Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Computer Controls
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterownik oświetlenia nocnego

jankomuzykant 27 Lis 2011 18:57 15058 25
  • Sterownik oświetlenia nocnego

    Ten mały projekt rozwiązuje problem oświetlenia nocnego miejsc, takich jak schody, korytarz itp. Umożliwia włączenie światła na czas przejścia i automatyczne wyłączenie po zadanym czasie przy zasilaniu autonomicznym (bateryjnym), dzięki czemu jest niezależny od dostępu w danym miejscu sieci elektrycznej. Prototyp oświetla schody biegnące na antresolę.

    Układ składa się z jednego z mikroprocesorów '51 Atmela (schemat ideowo-montażowy ukazuje rozwiązania i dla dużych, i małych procesorów), kwarcu 6MHz (wartość ta jest niekrytyczna), kondensatorów oscylatora (22pF bądź 4,7pF w zależności od procesora; we własnym rozwiązaniu pominąłem je bez konsekwencji), kondensatorów blokujących zasilanie i reset (100nF, wartość niekrytyczna) oraz rezystora 18R ograniczającego prąd diod LED do ok. 25mA (przy napięciu zasilającym 4,5V).

    Sterownik oświetlenia nocnego

    Układ jest zasilany trzema ogniwami AAA, a pobór prądu wynosi ok. 30mA podczas pracy i jest pomijalny podczas czuwania. Zatem przy kilkukrotnym użyciu na dobę komplet małych paluszków wystarczy przynajmniej na rok pracy, dużych (AA) – na trzy lata.

    Użycie mikroprocesora pozwoliło na realizację efektów: łagodnego rozjaśnienia, przetrzymania oświetlenia przez zadany czas i powolnego wyciemnienia światła. Czasy można zmieniać w szerokich granicach poprzez deklarowanie zmiennych w programie: fadein (czas zjaśnienia), time (czas podtrzymania), fadeout (czas ściemnienia). Obecnie czasy te wynoszą odpowiednio ok. sekundy, minuty i 30 sekund.

    Po cyklu świecenia mikroprocesor przechodzi w tryb zamrożenia i ponowna praca jest możliwa po jego zresetowaniu. Dlatego też włączenie światła realizowane jest widocznym na schemacie przyciskiem zwierającym reset z zasilaniem, który w przypadku np. schodów, można zdublować równolegle (na zdjęciu znajduje się na początku i na końcu poręczy).

    Port pierwszy pracuje na wspólne obciążenie celem zwiększenia wydajności prądowej. W urządzeniu prototypowym zasilał cztery równolegle połączone białe LEDy. Gdyby prąd 25mA był zbyt niski, poprzez tranzystor polowy można wysterować odbiorniki o większym poborze prądu. Należy jednak pamiętać o tym, iż zasilanie zmienia się w szerokich granicach, a zatem prąd będzie się zmieniać także. Dlatego doboru wartości rezystancji dla surowych LEDów mocy (bez sterownika prądowego) należy dokonywać przy maksymalnym napięciu teoretycznym (ok. 4,5V). W razie potrzeby układ można zasilać czterema ogniwami.

    Port 3.7 zmienia stan z częstotliwością ok. 3Hz i można go wykorzystać jako wskaźnik pracy sterując nim LEDą podpiętą do zasilania poprzez rezystor ok. 1kR.

    Część procesorów katalogowo pracuje tylko od 4V, a więc nie przy napięciach dostępnych z trzech baterii (3-4,5V), jednakże w praktyce, przy tej częstotliwości kwarcu daje sobie radę nawet z napięciem 2,8V.

    Układ zbudowany jest bez płytki drukowanej ze względu na prostotę i w wykonaniu prototypowym w całości schowany pod poręczą widoczną na zdjęciu.

    Fajne! Ranking DIY
    O autorze
    Specjalizuje się w: automatyka przemysłowa
    jankomuzykant napisał 167 postów o ocenie 530, pomógł 2 razy. Mieszka w mieście Kraków. Jest z nami od 2007 roku.
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • Computer Controls
  • #2
    Galareta
    Poziom 21  
    Po 1 czy na pewno ten procesor nie jest przeciążony prądowo a po 2 nie da się tego zrobić prościej? Kondensator opornik i jakiś tranzystor załatwia sprawę...
  • #3
    jankomuzykant
    Poziom 13  
    Galareta napisał:
    Po 1 czy na pewno ten procesor nie jest przeciążony prądowo a po 2 nie da się tego zrobić prościej? Kondensator opornik i jakiś tranzystor załatwia sprawę...

    Lekko jest (producent dopuszcza 15mA dla całego portu P1, ale już 71mA dla sumy - to dla 89S52, dla innych procesorów bywa inaczej, np. 89S2051 - 25mA, ale już 41 - 15mA). Jednakże to są warunki poprawnej pracy zgodnie z deklaracją, a więc maksymalny poziom niski i szybkość przełączania. W praktyce, gdy te parametry nie mają znaczenia - a tak tu jest - można spokojnie wyciągnąć nieco więcej bez jakiejkolwiek szkody. W końcu miliamper więcej na port jeszcze niczego nie spali.

    Co do ''prościej'' - proszę, zaprojektuj kondensatorem, opornikiem i jakimś tranzystorem układ, który płynnie w ciągu sekundy zaświeci się, będzie się następnie świecił przez minutę, po czym wygasi się do zera w ciągu 30 sekund i pozostanie tak w czuwaniu pobierając mikroampery.
    Oj, chyba nie czytaliśmy dokładnie opisu :)
    Uprzedzając kolejne pytanie - po co tak kombinować - owszem, można po prostu kupić pstryczek w elektrycznym i podłączyć żarówkę. Ale ja wolałem inaczej.
  • #4
    jankomuzykant
    Poziom 13  
    stepawel napisał:
    Przerost formy nad treścią. Elektronika analogowa to nie grzech, nie trzeba wszędzie pakować mikroprocesorów. Ale chociaż efekt końcowy przyjemny dla oka :)

    Więc raz jeszcze: proszę, zaprojektuj prosto i w tej samej cenie analogowy układ, który płynnie w ciągu sekundy zaświeci się, będzie się następnie świecił przez minutę, po czym wygasi się do zera w ciągu 30 sekund i pozostanie tak w czuwaniu pobierając mikroampery.
    Procesor kosztuje niecałe pięć złotych (mam ich zresztą pełno z odzysku), resztę można wyciągnąć z bylekąd. Tym razem nie jest to konkurs na lampowy zegarek z melodyjkami tylko tanie, użyteczne urządzenie.
  • #5
    Mariojas
    Poziom 17  
    Da się analogowo, ale jeśli ktoś nie ma zacięcia w tej dziedzinie (np. ja) to zdecydowanie prostsze i wygodniejsze jest użycie uC.

    Można by było użyć jakiegoś mniejszego uC, np. Attiny4 :) do tego trzeba by było dołożyć jakiś tranzystor np. IRLML2502PBF i sprawa załatwiona. W rezultacie byłaby dużo mniejsza płytka. :)
    Ale to tylko takie moje optymalizacyjne rozmyślania :)
    Jak masz takie uC niepotrzebne to jak najbardziej jestem za.
  • #6
    Flaman11
    Poziom 17  
    Mariojas napisał:
    ...Można by było użyć jakiegoś mniejszego uC, np. Attiny4 :) do tego trzeba by było dołożyć jakiś tranzystor np. IRLML2502PBF i sprawa załatwiona. W rezultacie byłaby dużo mniejsza płytka. :)
    Ale to tylko takie moje optymalizacyjne rozmyślania :)
    Jak masz takie uC niepotrzebne to jak najbardziej jestem za.


    Właśnie dlatego nie rozumiem, tego schematu, nawet zwykły tranzystor BCxxx w sot23 by wystarczył, a tu porty równolegle by wydajność prądową zwiększyć.
  • #7
    jankomuzykant
    Poziom 13  
    Flaman11 napisał:
    Mariojas napisał:
    ...Można by było użyć jakiegoś mniejszego uC, np. Attiny4 :) do tego trzeba by było dołożyć jakiś tranzystor np. IRLML2502PBF i sprawa załatwiona. W rezultacie byłaby dużo mniejsza płytka.

    Właśnie dlatego nie rozumiem, tego schematu, nawet zwykły tranzystor BCxxx w sot23 by wystarczył, a tu porty równolegle by wydajność prądową zwiększyć.

    Przepraszam, ale czy gdzieś tu jest konkurs na najmniejszą płytkę? Że już nie wspomnę o napięciu 3V, białych ledach i tranzystorze BC.
    Informuję uroczyście, że nie ma obowiązku powielania tego rozwiązania. A na marginesie, brak tu płytki - ale to trzeba byłoby przeczytać najpierw opis.

    Założę się o wiele, że jeszcze niejeden napisze o rozwiązaniu analogowym, ale żadnego rozwiązania nie zobaczymy.
  • Computer Controls
  • #8
    jankomuzykant
    Poziom 13  
    Nie, są połączone równolegle, właściwie nie ma żadnych ograniczeń, co do jednego - suma prądów to 25mA.
    Uprzedzając narzekania, że to mało, w typowym samoprzylepnym pasku diod na jedną przypada zwykle 5mA. Zresztą zawsze można wstawić tranzystor polowy i ciągnąć, ile kto chce.
    Uprzedzając, że to mało światła, proszę przeczytać tytuł.
    Uprzedzając, dlaczego nie użyłem Z80, 8080, pentium, i7, pięć pentod, tranzystora TG5 itd. - bo tak.
  • #9
    jankomuzykant
    Poziom 13  
    seba_x napisał:
    Tak się domyślałem , na schemacie tego nie widać.

    Wybacz, ale sporo postów to najzwyklejsze czepialstwo (administracja na szczęście usuwa) i mogłem nieco urazić.
    Współczesne ledy mają bardzo dobre światło przy całkiem małych prądach, rzędu pojedynczych miliamperów. Podobnie z wyświetlaczami led, obecnie można je sterować z niskowydajnych wyjść procesora.
    Teoretycznie łączenie równoległe ledów (jak i praca na wspólne obciążenie przy zwarciu wyjść w mikroprosesorach) nie jest zalecana, ale w praktyce nic się nie dzieje. Trzeba tylko pilnować nieprzekroczenia maksymalnych prądów diody najbliższej źródła napięcia (bo zawsze jakiś spadek na długich liniach jest), a w przypadku procesora, operować całym portem równocześnie (zmieniać stan bajtu, a nie poszczególnych bitów).
  • #10
    konel83
    Poziom 15  
    Co do analogowego rozwiązania to coś zbliżonego masz w tym temacie.
    Aczkolwiek sam bym takie coś zrobił na mikro-kontrolerze, możesz jeszcze spróbować zrobić tak żeby czasy ustawiać jakimiś zworkami na płytce żeby nie trzeba było programować procesora zawsze, albo do EPROM-u zapisać te czasy i jakieś guziki do sterowania w sumie na 3 guzikach zrobisz już takie całkiem ok.
    Jeden guzik i wybierasz naciśnięciami który czas chcesz ustawiać a następne 2 to +,- i będzie bardziej uniwersalne. Podejrzewam że spełnia twoje wymagania konstrukcyjne i nie chcesz sobie tam nic ustawiać, do niczego nie namawiam, aczkolwiek byłoby to jakieś udoskonalenie układu. A zasilanie bateryjne ma tą ogromną zaletę że jak nie ma prądu to wszystko hula aż miło i się nie męczysz z latarką/świeczką itp. ;D
  • #11
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie
    Sterownik oświetlenia nocnego

    Nie znam tych układów, stąd pytanie o sposób w jaki podłączyłeś piny RST.
    Czy tak faktycznie powinien być on podłączany - mam na myśli kondensator?
    Innymi słowy, co wymusza stan niskiego napięcia na RST po puszczeniu przycisku?
    Nie brakuje tam rezystora pull-down?
  • #12
    jankomuzykant
    Poziom 13  
    dondu napisał:
    Nie znam tych układów, stąd pytanie o sposób w jaki podłączyłeś piny RST. Czy tak faktycznie powinien być on podłączany - mam na myśli kondensator? Innymi słowy, co wymusza stan niskiego napięcia na RST po puszczeniu przycisku? Nie brakuje tam rezystora pull-down?

    W '51 Atmela znajduje się wewnętrzny rezystor podciągający do masy o dość sporej wartości i nie ma potrzeb dokładania dodatkowej oporności (pominąwszy rozwiązania przemysłowe, gdy dba się o niskie rezystancje linii ze względu na zakłócenia). Jednak pozostawienie tego wyjścia niezblokowanego kondensatorem może wywoływać resety przy zakłóceniach elektromagnetycznych (np. burze, włączanie urządzeń elektrycznych większych mocy itp). Podobnie z linią zasilania.
  • #13
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie
    OK, dzięki za info.
  • #14
    Mariojas
    Poziom 17  
    jankomuzykant napisał:
    Przepraszam, ale czy gdzieś tu jest konkurs na najmniejszą płytkę? Że już nie wspomnę o napięciu 3V, białych ledach i tranzystorze BC.
    Informuję uroczyście, że nie ma obowiązku powielania tego rozwiązania. A na marginesie, brak tu płytki - ale to trzeba byłoby przeczytać najpierw opis.

    No to kolega chyba nie doczytał CAŁEGO mojego postu :) Pomogę:
    Mariojas napisał:
    Ale to tylko takie moje optymalizacyjne rozmyślania
    Jak masz takie uC niepotrzebne to jak najbardziej jestem za.
  • #15
    Flaman11
    Poziom 17  
    jankomuzykant napisał:
    Flaman11 napisał:
    Mariojas napisał:
    ...Można by było użyć jakiegoś mniejszego uC, np. Attiny4 :) do tego trzeba by było dołożyć jakiś tranzystor np. IRLML2502PBF i sprawa załatwiona. W rezultacie byłaby dużo mniejsza płytka.

    Właśnie dlatego nie rozumiem, tego schematu, nawet zwykły tranzystor BCxxx w sot23 by wystarczył, a tu porty równolegle by wydajność prądową zwiększyć.

    Przepraszam, ale czy gdzieś tu jest konkurs na najmniejszą płytkę? Że już nie wspomnę o napięciu 3V, białych ledach i tranzystorze BC.
    Informuję uroczyście, że nie ma obowiązku powielania tego rozwiązania. A na marginesie, brak tu płytki - ale to trzeba byłoby przeczytać najpierw opis.

    Założę się o wiele, że jeszcze niejeden napisze o rozwiązaniu analogowym, ale żadnego rozwiązania nie zobaczymy.


    Ja nigdzie nie napisałem, że jest źle, dobrze lub aby mniejsze było...
    A jedynie napisałem, że nie rozumiem tego schematu, bo można zrobić to inaczej bez strachu o uC. Zresztą kolega sam sobie dwa posty niżej zaprzeczył pisząc

    "Nie, są połączone równolegle, właściwie nie ma żadnych ograniczeń, co do jednego - suma prądów to 25mA.
    Uprzedzając narzekania, że to mało, w typowym samoprzylepnym pasku diod na jedną przypada zwykle 5mA. Zresztą zawsze można wstawić tranzystor polowy i ciągnąć, ile kto chce.
    Uprzedzając, że to mało światła, proszę przeczytać tytuł.
    Uprzedzając, dlaczego nie użyłem Z80, 8080, pentium, i7, pięć pentod, tranzystora TG5 itd. - bo tak. "

    Co do samego projektu, przepraszam bardzo, ale ma jedynie zastosowanie u autora urządzenia, bo jak mógłbym zamontować to nawet znajomemu, który co tydzień prosiłby mnie o przeprogramowanie, bo mu jednak czasy świecenia, włączania itp. nie odpowiadają, albo zmienił Ledy na kolorowe, mocniejsze lub nawet doprowadził do zwarcia. Bez elementu wykonawczego serce układu jest narażone na uszkodzenie. Fajne pod warunkiem, że montuję to u siebie i na moje "ryzyko".

    Tylko nie licytujmy się, bo jedynie wyraziłem moje zdanie na temat projektu, a zresztą długo nie bardzo miałem się jak do niego odnieść i gdyby nie komentarz do mojej wypowiedzi tego postu by nie było.

    Pozdrawiam i proszę się na mnie nie denerwować, gdyż nie szukałem ani nie szukam dziury w całym.
  • #16
    excray
    Poziom 39  
    jankomuzykant napisał:
    Założę się o wiele, że jeszcze niejeden napisze o rozwiązaniu analogowym, ale żadnego rozwiązania nie zobaczymy.

    No to przegrałeś. Co wygrałem?
    Funkcjonalność dokładnie taka sama jak u Ciebie. Stopniowe rozjaśnianie, pełna jasność i po określonym czasie zanik jasności aż do "0". Całkowity czas świecenia przy podanycch wartościach - 20sek. Pobór prądu w czasie wyłączonym - zero.
    Sterownik oświetlenia nocnego
    Zmontowany z elementów "odpadowych". Wybaczcie schemat ale nie chciało mi się rysować w programie.
  • #17
    jankomuzykant
    Poziom 13  
    Flaman11 napisał:
    Co do samego projektu, przepraszam bardzo, ale ma jedynie zastosowanie u autora urządzenia, bo jak mógłbym zamontować to nawet znajomemu, który co tydzień prosiłby mnie o przeprogramowanie, bo mu jednak czasy świecenia, włączania itp. nie odpowiadają, albo zmienił Ledy na kolorowe, mocniejsze lub nawet doprowadził do zwarcia. Bez elementu wykonawczego serce układu jest narażone na uszkodzenie. Fajne pod warunkiem, że montuję to u siebie i na moje "ryzyko".

    a) jest źródło - można dorobić nastawy na wolnych portach. To raptem kilka linijek asemblera, tylko po co, gdyż...
    b) to jest urządzenie użytkowe, a nie zabawka - montujesz raz i używasz lata. Jak chcesz zmieniać czas co tydzień - projektów podobnych z programatorem są setki,
    c) nie zmniejszaj rezystora poniżej wartości ze schematu, nic nie uszkodzisz nawet jeśli wstawisz tam tysiąc ledów. Trzeba amprerów - buz10 wpięty wprost i można szaleć. Tylko na bateryjce długo się nie poszaleje.

    Zamordować współczesny procesor typu Atmel 51 zwarciem jest nadzwyczaj trudno.

    excray napisał:
    No to przegrałeś. Co wygrałem?

    Nic, pięć razy więcej elementów. Ale jak ktoś nie lubi procesorów...
  • #18
    excray
    Poziom 39  
    jankomuzykant napisał:
    Nic, pięć razy więcej elementów. Ale jak ktoś nie lubi procesorów...

    Heh. I weź takiemu dopasuj. Zakładałeś się o wykonanie analogowe a nie o ilość elementów. To może zrobisz generator szumu białego na cyfrówce a ja na analogu i policzymy kto w tym konkursie zrobi na mniejszej liczbie elementów? Poza tym moja wersja ma bardzo dużą zaletę - szeroki zakres napięć pracy czym Ty niestety nie możesz się poszczycić. I jeszcze jedno - technicznie rzecz biorąc to Ty zaangażowałeś do tego projektu kilkaset tysięcy tranzystorów a ja tylko siedem :-P
  • #19
    jankomuzykant
    Poziom 13  
    excray napisał:
    jankomuzykant napisał:
    Nic, pięć razy więcej elementów. Ale jak ktoś nie lubi procesorów...

    Heh. I weź takiemu dopasuj. Zakładałeś się o wykonanie analogowe a nie o ilość elementów. To może zrobisz generator szumu białego na cyfrówce a ja na analogu i policzymy kto w tym konkursie zrobi na mniejszej liczbie elementów? Poza tym moja wersja ma bardzo dużą zaletę - szeroki zakres napięć pracy czym Ty niestety nie możesz się poszczycić. I jeszcze jedno - technicznie rzecz biorąc to Ty zaangażowałeś do tego projektu kilkaset tysięcy tranzystorów a ja tylko siedem :-P

    Po pierwsze nie chce mi się licytować, kto co zrobił lepiej. Nad swoim ''projektem'' siedziałem na 15 minut, bo był potrzebny na ''już''. Nic wielkiego, ale pomyślałem, że może komuś się przyda. I tylko po to tu go zamieściłem, nie zbieram punktów, pochwał, laurów i czego tam jeszcze.
    Oczywiście, że się da pewne problemy zrealizować na tysiąc sposobów, ale czy koniecznie musimy krytykować każdy inny sposób niż nasz?
    Po drugie, wybacz, ale wszędzie gdzie się da wsadzam procesory (konkretne i sprawdzone). Są o wiele stabilniejsze od rozwiązań analogowych, nieczułe na zmiany temperatury i napięcia w dopuszczalnych granicach. Nadto precyzyjne, elastyczne, tanie i proste w realizacji. A to, że mają ileś tam tysięcy tranzystorów jest mi równie obojętne, jak fakt, że architektura ma już 31 lat (bo i taki argument często pada, niejako z drugiej strony). Zawodowo używam ich do urządzeń pracujących w medycynie i nie pamiętam, żeby kiedykolwiek sprawiły jakieś kłopoty.
    A jak przyjdzie zrobić źródło szumu, użyję BC107, bo tak będzie znacznie prościej.
  • #20
    bniedzw
    Poziom 13  
    Przedstawiam alternatywę analogową o podobnym działaniu:
    Sterownik oświetlenia nocnego
  • #21
    Krzysztof Bielicki
    Poziom 2  
    Od lat używam programowalnych sterowników oświetlenia (fabrycznych). Nastawiłem je raz, przed laty (nie pamiętam kiedy) i chodzą do dziś. Dla mnie nie jest ważne czy coś jest analogowe czy cyfrowe, ważna jest prostota budowy. Nie jest też ważne że w układzie jakimś tam są setki czy tysiące tranzystorów, ważne jest że już są i ktoś potrafi to wykorzystać. Burza jaką wywołał projekt Jankamuzykanta dowodzi, że rozwój myśli technicznej w Polsce idzie prawidłowym torem. A projekcik mi się podoba!
  • #22
    Krzysiek_93
    Poziom 2  
    Potrzeba jest matką wynalazkow , ktoś kiedyś powiedział - nie pamiętam kto. Chwała ci za pracę trud itd . Jednak w warunkach domowych (stalych) gdzie masz zasilanie 230 V trochę wydaje mi się to zbyt skomplikowane ... Ją mam w domu zastosowanie o wiele łatwiejsze . Czujnik ruchu w razie tego ruchu daje prąd na zasilacz nastawny ( wielkości ladowarki do tel.) a ten na listwy led


    Takie jest moja rada i opinia .jeszcze raz + za ciężka robotę
  • #23
    jankomuzykant
    Poziom 13  
    Krzysiek_93 napisał:
    Chwała ci za pracę trud itd . Jednak w warunkach domowych (stalych) gdzie masz zasilanie 230 V trochę wydaje mi się to zbyt skomplikowane

    Rzecz w tym, że właśnie w tym miejscu nie mam, o czym wspominałem. Zresztą układ mam zamiar zastosować jeszcze w kilku ciemnych miejscach, jak część szaf, pawlacze itp.
    Trudu to akurat tym razem nie było :)
  • #24
    muli9
    Poziom 10  
    Bardzo ciekawe pomysły - a co jeśli w układzie będzie taśma led 5m niebieska + 1m zielona + 6 halogenów 230V ? czy zda to egzamin ? proszę o podpowiedź co można gotowego kupić w tej kwestii?
  • #25
    seba_x
    Poziom 31  
    muli9 napisał:
    Bardzo ciekawe pomysły - a co jeśli w układzie będzie taśma led 5m niebieska + 1m zielona + 6 halogenów 230V ? czy zda to egzamin ? proszę o podpowiedź co można gotowego kupić w tej kwestii?


    Musisz kupić dedykowany sterownik o odpowiednim obciążeniu lub zbudować na uP + układ wykonawczy na 230V
  • #26
    kalzedon
    Poziom 9  
    muli9 napisał:
    Bardzo ciekawe pomysły - a co jeśli w układzie będzie taśma led 5m niebieska + 1m zielona + 6 halogenów 230V ? czy zda to egzamin ? proszę o podpowiedź co można gotowego kupić w tej kwestii?



    Jeśli potrzebujesz zasilić coś większego to może to : Link
    230V Nie da rady ale może pracować do 24V i podpinałem 20m taśmy RGB.