Više elektroničkih svijeća: 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Elektroničke svijeće mnogo su puta postavljene na Instructables pa zašto ova?

Kod kuće imam ove male poluprozirne božićne kućice koje imaju LED uvid i malu bateriju. Neke kuće imaju LED diode sa efektom svijeće, a neke imaju LED diode koje su upravo uključene. Male baterije se relativno brzo prazne, a budući da sam želio imati efekt svijeće u svim kućama, odlučio sam da to bude PIC projekt. Naravno da ga možete pretvoriti i u Arduino projekt.

Dakle, po čemu je ova elektronička svijeća posebna? Svi PIC i Arduino imaju ugrađen hardver za pulsnu širinsku modulaciju (PWM) koji se može koristiti za stvaranje efekta svijeće pomoću LED -a, ali u mom slučaju želio sam imati 5 nezavisnih elektroničkih svijeća pomoću jednog kontrolera, a to nije prisutno, barem ne koje znam. Rješenje koje sam upotrijebio je da ovih pet neovisnih PWM signala u potpunosti napravim u softveru.

Korak 1: Modulacija širine impulsa u softveru

Modulacija širine impulsa opisana je nekoliko puta, npr. u ovom Arduino članku:

PIC i Arduino imaju poseban PWM hardver koji olakšava generiranje ovog PWM signala. Ako želimo napraviti jedan ili više PWM signala u softveru, potrebna su nam dva mjerača vremena:

1. Jedan mjerač vremena koji se koristi za generiranje PWM frekvencije
2. Jedan mjerač vremena koji se koristi za generiranje radnog ciklusa PWM -a

Oba odbrojavanja generiraju i prekidaju se nakon dovršetka, pa se rukovanje PWM signalom vrši u potpunosti s prekidom. Za frekvenciju PWM -a koristim mjerač vremena 0 na PIC -u i pustim da se prelije. S unutarnjim taktom oscilatora od 8 MHz i predskalom od 64 formula je: Fosc / 4 /256 /64 = 2.000.000 / 256 /64 = 122 Hz ili 8, 2 ms. Učestalost mora biti dovoljno visoka da je ljudsko oko ne može otkriti. Frekvencija od 122 Hz je sasvim dovoljna za to. Jedino što ova rutina prekida timera radi je kopiranje radnog ciklusa za novi PWM ciklus i uključivanje svih LED dioda. To radi nezavisno za svih 5 LED dioda.

Vrijednost mjerača vremena za radni ciklus PWM -a ovisi o načinu na koji stvaramo efekt svijeće. U svom pristupu simuliram ovaj učinak povećavajući radni ciklus s vrijednošću 3 za povećanje svjetline LED -a i smanjujući ga s vrijednošću 25 za smanjenje svjetline LED -a. Na ovaj način dobivate učinak poput svijeće. Budući da koristim minimalnu vrijednost 3, broj koraka za kontrolu kompletnog radnog ciklusa s jednim bajtom je 255 /3 = 85. To znači da mjerač radnog ciklusa PWM -a mora raditi s frekvencijom 85 puta većom od frekvencije PWM frekvencijski mjerač vremena koji je 85 * 122 = 10.370 Hz.

Za radni ciklus PWM -a koristim mjerač vremena 2 PIC -a. Ovo je mjerač vremena s automatskim ponovnim učitavanjem i koristi sljedeću formulu: Razdoblje = (Ponovno učitavanje + 1) * 4 * Tosc * Vrijednost predmjera Timer2. S ponovnim učitavanjem od 191 i predmjerom 1 dobivamo razdoblje od (191 + 1) * 4 * 1/8.000.000 * 1 = 96 us ili 10.416 Hz. Rutina prekida radnog ciklusa PWM provjerava je li radni ciklus prošao i isključuje LED diodu za koju je radni ciklus završen. Ako radni ciklus nije prošao, on smanjuje brojač radnog ciklusa s 3 i završava rutinu. To čini nezavisno za sve LED diode. U mom slučaju ova rutina prekida traje oko 25 ljudi, a budući da se poziva svakih 96 dolara, već se 26% CPU -a koristi za upravljanje radnim ciklusom PWM -a u softveru.

Korak 2: Hardver i potrebne komponente

Shematski dijagram prikazuje konačni rezultat. Iako samostalno kontroliram samo 5 LED dioda, dodao sam šestu LED koja radi zajedno s jednom od 5 drugih LED dioda. Budući da PIC ne može pogoniti dvije LED diode na jednom priključku, dodao sam tranzistor. Elektronika se napaja istosmjernim adapterom od 6 V / 100 mA i koristi regulator napona s niskim padom za izradu stabilnih 5 V.

Za ovaj projekt trebate sljedeće komponente:

• 1 PIC mikrokontroler 12F615
• 2 keramička kondenzatora: 2 * 100nF
• Otpornici: 1 * 33k, 6 * 120 Ohm, 1 * 4k7
• 6 narančaste ili žute LED diode, velike svjetline
• 1 tranzistor BC557 ili ekvivalent
• 1 Elektrolitički kondenzator 100 uF / 16 V
• 1 regulator niskog napona LP2950Z

Krug možete izgraditi na matičnoj ploči i ne zahtijeva puno prostora, kao što se može vidjeti na slici.

Korak 3: Preostali softver i rezultat

Preostali dio softvera je glavna petlja. Glavna petlja povećava ili smanjuje svjetlinu LED dioda nasumičnim podešavanjem radnog ciklusa. Budući da povećavamo samo vrijednost 3 i umanjujemo vrijednost 25, moramo se pobrinuti da se smanjenje ne događa tako često kao prirasti.

Budući da nisam koristio nijednu knjižnicu, morao sam napraviti generator nasumičnih podataka pomoću linearnog registra pomaka povratne sprege, vidi:

en.wikipedia.org/wiki/Linear-feedback_shif…

Na učinak svijeće utječe brzina mijenjanja radnog ciklusa PWM -a pa glavna petlja koristi kašnjenje od oko 10 ms. Ovo vrijeme možete prilagoditi da promijenite učinak svijeće prema svojim potrebama.

Priloženi video prikazuje krajnji rezultat gdje sam koristio kapu preko LED-a za poboljšanje učinka.

Koristio sam JAL kao programski jezik za ovaj projekt i priložio izvornu datoteku.

Zabavite se čineći ovaj Instructable i radujemo se vašim reakcijama i rezultatima.