Главная » Микроконтроллеры
Призовой фонд
на сентябрь 2020 г.
1. 1500 руб
Сайт Паяльник
2. Осциллограф DSO138
Сайт Паяльник
3. 50 руб.

Похожие статьи:


Контроллер светодиодной ленты на ATtiny13a

Мягкое включение подсветки когда прихожу, выключение когда ухожу... это шикарно. Не представляю как же я жил без этого! Мне это так понравилось, что хочу поделиться с вами этим проектом.

Начнём!

Контроллер подсветки предназначен для управления светодиодными лентами. Его основными функциями являются: плавное включение подсветки по датчику движения, регулирование яркости с помощью потенциометра и плавное выключение в отсутствие человека.

Для проекта мне понадобились отрезок светодиодной ленты, блок питания, и контроллер.

 

Светодиодная лента:

1. Лента должна быть рассчитана на 12В(любого свечения).

2. Максимальная потребляемая мощность ленты не должна превышать 50Вт.

Это обусловлено контроллером, силовые дорожки которого выдерживают ток до 4А.

 

Блок питания:

Основными параметрами блока питания являются мощность и выходное напряжение:

1. Так как мы выбрали ленту на 12 вольт, то нам необходим блок питания на это же напряжение.

2. Мощность блока питания определяется лентой.

Рассчитать её не сложно. Для этого необходимо добавить к потребляемой лентой мощности 25% запаса. Для удобного расчёта я вывел формулу. в которой так же учитывается потребление 5 вольтовой части контроллера подсветки и запас мощности. С помощью неё очень удобно рассчитать необходимую мощность для ленты любой длины и потребляемой мощности:
x = 0.3 * (4 * z * y + 1) при x < 50

Где: 
  x – требуемая мощность блока питания (Вт)
   z – длина ленты (м)
   y – мощность ленты (Вт)
Например мне нужен блок питания для ленты 1 метр(14.4Вт/м):
x = 0.3 * (4 * 1 * 14.4 + 1)
x = 17.58 Вт

То есть метровая лента потребляет от блока питания 18Вт.

Примечание: максимальная мощность блока питания для этого контроллера должна составлять около 60Вт(при 3.5 метрах ленты 14.4Вт/м), т.к контроллер выдерживает ток до 4А.

 

Контроллер:
Разработка началась с выбора датчика движения. Решил использовать пирометрический. При обнаружении объекта изменяющего температуру окружающий среды, он посылает высокий сигнал, который мы будем контролировать.

В качестве регулятора яркости использовал потенциометр. Его сопротивление будет измерять АЦП МК. Для непосредственного управления лентой(и регулирования её яркости) поставил силовой MOSFET, который будет использовать ШИМ сигнал с МК. Для управления затвором 5 вольт не достаточно, поэтому добавил 12 вольтовую схему управления. Она обеспечивает необходимое напряжение управления, а так же ускоряет зарядку и разрядку ёмкости затвора для быстрого переключения транзистора.

МК и периферия питаются от линейного стабилизатора, который понижает входное напряжение 12В до 5-ти. В качестве контроллера выбрал ATtiny13a. т.к у него есть АЦП, можно организовать ШИМ и достаточное количество ножек для датчиков.

Печатная плата

Разводка производилась с учётом использования технологии ЛУТ. Все дорожки расположены на нижнем слое, кроме двух перемычек по линии «земли» на верхнем слое. Исходники PDF оставлю в конце статьи.

Программа

Основная задача устройства - регулирование яркости светодиодной ленты. Для этого используется ШИМ, который генерируется на одной из ножек МК.

Для автоматического включения ленты, МК мониторит состояние порта, к которому подключён датчик движения. При возникновении высокого уровня сигнала, начинается отсчёт до выключения. Если во время срабатывания, лента была выключена, то она плавно загорается. Если во время работы ленты срабатывает прерывание, то отсчёт до выключения начинается сначала.

Для регулировки яркости, АЦП снимает показания с потенциометра и заносит их в регистр ШИМа.

Примечание: во время включения ленты, яркость возрастает до значения считанного с АЦП, следовательно до яркости, которая установлена потенциометром.

Чтобы микроконтроллер успевал обрабатывать информацию, я повысил частоту с 1.2МГц(заводскую) до 9.6МГц с помощью фьюз-битов:(E: FF, H: FF, L: 7A). Для этого снял галочку CKDIV8(деление частоты на 8) при инверсной настройке.

Я написал две программы: первая на Си, в ней реализован полный функционал работы с датчиком. Вторая на Ассемблере, в ней реализована только регулировка яркости с помощью потенциометра. Она нужна например если нет датчика или нужно проверить плату на работоспособность.

В конце статьи приложу оба исходника программы.


Корпус

Он выбирается в зависимости от места использования контроллера. Можно установить подсветку в шкаф, в этом случае корпус не нужен. А для установки контроллера на кухне необходим влагозащищенный корпус.

Итог

В конце перечислю возможные варианты модернизации контроллера. На данный момент остаётся два не использованных пина микроконтроллера. На один из них можно установить кнопку и с помощью неё фиксировать подсветку.

А на втором - измерять показания АЦП с фоторезистора и вводить как коэффициент корректировки яркости.

Желаю удачи, тем кто решится повторить проект!

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
DD1 МК AVR 8-бит
ATtiny13A
1 в DIP корпусеПоиск в магазине ОтронВ блокнот
DA1 Линейный регулятор
LM7805
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
 
VT1 MOSFET-транзистор
IRF540NPBF
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VT2, VT3 Биполярный транзистор
2N5551
2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
 
VD1 Выпрямительный диод
BYV26C
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
 
HL1 Светодиод3 мм1 любого свеченияПоиск в магазине ОтронВ блокнот
 
R1, R6 Резистор
10 кОм
2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R3, R4, R7 Резистор
1 кОм
3 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R2 Резистор
470 Ом
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R5 Резистор
10 Ом
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
XP2 Переменный резистор10кОм1 подключается к колодке XP2Поиск в магазине ОтронВ блокнот
 
C1 Конденсатор0.1 мкФ1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C2 Конденсатор220 мкФ1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C3 Конденсатор2.2 мкФ1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
 
XP1 РазъёмPLS-31 датчик HC-SR501Поиск в магазине ОтронВ блокнот
XP2 РазъёмPSL-41 потенциометр и свободный портПоиск в магазине ОтронВ блокнот
XP3 РазъёмPLS-61 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
 
XS3, XS2 Разъём2x5 мм2 клеммник с шагом контактов 5ммПоиск в магазине ОтронВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: Изменена: 31.12.2019 0 2
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (29) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
0
Критик #
В программу можно добавить табличку линеаризации яркости светодиодной ленты, а вот PCB - яркий пример как нельзя делать.
Ответить
0
Karl-Ieronim #
Спасибо, интересный проект.
Собираюсь повторить, но одно не понятно - как построенный резистор подключать?
По поводу развития проекта:
1. Кнопку лучше сенсорную или бесконтактную.
2. Дополнительный фоторезистор для регулировки яркости - это супер! Нечто подобное я реализовал на двух 555 на кухне. Очень удобно: днем не включается, а когда ночью заходишь - свет не яркий, приглушенный.
Отредактирован 31.12.2019 12:21
Ответить
0

[Автор]
NeuroCorvus #
Спасибо! Потенциометр подключается к колодке XP2(у которого 4 штырька), где центральный контакт подключается ближе к земле.
По поводу сенсорной кнопки я так примерно и собираюсь.
Отредактирован 31.12.2019 13:40
Прикрепленный файл: pot.png
Ответить
0
Karl-Ieronim #
Спасибо. Порт РB4?
А по поводу второго фоторезистора не думали? Чтобы яркость ночью была, например, 50%? Выйдешь ночью водички попить - будет не так ярко, но видно.
Ответить
+1

[Автор]
NeuroCorvus #
Да всё верно порт PB4. По поводу использования фоторезистора, конечно думал и сделаю.
Ответить
0
Karl-Ieronim #
Класс! С нетерпением буду ждать эту версию, а пока эту соберу.
Ответить
+1
BARS_ #
В чем смысл использования тут МК? Датчик движения + NE555 делает ровно то же самое.

На данный момент остаётся два не использованных порта
Все таки не порта, а пина. Порт у данного МК всего один.
Отредактирован 31.12.2019 23:18
Ответить
0

[Автор]
NeuroCorvus #
Да верно поправили. Изначало был "пина", но после редактирования поменял на порт. И по не внимательности не поправил. А МК здесь используется,так как было интересно реализовать на нём и в будущем можно изменить алгоритм работы устройства.
Ответить
0
BARS_ #
Например, как? Кстати, а какую информацию МК не успевал обрабатывать на 1,2 МГц?
Ответить
-2
Karl-Ieronim #
Я сейчас использую систему на двух 555 + PIR. Одна 555 шим для ленты, вторая для фоторезистора. А PIR для движения.
Так вот, предложенное решение круче и функционалнее + возможность развития.
Так что Ваша ремарка не совсем точна.
Ответить
-2
BARS_ #
И что же в нем функциональнее? Функционала тут ровно на одну 555, не более. Да и развивать тут тоже нечего.
Ответить
+1
Alex Alex #
Недавно узнал, что ленту клеить надо в выключенном состоянии. На холодную при включении сильно лента расширяется и отклеивается.
Ответить
-1
Karl-Ieronim #
Да, греется и отклеивается. Но если на полоску алюминия(или подобного) то норм.
Ответить
-1
BARS_ #
Правильно запитанная лента практически не греется.
Ответить
0
Alex Alex #
Ошибка вышла в написании. Ленту клеить в Включенном состоянии.
Ответить
-1
BARS_ #
Ленту клеят в выключенном состоянии. Она не умеет расширяться при нагреве, это бред.
Ответить
+1
majkl #
Не плохо было бы дать ссылку на https://easyeda.com чтоб повторить только с СМД компонентами и заказать у китайцев.
Ответить
+1

[Автор]
NeuroCorvus #
Я думал оставить, так проект открытый на EasyEDA, но не знаю можно ли оставлять ссылки в статьях.
Ответить
+1
Karl-Ieronim #
Сделать плату не проблема, но ведь каждый будет под свой корпус делать. Поэтому всем не угодить.
А так, конечно хотелось бы полностью нафаршированый проект :)
*режим фантазии ВКЛ
1. Фоторезистор, который будет зажигать ленту на 50-70% яркости в темноте.
2. Возможность включать свет кнопкой(сенсором). Яркость при этом как п1. И что б автовыключение мин через 15. После автовыключения работа как в статье.
*режим фантазии ВЫКЛ.
А плату я разведу, исходя из минимального размера
Ответить
+1

[Автор]
NeuroCorvus #
Да согласен, у каждого свой вариант использования. И да плату можно уменьшить, так как последняя версия под завод имеет габариты 4 x 2 см.
Ответить
0
ashelehov #
https://www.chipdip.ru/product/irf3205
irf3205
Полностью открывается логическими уровнями, 110А. Нафиг городить каскад из 3х транзисторов, если достаточно одного.
Ответить
+1

[Автор]
NeuroCorvus #
Я исходил из того, что у меня было. И при моём мосфет-транзисторе такое решение является нормальным.
Ответить
+1
Karl-Ieronim #
Коллеги, помогите допилить данный проект!
Очень хочется добавить фоторезистор, который будет регулировать яркость свечения ленты в зависимости от внешнего освещения (темно - лента на 50-70% светит, если светло - 100%).
Таким образом, данный проект станет гораздо функциональнее: подсветка в шкафу, кровати, коридора и т.д.
Получится что датчик 501 со штатным ФР будет давать команду на включение начиная с сумерек и в темноте, а ФР о котором я размечтался - регулировать яркость.
Понимаю, можно ФР прикрутить вместо переменника, который уважаемый автор предусмотрел. Но диапазон регулировки будет слишком узким.
Ответить
0
andro #
Скудноватый функционал, хотя жить право имеет.
Ответить
+1
Владимир #
Покажите, пожалуйста, подключение потенциометра. А то на 4 контакта я не могу прицепить 3-х контактный резистор
Ответить
0

[Автор]
NeuroCorvus #
Потенциометр подключается к колодке XP2(у которого 4 штырька), где центральный контакт потенциометра подключается ближе к земле.
Прикрепленный файл: 76228_pot.png
Ответить
+1
Алексей #
Можно ли использовать прошивку для версии без датчика просто для плавного включения и выключения ленты кнопкой и регулировки яркости? Мне кажется это довольно распространенный возможный вариант использования схемы...
Ответить
0

[Автор]
NeuroCorvus #
Согласен с Вами, но данная программа в момент написания не предполагала такой тип использования.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

AVR-программатор USB ASP
AVR-программатор USB ASP
Discovery V8 UNI-T UT-61A
вверх