Светодиоды все больше входят в нашу жизнь как источники освещения и как само собой разумеющееся, это вопрос регулировки яркости. Существует множество схемных решений, но в нашем варианте мы приведем несколько решений на PIC-микроконтроллеров. PIC10F320/322 это идеальное решения для создания всевозможных регуляторов освещения. При этом мы получаем довольно функционально навороченное устройство с минимальной стоимостью и минимальными затратами времени на изготовление.
Пример первый, самый простой регулятор с управлением яркостью от потенциометра, яркость задается вращением потенциометра от 0 до 100% (256 уровней яркости).
Схема регулятора.
Яркость задается напряжением сниманием с потенциометра R1. Это управляемое напряжение подается на вход RA0, настроенным как аналоговый вход и подключенным ко входу AN2 АЦП микроконтроллера. Процедура АЦП помещена в основный цикл работы программы, полученное значение напрямую грузиться в регистр ШИМ микроконтроллера. Выход ШИМ RA1 управляет силовым ключом на транзисторе V1. Как видно со схемы все элементарно просто. Стабилизатор предназначен для получения стабилизированного питания для микроконтроллера и само сбой разумеется можно такую схему использовать в цепях стандартного напряжения 12-24 вольта постоянного напряжения. Силовой транзистор можно брать любой с логическим уровнем управления, т.е. это те транзисторы, которые при подаче 1-2 вольта на затвор полностью открывают свой канал. Например на транзисторе IRF7805 можно коммутировать ток до 13 Ампер (естественно при определенных условиях), а для любых условий до 5 ампер легко. Соединитель CON1 предназначен, только для внутрисхемного программирования контроллера, для этой цели предназначены и резисторы R2 и R5, т.е. если микроконтроллер запрограммирован, то эти элементы можно не ставить, ну и R4 и BAV70 предназначены для защиты от перенапряжения и неправильного включения напряжения питания. Конденсаторы C1 и C2 керамические и предназначены для подавления импульсных помех, а также для надежности работы аналогового стабилизатора LM75L05.
Построения программы.
Построение начинается у указанием компилятору с чем он работает, а также конфигурирования микроконтроллера:
#include <xc.h> // для настройки под выбранный контроллер //------------------------------------------------------------------------------ // конфигурирование контроллера PIC10F320 //------------------------------------------------------------------------------ // конфигурирование контроллера #pragma config FOSC = INTOSC // INTOSC oscillator: CLKIN function disabled //#pragma config FOSC_EC // EC: CLKIN function enabled #pragma config BOREN = ON // Brown-out Reset enabled/сброс по понижению питания включен #pragma config WDTE = ON // WDT enabled #pragma config PWRTE = ON // Таймер задержки включения питания/Power-up Timer Enable #pragma config MCLRE = ON // MCLR/VPP pin function is digital input #pragma config CP = ON // Program memory code protection is enabled #pragma config LVP = OFF // High-voltage on MCLR/VPP must be used for programming #pragma config LPBOR = ON // Brown-out Reset enabled/сброс по понижению питания включен #pragma config BORV = HI // Brown-out Reset Voltage (VBOR) set to 2.7V #pragma config WRT = ALL // 000h to 0FFh write protected, no addresses may be modified by EECON control //------------------------------------------------------------------------------ #define _XTAL_FREQ 16000000 // тактовая частота
После того как контроллер сконфигурирован необходимо настроить порты ввода вывода, настроить ШИМ, настроит работу АЦП. Это все уже выполняется в программе:
//------------------------------------------------------------------------------ void main(void) { CLRWDT(); // сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++- // настройка внутренего генератора OSCCON = 0b01110000; //OSCILLATOR CONTROL REGISTER /* +++------- 111 = 16 MHz */ // настройка сторожевого таймера WDTCON = 0b00100101; // настройка портов, функций аналоговых входов PORTA = 0b00000000; TRISA = 0b00000100; LATA = 0b00000000; ANSELA = 0b00000100;// аналоговый вход для нашего потенциометра WPUA = 0b00000000; // OPTION_REG = 0b00000000; // настройка ШИМ T2CON = 0b00000100; PR2=255; PWM2CON = 0b11100000; PWM2DCH = 0; PWM2DCL = 0; // настройка АЦП ADCON = 0b10001001;//
И как итог главный цикл программы с супер сложно навороченным кодом состоящим из 4 строк, из которых только три имеют место к самой работе регулятора света.
- Запустить АЦП на измерение.
- Дождаться окончания измерения.
- Загрузить полученное значение в ШИМ.
// главный цикл программы while(1) { CLRWDT(); // сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++- GO_nDONE=1; // запуск измерения уровня сигнала от АЦП while(GO_nDONE); // ожидаем окончания PWM2DCH=ADRES; // управление яркостью }
Всё! Как вы убедились — микроконтроллеры это просто!!!
Видео работы диммера:
Пример второй. Так как мы работаем с микроконтроллером, добавим две кнопки, то выполним вариант задание яркости потенциометром, а управлением кнопками функции включено / выключено. Схема для примера. К свободным входам RA0 и RA3 добавим тактовые кнопки подключенные к земле. Изменение программы для возможности добавления двух кнопок для получения функций управления: Получение доступа к порту RA3:
#pragma config MCLRE = OFF // MCLR/VPP на функцию цифрового входа, для кнопки функция
Описание, для удобства названия кнопок и к какому порту они подключены:
// подключение кнопок #define KN01 PORTAbits.RA0 // #define KN02 PORTAbits.RA3 //
Изменение настроек портов и включение подтягивающих резисторов (это для создание потенциала каким можно будет управлять кнопками):
// PORTA = 0b00000000; TRISA = 0b00001101; // 0 и 3 на вход цифровой LATA = 0b00000000; ANSELA = 0b00000100; // аналоговый вход для нашего потенциометра // включить подтягивающие резисторы WPUA = 0b00001001; // OPTION_REG = 0b00000111; //
И для тестового варианта, самая простая программа которая будут просто включать выключать освещения. Необходимо учитывать, что переделывается программа с примера 1 в котором яркость управляется при помощи ШИП, для включения необходимо в ШИМ записать значение 255, для отключения значение 0.
// главный цикл программы while(1) { CLRWDT(); // сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++- // GO_nDONE=1; // запуск измерения уровня сигнала от АЦП // while(GO_nDONE); // ожидаем окончания // PWM2DCH=ADRES; // управление яркостью if(!KN01)PWM2DCH=0; if(!KN02)PWM2DCH=255; }
В этом фрагменте программы достигнут эффект управления кнопками простого включения/выключения освещения на 100%. В следующем примере совместим функции регулировки яркости и функции включения выключения освещения кнопками.
// главный цикл программы while(1) { CLRWDT(); // сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++- GO_nDONE=1; // запуск измерения уровня сигнала от АЦП while(GO_nDONE); // ожидаем окончания // контроль состояния кнопок и переключения режима включено/выключено if(!KN01)ON_OFF=0; else if(!KN02)ON_OFF=1; // управление яркость if(ON_OFF) { PWM2DCH=ADRES; // управление яркостью освещения } else { PWM2DCH=0; // выключить освещение } }
В этом примере потенциометром задается яркость, а кнопками реализована функциями ВКЛ/ВЫКЛ. Схема для варианта управления кнопками. Вариант программы позволяющей регулировать яркость двумя кнопками:
// главный цикл программы while(1) { CLRWDT(); // сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++- // контроль состояния кнопок и переключения режима включено/выключено if(!KN01) { if(!NAZ) { NAZ=1; // кнопка нажата __delay_ms(10); // зашита дребезга if(!KN01) { if(PWM2DCH<255)PWM2DCH=PWM2DCH+5; } } } else if(!KN02) { if(!NAZ) { NAZ=1; // кнопка нажата __delay_ms(10); // зашита дребезга if(!KN02) { if(PWM2DCH>0)PWM2DCH=PWM2DCH-5; } } } else { NAZ=0; // кнопка не нажата } }
В этом примере можно найти один из решений проблемы блокировки дребезг от механики кнопок и функции контроля одиночного нажатия кнопки. Каждое нажатие выполняет изменение яркости на SHAG если SHAG=5 единиц, в этом варианте мы будем иметь 51 ступень яркости. Для изменения ШАГА яркости (уменьшения ступеней яркости) необходимо константу SHAG. Увеличение значения уменьшает количество ступеней яркости. В текущем примере шаг это константа 5. Ниже приведем вариант когда шаг яркости может быть в довольна широких значениях, что даст возможность приспособить для любых проектов.
Для управления добавим пару параметров:
bit NAZ; // флаг кнопка нажата #define SHAG 10 // шаг изменения яркости int yarkost=0; // яркость
Сам главный цикл:
// главный цикл программы while(1) { CLRWDT(); // сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++- // контроль состояния кнопок и переключения режима включено/выключено if(!KN01) { if(!NAZ) { NAZ=1; // кнопка нажата __delay_ms(10); // зашита дребезга if(!KN01) { if(yarkost<255) { yarkost+=SHAG; if(yarkost>255)yarkost=255; } } } } else if(!KN02) { if(!NAZ) { NAZ=1; // кнопка нажата __delay_ms(10); // зашита дребезга if(!KN02) { if(yarkost>0) { yarkost-=SHAG; if(yarkost<0)yarkost=0; } } } } else { NAZ=0; // кнопка не нажата } PWM2DCH=yarkost; // загрузка яркости }
В этом примере константу можно менять от 1 до ~100 т.е. получить даже 2 ступени яркости. Видео демонстрации работы примера 2
Пример третий. Выполним вариант задание яркости с применением двух кнопок (режим автоповтора). В этом примере при нажатии на кнопку яркость изменяется на 10 единиц, при удержании кнопки реализовано плавное изменение яркости с шагом равной 1. Добавим несколько переменных:
bit NAZ; // флаг кнопка нажата #define SHAG 1 // шаг изменения яркости для автоматического #define SHAGr 10 // шаг изменения яркости для ручного режима #define SPEEDY 2000 // константа скорости изменения яркости int yarkost=0; // яркость int timerauto; // таймер автоповтора
Главный цикл:
// главный цикл программы while(1) { CLRWDT(); // сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++- // контроль состояния кнопок и переключения режима включено/выключено if(!KN01) { if(!NAZ) { NAZ=1; // кнопка нажата __delay_ms(10); // зашита дребезга if(!KN01) { if(yarkost<255) { yarkost+=SHAGr; if(yarkost>255)yarkost=255; } } } else { if(--timerauto==0) { timerauto=SPEEDY; if(yarkost<255) { yarkost+=SHAG; if(yarkost>255)yarkost=255; } } } } else if(!KN02) { if(!NAZ) { NAZ=1; // кнопка нажата __delay_ms(10); // зашита дребезга if(!KN02) { if(yarkost>0) { yarkost-=SHAGr; if(yarkost<0)yarkost=0; } } } else { if(--timerauto==0) { timerauto=SPEEDY; if(yarkost>0) { yarkost-=SHAG; if(yarkost<0)yarkost=0; } } } } else { NAZ=0; // кнопка не нажата } PWM2DCH=yarkost; // загрузка яркости }
Видео проекта (подготавливается)
Пример четвертый. Добавим третью кнопку с функцией ВКЛ/ВЫКЛ. Схема.
продолжение следует….
[box title=»Файлы для загрузки» color=»#521BDE»]http://catcatcat.d-lan.dp.ua/samyiy-prostoy-dimmer-dlya-svetodiodnogo-osveshheniya/[/box]