Mazda4you.ru

Мазда №4
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автоматическая регулировка яркости светодиодов в зависимости от освещения

Настольные часы. Автоматическая регулировка яркости LED часов Часы с автоматической регулировкой яркости

В данной статье описываются часы на микроконтроллере ATMega48PA со светодиодными индикаторами и множеством функций:

  1. Автоматическая регулировка яркости в зависимости от освещенности.
  2. Управление часами с помощью сенсорных кнопок.
  3. Встроенный секундомер
  4. Встроенный таймер
  5. Встроенный будильник
  6. Индикатор дня года, от 1 до 365.
  7. Отправка текущего времени по интерфейсу UART каждую минуту.
  8. Меню настройки времени и даты.
  9. Переключение между режимами ЧЧ:ММ и ММ:СС.
  10. Анимация окончания суток, прорисовка нулей при переходе 23:59-00:00.

Часы представляют собой прямоугольный бокс и подставку, сделанные из пластика (поливинилхлорид). Все части корпуса вырезаны ножом и склеены секундным клеем. На передней части корпуса располагается тёмный светофильтр, отсеивающий часть красного света от индикаторов. На подставке располагаются три сенсорных кнопки. Каждая кнопка – это круг небольшого диаметра, вырезанный из медной фольги и приклеенный к основе клеем. На задней стороне располагаются: разъем для подключения адаптера питания и внешних устройств, и звуковое отверстие динамика. Сверху расположен фотоэлемент, реагирующий на изменение освещения. Индикаторами в часах являются семи сегментные светодиодные индикаторы, с типом подключения: общий катод. Всего в часах четыре индикатора, то есть одновременно можно выводить четыре цифры с дополнительными точками внизу. Часы работают от сетевого адаптера с выходным напряжением 5 вольт и минимальной силой тока не менее 150 мА.

При первом включении часы необходимо настроить. Для этого нужно нажать и держать 2 секунды среднюю кнопку (далее СК), часы перейдут в режим настройки. Затем необходимо настроить текущий час левой и правой кнопками (далее ЛК и ПК соответственно) и нажать СК. Так же нужно настроить минуты. Затем таким же образом нужно будет настроить текущий день и нажать СК (далее во всех дополнительных режимах будет использоваться такая же настройка цифр). Часы перейдут в главный режим ЧЧ:ММ (режим 0), то есть на индикаторах отображаются часы и минуты. Однократным нажатием на СК можно перейти в режим ММ:СС (режим 1) и обратно. Если в режиме 0 нажать на ЛК, то часы войдут в режим будильника. После настройки времени сигнала нужно нажать и держать 2 секунды ПК или ЛК. В назначенное время включится тоновый сигнал с частотой около 700 Гц, через 10 секунд сигнал выключится, и будильник автоматически деактивируется. Если в режиме 0 нажать ПК, то часы войдут в режим таймера. По умолчанию, таймер установлен на 5 минут. После настройки времени следует нажать и держать 2 секунды ПК или ЛК и таймер активируется. По истечении времени, так же, как и в случае с будильником, прозвенит тоновый сигнал и отключится через 10 секунд. Если в режиме 1 нажать ПК, то часы перейдут в режим секундомера. Нажатием ЛК секундомер запускается или останавливается, нажатием ПК секундомер сбрасывается. Если в режиме 1 нажать ЛК, то часы перейдут в режим даты, на индикаторах появится текущий день года. Для выхода из этого режима можно нажать любую кнопку. Также, из дополнительных режимов можно перейти в главный режим нажатием СК. Так как все дополнительные режимы являются параллельными, можно установить будильник, поставить таймер и запустить секундомер одновременно.

Яркость индикаторов меняется в зависимости от освещения, днем часы светят ярко, ночью тускло. Всего несколько градаций яркости, которые вычисляются на основе показаний фотодатчика.

В часах присутствует интерфейс UART, с помощью которого каждую минуту на внешние устройства (если таковые имеются) посылается 2 байта: байт часов с выставленным восьмым битом (например, если 15 часов, то байт равен 15+128=143), и байт минут. Восьмой бит при передачи часов используется для того, чтобы внешние устройства могли сразу определить, передается байт часов или байт минут. Можно подключать другие устройства на AVR и получать в них текущее время по UART.

Каждую полночь (при переходе от 23:59 к 00:00) на индикаторах воспроизводится простая анимация в виде поочередной прорисовки нулей, после чего часы продолжают работать в штатном режиме.

В прикрепленном файле: проект в Proteus, прошивка, исходник, печатная плата в SLayout.

Список радиоэлементов

Купить настольные часы сегодня не составляет труда, так как подобная продукция встречается во многих специализированных и не только магазинах. Они могут не только служить по своему прямому назначению – информировать о текущем времени, но и являться украшением интерьера или рабочего места, в частности. Распространены разные модели подобной продукции, поэтому всегда можно подобрать интересный вариант, который бы пришелся по нраву любому человеку. Светящиеся настольные часы будут очень удобны в эксплуатации особенно, когда позднее время суток и возникают проблемы с освещением. Не нужно будет постоянно приближаться к часам, чтобы узнать время. Заметим, что интенсивность и цвет подсветки может быть регулируемой в некоторых моделях настольных часов. Функционал подобных устройств различается, поэтому крайне важно обращать внимание на их технические характеристики перед покупкой.

Светящиеся настольные часы выступят отличным подарком для близкого человека. Они будут гарантированно использоваться, принесут комфорт на рабочее место. Такие вещи уместны не только в офисе, но и в домашних условиях. Практика показывает, что спрос на настольные часы не снижается на протяжении многих лет, так как это удобная и доступная вещь. Купить настольные часы в Москве могут все желающие, но для начала важно определиться, какая именно модель требуется. Некоторые из них оснащаются таймерами, будильниками, секундомерами и другими опциями, однако для некоторых людей они могут показаться лишними, а переплачивать излишний функционал не будет желания. Вы можете подобрать модель, которая будет выполнять свои базовые функции по доступной цене. Магазин настольных часов предлагает широкий ассортимент профильных товаров, среди которого удастся отыскать нужный вариант.

Читать еще:  Ohv двигатель регулировка зажигания

Различия настольных часов

Недавно купил сетевые светодиодные часы VST-731 . Часы выгодно отличает от других моделей функциональность, большой размер символов индикатора и яркое свечение этих символов. К сожалению, заявленного на сайте интернет-магазина программного уменьшения яркости в ночное время (22-00 – 7-00) в этой модели часов не оказалось. В связи с отсутствием программного управления яркостью индикаторов, одно из достоинств часов – яркое свечение символов является и их недостатком: цифры часов слишком ярко светятся в темноте, создавая определенный дискомфорт ночью.

Предлагаемая схема автоматической регулировки яркости индикаторов часов позволяет автоматически устанавливать яркость индикатора в зависимости от уровня освещенности того места, где расположены часы.

Для построения схемы автоматической регулировки яркости разберемся с цепями питания узлов часов VST-731. Ниже показан фрагмент электрической схемы, схожий со схемой этих часов — схему VST-731 мне найти не удалось.

Из схемы видно, что питание разных групп сегментов индикаторов дисплея организовано от двух однополупериодных выпрямителей, собранных на диодах D1, D2. Резисторы R2, R4 задают ток через сегменты индикаторов, а значит — яркость свечения символов.

Принцип работы автоматической регулировки яркости индикатора для часов VST-731 или похожих по построению цепей питания иллюстрирует схема:

Транзистор T1 в этой схеме выполняет функции регулирующего элемента и выпрямительного диода. Элементы D1, C1 – цепь формирования постоянного напряжения. В случае, если все узлы часов подключены к одному источнику постоянного напряжения, то в этой цепи нет необходимости: цепочку на резисторах R1 – R3, задающую ток базы транзистора T1, можно подключить к +UCC. С увеличением освещенности сопротивление фоторезистора R1 уменьшается, при этом увеличивается ток через транзистор T1, что приводит к увеличению яркости свечения включенных управляемыми ключами микросхемы сегментов индикаторов. Резистор R2, сопротивление которого на несколько порядков ниже сопротивления фоторезистора R1 в темноте, определяет яркость свечения светодиодов в темноте. На транзисторе T2 собран второй канал управления яркостью по аналогии с первым. В нашем случае второй канал необходим, поскольку, как было отмечено выше, питание узлов в часах осуществляется от двух источников постоянного напряжения.

Схема автоматической регулировки яркости индикаторов для часов VST-731 (выделена цветом) выглядит так:

Навесной монтаж элементов схемы (кроме фоторезистора) можно выполнить на отдельной плате, например, — кусочке макетки и поместить эту плату в корпус часов – пустого места там хватает. Фоторезистор 1R1 необходимо закрепить на лицевой панели часов, предварительно просверлив два отверстия под его выводы. Я приклеил фоторезистор поверх товарного знака ® в надписи VST® на лицевой панели, но это уже дело вкуса: главное – сенсор должен располагаться в плоскости дисплея часов. Перед подключением платы регулировки яркости к плате управления часов не забудьте разорвать старые цепи питания сегментов индикатора (диоды D1, D2), которые упоминались выше.

Автоматическая регулировка яркости подсветки KIA Sportage 2

Собственно, началось всё с того, что захотелось поменять подсветку панели приборов на белую. Изначально стоявшая непонятно-зеленого цвета была в общем-то неплоха, но уж какая-то скучная. К тому же яркости при дневном освещении лично для меня не хватало.
Недолго думая, прикупил белых светодиодов и поменял. Всё отлично, светит ярко. Но выявилась небольшая проблемка: в темноте эта подсветка теперь изрядно слепила и приходилось постоянно регулировать яркость штатным регулятором. Старая зеленая этим как-то не напрягала, регулятор всегда стоял на максимуме, я про него уж и забывать стал. А тут вот пришлось вспомнить. И мало того, с наступлением осени регулировка превратилась в ритуал: утром — минимум, днём — максимум, вечер — посередине. И так каждый день. Когда это стало доставать (лень — двигатель прогресса :)), подумал — а почему бы не сделать так, чтобы яркость регулировалась автоматически, в зависимости от внешнего освещения?
Первая мысль — посмотреть, а как там устроен штатный регулятор и можно ли его переделать? Вынул, разобрал. Фото не моё, но похоже:

(Могут быть незначительные отличия в схеме).
Оказалось — обычный простейший ШИМ-регулятор на операционном усилителе и с полевиком на выходе. Отрисовал схему и выяснилось, что используемый там операционник сдвоенный, но используется только одна половина, вторая — свободная. В закромах нашёл несколько фотодатчиков, но лучше всего для видимого спектра подошёл фоторезистор СФ2-1:

Читать еще:  Автоматическая регулировка температуры теплого пола

Однако просто так вставить его в регулятор по определенным причинам не получилось, пришлось использовать вторую половину операционника. Вот схема:

Черным показаны штатные соединения, красным – вносимые изменения. Монтаж – навесной, в самом блоке регулятора.
Фоторезистор разместил в корпусе штатного фотодатчика для климат-контроля, там места достаточно:

Просверлил отверстие и закрыл подходящим прозрачным колпачком (на фоторезистор надо одеть темный кембрик, чтобы не было засветки фотодатчика климат-контроля):

К датчику штатно подходят 7 проводов: 2 для климат-контроля (их не трогать) и 5 для режима «автолайт», которого у меня нет:

Поэтому использовал штатную проводку, она выходит на левый подрулевой переключатель М25-1, как раз около регулятора (серый провод):

Но этот серый провод надо откусить от подрулевого, т.к. он через него садится на массу в некоторых режимах (наследие от несуществующего «автолайта»).
В самом регуляторе надо перерезать дорожки, ведущие ко 2 и 3 ногам микросхемы. Они изначально посажены на массу и плюс соответственно. Это свободный элемент сдвоенного операционника. Затем навесным монтажом паяются детали. Резистор R11 подобран под фоторезистор так, чтобы при средней освещенности получить порядка 6В. Конденсатор С3 нужен для того, чтобы регулятор плавнее реагировал на резкие изменения освещенности. Для подключения фоторезистора использовал незадействованный 1 контакт в разъёме регулятора. В ответную часть разъёма вставил подходящий контакт, там было пустое место. Сигнал с выхода дополнительной схемы надо подать на 5 ногу операционника, исключив переменный резистор.

Я ещё встраивал туда микрик S1, чтобы иметь возможность переключать с автоматического на ручной режим (на всякий случай). Микрик переключает на автомат, когда кольцо переменного резистора выкручивается до упора на минимум. Вот этим упором и является микрик. Но как показала практика, автоматический режим отлично справляется сам. Теперь можно спрятать этот регулятор вглубь панели, а на освободившееся место установить какой-нибудь переключатель.
Да, и ещё надо поставить электролит на 1000мкф по питанию (на схеме показан), иначе реагирует на короткие просадки напряжения.

Автоматическая регулировка яркости светодиодов в зависимости от освещения

Иногда, при конструировании устройства, нужно применять плавное увеличение яркости, или наоборот — плавное ее уменьшение.

В данной серии уроков, мы поможем вам разобраться с этим вопросом. И подробно расскажем о всех тонкостях данного процесса.

В данном уроке мы рассмотрим второй способ изменения яркости светодиода — автоматический, в зависимости от освещения окружающей среды.

Такой метод, в основном, используется не для плавного изменения яркости, а для определения освещенности и принятия решения — темно или светло. В зависимости от этого, уже или включаются лампы, или же выключаются.

Например, это можно применить в уличном освещении. Когда на улице темнеет, освещение включается, как только начинает светать, так освещение выключается.

Но мы, в данном уроке, разберем плавное нарастание и уменьшение яркости. Это в основном можно использовать в робототехнике, а так же в домашних условиях, например в домашнем освещении. Хотя никто не запрещает этот метод использовать и на уличных фонарях.

Для определения яркости мы будем использовать датчик освещенности, который построен на принципе фоторезистора.

Фоторезистор — резистор, который изменяет своё сопротивление под действием света.

В основе метода, как и в предыдущем уроке, лежит широтно-импульсная модуляция, она же ШИМ. Если вы не читали предыдущий урок, то советую для начала прочитать эту статью.

Для этого урока понадобятся следующие компоненты:

Далее переходим к подключению всех элементов к Arduino. Подключаем наш фоторезистор к контроллеру по схеме ниже (используется резистор на 10 кОм). Эта схема делителя напряжения.

У меня получилось так:

Далее подключаем Arduino к компьютеру и заливаем скетч (код).

Давайте разберемся с кодом.

  • Инициирует последовательное соединение и задает скорость передачи данных в бит/c, для обмена данными с компьютером. В данном случае скорость 9600 бит/с
  • Передает на монитор последовательного порта данные с фоторезистора

Таким образом, после того как мы включили наше устройство, через каждые 20мсек, на Arduino (аналоговый вход А0) будут поступать значения, которые в данном случае характеризуют освещенность.

После того, как мы загрузили скетч, в Arduino IDE открываем "монитор последовательного порта" (кнопка в виде лупы на верхней панели справа).

И смотрим какие значения у нас выводятся. У меня эти значения колебались от 300 до 700 где-то.

При большой освещенности:

При малой освещенности:

Максимальное и минимальное значения освещения мы получили. Теперь давайте подключим светодиод к нашей схеме и начнем управлять его яркостью, в зависимости от показаний освещенности.

К уже имеющейся схеме, подключаем светодиод:

Вы можете использовать любой пин Arduino, в номере которого имеется знак тильды "

". Именно в этих пинах может использоваться ШИМ.

После добавления светодиода, у меня получилось следующее:

И теперь давайте зальем вот такой код:

Как мы видим, к предыдущему скетчу добавилось несколько новых строк. В функции setup() мы настроили пин для светодиода, на этом я останавливаться не буду. А в функции loop() появились новые функции. Давайте разберемся для чего они.

  • Объявляем новую переменную val и записываем в нее текущее значение, которое поступает на вход Arduino (пин А0)
  • Проверяем значение val. Как я уже говорил, мои значения колебались от 300 до 700. Я немного сузил участок, и взял значения 320 и 680. Но на входе Arduino все равно могут быть значения меньше или больше этого диапазона. Что не желательно. Поэтому используем функцию constrain,которая ограничивает весь диапазон получаемых значений. Если полученное значение val будет меньше 320 или больше 680, то в переменную val запишутся 320 и 680 соответственно. Мы никогда не выйдем за заданный диапазон
  • Теперь, в зависимости от получаемых значений освещенности, нужно подавать на вход светодиода уровень от 0 до 255. Но наши получаемые значения от 320 до 680. И как же это сделать? На помощь приходит функция map, которая сопоставляет заданные ей значения, в аргументах, и выдает их. Так например в данном случае, мы ей задаем, что уровень 680 сопоставляется с 0, а значение 320 — с 255. И уже исходя из значений val, она выдает значения от 0 до 255. Например, если val равно 680, то в переменную Level запишется 0, а при 320 — запишется 255
  • Ну и последняя строка выдает полученный уровень Level на светодиод
Читать еще:  Карбюратор к41 регулировка уровня топлива

Таким образом весь цикл будет таков:

  1. Считываем значение получаемое на аналоговый вход А0 (foto). И записываем это значение в переменную val
  2. Проверяем значение переменной val, и если оно больше или меньше заданного диапазона (от 320 до 680), то перезаписываем переменную с новыми значениями, удовлетворяющих заданному участку.
  3. Записываем в переменную Level значение от 0 до 255, соответствующие пропорционально значениям 680 и 320.
  4. Выдаем значение уровня Level на вход светодиода.
  5. Включаем задержку в 50 мсек. И потом все повторяем сначала.

Давайте же посмотрим, как будет работать наше устройство с таким алгоритмом:

Задание для самостоятельного выполнения:

Задание к данному уроку будет одно: постарайтесь сделать так, что при увеличении освещенности окружающей среды, светодиод тоже увеличивал свою яркость, а когда становилось темно — светодиод погасал.

Это можно реализовать, изменив одну строку программы. Но не забывайте, что менять параметры нужно обдуманно.

Четвертый урок проекта "Arduino с нуля" подошел к концу. Надеюсь тема была для вас полезной, и вы узнали что-нибудь новое. Также надеюсь, что при выполнении задания у вас не возникнет вопросов и вы справитесь самостоятельно.

Если же что-нибудь не будет получаться, или у вас появятся какие-либо вопросы, не стесняйтесь, и оставляйте их в комментариях или же на форуме.

Автоматическая регулировка яркости

Это датчик, который реагирует на свет. Если темно, яркость экрана монитора будет понижаться, так чтобы изображение не слепило наблюдателя. Когда внешнее освещение высокое, тогда яркость экран монитора автоматически увеличится, так чтобы изображение было качественным не смотря на окружающий яркий свет.

Микросхемы датчиков окружающего света (ALS) все чаще используются в различных дисплеях и осветительных приборах для экономии энергии и улучшения видимости изображения. С помощью датчиков окружающего света разработчики систем могут автоматически регулировать яркость дисплея в зависимости от количества окружающего света. Поскольку подсветка составляет значительную часть энергопотребления системы, динамическое регулирование яркости может привести к существенной экономии энергии. Датчик позволяет оптимизировать яркость экрана в зависимости от условий окружающего освещения.
Для реализации такой системы требуется три секции: датчик освещенности для контроля количества окружающего света, устройство (обычно микроконтроллер) для обработки данных и реле для управления яркостью подсветки.

Как работает эта технология?
Данные от аналогового датчика окружающего света являются управляющим входом для системного микроконтроллера. Процессор, в свою очередь, управляет яркостью светодиодов в зависимости от условий освещения (на примере проиллюстрированном на рисунке ниже, аналоговый ALS ROHM, имеет два входа регулировки усиления, позволяющих выбирать режимы включения с высоким или низким коэффициентом усиления.

Стандартная конструкция датчика света AllDisplay имеет пятиступенчатую настройку яркости.

РежимВнешнее освещениеЯркость Дисплея
1Ясно / Прямой Солнечный Свет100%
2Пасмурное Небо75%
3 Нормальный(по умолчанию)Помещение с окнами или сумерки на улице50%
4В помещении без окон25%
5Тёмное помещение10%

Преимущества ЖК-дисплеев высокой яркости с датчиком освещенности
1. Качественное изображение при разных уровнях освещенности
2. Экономия энергии
3. Автоматическая подстройка

ЖК-дисплеи высокой яркости с датчиком освещенности от AllDisplay
AllDisplay поставляет промышленные сенсорные ЖК-дисплеи и промышленные панельные ПК высокой яркости с размером экрана от 5,7” до 80” дюймов в различных вариантах корпусов и монтажных решений. Датчик автоматической регулировки яркости, является опцией, но может быть встроен во все модели. Длина кабеля датчика освещенности позволяет разместить его в любом месте корпуса.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector