Электротехника: 2026

четверг, 21 мая 2026 г.

Симулятор переходных процессов в электрических цепях

В данном симуляторе можно собрать схему с пассивными элементами (резисторами, катушками, конденсаторами) а также источниками ЭДС, тока и ключами (переключателями) меняющими свое состояние в момент начала расчета схемы и служащими для задания начальных условий. После нажатия кнопки "решить" составляются уравнения модифицированным методом узловых потенциалов и решаются численным методом с заданным шагом и количеством шагов. Данный симулятор можно использовать например для исследования переходных процессов в электрических схемах или их реакций на периодические сигналы т.к. источникам ЭДС или тока, можно задать различные формы сигналов из наиболее распространенных либо задать форму рядом Фурье. Прежде чем провести расчет, симулятор попытается валидировать схему и дать визуальные подсказки в случае ошибок. При создании схемы следует придерживаться правил для схем замещения. Учитывать что элементы идеальные (хотя это не всегда верно и в некоторых случаях вводиться искусственная неидеальность для возможности проведения расчетов) или близки к идеальным. Например не следует "запирать" узел источниками тока т.к. это нарушает первый закон Кирхгофа. Делать контуры из источников ЭДС и катушек, либо контуры из одних конденсаторов. Следует учитывать что сопротивление идеальных источников ЭДС равно нулю и их следует дополнять последовательно соединенными резисторами. Сопротивление идеального источника тока равно бесконечности, поэтому параллельно ему следует ставить резистор. Также бесконечно высоким сопротивлением обладают идеальные конденсаторы а бесконечно малым идеальные катушки индуктивности. Также не следует задавать слишком большое или слишком малое количества шагов рассчета. Если схема составлена корректно, по ней правильно составились уравнения и были произведены расчеты то в результате будут выведены графики потенциалов узлов, относительно нулевого (который можно задать (по умолчанию это потенциал с индексом ноль)) и токов источников ЭДС (результаты расчета методов ММУП) а также будет таблица значений на каждом шаге. Если необходимо узнать напряжение на конкретном элементе то можно посчитать разность потенциалов на нем или, перед началом расчета, поставить землю на одном из его узлов.

Элемент не выбран Клик: выбрать/поставить | Drag: переместить | R: вращать выбранный | Ctrl+Z: отмена

Здесь появятся данные ...

Если данный САПР, калькулятор, проектирования схем оказался полезным то есть возможность поддержать автора и способстовать т.о. появлению подобного рода контента. Адрес биткоин кошелька для поддержки блога - bc1qlhrmmkh77x2lzhqe4lt9qwkglswj64tsqt2l5g

суббота, 2 мая 2026 г.

STM32 FreeRTOS blue pill

Изучим бесплатную операционную ситему для встраиваемых систем FreeRTOS. Это не такая операционная система как те что устанавливаются на персональные компьютеры либо одноплатные вроде Raspberry pi. FreeRTOS это многозадачная операционная система реального времени для микроконтроллеров. В ней нет многого того что есть в обычных операционных системах но зато есть многозадачность. Что может быть полезным для случаев при которых микроконтроллер должен выполнять некоторое количество функций. Естественно микроконтроллер не может реально параллельно выполнять много задач одновременно. Если это конечно не такие задачи возможность выполнения которых предусмотрена на аппаратном уровне например DMA. В общем случае, задачи выполняются последовательно и на каждую выделяется определенное время. FreeRTOS является библиотекой которую можно подключить к проекту. Подключив её, можно будет проще реализовывать многозадачность чем при написании кода с нуля самостоятельно. В интернете есть один интересный проект, хорошо подходящий для изучения данной операционной системы на плате blue pill с микроконтроллером stm32f103. Найти его можно по ссылке https://github.com/sbodd/bluepill/tree/master. На странице проекта есть небольшая инструкция по его запуску:

install the toolchain and libarary.
change the TOOLROOT path in Makefile.common
change arm-none-eabi-objcopy path in mkdump.sh
run bash mkdump.sh (it will compile and flash final binary to bluepill, will ask for root password while flashing)
go to app dir and type make clean to remove generated bins and object files

Правда мне пришлось кое что сделать дополнительно чтобы проект собрался. Но в целом больших проблем не было. Всё что пришлось сделать, большего чем в инструкции, это изменить пути в ещё некотором количестве переменных т.к. toolchain был установлен путем копирования и распаковки в рандомный каталог без прописывания системных переменных. Для начала нужно зайти в папку в которую требуется установить проект, открыть её в командной строке

и вписать команду клонирования проекта из гита.

sudo git clone https://github.com/sbodd/bluepill.git

Помимо самого проекта, также понадобиться toolchain для микроконтроллеров stm32. Просто так его скачать не получилось (запретили качать из моего региона) поэтому пришлось скачать его сложным способом и добавить, на всякий случай, к себе на яндекс диск.

https://disk.yandex.ru/d/b14nePpO9Jjo5g

После скачивания, можно разархивировать данный тулчейн например утилитой tar.

sudo tar -xf gcc-arm-none-eabi-7-2018-q2-update-linux.tar.bz2

Далее понадобиться изменить пару файлов проекта. Это Make файл и скрипт сборки проекта.

В Make файле нужно поменять все пути до тулчейна на корректные

Тоже самое проделать в скрипте сборки проекта + можно убрать загрузку stlink ом если нет stlinkа.

Каждый файл нужно сохранить. В редакторе nano для этого есть комбинация клавиш ctrl+o.

Теперь всё готово для сборки проекта и можно начинать исследовать исходный код.

он содержится по пути корень->Src->FreeRTOS->main.c

В начале, как всегда, подключаются заголовочные файлы библиотек.

Ниже объявляются хэндлеры задач. Задачи у нас будет две, для начала для простоты, поэтому и хандлера всего два.

Ещё ниже объявляются прототипы функций задач.

И ещё есть некоторое колличество прототипов функций инициализации и вспомогательных функций.

В функции main вызывается функция сброса настроек тактирования

и функция обновления тактирования ядра.

Также функция инициализации периферии. В данном случае это инициализация uart1.

В данном проекте микроконтроллер выполняет всего две задачи. Вывод одного текста в uart и вторая задача, вывод другого текста в uart.

Название функции, в которой будет задача, передается первым параметром в функцию xTaskCreate()

Вторым параметром в эту функцию передается просто название задачи кторое нигде больше не используется а служит просто для удобства и понятности.

Далее задается размер стэка задачи. Насколько я понял это то ко
личество оперативной памяти, в словах, которое задача может использовать в стэке.

Следующий параметр это параметр который может быть передан в задачу. Т.к. пока параметров нет то передаем туда нуль

Предпоследний парметр это приоритет задачи. Чем меньше цифра тем выше приоритет.

И последний параметр это адрес, ранее обявленного, хэндлера задачи.

Данный хэндлер впоследствии может быть использован для управления задачей, например для её завершения или приостановки.

Всё тоже самое проделывается теперь для второй задачи.

После запускается шэдулер который, собственно говоря, и выполняет эти задачи.

В задачах обычно имеются бесконечные циклы и поэтому по идее выполнение программы никогда не должно выходить дальше шедулера но если вдруг это произойдет то дальше есть обычный бесконечный пустой цикл.

Также имеется функция инициализации периферии и пара вспомогательных функций для отправки сообщений в uart.

Теперь можно рассмотреть сами задачи. Функции ывполняюшие задачи должны принимать один указатель на тип void и ничего не возвращать т.е. возвращать void

В этих функциях д.б. бесконечные циклы. В данном случае одна из задач посылает один текст в uart с одной задержкой.

Вторая задача посылает в uart другой текст с другой задержкой между отправками.

Чтобы запустить сборку проекта, нужно зайти в папку со скриптом запуска проекта и запустить его специальной командой.

После, если сборка прошла успешно, можно найти прошивку в формате .bin там же где находиться исходный код. И загрузить её в микроконтроллер например через FlashLoaderDemonstrator или stlink.

Также есть видеогайд коорый можно посмотреть

Адрес биткоин кошелька для поддержки - bc1qlhrmmkh77x2lzhqe4lt9qwkglswj64tsqt2l5g

четверг, 23 апреля 2026 г.

Конструктор, симулятор, решатель схем методом узловых потенциалов

Метод узловых потенциалов, для расчета электрических схем, основан на первом законе Кирхгофа и законе Ома. Этот метод удобен для расчета схем с малым количеством узлов и большим количеством ветвей. Данному условию соответствует множество реальных схем (возможно большая их часть), поэтому данный метод выбран для расчета конструируемых, в редакторе ниже, схем. В редакторе имеется возможность поставить резисторы и источники тока (чего достаточно для составления схем замещения), а также провода и выбрать узел принимаемый за нулевой. Также можно запустить расчет схемы с выводом матриц и уравнений составленным методом узловых потенциалов. Пример расчета схемы в программе Mathcad. Если схема составлена некорректно (например есть разрыв (например провод установлен в середину другого провода а не край) или в одной замкнутой ветви есть два источника тока) то решатель покажет соответствующее всплывающее окно и расчет произведен не будет. Данная программа подойдет для помощи в обучении по ТОЭ, ОТЦ, электротехники или для моделирования схем, постоянного или переменного тока, приведенных к схемам замещения с резисторами и источниками тока.

Режим: Выбор

Загрузить Направление и ориентация источника: →

Данные (Матрицы):

Здесь появится матрица проводимостей...

Здесь появится матрица источников тока...

Здесь появится матрица узловых потенциалов...

Система уравнений (МУП):

Здесь появится система уравнений...

четверг, 21 мая 2026 г.