Mawasilisho yaliyoangaziwa: Hatua 5 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Nyumbani tuna zawadi mbili zilizoangaziwa ambazo hutumiwa wakati wa Krismasi. Hizi ni zawadi rahisi zilizoangaziwa kwa kutumia 2 rangi nyekundu-kijani LED ambayo hubadilisha rangi ambayo hubadilika na kufifia. Kifaa kinaendeshwa na kiini cha kifungo cha 3 Volt. Mwisho huo ndio sababu ya mradi huu kwani betri imeisha haraka sana wakati zawadi zinawashwa kwa muda mrefu.

Kama kuzuia utumiaji wa idadi kubwa ya betri za seli za kifungo nilibuni toleo langu mwenyewe kwa kutumia betri tatu za AAA zinazoweza kuchajiwa. Toleo hili linatumia RGB LED kwa hivyo bluu pia inawezekana lakini hiyo haikuwa sehemu ya muundo wa asili. Toleo langu lina kazi zifuatazo:

• Dhibiti zawadi 2 wakati huo huo ukitumia udhibiti mdogo wa PIC12F617. Programu ya microcontroller iliandikwa kwa lugha ya programu ya JAL.
• Washa na uzime zawadi kwa kutumia kitufe cha kushinikiza. Toleo la asili lilitumia swichi kwa kusudi hilo lakini kitufe cha kushinikiza kilikuwa rahisi kutumika.
• Kawaida badilisha rangi ya zawadi kwa kufifia-na kufifia kwa rangi nyekundu na kijani kibichi.
• Zima zawadi wakati voltage ya betri inapungua chini ya 3.0 Volt. Hii itazuia betri zinazoweza kuchajiwa kutoka kutolewa zaidi.

Baada ya kufifia kwa rangi moja, LED hukaa kwa muda mahali fulani kati ya sekunde 3 na sekunde 20. Kwa kuwa bado nilikuwa na LED ya bluu isiyotumiwa niliongeza kipengee kwamba vifurushi vyote vitageuka bluu wakati wa wakati ni sekunde 10 haswa. Hii haifanyiki mara kwa mara kwani wakati wa nasibu hutengenezwa kwa kupe za muda wa millisekunde 40 kama ilivyoelezewa baadaye.

Hatua ya 1: Nadharia kadhaa juu ya Kufifia na Kuisha Kutumia Kupanuka kwa Upana wa Pulse

Njia bora ya kubadilisha mwangaza wa LED sio kwa kubadilisha sasa ambayo inapita kupitia LED lakini kwa kubadilisha wakati LED iko ndani ya muda fulani. Njia hii ya kudhibiti mwangaza wa LED inaitwa Pulse Width Modulation (PWM) ambayo imeelezewa mara kadhaa kwenye wavuti, n.k. Wikipedia.

PIC na Arduino wana vifaa maalum vya PWM kwenye bodi ambayo inafanya iwe rahisi kutoa ishara hii ya PWM lakini mara nyingi huwa na pato moja kwa hii na kwa hivyo unaweza kudhibiti LED moja tu. Kwa toleo hili nilihitaji kudhibiti LEDs 5 (2 nyekundu, 2 kijani na 1 pamoja bluu) kwa hivyo PWM inahitajika kufanywa katika programu kwa kutumia kipima muda ambacho hutengeneza mzunguko wa PWM na pia mzunguko wa ushuru wa PWM.

PIC12F617 ina kipima muda kwenye bodi na uwezo wa kupakia tena kiotomatiki. Hii inamaanisha kuwa mara tu utakapoweka tena kipimo cha kipima muda, kitatumia thamani hiyo kila wakati muda umepita na kwa hivyo kipima muda hufanya kazi kikiwa peke yake kwa masafa maalum. Kwa kuwa wakati ni muhimu kwa ishara thabiti ya PWM timer inafanya kazi kwa msingi wa usumbufu, bila kuathiriwa na wakati ambao programu kuu inahitaji kudhibiti na kuamua wakati wa kubahatisha kwa LED.

Mzunguko wa PWM lazima uwe juu vya kutosha kuzuia kuzuia kuzunguka yoyote na kwa hivyo nilichagua masafa ya PWM ya 100 Hz. Kwa athari ya kufifia na kufifia tunahitaji kubadilisha mzunguko wa ushuru na kwa hivyo mwangaza wa LED. Niliamua kutumia nyongeza ya hatua ya 5 kuongeza au kupunguza mwangaza ili kupata athari ya kufifia na kuzima na kwa kuwa kipima muda hutumia anuwai ya 0 hadi 255 kwa mzunguko wa ushuru, kipima muda kinahitaji kukimbia saa 255 / 5 = mara 51 mzunguko wa kawaida au 5100 Hz. Hii inasababisha kukatiza kwa timer kila mara 196.

Hatua ya 2: Kazi ya Mitambo

Kwa kutengeneza zawadi nilitumia plastiki nyeupe ya akriliki ya maziwa na kwa usanidi wote nilitumia MDF. Ili kuzuia kwamba utaona umbo la LED kwenye kifurushi wakati taa imewashwa, ninaweka kifuniko juu ya taa ambazo zinaeneza nuru kutoka kwa LED. Jalada hili lilitoka kwa mishumaa ya zamani ya elektroniki ambayo nilikuwa nayo lakini pia unaweza kuunda kifuniko kwa kutumia plastiki ile ile ya akriliki. Katika picha unaona kile nilichotumia kama vifaa na nyenzo.

Hatua ya 3: Elektroniki

Mchoro wa skimu unaonyesha vifaa vya elektroniki unavyohitaji. Kama ilivyotajwa hapo awali LEDs 5 zinadhibitiwa kwa uhuru ambapo LED ya bluu imejumuishwa. Kwa kuwa PIC haiwezi kuendesha LED mbili kwenye pini moja ya bandari niliongeza transistor ya kudhibiti LED za pamoja za bluu. Elektroniki inaendeshwa na betri za recharge za 3 AAA na zinaweza kuwashwa au kuzimwa kwa kubonyeza swichi ya kuweka upya.

Unahitaji vifaa vifuatavyo vya elektroniki kwa mradi huu:

• 1 PIC microcontroller 12F617 na tundu
• 2 capacitors kauri: 2 * 100nF
• Resistors: 1 * 33k, 1 * 4k7, 2 * 68 Ohm, 4 * 22 Ohm
• 2 RGB LEDs, mwangaza wa juu
• 1 BC557 transistor au sawa
• 1 kubadili kitufe cha kushinikiza

Unaweza kujenga mzunguko kwenye ubao wa mkate na hauitaji nafasi nyingi, kama inavyoonekana kwenye picha. Unaweza kushangaa kwa nini maadili ya kupinga ya kudhibiti kiwango cha juu cha sasa kupitia LED ni ndogo sana. Hii ni kwa sababu ya kiwango cha chini cha usambazaji wa Volt 3.6 pamoja na kushuka kwa voltage ambayo kila LED ina, ambayo inategemea rangi kwa kila LED, pia angalia Wikepedia. Thamani za kupinga zinasababisha kiwango cha juu cha karibu mA 15 kwa kila LED ambapo kiwango cha juu cha mfumo mzima ni karibu 30 mA.

Hatua ya 4: Programu

Programu hufanya kazi zifuatazo:

Kifaa kinapowekwa upya na kitufe cha kushinikiza kitawasha kifaa ikiwa kilikuwa kimezimwa au kinazima kifaa ikiwa kimewashwa. Kuzima kunamaanisha kuweka PIC12F617 katika hali ya kulala ambayo haitumii nguvu yoyote.

Tengeneza ishara ya PWM kudhibiti mwangaza wa LED. Hii imefanywa kwa kutumia kipima muda na usumbufu wa huduma inayodhibiti pini za PIC12F617 ambao kwa upande wao huwasha na kuwasha LED.

Fifia-ndani na ufifishe LED na uziweke kwa muda usiofaa kati ya sekunde 3 hadi 20. Ikiwa wakati wa kubahatisha ni sawa na sekunde 10, LED zote mbili zitageuka kuwa bluu kwa sekunde 10 baada ya hapo muundo wa kawaida wa kijani-kijani hupotea na kutolea nje hutumiwa.

Wakati wa operesheni PIC itapima voltage ya usambazaji kwa kutumia Analog yake kwenye bodi ya Digital Converter (ADC). Wakati voltage hii inashuka chini ya 3.0 V, itazima LED na itaweka PIC katika hali ya kulala tena. PIC bado inaweza kufanya kazi vizuri kwa 3.0 V lakini sio nzuri kwa betri zinazoweza kuchajiwa kutolewa kabisa.

Kama ilivyoelezwa hapo awali ishara ya PWM imeundwa kwa kutumia kipima muda ambacho hutumia utaratibu wa huduma kukatiza ili kuweka ishara thabiti ya PWM. Kufifia na kufifia kwa taa za LED ikiwa ni pamoja na wakati taa ziko, inadhibitiwa na programu kuu. Programu hii kuu hutumia alama ya saa ya millisekunde 40, inayotokana na kipima muda kinachounda ishara ya PWM.

Kwa kuwa sikutumia maktaba yoyote maalum ya JAL kwa mradi huu wakati huu ilibidi nitengeneze jenereta isiyo ya kawaida kwa kutumia rejista ya mabadiliko ya maoni ya laini ili kutengeneza nasibu kwa wakati na wakati wa mbali wa LED.

Hatua ya 5: Matokeo ya Mwisho

Kuna video 2 zinazoonyesha matokeo ya kati. Mke wangu bado anahitaji kubadilisha cubes kuwa zawadi halisi. Video moja inaonyesha kufungwa kwa matokeo ambapo video nyingine inaonyesha na zawadi ya asili ambayo inasababisha mradi huu.

Kama unavyotarajia wakati unafikiria umemaliza, mahitaji mapya huibuka. Mke wangu alikuwa akiuliza ikiwa mwangaza wa LED pia unaweza kutofautiana baada ya kufifia. Hiyo inawezekana kwa kweli kwani nilitumia tu nusu ya kumbukumbu ya programu ya PIC12F617.

Faili ya chanzo ya JAL na faili ya Intel Hex ya programu ya PIC imeambatishwa. Ikiwa una nia ya kutumia mdhibiti mdogo wa PIC na JAL - Pascal kama lugha ya programu - tembelea wavuti ya JAL.

Furahiya kuifanya hii iwe yenye Agizo na inakutazamia athari na matokeo.