Běžící světla na obvodu mikrořadiče LED. DIY LED běžící světla - obvod založený na mikrokontroléru ATtiny2313. Popis elektrického obvodu
Brzdové světlo slouží k upozornění řidičů vozidel přijíždějících zezadu, že řidič brzdí. s LED je velmi důležité, protože během hustého provozu není někdy jasné, zda svítí brzdové světlo nebo svítí světla. Běžící světla na LED přitahují další pozornost řidičů a reklamní efekt bude fungovat. Účastníci silničního provozu tak budou mít více času na reakci na brzdění (autor videa - evgenij5431).
Dále se podíváme na to, jak vyrobit LED brzdové světlo vlastníma rukama. Níže je podrobný popis schématu vytváření měnících se světel. Pro realizaci dynamických světel se používají červené LED lampy, které se zapínají ve dvojicích. Po zapnutí se nejprve rozsvítí světla ve středu a poté se rozloží od středu k okrajům.
LED se ovládají ve dvojicích. Nejprve se rozsvítí LED kontrolky HL1 a HL2, poté HL3 a HL4. Po zhasnutí předchozí dvojice světel se rozsvítí další. Žárovky svítí ve dvojicích až do poslední dvojice HL11 a HL12. Když se rozsvítí a zhasne poslední pár, proces se opakuje.
Kontrolky LED budou svítit tak dlouho, dokud bude na vstup obvodu přiváděno napájení.
První LED diody jsou uprostřed, ostatní jsou uspořádány ve dvojicích ve stejné vzdálenosti od okrajů. Algoritmus střelby od středu brzdového světla k jeho okrajům byl skutečně implementován. Můžete být kreativní a přijít s jiným algoritmem, podle kterého bude každá žárovka blikat.
Popis elektrického obvodu
Pro praktickou realizaci výše uvedeného obvodu je nutný multivibrátor, jehož základem je mikroobvod DD1 K561LA7 a čítačový mikroobvod DD2 K561IE8. Pomocí prvního mikroobvodu se vytvářejí impulsy, které rozsvěcují LED diody. Díky čítačovému čipu se spíná napájení pro určité skupiny LED světel.
Jako zesilovače jsou použity tranzistory VT1-VT2, které se otevírají vlivem napětí přicházejícího z elektroměru. Kondenzátory C2 a C3 hrají roli výkonových filtrů. Výběrem kapacity kondenzátoru C1 můžete snížit nebo zvýšit při přepínání LED. Pro montáž konstrukce LED dorazu se nejlépe hodí tištěná textolitová deska o rozměrech 37 x 50 mm.
Tato konstrukce vyžaduje minimální proud a téměř se nezahřívá. To umožňuje vytvořit sestavu, která ovládá LED diody ve stejném krytu brzdového světla. V tomto případě lze napájení připojit k vyjmuté standardní lampě.
Níže je schéma, které lze snadno implementovat.
Podle tohoto skupinového diagramu na výstupy Out1 - Out3. Počet LED diod celkem závisí na napájecím zdroji. Pokud je žárovek příliš mnoho, pak je třeba vzít v úvahu, jaký druh energie je dodáván do obvodu z palubní sítě, což je 12 V. Tranzistory KT972A je nutné chránit pomocí chladičů. Na přání můžete tranzistor KT972A nahradit dvojicí méně výkonných tranzistorů KT315 a výkonným prvkem KT815 nebo podobnými prvky.
Části DD1.1 a DD1.2 zahrnuté v obvodu plní roli generátoru, který slouží k napájení impulsů na vstup čítače K561IE8. Podobně jako v předchozím případě jsou řídicí impulsy pro tranzistory generovány pomocí čítače. Při výběru odporu R6 by jeho jmenovitá hodnota měla být alespoň 1 kOhm. K vytvoření běžících světel můžete použít desku s plošnými spoji. Díky závěsné instalaci je design miniaturní.
LED žárovky jsou přirozeně umístěny přímo na panelu brzdových světel, protože obvodová deska je příliš malá na to, aby se na ni vešly LED. Měli byste pamatovat na spolehlivost, takže je nutné zajistit maximální ochranu elektrických spojů a kontaktů před vlhkostí. Pro napájení přídavného dorazu je připojen ke kabeláži hlavního dorazu v kufru. K desce je možné připojit osvětlovací zařízení.
Pokud je vše správně sestaveno, není nutná žádná další konfigurace. Diodová brzdová světla začnou fungovat ihned po připojení.
Závěr
Máte-li alespoň malé zkušenosti s elektroinstalačními pracemi, můžete pomocí schémat uvedených v článku nezávisle vyladit své auto tím, že na LED diodách brzdového světla vytvoříte běžící světlo. Pokud nemáte dostatek zkušeností a znalostí na to, abyste si sami implementovali svícení, můžete si zakoupit tovární brzdová světla s touto funkcí. Taková zařízení mají více funkcí.
V závislosti na algoritmu se mohou LED diody rozsvítit při nouzovém zastavení, při brzdění, pokud řidič couvá atd. Pro instalaci továrních brzdových světel nejsou potřeba žádné speciální značky, takže jejich instalaci zvládne i začínající řidič.
Zde budeme hovořit o tom, jak vyrobit svícení na LED s vlastními rukama. Obvod zařízení je jednoduchý a je implementován na tzv. tvrdých logických čipech - čipech řady TTL. Samotné zařízení obsahuje tři mikroobvody.
Okruh se skládá ze čtyř hlavních uzlů:
generátor čtvercových pulsů;
čelit;
dekodér;
zobrazovací zařízení (16 LED).
Zde je schéma zařízení.
Zařízení funguje následovně. Po připojení napájení začnou LED HL1 - HL16 svítit a postupně zhasínat. Vizuálně to vypadá jako světlo pohybující se zleva doprava (nebo naopak). Tento efekt se nazývá „běžící oheň“.
Generátor obdélníkových impulsů implementovaný na mikroobvodu K155LA3. Jsou použity pouze 3 prvky 2I-NOT tohoto mikroobvodu. Obdélníkové impulsy jsou odebírány z 8. kolíku. Jejich frekvence je nízká. To umožňuje realizovat viditelné spínání LED.
Ve skutečnosti generátor založený na prvcích DD1.1 - DD1.3 nastavuje rychlost spínání LED a následně rychlost „běžícího ohně“. V případě potřeby lze rychlost spínání upravit změnou hodnot rezistoru R1 a C1.
Stojí za to varovat, že s jinými hodnoceními R1 a C1 může být generování narušeno - generátor nebude fungovat. Takže například generátor odmítl pracovat s odporem odporu R1 rovným 1 kOhm. Proto lze hodnoty C1 a R1 měnit pouze v určitých mezích. Pokud se generátor nespustí, bude trvale svítit jedna z LED HL1 - HL16.
Čítač na čipu DD2 je nezbytný pro počítání impulsů přicházejících z generátoru a dodává binární kód do dekodéru K155ID3. Podle schématu kolíky 1 a 12 čipu čítače K155IE5 připojeno. V tomto případě bude mikroobvod počítat vstup C1(pin 14) impulsy a výstup na výstupy (1, 2, 4, 8) paralelní binární kód odpovídající počtu přijatých impulsů od 0 do 15. Tedy na výstupech (1, 2, 4, 8) mikroobvody K155IE5 si postupně nahrazují 16 kombinací kódů (0000, 0001, 0010, 0011, 0100 atd.). Dále je dekodér uveden do provozu.
Funkce čipu K155ID3 spočívá v tom, že převádí čtyřbitový binární kód na napětí logické nuly, které se objeví na jednom z 16 odpovídajících výstupů (1-11, 13-17). Myslím, že toto vysvětlení není každému jasné. Zkusme na to přijít.
Pokud věnujete pozornost obrázku mikroobvodu K155ID3, všimnete si, že má 16 výstupů. Jak víte, do čtyřmístného binárního kódu lze zakódovat 16 kombinací. Už to nepůjde. Připomeňme, že pomocí čtyřmístného binárního kódu můžete zakódovat desetinné číslice od 0 do 15 (celkem 16 číslic).
To lze snadno ověřit zvýšením 2 (základ číselné soustavy) na mocninu 4 (počet číslic nebo číslic v kódu). Dostaneme 2 4 = 16 možné kombinace. Tedy, když binární kód v rozsahu od 0000 před 1111 u východů 0 - 15 objeví se logická nula (LED se rozsvítí). To znamená, že mikroobvod převádí na výstupu binární číslo na logickou nulu, která odpovídá binárnímu číslu. Vlastně se jedná o takový speciální dekodér z dvojkové soustavy do desítkové soustavy.
Proč svítí LED? Výstup je logická nula. Diagram ukazuje, že anody všech LED jsou připojeny k napájecímu zdroji plus a katody k výstupům mikroobvodu K155ID3. Pokud je výstup „0“, pak pro LED je to jako mínus napájení a přes něj p-n přechodem protéká proud - LED svítí. Pokud je výstup logická jedna „1“, pak přes LED neprotéká žádný proud.
Pokud vám stále není jasné vše, co bylo napsáno, nezlobte se. Stačí sestavit navrhovaný obvod například na nepájivém prkénku a užívat si provoz zařízení. Obvod byl testován a funguje správně.
Pokud již máte stabilizovaný zdroj (například jako tento), pak integrovaný stabilizátor DA1 ( KR142EN5A) a páskovací prvky (C2, C3, C4) není nutné instalovat do obvodu.
Všechny hodnoty prvků (kondenzátorů a rezistorů) se mohou lišit ±20 %. To nebude mít vliv na provoz zařízení. LED HL1 - HL16 mohou být libovolné barvy (červená, modrá, zelená) s provozním napětím 3 volty. Můžete například použít jasně červené LED diody o průměru 10 milimetrů. „Running fire“ s takovými LED bude vypadat velmi působivě.
Abychom získali jasnější představu o fungování zařízení, podívejme se na některé z jeho hlavních součástí. Začněme se zabývat fungováním běžících světel z mikroobvodu K155LA3, což je sada čtyř logických prvků 2I-NOT znázorněných na obr. 1.
1,2,4,5,9,10,12,13 - vstupy X1-X8;
3 - výstup Y1;
6 - výstup Y2;
7 - obecný;
8 - výstup Y3;
11 - výstup Y4;
14 - napájecí napětí;
Používáme pouze dva prvky 2AND-NOT. Obvod generátoru níže vytváří střídání pravoúhlých impulzů logické nuly a logické jedničky znázorněné na grafu.
Generátor zajišťuje nastavení rychlosti a trvání střídavých logických impulsů pomocí R1 a C1.
Pokud připojíme LED na pin 6 přes odpor 1 kOhm, uvidíme, že máme na čipu jednoduchý blikač s nastavitelnou rychlostí blikání.
Dále uvažujme mikroobvod K155TM2 - který obsahuje dva nezávislé klopné obvody D spouštěné kladnou hranou hodinového signálu, k němu připojíme generátor hodin.
Konvenční grafické označení K155TM2 je na obr. 2. Obrázek 3 ukazuje blokové schéma a pravdivostní tabulku jednoho z prvků mikroobvodu, kde každý prvek sestává ze čtyř prvků 2I-NOT.
A níže je „dekódování“ kolíků mikroobvodu:
1 - inverzní instalační vstup "0" R1;
2 - vstup D1;
3 - synchronizační vstup C1;
4 - inverzní instalační vstup "1" S1;
5 - výstup Q1;
6 - inverzní výstup Q1;
7 - obecný;
8 - inverzní výstup Q2;
9 - vstup Q2;
10 - inverzní vstup instalace "1" S2;
11 - synchronizační vstup C2;
12 - vstup D2;
13 - inverzní instalační vstup "0" R2;
14 - napájecí napětí;
Připojte kolík 2 k inverznímu kolíku 6 a ke kolíku 3 připojte generátor hodin. Když logická jednotka dorazí na pin 3, pin 5 se přepne na logickou jednotku, když další logická jednotka přejde na pin 3, přepne se na logickou nulu (pin 5) a tak bude přepínání pokračovat donekonečna. Na kolíku 6 (což je inverzní) bude zrcadlová hodnota 5. pinu.
A běžící světla budou tvořena generátorem hodin a čtyřmi spouštěcími prvky (2 mikroobvody K155TM2) Obr.
Na schématu vidíme nepevné tlačítko S2, které slouží k přepínání podprogramů, a volič S1, kterým se přepínají hlavní programy. Pokud provedete malé změny v obvodu - odpojte pin jdoucí k noze 13 D1.2 a připojte jej k pinu 10 D1.2 a totéž udělejte na druhém mikroobvodu, pak se změní i programy zobrazení (změna je vyznačeno v diagramu tečkovanou čarou). Pokud používáte vícesekční volič S1, můžete změnu označenou tečkovanou čarou připojit k voliči a tím zvýšit počet programů.
Obvod používá žárovky s napětím 2,5-3,6 voltů, ale pokud použijete LED, pak nejsou potřeba tranzistory (na schématu označeny červeným čtverečkem) a LED jsou připojeny k T, T1, M, M1 , P, P1, F, F1 Obr. 5a.
Pokud používáte 220voltové žárovky, musíte místo tranzistorů připojit triaky nebo, jak se také říká, symetrické tyristory, triodový tyristor nebo triak. Konvenční grafické označení triaku na obr. 6
Triak může být reprezentován dvěma tyristory zapojenými zády k sobě. Prochází proud v obou směrech. Triak má tři elektrody: jednu řídící a dvě hlavní pro průchod provozního proudu. Struktura tohoto polovodičového zařízení je znázorněna na obr. 6a. Obrázek 6b ukazuje vzhled triaku KU208.
Na obr. 7 je schéma běžících světel s triakovým řízením.
Sestavené zařízení zevnitř a vzhled zařízení.
Díly použité ve světlometech lze nahradit importovanými a domácími analogy: K155LA3 s SN7400, K155TM2 s SN7474N, KT315 tranzistory s KT342; KT503; KT3102; 2N9014; VS546V a KU208 na BT134; BT136. Lze použít libovolné LED. Náklady na díly jsou přibližně 60 - 100 rublů.
Toto schéma lze snadno přepracovat a změnit operační algoritmus.
Samotný obvod má minimum snadno přístupných dílů, snadno se montuje a při správné instalaci nevyžaduje seřízení.
Seznam radioprvků
| Označení | Typ | Označení | Množství | Poznámka | Prodejna | Můj poznámkový blok |
|---|---|---|---|---|---|---|
| D1, D2 | Čip | 2 | Do poznámkového bloku | |||
| D3 | Logický IC | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| VT1-VT4 | Bipolární tranzistor | KT315B | 4 | Při provádění volby Obrázek 5 | Do poznámkového bloku | |
| vs1-vs4 | Tyristor a triak | KU208G | 1 | Při provádění volby Obrázek 7 | Do poznámkového bloku | |
| C1 | Elektrolytický kondenzátor | 470 µF 10 V | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| R1-R4 | Rezistor | 1 kOhm | 4 | Do poznámkového bloku | ||
| R5 | Variabilní odpor | 470 ohmů | 1 | Do poznámkového bloku | ||
| S1 | Přepínač | 1 |
Domácí obvod LED běžících světel uvedený v tomto článku je založen na poměrně populárním. V paměti programů je uloženo až 12 programů různých světelných efektů, které lze libovolně volit. To zahrnuje běžící oheň, běžící stín, rostoucí oheň a tak dále.
Tento automatický stroj na světelné efekty umožňuje ovládat třináct LED diod, které jsou připojeny přes proud omezující odpory přímo k portům mikrokontroléru ATtiny2313. Jak již bylo zmíněno výše, do paměti mikrokontroléru je napevno připojeno 11 různých nezávislých kombinací světelných vzorů a je také je možné postupně procházet všemi 11 kombinacemi jednou, to bude již 12. program.
Tlačítko SA3 umožňuje přepínat mezi programy.
Pomocí tlačítek SA1 a SA2 můžete ovládat rychlost pohybu světel nebo frekvenci blikání každé LED (od stálého svitu až po blikání světla). Vše záleží na tom, v jaké poloze je přepínač SA4. Když je přepínač SA4 v horní poloze podle schématu, reguluje se rychlost svícení a ve spodní poloze se nastavuje frekvence blikání.
Při instalaci LED diod do řady byste měli postupovat ve stejném pořadí, jako je očíslováno ve schématu od HL1 do HL11.
Mikrokontrolér ATtiny2313 je taktován z interního oscilátoru s frekvencí 8 MHz.
Video z práce: LED běžící světla
(1,1 Mb, staženo: 3 650)
Mezi desítkami různých LED blikačů je hodné místo obsazeno obvodem běžících světel na LED, sestavených na mikrokontroléru ATtiny2313. S jeho pomocí můžete vytvářet různé světelné efekty: od standardní střídavé záře až po barevné plynulé přibývání a ubývání ohně. Podívejme se na konkrétním příkladu na jednu z možností, jak vlastníma rukama rozdělat běžící oheň na LED ovládaných mikrokontrolérem ATtiny2313.
Srdce běžících světel
Je známou skutečností, že mikrokontroléry Atmel AVR mají vysoké výkonové charakteristiky. Jejich všestrannost a snadné programování vám umožní implementovat ta nejneobvyklejší elektronická zařízení. Ale je lepší začít se seznamovat s technologií mikrokontrolérů sestavením jednoduchých obvodů, ve kterých mají vstupní/výstupní porty stejný účel.
Jedním z takových schémat je svícení s výběrem programu na ATtiny2313. Tento mikrokontrolér má vše, co potřebujete k realizaci takových projektů. Zároveň není přetížený doplňkovými funkcemi, za které byste museli přeplácet. ATtiny2313 je k dispozici v balíčcích PDIP a SOIC a má následující technické vlastnosti:
- 32 8bitových univerzálních pracovních registrů;
- 120 operací provedených v 1 hodinovém cyklu;
- 2 kB vnitřní paměti flash, která vydrží 10 tisíc cyklů zápisu/mazání;
- 128 bajtů systémové EEPROM, která vydrží 100 tisíc cyklů zápisu/mazání;
- 128 bajtů vestavěné paměti RAM;
- 8bitový a 16bitový čítač/časovač;
- 4 kanály PWM;
- vestavěný generátor;
- univerzální sériové rozhraní a další užitečné funkce.
Energetické parametry závisí na úpravě:
- ATtiny2313 – 2,7-5,5V a až 300 µA v aktivním režimu při frekvenci 1 MHz;
- ATtiny2313A (4313) – 1,8-5,5V a až 190 µA v aktivním režimu při frekvenci 1 MHz.
V pohotovostním režimu je spotřeba energie snížena o dva řády a nepřesahuje 1 µA. Kromě toho má tato rodina mikrokontrolérů řadu speciálních vlastností. Kompletní seznam funkcí ATtiny2313 lze nalézt na oficiálních stránkách výrobce www.atmel.com.
Schéma a princip jeho činnosti
Uprostřed schématu zapojení je mikrokontrolér ATtiny2313 s LED diodami připojenými k jeho 13 pinům. Zejména pro ovládání žhavení je plně využit port B (PB0-PB7), 3 piny portu D (PD4-PD6) a také PA0 a PA1, které zůstaly volné díky použitému vnitřnímu generátoru. První pin PA2 (Reset) se aktivně neúčastní obvodu a je připojen k napájecímu obvodu MK přes rezistor R1. Plus 5V napájení je přiveden na 20. kolík (VCC) a mínus je přiveden na 10. kolík (GND). Pro odstranění rušení a poruch při provozu MK je na napájecím zdroji instalován polární kondenzátor C1. 
S ohledem na malou zatížitelnost každého kolíku by měly být připojeny LED diody dimenzované na jmenovitý proud nepřesahující 20 mA. Mohou to být buď supersvítivé LED v pouzdře DIP s průhlednou čočkou, nebo smd3528. V tomto vzoru běžících světel je jich celkem 13. Rezistory R6-R18 fungují jako omezovače proudu.
Číslování LED ve schématu je uvedeno v souladu s firmwarem.
Prostřednictvím digitálních vstupů PD0-PD3, stejně jako pomocí tlačítek SB1-SB3 a přepínače SA1 je řízen chod obvodu. Všechny jsou připojeny přes odpory R2, R3, R6, R7. Na softwarové úrovni je k dispozici 11 různých variant blikání LED a také sekvenční výběr všech efektů. Volba programu se nastavuje tlačítkem SB3. V rámci každého programu můžete změnit rychlost jeho provádění (blikání LED). K tomu se přepne spínač SA1 do polohy zavřeno (rychlost programu) a k dosažení požadovaného efektu se použijí tlačítka zvýšení rychlosti (SB1) a snížení rychlosti (SB2). Pokud je SA1 rozpojený, tlačítka SB1 a SB2 upraví jas LED diod (od slabého blikání po svícení při jmenovitém výkonu).
Deska plošných spojů a montážní díly
Speciálně pro začínající radioamatéry nabízíme dvě možnosti montáže běžících světel: na prkénko a na plošný spoj. V obou případech se doporučuje použít čip v pouzdře PDIP nainstalovaný v patici DIP-20. Všechny ostatní díly jsou také v DIP obalech. V prvním případě postačí prkénko 50x50 mm s roztečí 2,5 mm. V tomto případě lze LED diody umístit jak na desku, tak na samostatnou linku a připojit je k prkénku pomocí ohebných vodičů. 
Pokud mají být LED běžecká světla v budoucnu aktivně používána (například v autě, na kole), je lepší sestavit miniaturní desku s plošnými spoji. K tomu budete potřebovat jednostranný textolit o rozměrech 55*55 mm a také rádiové prvky.
