Осветени подаръци: 5 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 12:59

Вкъщи имаме два светещи подаръка, които се използват по време на Коледа. Това са прости осветени подаръци, използващи двуцветен червено-зелен светодиод, който произволно променя цвета, който избледнява и избледнява. Устройството се захранва от клетка с 3 волта. Последното беше причината за този проект, тъй като батерията се изтощава много бързо, когато подаръците се включват за по -дълго време.

За да предотвратя използването на огромно количество батерии с бутони, проектирах своя собствена версия, използвайки три акумулаторни батерии AAA. Тази версия използва RGB LED, така че е възможно и синьо, но това не е част от оригиналния дизайн. Моята версия има следните функции:

• Control 2 представя едновременно с помощта на един микроконтролер PIC12F617. Софтуерът за микроконтролер е написан на езика за програмиране JAL.
• Включете и изключете подаръка с помощта на бутон. Първоначалната версия използваше превключвател за тази цел, но натискането на бутон беше по -лесно за използване.
• Случайно променяйте цвета на подаръците чрез постепенно избледняване и избледняване на цветовете червено и зелено.
• Изключете подаръците, когато напрежението на батерията падне под 3.0 волта. Това ще предотврати прекомерното разреждане на акумулаторните батерии.

След избледняване на един цвят, светодиодът остава включен за известно време между 3 секунди и 20 секунди. Тъй като все още имах неизползвания син светодиод, добавих функцията, че и двата пакета ще станат сини, когато времето за включване е точно 10 секунди. Това не се случва много често, тъй като случайното време се генерира в таймери от 40 милисекунди, както е описано по -късно.

Стъпка 1: Някои теории за затихване и затихване с помощта на модулация на ширината на импулса

Най -добрият начин да промените яркостта на светодиода не е чрез промяна на тока, който протича през светодиода, а чрез промяна на времето, когато светодиодът е включен в рамките на определен интервал от време. Този начин за управление на яркостта на светодиода се нарича Pulme Width Modulation (PWM), който е описан няколко пъти в интернет, напр. Уикипедия.

PIC и Arduino имат специален PWM хардуер на борда, който улеснява генерирането на този PWM сигнал, но те често имат един изход за това и така можете да управлявате само един светодиод. За тази версия трябваше да контролирам 5 светодиода (2 червени, 2 зелени и 1 комбиниран син), така че ШИМ трябваше да се направи в софтуер с помощта на таймер, който генерира както честотата на ШИМ, така и работния цикъл на ШИМ.

PIC12F617 има вграден таймер с възможности за автоматично презареждане. Това означава, че след като зададете стойността на презареждане на таймера, той ще използва тази стойност всеки път, когато изтече времето за изчакване и така таймерът работи самостоятелно на определена честота. Тъй като времето е от решаващо значение за стабилен ШИМ сигнал, таймерът работи на база прекъсване, без да се влияе от времето, необходимо на основната програма да контролира и определя случайното време за включване на светодиодите.

ШИМ честотата трябва да е достатъчно висока, за да предотврати трептене и затова избрах ШИМ честота от 100 Hz. За ефекта на затихване и затихване трябва да променим работния цикъл и съответно яркостта на светодиода. Реших да използвам стъпка от 5, за да увелича или намаля яркостта, за да получа ефекта на затихване и затихване и тъй като таймерът използва диапазон от 0 до 255 за работния цикъл, таймерът трябва да работи на 255 / 5 = 51 пъти нормалната честота или 5100 Hz. Това води до прекъсване на таймера на всеки 196 нас.

Стъпка 2: Механичната работа

За направата на подаръците използвах бяла акрилна пластмаса, а за останалата част от комплекта използвах MDF. За да предотвратите виждането на формата на светодиода в опаковката, когато светодиодът е включен, сложих капак отгоре на светодиодите, който разсейва светлината от светодиода. Тази корица дойде от някои стари електронни свещи, които имах, но можете също да създадете корица, като използвате същата акрилна пластмаса. На снимките виждате какво използвах като оборудване и материал.

Стъпка 3: Електрониката

Схематичната диаграма показва необходимите ви електронни компоненти. Както бе споменато по -рано, 5 светодиода се управляват независимо, където синият светодиод е комбиниран. Тъй като PIC не може да управлява два светодиода на един порт, добавих транзистор за управление на комбинираните сини светодиоди. Електрониката се захранва от 3 акумулаторни батерии AAA и може да се включва или изключва чрез натискане на ключа за нулиране.

За този проект се нуждаете от следните електронни компоненти:

• 1 PIC микроконтролер 12F617 с гнездо
• 2 керамични кондензатора: 2 * 100nF
• Резистори: 1 * 33k, 1 * 4k7, 2 * 68 Ohm, 4 * 22 Ohm
• 2 RGB светодиода, висока яркост
• 1 транзистор BC557 или еквивалент
• 1 превключвател с бутон

Можете да изградите веригата върху макет и не изисква много място, както може да се види на снимката. Може би се чудите защо стойностите на резистора за контролиране на максималния ток през светодиодите са толкова ниски. Това се дължи на ниското захранващо напрежение от 3,6 волта в комбинация с падането на напрежението, което всеки светодиод има, което зависи от цвета на светодиода, вижте също Уикипедия. Стойностите на резистора водят до максимален ток от около 15 mA на светодиод, където максималният ток на цялата система е около 30 mA.

Стъпка 4: Софтуерът

Софтуерът изпълнява следните задачи:

Когато устройството се нулира с натискащ бутон, то ще включи устройството, ако е било изключено, или ще изключи устройството, ако е било включено. Изключено означава поставянето на PIC12F617 в режим на заспиване, при който той почти не консумира енергия.

Генерирайте PWM сигнал, за да контролирате яркостта на светодиодите. Това става с помощта на таймер и рутинно обслужване за прекъсване, което контролира щифтовете на PIC12F617, които при включване и изключване на светодиодите.

Увеличете и намалете светодиодите и ги задръжте за произволно време между 3 и 20 секунди. Ако случайното време е равно на 10 секунди, и двата светодиода ще станат сини за 10 секунди, след което се използва нормалният червено-зелен модел на затихване и затихване.

По време на работа PIC ще измерва захранващото напрежение с помощта на своя вграден аналогово-цифров преобразувател (ADC). Когато това напрежение падне под 3.0 V, то ще изключи светодиодите и ще постави PIC отново в режим на заспиване. PIC все още може да работи добре при 3.0 V, но не е добре акумулаторните батерии да са напълно изтощени.

Както бе споменато по -рано, PWM сигналът се създава с помощта на таймер, който използва рутинна услуга за прекъсване, за да поддържа стабилен PWM сигнал. Затихването и затихването на светодиодите, включително времето на включване на светодиодите, се контролира от основната програма. Тази основна програма използва отметка на таймера от 40 милисекунди, получена от същия таймер, който създава ШИМ сигнала.

Тъй като този път не използвах никакви специфични JAL библиотеки за този проект, трябваше да направя генератор на случаен принцип, използвайки регистър за изместване на линейна обратна връзка за генериране на случайното време и време на случайно изключване на светодиодите.

Стъпка 5: Крайният резултат

Има 2 видеоклипа, които показват междинния резултат. Жена ми все още трябва да промени кубчетата в истински подаръци. Един видеоклип показва отблизо резултата, докато другият видеоклип го показва с оригиналния подарък, който води до този проект.

Както можете да очаквате, когато мислите, че сте готови, изскачат нови изисквания. Съпругата ми питаше дали яркостта на светодиодите също може да варира след избледняването им. Това е възможно, разбира се, тъй като използвах само около половината от програмната памет на PIC12F617.

Изходният файл JAL и файлът Intel Hex за програмиране на PIC са приложени. Ако се интересувате от използването на микроконтролера PIC с JAL - език за програмиране като Pascal - посетете уеб сайта на JAL.

Забавлявайте се да направите този Instructable и очакваме с нетърпение вашите реакции и резултати.