נרות אלקטרוניים מרובים: 3 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

נרות אלקטרוניים פורסמו פעמים רבות ב- Instructables אז למה זה?

בבית יש לי את בתי חג המולד השקופים למחצה שיש בהם תובנת LED וסוללה קטנה. בחלק מהבתים יש נוריות LED עם אפקט נר ובחלקן יש נוריות שרק דולקות. הסוללות הקטנות ריקות מהר יחסית ומאחר שרציתי להשפיע על נרות בכל הבתים החלטתי להפוך אותו לפרויקט PIC. כמובן שאפשר להפוך אותו גם לפרויקט ארדואינו.

אז מה מייחד את הנר האלקטרוני הזה? ל- PIC ולארדואינו יש חומרה על מודול רוחב הדופק (PWM) שאפשר להשתמש בה ליצירת אפקט נר באמצעות LED, אך במקרה שלי רציתי שיהיו לי 5 נרות אלקטרוניים עצמאיים באמצעות בקר אחד וזה לא קיים, לפחות לא שאני יודע מזה. הפתרון בו השתמשתי הוא לייצר את חמשת אותות ה- PWM העצמאים הללו לחלוטין בתוכנה.

שלב 1: אפנון רוחב הדופק בתוכנה

אפנון רוחב הדופק תואר מספר פעמים, למשל במאמר זה של Arduino:

ל- PIC ולארדואינו יש חומרת PWM מיוחדת על הסיפון, שמקל על יצירת אות PWM זה. אם ברצוננו ליצור אות אחד או יותר ב- PWM בתוכנה, אנו זקוקים לשני טיימרים:

1. טיימר אחד המשמש ליצירת תדר ה- PWM
2. טיימר אחד המשמש ליצירת מחזור העבודה של PWM

שני הטיימרים יוצרים ומפריעים בסיום, ולכן הטיפול באות ה- PWM מתבצע באופן מופסק באופן מלא. לתדר PWM אני משתמש בטיימר 0 של ה- PIC ונותן לו לעלות על גדותיו. עם שעון מתנד פנימי של 8 מגה -הרץ וגודל קבוע של 64 הנוסחה היא: Fosc / 4 /256 /64 = 2.000.000 / 256 /64 = 122 הרץ או 8, 2 אלפיות השנייה. התדירות חייבת להיות גבוהה מספיק כדי שהעין האנושית לא תוכל לזהות אותה. תדר של 122 הרץ מספיק לזה. הדבר היחיד שהשגרה הזו להפריע טיימר היא להעתיק את מחזור העבודה למחזור PWM חדש ולהדליק את כל הלדים. זה עושה את זה עבור כל 5 נוריות באופן עצמאי.

ערך הטיימר לטיפול במחזור PWM תלוי באיך אנו מייצרים את אפקט הנר. בגישתי אני מדמה אפקט זה על ידי הגדלת מחזור הפעולה בערך 3 כדי להגדיל את בהירות הנורית ולהוריד אותו בערך 25 כדי להפחית את בהירות הנורית. בדרך זו אתה מקבל אפקט דמוי נר. מכיוון שאני משתמש בערך מינימלי של 3, מספר השלבים לשליטה על מחזור העבודה המלא עם בייט אחד הוא 255 /3 = 85. המשמעות היא שעוצב הזמן של PWM צריך לפעול בתדירות של פי 85 מהתדירות של טיימר תדר PWM שהוא 85 * 122 = 10.370 הרץ.

למחזור העבודה של PWM אני משתמש בטיימר 2 של ה- PIC. זהו טיימר עם טעינה אוטומטית והוא משתמש בנוסחה הבאה: תקופה = (טעינה + 1) * 4 * טוסק * ערך טיימר 2 מראש. עם טעינה מחדש של 191 וגודל קבוע של 1 אנו מקבלים תקופה של (191 + 1) * 4 * 1/8.000.000 * 1 = 96 us או 10.416 הרץ. מחזור העבודה של PWM קוטע את השגרה ובודק אם מחזור העבודה עבר ומכבה את הנורית שלשמה מסתיים מחזור העבודה. אם מחזור העבודה לא עובר, הוא מוריד מונה מחזור עבודה עם 3 ומסיים את השגרה. הוא עושה זאת עבור כל הלדים באופן עצמאי. במקרה שלי שגרת ההפרעה הזו לוקחת בערך 25 אותנו ומכיוון שהיא נקראת כל 96 אותנו, כבר 26% מהמעבד משמש לניהול מחזור ההפעלה PWM בתוכנות.

שלב 2: החומרה והרכיבים הדרושים

התרשים הסכימטי מציג את התוצאה הסופית. למרות שאני שולט רק ב- 5 נוריות באופן עצמאי, הוספתי נורית 6 הפועלת יחד עם אחת מ -5 הלדים האחרים. מכיוון שה- PIC לא יכול להניע שני נוריות על סיכת יציאה אחת הוספתי טרנזיסטור. האלקטרוניקה מוזנת על ידי מתאם DC של 6 וולט / 100 mA ומשתמש בוויסת מתח ירידה נמוכה כדי ליצור 5 וולט יציב.

אתה צריך את הרכיבים הבאים לפרויקט זה:

• 1 מיקרו -בקר PIC 12F615
• 2 קבלים קרמיים: 2 * 100nF
• נגדים: 1 * 33k, 6 * 120 אוהם, 1 * 4k7
• 6 נוריות כתום או צהוב, בהירות גבוהה
• טרנזיסטור 1 BC557 או שווה ערך
• 1 קבל אלקטרוליטי 100 uF / 16 V
• ווסת מתח ירידה נמוך LP2950Z

אתה יכול לבנות את המעגל על קרש לחם ואינו דורש הרבה מקום, כפי שניתן לראות בתמונה.

שלב 3: התוכנה הנותרת והתוצאה

החלק הנותר של התוכנה הוא הלולאה הראשית. הלולאה הראשית מגדילה או מפחיתה את בהירות הנורות על ידי התאמת מחזור העבודה באופן אקראי. מכיוון שאנו רק מגדילים ערך של 3 ויורדים עם ערך של 25, עלינו לוודא שההורדות לא יתרחשו לעתים קרובות כמו התוספות.

מכיוון שלא השתמשתי בספריות כלשהן הייתי צריך ליצור גנרטור אקראי בעזרת רגיסט משמרת לינארי, ראה:

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

אפקט הנר מושפע מהמהירות שבה משתנה מחזור הפעולה של PWM כך שהלולאה הראשית משתמשת בעיכוב של כ -10 אלפיות השנייה. אתה יכול להתאים את הזמן הזה כדי לשנות את אפקט הנר לצרכים שלך.

הסרטון המצורף מציג את התוצאה הסופית שבה השתמשתי במכסה מעל הלד כדי לשפר את האפקט.

השתמשתי ב- JAL כשפת תכנות לפרויקט זה וצירפתי את קובץ המקור.

תיהנה להפוך את זה להנחיה ומצפה לתגובות ולתוצאות שלך.