24 канальный автомат световых эффектов на RGB-светодиодах и микроконтроллере Atmega16
РадиоКот >Схемы >Светотехника >Бегущие огни и световые эффекты >24 канальный автомат световых эффектов на RGB-светодиодах и микроконтроллере Atmega16
Радиолюбитель сродни художнику — есть настроение творит, а если нет его, то и припой на паяльник даже не хочет липнуть… В такие моменты я, как и всегда прошу мою Музу, любимую Жену, подкинуть идею, сделать, так сказать, заказ какой-нибудь. «Слушай, — говорит, ведь у нас ночника нету. Хочу, чтоб светился моим любимым цветом – бирюзовым. И успокаивающими волнами-переливами разноцветными еще можно». Заказ принят!..
Все собранные мною до сих пор схемы с применением микроконтроллеров Atmel (ну не люблю я PIC-и, и всё тут!) сводились к повторению уже существующих. Приходилось только немного подправлять имеющиеся исходники, которые были написаны на разных языках программирования. Но недавно я познакомился с простым языком, именуемым BASCOM. Знакомство началось здесь со статьи «Лабораторный блок питания с управлением от микроконтроллера». Немногим более 10 лет назад на мою долю приходилось прекрасное студенческое время, где на одном из курсов нам преподавали BASIC. Поэтому в процессе решения поставленной мне задачки (мною же и поставленной :-)) оказалось, что BASCOM-AVR для меня немного знаком. Посидев месячишко вечерами с BASCOM-ом вырисовалось следующее устройство.
Схема простая, я даже печатку не травил. Мозги устройства собраны на макетке «в дырочку». К выходам портов A, B и C подключены входы 3-х микросхем ULN2803, к которым, в свою очередь, подключены аноды светодиодов. Яркость свечения каждого из 24 каналов задается программным ШИМ-ом, 16 градаций яркости. Катоды каждого цвета соединены в 3 группы и получают питание от P-канальных полевиков, управляемых аппаратным ШИМ-ом с портов D.4, D.5 и D.6 через примитивные драйверы на КТ315 транзисторах, 32 градации яркости.
Для управления устройством поставил 4 кнопки, повесив их через диоды на порт D.3. По низкому порогу на нем, срабатывает прерывание и переход на программу обработки прерываний от кнопок. Это сделано для того, чтобы при нажатии на любую из кнопок наступала моментальная реакция, не ожидая в цикле конца массива с эффектом.
Управляется так:
•при зажатой S1, тремя остальными выбирается яркость цвета, т.е. производится управление аппаратным ШИМ,- (S2-красного, S3-зеленого, S4-синего). Интенсивность каждого цвета изменяется от нулевого значения до максимального, затем в обратную сторону, с паузами в точках экстремума. Так мне показалось удобней. Информация о яркости записывается в Eeprom для каждого цвета, каждого из эффектов;
•удержанием S2 выбирается скорость каждого эффекта, которая также записывается в Eeprom тоже для каждого из эффектов. Для визуализации изменения скорости предусмотрен отдельный массив Speders1. При выборе скорости не всегда удавалось визуально наблюдать ее изменение, т.к. при этом приостанавливается основной цикл и может оказаться, что все каналы погашены. Поэтому я специально зажег три канала, по интенсивности свечения которых можно наблюдать изменение скорости.
While Pind.1 = 0 ‘ пока удерживается кнопка S2
Portb = &B0000001
Porta = &B0001000
Portc = &B0000001;
•S3 переключает эффекты по кругу, а ее длительное удержание включает автоматический перебор эффектов в цикле от первого до последнего. Последний выбранный номер эффекта записывается в EEPROM, если же был выбран режим «авто», то при включении устройство стартует с режима «авто»;
•S4 –переключает цветовые режимы по кругу:
1.Цвет, установленный пользователем.
2.Плавная смена цвета в пределах спектра, выбранного в 1-м режиме. Допустим, если был выбран малиновый (R-100%, G-0%, B-100%), то цвет меняется от синего к красному со всеми возможными их совместными комбинациями без участия зеленого.
3.Быстрая смена цвета в пределах спектра, выбранного в 1-м режиме.
4.Плавная смена цвета по кругу (полный непрерывный спектр).
6.Быстрая смена цвета по кругу (полный непрерывный спектр).
7.Возврат к п.1
Выбранный цвет или цветовой режим также записывается в EEPROM.
В принципе, исходник постарался прокомментировать более-мение детально, так что должно быть все понятно. Но немного поясню.В основном цикле программы можно было бы для красивого структурирования использовать переходы в отдельный массив для каждого из эффектов, но так программа занимала больше памяти. Поэтому я использовал общий массив для всех эффектов с вычислением начальной ячейки чтения яркостей эффекта как у автора диммера:
Eff = Effect — 3 ‘ здесь -3 это 3 программных эффекта
N = Eff * 24
N = N — 24
Для построения интересного эффекта «набегающие волны», используется массиве Pwm_rnd, в котором расположении яркостей дает плавный псевдо-случайный перелив всех 24 светодиодов.
При построении эффекта «Мерцающие звезды» использована функция Rnd( ), благодаря которой получен эффект случайных вспышек всех 24 каналов. А если еще и активирован режим непрерывного спектра, то выглядит это очень красиво.
В память контроллера удалось поместить 16 табличных эффектов. EEPROM для хранения эффектов не подходила, ввиду малого объема, а для записи режимов – в самый раз. Разобраться с командами для работы с EEPROM было удивительно просто. Из нескольких вариантов команд подошел такой:
Writeeeprom S , Effect
В программе это работает так. Допустим, если сейчас мы изменяем скорость S для 5-го эффекта (Effect=5), то после отпускания кнопки S2 значение S запишится в 5-й байт EEPROM.
Readeeprom S , Effect
— Считать значение скорости для 5-го еффекта.
Вообще в BASCOM-AVR очень обширный HELP со множеством примеров
Прошивать контроллер нужно файлом final.hex, установив фъюзы на тактирование от внешнего кварца на 16МГц. Я поставил кварцевый резонатор на 20МГц специально, так мерцание диодов при работе ШИМ-ов не заметно вовсе.
При первом запуске все будет работать, но в EEPROM будут нули. После перебора и настройки параметров скорости и цветового оформления всех эффектов, эти параметры сохранятся в память контроллера.
Сначала написания программы усиленно использовался PROTEUS, но когда количество каналов возросло до 24, он начал сильно тормозить. В момент, когда я задействовал аппаратный ШИМ, PROTEUS вообще помер… Пришлось сваять макет, и отлаживать дальше на нем. Поэтому за время написания программы счетчик количества программирований моей Atmega16 перевалил за 1000…
Печатные платы и схемы сделаны в DipTrace:
Видео
Да прибудет ваша Муза с Вами! Творческих успехов!
ЗЫ.При написании программы использовались материалы:
https://avr.ru/
Светодиодный диммер
Светодиодная снежинка
Файлы:
Прошивка, исходник
Схемы и платы в DipTrace
Схема контроллера
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
Автомат световых эффектов RGB 24 канала — LightPortal
Радиолюбитель сродни художнику — есть настроение творит, а если нет его, то и припой на паяльник даже не хочет липнуть… В такие моменты я, как и всегда прошу мою Музу, любимую Жену, подкинуть идею, сделать, так сказать, заказ какой-нибудь. «Слушай, — говорит, ведь у нас ночника нету. Хочу, чтоб светился моим любимым цветом – бирюзовым. И успокаивающими волнами-переливами разноцветными еще можно». Заказ принят!..
И вот, в один из свободных вечеров в очередном порыве выискать на интернет-просторах чё-нибудь такое-эдакое мигающее и красивое, да чтоб еще и на контроллере, и конечно разноцветное, попал на http://lightportal.at.ua. Тут глаза и разбежались… Ну, конечно-же, моментально собрал «СОЮЗ-1«. Затем пришелся по душе проект «Светодиодный диммер«. Все собранные мною до сих пор схемы с применением микроконтроллеров Atmel (ну не люблю я PIC-и, и всё тут!) сводились к повторению уже существующих. Приходилось только немного подправлять имеющиеся исходники, которые были написаны на разных языках программирования. Но недавно я познакомился с простым языком, именуемым BASCOM. Знакомство началось здесь со статьи «Лабораторный блок питания с управлением от микроконтроллера». Немногим более 10 лет назад на мою долю приходилось прекрасное студенческое время, где на одном из курсов нам преподавали BASIC. Поэтому В процессе решения поставленной мне задачки (мною же и поставленной :-)) оказалось, что BASCOM-AVR для меня немного знаком. Так вот, от диммера хотелось большего. Сначала думал как обычно, там поправить, здесь что-то изменить. Но чем больше правил, тем больше запутывался. Поэтому решил начать сначала. Скелетом для написания первой собственной программы на языке BASCOM послужил исходник из вышеупомянутой статьи24 канальный автомат световых эффектов на RGB-светодиодах и микроконтроллере Atmega16.
Схема простая, я даже печатку не травил. Мозги устройства собраны на макетке «в дырочку». К выходам портов A, B и C подключены входы 3-х микросхем ULN2803, к которым, в свою очередь, подключены аноды светодиодов. Яркость свечения каждого из 24 каналов задается программным ШИМ-ом, 16 градаций яркости. Катоды каждого цвета соединены в 3 группы и получают питание от P-канальных полевиков, управляемых аппаратным ШИМ-ом с портов D.4, D.5 и D.6 через примитивные драйверы на КТ315 транзисторах, 32 градации яркости.
Для управления устройством поставил 4 кнопки, повесив их через диоды на порт D.3. По низкому порогу на нем, срабатывает прерывание и переход на программу обработки прерываний от кнопок. Это сделано для того, чтобы при нажатии на любую из кнопок наступала моментальная реакция, не ожидая в цикле конца массива с эффектом.
Управляется так:
•при зажатой S1, тремя остальными выбирается яркость цвета, т.е. производится управление аппаратным ШИМ,- (S2-красного, S3-зеленого, S4-синего). Интенсивность каждого цвета изменяется от нулевого значения до максимального, затем в обратную сторону, с паузами в точках экстремума. Так мне показалось удобней. Информация о яркости записывается в Eeprom для каждого цвета, каждого из эффектов;
•удержанием S2 выбирается скорость каждого эффекта, которая также записывается в Eeprom тоже для каждого из эффектов. Для визуализации изменения скорости предусмотрен отдельный массив Speders1. При выборе скорости не всегда удавалось визуально наблюдать ее изменение, т.к. при этом приостанавливается основной цикл и может оказаться, что все каналы погашены. Поэтому я специально зажег три канала, по интенсивности свечения которых можно наблюдать изменение скорости.
While Pind.1 = 0 ‘ пока удерживается кнопка S2
Portb = &B0000001
Porta = &B0001000
Portc = &B0000001;
•S3 переключает эффекты по кругу, а ее длительное удержание включает автоматический перебор эффектов в цикле от первого до последнего. Последний выбранный номер эффекта записывается в EEPROM, если же был выбран режим «авто», то при включении устройство стартует с режима «авто»;
•S4 –переключает цветовые режимы по кругу:
1.Цвет, установленный пользователем.
2.Плавная смена цвета в пределах спектра, выбранного в 1-м режиме. Допустим, если был выбран малиновый (R-100%, G-0%, B-100%), то цвет меняется от синего к красному со всеми возможными их совместными комбинациями без участия зеленого.
3.Быстрая смена цвета в пределах спектра, выбранного в 1-м режиме.
4.Плавная смена цвета по кругу (полный непрерывный спектр).
6.Быстрая смена цвета по кругу (полный непрерывный спектр).
7.Возврат к п.1
Выбранный цвет или цветовой режим также записывается в EEPROM.
В принципе, исходник постарался прокомментировать более-мение детально, так что должно быть все понятно. Но немного поясню.
В основном цикле программы можно было бы для красивого структурирования использовать переходы в отдельный массив для каждого из эффектов, но так программа занимала больше памяти. Поэтому я использовал общий массив для всех эффектов с вычислением начальной ячейки чтения яркостей эффекта как у автора диммера:
Eff = Effect — 3 ‘ здесь -3 это 3 программных эффекта
N = Eff * 24
N = N — 24
При таком расположении яркостей в массиве Pwm_rnd, получается плавный псевдо-случайный перелив всех 24 светодиодов.
При построении эффекта «Мерцающие звезды» использована функция Rnd( ), благодаря которой получен эффект случайных вспышек всех 24 каналов. А если еще и активирован режим непрерывного спектра, то выглядит это очень красиво.
В память контроллера удалось поместить 16 табличных эффектов. EEPROM для хранения эффектов не подходила, ввиду малого объема, а для записи режимов – в самый раз. Разобраться с командами для работы с EEPROM было удивительно просто. Из нескольких вариантов команд подошел такой:
Writeeeprom S , Effect
В программе это работает так. Допустим, если сейчас мы изменяем скорость S для 5-го эффекта (Effect=5), то после отпускания кнопки S2 значение S запишится в 5-й байт EEPROM.
Readeeprom S , Effect
— Считать значение скорости для 5-го еффекта.
Вообще в BASCOM-AVR очень обширный HELP со множеством примеров
Прошивать контроллер нужно файлом final.hex, установив фъюзы на тактирование от внешнего кварца на 16МГц. Я поставил кварцевый резонатор на 20МГц специально, так мерцание диодов при работе ШИМ-ов не заметно вовсе.
При первом запуске все будет работать, но в EEPROM будут нули. После перебора и настройки параметров скорости и цветового оформления всех эффектов, эти параметры сохранятся в память контроллера.
Сначала написания программы усиленно использовался PROTEUS, но когда количество каналов возросло до 24, он начал сильно тормозить. В момент, когда я задействовал аппаратный ШИМ, PROTEUS вообще помер… Пришлось сваять макет, и отлаживать дальше на нем. Поэтому за время написания программы счетчик количества программирований моей Atmega16 перевалил за 1000…
Видео с интересным эффектом при съёмке. Видна работа ШИМ в развёртке.
Да прибудет ваша Муза с Вами!
Творческих успехов!
Автор: vitalkalm — Дёгтев Виталий
Автор публикации
не в сети 4 дня
Radan
0 Комментарии: 952Публикации: 188Регистрация: 30-11—0001Огненные эффекты на светодиодных лентах и Arduino
Приветствую, Самоделкины!В этой статье мы рассмотрим некоторые весьма полезные для интерьера эффекты, которые можно создать с помощью светодиодной ленты. Также поговорим об алгоритмах, о том, как математические расчёты позволяют светодиодам создавать иллюзию тепла и уюта, а именно — пламени, настоящего цифрового пламени.
Все исходные коды, которые будут разобраны далее, можно скачать со страницы проекта автора (AlexGyver).
Сперва давайте разберемся с электронной составляющей. Чтобы самостоятельно своими руками сделать такую красоту у себя дома необходимы следующие компоненты:
— Драйвер для RGB ленты;
— RGB лента;
— Блок питания 12V для RGB ленты;
— Arduinо Nano.
Любой из вас может скачать и загрузить прошивку и получить свой цифровой очаг. Управлять светодиодными лентами мы будем с микроконтроллера, в данном примере Ардуино Нано.
Начнем, пожалуй, с самого простого, нулевого измерения – точки (или целой ленты точек).
Это самая обыкновенная RGB светодиодная лента, которая питается от напряжения 12В и имеет трехканальное управление на каждый цвет.
При помощи ШИМ сигнала (он у нас 8-битный), можно задать яркость каждого цвета, и получить таким образом 16 700 000 цветов и оттенков. Но нас интересует огонь, точнее его имитация. Для имитации пламени было решено работать в цветовом пространстве hsv (цвет, насыщенность, яркость).
Эти 3 параметра позволяют получить 255 основных оттенков, плюс у каждого оттенка сделать 255 градаций насыщенности, т.е. смеси с белым цветом. Ну и третий параметр – яркость, простым языком — смесь оттенка с чёрным цветом.
Существует несколько алгоритмов для перевода из удобного пространства hsv в RGB, просто используем один из них.
Далее необходимо задать поведение огня. Предположим сила пламени — это некая величина, которая в минимальном значении даёт светодиодам насыщенный красный цвет и невысокую яркость, а в максимальном значении — бело-жёлтый и максимально яркий цвет.
Для того, чтобы получить эффект пламени, нам необходимо заставить данную величину совершать случайные колебательные движения, движения должны быть случайными, но в то же время достаточно плавными, то есть нечто похожее на дрожащий огонёк. Вслед за данной величиной, соответственно, будут меняться и цвет, и яркость пламени по градиенту.
Данную задачу автор предлагает решить следующим образом: есть такой очень простой алгоритм фильтрации, бегущее среднее, который резкое изменение величины превращает в плавный процесс, всего один коэффициент и довольно простое вычисление.
Идея состоит в следующем: необходимо, скажем 5 раз в секунду, задавать новое случайное положение величины огня, а где-нибудь 50 раз в секунду фильтровать эту величину, плавно её изменяя. В результате образуется вот такой случайный процесс.
На реальном примере, все работает как задумано.
Теперь необходимо перевести нашу величину в цвет пламени по закону, о котором упоминалось выше, и получить одномерный огонь.
Запрограммируемую таким образом светодиодную ленту можно спрятать, например, за плинтус или за какой-нибудь выступ. Также такой лентой можно обеспечить фоновую подсветку, смотрится довольно интересно и необычно.
Также ленту можно направить в пол с небольшого расстояния, и таким образом тоже добиться довольно интересного эффекта.
Ну и конечно же кусок ленты можно использовать для подсветки камина или его имитации. А если увести яркий цвет из желтого в оранжевый, то получится имитация тлеющих углей.
Так как лента у нас RGB, то само собой огонь можно сделать любого цвета. Хотите мертвячно-зелёного – да запросто!
Нужен огонь магически синего цвета – без проблем!
Затем устанавливаем программу и драйверы, как написано в инструкции на странице проекта, качаем и запускаем прошивку.
В самом начале имеются все необходимые настройки. С их помощью можно полностью настроить огонь под себя, а именно: цвет, поведение и тому подобное.
Собственно, это был самый простейший способ заставить светодиодную ленту «гореть». Теперь давайте рассмотрим более интересные примеры. Для дальнейшей работы понадобится адресная светодиодная лента.
Такая лента позволяет управлять в отдельности каждым своим светодиодом и у каждого включить один из 16.7 миллионов оттенков цвета.
Подключается все предельно просто, вот по такой схеме:
Никаких драйверов не нужно, но рекомендуется поставить резистор. Можно обойтись и без него, но есть шанс выгорания первого светодиода, а если такое случится, то следующие за ним так же работать не будут.
При прямой подсветке, например, из-под дивана, получится отличный адский диван с эффектом тлеющих углей.
Также такую ленту можно засунуть в обычный светопрофиль и использовать как самостоятельный элемент интерьера.
Выглядит довольно неплохо, согласитесь, но давайте все же попробуем добиться отдельных языков пламени.
Алгоритм оставим тот же. Разбиваем ленту на зоны различной ширины, у каждой зоны будет свой случайный процесс. Чтобы этот процесс был ещё больше похож на реальное пламя будем заполнять зоны от краев к центру, плавно повышая нашу случайную величину до ее текущего значения. Также в процессе «горения», размер зон должен меняться тоже случайным образом.
Вот так это выглядит:
Теперь давайте рассмотрим еще один интересный случайный процесс, который называется — шум Перлина, который придумал Кен Перлин в 1983 году.
Шум Перлина позволяет создать случайное сглаженное распределение величины в любом количестве измерений. Известный многим фильтр «облака» в Фотошопе является примером двухмерного шума Перлина.
А вот трехмерный шум Перлина позволяет генерировать, например, горный ландшафт, причем генерировать очень случайно и бесконечно, и при этом практически не создавая нагрузку на компьютерные компоненты, так как алгоритм там не очень затратный к вычислениям.
План действий следующий: сперва создадим двухмерную область шума Перлина и будем двигаться по ней определенным образом, сканируя линию пикселей и выводя ее на светодиоды.
Алгоритм как уже говорилось выше не очень сложный и Ардуино спокойно с ним справится. В результате получается вот такой очень крутой эффект, максимально плавный, случайный, и уже очень похожий на реальное пламя при торцевой подсветке.
При прямой подсветке выглядит так:
Но все это были алгоритмы огня для одной ленты. А как насчёт наклеить ленту зигзагом и попробовать сделать двухмерный огонь на матрице?
Такие матрицы можно купить у китайцев. Над матрицей размещаем рассеиватель и тонированное автомобильной плёнкой стекло, то есть это — самый настоящий амолед дисплей сверхнизкого разрешения.
Выглядит, кстати, довольно-таки реалистично. Более подробно смотрите в оригинальном видеоролике автора:
На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Источник
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.АВТОМАТ СВЕТОВЫХ ЭФФЕКТОВ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ
Данный автомат световых эффектов на микроконтроллере представляет собой 8-ми канальную светодинамическую установку на МК PIC16F628A. При относительной простоте и небольшом количестве деталей, автомат обеспечивает очень широкие возможности. У меня печатная плата поместилась в корпус от флопика. Предлагаемое устройство реализует 20 эффектов бегущих огней и столько-же эффектов но в такт с музыкой,если подключить устройство к НЧ-выходу любого усилителя мощности. Светодинамическая установка управляется микроконтроллером PIC16F628A. В схеме использовано 4 не фиксируемые кнопки, которыми управляется скорость эффектов больше или меньше, смена эффектов СДУ и кнопка переключения автомат световых эффектов — цветомузыкальное устройство. Переменное сопротивление R22 регулирует чувствительность устройства, когда оно находится в режиме ЦМУ. Светодиоды удобны для настройки эффектов,а в разьёмы jmp1-8 включают нагрузку.
Прошивка МК и схема в формате(lay) есть в архиве на форуме. Там же вы можете задать вопросы по настройке и програмировании PIC16F628A. Материал предоставил ansel73.
Форум по микроконтроллерам
Обсудить статью АВТОМАТ СВЕТОВЫХ ЭФФЕКТОВ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ
Автомат световых эффектов (старые замыслы в современных реалиях).
РадиоКот >Схемы >Светотехника >Бегущие огни и световые эффекты >Автомат световых эффектов (старые замыслы в современных реалиях).
В 1984 году в журнале Радио №11, в рубрике Радио — начинающим, (на страницах 52 — 53) была опубликована небольшая статья: Автомат световых эффектов, автор В. Чеканихин, город Плавск, Тульской области.
Краткое изложение материала, наличие в схеме некоторых неточностей и отсутствие печатной платы, не позволили интересной конструкции обрести широкую известность.
В ту пору, мой старинный приятель и однокашник Владислав, будучи толковым радиолюбителем, успешно собрал и отладил это устройство. Мне была любезно предоставлена возможность воспользоваться его наработками.
В те времена, удачные конструкции, имевшие «широкое хождение», распространялись при личном общении (подобно былинам). В блокнот или тетрадку, перерисовывалась схема, на кусок миллиметровки переносилась разметка отверстий под выводы деталей и соединений между ними. Высказывались рекомендации, давались комментарии, озвучивались вопросы.
Недавно я наткнулся на обрезок рыжей миллиметровки с подвёрнутыми краями и отверстиями от инструмента, которым размечалась плата. Это обстоятельство навело на мысль вспомнить о славных временах и представить обновлённый вариант, по своему, примечательной, и не трудной для повторения, конструкции.
Взяв за образец, не то чтобы ветхий, но какой-то потускневший листок с рисунком платы, я один в один изобразил его в Sprint-Layout 5.0. Отличий от оригинала немного, для удобства, плата стала односторонней, а для питания применён интегральный стабилизатор.
Схема устройства, после всех уточнений и дополнений, приобрела следующий вид.
На трёх элементах D1 построен генератор, импульсы с которого поступают на регистр сдвига D4 и делитель частоты D2.
С выхода делителя D2 сигнал поступает на счётчик D3, изменяя ого состояние, а так же через четвёртый элемент D1 на регистр, разрешая запись состояния счетчика в регистр D4.
На каждый такт генератора регистр сдвигает по кольцу комбинацию, полученную от счетчика D3.
Для удобства пользования и расширения возможностей в схему внесены некоторые дополнения.
Переключатель S2 фиксирует текущий световой эффект, прерывая поступление импульса делителя на вход счётчика.
Переключатель S3 изменяет направление движения «бегущего огня» на противоположное (реверс).
Также было подмечено, что при установке на выходе счётчика значения 0000, все лампы гирлянды зажигаются и остаются включенными следующие 64 такта генератора. После некоторых размышлений, я разорвал связь между выходом второго разряда счётчика (вывод 9 D3) и входом второго разряда регистра (вывод 3 D4). Это изменило порядок и набор эффектов и устранило комбинацию «все горят». При желании вернутся к авторскому варианту, можно установить предусмотренную перемычку.
Для управления устройством и придания ему занятного внешнего вида я сделал плату контроля и индикации.
Схема.
Набор из четырёх групп светодиодов, демонстрирует работу устройства. На односторонней печатной плате установлены органы управления, транзисторные ключи и светодиоды.
Тиристоры, отвечающие за коммутацию нагрузки, при переключении становятся источником помех. Для снижения уровня помех, проникающих в питающую сеть, добавлен фильтр, выполненный на отдельной печатной плате.
Теперь несколько подробней о технологии сборки и применяемых материалах.
Печатные платы разведены с прицелом изготовления с помощью «ЛУТ».
Основная плата содержит все необходимые для работы элементы и являет собой вполне самостоятельное устройство.
Для установки тиристоров КУ202 сверлятся отверстия диаметром 6 мм.
Для диодов КД202 диаметр отверстий 5 мм.
Монтажные отверстия для крепления платы диаметром 3 мм.
Для транзисторов и стабилизатора диаметр отверстий 1 мм.
Все остальные отверстия диаметром 0,8 мм.
После облуживания, плата готова к монтажу элементов.
Сборку устройства, рекомендую проводить в следующем порядке:
— запаять все перемычки.
— установить диоды выпрямителя конденсаторы фильтра, микросхему стабилизатора. (Желательно проверить работоспособность собранного источника питания, подать на вход выпрямителя напряжение 8 — 10 вольт и убедиться в наличии напряжения 5 вольт на выходе стабилизатора).
— установить микросхемы, резисторы, конденсаторы, транзисторы.
На этом этапе, можно проверить работу схемы. Вместо переменного резистора R2, временно запаять перемычку, на схему подать питание. С помощью осциллографа, логического пробника (стрелочного мультиметра, в режиме измерения напряжения), необходимо убедиться в наличии импульсов на выводах 3, 6, 8 микросхемы D1. При наличии признаков устойчивой работы генератора, проверить сигналы на выводах 10, 11, 12, 13 регистра D4.
— у тиристоров желательно измерить сопротивление между катодом и управляющим электродом и отобрать экземпляры с близким значением сопротивления (в диапазоне 100 — 200 Ом). Диоды и тиристоры, установить на плату, подровнять и надёжно зафиксировать гайками.
— к микросхеме интегрального стабилизатора прикрутить радиатор.
В качестве футляра применён корпус Gainta G765.
Плата контроля и индикации, изготовлена соответственно габаритам и конструкции корпуса.
Для крепления платы к лицевой панели, отверстия диаметром 3 мм.
Для штоков П2К отверстия диаметром 10 мм.
Для переменного резистора 7 мм.
Для клавишного выключателя, прямоугольное отверстие размечается по шаблону печатной платы.
Передняя панель корпуса и плата соединяются шестигранными резьбовыми стойками длинной 12 мм.
На плату следует установить все перемычки и электронные компоненты, кроме светодиодов.
Установка светодиодов на плату потребует некоторой щепетильности. Порядок действий такой:
— напечатать в Sprint-Layout бумажный шаблон.
— разметить переднюю панель по шаблону, наколоть центры отверстий.
— просверлить отверстия для светодиодов, ручки переменного резистора, кнопок П2К. Просверлить крепёжные отверстия, установить клавишный выключатель питания.
— установить на печатную плату передней панели 17 светодиодов, (не припаивая) обращая внимание на полярность. Смонтировать резьбовые стойки.
— привернуть переднюю панель к стойкам.
— завести светодиоды в отверстия панели, подровнять.
— запаять все светодиоды.
Переднюю панель можно снять, что позволит беспрепятственно установить кнопки и переменный резистор.
Две подсобранные платы соединяются проводами.
Использование цветных проводов, снижает риск ошибки и делает процесс более наглядным.
Убедившись, что всё в порядке (индикация отображает работу устройства, регулятор и кнопки функционируют), можно монтировать конструкцию в корпус.
Плата устанавливается на четыре резьбовые стойки длинной 12 мм винтами М3 (компьютерными).
Стойки приворачиваются к днищу корпуса винтами с потайной головкой (под головки винтов выполняется зенковка).
Питание низковольтной части устройства осуществляется от трансформатора с напряжением вторичной обмотки 8 вольт.
Мне удачно подошёл трансформатор от блока питания внешнего модема USRobotics Sportster.
Для уменьшения нагрева интегрального стабилизатора, снижено выходное напряжение, с вторичной обмотки трансформатора удалено два десятка витков.
Трансформатор обмотан двумя слоями стеклотканевой изоляционной ленты и закреплён металлической полосой, выгнутой по форме магнитопровода.
Фильтр питания изготовлен с применением деталей компьютерного блока питания.
(Разъём питания из того же блока).
Плата фильтра питания устанавливается на двух резьбовых стойках.
Для подключения нагрузки я использовал гнездо СГ-5, определённо это не лучший вариант
(разъём считается низковольтным), но четыре ёлочные гирлянды для него посильная задача.
При пайке таких разъёмов необходимо тщательно изолировать, довольно близко расположенные выводы. Мощным потребителям, софитам, большим ламповым группам, разъём потребуется более основательный.
После установки верней крышки и приклеивания резиновых ножек к днищу, конструкция приобрела законченный вид.
Устройство употреблялось с целью корпоративного увеселения и прошло новогоднюю обкатку без замечаний.
Обязательное предостережение: схема устройства находится под напряжением питающей сети! Во избежание риска поражения электрическим током все работы производить с отключенным кабелем питания.
Ручка переменного резистора должна быть из изолирующего материала, её конструкция должна исключать возможность контакта с осью резистора пальцев рук (или иных частей тела).
P.S. Погрузившись в атмосферу винтажных компонентов, я воочию ощутил особенности старой отечественной электроники.
Транзисторы КТ315 своими плоскими и короткими выводами не влезают ни в один мультиметр и замерам не поддаются. Из-за проблем с различной яркостью светодиодов, поменял КТ315 на C945.
Микросхема К155ИЕ8 отказалась начинать счёт при включении, нормально заработал только второй экземпляр.
В целом время, потраченное на поделку, было насыщенным и интересным, а свидетели работы устройства, нашли его занятным.
Файлы:
Автомат световых эфектов печатная плата
Плата фильтра питания
Плата передней панели
Шаблоны панелей
Автомат световых эфектов схема
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
Световое оборудование с LED-эффектом | Цветомузыка на светодиодах в «ШОУЛАЙТ»
Шоу не будет достаточно эффектным, если не уделить его световому сопровождению достаточно внимания. Так и среди производителей цветомузыкального оборудования произошел качественный скачок, ознаменовавший себя в сторону увеличения в производстве LED, от уже хорошо зарекомендовавших себя ламп накаливания. Так называемая цветомузыка на светодиодах позволяет решать задачи ,в первую очередь экономии, что в наше время становится все более актуальнее,но не в ущерб качеству. И если для вас важно организовать по-настоящему яркое мероприятие или качественно оборудовать, например, ночной клуб, то мы готовы будем в этом помочь. На данной странице нашего сайта вашему вниманию представлено современное светодиодное оборудование LED в широчайшем ассортименте, и по доступной цене. Здесь вы можете подобрать и приобрести различные LED эффекты, отличающиеся назначением, функциональностью и стоимостью.
Сегодня высокой популярностью пользуются светодиодные занавесы, способные воспроизводить любое изображение. Такое светодиодное оборудование LED можно приобрести как в стандартных размерах (шириной до 12 метров!), так и заказать любой необходимый вам размер.
Также в каталоге представлены компактные светодиодные прожекторы. LED эффекты, которые можно получить с использованием данной техники вы можете оценить на соответствующих страницах товара, изучая фото и видео оборудования в действии. Прожекторы отличаются функциональностью, определяющейся количеством используемых в них светодиодов, а также количеством режимов работы.
Каждый представленный прибор предназначен для создания определенных световых эффектов. Правильно подобранная комбинация светодиодного оборудования позволит вам организовать невероятно яркое представление. Мы сделали навигацию в нашем каталоге максимально простои и понятной. LED эффекты имеют подробное описание, а также наглядный видеоролик, демонстрирующих их работу и возможности. Если вам понадобится купить цветомузыку в Москве и получить квалифицированная помощь в выборе прибора определенного типа, или вы захотите подобрать интересную комбинацию эффектов, то связывайтесь с нами – мы с радостью поможем!
Собираем автомат световых эффектов
Как быстро собрать простой автомат световых эффектов на микросхеме и светодиодах. Практическое руководство.
Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“
Сегодня мы с вами на практике (я точно, но а вы – если будете все делать вместе со мной) соберем простую схему радиолюбительской конструкции, опубликованную на страницах сайта – “Автомат световых эффектов“
Для работы нам понадобятся две программы:
— последняя версия радиолюбительской программы для рисования печатных плат “Sprint Layout”
– программа для снятия скриншотов с экрана монитора компьютера
Различные версии программы “Sprint Layout” (включая и последнюю, 6-ю) во множестве гуляют на просторах интернета (в том числе и на сайте). Но нам нужна та версия, в которой возможна загрузка картинок (а не все версии, даже и среди шестой, поддерживают такую функцию). Такую версию программы, а она является самой последней на конец 2013 года, вы сможете скачать чуть ниже.
Если вы еще не знакомы с программой “Sprint Layout”, можете воспользоваться видеоуроком по работе в ней.
Ниже вы сможете скачать и довольно хорошую программу для снятия скриншотов с экрана монитора – “FastStone Capture“.
Эта программа с очень большими возможностями (в том числе позволяет записывать видео с экрана, все видеоуроки на сайте сделаны с помощью этой программы), и в тоже время очень проста.
Sprint-Layout 6 (последняя версия на декабрь 2013 года) (23.5 MiB, 8,589 hits)
Скачать программу FSCapture (2.5 MiB, 2,781 hits)
Итак, приступаем.
За основу берем схему автомата световых эффектов на микросхеме К561ЛА7:
А собирать будем схему “Пропеллер” (хотя это и не столь важно, можно выбрать любую схему из статьи).
Печатная плата автомата световых эффектов “Пропеллер”:
Теперь нам нужно собрать радиодетали согласно принципиальной схемы:
Немного о деталях:
Микросхему К561ЛА7 можно заменить на микросхему К561ЛЕ5:
Транзисторы КТ315 можно использовать с буквенными обозначениями А-Г, или заменить их на транзисторы КТ3102, или применить их зарубежные аналоги:
Резисторы и конденсаторы – как на схеме.
Что делать если нет резисторов или конденсаторов нужных номиналов?
У меня, к примеру, в “закромах” не оказалось сопротивлений номиналом 3 мегаома.
Частота переключений светодиодов в схеме зависит от номиналов резисторов R1-R3 и конденсаторов С1-С3. Частоту переключения можно рассчитать по формуле:
F= 0,32/RC, где:
– R – сопротивление (R1, R2 или R3) в Омах;
– С – емкость (С1, С2 или С3) в Фарадах
Давайте подсчитаем частоту переключения светодиодов в схеме:
— сопротивление резистора – 3 МОм = 3 000 000 Ом (три миллиона Ом)
– емкость конденсатора – 0,1 мкФ = 0,000 000 1 Фарад
Считаем:
F= 0,32/3 000 000 * 0,000 000 1 = 0,32/0,3 = 1,066 Гц = 1 Гц
Светодиоды будут переключаться с частотой 1 Гц (один раз в секунду)
Я применил в схеме резисторы R1-R3 номиналом 910 килоом и конденсаторы С1-С3 емкостью 1 микрофарад. Причем в схеме С1-С3 – неполярные конденсаторы, а я применил полярные (минусом на общий провод).
Продолжаем.
Детали мы собрали, теперь надо сделать печатную плату.
Картинка печатной платы в статье не очень хорошего качества, с нее не сделать копию для изготовления платы лазерно-утюжной технологией. Можно, конечно, взять перманентный маркер и, смотря на образец, нарисовать дорожки самому.
Но мы поступим по другому. Используя программу “Sprint Layout” и образец платы в статье, мы за несколько минут подготовим новую плату в программе для ее изготовления методом ЛУТ. Как это сделать.
Запускаем программу “FastStone Capture”:
Выбираем “белый квадратик” – “захват прямоугольной области”, нажав левую кнопку “мыши”, выделяем в статье печатную плату по ее контуру и отпускаем кнопку. Попадаем в редактор программы. Выбираем меню сохранить и сохраняем рисунок платы под любым именем в любом месте в формате .jpeg:
Запоминаем размеры платы, указанные на рисунке – 70 мм. на 45 мм.
Запускаем программу “Sprint Layout”, скачанную выше. Программа запускается не сразу, ей надо время для обработки макросов (библиотеки элементов, а в ней хранится более 13 тысяч всяких деталей):
Наводим курсор в рабочее поле и щелкаем правой кнопкой. В появившемся окне выбираем меню “Свойства”:
В появившемся окне выставляем размеры платы (70 на 45 мм).
Выбираем меню “Загрузить рисунок”, появляется окно, через которое загружаем наш рисунок печатной платы:
В рабочем поле появится наш рисунок печатной платы “Пропеллера”. Как видим, рисунок не вписывается в размеры платы на рабочем поле (рисунок больше по размеру). Выбираем в окне “Загрузить рисунок” окошко “разрешение” (в нем по умолчанию стоит 96 dpi) и, увеличивая или уменьшая разрешение, подгоняем рисунок под размеры платы:
Далее, выбирая соответствующие меню в левой колонке программы (“контакт” и “дорожка”) расставляем контакты и рисуем дорожки:
После того, как мы расставим все контакты и нарисуем дорожки, рисунок можно будет удалить (опять через меню “Загрузить рисунок”):
Все, плата в программе готова. Распечатываем ее и, применяя лазерно-утюжную технологию, изготавливаем плату. Припаиваем детали, проверяем правильность монтажа и наслаждаемся световыми эффектами и своим трудом.
Все что вы прочли выше, конечно хорошо, при исправных деталях и безошибочном монтаже схема заработает сразу.
А если вам захочется изменить частоту переключения светодиодов, или из-за отсутствия деталей нужных номиналов придется подбирать их по формуле? Все это приведет к тому, что вам придется выпаивать и впаивать радиодетали в плате, что не очень-то и удобно. Даже рассчитав номиналы деталей по формуле, вы вряд-ли получите нужную частоту переключения – детали имеют разброс в своих номиналах.
В этом случае нам поможет предварительное макетирование собираемой схемы.
Для предварительного макетирования я предлагаю использовать макетную плату для монтажа без пайки.
Внимательный читатель, заметив на сайте рекламу интернет-магазина радиодеталей “Десси”, может подумать, что вторая часть статьи написана в рекламных целях, мол, покупайте макетные платы в “Десси” и будет вам счастье.
Верите, или нет, но это не так.
Во-первых, реклама “Десси” на сайте потому, что я считаю этот интернет-магазин достойным внимания радиолюбителей (и по ценам, и по качеству обслуживания, я сам заказываю большую часть нужного в этом магазине).
А во-вторых, ради интереса, я приобрел такую плату, хотя и были сомнения. Но собрав первую схему, я пришел к выводу, что такая вещь в радиолюбительском хозяйстве очень нужна.
Конечно, не все можно собрать на макетной плате, но вот такие электронные конструкции, схемы на микроконтроллере – самое то, – быстро и без запахов хвойного леса. Но а после настройки схемы, уточнения номиналов деталей и т.п., ее уже можно смело переносить на печатную плату.
Приступаем.
Внешний вид макетной платы для монтажа без пайки:
Собираем автомат световых эффектов на макетной плате.
1. Так как плата состоит как бы из двух частей, сначала соединяем шины питания монтажными перемычками:
2. Устанавливаем микросхему К561ЛА7 и соединяем перемычками выводы 1-2, 5-6, 8-9, 12-13. Соединяем 7 вывод с “минусом” (на рисунке надпись 8-й вывод, но это ошибка, которую я не сразу заметил), а 14 – с “плюсом”:
3. Устанавливаем транзисторы:
4. Подсоединяем транзисторы к микросхеме:
Здесь мы подключили базы транзисторов к выводам микросхемы 3,4 и 10 соответственно.
5. Устанавливаем конденсаторы С1-С3 (как я уже говорил, я применил электролитические конденсаторы емкостью 1 мкФ):
6. Устанавливаем резисторы R1-R3 (у меня они номиналом 910 кОм):
7. Соединяем эмиттеры транзисторов с “минусом”:
8. Устанавливаем светодиоды (они в статье все красного цвета, ну а я применил разноцветные) и резисторы R4-R6:
9. Проверяем правильность монтажа (я нашел у себя одну ошибку), устраняем ошибки и подключаем макетную плату к блоку питания напряжением 9 вольт:
Теперь подбором деталей устанавливаем частоту переключения светодиодов, пробуем заменить транзисторы другим типом (для практики, если есть желание). Как только добьемся нужного результата, переносим детали на печатную плату и собираем всю конструкцию.
На все, включая фотографирование, у меня ушло около 10 минут
Ну а здесь вы можете посмотреть работу схемы “в живую”:
Если у вас возникли вопросы по статье, переходите на форум сайта и задавайте их.
