Часы с индикаторами на светодиодных лентах

Сразу оговорюсь, что в RGB-ленте (имеющейся в моем распоряжении) в качестве общего провода используется «+» (общий для всех цветов анод). Соответственно, в схеме часов сегменты (фрагменты ленты) управляются по аноду, а цвета – по катоду. Следовательно, индикатор, построенный на фрагменте ленты, может быть только «общекатодным». Какие-либо другие варианты в данном случае исключены (либо неоправданно сложны). Схема коммутатора индикатора на RGB-ленте приведена на рис.1.

Рис.1 Принципиальная схема коммутатора

Коммутатор является преобразователем сигнальных уровней любой исходной схемы часов в уровни, совместимые с параметрами нагрузки (ленты) и ее полярностью. Транзисторы Q1-Q4 управляются сигналами переключения разрядов исходной схемы, инвертируют его и, в свою очередь, управляют группами неинвертирующих RGB-ключей (по 3 ключа на группу) в таком соответствии: Q1-->Q20,Q24,Q26; Q2-->Q21,Q25,Q27; Q3-->Q22,Q28,Q30; Q4-->Q23,Q29,Q31. Поразрядное управление "групповых" ключей осуществляется по эмиттерам транзисторов (ток управления которыми определяется резисторами R8...R15), "цветовое" - по базам транзисторов каждой из групп трехфазным сигналом с выходов регистра (U1.1), тактируемого генератором на элементах ИЛИ-НЕ (U2.2, U2.3). Элемент U2.1 обеспечивает регистру "трехфазный" режим работы. Ключи на транзисторах Q5...Q19, Q32 обеспечивают зажигание сегментов, состоящих из фрагментов RGB-ленты.

Исходная (базовая) схема часов может быть любой, но в данном случае использовалась схема для управления обычным семисегментным индикатором с общим анодом (рис.2). Печатная плата (рис.3) разрабатывалась именно под эту комбинацию (часы с управлением индикаторами с  ОА + коммутатор). Для варианта с "базовым" использованием "общекатодных" индикаторов достаточно будет проинвертировать входные сигналы коммутатора с помощью логических инверторов, например (в данной статье не рассматривается).

Рис.2 Принципиальная схема базовой части часов

Частота коммутации цвета индикации может быть выбрана практически любой с помощью элементов C7, R22, PR1. В варианте, не рассматриваемом в данной статье, где часы работают в автономном режиме, а индикация включается при фиксации движения в помещении, цвет индикации меняется при каждом включении индикации с последующим гашением индикатора. Для этого достаточно вместо сигнала генератора (U2.2, U2.3) на тактовый вход регистра подавать сигнал с выхода датчика присутствия.

Рис.3 Плата часов в сборе и размещение на панели индикатора

Рис.4 Внешний вид часов (макет)

Об особенностях часов с индикаторами на светодиодных лентах. В целях бесперебойной работы часов в режиме неотключаемой индикации, в конструкцию встроены достаточно емкие литий-ионные аккумуляторы, заряжаемые стандартным USB-модулем (Рис.5) зарядки с встроенной защитой от разряда аккумулятора. Для него предусмотрено установочное место на плате часов. Базовая часть часов питается непосредственно от аккумулятора (менее 2мА при 3,3В...4,1В). Схема индикации может быть запитана с помощью любого повышающего преобразователя, способного стабильно работать в указанном выше диапазоне напряжений. В данном случае использовались преобразователи, широко предлагаемые на Али Экспресс (не реклама) и для двух модификаций (рис.5) на плате предусмотрены установочные места. Напряжение питания сегментов RGB-индикатора выбрано достаточным для равномерной индикации в любом цвете включения при достаточной яркости (+10,5В). Максимальное потребление индикатором (включены все сегменты) не превышает 120мА при примененном типе ленты и указанном напряжении питания индикатора. Общее потребление схемы от аккумулятора по току при напряжении 3,7В в среднем - 270мА При этом время работы часов при проверке в автономном режиме составила не менее 30 часов (далее - не проверялось) при использовании 2х параллельно включенных аккумуляторов от б/у 3-элементной батареи ноутбука (48Вт/ч).

Рис.5 Модули, использованные для встраивания в схему часов

Авторское описание схемы часов, использованной в качестве базовой схемы, приведено здесь http://www.kaligraf.narod.ru/kaligraf_narod_002.html. Схема (авторская часть) и прошивка часов остались без изменений при использовании с описанными в данной статье модификациями. Автору, чьи плоды труда были использованы для данной модификации, выражаю благодарность за качество работы неоднократно повторенной мною конструкции в разных вариантах.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• DipTrace
• Часы
• Микроконтроллер
• Светодиод
• RGB-светодиод