Приветствую, радиолюбители-самоделкины!
На носу Новый год — а это значит, что ночи уже максимально длинные, дни наоборот короткие, и большую часть суток темнота преобладает на белым светом. Казалось бы, это печально — но на самом деле, это отличный повод собрать собственными руками какой-нибудь световой автомат, который скрасит унылую вечернюю темноту, и буквально внесёт в жизнь новые краски. Если в детстве все вырезали и клеили различные снежинки из бумаги для создания новогоднего настроения, то с приходом опыта и новых возможностей можно обратится к электронике — ведь она дарит множество инструментов для создания уникальных световых эффектов, в частности, речь идёт о микроконтроллерах.
На вид они представляю собой обычные микросхемы, выпускаются как в выводных корпусах, так и в корпусах для поверхностного монтажа, продаются во многих магазинах радиодеталей и стоит в районе 100-200 рублей (тот микроконтроллер, на котором будет собрана схема ниже). Однако если обычные микросхемы уже содержат в себе определённый набор функций, которые они выполняют после подачи питания, то вот микроконтроллер после покупки представляет собой, по сути, чистый холст, на котором можно творить что угодно, задавать какие угодно алгоритмы работы для создания тех или иных устройств, и не обязательно световых. Для того, чтобы заставить микроконтроллер выполнять заданные алгоритмы люди, обладающие навыками в программировании пишут прошивки — определённые коды, которыми руководствуется микроконтроллер при работе. Однако для того, чтобы собирать своими руками устройства на микроконтроллерах вовсе не обязательно обладать навыками в программирования — для повторения чьей-либо конструкции достаточно лишь собрать в точности всю схему и «залить» в микроконтроллер прошивку, то есть прошить его. В этой статье речь пойдёт о создании простого светового эффекта и использованием пары светодиодов и одного широко распространённого микроконтроллера PIC12F629, данное устройство прекрасно подойдёт для освоения устройств на микроконтроллерах, а также непременно поспособствует созданию новогоднего настроения. Схема для сборки представлена ниже.
Как можно увидеть, схема довольно простая — и это неудивительно, ведь используется микроконтроллер, который является «мозгом» и практически не требует дополнительной обвязки для своей работы — помимо него на схеме можно увидеть лишь несколько кнопок для управления в левой части, и подключаемые светодиоды в правой, рассмотрим более подробно каждый элемент. Всего имеются три кнопки, служащие для переключения эффектов. Всего схема имеет 15 различных вариантов эффектов — при нажатии кнопки «старт» они включатся и будут идти по кругу, сменяясь один за другим. Такой режим отлично подойдёт для создания красивого новогоднего фона, либо подсветки чего-нибудь, ведь эффекты постоянно сменяются и не надоедают. Если нажать кнопку «старт» ещё раз — смена эффектов остановится, светодиоды выключатся, микроконтроллер будет ждать дальнейших команд. При нажатии кнопки «вперёд» эффекты будут пролистываться по одному, каждое последующее нажатие приведёт к включению следующего эффекта, который будет работать в непрерывном режиме. Аналогично с помощью кнопки «назад» можно листать эффекты в обратную сторону, выбирая какой-либо один из 15-ти. Среди всех 15-ти эффектов присутствует один, который имитируют полицейскую мигалку, таким образом возможности применения схемы расширяются — её можно поставить, например, в макет полицейской машины, тем более, что схема не занимает много места. Обратите внимание, что кнопки «вперёд» и «назад» будут работать только тогда, когда выключен режим «старт» и эффекты не идут по кругу.
Кнопки в данной схеме можно использовать абсолютно любые без фиксации — наиболее логичным будут тактильные кнопки, они же имеют второе устоявшееся название тактовые. Это наиболее распространённый вид кнопок, найти их можно практически в любом электроприборе, который управляется с помощью кнопок. Обратите внимание, что использоваться должны кнопки с нормально разомкнутым контактом — то есть нажатие должно приводить к замыканию контакта, а не размыканию, проверить тип кнопки очень просто, прозвонив мультиметром. Один вывод каждой кнопки подключается к земле схемы, а все остальные выводы к соответствующим выводам микроконтроллера. Но просто подключить кнопки недостаточно — необходимы подтягивающие резисторы, которые будут через некоторое сопротивление соединять выводы с плюсом питания. Входной сопротивление вывода микроконтроллера довольно высоко, поэтому напряжение на выводах с кнопками может быть в двух состояниях — плюс питания, если кнопка отпущена, либо минус, если кнопка нажата и просто накоротко соединяет вывод с минусом. Такая система необходима, чтобы микроконтроллер мог считывать положения каждой из кнопок. Номинал этих резисторов не имеет особой роли — прекрасно подойдут сопротивлением 1-5 кОм, можно выбрать из того, что есть под рукой.
6 и 7 выводы микроконтроллеры являются выходами — к ним подключаются светодиоды, по одному для каждого вывода, но не напрямую, а через усиливающие транзисторы. Подключать светодиоды напрямую к ножке микроконтроллера вполне допустимо, но в этом случае максимальный ток через светодиоды будет ограничен на довольно низком уровне, а при превышении тока есть риск сжечь вывод микроконтроллера. В качестве транзисторов оптимально взять маломощные распространённые NPN структуры, например, КТ315, BC547, КТ3102, они встречаются буквально на каждом углу, во многих неисправных приборах. Максимальный ток этих транзисторов составляет 100 мА, таким образом, каждый транзистор позволяет подключить по 4-5 сверхъярких светодиода, при условии, что ток каждого светодиода не превышает 20 мА — именно такой ток является максимальным для обычных 5 мм или 3 мм светодиодов, которые также встречаются на каждом углу. Цвет светодиодов может быть любым — наиболее интересный эффект получается в том случае, когда цвета светодиодов разные, при этом стоит учитывать, что разные цвета могут давать разную яркость, уравнять её можно с помощью подбора резисторов, последовательно со светодиодами. Обратите внимание, что на схеме присутствует ошибка в подключении транзисторов — эмиттеры должны соединяться и идти на минус схемы, к коллекторам транзисторов подключаются катоды (минусы) светодиодов, а на аноды подаётся плюс питания, при этом последовательно с каждым светодиодом необходимо добавить ограничивающий резистор на 100-200 Ом, иначе светодиоды будут светить слишком ярко и выйдут из строя.
Вся схема собирается на печатной плате, рисунок который представлен в конце статьи, открыть его можно с помощью Sprint Layout, из этой же программы очень удобно напечатать рисунок на термотрансферной бумаге и выполнить плату с помощью метода ЛУТ. Вместе с рисунком дорожек в архиве имеется файл прошивки микроконтроллера — для того, чтобы схема заработала микроконтроллер обязательно нужно прошить. Сделать это нужно с помощью программатора, их существует много различных, самым удобно можно назвать Pic Kit, он работает в паре с соответствующей программой на компьютере. Программатор подключается в USB порт, к нему уже прошиваемый контроллер, и с помощью соответствующих кнопок в программе файл прошивки помещается в память микроконтроллера.
Готовую плату можно поместить в отдельный корпус и вывести наружу светодиоды, либо встроить куда-либо, например, в макет радиоуправляемой машинки. Напряжение питания схемы составляет 5 вольт, для питания от большего напряжения на плате присутствует стабилизатор. Удачной сборки!
svetoehffekt_na_pic.rar
[26,58 Kb] (скачиваний: 3)
Источник (Source)
Подборки: Светодиоды Микросхема Микроконтроллер Электроника Схема Плата Свет
Источник: