جدول المحتويات:
2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-13 06:56
تم تعليق الشموع الإلكترونية عدة مرات على Instructables فلماذا هذا؟
في المنزل ، لدي منازل عيد الميلاد الصغيرة شبه الشفافة التي تحتوي على بصيرة LED وبطارية صغيرة. تحتوي بعض المنازل على مصابيح LED ذات تأثير شمعة وبعضها يحتوي على مصابيح LED مضاءة فقط. البطاريات الصغيرة فارغة بسرعة نسبيًا ، وبما أنني أردت أن يكون لها تأثير شمعة في جميع المنازل ، فقد قررت أن أجعله مشروعًا للموافقة المسبقة عن علم. بالطبع يمكنك تحويله إلى مشروع اردوينو أيضًا.
إذن ما الذي يجعل هذه الشمعة الإلكترونية مميزة؟ تحتوي كل من PIC و Arduino على أجهزة Pulse Width Modulation (PWM) على اللوحة والتي يمكن استخدامها لإنشاء تأثير شمعة باستخدام مصباح LED ولكن في حالتي كنت أرغب في الحصول على 5 شموع إلكترونية مستقلة باستخدام وحدة تحكم واحدة وهذا غير موجود ، على الأقل ليس كذلك الذي أعرفه. الحل الذي استخدمته هو إنشاء إشارات PWM الخمس المستقلة بالكامل في البرنامج.
الخطوة 1: تعديل عرض النبض في البرنامج
تم وصف تعديل عرض النبض عدة مرات ، على سبيل المثال في مقال اردوينو هذا:
يحتوي كل من PIC و Arduino على أجهزة PWM خاصة على متن الطائرة تجعل من السهل إنشاء إشارة PWM هذه. إذا أردنا عمل إشارة PWM واحدة أو أكثر في البرنامج ، فنحن بحاجة إلى مؤقتين:
- جهاز ضبط وقت واحد يستخدم لتوليد تردد PWM
- مؤقت واحد يستخدم لإنشاء دورة عمل PWM
كل من أجهزة ضبط الوقت تولد وتتقطع عند الانتهاء ، وبالتالي فإن معالجة إشارة PWM تتم بشكل كامل. بالنسبة لتردد PWM ، أستخدم المؤقت 0 للموافقة المسبقة عن علم وأتركه يفيض. مع ساعة مذبذب داخلي تبلغ 8 ميجاهرتز ومقياس مسبق لـ 64 تكون الصيغة: Fosc / 4/256/64 = 2.000.000 / 256/64 = 122 هرتز أو 8 ، 2 مللي ثانية. يجب أن يكون التردد مرتفعًا بدرجة كافية حتى لا تتمكن العين البشرية من اكتشافه. تردد 122 هرتز هو وسيلة كافية لذلك. الشيء الوحيد الذي يفعله روتين مقاطعة المؤقت هذا هو نسخ دورة العمل لدورة PWM جديدة وتشغيل جميع مصابيح LED. يقوم بذلك لجميع المصابيح الخمسة بشكل مستقل.
تعتمد قيمة المؤقت للتعامل مع دورة عمل PWM على كيفية صنع تأثير الشمعة. في أسلوبي ، أقوم بمحاكاة هذا التأثير من خلال زيادة دورة العمل بقيمة 3 لزيادة سطوع مؤشر LED وتقليله بقيمة 25 لتقليل سطوع مؤشر LED. بهذه الطريقة تحصل على تأثير يشبه الشمعة. نظرًا لأنني أستخدم حدًا أدنى للقيمة 3 ، فإن عدد الخطوات للتحكم في دورة العمل الكاملة ببايت واحد هو 255/3 = 85. وهذا يعني أن مؤقت دورة العمل PWM يجب أن يعمل بتردد 85 مرة من تردد مؤقت التردد PWM وهو 85 * 122 = 10.370 هرتز.
بالنسبة لدورة عمل PWM ، أستخدم المؤقت 2 للموافقة المسبقة عن علم. هذا مؤقت مع إعادة التحميل التلقائي ويستخدم الصيغة التالية: الفترة = (إعادة التحميل + 1) * 4 * Tosc * Timer2 قيمة المقياس المسبق. مع إعادة تحميل 191 ومقياس مسبق 1 نحصل على فترة (191 + 1) * 4 * 1 / 8.000.000 * 1 = 96 لنا أو 10.416 هرتز. تقوم دورة عمل PWM بمقاطعة الفحوصات الروتينية إذا مرت دورة العمل وإيقاف تشغيل مؤشر LED الذي تم إكمال دورة العمل من أجله. إذا لم يتم تمرير دورة العمل ، فإنها تقلل من عداد دورة العمل بـ 3 وتنهي الروتين. يفعل هذا لجميع المصابيح بشكل مستقل. في حالتي ، يستغرق روتين المقاطعة هذا حوالي 25 دولارًا أمريكيًا ، وبما أنه يطلق عليه كل 96 دولارًا أمريكيًا ، فإن 26 ٪ من وحدة المعالجة المركزية تستخدم بالفعل لإدارة دورة عمل PWM في البرنامج.
الخطوة 2: الأجهزة والمكونات المطلوبة
يوضح الرسم التخطيطي النتيجة النهائية. على الرغم من أنني أتحكم فقط في 5 مصابيح LED بشكل مستقل ، فقد أضفت مؤشر LED سادسًا يعمل مع أحد المصابيح الخمسة الأخرى. نظرًا لأن PIC لا يمكنه تشغيل مصباحي LED على طرف منفذ واحد ، فقد أضفت ترانزستورًا. يتم تغذية الإلكترونيات بواسطة محول تيار مستمر بجهد 6 فولت / 100 مللي أمبير ويستخدم منظم الجهد المنخفض للحصول على 5 فولت ثابت.
أنت بحاجة إلى المكونات التالية لهذا المشروع:
- 1 متحكم PIC 12F615
- 2 مكثفات سيراميك: 2 * 100nF
- المقاومات: 1 * 33 كيلو ، 6 * 120 أوم ، 1 * 4k7
- 6 مصابيح LED برتقالية أو صفراء ، سطوع عالي
- 1 ترانزستور BC557 أو ما يعادله
- 1 مكثف إلكتروليتي 100 فائق التوهج / 16 فولت
- 1 منظم الجهد المنخفض LP2950Z
يمكنك بناء الدائرة على لوح التجارب ولا تتطلب مساحة كبيرة كما يتضح في الصورة.
الخطوة 3: البرامج المتبقية والنتيجة
الجزء المتبقي من البرنامج هو الحلقة الرئيسية. تزيد الحلقة الرئيسية من سطوع مصابيح LED أو تنقصها عن طريق ضبط دورة العمل بشكل عشوائي. نظرًا لأننا نزيد فقط بقيمة 3 والتناقص بقيمة 25 ، علينا التأكد من أن التناقصات لا تحدث كثيرًا مثل الزيادات.
نظرًا لأنني لم أستخدم أي مكتبات ، فقد اضطررت إلى إنشاء مولد عشوائي باستخدام سجل تغيير ردود الفعل الخطي ، انظر:
en.wikipedia.org/wiki/Linear-feedback_shif…
يتأثر تأثير الشمعة بمدى سرعة تغيير دورة عمل PWM بحيث تستخدم الحلقة الرئيسية تأخيرًا يبلغ حوالي 10 مللي ثانية. يمكنك ضبط هذا الوقت لتغيير تأثير الشمعة لاحتياجاتك.
يُظهر الفيديو المرفق النتيجة النهائية حيث استخدمت غطاءًا فوق مؤشر LED لتحسين التأثير.
لقد استخدمت JAL كلغة برمجة لهذا المشروع وأرفقت الملف المصدر.
استمتع بجعل هذا Instructable ونتطلع إلى ردود أفعالك ونتائجك.