Проектирование светодиодного устройства на базе МК ATtiny 15

курсовая работа

3. Разработка структурной схемы

Главное достоинство этой схемы - питание всего от одной батарейки или аккумулятора типоразмера АА. Применение преобразователя позволило разместить источник питания в стандартном корпусе любого фонаря, работающего от двух батареек. Причём никакой переделки корпуса фонаря при этом не требовалось.

В качестве управляющего элемента в обеих конструкциях применен популярный недорогой микроконтроллер фирмы ATMELATtiny15L. Эти микроконтроллеры доступны и удобны в применении, их работа подробно описывалась в радиолюбительской литературе.

Микроконтроллер DD1 применён в стандартном включении. Поскольку временные характеристики для данной схемы не критичны, применён встроенный генератор с внутренней времязадающей цепочкой (номинальная частота 1600 кГц). Применение внутреннего генератора позволило отказаться от внешних элементов, что упростило схему. При необходимости частота генератора может быть изменена программированием соответствующих конфигурационных битов.

Порт РВ2 используется для управлением работой фонаря. Изменение режима работы осуществляется кнопкой SB1 без фиксации. Управляющая программа периодически опрашивает порт РВ2, к которому подключена кнопка SB1. При наличии на входе порта логического «0» (замыкании контактов кнопки на землю) происходит переключение режима работы фонаря. Непосредственно работой транзистора VT1, в коллекторную цепь которого включен светодиод EL1, управляет порт РВ0. При появлении на выходе порта логической «1», в соответствии с управляющей программой, транзистор открывается и светодиод загорается. Резистор R1 служит для ограничения тока, протекающего через светодиод.

Работает фонарь следующим образом. При подаче питания на схему (через штатный выключатель фонаря SA1 с фиксацией) происходит сброс (реинициализация) микроконтроллера, переводящая его в устойчивое рабочее состояние. Схема сброса выполнена на элементах R3C3.

Как уже отмечалось выше, никакой переделки корпуса фонаря не требуется. Необходимо лишь разместить кнопку управления режимами фонаря в любом удобном месте корпуса.

В конструкции применены обычные выводные компоненты и микросхемы в корпусе DIP.

Режимы работы фонаря с 1-м светодиодом:

- постоянное свечение светодиода;

- прерывистое свечение светодиода с постоянной скважностью;

- режим «SOS».

Разумеется, режимы работы фонаря могут быть при необходимости изменены. Для этого нужно всего лишь изменить управляющую программу. Никаких изменений схемы для этого не требуется.

Дальнейшим развитием вышеприведённой схемы было проектирование светодиодного фонаря с переменной яркостью свечения. Это особенно важно в автономных туристских походах и вообще в местах, где экономия энергоресурсов является определяющим фактором. Для упрощения схемы и повышения надёжности конструкции в целом было решено отказаться от ШИМ-регулирования и применить дискретный способ управления яркостью, а именно переключение групп светодиодов.

Поскольку основное требование к конструкции фонаря осталось прежним, то для размещения элементов на плате того же размера пришлось применить другую элементную базу, в основном SMD компоненты.

Преобразователь DA1 выполнен на микросхеме RH5RI33B фирмы RICOH (российский аналог - микросхема 1446ПН21 в корпусе SOT-89). Принцип работы данного преобразователя ничем не отличается от работы преобразователя на основе микросхемы КР1446ПН1. Работа управляющего элемента практически ничем не отличается от предыдущей схемы. Добавлен лишь ещё один транзисторVT2, посредством, которого коммутируется питание для второй группы светодиодов EL1 и EL2. Порт РВ2 используется для управлением работой фонаря. Изменение режима работы осуществляется кнопкой SB1 без фиксации. Управляющая программа периодически опрашивает порт РВ2, к которому подключена кнопка SB1. При наличии на входе порта логического «0» (замыкании контактов кнопки на землю) происходит переключение режима работы фонаря. Непосредственно работой транзисторов VT1 и VT2 , в коллекторную цепь которых включены светодиоды EL1 и EL2, EL3 соответственно, управляют порты РВ0 и РВ1. При появлении на выходе порта логической «1», в соответствии с управляющей программой, транзистор открывается и светодиод (светодиоды) загораются. Резисторы R4 - R6 служат для ограничения тока, протекающего через светодиоды.

Работает фонарь следующим образом. При подаче питания на схему (через штатный выключатель фонаря SA1 с фиксацией) происходит сброс (реинициализация) микроконтроллера, переводящая его в устойчивое рабочее состояние. Схема сброса выполнена на элементах R1C1. Далее работой фонаря управляют кнопкой SB1, выбирая необходимый режим работы.

3.1 Разработка структурной схемы светодиодного устройства

микропроцессорный светодиодный электронный индикация

Структурная схема устройства определяет основной состав изделия и его функциональные части, их название и взаимосвязь.

Структурная схема данного устройства представлена в графической части (КП 230101.4610.00 Э1)

Делись добром ;)