Автомат световых эффектов на микроконтроллере

Отличительной особенностью предлагаемого автомата является то, что световые эффекты воспроизводятся на светодиодной матрице 7x7, составленной из 49 одиночных светодиодов.

Автомат световых эффектов, схема которого показана на рис. 1, собран на основе микроконтроллера PIC16F628A. В его памяти хранится программа, реализующая пятнадцать автоматически чередующихся световых эффектов, таких как пульсирующая звезда, бьющееся сердце, вращающиеся стрелки и др. Световые эффекты воспроизводятся на матрице из светодиодов HL1— HL49, которые расположены на печатной плате в семь рядов (строк) и образуют семь колонок (столбцов). На линиях порта А и линии RB7 порта В формируются управляющие сигналы для ключей, собранных на транзисторах VT1—VT7, которые подают питающее напряжение на столбцы светодиодной матрицы. В зависимости от выходных напряжений на линиях порта В будут светить соответствующие светодиоды в строках.

Воспроизведение световых эффектов реализовано в динамическом режиме. Сначала на линиях порта В устанавливаются напряжения с логическими уровнями, заложенными в программе, затем на базу транзистора VT1 поступает напряжение высокого уровня, тем самым к источнику питания будет подключен первый столбец светодиодов. В этом столбце светят только те светодиоды, на катодах которых низкий уровень. Через 1,5 мс на базу транзистора VT1 поступит напряжение низкого уровня, и первый столбец светодиодов будет отключен от питания.

Затем на линиях порта В установится следующая комбинация логических уровней, а напряжение высокого уровня поступит на базу транзистора VT2, который подаст питание на второй столбец светодиодов. Так поочередно включаются и отключаются все столбцы. Поскольку продолжительность свечения одного столбца светодиодов составляет 1,5 мс, один полный кадр изображения, состоящий из семи столбцов отображается за 10,5 мс. Кадр повторяется несколько раз, поэтому зритель видит цельное изображение.

Линия RA4 порта А (вывод 3 микроконтроллера) имеет выход с открытым стоком, поэтому подключена к плюсовой линии питания через резистор R1, который ограничивает ток через эту линию порта, а также базовый ток транзистора VT7. Резисторы R2—R7 ограничивают базовые токи транзисторов VT1 —VT6, а резисторы R8— R14 — выходные токи линий порта В и соответственно через светодиоды.

В автомате применены резисторы МЛТ, оксидные конденсаторы — К50-35 или импортные, СЗ — К10-17. Транзисторы КТ315Г можно заменить любыми серий КТ315, КТ3102, а светодиоды АЛ307БМ — любыми в пластмассовом корпусе диаметром 5 мм Микроконтроллер PIC16F628A заменим на PIC16F628, он установлен в панель.

Все детали смонтированы на печатной плате из односторонне фольгиро-ванного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм. чертеж которой приведен на рис. 2. Установку светодиодов проводят в следующей последовательности. Сначала на плату крепят светодиоды первого ряда (HL1, HL8, HL15, HL22, HL29, HL36, HL43). При этом расстояние до их корпусов должно быть 5...7 мм. В отверстия 1 и 2 устанавливают перемычку 3 из луженого провода диаметром 0,4...0,6 мм так, чтобы она вплотную подходила к катодам этих светодиодов. Затем припаивают катоды к проволочной перемычке. Аналогично монтируют светодиоды остальных рядов, кроме последнего (HL7, HL14. HL21, HL29, HL35, HL42, HL49) поскольку их катоды соединены печатным проводником на плате. Источник питания — нестабилизиро-ванный сетевой блок питания с выходным напряжением 7...12 В и током 150 мА. Возможно применение батареи аккумуляторов или гальванических элементов. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3

Программа для микроконтроллера написана на ассемблере в среде MPLAB, его программирование проводилось с помощью программы IC-Prog 1.05D и JDM-программатора, описанного в журнале "Радио" за 2004 г.. № 2 на с. 51 (А. Долгий. "Программаторы и программирование микроконтроллеров"). Налаживания устройство не требует. При желании яркость свечения светодиодов можно изменить подборкой резисторов R8—R14. но при этом ток каждой линии порта не должен превышать 25 мА. Архив проекта можно скачать по этой ссылке.

Источник: Радио 2011 №6

C этой схемой также часто просматривают:

Генератор видеосигнала на микроконтроллере PIC16F84
Автомат кормления аквариумных рыб
Акустический автомат
Автомат защиты от перенапряжения
Устройство световых эффектов
Кухонный таймер на ATMega8
Схема имитатора полицейской мигалки
Акустический автомат управления освещением по двум хлопкам в ладоши
Мигающий светодиодный сигнализатор с низковольтным питанием