Формирование цветного tv сигнала на ардуино. Схема подключения Ардуино к ТВ

Для тех кто производит диагностику самостоятельно, будет интересно узнать как сделать дымогенератор для авто своими руками. Любой современный автомобиль состоит из большого количества различных узлов и агрегатов, которые нуждаются в своевременном и качественном обслуживании. Но, несмотря на это, иногда случаются неисправности, для обнаружения которых требуется проведение диагностики на специальном оборудовании. В некоторых случаях без него вполне можно обойтись, например, для проверки герметичности некоторых систем.

Как сделать дымогенератор для авто своими руками, расскажет для тех владельцев, которые не желают тратить деньги на его приобретение, а иметь такой прибор желают. Конструкции их разнообразны и просты в изготовлении, не требуют больших финансовых или материальных вложений, а изготовить прибор можно буквально за несколько минут. Польза от этого прибора будет несомненной, особенно для владельцев машин с пробегом.

Зачем нужен генератор дыма?

Этот прибор, будь он заводского или самостоятельного изготовления, применяют для проверки герметичности различных систем и узлов автомобилей. С его помощью проверяют системы охлаждения двигателей, а также впускной или выпускной тракт мотора. В некоторых случаях возможна проверка оптики машины на герметичность, это полезно сделать в том случае, когда замечено её запотевание.

Принцип работы таких приборов основан на образовании белого дыма и последующей его подачи в проверяемые системы. Для этого потребуется создать небольшое давление, чтобы дым «искал» возможные пути выхода из замкнутого пространства. Это позволяет определить утечки даже через микротрещины, которые «невооружённым» глазом заметить просто невозможно. Изготовить такой прибор совсем несложно, поэтому, если решено строить самостоятельно, дочитайте наш рассказ, и смело приступайте к работе.

Как его делают?

Для его создания, кроме желания построить, потребуется наличие некоторых материалов и инструмента. Конструкций таких приборов очень много, но рассмотрим вариант изготовления из шприца для твёрдой смазки. Кроме шприца нужно ещё приготовить такие детали:

Провода с быстросъёмными клеммами для подсоединения свечи;
Термоусадочную пасту;
Шланги, хомуты, уплотнительные резиновые прокладки;
Медную трубку диаметром около 6 мм.;
Набор свёрл;
Металлическую сетку для мытья посуды;
Штуцер для подачи воздуха.

Далее порядок изготовления может быть таким. Шприц следует разобрать, снять трубку нагнетателя и подкачивающее устройство. Понадобиться только корпус от шприца и его крышки. В трубчатом корпусе будет происходить процесс образования дыма. В крышке имеется технологическое отверстие, которое понадобиться для работы. В него следует вклеить на эпоксидной смоле отрезок медной трубки длиной примерно 160 мм.

Через эту трубку будет подаваться сжатый воздух в масло, обычно используют ATF , который будет способствовать образованию дыма и выдавливанию его из корпуса. Трубку следует вставить до самого упора, чтобы перегородить проход воздуха. После этого следует через входное устройство просверлить медную трубку. Это направит поток воздуха именно в нужном направлении, то есть в корпус генератора.

Во второе отверстие следует установить штуцер для подачи сжатого воздуха. После этого можно приступить к изготовлению электрической части прибора.

В нижней крышке следует установить свечу накала с прокладками и хорошо её затянуть, чтобы исключить течь масла. Одновременно с этим подсоединяют к свече проводку с быстросъёмными зажимами. В отверстие, через которое подавалась смазка, нужно установить переходник для шланга подачи дыма.

Лучше всего для этого использовать прозрачный шланг, это даст возможность контролировать подачу дыма в проверяемую систему. В качестве наконечника можно использовать тот, который был установлен в шприце при его покупке. Из него следует удалить шарик обратного клапана. В зависимости от того, какой источник сжатого воздуха используется, следует предусмотреть возможность для регулирования его подачи, а также установить обратный клапан в шланг подачи.

Небольшой урок в котором вы узнаете, как подключить Arduino к телевизору (ТВ) для отображения текста, информации и графики.

Ардуино может быть подключена ко многим устройствам, включая датчики, электромеханические детали и даже простые дисплеи. Но представьте, что вы можете подключить Arduino к телевизору и использовать его для отображения текста, информации и даже грубой графики.

По традиции начинаем с деталей, которые нам нужны будут для проекта:

1x - 470 Ом резистор
1x - 1 кОм резистор
1x - ТВ с композитным видеовходом
1x - Композитный видеокабель (разъем RCA)

Схема подключения Ардуино к ТВ

Принципиальная схема довольно простая, которую вы можете увидеть на рисунке ниже. Не забывайте, что на резисторах есть перпендикулярные полоски, которые говорят о величине сопротивления резистора.

Как это работает?

Теперь поговорим о том, как работают композитные телевизионные сигналы.

Композитные телевизионные сигналы довольно сложны и запутанны, поэтому мы рассмотрим только основы. Следует также отметить, что мы будем рассматривать только PAL, а не NTSC, поскольку у них несколько разные тайминги, и мы большей частью живем в Европе, которая использует PAL.

Скорость, с которой телевизоры показывают серию изображений для формирования движущегося изображения, называется кадрами в секунду (также известными как FPS). Поскольку каждый кадр является неподвижным изображением, и эти изображения на телевизоре рисуются по строкам, изображения отправляются на телевизор последовательно, каждый пиксель отправляется по одному за раз. Но если линия изображения является последовательными данными, как определяется яркость? В отличие от цифрового последовательного соединения сигналы PAL являются аналоговыми, а напряжение на последовательной линии определяет, насколько ярким является пиксель. На приведенном ниже графике показан график PAL и значения разных напряжений.

Если входной сигнал равен 0 В, телевизор видит это как сигнал синхронизации. В зависимости от того, как выполняется синхронный сигнал, его можно использовать для передачи ТВ одной из двух вещей:

Горизонтальная синхронизация - готовность отобразить следующую строку на нашей картинке
Вертикальная синхронизация - готовность к совершенно новому изображению

Напряжение между 0,3 В и 1 В - это пиксели изображения, где 0,3 В представляет черный пиксель, 1 В представляет белый пиксель, а напряжения между ними являются серыми. Цветные пиксели не будут покрываться, так как цвет очень сложный, используя сигналы фазового сдвига и цветовой синхронизации. Итак, как мы можем достичь этих уровней напряжения, если у нас нет аналогового выхода на Arduino Uno? Вот зачем наши два внешних резистора!

Arduino Uno при использовании в сочетании с библиотекой TV Out имеет два контакта: видео и синхронизацию. Вывод видеосигнала используется для передачи видеоданных (отдельные пиксели), а синхросигнал используется для синхронизации телевизора. Эти два контакта соединены вместе через R1 и R2, которые образуют простой делитель потенциалов, который дает следующие уровни напряжения.

Установка ТВ библиотеки

Начните с загрузки , затем нажмите:

Sketch → Include Library → Manage Libraries
(Эскиз → Включить библиотеку → Управление библиотеками)

В открывшемся окне библиотеки выберите строку поиска и введите «TV Text».

Когда поиск будет завершен, выберите библиотеку ТВ-текста «TV Text» и нажмите «установить» (англ. - install).

Последний шаг будет включать в себя открытие встроенного примера, чтобы мы могли проверить его. Нажмите:

File → Examples → TV Out → Demo PAL
(Файл → Примеры → TV Out → Demo PAL)

Сборка устройства

Этот проект использует макет, чтобы помочь подключить Arduino Uno к двум резисторам и композитному видеокабелю. Ардуино подключен к компьютеру для легкого программирования, а также для обеспечения питания, и как только настройка будет выполнена (как показано ниже), вы можете запрограммировать Arduino и включить телевизор.

Если все идет по плану, у вас должно быть что-то похожее на экране телевизора, показанном ниже:

Это был первый урок из серии взаимодействия Ардуино и ТВ. Если мы получим хорошую обратную связь мы продолжим публикации уроков в данном направлении. Все отличных проектов.

Слово от переводчика: когда-то, когда страна и деревья были большими, а воображение просто безграничным, была у меня мечта – возможность выводить изображение с моего программируемого микрокалькулятора Электроника МК-61 (ну, там графики всякие, кривые, картинки ) на экран телевизора. Времена были дикие позднесовковые, и не то что игровая приставка и очень персональный МИКРОкомпьютер («Правец 8Д» или «Специалист» или «Сикнклер»), но и видеомагнитофоны были в диковинку. В общем, народ требовал зрелищ и те, кто помнит цикл учебно – развлекательных публикаций для программируемых калькуляторов под общим названием «Путь к Земле» (журнал «Техника – Молодежи») меня поймут.

Если кратко, то в виде научно-фантастического романа с неплохим сюжетом описывалось путешествие двух идиотов случайных знакомых – профессионального космонавта и мажора кибернетика с Луны на Землю. Отдельной остроты всему сюжету придавало то, что путешествовали они на т.н. «Лунолете», то есть малом космическом судне с химическим двигателем, предназначенным для передвижения в условиях прямой видимости над лунами и прочими небесными телами похожими на биллиардный шар с простым рельефом. В каждом выпуске цикла присутствовало упрощенное правда, но вполне обоснованное математическое описание каждого маневра как в условиях сильной (относительно) гравитации близкого небесного тела, так и при влиянии на небесный снаряд героев гравитаций Земли и Луны, а также программа для расчета очередного этапа полета. В общем, глядеть на циферки на экране калькулятора не то чтоб доставало, но хотелось красивых кривых на экран (как в ЦУПе).

С другой стороны, не будем забывать что даже примитивные микроконтроллеры семейства Arduino на порядок превосходят по производительности не только микропроцессоры тогдашних флагманов – МК-52 и МК-61, но и вычислительные возможности некоторых 8-битовых игровых приставок поздних времен (Atary 2600 и прочих Рембо так точно).

В общем, вступление вышло слегка затянутым, так что перейдем к теме сегодняшнего занятия – выводе видеоизображения с Arduino на экран телевизора.

К сожалению, конструктивные особенности Arduino позволяют выводить только монохромное (черно – белые) изображения, хотя и это может быть полезным в некоторых проектах, а ЧСВ поднимет у нубов так точно…

Шаг первый. Детали и ПО

Вам понадобятся:

Детали и агрегаты:

Микроконтроллер Arduino
Телевизор (без него точно никуда)
Макетная плата или шилд для Arduino
2 резистора номиналом 470 Ом и 1 Ком
2 двухпиновых монтажных переходника папа-папа
Экранированный телевизионный кабель с тюльпаном на конце

Программное обеспечение:

Среда разработки/прошивки Arduino. Официальная ссылка

Шаг второй. Сборка

От имени автора прошу прощение за пахабное низкое качество изображения готового ТВ – переходника. Поясняется это тем, что при написании инструкций, сначала надо их писать, а потом уже приступать к сборке с тщательным фотофиксированием всех этапов. В нашем же случае, получилось все с точностью до наоборот, так что из мутного изображения готового переходника понять что-либо просто невозможно.

Гораздо лучше, что куда и как паять, поясняет принципиальная схема, к тому же состоящая всего из нескольких деталей.

Распиновка:

Sync — цифровой вывод 9 микроконтроллера

Video — цифровой вывод 8 микроконтроллера

GND — вывод GND микроконтроллера

Шаг третий. Программирование

Самая веселая часть – программирование.

В принципе, уже вышла новая версия ТВ – библиотеки, однако она еще более глючна нестабильна чем R5.91, которую использует автор, так что лучше качайте библиотеку по приведенной выше ссылке.

Текс программы для ленивых тех, кому лень перенабирать код с копии экрана:

#include TVout TV; unsigned char x, y; void setup () { TV.start_render(_NTSC); } void loop () { TV.clear_screen (); TV.print_str (10, 10, «TVout FTW!!!»); TV.delay (60); }

Предполагается, что базовые принципы работы и программирования Arduino – подобных микроконтроллеров вам известны, так что автор решил не растекаться мыслью по древу, порекомендовав ознакомится с командами библиотеки ниже:

begin(mode) Начало вывода информации на экран. Разешение стандартное — 128х96
begin(mode,x,y) Начало вывода информации на экран. Разешение определяется пользователем аргументами x,y
end() Очистка видеобуфера
force_vscale(sfactor) Force the number of times to display each line.
force_outstart(time) Force the time to start outputting on an active line.
force_linestart(line) Force line to start outputting on.
set_vbi_hook(func) Set the function to be called once per vertical blanking period.
set_hbi_hook(func) Set the function to be called once per horizontal blanking period.
hres() Команда возвращает значение горизонтального разрешения,
vres() Команда возвращает значение вертикального разрешения,
char_line() Команда возвращает значение количества символов, которые поместятся в строку.
set_pixel(x,y,color) Установка цвета пикселя по заданным координатам
get_pixel(x,y) Установка пикселя с заданными координатами в качестве точки отсчета.
fill(color) Заливка экрана заданным цветом.
clear_screen() Очистка экрана.
invert() Инвертирование изображение на экране.
shift(distance,direction) Прокрутка экрана на заданную дистанцию в любом из 6 направлений.
draw_line(x0,y0,x1,y1,color) Создание прямой с координат (x0,y0) до координат (x1,y1).
draw_row(row,x0,x1,color) Заполнение строки с координатами от x0 to x1 заданным цветом.
draw_column(column,y0,y1,color) Заполнение столбца с координатами от у0 до у1 заданным цветом.
draw_rect(x,y,w,h,color,fillcolor) Отображение прямоугольника с началом в координатах (x,y) с размерами(h,w), и заполнение заданным цветом.
draw_rect(x,y,w,h,color) Отображение прямоугольника с началом в координатах (x,y) с размерами(h,w).
draw_circle(x,y,radius,color,fillcolor) Отображение окружности с центором в координатах (x,y) с радиусом (RADIUS) и его заполнение заданным цветом
draw_circle(x,y,radius,color) Отображение окружности с центором в координатах (x,y) с радиусом (RADIUS).
bitmap(x,y,bmp,i,width,height) Отображение заданного изображения в координатах..
print_char(x,y,c) Печать символа в координатах (x,y).
set_cursor(x,y) Установка позиции для вывода слеующего символа.
select_font(font) Установка шрифт для вывода текста.
print() Вывод текста.
println() Вывод пстой строки.
printPGM() Вывод строки с текстом из памяти программы.
tone(frequency) Тональный сигнал с заданной частостой.
tone(frequency,duration) Тональный сигнал заданной частоты и длительности.
noTone() Прикращение вывода тонового сигнала.

Шаг четверый. Завершение

Если вы когда-нибудь почувствуете, что вашему Arduino-проекту стало тесно на алфавитно-цифровом дисплее 1602, обязательно обратите внимание на проект TellyMate Shield . Он позволяет выводить ту же алфавитно-цифровую информацию на обычный телевизор, через видео-вход.

При определенном везении можно заполучить весьма внушительных размеров дисплей (если телевизор имеет прилично дюймов в диагонали), работающий в режиме телетайпа 38 x 25 знакомест. Впрочем, бросив первый взгляд на схему, ловишь себя на мысли о розыгрыше. В самом деле:

Обычный ATmega8 на тактовой частоте 16 МГц формирует два компонента видеосигнала, которые смешиваются нехитрой схемой из двух резисторов и двух диодов. Группой переключателей S1 устанавливаются режимы работы; согласующий резистор 75 Ом подключается через перемычку и добавлен, скорее, для универсальности (думаю, в большинстве случаев не понадобится).

Arduino выводит информацию для отображения через последовательный порт - пины RX/TX. Если вас смущает, что по ним же происходит загузка скетча и во время этого процесса на экране появляется некая "ерунда", можно уйти на любой пин с помощью библиотеки SoftwareSerial. Поддерживаются разные скорости, а также есть возможность автоопределения. Простейший скетч выглядит так:

Serial . begin (57600 ); //57k6 baud Serial . println ("Hello, world!" );

К сожалению, изображение формируется исключительно черно-белое. Зато внутри имеем полноценный знакогенератор кодовой страницы 437, в котором есть псевдографика:

Вы, наверное, заметили, что для вывода видео использован аудио-разъем 3,5мм. На самом деле, это не казус, а вполне осознанный выбор, ограничивающий высоту элементов и делающий возможным стекирование шилдов:

Кроме вывода обычных символов, поддерживаются так называемые ESCAPE-последовательности, которые управляют курсором, удваивавают высоту и/или ширину символов и даже переключают банки шрифтов и переопределяют символы (что, впрочем, возможно только на ATmega328P, где памяти гораздо больше, чем у ATmega8). Таким же образом можно получить версию прошивки и прочую диагностическую информацию.

Поскольку все материалы доступны и открыты для доработки, мы решили немного поэкспериментировать и создать на базе этого шилда русифицированный вариант. Имя "TellyMate", подобно Arduino, является торговой маркой - поэтому пришлось назвать наш вариант Freeduino Teleсhat :

Все детали - PTH, поскольку шилд задумывался изначально в формате кита для самостоятельной сборки - и что может быть лучше, чем собрать всё самостоятельно? ;) Пины RX/TX имеют перемычки под пайку с обратной стороны платы, так что при желании их можно перерезать и подпаять к любым другим пинам. Аналогичным способом отключается и кнопка сброса - если не хотите, чтобы МК шилда сбрасывался синхронно со скетчем Arduino.

Краткое руководство по сборке шилда:

Русифицированный шрифт мы разместили точно таким же способом, что и автор - в виде ссылки на документ в GDocs, копию которого при необходимости можно сохранить у себя. В открытом документе надо зайти на последнюю закладку, генерирующую hex, и скопировать ее содержимое в файл fontbank0.c , подменив его в исходниках (можно скачать со страницы проекта). После компиляции получите прошивку c поддержкой кодовой страницы 866. Именно она и зашивается в ATmega8, входящие в комплект наборов Freeduino TeleChat.

Для вывода русского текста потребуется еще кое-что сделать. Как известно, ArduinoIDE хранит все символы в кодировке UTF-8, и для нормальной работы потребуется их транслировать в кодировку 866. Делать это в оригинальной прошивке нам показалось святотатством - авторы очень скрупулезно рассчитали все задержки в коде. Предлагаем самый простой вариант перекодирующей функции:

byte c1 = 0; void tele_print_char(char cd) { byte c = cd; if (c >= 0x80) { // UTF-8 handling if (!c1) { c1 = c; } else { if (c1 == 0xd0) { if (c == 0x81) Serial .print (char (0xf0)); // Ё else Serial .print ((char ) (c - 0x10)); } if (c1 == 0xd1) { if (c == 0x91) Serial .print (char (0xf1)); // ё else Serial .print ((char ) (c + 0x60)); } c1 = 0; } } else Serial .print (cd); } void tele_print_str(char *s) { for (int i=0;isetup () { char letter="АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ" ; Serial .begin (57600) ; Serial .println ("Hello World!" ) ; tele_print_str("Привет, мир!\n\r" ) ; tele_print_str(letter); } void loop () { // do nothing! }