Юный техник, 2012 № 07 - Журнал «Юный техник»

Вы знаете, конечно, что белый свет состоит из семи составляющих — красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

Когда эти цветные лучи достигают противоположной поверхности капельки, они, многократно отражаясь, выходят из нее уже не вместе, а по отдельности. И таким образом множество лучей и множество капелек образуют совместно цветную радугу.

МЫЛО, ВОДА И СВЕТ

Увидеть радужное разноцветье можно и другим способом. Обращали ли вы когда-нибудь внимание на радужные разводы, которые иной раз видны в уличной луже?

Они образуются из-за того, что в лужу от проезжающих автомобилей попал бензин или масло. В луже образовалась тончайшая пленка из нефтепродуктов. Тонкий слой нефти, как и капля в воздухе, разлагает белый свет на составляющие, поскольку отражение идет как с верхней части самой пленки, так и от нижней ее границы с водой.

Подобный опыт вы можете провести у себя дома. Только, конечно, замените нефтепродукты мыльным раствором, разведенным в чашке с водой. Добавьте еще пластиковую трубочку с раструбом, с помощью которой очень удобно пускать мыльные пузыри — и к делу.

Окуните нижний кончик трубочки в мыльный раствор, приподнимите его и осторожно подуйте в верхний конец.

Из нижнего конца трубки выйдет мыльный пузырь.

Пока он не лопнул, рассмотрите его хорошенько в солнечном свете или при свете фонарика. Видите, и он не просто прозрачный, но и радужно-разноцветный. Особенно хорошо это видно, если прикрепить к стене скотчем лист белой бумаги и выключить свет в комнате. После этого направьте луч фонарика на пузырь и посмотрите, что при этом получится.

Опыт можно видоизменить, сунув в мыльный раствор петлю из мягкой проволоки. Внутри нее образуется тонкая пленка, которая тоже будет иметь радужные оттенки.

ЧУДО-ЗЕРКАЛО

Чуть более сложный, но интересный эксперимент можно провести с небольшим зеркальцем. Наполните глубокую чашку или корытце водой примерно наполовину и поставьте на хорошо освещенную солнцем поверхность. Поместите внутрь зеркало, наклоните его так, чтобы оно опиралось на один из бортиков корытца или чаши.

Далее поймайте на чистый лист белой бумаги отраженный зеркалом солнечный «зайчик». Если вы все сделаете правильно, на бумажном экране появится радужная полоска.

Научное объяснение этому такое. Ученые полагают, что свет распространяется волнами. Как и у морских волн, у них есть гребни (максимумы) и впадины (минимумы). Расстояние от одного гребня до другого называется длиной волны. Поскольку пучок белого света содержит разноцветные лучи, то и длины их волн различны. Каждая длина волны соответствует определенному цвету. У красного цвета самые длинные волны.

Дальше идут оранжевый, потом желтый, зеленый, голубой и синий цвета. У фиолетового цвета самые короткие волны.

Когда белый свет отражается в зеркале через воду, он разлагается на составляющие его цвета. Они расходятся и образуют картинку из параллельных цветных полос. Такая полоска называется спектром.

Интересно, что свой особый спектр имеет любое раскаленное тело, испускающее свет. И по этому спектру знающий человек может сказать, какие именно химические элементы дали ту или иную цветовую картину.

Именно таким образом, кстати, был обнаружен в спектре Солнца, наряду с водородом, газ гелий. До этого он на Земле известен не был. А потому и получил такое название, поскольку по-гречески Солнце — Гелиос. А значит, «гелий» в переводе — «солнечный».

ДИСКИ ЗА ЛОБОВЫМ СТЕКЛОМ

Самый простой способ увидеть радугу в доме, это подставить блестящую поверхность DVD- или CD-диска под свет, например, настольной лампы.

Диск переливается всеми цветами радуги, потому что его блестящую поверхность покрывает огромное количество впадинок-бороздок, образующих спираль. Когда белый свет падает на такую поверхность, он опять-таки разлагается на составляющие его цвета.

Кроме того, диск отличается хорошим отражающим эффектом. Его издалека видно в луче света. Об этом хорошо знают, в частности, водители-дальнобойщики, которые часто выставляют за лобовым стеклом своей машины гирлянды дисков, чтобы их автомобиль издалека был заметен в лучах фар встречных автомашин.

Вы тоже можете использовать их опыт. Закрепите два ненужных диска между спицами колес своего велосипеда. Тогда при езде вас будет издалека заметно как днем, так и ночью, что повышает безопасность движения.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Программатор для МК

МК — это, как вы уже, наверное, догадались — микроконтроллер. Собственно это полноценный компьютер, хотя не такой мощный, как современные ПК, но зато и размер у него крохотный — одна микросхема. В эту микросхему производители МК умудряются поместить весьма неплохую вычислительную мощность, плюс всевозможнейшую периферию, которой можно управлять, запрограммировав соответствующим образом контроллер.

Это всевозможные порты ввода-вывода, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

Есть и более специализированные МК — так называемые DSP — сигнальные процессоры, предназначенные для обработки видео- и аудиоинформации. Однако мы не станем вдаваться сейчас в премудрости построения контроллеров, а попробуем понять, как же именно нам запрограммировать МК, если он попал нам в руки.

Как и для больших собратьев, программы для контроллеров можно писать на разных языках программирования — Ассемблере, Бейсике, С. Но, как и большие компьютеры, контроллеры могут понимать только команды в специальном формате, именуемом машинными кодами. Для того чтобы «залить» прошивку в МК, ее необходимо сначала скомпилировать, то есть преобразовать текст программы в код, понятный контроллеру, а затем с помощью специального устройства — программатора — передать полученный код в память МК.

Дело осложняется тем, что МК не унифицированы — каждый производитель контроллеров старается сделать что-то, не похожее на конкурентов, поэтому для МК каждого производителя нужен свой, специальный программатор.

В радиолюбительской практике, в основном, применяют контроллеры AVR, производства ATMEL Corp., и PIC, производимые Microchip Technology Inc.

Программаторы подключаются к LPT- или СОМ-порту компьютера. Есть программаторы, работающие с USB, однако они довольно сложны в изготовлении и требуют наличия простого программатора и навыков работы с МК.

Так что мы рассмотрим только пару-тройку простых программаторов, работающих с LPT- или COM-портами. Понятно, что эти порты уже изрядно устарели, и, если вы работаете с ноутбуком или тем более с планшетом, этих портов вы у себя не найдете, но для обычных, настольных ПК их наличие все еще является стандартом.

Итак, пожалуй, самый распространенный программатор контроллеров AVR — STK200/300.

Адаптер получил свое название от комплектующихся им отладочных плат фирмы Atmel для быстрого начала работы с микроконтроллерами At90s8515 и Atmega103.

На самом деле, приведенная схема соответствует одновременно обоим адаптерам, в ней присутствуют перемычки для определения наличия как адаптера STK200 (выводы 2 — 12 разъема XI), так и STK300 (выводы 3 — 11). Адаптер собран на основе шинного формирователя 74НС244 (аналог 1564АП5).

Возможно также использование 555АП5 (74LS244) и 1533АП5 (74ALS244) либо, при соответствующем изменении схемы, любые другие неинвертирующие формирователи с тремя состояниями выходов.

Схема работает с программами AVR ISP, CodeVision AVR, WinAVR и другими.

Да, кроме собственно железной части программатора, вам еще потребуется и программная часть для установки на компьютер. Она-то и будет управлять программатором в процессе заливки прошивки в память МК.

Для РIС-контроллеров столь же известным и простым является программатор Extra-Pic.

Он собран на микросхеме МАХ232, которая является преобразователем уровней COM-TTL, и буферной микросхеме 1533ЛA3. Этот программатор использует COM-порт компьютера.

Ну и наконец — универсальный вариант программатора, который «шьет» вообще все подряд — и AVR, и PIC, и даже некоторые микросхемы памяти.

Он также подключается к COM-порту компьютера и работает под управлением самых известных и простых в использовании программ — PonyProg, Siprog, WinPic800. Все они свободно распространяются, и их можно запросто найти в Интернете вместе с инструкциями по использованию.

Осталось только придумать, что же именно вы будете заливать в ваш первый МК. Пусть это будет вашим домашним заданием.