Светодиодные индикаторы уровня на микросхемах семейства LM3914, LM3915 и LM3916 — DRIVE2
Микросхемы LM3914, LM3915 и LM3916 фирмы National Semiconductors позволяют строить светодиодные индикаторы с различными характеристиками — линейной, растянутой линейной, логарифмической, специальной для контроля аудиосигнала.
Структура базовой микросхемы LM3914 семейства представлена на рис. 1. Ее основу составляют десять компараторов, на инверсные входы которых через буферный ОУ подается входной сигнал, а прямые входы подключены к отводам резистивного делителя напряжения. Выходы компараторов являются генераторами втекающего тока, что позволяет подключать светодиоды без ограничительных резисторов. Индикация может производиться или одним светодиодом (режим «точка»), или линейкой из светящихся светодиодов, высота которой пропорциональна уровню входного сигнала (режим «столбик»).
Входной сигнал UBX подают на вывод 5, а напряжения, определяющие диапазон индицируемых уровней, — на выводы 4 (нижний уровень UH) и 6 (верхний уровень UB). Эти напряжения должны быть в пределах от 0 до уровня, на 1,5 В меньше напряжения источника питания, подключаемого к выводу 3.
Индикатор на микросхеме LM3914 работает следующим образом. Пока напряжение на входе UBX меньше, чем на входе UH плюс «цена деления», ни один светодиод не светится. Как только эти напряжения сравняются, включается светодиод HL1, подключенный к выходу 1. В режиме «точка» при увеличении входного напряжения ток по выходу 1 прекращается и появляется ток выхода 2, при этом гашение первого светодиода и включение второго происходит одновременно, свечение как бы «перетекает» из одного светодиода в другой, и не возникает ситуации, когда оба светодиода погашены. В режиме «столбик» включение очередного светодиода, естественно, не вызывает гашения предыдущего.
Микросхема LM3914 предназначена для построения индикаторов с линейной шкалой, и все резисторы ее делителя имеют одинаковое сопротивление. У микросхемы LM3915 делитель рассчитан так, что включение каждого последующего светодиода происходит при увеличении напряжения входного сигнала в√2 раз (на 3 дБ), что удобно для контроля мощности УМЗЧ. Микросхема LM3916 специально предназначена для контроля уровня аудиосигнала. Шаг индикации у нее составляет 1 дБ в верхней части шкалы и увеличивается до 3 и 10 дБ в нижней части. В табл. 1 приведены уровни входного сигнала, включающего соответствующий светоди-од, при нормировании на максимальное напряжение 10 В.
Уровни в последней колонке приведены для случая использования микросхемы LM3916 для диапазона индикации -20…+3 дБ.
www.drive2.ru
РадиоКот :: Светодиодные индикаторы уровня
РадиоКот >Схемы >Аудио >Разное >Светодиодные индикаторы уровня
Поздравляю кота с днем рождения, желаю долголетия и творческих успехов.
Сейчас существует много специальных микросхем для построения различных вариантов измерителей напряжения( LM3914, LM3915 и т. п.). Но они бывают не во всех магазинах, да и цены иногда кусаются. В сети бродит большое количество схем индикаторов, различного исполнения и уровня сложности. Но практически все имеют некоторые недостатки. В этой статье я хотел бы предложить ещё 3 варианта несложных измерителей уровня, сделанных без применения микроконтроллеров из доступных электронных компонентов.
Вариант 1 — линейный.
Итак, устройство представляет собой вариант АЦП последовательного счёта, и состоит из следующих частей: тактовый генератор, счетчик, резистивный ЦАП, компаратор, регистр сдвига с защелкой.
Импульсы от генератора на DD1.1 DD1.2 тактируют двоичный счетчик DD2 и регистры DD3. DD4. Микросхемы DD3, DD4 соединены последовательно и образуют 16-ти битный сдвиговый регистр, к его выходу подключены пары светодиодов, составленные в 2 линейки. На них выводиться значение измеренного входного напряжения в виде светящегося столба.
Сигналы счетчика поступают на ЦАП, он формирует ступенчатое образцовое напряжение, которое через делитель R16 идет на инвертирующие входы компараторов. Если входное напряжение оказывается выше образцового, то в регистр заталкивается 1, если ниже, то 0. К регистру компараторы подключены через коммутатор на диодах, которым управляет вторая половина счетчика DD2. Цикл измерения напряжения одного канала длится 16 тактовых импульсов, по его окончанию регистр защелкиваются, а к его информационному входу подключается другой компаратор. И далее повторяется цикл измерения для второго канала.
Для экономии регистров сделана динамическая индикация. То есть пока измеряется напряжение второго канала, на первую светодиодную линейку выводится результат измерения первого канала. И наоборот, пока измеряется напряжение первого канала, светиться вторая линейка с результатами предыдущего измерения. Из-за высокой скорости переключения кажется, что обе линейки светятся одновременно.
Цепочки R3 – C4 и R4 – C5 определяют постоянную времени, то есть время реакции индикатора на изменение входного напряжения. При уменьшении номиналов в этой цепи скорость реакции увеличивается, но не стоит их слишком сильно занижать, так как возможно мерцание индикатора.
При указанных номиналах R1, C1 частота тактового генератора примерно 1кГц.
Резистором R15 регулируется уровень опорного напряжение, подаваемого на компараторы. Тем самым можно изменять чувствительность устройства.
Так как опорное напряжение завязано на уровни лог 1 и лог 0 микросхемы — счетчика., то питаться индикатор должен от стабильного источника напряжением 5в( стабилизатора на кр142ен5, 7805 и т. п.).
Для этой схемы печатная плата не разрабатывалась.
Вариант 2 — логарифмический.
Для использования в качестве индикатора в аудио технике первый вариант устройства не очень подходит, поэтому был сделан ещё один индикатор с логарифмической шкалой. От первого варианта он отличается только узлом формирования опорного напряжения. Но логарифмический резистивный ЦАП имеет более сложную структуру чем линейный, поэтому схема получилась несколько сложней и пришлось добавить ещё одну микросхему.
Характеристики:
напряжение питания — 5в;
входное напряжение 0 … 5в;
максимальный потребляемый ток ~150мА;
цена деления шкалы 3дб;
диапазон 48дб.
Принцип работы ничем не отличается от первого варианта, поэтому я не буду повторно его описывать, приведу только диаграмму работы. На ней хорошо видно отличие формы опорного напряжения.
Подстроечным резистором настраивается уровень 0дб.
Сборка.
Плата разведена под smd компоненты. Изготавливается из одностороннего стеклотекстолита, к статье прикреплен файл 01.lay
Вид в сборе.
На плате есть некоторые моменты, которые не отображены в схеме:
во-первых 6 смд перемычек 0805, их можно заменить на низкоомные резисторы;
во-вторых у меня не было подстроечного резистора на 240к, поэтому установлен на 220к к которому последовательно подключен постоянный на 20к.
Светодиодные линейки монтируются следующим образом.
Детали.
Микросхема — возможная замена
cd4520 — к561ие10, кр1561ие10
cd4069 — 74HC04, 74AC04, к561лн2, кр1561лн2
cd4053 — 74HC4053, кр1561кп5
lm393 — lm193, lm293, lm2903
Вариант 3 — ретро.
Ну и в завершении хотелось бы показать ещё одну схему линейного индикатора, из-за которой появились первые две. Идея этого индикатора стара, различные схемные реализации в литературе ходят очень давно, я лишь подправил её под себя.
Принцип работы. Импульсы от генератора на DD1.1 DD1.2 тактируют двоичный счетчик DD2, котрый подключен к резистивному ЦАП и десятичному дешифратору DD3. На выходе дешифратора последовательно появляются сигналы лог 0. А подключенные к ним пары светодиодов соответственно последовательно загораются, получается такой бегущий огонек. ЦАП формирует опорное ступенчатое напряжение, которое поступает на входы компараторов. К выходам компараторов, через транзисторные ключи, подключены аноды светодиодных линеек. Пока входное напряжение выше образцового светодиоды светятся, как только уровень опорного напряжения оказывается выше линейка отключается. Из-за высокой скорости переключения бегущий огонек сливается в линию, длина которой эквивалентна входному напряжению.
Микросхема к155ид10 является и плюсом и минусом данной схемы. Плюс в том, что у неё мощный выходы, держат ток до 80мА(по справочнику), это позволяет получит хорошую яркость шкалы несмотря на динамическую индикацию. А минус в энергопотреблении — микросхема старая, ток потребления без нагрузки почти 50мА, при этом она сильно нагревается. И что самое печальное у неё нет аналогов в более новых сериях микросхем.
Детали:
К155ЛА3 -К555ЛА3, КР1533ЛА3 и т. д. или 74HC00, 74HCT00, 74AC00 и т. д.
К155ИД10 -К555ИД10, 74LS145, также должна подойти К555ИД6 но яркость возможно будет хуже.
К155ИЕ5 -К555ИЕ5, КР1533ИЕ5 или 74LS93, 74HCT93, 74HC93 также на эту печатную плату можно установить К155ИЕ2, К555ИЕ2, КР1533ИЕ2, 74LS90и т. д.
КТ3107 с любым индексом или любой подходящий pnp транзистор, например BC556, BC557, 2N3906 и т. п.
Диоды КД521, КД522, 1N4148 и им подобные.
Сборка.
Файл печатной платы 02.lay приложен к статье.
Отверстия в площадках под светодиоды на краю платы должны быть диаметром не менее 1,2мм, так как в них впаивается сразу по 2 вывода.
На выводы питания микросхемы счетчика нужно припаять керамический конденсатор емкостью 0.1мкФ.
Светодиодные линейки собираются следующим образом:
Заключение.
Все схемы можно применить и для измерения постоянного тока. Например в зарядном устройстве, для контроля напряжения и тока зарядки. Для этого нужно убрать входной конденсатор и диоды выпрямителя, и добавить резистор делителя.
Литература.
- Ю.А.Быстров, А.П.Гапунов, Г.М.Персианов. Сто схем с индикаторами. «Массовая радиобиблиотека». Выпуск 1134.
- Цифровой шкальный индикатор напряжения — Радиоконструктор №3 2001г стр. 21
- Светодиодные измерители уровня сигнала — Радио 1987, № 10
- Logarithmic Attenuator Calculator https://www.eijndhoven.net/jos/attenuator-calculator/index.html
Файлы:
Печатная плата 3
Печатная плата 2
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
www.radiokot.ru
Шкальный индикатор | Светодиодное табло
См. также: Статья Дискретный шкальный индикатор
Шкáльный светодиодный индикатор — это знакосинтезирующий дискретный показывающий прибор, предназначенный для визуального отображения уровней или значений величин в виде количества или положения элементов индикации на дискретной шкале. Это разновидность матричного индикатора, в котором есть только одна строка. Шкальный, или линейный индикатор имеет несколько однотипных элементов индикации, расположенных вдоль прямого отрезка или кривой линии. Светодиодные шкальные индикаторы выпускаются на различное количество элементов индикации, в зависимости от назначения. При необходимости изготовления шкалы значительной длины, индикаторы устанавливают друг за другом.
Основное назначение шкальных индикаторов — визуальное отображение уровня сигнала в различных приборах. Элементы индикации в шкальном индикаторе чаще всего имеют статичное управление, при котором каждый элемент (пиксел) управляется отдельно. Для удобства восприятия разные участки шкалы делают разного цвета. Например, начальную часть — зеленую в диапазоне допустимых значений, затем — желтую в области предельных значений и красную для индикации превышения уровня сигнала.
Для управления шкалой светодиодов в советские времена была разработана специальная микросхема ИД11 (серия 155,555,554 и другие). Она позволяет напрямую подключить светодиодную шкалу к выходу АЦП. При этом получается шкала с заполнением, когда светятся все светодиоды от нулевой позиции до показываемого значения.
Еще один вариант управления светодиодной шкалой предоставляет микросхема A277D или UAA180 (наш аналог К1003ПП1). Эта микросхема уже содержит аналого-цифровой преобразователь и драйверы светодиодов. Она позволяет создать шкалу с заполнением и без в зависимости от схемы включения и управляет 12 светодиодами. Имеется возможность задать яркость свечения, начальное значение и диапазон измерения. Возможно каскадное включение для увеличения длины шкалы.
В настоящее время, с развитием микроконтроллеров, стало проще управлять шкалой программным способом. Все светодиоды индикатора подключаются к выводам микроконтроллера. При таком управлении, возможна индикация максимумов динамического сигнала, когда текущее значение показывается в виде заполненной шкалы, а максимальное — в виде светящейся точки. Максимальное значение горит не более секунды, но хорошо показывает динамику измеряемого сигнала.
Шкальные светодиодные индикаторы применяются в бытовых приборах для индикации уровня заряда батареи, качества или уровня сигнала, везде где не требуется высокая точность, но нужна наглядность и простота.
Литература:
Лисицын Б.Л. Низковольтные индикаторы: Справочник. — М.: Радио и связь, 1985. — С. 63–66, 95–101, 108–123, 132–135.
В начало о корпусах светодиодов >>>
led-displays.ru
светодиодный индикатор уровня низкочастотного сигнала
Под катом обзор сабжа.Радиоконструктор пришел в пакетике:
Детали:
Плата односторонняя, без металлизации, сделано качественно, паять легко, обозначения деталей и номиналы обозначены:
По фото видно, что плата отличается от платы, отображенной на лоте продавца — есть разъем J3
Инструкция и схема:
Схема в большом разрешении
Спаял. Вот что получилось:
За пайку не ругайте — 27 лет ничего на печатках не паял. Первый опыт.
Лишних деталей в комплекте нет.
Когда паял выяснились три непонятки.
1. Не понятно, зачем тут разъем-перемычка J3? В комплекте конструктора нет ни разъема, ни перемычки. При включении как-то непонятно работают только половина светодиодов (красные и ниже). Запаял (закоротил) контакты J3
2. Резистор R9. На распечатке указан 560 Ом. В наборе — 2.2 кОм. Я из старых запасов поставил резистор МЛТ, как указанно в схеме — 560 Ом. Подумал, что китайцы перепутали что-то. При включении постоянно горели два нижних желтых светодиода — D1,D2. Перепаял резистор — взял из набора резистор в 2.2 кОм — стало работать как нужно.
Изменение в схеме — правильный резистор
3. Если загорается крайний красный светодиод и горит постоянно — то градусов до 60 начинает греться резистор R5. Странно.
Питание схемы — 9-12 Вольт. Подал 12 В на питание. Все работает нормально. Подстроечным резистором можно выставить максимально отображаемый уровень сигнала. Минимальный уровень, если подавать на устройство сигнал напряжением 1.9 Вольт:
Отсюда вывод -при штатном напряжении питания 9-12 Вольт индикатор лучше подключать к выходам УНЧ, а не после предварительного усилителя или на вход УНЧ после регулятора громкости.
Шкала свечения светодиодов — логарифмическая. Как индикатор разряда аккумулятора использовать не получится. Если подключить выход с наушников сотового телефона на максимальной громкости на вход, то горят максимум 6 желтых светодиодов.
Дальше решил поэкспериментировать с уменьшением напряжения питания. Вывод — чем меньше напряжение питания — тем чувствительнее устройство. Работало нормально от 5 в — красные светодиоды в этом случае горели и от сотового телефона. Если уменьшить напряжение до 3 вольт, светодиоды тускло горят, но не мигают. Видимо это предел. Так что я бы не запитывал от напряжения, меньше 5 вольт.
Вывод: простой, интересный радиоконструктор. Можно оборудовать им какой-нибудь самодельный УНЧ. Минусы — неудобное крепление платы — только одно крепежное отверстие. Плата (из-за панельки и микросхемы) получается достаточно высокая. Если поставить параллельно две платы, то расстояние между светодиодами обоих каналов будет достаточно большое.
mysku.ru
РадиоКот :: Линейные индикаторы на светодиодах.
РадиоКот >Статьи >Линейные индикаторы на светодиодах.
В 1984 году болгарский инженер Кирил Мечков в журнале «Радио, телевизия, електроника» предложил схемы двухцветных линейных индикаторов напряжения на светодиодах. Принцип действия основан на разнице в напряжениях зажигания светодиодов красного и зеленого свечения. Схемы работают при приложении к входу положительного, относительно корпуса, напряжения. Во всех приведенных схемах VD1…VD10-светодиоды красного свечения, VD11…VD20-зеленого.
Схема, изображенная на Рис.1, работает следующим образом. При нулевом напряжении на входе транзисторы VT1…VT10 закрыты. Ток от источника +30В протекает через стабилизатор тока, собранный на транзисторе VT11 и резисторах R11…R13, и зеленые светодиоды с напряжением зажигания 1,9-2,0В. Высвечивается зеленая линейка. По мере увеличения входного напряжения транзистор VT1 открывается и ток начинает течь как через VD11, так и через VD1. При полностью открытом транзисторе VT1 светодиод VD1, с напряжением зажигания 1,5-1,6В, оказывается подключенным параллельно VD11 и шунтирует последний. В линейке гаснет зеленый светодиод и зажигается красный. При дальнейшем увеличении входного напряжения процесс повторяется для VT2, VD2, VD12 и так далее до VT10. Зеленая линейка на шкале заменяется красной.
Стабилизатор тока VT11 уменьшает влияние входного напряжения на яркость свечения светодиодов(для его нормальной работы и требуется питание схемы +30В).
В схеме на Рис.2 при нулевом входном напряжении транзисторы VT1…VT10 открыты, и светится красная линейка. По мере увеличения входного напряжения транзисторы, начиная с VT1 последовательно закрываются, гася красные светодиоды и зажигая зеленые.
В схеме на Рис.3, при отсутствии входного напряжения, VT1…VT10 закрыты. Светятся зеленые светодиоды и один красный (полоса с курсором). При увеличении входного напряжения VT1 открывается и подключает к корпусу светодиод VD2. Зажигаясь, VD2 шунтирует последовательно соединенные VD1 и VD11 и гасит их. Зеленая линейка укорачивается, курсор перемещается вслед за ней. И так далее до полного погасания индикаторной полосы.
Схема на Рис.4 работает по обратному принципу. При нулевом напряжении на входе светодиоды не горят, так как зашунтированы открытыми транзисторами VT1…VT10. При повышении входного напряжения, сначала закрывается транзистор VT1. Ток начинает протекать через светодиоды VD1 и VD11. В индикаторной полосе зажигаются зеленая и красная точки. При закрывании, под действием входного напряжения, транзистора VT2 VD1 гаснет, но зажигаются VD2 и VD12 и продолжает гореть VD11. Зеленая полоса увеличивается, красный курсор перемещается.
В схемах можно использовать транзисторы широкого применения с напряжением коллектор-эмиттер не ниже 30В из серий КТ315, КТ361, КТ3102, КТ3107, и.т.п.
Вопросы, как обычно, складываем тут.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
www.radiokot.ru
Универсальный светодиодный индикатор уровня сигнала
Приветствую, Самоделкины!Сегодня мы вместе с автором YouTube канала «Radio-Lab» будем собирать радиоконструктор.
Это светодиодный индикатор уровня звукового сигнала. Предназначен он для визуального контроля уровня звукового сигнала, что облегчает контроль устройства, например, чтобы сигнал на входе или выходе усилителя звука или микрофонного усилителя не превышал определенного уровня. Это очень удобно делать с помощью индикатора уровня сигнала. Еще это визуально выглядит красиво. Такие индикаторы можно часто увидеть на заводских устройствах.
Чаще всего это прыгающие светящиеся столбики или двигающиеся стрелки. Стрелочные индикаторы стоят дорого, потому пока будем собирать более дешевую светодиодную версию. Набор идет в запаянном пакете, аккуратно разрезаем и достаем содержимое пакета.
В наборе идет печатная плата, провода и разные радиодетали. Для удобства разложим все детали, их немного.
Инструкции в комплекте нет. С виду печатная плата отличного качества, что и куда паять есть на самой плате.
Основой этого модуля являются 2 микросхемы.
Одна — это операционный усилитель UA741 и микросхема драйвера LM3915 с логарифмической шкалой на 10 выходов, диапазон 30 дБ по 3 дБ на шаг. Это популярная микросхема, информация по ней есть в интернете.
В наборе для установки микросхем есть панельки, удобно на случай замены или тестов.
Ну а теперь можно приступить к сборке. В первую очередь будем устанавливать постоянные резисторы. Чтобы узнать номинал детали автор использует вот такой тестер радиодеталей.
Это удобно. Номинал резистора составил 2,2 кОм. А теперь находим по маркировке место его установки на плату.
Примеряем резистор, загибаем ножки, устанавливаем, откусываем лишнее и припаиваем детали на плату.
В наборе идут 3 многослойных конденсатора, номиналы указаны на корпусе. Смотрим по плате и устанавливаем их на свои места.
Желтые конденсаторы установлены. Теперь будем паять диоды и стабилитроны. Они одинаковые и легко напутать, нужно внимательно смотреть маркировку на корпусе детали.
Смотрим маркировку и берем 2 диода. Находим их место на плате. Обязательно нужно соблюдать полярность, для этого есть метки на корпусе и плате.
Вот опять одинаковые диод и стабилитрон.
Опять же на корпусе есть маркировка и по ней нужно искать аналогичные номера на плате. Вот на корпусе этой детали есть надпись 6,2В — это стабилитрон. Ищем на плате и ставим его на свое место.
Осталось установить и запаять стабилитрон, который побольше. Диоды и стабилитроны установлены. На плате есть перемычка «J», согнем кусочек провода и установим данную перемычку.
Электролитические конденсаторы одинаковые, нужно просто соблюдать полярность установки (для этого есть метки на корпусе детали и на плате).
По рисунку устанавливаем подстроечный резистор. По ключам устанавливаем панельки для микросхем. Есть возможность установить подстроечный резистор горизонтально — так и сделаем, так компактнее.
На плате есть место для установки 11-ти светодиодов. Более длиная ножка светодиода — это плюс. По рисунку или маркировке устанавливаем светодиод на плату. Десятый светодиод – красный.
Дальше, с уменьшением номера, используются желтые и зеленые светодиоды. Запаиваем все светодиоды на свои места.
По высоте все ровно. Далее устанавливаем по ключам микросхемы на свои места в панельки.
Еще автор допаял провода для подключения индикатора (красный и синий — плюс и минус питания, а желтый и черный – это вход для сигнала).
Ну а теперь, можно сказать, все готово. Индикатор уровня сигнала полностью собран, флюс отмыт и теперь все красиво.
На этой плате имеются 2 входа: низкоуровневой (если сигнал слабый, например, на входе усилителя) и высокоуровневый, например, если плату подключить на выход усилителя. Мы будем использовать низкоуровневый вход.
На картинке можно увидеть все характеристики по входам.
Напряжение питания платы составляет 12В. Чтобы проверить работоспособность будем питать плату от аккумулятора 12В. Если подать питание, то можно увидеть, что светодиодный столбик подпрыгивает и затухает — это уже хорошо.
Нулевой светодиод светится постоянно при наличии питания. Для подачи звукового сигнала будем использовать вот такой провод для подключения к телефону:
Желтый провод автор припаял к сигнальному звуковому проводу, а чёрный к общему проводу. Если плат две, то вторая аналогично подключается ко второму каналу. Для проведения тестов только что собранного светодиодного индикатора уровня звукового сигнала, автор решил использовать усилитель на микросхеме TDA70377 с питанием от 12В для удобства, чтобы показать, но можно взять и другой.
На вход усилителя подключаем провод линейного входа, и туда же на один из каналов подключен индикатор уровня сигнала. Провода питания индикатора подключены параллельно на провода питания усилителя.
Проверяем, если все нормально, тогда подаем питание на усилитель. Можно увидеть, что индикатор уровня заработал (индикаторный светодиод сигнализирует об этом).
Также запитан и усилитель звука. Теперь попробуем подключить телефон и включить музыку. Давайте посмотрим на работу индикатора уровня сигнала.
Теперь давайте попробуем добавить громкость на максимум.
Также на этой плате имеется настройка чувствительности. Вращением подстроечного резистора против часовой стрелки начинает засвечиваться больше светодиодов.
Это позволяет настроить плату так как это необходимо. Такая подстройка делает ее более универсальной. Если перемычку «J» снять, то плата из режима «столбик» переходит в режим «точка», тоже иногда нужная функция.
Но если вам нужны столбики, то перемычку необходимо запаять на место. Монтировать платы легко, для этого есть специально предусмотренные крепежные отверстия.
Также платы можно монтировать на стойках друг над другом по принципу бутерброда и получить, например, стереоиндикатор из двух плат, или квадро индикатор и так далее.
Вот такой вот интересный радиоконструктор. Светодиоды можно поменять на более интересные, побольше или прямоугольные. Проблем со сборкой у автора не возникло. Если все правильно, то индикатор заработает сразу. Подключается и настраивается он довольно легко, можете пробовать собирать. С использованием этой платы можно сделать красивую визуализацию, например, для усилителя, портативной колонки и многого другого, а также контролировать уровень входного и выходного сигнала. В общем дальше уже дело фантазии. Ну а на этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео:
Источник
Купить Kit-набор на Aliexpress
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.usamodelkina.ru
Самодельный светодиодный индикатор в slim факторе / Habr
Недавно я писал статью про самодельный bluetooth велокомпьютер. Было оживлённое обсуждение. Одним из предложений по модернизации, была идея добавить индикацию или жк экран. Идея мне понравилась. И я решил подумать как её воплотить в жизнь.
Так как велокомпьютеры уже были сделаны, корпус был практически весь занят, то вариант с жк экраном отпадал. Нужен был размер 40х30мм, с учетом всех шлейфов и проводов, и по толщине не больше 2-3мм. Также осталось немного свободных выводов. Различные светодиодные индикаторы (три цифры, шкала) не влезали. Тогда в голову и пришла очень хорошая мысль — сделать самодельный индикатор из SMD светодиодов. Взять тонкий односторонний текстолит, разместить на нём нужное количество светодиодов, в нужном порядке и получится отличный индикатор. Представив, что ко всем светодиодам нужно вести провода, я решил, что на плате поместится и дешёвый микроконтроллер, который будет сам управлять всеми светодиодами, а основной МК велокомпьютера будет управлять индикатором по одному проводу.
В итоге получился очень компактный (толщина всего 3мм) индикатор. Управление по одному проводу, и еще 2 на питание. Если у вас есть уже готовые приборы, или вы планируете сделать прибор, и нужен индикатор, то самодельный индикатор самый отличный вариант. Разберём подробнее как он работает.
МК я выбрал самый не дорогой — SMT8S003, такой же как в велокомпьютере. У него всего 20 ног. Если убрать ноги питания и управления, то остаётся 14 ног. Первая задача, которую надо было решить, управлять этими ногами как можно большим количеством светодиодов.
В голову сразу пришло решение, что на одну ногу можно повесить 2 светодиода, одним выводом на GND, а вторым на VDD. На каждый светодиод по резистору. По такой схеме.
Управлять просто. Подаём на вывод 0, горит один светодиод, подаём 1 — горит второй светодиод. Переводим в третье состояние (вход) не горит ни один. Получается на 14 выводов можно повесить 28 светодиодов. Очень не плохо.
Сын нарисовал сам индикатор. Для велокомпьютера, самый полезный вид индикатора, после цифр — шкала. Индикатор состоит из 2 шкал по 8 светодиодов, и ещё 4 различных статусных светодиода. Итого 20 светодиодов. Я быстро набросал плату, протравил, запаял и начал тестировать.
Включаю МК, все выводы в третьем состоянии, ничего не должно гореть. И… Светодиоды горят. Конечно, им хватает напряжения в 5 вольт, чтобы тускло светится. Так не пойдёт, меняем схему…
Ещё больше светодиодов
Немного подумав, пришла другая идея. Подключить светодиоды не к питанию и земле, а к ещё двум выводам МК. Тогда точно можно выключить всё. Пробуем, отлично работает. За счёт динамической индикации, все красиво мигает. Можно управлять каждым светодиодом.
В итоге на будущее получилась такая схема:
Выделяем несколько управляющих выводов и рабочих. Резисторы ставим только на управляющие upr1 upr2. Таким образом, сильно упрощается схема и трассировка платы. На 14 выводах можно разместить до 96 светодиодов. 6 управляющих и 8 рабочих, плюс на каждом по 2 светодиода. Более чем достаточно, рука паять устанет.
Как оказалось можно и больше. Чарли Аллен пошёл ещё дальше, разместив по несколько светодиодов еще и между управляющими выводами. Таким образом, можно разместить на 16 выводах до 16*15 светодиодов. Но, в его схеме добавляется много резисторов, а также надо, чтобы все светодиоды были одного цвета, в общем есть небольшие проблемы. Вывод — 96 светодиодов более чем достаточно.
Для управления каждым светодиодом, используется метод динамической индикации. В один момент времени можно зажечь по одному светодиоду на управляющий вывод. Далее нужно перебрать все пары, это состояния индикации, и так по кругу. Так как плата уже была сделана, то я её переделал в один управляющий вывод и один резистор. Получилось 20 светодиодов на одном выводе и 10 рабочих выводов. Итого 20 состояний.
Для понижения потребления энергии, МК работает на частоте 2МГц. Чтобы перебрать 20 состояний с частотой в 50Гц хотя бы, нужен таймер с частотой в 1000Гц. Дополнительно захотелось ещё по управлять яркостью. Но получается, чтобы понизить ее в 10 раз, нужно частоту таймер 10 000Гц, а в 100 раз 100 000 Гц. При этом в обработчике прерывания нужно перебрать все варианты и зажечь нужный светодиод. В общем МК не справлялся. Пришлось перейти на вариант с PWM модуляцией.
В итоге получилась простая программа. Используем один таймер — TIM2, с возможностью ШИМ генерации. Настраиваем частоту таймера на 1000Гц, а максимальное значение таймера 125 — разрядность ШИМ, которая будет определять градации яркости. В итоге, можно задать любое значение яркости от 0 до 125. В момент срабатывания второго прерывания таймера, по сравнению с заполнением ШИМ, выключаем все светодиоды.
В итоге получился отличный индикатор. За счёт регулирования яркости потребление в активной фазе составляет от 1 мА до 4мА.
Сам индикатор готов, в корпусе от велокомпьютра он выглядит так:
Для управления индикатором, я выбрал протокол 1-wire. Описывать его не буду. Скажу только, что пришлось помучаться, чтобы успеть обработать прерывание и выдержать нужные тайминги, но в итоге все заработало. Велокомпьютер как Master, а индикатор как Slave. Для управления надо передать 4 байта. Первый байт — команда, яркость и один бит для перехода в спящий режим, остальные 3 байта — светодиоды, по биту на светодиод.
Первое, что пришло в голову отображать на индикаторе — это скорость и каднес. Служебные светодиоды оставить для статуса блютус, нарушения контроля скорости и каденса и еще один — контроль расстояния.
После опытных испытаний, добавил возможность отображать оставшееся расстояние от заданного или оставшиеся калории от заданных. Получилось очень удобно. Ставишь план — потратить за прогулку 2000 Кал, едешь и сразу видишь, осталось ещё половина. Вывод — индикация вещь полезная.
Сыну очень понравилось, он загорелся идеей сделать брелок — индикатор с аккумулятором в эпоксидной смоле. Пошёл думать.
Часы — светодиоды в два круга — часы и минуты.
Стороны света — для электронного компаса.
Шкала для инкрементного поворотного энкодера.
Несколько шкал в одном индикаторе.
Сердечко для музыкальной открытки.
Матрица 8х8 для отображения картинок.
Тонкий семисегментный индикатор на одну цифру 11 светодиодов.
В общем, идей как это можно использовать — много.
На github, как обычно плата, программа, реализация протокола 1-wire и динамической индикации. Кому нужно, можете использовать в своих проектах.
habr.com
