Система управления яркостью свечения светодиода

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Техническое задание

Принципиальная схема

Расчет параметров и подбор элементов

Принцип работы схемы

Внешний вид платы и подключение к контролеру

Передняя панель

Руководство пользователя

Блок диаграмма

Заключение

схема яркость светодиод плата

Техническое задание

Создать схему, позволяющую управлять яркостью свечения светодиода с передней панели вашей системы управления. Управление должно осуществляться от мин. до мах. яркости свечения светодиода в пределах его диапазона работы. Должно быть предусмотрено как изменение указанного параметра регулирования элементом управления ползункового типа, так и точным заданием параметра регулирования (сделать проверку на принадлежность заданного вручную значения к рабочему диапазону п/п прибора). Все изменения параметров регулирования заносить в *.log файл c указанием даты и времени измерения параметра регулирования, значений тока в цепи и напряжения на светодиоде.

Изменение яркости свечения светодиода проводить не визуальными методами, а с применением фотодатчика (с которого, естественно, должен сниматься сигнал и анализироваться программой).

Порядок выполнения работы:

1. Изучить документацию по контроллеру PCI-1202H

2. Разработать схему управления, согласующуюся с характеристиками микроконтроллера

3. Представить схему на рассмотрение.

4. Спаять и подключить схему, разработать ПО управления

5. Разработать интерфейс ПО с учетом оптимальной эргономики, понятийности, простоты, наглядности интерфейса, с учетом требований задания.

6. Представить отчет о проделанной работе, содержащий следующие разделы:

- Тема работы

- Авторы

- Постановка задачи

- Реализация поставленной задачи (в т.ч. схема и ее расчет)

- Результаты

- Заключение

Принципиальная схема

Расчет параметров и подбор элементов

Для подсветки был выбран светодиод АЛ307 АМ (зеленый, ток питания Iпр 20 mA, максимальное прямое напряжение 2,8 V), значит для питания 3 светодиодов требуется ток в 60 mA, напряжение 2 V.

R1 = (Uпитания - Uнагрузки) / Iцепи = (5 В - 2 В) / 20 mA = 150 Ом

P1 = Uпадения * Iцепи = 3 В * 20 mA = 0,06 Вт => достаточно резистора с мощностью в 0,25 или 0,5 Вт.

В качестве ключевого элемента был выбран биполярный транзистор КТ315Г.

Iб = 20 mA / h21э = 0,4 mA

R2 = 3 V / 0,4 mA = 705 КОм => в продаже имеется резистор в 8,1 КОм

В качестве регистрирующего освещенность элементы был использован фоторезистор СФ2-1. Сопротивление R3 было подобрано экспериментальным способом и составило R3 = 100 КОм. Было необходимо добиться того, чтобы изменение величины падения напряжения на фоторезисторе при изменении освещенности было хорошо заметно.

Принцип работы схемы

Управление схемой подсветки производится при помощи транзистора, работающего в ключевом режиме. При подачи на базу транзистора напряжения порядка 4 В, он полностью открывается и подсветка включается. Подачей меньшего напряжения (но достаточного для частичного открытия транзистора) можно регулировать яркость горения светодиода. Если подавать на базу транзистора нулевое напряжение, то транзистор закроется, подсветка будет выключена.

На резисторе R1 измеряем напряжение (при помощи АЦП), по закону Ома находим ток, протекающий в цепи освещения: I = U/R1

Для регистрации освещенности используется фоторезистор. Принцип его работы заключается в том, что он изменяет свое сопротивление при изменении уровня освещенности (чем выше освещенность, тем ниже сопротивление). Поэтому о яркости света можно судить по изменению напряжения на фоторезисторе.

Внешний вид платы и подключение к контролеру

Управление схемой производится с компьютера, к которому она подключается при помощи платы PCI-1202h.

Вариант подключения к PCI-1202h:

Передняя панель

Для управления схемой была написана программа на LabVIEW

Руководство пользователя

1) Подключить плату к контролеру.

2) Задать канал АЦП, к которому подключена осветительная цепь.

3) Задать величину яркости горения светодиодов.

4) Задать канал АЦП, к которому подключена измерительная цепь.

5) Задать пороговое значение напряжения на фоторезисторе, при котором будет происходить включение/выключение подсветки.

6) Указать через какой промежуток времени регистрировать значения в log-файл.

7) Указать путь к log-файлу (в противном случае при запуске программы появиться диалоговое окно для выбора файла).

8) Запустить программу (напряжение в измерительной цепи, величина тока в осветительной цепи, дата, время, состояние подсветки будут записываться в log-файл и в соответствующие поля и индикаторы на передней панели).

9) Для прекращения работы программы нужно нажать кнопку «Стоп».

Блок диаграмма

Инициализация драйвера:

Выбор номера платы:

Задание канала АЦП (для измерительной цепи) и adConfig (задание диапазона измерений, 0 - от 0 до 10 В):

Задержка 3 мс (работает АЦП):

Открытие log-файла и создание «шапки» для него, получение и анализ напряжения в измерительной цепи, проверка необходимости включения или выключения подсветки, запись состояния схемы в log-файла при его (состояния) изменении, анализ значения на таймере и запись параметров схемы в log-файла по истечению заданного временного интервала (величина тока в осветительной цепи берется из другого кадра), запись полученных значений в соответствующие поля, включение/выключение индикаторов:

Правая часть схемы в момент, когда была включена подсветка:

Правая часть схемы в момент, когда подсветка была выключена:

Правая часть схемы в момент, когда сработал таймер:

Задание канала АЦП (для осветительной цепи) и adConfig (задание диапазона измерений, 0 - от 0 до 10 В):

Задержка 3 мс (работает АЦП):

Получение значения напряжения с АЦП (осветительная цепь), расчет величины тока в осветительной цепи, запись значения в соответствующее поле, преобразование и передача величины тока на Concatenate strings (объединение строк) для последующей записи в файл (если сработает таймер):

Закрытие драйвера:

Заключение

В ходе выполнения данной работы мы изучили документацию к контролеру PCI-1202h, разработали, рассчитали параметры, подобрали элементы и спаяли плату для включения подсветки в зависимости от освещенности, написали ПО на LabVIEW для управления данной платой.

Размещено на www.allbest.