcz niezbędnym narzędziem 

do uruchamiania systemów 

mikroprocesorowych jest 

debuger. Dla mikrokontrolerów 

AVR dobrym i tanim 

rozwiązaniem jest AVR 

Dragon. Niestety, jeśli ulegnie 

on uszkodzeniu, to naprawa 

jest najczęściej nieopłacalna. 

Na stronie firmy Atmel 

umieszczono opis programatora/ 

debugera zgodnego z JTAG- 

ICE, który można wykonać 

samodzielnie, ale jego wadą 

jest skomplikowana budowa. 

W artykule zaprezentowano opis 

programatora/debugera zgodnego 

i JTAG-ICE o nieskomplikowanej 

konstrukcji. Ponadto, wyposażono 

go w bufory I/O, dzięki czemu 

szanse uszkodzenia programatora 

są dość małe, a jeśli uda 

nam się coś zepsuć, to koszt 

naprawy jest bardzo niski. 

Rekomendacje: JTAG przyda 

się każdemu zajmującemu 

się programowaniem lub 

uruchamianiem układów 

wyposażonych w mikrokontrolery 

AVR. 

Na projekt programatora natknąłem się 

na stronie http://www.m2uu.com/elektronika- 

:avrjtag. Jednak aby nieco uodpornić JTAG 

na różne sytuacje, które zdarzają się podczas 

uruchamiania urządzeń z mikrokontrolerami, 

zdecydowałem się na zmodyfikowanie oryginalnej 

konstrukcji. W porównaniu z oryginałem 

wprowadziłem następujące zmiany: 

– dodałem bufor 74HC244 zabezpieczony 

rezystorami szeregowymi, 

– konwerter USB-RS232 zasiliłem z magistrali 

USB, 

– pozostałe układy programatora zasiliłem 

z uruchamianego systemu, dzięki czemu 

programator może pracować zasilany napięciem 

innym niż 5 V. 

Budowa i zasada działania 

Schemat ideowy JTAG’a pokazano na 

rysunku 1. Do połączenia z komputerem 

służy interfejs USB. Komunikacja odbywa 

się poprzez UART za pośrednictwem popularnego 

układu konwertera, układu U1 typu 

FT232RL. Jest on zasilany z portu USB. Pozostałe 

obwody programatora są zasilane z uruchamianego 

systemu, dlatego wyprowadzenie 

VccIO układu U1 dołączono do wyprowadzenia 

4 złącza JP3, a nie do portu USB. 

Mikrokontroler U2 przyjmuje polecenia 

od komputera PC i steruje interfejsem 

JTAG, który jest emulowany przez port SPI. 

Wszystkie linie JTAG są buforowane układem 

U3 typu 74HC244. Sam bufor dodatkowo 

zabezpieczono rezystorami szeregowymi. 

Dla wejść są to rezystory o rezystancji 1 kV, 

natomiast dla wyjść 100 V. Dzięki temu podanie 

napięcia w zakresie –20...+25 V na 

wejście nie powinno spowodować uszkodzenia 

bufora (prąd wejścia nie przekroczy 

20 mA). Wyjście jest zabezpieczone przed 

napięciami w zakresie –2 V...Vcc+2 V. A jeśli 

mimo wszystko bufor uszkodzi się, łatwo 

go wymienić, ponieważ jest zamontowany 

w podstawce. 

W stosunku do rozwiązania dostępnego 

w Internecie zmieniłem wartość rezystora R6 

w dzielniku napięcia. Dodałem także źródło 

napięcia odniesienia 2,5 V. Spowodowane 

było to tym, że mikrokontroler jest zasilany 





• Lista obsługiwanych układów: ATmega128, 

ATmega128L, AT90CAN128, ATmega64, 

ATmega64L, ATmega32, ATmega32L, 

ATmega323, ATmega323L, ATmega16, 

ATmega16L, ATmega162, ATmega162L, 

ATmega162V, ATmega165, ATmega165V, 

ATmega169, ATmega169L, ATmega169V 

• Zasilanie JTAG’a z uruchamianego urządzenia. 

• Napięcie pracy 2,7...5,25 V. 

• Współpraca z AVR Studio. 









AVT-5279 Programator PIC (EP 2/2011) 

AVT-5172 Uniwersalny programator 

mikrokontrolerów AVR (EP 2/2009) 

AVT-5153 Uniwersalny programator JTAG/ISP 

(EP 10/2008) 

AVT-5125 Programator USB AVR (STK500) 

(EP 2/2008) 

AVT-1462 Uniwersalny adapter dla 

programatorów AVR-ISP (EP 2/2008) 

AVT-2855 Ulepszony programator STK200 

(EdW 2/2008) 

AVT-988 Programator AVRISP z interfejsem 

USB (STK500) (EP 7/2007) 

AVT-1452 Adapter dla programatorów AVR ISP 

(EP 7/2007) 

AVT-947 Programator JTAG dla 

mikrokontrolerów STR9 (EP 9/2006) 

AVT-937 Programator ISP/ICP dla 

mikrokontrolerów ST7 (EP 7/2006) 

AVT-921 Flash z ISP – JTAG (EP 3/2006) 

AVT-451 Programator z interfejsem USB dla 

Bascom AVR (EP 11/2005) 

AVT-1409 Programator JTAG dla układów 

MSP430 (EP 3/2005) 

AVT-540 Miniprogramator AT89Cx051 

(EP 11/2004) 


Interfejs debugera dla mikrokontrolerów AVR 

z uruchamianego systemu, a napięcie odniesienia 

JTAG-ICE pochodzi z wejścia Aref. 

Gdyby mikrokontroler był zasilany napięciem 

5 V, to pomiar napięcia występującego 

na złączu JTAG byłby prawidłowy. Niestety, 

konieczne byłby zasilanie JTAG’a z jakiegoś 

stabilizatora, ponieważ złącze USB komputera 

PC nie gwarantuje napięcia zasilającego 

5 V. Może ono wynosić np. tylko 4,4 V. Dzięki 

podzieleniu napięcia ze złącza JTAG przez 2 

w stosunku do oryginału (rezystor R6 o rezystancji 

75 kV, a nie 150 kV) oraz zastosowa- 

niu napięcia Aref o wartości 2,5 V zamiast 

5 V, pomiary napięcia wykonywane przez 

AvrStudio są prawidłowe. Możliwe jest oczywiście 

zrezygnowanie z U4. Wtedy rezystor 

R6 musi mieć rezystancję 150 kV. 

Uwaga! Jeśli nie korzystamy z U4 (R6 

=150 kV), pomiar może być obarczony dużym 

błędem. Wynika to z faktu, że napięcie 

w złączu USB może się zawierać w granicach 

4,4...5 V. W skrajnym przypadku 

(4,4 V) błąd wynosi +12%. W takiej sytuacji 

faktyczne napięcie 5 V będzie przedstawione 

jako 5,6 V, natomiast 3,3 V jako 3,69. Do 

błędu tego należy doliczyć jeszcze tolerancję 

rezystorów R6 i R7. W prototypie bez U4, 5 V 

było obrazowane w AvrStudio jako 6,2 V! 

Montaż i uwagi odnośnie do 

komponentów 

Schemat montażowy JTAG’a pokazano 

na rysunku 2. Montaż jest typowy i nie wymaga 

szczegółowego opisu. Na początku 

warto wlutować układy SMD znajdujące 

się od strony ścieżek. Wlutowanie U2 nie 

sprawi większego kłopotu, natomiast U1 

jest już bardziej kłopotliwy w montażu 

ze względu na mały raster wyprowadzeń. 

Osobiście z U1 poradziłem sobie w ten 

sposób, że po pozycjonowaniu układu 

i przylutowaniu skrajnych nóżek, zalałem 

stopem lutowniczym wszystkie nóżki, 

a następnie nadmiar cyny zebrałem za pomocą 

plecionki „WIK”. Po wlutowaniu elementów 

SMD montujemy zwory. Pod U3 

Wykaz elementów 

Rezystory: 

R1, R2, R8, R10…R15, R21: 1 kV 

R5: 36 kV 

R6: 75 kV (150 kV – opis w tekście) 

R9, R16…R20: 100 V 

R3, R4, R7: 10 kV 

Kondensatory: 

C1, C3: 10 mF/10 V 

C6, C7: 22 pF/50 V 

C2, C4, C8: 100 nF/50 V 

Półprzewodniki: 

U2:ATmega16A-16AU (QFP44) 

U1: FT232RL (SSOP-28) 

U4: LM385-2.5 (TO-92, opis w tekście) 

U3: 74HC244N (DIP-20) 

D1: dioda LED żółta 3 mm 

D2: dioda LED zielona 3 mm 

Inne: 

Q1: kwarc 7,3728 MHz (HC-49S) 

JP1: ZL231-06PG (6 pin proste) lub ZL311- 

2×3 (listwa goldpin prosta 2×3) 

JP2: ZL231-10PG (10 pin proste) 

JP3: ZL231-10GK (10 pin kątowe) 

J1: USBB-BV (gniazdo USB-B do druku 

kątowe) 

J2: ZL201-3 (listwa goldpin prosta 1×3) + 

zworka 

J3: ZL211-3 (listwa goldpin kątowa 1×3) + 

zworka 

Na CD: karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów 

oznaczonych w wykazie elementów kolorem czerwonym 

REKLAMA 

Rysunek 1. Schemat ideowy JTAG’a AVR 


33

PROJEKTY 

AVT 

5323 

Piecyk gitarowy 

Z zasilaniem akumulatorowym 

i z wbudowaną ładowarką 

Pomysł wykonania wzmacniacza do gitary elektrycznej małej mocy 

zasilanego z akumulatorów to splot dwóch z pozoru niezwiązanych 

ze sobą czynników. Jeden z nich to obserwacja, w jaki sposób 

muzycy rozwiązują problem nagłośnienia turystycznego, drugi to 

przegląd tego, co mamy dostępne w tym zakresie w handlu. Obie 

kwestie nie wyglądają najlepiej. 

Rekomendacje: niezawodne, łatwe w budowie urządzenie z tanich 

elementów elektronicznych, które przyda się każdemu gitarzyście. 




• Zasilanie z wbudowanego akumulatora Li-Ion 

• Wbudowana uniwersalna ładowarka 

akumulatorów 

• Napięcie zasilania ok. 12 V 

• Moc wyjściowa 3 W 

• Przedwzmacniacz pozwalający na bezpośrednie 

podłączenie gitary 

• Dwa kanały: czysty i przesterowany 

• 3-punktowy regulator barwy dźwięku 

• Dodatkowy filtr korekcyjny 

W roli bateryjnego piecyka najczęściej 

jest używany zwykły wzmacniacz gitarowy, 

normalnie zasilany z sieci, a do którego w warunkach 

turystycznych dołącza się 12-woltowy, 

duży akumulator. Często od samochodu 

i przetwornicę 12/220 V niezbędne po to, aby 

całość działała poprawnie. Takie rozwiązanie 

jest z pewnością skuteczne, niemniej trudno 

określić je mianem wygodnego i przenośnego. 

Z kolei oferta tzw. piecyków gitarowych zasilanych 

z baterii, które są dostępne w handlu, nie 

jest szczególnie bogata. W praktyce obejmuje 

pojedyncze głośniczki w obudowie wielkości 

puszki konserw, które zasilane są z baterii 9 V. 

Już z uwagi na to „zasilanie” wiadomo, że taki 

wyrób nie nadaje się do niczego poważnego. 

W prasie i w Internecie jest sporo schematów 

wzmacniaczy gitarowych. Ale większość 

z tych układów wymaga zasilania napięciem 

symetrycznym ±15 V lub więcej, przez co 

adaptacja tych konstrukcji do zasilania z akumulatora 

nie jest łatwa. Czas zatem na prezentację 

specjalizowanego produktu – piecyka 

gitarowego zasilanego z akumulatorów. Jest 

to nieskomplikowana i niezawodna konstrukcja, 

bazująca na niewyszukanych i tanich elementach 

elektronicznych, zapewniająca moc 

wyjściową rzędu 3 W. Jest to całkowicie wystarczająca 

wartość w zastosowaniach turystycznych 

i dla innych, mobilnych wydarzeń 

artystycznych. Jednocześnie jest ona na tyle 

mała, że niewielki akumulator jest w stanie 

zapewnić możliwość muzykowania przez cały 

dzień bez konieczności doładowywania. 

Poza stopniem mocy układ zawiera 

przedwzmacniacz pozwalający na bezpośrednie 

podłączenie gitary, dwa kanały: czysty 

i przesterowany, trójpunktowy regulator barwy 

dźwięku, dodatkowy filtr korekcyjny i ma 

wbudowaną ładowarkę akumulatora. Dzięki 

niej, do ładowania można wykorzystać dowolny 

zasilacz o stałym napięciu wyjściowym, na 

przykład ten, który na co dzień wykorzystujemy 

do zasilania domowego laptopa. 

Układ elektroniczny zaprojektowano 

z myślą, że jego wykonaniem zajmą się również 

osoby mniej biegłe w elektronice. Stąd 

nie żałowano elementów zabezpieczających, 









AVT-5215 Cyfrowy efekt gitarowy (EP 12/2009) 

AVT-2772 Lampowy wzmacniacz gitarowy 

(EdW 12/2005) 

AVT-435 

Prosty wzmacniacz do ćwiczeń gry 

na gitarze (EP 7/2005) 

AVT-314 Efekt tremolo – vibrato (EP 12/1996) 

AVT-313 Gitarowa kaczka (EP 11/1996) 

AVT-306 Chorus gitarowy (EP 10/1996) 

AVT-304 

AVT-303 

AVT-302 

Gitarowa bramka szumów 

(EP 7/1996) 

Przystawka do gitary „Distortion” 

(EP 6/1996) 

Kompresor do gitary i basu 

(EP 5/1996) 

--- Flanger gitarowy (EP 1/1997) 

--- Słowniczek efektów specjalnych 

(EP 5/1996) 

kondensatorów odsprzęgających, kontrolek 

sygnalizujących stany działania, a liczbę 

niezbędnych połączeń drutowych na płytce 

drukowanej ograniczono do jednej zwory. 

Układ nie wymaga też skomplikowanej regulacji, 

wykonany został na jednostronnej płyt- 


Miniaturowy włącznik zmierzchowy 

MINIPROJEKTY 

Różnego rodzaju automatyczne 

przełączniki, także te reagujące 

na zmiany oświetlenia, są często 

budowane przez elektroników 

i praktycznie stosowane 

w różnych miejscach. Ich 

popularność wzrosła jeszcze 

bardziej wraz ze wzrostem 

popularności oświetlenia 

„ledowego”. 

AVT 

1655 

Schemat elektryczny włącznika 

zmierzchowego pokazano na rysunku 1, 

natomiast montażowy na rysunku 2. Jest 

to chyba najmniej skomplikowany układ 

włącznika zmierzchowego z prezentowanych 

na łamach EP. Gdy zrobi się ciemno, 

wzrasta oporność fotorezystora PH1. 

W konsekwencji tranzystor T1 przewodzi 

i przekaźnik RL1 zwiera styki. Kondensator 

C2 chroni układ przed krótkotrwałymi 

zmianami oświetlenia. Pozwala on wyeliminować 

możliwość powstania oscylacji 

wtedy, gdy poziom oświetlenia jest 

na granicy zadziałania układu. Oporność 

fotorezystora w świetle dziennym wynosi 

kilkaset V, a po zmroku wzrasta do kilkudziesięciu 

kV. Próg zadziałania włącznika 

można skorygować zmieniając rezystancję 

rezystora R1. Elementem wykonawczym 

jest przekaźnik o dopuszczalnym obciążeniu 

styków wynoszącym 2 A. 

Włącznik może być zasilany napięciem 

12 V DC 

z dowolnego zasilacza, baterii 

lub akumulatora. Pobór prądu egzemplarza 

modelowego w stanie spoczynku, 

przy oświetlonym fotorezystorze wynosił 

250 mA, natomiast w ciemności, przy załączonym 

przekaźniku 18 mA. 

Elementy SMD są montowane od 

strony lutowania, natomiast fotorezystor, 

przekaźnik i złącza od strony elementów. 

Fotorezystor jest montowany pod przekaźnikiem, 

dlatego jego montaż i odpowiednie 

Rysunek 1. 

Rysunek 2. 

wygięcie jego doprowadzeń należy wykonać 

w pierwszej kolejności, przed montażem 

przekaźnika. 

EB 












AVT-1532 Uniwersalny sterownik zmierzchowy 

(EP 8/2009) 

AVT-1476 Automatyczny włącznik zmierzchowy 

(EP 8/2008) 

AVT-1460 Włącznik zmierzchowy (EP 12/2007) 

AVT-1232 Włącznik zmierzchowy – timer 

(EP 7/1999) 

AVT-2177 Przełącznik zmierzchowy 

(EdW 1/1998) 

Wykaz elementów: 

R1: 47 kV 

R2: 4,7 kV 

PH1: fotorezystor FR28/500 

C1, C2: 10 mF/16V 

T1: BC879 

D1: 1N4148 

CON1, CON2: ARK2 

RL1 przekaźnik JRC27F 



Elektroniczna bombka 

Wielkimi krokami zbliża 

się dzień, w którym trzeba 

ubrać świąteczną choinkę. 

Prezentowany miniprojekt będzie 

urozmaiceniem wśród ozdób 

choinkowych. 

Schemat ideowy bombki pokazano na 

rysunku 1. Z tranzystorów T1 i T2, rezy- 

AVT 

1654 


41

Zawsze znajdziesz, przejrzysz i kupisz aktualny numer „Elektroniki Praktycznej” 

MINIPROJEKTY 

Rysunek 1. Schemat ideowy elektronicznej bombki 

storów R2…R5 oraz kondensatorów C1 i C2 

zbudowano multiwibrator astabilny generujący 

przebieg prostokątny, który jest sygnałem 

taktującym układ licznika pierścieniowego 

U1 (4017). To licznik Johnson’a mający 

10 wyjść, na 

których w takt 

sygnału zegarowego 

doprow 

a d z o n e g o 

do nóżki 14 

krąży jedynka 

logiczna. Wyjścia 

licznika 

zasilają diody 

LED. Łatwo 

domyślić się, 

że w danym 

m o m e n c i e 

świeci tylko 

jedna dioda, 

jednak multiwibrator 

astabilny 

generuje 

sygnał taktujący 

o tak dużej 

częstotliwości, 

iż obserwator 

ma złudzenie 

jednoczesnego 

migotania 

w s z y s t k i c h 

diod jednocześnie. 

Wybrano taki sposób zasilania diod, 

ponieważ układ może być zasilany z baterii 

i dzięki temu osiągnięto znaczną oszczędność 

energii, a tym samym – wydłużono do 

maksimum czas jej funkcjonowania. Częstot- 

Rysunek 2. Schemat montażowy elektronicznej bombki – propozycja 1 

Rysunek 3. Schemat montażowy elektronicznej bombki – propozycja 2 












AVT-1555 Elektroniczna choinka (EP 12/2009) 


R1: 470 V (SMD, 0805) 

R2, R5: 1 kV (SMD, 0805) 

R3, R4: 56 kV (SMD, 0805) 

C1, C2: 100 nF (SMD, 1206) 

C3: 10 mF (SMD, „A”) 

U1: 4017 (SO-16) 

T1, T2: BC847 (SOT-23) 

D1...D10: diody LED (SMD 0805 białe) 

liwość generatora można regulować zmieniając 

pojemność kondensatorów C1 i C2 (10 

nF...1 mF). Trzeba przy tym mieć na uwadze, 

że wyższa częstotliwość pracy i dłuższy czas 

świecenia powodują wzrost zapotrzebowania 

na energię zasilającą. 

Na rysunku 2 i rysunku 3 pokazano schematy 

montażowe dwóch bombek. Różnią się 

one wyświetlanym wzorem i rozmieszczeniem 

komponentów, natomiast schemat elektryczny 

jest taki sam. Zastosowano elementy 

są w obudowach SMD. 

Prawidłowo zmontowana bombka działa 

od razu po dołączeniu zasilania. Powinno 

ono mieścić się w zakresie 5...12 V DC 

. Jasność 

świecenia diod będzie różna dla różnych 

napięć zasilania. Korygować ją można zmieniając 

wartość rezystora R1. Przewody zasilające 

należy dolutować do nieocynowanych 

pól przy kondensatorze C3. Doskonały efekt 

tworzy kilka lub kilkanaście bombek. Ich 

zasilania można połączyć równolegle i zasilić 

z jednego zasilacza wtyczkowego. Otwór 

przy kondensatorze C3 jest przeznaczony dla 

zawieszki wykonanej z kolorowej wstążeczki, 

dzięki której bombki będą jeszcze lepiej 

wyglądały na choince. 

AW 



Gwiazdka 

Wielkimi krokami zbliżają się 

Święta Bożego Narodzenia, 

a lada moment na ulicach 

pojawią się świecące ozdoby 

witryn sklepowych. Prezentujemy 

łatwy do wykonania, a zarazem 

ciekawy efekt LED, który imituje 

rozbłyskującą gwiazdę. Można 

ją zawiesić na choince lub 

w oknie czy nawet dla ozdoby 

postawić na półce. 

AVT 

1653 

Na rysunku 1 

pokazano schemat 

ideowy gwiazdki. 

Układ U1 to 14-bitowy 

licznik binarny 

typu 4060. Jest 

on bardzo wygodny 

w użyciu w aplikacjach, 

które wymagają 

licznika i generatora, 

ponieważ 

w jego strukturze 

umieszczono ob- 


(zarówno w wersji papierowej, jak i elektronicznej) na www.UlubionyKiosk.pl 

MINIPROJEKTY 

wody generatora, którego częstotliwość 

może być ustalana 

za pomocą rezonatora kwarcowego 

lub elementów RC. 

Na zewnątrz układu dostępne 

są jedynie wyjścia Q4… 

Q14 licznika. Nie przeszkadza 

to w konstrukcji gwiazdy, ponieważ 

do sterowania świeceniem 

diod LED użyto tylko 

wyjść Q5...Q8. 

Rezystancje R5, R6, PR1 

i kondensator C3 ustalają częstotliwość 

pracy generatora 

zbudowanego na wewnętrznych 

bramkach układu U1. Jak można domyślić 

się, szybkość migotania diod LED można 

regulować za pomocą potencjometru PR1. 

Schemat montażowy gwiazdy zamieszczono 

na rysunku 2. Wykonano ją na laminacie 

jednostronnym. Urządzenie jest łatwe 

w montażu, ponieważ zastosowano elementy 

przewlekane, które nie wymagają żadnych 

nastaw czy zaprogramowania. Po prawidłowo 

wykonanym montażu należy dołączyć 

zasilanie 5...12 V DC 

i wyregulować częstotliwość 

potencjometrem PR1 według własnych 

upodobań. Dioda D14 zabezpiecza układ 

przed odwrotną polaryzacją napięcia zasilania. 

Od strony lutowania można przykręcić 

za pomocą dwóch śrub koszyk na baterię 9 V 

(6F22). 

AW 

Rysunek 1. Schemat ideowy elektronicznej gwiazdy 

Rysunek 2. Schemat montażowy elektronicznej 

gwiazdy 











R1...R4: 330 V 

R5: 910 kV 

R6: 1 kV 

PR1: 500 kV 

C1: 100 nF 

C2: 47...100 mF 

C3: 47 nF 

U1: 4060 

D1...D13: LED 3 mm 

D14: 1N4007 

ARK2 3,5 mm – 1 szt. 



Uniwersalny moduł wykonawczy 

AVT 

1656 

Układ nieskomplikowanego modułu 

wykonawczego, który umożliwia 

przełączanie na przykład 

napięcia sieci energetycznej 

sygnałem z większości układów 

elektronicznych. 

Przekaźnik może również być wysterowany 

bezpośrednio ze złącza CON2. W egzemplarzu 

modelowym zastosowano przekaźnik z cewką 

na 12 V DC 

, o dopuszczalnym prądzie obciążenia 

styków 16 A przy napięciu 230 V AC 

. EB 

Schemat ideowy modułu pokazano na rysunku 

1, natomiast montażowy na rysunku 2. 

Elementem wykonawczym układu jest przekaźnik 

sterowany tranzystorem T1. Dioda LED1 

informuje o fakcie załączenia przekaźnika, natomiast 

o jego załączeniu decyduje dodatni sygnał 

pojawiający się na wejściu S złącza CON1. 

Rysunek 1. 

Rysunek 2. 











R1: 4,7 kV 

R2: 10 kV 

R3: 1 kV 

LED: dioda LED 

D1: 1N4148 

T1: BC547 

PK1: RM83P12(5), RM96P12(5) lub podobny 

F1: bezpiecznik 




43

TEMAT NUMERU 

UKŁADY ŁADOWAREK 

WYBÓR KONSTRUKTORA 

Układy scalone 

do ładowarek 

akumulatorów 

W artykule zaprezentowano przegląd układów scalonych 

przeznaczonych do budowy ładowarek do akumulatorów o różnych 

rodzajach substancji chemicznych użytych do ich konstrukcji. 

Zależnie od rodzaju elektrolitu i materiału tworzącego elektrody, 

akumulatory różnią się charakterystykami ładowania i rozładowania, 

mają też różne własności. W wykazach ujęto produkty firm 

Microchip, Texas Instruments (w tym przejętego przezeń National 

Semiconductor), Maxim oraz Linear Technology. Układy te są 

dostępne w ofertach polskich dystrybutorów. 

Na rynku dostępnych jest coraz więcej urządzeń, 

do zasilania których stosuje się akumulatory 

lub baterie. O ile jeszcze kilka lat temu bardzo 

popularne były akumulatory NiCd, a następnie 

NiMH, to współcześnie królują przede wszystkim 

różne rodzaje akumulatorów litowych (Li-Ion, Li- 

Po, LiFePO4). W sprzęcie popularnym, ze względu 

na bardzo dobre parametry oraz niski ciężar, stosowane 

są przede wszystkim akumulatory Li-Ion (litowe-jonowe), 

ostatnio coraz częściej zastępowane 

przez Li-Po (litowo-polimerowe) lub LiFePO4 (litowo-żelazowe). 

Oprócz nich, w urządzeniach wymagających 

akumulatora o dużej pojemności, chyba 

przede wszystkim ze względu na niską cenę, nadal 

stosowane są akumulatory kwasowe z elektrodami 

wykonanymi z ołowiu i elektrolitem na bazie kwasu 

siarkowego, ostatnio wykonywane głównie jako 

bezobsługowe z elektrolitem żelowym. Szczegółowe 

informacje na ich temat można znaleźć w innym 

artykule, tu skupmy się na układach do ładowarek. 

W handlu dostępne są przede wszystkim układy 

przeznaczone do konstruowania ładowarek 

akumulatorów litowych, ponieważ tak naprawdę 

akumulatory kwasowe, NiMH i NiCd nie wymagają 

jakiejś szczególnej „troski”. Nie są one zbyt wrażliwe 

na przeładowanie, więc wystarczy nadzorować 

napięcie oraz wartość natężenia płynącego prądu 

przez określony czas wynikający z podzielenia pojemności 

akumulatora przez prąd ładowania. Do 

tego wystarczy zwykły układ czasowo-licznikowy 

i zasilacz prądu stałego. Często w rozwiązaniach 

fabrycznych spotyka się nieskomplikowane układy 

z transformatorem sieciowym i prostownikiem 

diodowym, jedno- lub dwupołówkowym, ponieważ 

ładując akumulatory NiCd lub NiMH napięciem 

impulsowym wydłuża się ich trwałość. Niegdyś 

można było kupić tzw. szybkie ładowarki akumulatorów 

NiCD, które wymagały pomiaru temperatury 

ogniwa, ale dziś zamiast szukać układów scalonych 

do tych ładowarek chyba dobrze jest założyć, że 

akumulatory NiCd lub NiMH muszą być po prostu 

ładowane przez pewien określony (niestety, zwykle 

dość długi) czas. Z zasady, im mniejszy jest prąd ładowania, 

tym lepiej dla akumulatora, ponieważ zjawiska 

niepożądane mają wówczas mniejszy wpływ 

na procesy ładowania i starzenia się. Po naładowaniu 

nie będzie też niebezpieczeństwa przegrzania 

się akumulatora, gdy jego napięcie na skutek przeładowania 

nieznacznie spadnie. Niemniej, przeładowanie 

to zjawisko niekorzystne i powinno się mu 

przeciwdziałać. 

W akumulatorach NiCd i NiMH występuje tzw. 

efekt pamięci. Polega ono na tym, że akumulator 

częściowo rozładowany i następnie naładowany 

po kilku takich cyklach zachowywał się tak, jakby 

miał pojemność równą pojemności doładowywanej, 

a nie nominalnej. Aczkolwiek jest to zjawisko 

odwracalne (należy kilkakrotnie całkowite rozładować 

i naładować akumulator), to dla żywotności 

akumulatora, niezmiernie istotna jest jego prawidłowo 

eksploatacja. Lepiej, aby akumulator był rozładowywany 

do wartości minimalnej, a następnie 

Wśród parametrów akumulatora duże znaczenie ma tzw. parametr jednogodzinny „C”, Określa on taką 

wartość prądu rozładowania, która rozładuje akumulator w ciągu 1 godziny i dlatego może być utożsamiany 

z pojemnością akumulatora wyrażoną nie w Ah, ale w samych A. Jeśli np. akumulator NiMH ma pojemność 

2400 mAh to oznacza, że maksymalny prąd rozładowania wynosi 2400 mA (1 godz.×2400 mA). 

Prąd ładowania zwykle ma wartość ułamka prądu rozładowania i dlatego wyraża się go jako iloczyn ułamka 

i parametru „C” np. „0.2C”, co oznacza, że maksymalny, dopuszczalny prąd ładowania to 480 mA 

(0,2×2400 mA). 

Ze względu na obszerne tabele pełny 

tekst artykułu zamieściliśmy na płycie 

CD-EP 12/2011 oraz serwerze FTP 



ładowany – to wydłuży czas jego funkcjonowania. 

Jest to też powodem, dla którego w wielu ładowarkach 

fabrycznych wbudowuje się liczniki cykli 

ładowania akumulatorów NiCd lub NiMH niejako 

prognozujące zużycie się akumulatora. Akumulatory 

pochodzące od producenta dbającego o swoją 

markę mają w parametrach technicznych podaną 

minimalną, gwarantowaną liczbę cykli ładowania, 

dla której zachowują swoją pojemność. Warto przy 

okazji wspomnieć, że efekt pamięciowy jest słabszy 

w wypadku ogniw NiMH, które mają przy tym pojemność 

o ok. 30% wyższą, niż odpowiadające im 

wymiarami ogniwa NiCd, ale z drugiej strony są one 

też mniej odporne na podwyższoną temperaturę. 

Układy scalone ładowarek dostępne w handlu 

są przeznaczone przede wszystkim do ładowania 

różnych odmian akumulatorów litowych. Prąd ich 

ładowania jest dosyć wysoki, ale trzeba pamiętać, że 

przy nieumiejętnym obchodzeniu się taki akumulator 

może eksplodować! Dlatego te układy scalone 

mają wbudowane różnego rodzaju zabezpieczenia, 

które chronią akumulator przez uszkodzeniem. 

Z drugiej strony, jako użytkownicy urządzenia, 

chcemy, aby jego bateria została naładowana jak 

najszybciej. Istnieje nawet zalecenie, które mówi, że 

w przeciągu 30 minut akumulator urządzenia przenośnego 

powinien być naładowany w co najmniej 

70% swojej pojemności. Dlatego producenci układów 

scalonych implementują w nich specjalne algorytmy 

ładowania, często wymagające dołączenia 

np. termistora mierzącego temperaturę ładowanego 

ogniwa. 

Przy ładowaniu akumulatorów litowych składających 

się z wielu ogniw często stosuje się tzw. 

balansery. To nie są żadne „czary-mary”, ale jeden 

ze sposobów wydłużenia czasu eksploatacji ogniw. 

Bateria akumulatorów ładowana z użyciem balansera 

musi mieć specjalną konstrukcję – powinna być 

wyposażona w złącze umożliwiające pomiar napięcia 

indywidualnie na każdym z ogniw. Zwykle balansery 

są nadzorowane przez mikrokontroler, który 

nadzoruje wyrównanie poziomu energii w każdym 

ogniwie oraz napięcie występujące na każdym 

z nich. W bateriach ogniw połączonych szeregowo 


Układy scalone do ładowarek akumulatorów 

Rysunek 1. Schemat ideowy aplikacji układu LTC1731-4.2 

Rysunek 2. Schemat ideowy aplikacji 

układu LTC4059 

może bowiem zdarzyć się, że sumaryczne napięcie 

całkowite wszystkich ogniw jest prawidłowe, ale indywidualne 

napięcia na poszczególnych ogniwach 

są złe. Posłużymy się przykładem pakietu akumulatorów 

używanych przez modelarzy, składającego się 

z 3 ogniw Li-Po. Napięcie znamionowe takiego pakietu 

wynosi 11,1 V (3×3,7 V). Podczas ładowania 

nie wolno przekraczać napięcia 4,2 V na ogniwo, co 

oznacza, że napięcie wyjściowe ładowarki nie może 

być wyższe niż 12,6 V. Jednak na skutek rozrzutu 

parametrów ogniw może zdarzyć się, że rozkład 

napięć na nich jest nierównomierny i wynosi np. 

4 V+4,5 V+4,1 V, a ogniwo, na którym występuje 

napięcie 4,5 V może zostać uszkodzone. Takiej sytuacji 

unika się, gdy jest używany balanser – każdemu 

z ogniw jest dostarczane tyle energii, ile potrzebuje, 

bez ryzyka przeładowania czy niedoładowania. 

Niestety, nie wszystkich omawianych przez nas 

rozwiązań da się użyć w produkcji małoseryjnej, a to 

ze względu na rodzaj obudowy układu. Na przykład 

niektóre z doskonałych skądinąd układów z serii bq 

(Texas Instruments) mają miniaturowe obudowy 

z rodzaju BGA i są przeznaczone do zabudowania 

w przenośnych odtwarzaczach multimedialnych, 

sprzęcie medycznym, telefonach komórkowych, 

a wiec sprzęcie produkowanym masowo. Dlatego 

powierzchnia obudowy takiego układu waha się 

w okolicach co najwyżej kilku milimetrów kwadratowych, 

a sam układ jest trudny do zamontowania 

bez specjalistycznego oprzyrządowania. 

Analogicznie jak zasilacze, produkowane są 

dwa typu ładowarek: liniowe i impulsowe. Jednak 

inaczej niż w zasilaczach, dostępne są również ładowarki 

PWM. O ile ładowarki impulsowe regulują 

napięcie wyjściowe i prąd obciążenia w taki sposób, 

jak zasilacz impulsowy, o tyle ładowarka PWM 

(trudno znaleźć dla jej nazwy ekwiwalent w języku 

polskim, w języku angielskim oba typy układów są 

rozróżniane za pomocą terminów switching i pul- 

se) zawiera tranzystor MOS, który 

załącza prąd/napięcie ładowania ze 

zmiennym współczynnikiem wypełnienia, 

zależnym od poziomu energii 

w ładowanym akumulatorze. 

Rozpatrując parametry i cechy 

użytkowe ładowarek można posłużyć 

się analogią do zasilaczy: ładowarki 

liniowe i PWM są łatwiejsze w budowie, 

ale mają mniejszą sprawność. 

Ładowarki impulsowe zawierają 

więcej komponentów, są trudniejsze 

w budowie, ale jednocześnie marnują 

mniej energii. 

Na koniec warto dodać, że przyjmuje się charakterystyczne 

wartości napięcia dla ogniw naładowanych 

do wartości nominalnej: 

• Li-Ion: 3,6 V. 

• Li-Pol, LiFePO4: 3,7 V. 

• NiCd, NiMH: 1,2 V. 

Odczytując z karty katalogowej układu liczbę 

ładowanych ogniw można oszacować napięcie dostarczane 

przez ładowarkę 

oraz wymagane napięcie 

wejściowe zasilające 

ładowarkę. 

Najprostszy 

algorytm 

ładowania polega 

na dołączeniu do akumulatora 

źródła napięcia 

stałego o parametrach 

dostosowanych do ładowanego 

akumulatora. 

Na przykład pakiet 4 

połączonych szeregowo 

ogniw NiMH o wymiarach 

paluszków AA można 

ładować z użyciem 

zasilacza prądu stałego 

5 V/300 mA. Jeśli ogniwa 

mają pojemność 

2450 mAh (np. Energizer), 

to zasilacz należy 

odłączyć po upływie 11 

godzin. Podobnie można 

ładować akumulatory litowe – niewielkim 

prądem przez pewien czas. 

Jednak w ich wypadku znacznie lepiej 

sprawdzą się różne wyrafinowane, inteligentne 

algorytmy implementowane 

przez producentów. 

Linear Technology 

Wykaz układów do ładowarek 

produkowanych przez firmę Linear 

Technology zamieszczono w tabeli 1. 

Wśród nich można znaleźć układy liniowe 

i impulsowe. Większość z nich 

jest przeznaczona do ładowania akumulatorów 

litowych i ma możliwość 

ładowania od 1 do 6 ogniw połączonych 

ze sobą szeregowo. W ofercie LT 

są również dostępne układy przeznaczone 

do ładowania akumulatorów 

NiCd i NiMH, od 1 do 18 ogniw. 

Przykład aplikacji ładowarki z układem liniowym 

typu LTC1731-4.2 pokazano na rysunku 1. 

Jest ona przeznaczona do ładowania pojedynczego 

ogniwa litowego (najczęściej w praktyce będzie to Li 

-Ion). Mimo miniaturowych wymiarów i nieskomplikowanej 

budowy, ładowarka ma całkiem „przyzwoite” 

parametry: prąd obciążenia może wynosić 

aż do 2 A. Układ sygnalizuje pracę za pomocą diody 

LED dołączonej do wyprowadzenia 2. LTC1731 jest 

produkowany w dwóch wersjach: do ładowania baterii 

akumulatorów składających się z 1 (przyrostek 

–4.2) lub 2 (–8.4) ogniw. Minimalne napięcie wejściowe 

układu wynosi 4,5 V, maksymalne 12 V. 

Przykładem uniwersalnego układu liniowego 

jest LT4059. Jego aplikację pokazano na rysunku 2. 

Ładowarką zbudowaną z jego użyciem można ładować 

akumulatory litowe (Li-Po, Li-Ion) oraz niklowe 

(NiCd, NiMH) z pojedynczym ogniwem. Minimalne 

napięcie wejściowe wynosi 3,75 V, maksymalne 8 V. 

Natężenie prądu ładowania wynosi 0,9 A. Dzięki 

swoim parametrom układ doskonale nadaje się do 

budowy ładowarek zasilanych z portu USB. 

Rysunek 3. Schemat ideowy aplikacji układu LT4012 

Rysunek 4. Schemat ideowy aplikacji układu MAX7813 


47

TEMAT NUMERU 

AKUMULATORY 

NOTATNIK KONSTRUKTORA 

Nowoczesne akumulatory 

i ogniwa elektryczne 

Wybór odpowiednich akumulatorów to kluczowa kwestia przy 

projektowaniu urządzeń przenośnych. Ma ona znaczenie także 

w wielu aplikacjach stacjonarnych, w których akumulator jest 

zapasowym źródłem energii. Dlatego jest ważne, by dobrze 

orientować się we własnościach poszczególnych rodzajów 

akumulatorów, które to parametry wynikają z rodzaju elektrolitu 

i materiałów użytych do budowy. 

Dobór akumulatora do urządzenia polega nie 

tylko na wyborze jego napięcia i pojemności, ale 

także na określeniu szeregu warunków pracy, na 

jakie będzie narażony. Ważne są: przewidywane 

prądy, z jakimi będzie pracował akumulator, 

długość jego cykli ładowania oraz przewidywany 

maksymalny stopień rozładowania, oczekiwany, 

całkowity czas funkcjonowania urządzenia zanim 

nastąpi konieczność wymiany akumulatora, 

temperatura otoczenia, wymagania odnośnie do 

bezpieczeństwa, a także ciężar, kształt, czy też 

sposób użytkowania projektowanego urządzenia. 

Istotny jest też sam proces ładowania, ponieważ 

poszczególne akumulatory zasila się prądem 

o różnym natężeniu, a ze względu na własności 

fizykochemiczne można stosować różne sposoby 

ładowania. Dlatego też wybór akumulatora determinuje 

rodzaj ładowarki i jej „inteligencję”. 

Podział akumulatorów 

Akumulatory można podzielić na dwa sposoby. 

Pierwszym z kryteriów jest rodzaj zastosowanego 

elektrolitu. Stąd dzielimy je na ogniwa 

kwasowe lub zasadowe. Obecnie, te pierwsze są 

produkowane wyłącznie jako ogniwa kwasowoołowiowe, 

podczas gdy do drugiej grupy należą 

praktycznie wszystkie pozostałe rodzaje ogniw. 

Drugie kryterium podziału dotyczy konstrukcji 

obudowy. Wyróżnia się akumulatory otwarte 

i zamknięte. Te pierwsze pozwalają na dosyć łatwe 

uzupełnianie elektrolitu, są bardziej odporne 

na nadmierne przeładowanie, gdyż nie powstaje 

w nich nadmierny wzrost temperatury ani ciśnienia 

w trakcie ładowania, ale ich elektrody łatwiej 

ulegają zniszczeniu ze względu na kontakt z powietrzem 

atmosferycznym. Akumulatory zamknięte 

są bardziej odporne na uszkodzenia mechaniczne, 

ale w trakcie ładowania powstają w nich gazy, 

co powoduje wzrost ciśnienia wewnątrz obudowy. 

Ponieważ akumulatory zamknięte od dłuższego 

czasu produkuje się z membranowymi wentylami, 

które umożliwiają wydostawanie się gazów 

bez wydostawania się ciekłego elektrolitu, wiele 

z istotnych dawniej trudności z ich użytkowaniem 

straciło na znaczeniu. 

Budowa akumulatorów 

Akumulatory składają się z pojedynczego lub 

z wielu zazwyczaj połączonych szeregowo ogniw. 

Ogniwa (czasami zwane celami) złożone są ze 

związków chemicznych, które tworzą elektrody 

i składają się na elektrolit. W praktycznie wszystkich 

ogniwach, za wyjątkiem kwasowo-ołowiowych, 

wyróżnia się dwie elektrody zanurzone 

w elektrolicie. W akumulatorach z kwasem, elektrolit 

pełni funkcję nie tylko buforową i transportową 

dla ładunku, ale jest również elektrodą. 

Akumulatory różnią się od typowych baterii 

jednorazowych tym, że zachodzące w nich w trakcie 

pracy procesy chemiczne można odwrócić za 

pomocą prądu elektrycznego. Procesy te to: zachodzące 

na anodzie utlenianie oraz redukcja na katodzie. 

Role katody i anody zmieniają się w zależności 

od tego czy akumulator pracuje samoczynnie, 

czy jest ładowany. Wynika to z faktu, że w trakcie 

rozładowywania, utleniająca się elektroda ujemna 

oddaje elektrony podlegającej redukcji na elektrodzie 

dodatniej i powodując przepływ prądu. 

W trakcie ładowania proces ten jest odwracany. 

Właściwości zastosowanych materiałów, z których 

wykonane są elektrody oraz cechy procesów 

redukcji i utleniania sprawiają, że poszczególne 

rodzaje ogniw istotnie różnią się między sobą parametrami 

użytkowymi (nie tylko elektrycznymi). 

Parametry akumulatorów 

Ogniwa galwaniczne w akumulatorach cechują 

się przede wszystkim różnymi wartościami 

generowanego napięcia. Dla naładowanych 

ogniw mieści się ono w zakresie od 1,2 V dla 

NiCd i NiMH do 3,7 V dla Li-Po. Bardzo ważnym 

parametrem jest też gęstość energii, która 

mówi o tym ile watogodzin można uzyskać z kilograma 

ciężaru ogniwa. Wartość ta wynosi od 

ok. 30…45 Wh/kg do ok. 160…250 Wh/kg dla 

ogniw Li-Ion (litowo-jonowych). Zdarza się, że 

jest wyrażana również z watogodzinach na litr, 

gdyż niekiedy ważniejsza jest miniaturyzacja, niż 

ograniczanie ciężaru projektowanego urządzenia. 

Zdolność do oddawania ładunku będzie jednak 

zależała nie tyle od gęstości energii, co od gęstości 

mocy. W tej kategorii najgorzej spośród popularnych 

akumulatorów wypadają ogniwa NiCd 

(niklowo-kadmowe) a najlepiej: Li-Po (litowo-polimerowe). 

Należy jednak zaznaczyć, że dostępna 

moc, a nawet w praktyce dostępna energia zależą 

od parametrów pracy akumulatora tj. pobieranego 

prądu i temperatury ogniwa. Wartości podawane 

przez producentów zawsze odnoszą się do 

warunków wzorcowych. 

Ponieważ w trakcie nieużywania akumulatora 

i tak zachodzą w nim różne zjawiska chemiczne, 

z czasem ulega on samorozładowywaniu. Jest 

to przypadłość przede wszystkim ogniw Ni-MH, 

które tracą najczęściej ok. 30% ładunku na miesiąc. 

Ogniwa zużywają się także w trakcie pracy. 

Stąd ich żywotność określa się w cyklach ładowania 

i rozładowania. Zawiera się ona najczęściej 

w zakresie od kilkuset do kilku tysięcy, ale 

trzeba pamiętać, że czasem ważny jest też stopień 

rozładowania, od którego może istotnie zależeć 

rzeczywista żywotność akumulatora. 

Czas funkcjonowania akumulatora można 

również określić w przewidywanych latach, 

które zazwyczaj są górną granicą, do której dotrwają 

tylko akumulatory pracujące w bardzo korzystnych 

warunkach. Naturalnie, do warunków 

pracy zalicza się też temperatury, których zakres 

tolerancji różni poszczególne grupy ogniw. 

Oczywiście, poszczególne rodzaje akumulatorów 

charakteryzują się różnymi kosztami 

w przeliczeniu za watogodzinę energii, ale ich 

ceny znacznie zależą też od producenta i zastosowanych 

usprawnień. W zależności od wykonania, 

będą też różniły się prądem znamionowym, 

sumaryczną pojemnością i kształtem. 

Problemy z ogniwami 

Korzystanie z akumulatorów jest nierozłącznie 

związane z wieloma trudnościami, które należy 

rozważyć projektując urządzenie. Jednym 

z najbardziej znanych lub raczej popularnych 

zjawisk powodujących problemy jest tzw. efekt 

pamięci. Polega on na tym, że gdy ogniwo jest 

ładowane, zanim zostanie zupełnie rozładowane, 

pozornie zachowuje się tak, jakby jego pojemność 

zmniejszyła się do ilości ładunku dostarczonego 

od momentu rozpoczęcia ładowania. Uważa się, 

że najbardziej podatne na to zjawisko są akumulatory 

NiCd (niklowo-kadmowe), ale w rzeczywistości 

nie jest ono silne, nie jest zupełnie nieodwracalne 

i w końcu w pewnym stopniu pojawia się 

także w innych rodzajach akumulatorów. W praktyce 

objawia się ono przede wszystkim spadkiem 

napięcia na ogniwie, co nie jest jednoznaczne 


Akumulatory i pakiety 

akumulatorowe BTO 

BTO Sp. z o.o. zajmuje się dystrybucją baterii, akumulatorów, 

pakietów akumulatorów, ładowarek i innych artykułów 

elektrotechnicznych. Obecnie w ofercie firmy można znaleźć 

praktycznie każdą baterię i akumulator – od popularnego 

„paluszka” do baterii zasilających awionikę myśliwców F16. 

PREZENTACJE Temat 

Dodatkowe informacje: 

BTO Sp. z o.o., ul. Fabryczna 25 (budynek A), 

90-341 Łódź, tel.42 672 42 02, faks 42 672 

47 87, bto@bto.pl, www.bto.pl 

Sklep „Bateryjka”, ul. Dąbrowskiego 17/21, 

Łódź, tel. 42 663 54 38, bateryjka@bto.pl 

TEMAT NUMERU 

Fot. 1. Typowe ogniwa przemysłowe 

używane do produkcji pakietów 

Strategia BTO opiera się o rozwój uzyskiwany 

poprzez wprowadzanie nowych rozwiązań 

i innowacji a także o dbałość o jakość 

oferowanych produktów. Dlatego też firma 

zainwestowała w utworzenie laboratorium 

w którym jesteśmy w stanie zbadać praktycznie 

wszystkie oferowane przez nas baterie 

i akumulatory. W 2005 r. BTO podjęło współpracę 

techniczną i handlową z Vitzrocell – 

koreańskim producentem baterii litowych. 

Od 2007 r. mamy certyfikat dostawcy NATO 

oraz Świadectwo Wiarygodności Krajowego 

Dyrektora ds. Uzbrojenia. Od wielu lat firma 

ma stronę internetową, na której promuje 

swoje produkty i usługi – www.bto.pl. Strona 

ta umożliwia zarówno zakupy detaliczne, 

jak i hurtowe. Dla upowszechnienia wiedzy 

specjalistycznej o technologii i produkcie 

stworzyliśmy także specjalistyczną stronę 

o bateriach litowych: www.baterielitowe.pl. 

Technologie litowe 

To właśnie technologie litowe od pewnego 

czasu stały się naszą specjalnością. Poza 

Fot. 2. Bateria litowa z wyprowadzeniem 

osiowym 

szeroką ofertą specjalistycznych baterii litowych 

o napięciach 3,6 V i 3 V oferujemy też 

ogniwa i pakiety akumulatorów w technologiach 

litowych, których wybrane modele 

prezentujemy na stronie www.bto.pl w zakładce 

„pakiety akumulatorów”. 

Pakiety stosuje się ze względu na niskie 

napięcie pojedynczych ogniw. W przypadku 

technologii NiMh, ogniwa łączy się praktycznie 

tylko szeregowo. Nieco inaczej sprawa wygląda 

dla technologii litowych. Tam po spełnieniu 

kilku warunków buduje się pakiety oparte 

o szeregowe i równoległe łączenie ogniw. 

Precyzyjne zgrzewanie 

Budowa ogniw całkowicie wyklucza 

wykonywanie połączeń metodą lutowania. 

Jedyną technologią pozwalającą bezpiecznie 

i pewnie wykonywać tę operację jest zgrzewanie. 

Ze względu na specyfikę budowy ogniw 

litowych, używane mikrozgrzewarki muszą 

zapewniać bardzo dużą dokładność dawkowania 

energii – większą niż dla technologii 

tradycyjnych. W BTO w procesie zgrzewania 

stosujemy obecnie najnowsze zgrzewarki 

Miyachi. Pozwala to na uzyskanie najwyższej 

jakości zgrzewanych pakietów. 

Proces zgrzewania jest tylko jednym z wielu 

etapów tworzenia pakietów akumulatorów, 

ale należy pamiętać, że każdy pakiet będzie na 

tyle dobry, na ile jest jego najsłabszy element. 

Jak wiadomo pakiety te są budowane z pojedynczych 

ogniw, dlatego od jakości pojedynczego 

ogniwa zależy trwałość i wydajność 

całego pakietu. By budować dobrej jakości 

pakiety akumulatorów konieczne jest selekcjonowanie 

ogniw używanych w dalszym procesie 

produkcyjnym. Nawet najlepsi producenci 

ogniw dopuszczają pewną tolerancję deklarowanych 

parametrów. Proces selekcji pomaga 

dobrać ogniwa do pakietu tak, by jak miały jak 

najbardziej zbliżone parametry. Ze względu 

na to, że w technologiach litowych powszechnie 

stosuje się równoległe łączenie ogniw dla 

zwiększania pojemności, proces ten musi być 

wykonywany ze szczególną dokładnością. 

Fot. 3. Pakiet BTO Li- 

Ion 7,4 V 6600 mAh 

Z tego powodu 

konieczny jest 

pomiar kilku cech 

każdego pojedynczego 

ogniwa przed 

montażem w pakiety: 

pojemności, 

napięcia i rezystancji 

wewnętrznej. 

Wszystkie produkowane 

przez BTO pakiety przechodzą ten etap 

produkcyjny. 

Warto wspomnieć, że jako jedyna firma 

w Polsce, BTO ma specjalistyczne oprzyrządowanie 

do zgrzewania wyprowadzeń osiowych 

do baterii litowych. 

LiFePo 4 

Od początku bieżącego roku BTO szczególnie 

intensywnie pracuje nad rozwojem 

technologii litowej LiFePo 4 

. Jest ona bardzo 

obiecująca i choć ma nieco mniejsze napięcie 

pojedynczego ogniwa (3,2 V) to jest 

znacznie bezpieczniejsza i trwalsza (do ok. 

2000 cykli). Niestety wymaga znacznie bardziej 

zaawansowanych układów kontroli 

BMS (Battery Management System). Właśnie 

LiFePo 4 

ma największe szanse niebawem 

upowszechnić się m.in. w samochodach 

elektrycznych. 

Fot. 4. Sterownik zgrzewarki Miyachi 

AKUMULATORY 


57

TEMAT NUMERU 

PODZESPOŁY 

Akumulatory Li-Ion 

Ekologiczna świadomość przeciętnego obywatela nie jest 

wielka, trudno więc jednoznacznie stwierdzić czy popularność 

akumulatorków stosowanych do zasilania przenośnego sprzętu 

elektronicznego wynika z dbałości o naszą Matkę – Ziemię, czy 

po prostu z oszczędności. Długa żywotność akumulatorów może 

stanowić potencjalne zagrożenie dla popytu na te elementy, 

mimo to laboratoria wszystkich znanych producentów baterii 

i akumulatorów bezustannie pracują nad nowymi rodzajami ogniw 

elektrycznych. 


Transfer Multisort Elektronik, 93-350 Łódź, 

ul. Ustronna 41, tme@tme.pl, www.tme.pl, 

tel.: 42-645-55-55, faks: 42-645-55-00 

AKUMULATORY 

Akumulatory Litowo-Jonowe (Li-Ion) 

to produkt stosunkowo nowy, ale szybko 

zdobywający uznanie użytkowników. 

Wpływa na to bardzo korzystne porównanie 

ich cech z wcześniej stosowanymi 

akumulatorami NiCd i NiMH. 

Li-Ion kontra NiCd i NiMH 

Jedną z najistotniejszych zalet akumulatorów 

Li-Ion jest wysoka gęstość 

energii odnoszona do masy akumulatora. 

Przykładowo, parametr ten dla ogniw 

NiCd typowo wynosi 45...80 Wh/kg, dla 

ogniw NiMH 60...120 Wh/kg, a dla Li-Ion 

110...160 Wh/kg. Wysoka gęstość energii 

akumulatorów pozwala znacznie obniżyć 

wagę zasilanych nimi urządzeń, co jest 

szczególnie istotne w przypadku laptopów 

i telefonów komórkowych, ale również 

cyfrowych aparatów fotograficznych 

i kamer wideo. Kolejną, bardzo ważną dla 

użytkownika cechą akumulatorów Li-Ion 

jest całkowity brak efektu pamięciowego 

i tzw. „leniwego ogniwa”, z którym borykają 

się posiadacze akumulatorów odpowiednio 

NiCd i NiMH. Przypomnijmy, 

że chodzi o zmniejszanie się pojemności 

ogniwa w przypadku, gdy nie zostało ono 

dostatecznie rozładowane przed kolejnym 

ładowaniem. Akumulatory Li-Ion można 

bez obaw o pogorszenie parametrów doładowywać 

w razie potrzeby – nie muszą 

przechodzić pełnego cyklu ładowania. 

Napięcie ogniwa Li-Ion jest znacznie 

większe niż w ogniwach NiCd i NiMH. Wynika 

to z jego budowy wewnętrznej i zachodzących 

w nim zjawisk elektrochemicznych. 

Elektrolitem są tu sole litu rozpuszczone 

w związkach organicznych. Jony litu przemieszczają 

się pomiędzy katodą wykonaną 

z tlenków metali a anodą wykonaną z poro- 

watego węgla (grafitu). Średnie napięcie wyjściowe 

ogniwa Li-Ion jest równe ok. 3,6 V, 

maleje ono stopniowo w miarę rozładowywania 

od dopuszczalnej wartości maksymalnej 

do minimalnej. Z praktycznego punktu widzenia, 

jest to cecha korzystna, gdyż pozwala 

na bieżąco kontrolować stopień rozładowania 

akumulatora na podstawie jego napięcia. 

Rysunek 1. Charakterystyka rozładowania 

akumulatorów NiCd, NiMH i Li-Ion 

Rysunek 2. Budowa pojedynczego ogniwa Li-Ion z serii CGR18650 


TEMAT NUMERU 

PAKIETY 

PREZENTACJE 

Pakiety bateryjne 

i akumulatorowe 

Dostępne na rynku pojedyncze 

akumulatory i baterie 

nie zawsze odpowiadają 

wymaganiom wynikającym 

z założeń projektowych 

tworzonego urządzenia. 

Samodzielne łączenie kilku 

ogniw w zestaw wymaga 

jednak pewnego doświadczenia. 

Dlatego warto skorzystać 

z gotowych pakietów bateryjnych 

i akumulatorowych, oferowanych 

przez firmy specjalizujące się 

w ich budowie. 

Pakiety akumulatorowe i bateryjne produkowane 

są z różnego rodzajów ogniw 

i w najróżniejszych kształtach. Tworzone są 

w celu poprawienia parametrów elektrycznych 

w porównaniu do ogniw pojedynczych. 

Aby uzyskać zwiększone napięcie stosuje 

się szeregowe połączenie ogniw, dla zwiększenia 

pojemności – połączenie równoległe, 

oraz oczywiście połączenie kombinowane 

szeregowo-równoległe, aby uzyskać wzrost 

obu parametrów. 

Aby zapewnić długa żywotność cykli 

ładowania i rozładowania, zastosowane 

w pakiecie ogniwa muszą cechować się 

wysoką jakością, stabilnymi parametrami 

oraz muszą być odpowiednio dobrane. Nie 

mogą zbytnio różnić się między sobą ani 

napięciem, ani pojemnością ani też rezystancją 

wewnętrzną, gdyż mogłoby to ograniczyć 

ich wydajność, czy też nawet prowadzić do 

uszkodzenia całego urządzenia. 

Projektowanie pakietów 

Firma Wamtechnik projektuje pakiety 

do zasilania urządzeń złożone z ogniw pierwotnych 

i ładowalnych, zgodnie z potrzebami 

klientów. W procesie projektowania 

uwzględniane są indywidualne wymagania 

klienta odnośnie napięcia i prądu zasilania, 

czasu pracy, dostępnej przestrzeni a także te, 

które wynikają 

z obowiązujących 

przepisów. 

Wymagania 

te są szczeg 

ó ł o w o 

uzgadniane 

Fot. 1. Pojazd elektryczny Re-Volt, zasilany pakietami firmy Wamtechnik z ogniwami 

Kokam o łącznej pojemności ok. 7 kWh, napięciu (bez obciążenia) 133 V, wydajności 

prądowej na poziomie 150 A i o dopuszczalnym prądzie maksymalnym 250 A 

z odbiorcą, dzięki czemu możliwe jest zapewnienie 

optymalnych parametrów projektowanego 

wyrobu. 

Projektowane pakiety bateryjne tworzone 

są z wykorzystaniem najnowszych 

dostępnych technologii. Prototypy pakietów 

przechodzą szczegółowe badania w laboratorium 

kontroli jakości, w celu weryfikacji 

spełniania założonych parametrów 

eksploatacyjnych. Wamtechnik jest w stanie 

zaprojektować pakiet bateryjny dla każdego 

zastosowania i w dowolnej konfiguracji. 

Pakiety dla przemysłu 

Najbardziej znaczącą częścią produkcji 

pakietów firmy Wamtechnik są modele przeznaczone 

dla przemysłu. Na przestrzeni lat 

wraz z ciągłą zmianą technologii wytwarzania 

akumulatorów, firma przystosowała linie 

produkcyjne do praktycznie każdego rodzaju 

akumulatorów i baterii dostępnych na rynku. 

Dzięki 

b o g a t e m u 

d o ś w i a d - 

czeniu, jest 

w stanie 

s p r o s t a ć 

praktycznie 

k a ż d e m u 


Wamtechnik Sp. z o.o., ul. Czajewicza 19, 

05-500 Piaseczno, tel. 22 750 21 42, 

faks 22 750 21 39, office@wamtechnik.pl, 

www.wamtechnik.pl 

wyzwaniu, związanemu z projektowaniem 

pakietów. Najczęściej zestawy bateryjne 

tworzone są do instalacji w elektronarzędziach, 

do urządzeń oświetlenia awaryjnego, 

w miernikach oraz w sprzęcie medycznym 

i górniczym. 

Pakiety do oświetlenia awaryjnego 

Znaczna część pakietów produkowanych 

przez Wamtechnik jest przeznaczona 

do oświetlenia awaryjnego. Ich odbiorcami 

są najwięksi producenci opraw oświetleniowych 

- zarówno z Polski, jak i z krajów za- 

Tabela 1. Porównanie parametrów pakietu 

firmy Wamtechnik, stosowanego 

w UPS-ach firmy Camco, wykonanego 

w oparciu o technologię litowo-jonową, 

z dotychczas stosowanym akumulatorem 

kwasowo-ołowiowym 

PBSO2 – H2SO4 Li-ion 

Pojemność 5 Ah 15 Ah 

Masa własna 14,4 kg 10,3 kg 

Żywotność ok. 300 cykli 

ponad 900 

cykli 


TEMAT NUMERU 

BATERIE LITOWE 

PODZESPOŁY 

Baterie litowe Varta 

w ofercie firmy Gamma 

Nowoczesne systemy pomiaru zużycia mediów muszą cechować 

się szeregiem parametrów, dzięki którym mogą działać sprawnie 

i przede wszystkim prawidłowo przez wiele lat. Ponieważ są to 

urządzenia elektroniczne, musza być zasilane prądem, a dostęp 

do sieci elektrycznej nie zawsze jest zapewniony. Z tego względu, 

najczęściej jest konieczne użycie odpowiednich baterii, które pozwolą 

zapewnić odpowiednie warunki pracy tym urządzeniom. 

Firma Varta ma ofercie szereg baterii 

(ogniw pierwotnych), które idealnie nadają 

się do zastosowań w licznikach zużycia 

gazu, ciepła, wody i prądu. Litowe baterie 

pastylkowe i cylindryczne cechują się odpowiednio 

długim czasem pracy i przechowywania, 

który pozwala na zasilanie liczników 

nawet przez 15 lat bez konieczności 

Rys. 1. Charakterystyka rozładowywania baterii cylindrycznych Varta CR 1/2 AA I CR AA 

w przypadku stałego obciążenia (5,6 kV dla CR AA i 12 kV dla 1/2 AA) 


GAMMA Sp. z o. o., ul. Kacza 6 lok. A, 

01-013 Warszawa, tel. 22 862 75 00, 

faks 22 862 75 01, info@gamma.pl, 

www.gamma.pl 

ich serwisowania. Co więcej, dzięki dużej 

odporności temperaturowej, zachowują swoje 

parametry nawet w trudnych warunkach 

środowiskowych. 

Ogniwa Li-MnO2 

Litowe mikrobaterie Varta wykonywane 

są w dwóch odmianach. Pierwsza z nich – 

seria CR – obejmuje baterie litowe z dwutlenkiem 

manganu. Cechują się one dużym 

napięciem, zarówno pod obciążeniem, jak 

i w obwodzie rozwartym. Wynosi oko ok. 

3 V na ogniwo. Ich gęstość energii wynosi 

ok. 400 Wh/kg, co ze względu na gęstość 

zastosowanych materiałów przekłada się 

na 600 Wh/l. Cechują się dużą pojemnością, 

nawet do 2000 mAh i mogą pracować 

w szerokim zakresie temperatur, które 

w krótkich okresach mogą przyjmować 

wartości z zakresu od –40 do +80°C. Mają 

korzystną, płaską charakterystykę rozładowywania 

przy niskich i średnich prądach, 

co pozwala na stabilne zasilanie urządzeń 

przez bardzo długi czas, bez istotnego spadku 

napięcia. Ponadto bardzo wolno ulegają 

samorozładowywaniu – w tempie nie większym 

niż 1% na rok. Pozwala to również 

na długotrwałe przechowywanie gotowych 

urządzeń, jeszcze przed ich instalacją. Są 

dostępne w wielu wykonaniach. Warto do- 

Rys. 2. Charakterystyka rozładowywania baterii cylindrycznych Varta ER ½ AA 


Narzędzia na każdą kieszeń dla mikrokontrolerów STM32F1/F2 i STM32F4 SPRZĘT 

Narzędzia na każdą kieszeń 

dla mikrokontrolerów 

STM32F1/F2 i STM32F4 

Nowe rodziny mikrokontrolerów 

STM32 (F2 i F4) budzą 

wśród konstruktorów duże 

zainteresowanie. W przypadku 

rodziny F4 jest to wynik 

zastosowania w nich rdzenia 

Cortex-M4F, a w przypadku F2 

– zapewne – wynik rekordowo 

szybkiego rdzenia Cortex-M3 

i bloków peryferyjnych nowej 

generacji. W ofercie sklepu 

KAMAMI.pl dostępna jest 

szeroka gama zestawów 

ewaluacyjnych dla wszystkich 

rodzin mikrokontrolerów STM32F, 

spośród których w artykule 

przedstawimy kilka wybranych 

o różnych możliwościach. 

STM32F4 w skrócie 

Najistotniejszą różnicą pomiędzy STM32F4 

i rodziną STM32F2 jest zastąpienie w nich 

rdzenia Cortex-M3 jego rozszerzoną wersją 

Cortex-M4F, wyposażoną w sprzętową jednostkę 

FPU (Floating Point Unit) o pojedynczej 

precyzji, możliwość dekodowania zestawu 

jednotaktowych instrukcji wspomagających 

realizację algorytmów DSP, a także zwiększoną 

do 168 MHz częstotliwość sygnału taktującego 

CPU. Właśnie te elementy wyposażenia 

nowych mikrokontrolerów wyznaczają ich 

obszary aplikacyjne, dotąd zarezerwowane 

głównie dla procesorów DSP i/lub mikrokontrolerów 

DSC (Digital Signal Controllers). 

Sztandarowym przykładem jest wyposażenie 

STM32F4 w jednostkę MAC (Multiply-ACcumulates), 

która pozwala wykonać w jednym 

takcie zegara operację mnożenia dwóch liczb 

32-bitowych i dodanie uzyskanego wyniku do 

liczby 64-bitowej. 

Poprawiono także parametry niektórych bloków 

peryferyjnych: 

– timery-generatory PWM mogą być taktowane 

sygnałem o częstotliwości do 

168 MHz, 

– liczniki RTC zapewniają większą iż dotychczas 

rozdzielczość pomiaru (dziesiąte i setne 

części sekund), 

– interfejs cyfrowego audio I 2 S umożliwia 

w pełni dupleksowy transfer danych, co pozwala 

stosować mikrokontrolery STM32-F4 

w profesjonalnym sprzęcie muzycznym, 

– interfejs MAC Ethernet obsługuje protokół 

synchronizacji czasu IEEE1588 w nowej 

wersji v2. 


Duża różnorodność dostępnych na 

rynku typów mikrokontrolerów powoduje 

u konstruktorów naturalną ostrożność w kupowaniu 

zestawów startowych i ewaluacyjnych: 

ryzyko tego, że wkrótce w sprzedaży 

pojawi się bardziej interesujący lub pasujący 

do aplikacji typ mikrokontrolera jest dość 

wysokie. Dlatego prezentację narzędzi dla 

nowych modeli mikrokontrolerów STM32F 

zaczniemy od rozwiązań najtańszych. 

Maksymalna elastyczność, 

minimalne koszty: corteksowe 

komputerki 

Dwa nowe zestawy wprowadzone do 

sprzedaży przez KAMAMI.pl – ZL40ARM 

i ZL41ARM (fotografia 1) należą do grupy 

zestawów maksymalnie uproszczonych pod 

względem budowy, zapewniając jednocześnie 

Fot. 1. Wygląd zestawów ZL40ARM i ZL41ARM (SRM32F1/F2/F4) 


Dodatkowe informacje o mikrokontrolerach 

STM32 można uzyskać na stronie producenta: 

www.st.com/stm32 

maksymalną elastyczność konstruktorom, 

którzy chcą sprawdzić działanie mikrokontrolerów 

w różnych konfiguracjach. Obydwa zestawy 

pozbawiono jakichkolwiek elementów 

peryferyjnych, na płytkach zamontowano jedynie 

przycisk zerowania, złącze JTAG, rezonator 

kwarcowy, zworki ustalające tryb bootowania 

i stabilizator napięcia zasilającego. Linie GPIO 

na których dostępne są interfejsy SPI i I 2 C wyprowadzono 

na dodatkowe złącza, do których 

można wygodnie dołączać płytki modułów 

peryferyjnych z serii KAmod (widok jednego 

z wielu dostępnych w ofercie KAMAMI.pl modułu 

KAmodMEMS1 pokazano na fotografii 2). 

65

PODZESPOŁY 

Interfejs Lesense 

Niskoenergetyczna obsługa 

czujników pojemnościowych, 

indukcyjnych i oporowych 

Projektując urządzenia mobilne uwagę należy zwracać na każdą, nawet najmniejszą część systemu, 

dzięki której będzie możliwe ograniczenie zużycia energii. Większość systemów elektronicznych 

ma interfejs użytkownika w postaci przycisków, klawiatury czy panelu dotykowego. Przedstawiając 

niskoenergetyczny interfejs Lesense, firma Energy Micro pokazała, że można zmniejszyć zużycie energii 

również poprzez przemyślane pobudzenie i odczytywanie czujników indukcyjnych, rezystancyjnych oraz 

pojemnościowych, które wykorzystywane są m.in. w interfejsach użytkownika. W nowy interfejs Lesense 

wyposażono rodziny mikrokontrolerów EFM32 Tiny i Giant Gecko. 

Firma Energy Micro zdążyła już utworzyć 

pokaźne portfolio swoich produktów. 

Wszystkie układy cechuje bardzo niski pobór 

prądu oraz wyszukane tryby uśpienia. 

W tym roku światło dzienne mają ujrzeć 

niskoenergetyczne mikrokontrolery oparte 

na rdzeniu ARM Cortex-M0 (seria EFM32 

Zero Gecko) oraz mikrokontrolery z wbudowanym 

modułem radiowym (seria EFR4D 

Draco). Jednak już dziś dostępne są układy 

serii EFM32 Tiny Gecko w kilku obudowach 

i z pamięciami o różnych pojemnościach. 

Te mikrokontrolery zostały zaprojektowane 

z przeznaczeniem dla urządzeń, w których 

ważna jest oszczędność energetyczna oraz 

wymiary obudowy, a jednocześnie nie jest 

wymagana duża liczba peryferii czy duża 

wielka pamięć Flash lub RAM. Dzięki temu 

układy są tańsze, co ma ogromne znaczenie 

dla wielkoseryjnej produkcji urządzeń. Dodatkowo, 

ciekawym i użytecznym rozwiązaniem 

okazało się zaimplementowanie trzech 

wzmacniaczy operacyjnych o programowalnym 

wzmocnieniu (rysunek 1). Wzmacniacze 

można konfigurować jako odwracające, 

nieodwracające, wtórniki, kaskady, etc. 

Nowością wbudowaną w małe gekony 

jest interfejs do obsługi czujników – Lesense 

(Low Energy Sensor Interface) – przeznaczony 

dla sensorów analogowych. Dzięki niemu 

bez udziału rdzenia, a zatem przy niższym 

wydatku energetycznym, można monitorować 

działanie czujników używanych m.in. 

w miernikach przepływu wody lub gazu 

czy przycisków pojemnościowych. Należy 

zaznaczyć, że zarówno wzmacniacze operacyjne, 

jak i interfejs Lesense, są także wbudowane 

w serię mikrokontrolerów EFM32 

Giant Gecko. 

Rysunek 1. Schemat blokowy wbudowanych, programowalnych wzmacniaczy operacyjnych 

Rysunek 2. Schemat blokowy interfejsu LESENSE 


IQRF więcej niż KURS radio 

IQRF więcej niż radio 

Host radiowy 

Każdy, kto zamierza wykorzystać 

w praktyce moduły radiowe 

firmy Microrisc musi dojść 

do etapu projektu sterownika 

nadrzędnego – hosta. 

W artykule opisano sposób 

wykonania i oprogramowania 

hosta radiowego zbudowanego 

z użyciem modułu TR52B. 

Moduł TR52B może komunikować się 

z układem nadrzędnym poprzez interfejs 

szeregowy SPI. Można również używać innych 

interfejsów, na przykład I 2 C, ale wtedy 

na programiście spoczywa obowiązek całkowitego 

oprogramowania transmisji nie tylko 

po stronie hosta, ale także i modułu radiowego. 

Transmisja przez SPI jest wspierana 

przez wbudowany OS i co ważne odbywa 

się w tle programu głównego realizowanego 

przez moduł. Jest ona wyczerpująco opisana 

w dokumencie „SPI Implementation in IQRF 

TR module”. 

Poprzednio, przy okazji opisywania testowania 

połączenia pomiędzy zaprogramowanym 

modułem TR52B i aplikacją IQRF 

IDE (przykład 4) dokładnie opisałem podstawowe 

zasady wymiany informacji poprzez 

interfejs SPI. Tu dla przypomnienia opiszę 

jedynie najważniejsze z nich. 

Moduł TR52B jest urządzeniem SPI slave, 

a rolę SPI master może pełnić np. mikrokontroler. 

W takiej konfiguracji układ master 

generuje sygnał zegarowy oraz sygnał aktywacji 

interfejsu w układzie slave (SS, Slave 

Select). Rozdzielone linie danych wyjściowych 

MOSI i danych wejściowych MISO (od 

strony układu nadrzędnego master) pozwalają 

na transmisję w trybie dupleks. Kiedy 

master chce wysłać na przykład 8-bitowa 

daną, to generuje 8 taktów sygnału zegarowego 

transmisji. W standardzie SPI dane są 

zapisywane do układu slave i jednocześnie 

z niego odczytywane w czasie narastającego 

lub opadającego zbocza sygnału zegarowego. 

Rysunek 1 Przesyłanie danych za pomocą 

interfejsu SPI 


W wypadku modułów TR52B dane są zapisywane 

i odczytywane narastającym zboczem 

zegara (rysunek 1). 

Obsługa SPI przez OS nakłada pewne 

ograniczenia czasowe w trakcie przesyłania 

danych Na rysunku 2 pokazano ograniczenia 

czasowe transmisji. Pomiędzy przesłaniem 

bajtów musi być zachowany odstęp minimum 

100 ms dla zegara SCK=250 kHz. Typowy 

czas T2 jest równy 500 ms. Jest to dość 

istotne ograniczenie i w praktyce musi być 

dokładnie przestrzegane. 

Sprzęt 

Do budowy hosta można użyć dowolnego 

mikrokontrolera. Nie musi mieć wbudowanego 

sprzętowego interfejsu SPI, bo łatwo 

go emulować programowo, ale interfejs SPI 

jest tak popularny, że większość mikrokontrolerów 

ma wbudowany taki moduł i warto 

go wykorzystać. Ja użyłem zestawu ewa- 

luacyjnego ZL9ARM z mikrokontrolerem 

LPC2148. Mikrokontroler ma odpowiednio 

duże zasoby, w tym 2 sprzętowe interfejsy 

SPI i co ważne – jest zasilany napięciem 

+3,3 V. Zapewnia to zgodność poziomów 

SCK 

T1 – czas pomiędzy 

opadającym zboczem 

SS i opadającym zboczem 

SCK (rysunek 1) 

T2 – opóźnienie 

pomiędzy kolejnym 

bajtami 

T3 – impuls na SS 

pomiędzy bajtami 

250 kHz maks, 

10 ms 

100 ms min., 500 ms 

typowo 

20 ms min. 

Rysunek 2. Ograniczenia czasowe przy 

przesyłaniu danych za pomocą SPI 

73

PODZESPOŁY 

ChromaLit firmy Intematix 

Rewolucyjna technologia 

białych lamp LED 

Klasyczne technologie budowy lamp LED napotykają wiele trudności, 

które uniemożliwiają ciągłe zwiększanie skuteczności świetlnej 

lamp diodowych oraz strumienia światła uzyskiwanego z jednostki 

powierzchni. Problemy te wynikają głównie, choć nie tylko, 

z ograniczonej zdolności rozpraszania ciepła ze struktury diody. 

Technologia ChromaLit opracowana przez kalifornijską firmę pozwala 

pokonać wiele z tych trudności i dzięki temu tworzyć białe lampy 

diodowe o niezrównanych dotąd parametrach. 


Future Electronics Polska Sp. z o.o., 

ul. Panieńska 9, 03-704 Warszawa, 

tel. 22 618 92 02, faks 22 618 80 50, 

www.futureelectronics.com, 

info-PL-future@futureelectronics.com 

W większości klasycznych białych diod 

LED, światło obserwowane powstaje na warstwie 

luminoforu napylonego na strukturę- 

(soczewkę) lub obudowę diody. Fotony o długości 

fali odpowiadającej barwie niebieskiej 

lub ultrafioletowi powodują wzbudzenie 

luminoforu, z którego emitowane jest światło 

białe. Technologia ChromaLit opiera się 

o wykorzystanie tej samej metody generacji 

światła, z tą różnicą że warstwa luminoforu 

fosforyzującego nie jest napylona bezpośrednio 

na strukturę diody, ale oddalona od niej 

o pewną, niemałą odległość. Okazuje się, że 

podejście to cechuje się licznymi zaletami. 

tury są odbijane od lustrzanej powierzchni 

komory mieszania i również trafiają w kierunku 

obserwatora poprzez te same dodatkowe 

układy optyczne. Proces ten został przedstawiony 

na rysunku 1. 

Szczegóły przemiany 

W celu zapewnienia dużej skuteczności 

świetlnej omawianych diod LED, konieczny 

jest odpowiedni dobór parametrów struktury 

diody oraz warstwy fosforyzującej, a nawet 

dopasowanie elementów mechanicznych. 

Aby opisać szczegóły tego procesu, warto 

posłużyć się przykładem. Niebieska dioda 

LED zasilana jest prądem elektrycznym 

ze źródła, które dostarcza moc 10 W. Mniej 

więcej połowa z tej mocy zamieniana jest 

na ciepło i rozpraszana na strukturze diody. 

Pozostałe 5 W zamieniane jest na niebieskie 

Idea ChromaLit 

Konstrukcja białych lamp LED wykonanych 

w technologii ChromaLit różni się od 

klasycznych LED-ów głównie elementami 

mechanicznymi. Jako zasilane prądem elektrycznym 

źródło światła „pierwotnego” stosowane 

są niebieskie diody LED. Stanowią one 

swoiste źródło zasilania odseparowanej warstwy 

luminoforu, potocznie nazywanej fosforem. 

Ponieważ luminofor ChromaLit znajduje 

się w pewnej odległości od samej struktury, 

konieczne jest odpowiednie poprowadzenie 

niebieskiego światła od złącza diody do 

płytki z fosforem. W tym celu stosuje się tzw. 

komorę mieszania wykonaną z materiału odbijającego 

światło. Ma ona najczęściej kształt 

ściętego stożka, którego podstawę stanowi 

płytka z luminoforem. Ten natomiast wykonany 

jest z materiałów fosforyzujących, które 

pod wpływem niebieskiego światła powodują 

świecenie jednolitą, białą barwą we wszystkie 

strony. Fale skierowane w stronę obserwatora 

przechodzą jeszcze przez opcjonalne dodatkowe 

układy optyczne, które mogą nadawać 

im określoną barwę lub odpowiednio je kierować. 

Promienie powstające w kierunku struk- 

Rys. 1. Budowa lampy LED w technologii ChromaLit 

Rys. 2. Straty mocy w trakcie pracy lampy LED w technologii ChromaLit 


Migracja NOTATNIK z Cortex-M3 KONSTRUKTORA 

do Cortex-M4 

Migracja z Cortex-M3 do 

Cortex-M4 

ARM Cortex-M4, to najnowszy rdzeń firmy ARM, przeznaczony do 

zastosowań w systemach wbudowanych. Jest szczególnie użyteczny 

tam, gdzie zachodzi konieczność szybkiego, cyfrowego przetwarzania 

sygnałów. W artykule przedstawiono cechy nowego rdzenia, 

porównano go z układami Cortex-M3 oraz omówiono problematykę 

przenoszenia kodu ze starszych układów na nowsze. 


Artykuł został udostępniony przez Farnell we 

współpracy z Freescale. Więcej informacji 

o nowych produktach jest dostępne na stronie 

internetowej Farnell www.farnell.com/pl oraz 

na portalu społecznościowym dla projektantów 

elektroniki www.element14.com. 

Rdzenie Cortex-M3 i Cortex-M4 mają zbliżoną 

budowę. W praktyce, nowszy z nich (M4) 

stanowi rozbudowaną wersję starszego. 

Układy DSP 

Jedną z podstawowych różnic pomiędzy 

układami z rdzeniem Cortex-M3 a Cortex-M4, 

jest podsystem DSP (cyfrowego przetwarzani sygnałów). 

Blok ten stanowi część samego rdzenia 

Cortex-M4 i znacząco zwiększa wydajność wykonywania 

takich operacji, jak np. filtrowanie 

sygnałów cyfrowych filtrami FIR, IIR, obliczanie 

szybkiej transformaty fourierowskiej (FFT), 

przetwarzanie strumieni multimedialnych, czy 

też nawet obliczenia algorytmów PID. Skrócenie 

czasu wykonywania tych operacji jest wyraźnie 

widoczne na rysunkach 3 i 4. Przykładowo, nałożenie 

filtru o nieskończonej odpowiedzi impulsowej 

zajmuje w przypadku obliczeń 16-bitowych 

ponad 3 razy mniej czasu układowi 

z rdzeniem Cortex-M4, niż układowi z rdzeniem 

Cortex-M3, jeśli oba są taktowane sygnałem o tej 

samej częstotliwości. Nowe układy pozwalają 

znacząco przyspieszyć przetwarzanie sygnałów 

cyfrowych, niezależnie od tego czy są wykony- 

Rys. 1. Schemat blokowy mikrokontrolera z rdzeniem 

Cortex-M4 


wane operacje na liczbach 16-, czy 32-bitowych. 

Co więcej, w układach z rdzeniem Cortex-M4 

wszystkie instrukcje DSP są realizowane w trakcie 

jednego cyklu. Rdzeń Cortex-M3 nie ma podsystemu 

DSP, więc wymaga więcej niż jednego 

cyklu maszynowego, aby wykonać operacje 

skutkujące takim samym rezultatem. Na przykład 

dekodowanie strumienia MP3 w czasie 

rzeczywistym zrealizowane za pomocą rdzenia 

Cortex-M3 wymaga sygnału taktowania o częstotliwości 

ok. 20…25 MHz, a nowszy rdzeń 

Cortex-M4 wymaga zaledwie 10…12 MHz. 

32-bitowy blok MAC 

W rdzeniu Cortex-M4 zastosowano nowy, 

32-bitowy blok MAC (Multiply And Accumulate), 

który został zoptymalizowany oraz wzbogacony 

o dodatkowe instrukcje. Dzięki temu 

jest on w stanie wykonać operację przemnożenia 

dwóch liczb 32 bitowych i zsumowania 

ich z liczbą 64 bitową (rezultat jest 64-bitowy) 

w trakcie jednego cyklu. Alternatywnie, możliwe 

jest jednoczesne wykonanie w jednym cyklu 

dwóch niezależnych operacji mnożenia liczb 

16-bitowych. 

Wszystkie instrukcje realizowane 

przez nowy blok MAC 

zajmują tylko jeden cykl. Pozwalają 

na przeprowadzanie 

operacji mnożenia liczb 16- 

i 32-bitowych oraz na sumowania 

liczb 32- i 64-bitowych. 

Rys. 2. Suma dwóch iloczynów niezależnych 

zmiennych 32-bitowych wykonuje 

się w jednym cyklu 

Instrukcje SIMD 

Rdzeń Cortex-M4 obsługuje 

instrukcje typu SIMD 

(Single Instruction, Multiple 

Data), które nie były dostępne 

w poprzednich układach z rodziny 

Cortex-M. Do zestawu 

poleceń SIMD należy m.in.: 

dodawanie, odejmowanie, 

mnożenie oraz mnożenie i sumowanie, 

które są użyteczne 

przy przetwarzaniu sygnałów. 

Przykładowo, układy z omawianej 

rodziny mogą wykonywać równocześnie 

w jednym cyklu cztery 8-bitowe lub dwa 16-bitowe 

sumowania/odejmowania. Oznacza to, że 

przykładowo możliwe jest obliczenie w jednym 

cyklu sumy jednej zmiennej oraz dwóch iloczynów, 

każdy dwóch niezależnych zmiennych. 

Jednostka zmiennoprzecinkowa 

W zależności od potrzeb, producent mikrokontrolera 

może zdecydować o implementacji 

opcjonalnej jednostki zmiennoprzecinkowej 

(FPU). Pozwala ona na wykonywanie operacji: 

dodawania, odejmowania, mnożenia, dzielenia, 

mnożenia i sumowania oraz obliczania pierwiastka 

kwadratowego na zmiennych o pojedynczej 

precyzji. Umożliwia też dokonywanie konwersji 

zmiennych stałoprzecinkowych na zmiennoprzecinkowe 

(32- lub 16-bitowe) i odwrotnie. 

Obsługuje również polecenia z wykorzystaniem 

stałych zmiennoprzecinkowych. Rejestry FPU 

mogą być dwojako obsługiwane: jako 32 rejestry 

(S0…S31) o pojedynczej precyzji lub jako 16 rejestrów 

(D0…D15) o podwójnej precyzji. 

W praktyce, zastosowane w Cortex-M4 

FPU odpowiada ona jednostce FPv4-SP z rdzenia 

ARMv7-M. W podstawowym trybie pracuje 

zgodnie ze standardem IEEE754. Może jednak 

zostać przełączony w dwa inne tryby: Flush-to- 

Zero lub Default-NaN. W pierwszym z nich, do 

którego przechodzi się po ustawieniu bitu FZ 

w rejestrze FPSCR (stanu i kontroli FPU), jednostka 

traktuje jako zera wszystkie nietypowe 

zmienne wejściowe, na których mają być wykonane 

operacje koprocesora (CDP). Wszelkie 

wyjątki powstające w wyniku tych działań są 

81

Siła rdzenia Cortex-M4F w nowych PODZESPOŁY STM32F4 

Siła rdzenia Cortex-M4F 

w nowych STM32F4 

W poprzednich numerach EP zaprezentowano nowe mikrokontrolery 

z rodziny STM32F4 z rdzeniem Cortex-M4F. W niniejszym artykule 

skupimy się na tym, co stanowi o sile nowych układów – na 

rdzeniu Cortex-M4F. 

Rodzina rdzeni Cortex jest podzielona na 

trzy segmenty. Grupa nosząca nazwę Cortex 

-A to rozbudowane i szybkie rdzenie z przeznaczeniem 

dla procesorów aplikacyjnych. 

Znajdują zastosowanie m. in. w elektronice 

konsumenckiej pokroju smartfonów, czy tabletów. 

Drugi segment stanowią rdzenie Cortex-R 

stworzone z myślą o aplikacjach czasu 

rzeczywistego, w których czasy wykonywania 

operacji muszą być deterministyczne. 

Z punktu widzenia „mikrokontrolerowca” 

najbardziej interesujący są przedstawiciele 

grupy Cortex-M. Należą do niej układy oznaczone 

cyframi od 0, 1, 3, 4. 

Rdzenie M0 zostały stworzone z myślą 

o prostszych aplikacjach, w których do tej 

pory niepodzielnie królowały rozwiązania 

ośmiobitowe. Lepsza wydajność przy porównywalnej 

cenie z układami 8-bitowymi 

powinna Cortexom-M0 umożliwić stanięcie 

w szranki z mniejszymi braćmi. Jednak na 

chwilę obecną twarde ekonomiczne realia 

nieco utrudniają podjęcie walki o wartościowy 

kawałek tego fragmentu rynku. Często nie 

chodzi tu jednak o samą cenę mikrokontrolera 

(jeśli założymy, że są porównywalne), 

ale o koszty przeprojektowania aplikacji na 

nowe układy. W przypadku nowych urządzeń 

górę bierze przyzwyczajenie, doświadczenie 

i zwyczajna niechęć do podążania za 

nowymi technologiami. 

Cortex-M1 to softrdzeń przeznaczony do 

implementacji w układach FPGA. Dotychczas 

największą popularność zdobył rdzeń 

sufiksem M3. Większość liczących się producentów 

MCU (oczywiście z wyjątkiem Mircochipa) 

ma w swojej ofercie mikrokontrolery 

z tym rdzeniem. Jednak nawet systemy 

głęboko wbudowane wymagają coraz większej 

mocy obliczeniowej. Dlatego firma ARM 

zaprojektowała mocniejszą wersję popularnych 

rdzeni M, jej głównym przeznaczeniem 

są aplikacje pracujące na granicy systemów 

wbudowanych i przetwarzania sygnałów. 

Używając ogólnie przyjętej nomenklatury, 

o układach wyposażonych w rdzenie Cortex 

-M4 można powiedzieć, że są to kontrolery 

sygnałowe (DSC – Digital Signal Controller). 

Wsparcie dla DSP 

Blokowy schemat rdzenia Cortex-M4 

przedstawiono na rysunku 1. Jak widać blok 

FPU oraz kilka innych są opcjonalne. Od strony 

wsparcia dla przetwarzania sygnałów do 

dyspozycji są jednotaktowe instrukcje MAC 

(Multiply–accumulate). Długość danych poddawanych 

operacji MAC może mieć 16 lub 

32 bity. Interesująca jest też możliwość wykonania 

instrukcji MAC na dwóch liczbach 

16-bitowych jednocześnie. Wiadomo, że operacje 

matematyczne często wykonywane są na 

liczbach mniejszych, niż całe dostępne 32 bity. 

Wtedy to bardzo przydatne mogą okazać się 

instrukcje SIMD (Single Instruction – Multiple 

Data). Rdzeń Cortex-M4 umożliwia wykonanie 

instrukcji SIMD na danych 8 i 16-bitowych. 

Ponadto do dyspozycji jest również moduł 

sprzętowego dzielenia, który potrafi wykonywać 

dzielenie w ciągu 2 do 12 cykli. 

MPU 

Z przedstawionego wcześniej rysunku 1 

wynika, ze rdzenie Cortex-M4 mogą posiadać 

opcjonalnie jednostkę ochrony pamięci 

– MPU (Memory Protection Unit). Warto tutaj 

zaznaczyć, że mikrokontrolery STM32F4 

posiadają taką jednostkę. Zadaniem MPU 

jest zarządzanie dostępem do chronionych 

obszarów pamięci. Takie zabezpieczenie ma 

przeciwdziałać przypadkowemu nadpisaniu 

krytycznego obszaru pamięci. Rdzenie Cortex-M4 

umożliwiają utworzenie do ośmiu 

obszarów chronionych. Jednostka ochrony 

pamięci może być wykorzystywana przez 

system operacyjny czasu rzeczywistego 

(RTOS), a obszary chronione mogą być dynamicznie 

zarządzane przez RTOS. 

Liczby zmiennoprzecinkowe 

Programiści często używają pojęcia „liczba zmiennoprzecinkowa” (w Języku C są to typy float 

lub double) w odniesieniu do liczb posiadających części ułamkowe. Mają oczywiście co to tego 

pełną słuszność, ale liczba zmiennoprzecinkowa to twór dość skomplikowany i określenie „liczba 

z ułamkiem” jest daleko idącym uproszczeniem. Warto więc zrozumieć, czym owe typy „float” 

oraz „double” właściwie są. 

Typ float jest nazywamy typem zmiennoprzecinkowym pojedynczej precyzji, jego reprezentacja to 

liczba 32-bitowa zgodna na przykład ze standardem IEEE 754. W tym standardzie reprezentacja 

typu float jest następująca: 

Rys. 1. Schemat blokowy rdzenia 

Cortex-M4 


Typ double jest określany jako liczba zmiennoprzecinkowa podwójnej precyzji. Charakteryzuje się 

długością 64 bitów, sposób kodowania i interpretacji jest taki sam jak dla liczb pojedynczej precyzji, 

zmianie ulegają długości pól eksponenty (wynosi 11 bitów) i mantysy (52 bity). 

93

Wspomaganie programowania NOTATNIK układów KONSTRUKTORA 

TMS320C2000 

Wspomaganie 

programowania 

układów TMS320C2000 

Narzędzia programowe do 

tworzenia programów dla 

układów procesorowych 

z rodziny TMS320C2000 

są dostarczane razem ze 

środowiskiem programowym 

Code Composer Studio – CCSv4. 

Wspomaganie programowania 

układów procesorowych 

rodziny TMS320C2000 jest 

zorganizowane jako pojedynczy 

pakiet programowy controlSUITE. 

Zawiera on również szczegółową 

dokumentację techniczną 

modułów sprzętowych. 

Narzędzia do tworzenia programów są zorganizowane 

jako osobny pakiet programowy 

Code Generation Tools (CGT), odrębny od środowiska 

CCS. Ma on własne wersje i własne pakiety 

aktualizacji. Dla każdej rodziny układów 

procesorowych TMS320 są osobne pakiety CGT. 

Code Composer Studio (CCS, CCStudio) jest 

zintegrowanym środowiskiem projektowym 

– IDE (Integrated Development Environment) 

dostarczanym przez firmę Texas Instruments. 

Obecnie (koniec 2011) jest używana wersja 

CCSv4.2. Podstawowe narzędzia do tworzenia 

programów dla układów procesorowych 

rodziny TMS320C2000 to kompilator języka 

C/C++ oraz asembler i linker. Kompilator C/ 

C++ narzędzi programowych środowiska 

CCSv4 jest w pełni zgodny ze standardem ISO 

C/C++. Jednak ze względu na efektywność wykorzystania 

specyficznych cech zastosowanego 

układu procesorowego sygnałowego rodziny 

TMS320C2000 zostały wprowadzone dodatkowe 

cechy. Kompilator języka C/C++ jest omówiony 

w dokumencie TMS320C28x Optimizing 

C/C++ Compiler User’s Guide [SPRU514C]. 

Asembler, linker i program konwersji hex jest 

omówiony w dokumencie TMS320C28x Assembly 

Language Tools User’s Guide[SPRU513C]. 

Dla układów procesorowych rodziny 

TMS320C2000 dostarczany jest razem ze środowiskiem 

programowym CCSv4 system operacyjny 

czasu rzeczywistego DSP/BIOS (jego 

nowsza wersja ma nazwę SYS/BIOS) . 


Ws z y s t k i e p r o c e s o r y r o d z i n y 

TMS320C2000 są kompatybilne programowo 

w 100%. Zawierają one ten sam rdzeń C28x. 

Jednak w przypadku procesorów zmiennoprzecinkowych 

z układem DMA jest to raczej kompatybilność 

w górę. 

Układy procesorowe rodziny 

TMS320C2000 

U k ł a d y p r o c e s o r o w e r o d z i n y 

TMS320C2000 można podzielić na kilka serii: 

F28M35x Concerto (C28x + ARM Cortex 

M3) – dwurdzeniowe procesory zmiennoprzecinkowe. 

Zawierają w jednej strukturze rdzeń 

C28x oraz rdzeń ARM Cortex-M3. Wygląda 

to jak połączenie układu serii F2833x Delfino 

z układem Cortex-M3 serii Stellaris. 

Rdzeń C28x układów serii Concerto zawiera 

rozszerzenia o jednostkę zmiennoprzecinkową 

(FPU), jednostkę obliczeń matematycznych 

(VCU) oraz 6-kanałowe DMA. 

C2834x Delfino (Floating-point) – procesory 

z jednostką zmiennoprzecinkową (FPU) oraz 

DMA. Mają zewnętrzną szynę danych. Pracują 

z zegarem do 300 MHz i wydajnością do 300 

MIPS oraz 600 MFLOPS. Zawierają do 512 kB 

wewnętrznej pamięci RAM. Nie zawierają pamięci 

Flash. 

F2833x Delfino (Floating-point) – procesory 

z jednostką zmiennoprzecinkową (FPU) oraz 

DMA. Mają zewnętrzną szynę danych. Pracują 

z zegarem do 150 MHz i wydajnością do 150 

MIPS oraz 300 MFLOPS. Zawierają do 512 kB 

wewnętrznej pamięci Flash. 

F2823x (Fixed-point) – procesory stałoprzecinkowe. 

Wersja procesorów F2833x bez 

jednostki zmiennoprzecinkowej. Zapewniona 

100% kompatybilność na poziomie wyprowadzeń 

i programowania. 

F2806x Piccolo (Floating-point) – procesory 

z jednostką zmiennoprzecinkową (FPU), DMA 

oraz zmiennoprzecinkowym układem CLA. 

Pracują z zegarem 80 MHz i wydajnością 80 

MIPS oraz 160 MFLOPS. Zawierają do 256 kB 

wewnętrznej pamięci Flash. 

F2803x Piccolo (Fixed-point) – procesory 

stałoprzecinkowe ze zmiennoprzecinkowym 

układem CLA (Control Law Accelerator). Pracują 

z zegarem do 60 MHz i wydajnością do 60 MIPS. 

Zawierają do 64 KB wewnętrznej pamięci Flash. 

F2802x Piccolo (Fixed-point) – procesory 

stałoprzecinkowe. Pracują z zegarem do 60 

MHz i wydajnością do 60 MIPS. Zawierają do 

32 KB wewnętrznej pamięci Flash. 

F280xx (Fixed-point) – procesory stałoprzecinkowe 

bez zewnętrznej szyny danych 

(TMS320F2809, TMS320F2808, 

T M S 3 2 0 F 2 8 0 6 , T M S 3 2 0 F 2 8 0 2 , 

T M S 3 2 0 F 2 8 0 1 , T M S 3 2 0 F 2 8 0 1 5 , 

TMS320F28016 oraz TMS320F28044). Wydajność 

do 100 MIPS, do 64 KB wewnętrznej pamięci 

Flash. 

F281x (Fixed-point) – procesory stałoprzecinkowe 

(TMS320F2812, TMS320F2811, 

TMS320F2810). Pracują z zegarem do 150 MHz 

i wydajnością do 150 MIPS. Zawierają do 256 

KB wewnętrznej pamięci Flash. 

Pakiet programowy controlSUITE 

v2.5.0 

Pakiet programowy controlSUITE jest 

zbiorem oprogramowania i narzędzi programowych 

dla układów procesorowych rodziny 

TMS320C2000. Zawiera również szczegółową 

dokumentację techniczną modułów sprzętowych. 

Pakiet jest opisany w dokumencie controlSUITE 

Getting Started Guide [SPRUGU2B] 

oraz w broszurze controlSUITE software [SPR- 

B199A]. 

W pakiecie controlSUITE dostępne jest 

wsparcie dla programowania układów procesorowych 

serii F2802x/3x/6x Piccolo, F2833x/34x 

Delfino oraz F28M35x Concerto. Nie ma wsparcia 

dla układów procesorowych serii F280x/ 

F2801/F2804x oraz F281x. Pliki nagłówkowe 

dla tych serii są dostępne osobno na stronie 

http://www.ti.com/. Wsparcie dla tych serii można 

również znaleźć w nocie aplikacyjnej Running 

an Application from Internal Flash Memory 

on the TMS320F28xx DSP [SPRA958J]. 

Zalecane (a właściwie konieczne) jest ich 

pobranie i zainstalowanie pakietu controlSU- 

ITE przed rozpoczęciem tworzenia własnego 

projektu dla układów procesorowych rodziny 

TMS320C2000. Pakiet controlSUITE jest dostępny 

do pobrania (ok. 500 MB) ze strony internetowej 

produktu http://www.ti.com/tool/controlsuite. 

Pakiet jest instalowany w domyślnym folderze 

C:\TI\controlSUITE. Struktura katalogowa 

pakietu jest pokazana na rys. 1. 

95

PODZESPOŁY 

Najnowsze układy 

do lokalnej łączności 

radiowej produkcji NXP 

W ciągu ostatnich kilku lat bardzo szybko rośnie popularność 

systemów łączności radiowej bliskiego zasięgu. Po sukcesie Bluetooth 

przyszła pora na układy oparte na specyfikacji IEEE 802.15.4, 

które są coraz częściej stosowane w telemetrii, zdalnym sterowaniu 

i do budowy lokalnych sieci transmisji danych. Nic dziwnego, 

że każdy liczący się producent podzespołów elektronicznych chce 

je mieć w swojej ofercie. Do grona producentów takich układów 

dołączyła firma NXP. Artykuł prezentuje najnowsze rozwiązania NXP 

w zakresie lokalnej radiowej transmisji danych. 

Pierwsze półrocze 2010 było dla NXP 

okresem bardzo szybkiej rozbudowy oferty 

układów radiowych, zgodnych ze specyfikacją 

IEEE802.15.4. W tym czasie weszły do 

produkcji układy odbiornika OL2300, nadajnika 

OL2311 oraz transceivera OL2381. 

Układy te pracowały w pasmach ISM: 315, 

Tabela 1. Parametry układów radiowych OL23xx 

Typ układu OL2300 OL2311 OL2381 

Funkcja Nadajnik Odbiornik Transceiver 

Zasilanie 2,1 do 3,6 V 2,1 do 3,6 V 2,1 do 3,6 V 

Zakres temp. pracy –25…+85°C –25…+85°C –25…+85°C 

Prąd w stanie Power Down 50 nA 500 nA 500 nA 

Zakres częstotliwości nośnych 

Częstotliwość kwarcu 

300...920 MHz 

9...19 MHz 

Parametry nadajnika – 

Pobór prądu: Gen.kwarcowy 

PLL 

Nadawanie przy 0 dBm 

180 mA 

1,3 mA 

7 mA 

300...928 MHz 

16 MHz 

300...928 MHz 

16 MHz 

900 mA 

5 mA 

14 mA 

Maksymalna moc wyjściowa do 12 dBm do 10 dBm 

Szybkość transmisji do 112 kb/s do 112 kb/s 

Modulacja ASK, FSK ASK, FSK 

Szum fazowy przy 100 kHz 

przy 100 MHz 

–76 dBc 

–115 dBc 

–86 dBc 

–130 dBc 

Parametry odbiornika – 

Pobór prądu 16,5 mA 16,5 mA 

Szybkość transmisji do 112 kb/s do 112 kb/s 

Modulacja ASK, FSK ASK, FSK 

Czułość ASK 

FSK, szer. kanału 50 kHz 

–118 dBm 

–112 dBm 

–118 dBm 

–112 dBm 

Tłumienie sąsiednich kanałów 10 dB 10 dB 

Tłumienie kanałów lustrzanych 

Szer. pasma filtru kanałowego 

40 dB 

50 do 300 kHz 

40 dB 

50 do 300 kHz 

Okres próbkowania nasłuchu 1 do 4096 ms 1 do 4096 ms 

Miernik RSSI Zakres dynamiki 

Dokładność/tolerancja 

80 dB 

±12 dB/±3 dB 

80 dB 

±12 dB/±3 dB 

Obudowa HVQFN16 HVQFN32 HVQFN32 

433, 868 i 915 MHz. Jednocześnie zakupiono 

brytyjską firmę Jennic mającą w swojej 

ofercie układy radiowe 802.15.4 na pasmo 

2,45 GHz oraz protokoły sieciowych stosów 

komunikacyjnych ZigBee Pro, JenNet 

i 6LoWPAN. Obecnie w ofercie NXP są dwa 

mikrokontrolery Jennic zintegrowane z torem 

radiowym: JN5139 i JN5148. Towarzyszy 

im bardzo bogaty zestaw oprogramowania, 

obejmujący wspomniane protokoły Zig- 

Bee Pro, JenNet i 6LoWPAN, środowisko programowe 

i narzędzia do tworzenia aplikacji, 

a także gotowe moduły sprzętowe i zestawy 

ewaluacyjne. 

Układy rodziny OL23xx 

Jak przystało na jednego z liderów branży 

elektronicznej, firma NXP zadebiutowała 

układami o bardzo dobrych parametrach 

i rozbudowanych funkcjach. Podstawowe 

parametry układów należących do rodziny 

przedstawione są w tabeli 1. 

Transceiver OL2381 integruje funkcje 

nadajnika OL2300 i odbiornika OL2311, dlatego 

ten układ zostanie omówiony dokładniej. 

Schemat blokowy transceivera przedstawia 

rysunek 1. Sterowanie funkcjami 

nadawania i odbioru jest realizowane za 

pośrednictwem sekwencyjnych układów 

wielostanowych (Transmit/Receive State 

Machine). Układ wyposażony jest w bank 

rejestrów SFR, za których pośrednictwem 

są realizowane wszystkie funkcje konfiguracji 

i sterowania transmisją. Pięć pinów 

I/O (P10 – P14) może być konfigurowanych 

przez użytkownika do pełnienia wybranych 

funkcji alternatywnych. Transceiver może 

współpracować zarówno z wydajnymi mikrokontrolerami 

o dużych możliwościach 

(stacja bazowa), jak i z energooszczędnymi 

mikrokontrolerami o małej liczbie wyprowadzeń 

(bateryjne urządzenie końcowe). Zależnie 

od aplikacji, możliwe są różne konfiguracje 

interfejsu komunikacyjnego. W najprostszym 

wypadku do komunikacji wystarczy 

4-liniowy interfejs SPI (rysunek 2a), służący 

do komunikacji z rejestrami oraz wysyłania/ 

odbioru danych. Sterowanie transmisją jest 

realizowane przez wewnętrzną logikę transceivera. 

W bardziej rozbudowanej wersji 

możliwe jest bezpośrednie wysyłanie/odbieranie 

danych za pośrednictwem linii DATA/ 

CLOCK (rysunek 2b). Układ może pracować 

w trybie modulacji ASK, FSK lub GFSK na 

dowolnie wybranych kanałach pasma ISM 


ARM-y w obudowach 

DIP28/SOP20 

ARM-y w obudowach PODZESPOŁY 

DIP28/SOP20 

Uwierzycie Znalazł się producent 32-bitowych mikrokontrolerów 

wyposażonych w rdzeń firmy ARM, montowanych w obudowach DIP. 

Fani bread-boardów będą mieli używanie! 

Nikogo nie dziwią, mogą co najwyżej 

wprowadzić w pewne zakłopotanie, mikroprocesory 

i mikrokontrolery 32-bitowe 

oferowane w wyrafinowanych obudowach 

BGA, CSP i im podobnych (bo jak sobie poradzić 

z 4-warstwową PCB i jak, zachowując 

rozsądny poziom kosztów, zamontować 

układy w takich obudowach). Z punktu 

widzenia działów marketingu producentów 

takie obudowy to „oczywista oczywistość”, 

bowiem wysoka technologia musi stawiać 

wymagania swoim użytkownikom! Czy zachęca 

to szerokie grono elektroników do sięgania 

po takie układy Znacie odpowiedź na 

to pytanie. 

Na szczęście nie wszyscy producenci 

poszli niezbyt logiczną – nie tylko z mojego 

punktu widzenia – drogą promowania 

nowych rodzin mikrokontrolerów, bazując 

na ich wersjach w obudowach zaawansowanych 

technologicznie. Jedną firm – choć 

nie zawsze konsekwentnie – rozumiejących 

potrzeb „rzesz” elektroników jest NXP, 

w ofercie której pojawiły się mikrokontrolery 

z rdzeniem Cortex-M0, dostępne w obudowach… 

DIP28 z 32-bitami w środku 

Licencję na rdzenie Cortex-M0 firma 

NXP kupiła – jako pierwsza na świecie – 

od ARM w lutym 2009 roku. Od początku 

wdrażania do produkcji, rdzeń ten był przeznaczony 

do najprostszych i najtańszych 

w ofercie NXP mikrokontrolerów, których 

obszarem „rażenia” byli 8-bitowi konkurenci, 

przede wszystkim bardzo popularne 

mikrokontrolery AVR. Rdzeń Cortex-M0 jest 

znacznie uproszczony w stosunku do najpopularniejszej 

wersji Cortex-M3 (co wyraźnie 

widać na mapie instrukcji obsługiwanych 

Rysunek 1. Mapa instrukcji obsługiwanych przez rdzenie Cortex-M 


115

SPRZĘT 

HS805 TiePie 

Oscyloskop USB 

z próbkowaniem 1 GSa/s 

Na łamach EP przedstawialiśmy już większość oscyloskopów 

holenderskiej firmy TiePie. Wszystkie są dość nietypowe, o każdym 

można powiedzieć coś charakterystycznego. Model HS805 odznacza 

się dużą, jak na oscyloskopy USB częstotliwością próbkowania, 

wynoszącą 1 GSa/s. 

Oscyloskopy TiePie trudno porównać 

z jakimikolwiek przyrządami tej kategorii 

innych producentów. Trudno je zakwalifikować 

do urządzeń uniwersalnych. Często 

są wykorzystywane w placówkach naukowo-badawczych 

zajmujących się problemami 

nie związanymi bezpośrednio z elektroniką, 

stosujących natomiast wszelkiego 

rodzaju elektroniczne czujniki wielkości 

nieelektrycznych. Urządzenia takie pozwalają 

obserwować i badać wiele rozmaitych 

złożonych zjawisk fizycznych. Zaletą 

oscyloskopów TiePie jest obsługa wszystkich 

modeli przez jeden program – „Multi 

Channel”, umożliwiający, jak sama nazwa 

wskazuje, budowanie jednego, złożonego 

przyrządu wielokanałowego. Ma to swoje 

zalety, ale ma też swoje wady. Największym 

utrudnieniem dla użytkowników mających 

pierwszy raz do czynienia z urządzeniami 

TiePie jest wyraźnie inna zasada ich obsługi 

w porównaniu z oscyloskopami klasycznymi. 

Pierwsza różnica polega na braku typowej 

dla zwykłych oscyloskopów podstawy 

czasu. W programie „Multi Channel” do 

optymalnego ustawienia skali czasu (rozciągnięcia 

przebiegu na ekranie) konieczne 

jest odpowiednie dobranie dwóch parametrów: 

częstotliwości próbkowania i wielkości 

bufora. W przeciwieństwie do oscyloskopów 

klasycznych, w których bufor jest 

najczęściej stały, w oscyloskopach TiePie 

można, a nawet trzeba go zmieniać w szerokim 

zakresie. Zwiększając częstotliwość 

próbkowania zwiększa się wprawdzie dokładność 

odwzorowania badanego przebiegu, 

ale jednocześnie skraca się czas zapisu 

bufora. Tym samym na ekranie zostaje wyświetlony 

krótszy fragment przebiegu (rysunek 

1). Przy zwiększaniu częstotliwości 

próbkowania najczęściej konieczne będzie 

jednoczesne wydłużenie bufora. Wymaganą 

długość można obliczyć z zależności: 

B=T*f p 

, w której B – długość bufora, T – 

czas obserwowanego fragmentu przebiegu, 

f p 

– częstotliwość próbkowania. W optymalnym 

ustawieniu obu parametrów pomaga 

funkcja „Auto”, która jednak nie radzi sobie 

z przebiegami o częstotliwości poniżej 2 Hz. 

Na pocieszenie można dodać, że podobny 

problem występuje także w oscyloskopach 

klasycznych. 

Oscyloskopy USB, w tym HS805, mają 

wspólną, bardzo istotną z użytkowego 

punktu widzenia zaletę. Jest nią możliwość 

wyświetlania oscylogramów w bardzo dużych 

rozmiarach, ograniczonych jedynie 

wielkością ekranu komputera. Użytkownicy 

na pewno docenią również bardzo efektywnie 

działającą funkcję Zoom, umożliwiającą 

powiększenie dowolnie wybranego fragmentu 

przebiegu (rysunek 2). 

Różnorodność przebiegów obserwowanych 

za pomocą oscyloskopów cyfrowych 


Otwarta AUTOMATYKA komunikacja sterowników I MECHATRONIKA Saia PCD 

Otwarta komunikacja 

sterowników Saia PCD 

Najważniejszym założeniem przy projektowaniu sterowników Saia 

jest gwarancja kompatybilności i współpracy z otaczającymi 

urządzeniami w całym cyklu życia produktu, czyli przez minimum 

15 lat. A podstawą udanego współdziałania i współpracy jest 

sprawna komunikacja. Dlatego pokusiliśmy się o analizę tego 

tematu w kontekście systemów automatyki Saia PCD. 

Czym jest komunikacja 

Podobnie jak w życiu codziennym, 

również w automatyce występują obiekty, 

które mogą pozostawać odosobnione i zarządzane 

bez interakcji z innymi. Jednakże 

zdecydowana większość obiektów lub 

urządzeń automatyki występuje w grupach 

czy zespołach. Współpracują one ze sobą, 

tworząc sieci, aby wspólnie wykonywać powierzone 

im zadania. Niezbędnym warunkiem 

współpracy systemów automatyki jest 

komunikacja pomiędzy nimi, co oznacza, 

że systemy te muszą być wyposażone w interfejsy 

do wymiany informacji oraz umieć 

te informacje interpretować. 


Systemy, które obsługują wiele interfejsów 

różnych typów oraz potrafią 

przetwarzać wiele formatów informacji 

(języków lub protokołów), mogą być używane 

z dużą elastycznością we wszechstronnych 

zastosowaniach. Mogą służyć 

nawet jako „interpretery” innych urządzeń 

o mniejszych możliwościach komunikacyjnych. 

Innowacyjność oznacza także 

elastyczność komunikacji 

Jak przystało na produkt ze Szwajcarii, 

w której obowiązują cztery języki urzędowe, 

komunikacja od zawsze była mocną 


SABUR Sp. z o.o., 02-785 Warszawa, 

ul. Puławska 303, tel. 22 549 43 53 

faks 22 549 43 50, sabur@sabur.com.pl, 

www.sabur.com.pl 

stroną sterowników Saia. Już we wczesnych 

latach 80. XX wieku, gdy inne sterowniki 

nie potrafiły jeszcze porozumiewać 

się ze sobą, pojawił się pierwszy sterownik 

z serii PCA, wyposażony w swobodnie programowalny 

interfejs szeregowy RS-232, 

umożliwiający wymianę informacji z innymi 

urządzeniami. Dawało to użytkownikom 

możliwości wówczas nieosiągalne dla innych 

produktów. 

Zatem już od wielu lat Saia stale rozwija 

możliwości komunikacyjne swoich 

sterowników. Nowe technologie i standardy, 

które pojawiają się w automatyce, 

branży IT i telekomunikacji (przewodowej 

i/lub bezprzewodowej) są od samego 

początku wykorzystywane i wdrażane 

w urządzeniach przemysłowych tego producenta. 

125

AUTOMATYKA I MECHATRONIKA 

Przykładowa aplikacja 

z zastosowaniem 

protokołu 3964R 

Miesiąc temu przedstawiliśmy sposób wykorzystania protokołu 3964R 

zaimplementowanego w bibliotekach pakietu STEP 7 Basic 10.5. 

Teraz przedstawimy przykładową aplikację RFID wykonaną z użciem 

właśnie tych bibliotek. 

Schemat połączeń wszystkich wymaganych 

urządzeń zgodnie ze strukturą sieci Ethernet 

przedstawiony poniżej. 

Na rysunku 1 pokazano schemat systemu 

testowego, spełniającego rolę automatycznego 

sortownika (rysunek 2), w skład 

którego wchodzą: czytnik SIMATIC RF380 

(1) powinien być dołączony do sterownika 

SIMATIC S7-1200 (3) za pomocą modułu 

komunikacyjnego RS232 (2). Czytnik RFID 

odczytuje i zapisuje dane do przenośnych 

pamięci serii RF3xxT (4). Lokalna wizualizacja 

jest realizowana za pomocą panelu interfejsu 

użytkownika SIMATIC KTP400 (5). 

Moduł komunikacyjny RS232 jest połączony 

z urządzeniem RFID za pomocą kabla połączeniowego 

SIMATIC RF300 (6). Panel HMI 

oznaczony symbolem KTP 400 połączono 

bezpośrednio ze sterownikiem S7-1200 kablem 

ethernetowym (7). Zasilanie wszystkich 

komponentów zapewnia moduł zasilający 

SIMATIC PM1207 (8). 

Sortowanie jest lokalnie monitorowane na 

panelu KTP400. Odczytane kody RFID można 

edytować za pomocą panelu dotykowego. 

Dane pochodzące z urządzenia RF300 nie 

są bezpośrednio zapisywane w sterowniku S7- 

1200, wypełniają natomiast wewnętrzny bufor 

modułu komunikacyjnego RS232 (rysunek 3). 

Moduł S7-1200 jest informowany o tym, że 

nowe dane są gotowe do pobrania. Następnie 

sterownik S7-1200 pobiera aktywne dane z bufora 

modułu komunikacyjnego RS232. 

128 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2011

AUTOMATYKA I MECHATRONIKA 

Kompleksowe rozwiązania 

automatyki dla systemów 

inteligentnego budynku (1) 

Budynki dopasowujące swoje parametry eksploatacyjne do potrzeb 

przebywających w nich osób oraz dla zapewnienia maksymalnej 

ochrony środowiska są nie tylko wizją, a stały się już faktem. 

Początki idei „budynku inteligentnego” 

sięgają lat osiemdziesiątych XX wieku. 

W owym czasie dynamiczny rozwój technologii 

i nauk inżynieryjnych pozwolił na 

wprowadzenie nowych rozwiązań sterowniczych 

w celu osiągnięcia marketingowej 

przewagi producentów przez wpływ na emocje 

użytkowników. 

Definicja budynku inteligentnego podlegała 

i podlega ciągłym modyfikacjom. 

U zarania swojego istnienia uosobieniem tej 

idei były systemy IBS (Intelligent Building 

Systems) stanowiące pierwsze „jaskółki” wyposażenia 

sterowniczego budynków. To były 

czasy automatów oświetleniowych, zegarów 

sterujących czy pomp załączanych przez 

systemy czujników i styczników. Urządzenia 

te działały z reguły całkowicie niezależnie, 

chociaż ich kontrola była często realizowana 

z tej samej szafki rozdzielczej. Tego typu rozumienie 

struktury inteligentnego budynku 

jest jeszcze dominujące wśród inwestorów 

indywidualnych. Większość z nich zadowala 

się podwyższeniem prestiżu poprzez 

posiadanie instalacji automatyki możliwej 

do zbudowania na bazie struktur przekaźnikowych, 

modułach logicznych czy typowych 

sterownikach przemysłowych, których ceny, 

a przede wszystkim możliwości funkcjonalne 

nie są jednak adekwatne do wymagań obsługi 

obiektów infrastrukturalnych. 

W kolejnym kroku, inteligentnym budynkiem 

określano obiekt, który wyposażony 

był w układ kontroli instalacji odpowiedzialnych 

za ogrzewanie, wentylację, 

klimatyzację oraz oświetlenie, a także za 

integrację układów sygnalizacji przeciwpożarowej, 

czy systemów antywłamaniowych. 

Z upływem czasu postrzeganie inteligentnego 

budynku zmieniło się po raz 

kolejny. O jego inteligencji nie stanowiła 

już mnogość instalacji, a integracja ich obsługi 

z wykorzystaniem możliwości reakcji 

na uwarunkowania zewnętrzne, w tym 

także ekonomiczne. Dzięki pełnej kontroli 

nad całością potrzeb i możliwości obiektu, 

możliwe stało się zarządzanie usługami, 

a nie tylko urządzeniami jak dotychczas. 

Celem dzisiejszym jest pełna koordynacja 

systemów i świadczonego serwisu, a przez 

to sukcesywne zmniejszanie ponoszonych 

nakładów finansowych, przy czym istotnymi 

stały się aspekty osiągania pełnego 

komfortu i bezpieczeństwa użytkowania 

przy optymalizacji kosztów i minimalizacji 

negatywnego oddziaływania na środowisko. 

Podążając za sformułowaniami Europejskiej 

Grupy Inteligentnego Budownictwa 

i Intelligent Building Institute, aktualna de-

Elektronika Praktyczna 12/2011 - UlubionyKiosk

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?