Меню

Регулировка яркости индикатора микросхема



Автоматическая регулировка яркости LED 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.

Источник

Светодиодный индикатор напряжения с автоматической регулировкой яркости

Схема индикатора, который предназначен для установки на приборную панель автомобиля с номинальным напряжением борт-сети 12V. Индикатор на линейном табло из десяти светодиодов показывает напряжение от 9V горит один светодиод) до 16V (горят все светодиоды). Несложными регулировками можно установить другие пределы измерения.

Яркость горения светодиодов зависит от освещенности той части приборной панели, где установлен индикатор. Яркость регулируется автоматически, — при большой освещенности она выше, а при малой — ниже. Это обеспечивает хорошую читаемость показаний индикатора в любое время суток и при любой облачности, независимо от каких-либо переключений.

Принципиальная схема

Принципиальная схема индикатора показана на рисунке. В его основе микросхема LM3914 предназначенная для схем индикаторов. Микросхема измеряет напряжение собственного питания, поэтому, в схему автомобиля индикатор подключен только двумя проводами.

Рис. 1. Принципиальная схема индикатора напряжения на светодиодах с авторегулировкой яркости свечения.

Обычно, в аналогичных схемах микросхему — компаратор питают через стабилизатор, а измеряемое напряжение берут до стабилизатора. LM3914 имеет встроенный стабилизатор опорного напряжения 1,25V,поэтому в дополнительном стабилизаторе не нуждается.

Изменение общего питающего напряжения её компараторов не оказывает влияния на точность измерения (только яркость индикаторов может слегка изменяться).

Выход внутреннего стабилизатора — вывод 7 (этот же вывод служит и для регулировки яркости светодиодов). Для установки пределов измерения служит цепь R4-R5-R6.

Подстроечным резистором R4 устанавливают максимальный предел (например, 16V — горят все светодиоды), а резистором R5 — минимальный предел (например, 9V — горит только один светодиод).

Для регулировки яркости свечения светодиодов используется схема на транзисторе VТ1 и фоторезисторе R11. Зависимость изменения яркости свечения светодиодов устанавливается подстроечным резистором R9.

Читайте также:  Самый простой способ регулировки клапанов зил 130

Данная схема представляет собой светоуправляемое сопротивление, включенное между выводом 7 А1 и общим минусом.

Детали и печатная плата

Все детали расположены на миниатюрной плате из фольгированного стеклотекста лита. Фоторезистор «смотрит» в ту же сторону, что и светодиоды, но отгорожен блендой-трубкой, исключающей прямое попадание света от светодиодов (на фоторезистор должен поступать свет из салона автомобиля, а не от индикаторов).

Рис. 2. Печатная плата для схемы индикатора напряжения.

Рис. 3. Расположение деталей на печатной плате.

Источник

Регулировка яркости семисегментного индикатора

Автор: AntonChip. Дата публикации: 27 января 2014 .

При использовании семисегментных индикаторов часто возникает необходимость в регулировке их яркости свечения. Существуют несколько таких способов. Например, изменять номиналы токоограничительных резисторов, подключенных к сегментам индикатора, но опять нет возможности оперативно регулировать яркость. Также можно подключить к общему катоду(аноду) транзистор, который будет ограничивать ток протекающий через индикаторы. Мы же применим способ благодаря которому можно программно менять яркость — ШИМ регулирование.

В учебной статье про динамическую индикацию мы использовали таймер/счетчик 2, который работал в Нормальном режиме. Но обычно для реализации динамической индикации используют режим СТС (сброс при совпадении), это режим, при котором частота возникновения прерываний по совпадению значений счетчика таймера и регистра OCR2 определяется содержимым OCR2 и предделителем тактовой частоты таймера. При таком режиме работы таймера можно легко изменять частоту обновления разрядов, записывая в регистр сравнения OCR2 необходимое значение, предварительно расчитанное.

Сейчас же мы будем использовать режим FASTPWM и будем обрабатывать два прерывания — по совпадению и переполнению таймера. Режим FASTPWM отличается тем, что при равенстве регистра сравнения (OCR2) и счетчика таймера (TCNT2) возникает прерывание по совпадению, но счетчик не обнуляется (как в режиме СТС), а продолжает считать до переполнения, после чего возникает соответствующее прерывание. При этом прерывания по совпадению и переполнению таймера будут следовать с одинаковой частотой. Значение записанное в регистр OCR2 будет определять время прошедшее от переполнения до совпадения. В обработчике по совпадению мы будем обновлять показания индикаторов, а в обработчике прерывания по переполнению гасить все разряды индикатора при этом мы получим ШИМ регулирование яркостью индикатора.

На рисунках ниже показаны два графика, с большим и малым значением OCR2:

Установка в регистр OCR2 разных значений позволяет менять скважность импульсов проходящих через индикатор, а значит и яркость его свечения. Чем меньше значение OCR2, тем ярче горит индикатор. Так как регулировка может происходить только в сторону уменьшения тока, значения токоограничительных резисторов выбираются по максимальной яркости индикатора.

Напишем программу в которой значение регистра OCR2 будет выводиться на семисегментный индикатор. Меняться же это значение будет с помощью двух кнопок «+»(SB1) и «-«(SB2), которые подключены к выводам PC0 и PC1, также к этим выводам программно подключены внутренние подтягивающие резисторы. Микроконтроллер Atmega8 работает от внутреннего генератора частотой 8MHz. Семисегментный индикатор трехразрядный с общим анодом. Схема на рисунке ниже:

Как было сказано выше, в программе используется два типа прерывания от таймера 2:

ISR (TIMER2_COMP_vect)<> // Прерывание по совпадению

ISR (TIMER2_OVF_vect)<> // Прерывание по переполнению

В прерывании по совпадению мы обновляем данные дисплея, поочередно включая каждый его разряд. В прерывании по переполнению мы выключаем сразу все разряды индикатора, таким образом осуществляя ШИМ регулирование.

Источник

Датчик температуры и влажности с адаптивной регулировкой яркости индикатора

Целью данного проекта является демонстрация способа реализации адаптивного управления яркостью семи сегментных светодиодных индикаторов. Система постоянно оценивает уровень освещенности при помощи дешёвого фоторезистора (LDR) и использует полученную информацию для регулировки яркости дисплея. Для наглядности этот способ применяется в цифровом измерителе температуры и относительной влажности, в котором яркость семи сегментных индикаторов адаптируется под окружающую среду. В этом проекте используются восьми сегментные светодиодные индикаторы, которыми управляет микросхема MAX7219. Температура окружающего воздуха и относительная влажность измеряются датчиком DHT11. В этом проекте используется 8-битный микроконтроллер PIC12F683 в восьми выводном корпусе. Автоматическая настройка яркости семи сегментных индикаторов повышает удобность чтения в любых условиях.

Теория и схема

Сейчас многие смартфоны, телевизоры, КПК и планшеты имеют автоматическую регулировку яркости, которая помогает экономить заряд батареи и увеличивает удобность чтения в разных условиях освещенности. Эта функция затемняет дисплей при высоком уровне освещенности и осветляет в темноте. При увеличении яркости экрана уменьшаются блики, а также снижается чувствительность человеческого глаза на уровень освещенности при увеличении яркости.

Читайте также:  Как регулируют тормоза на мтз

Автоматическая регулировка яркости это замкнутая система, которая оценивает уровень освещенности и соответственно регулирует яркость дисплея. Фоторезистор (LDR) и постоянный резистор 10K соединены последовательно + питания и GND, т.е. они образуют делитель напряжения, как показано на схеме. Обычно сопротивление фоторезистора (LDR) составляет менее 1 кОм на ярком свету и может возрасти до нескольких сотен кОм в темноте. Таким образом, напряжение на 10K резисторе возрастает пропорционально освещенности. В этом проекте напряжение на нем может изменяться от 0,1В в темноте до более чем 4В на свету. Микроконтроллер PIC12F683 считывает этот аналоговый сигнал через AN3 (GP4) вывод АЦП, а затем посылает соответствующие сигналы драйверу семи сегментных индикаторов MAX7219 для регулировки яркости семи сегментных светодиодных индикаторов.

Микросхема MAX7219 обеспечивает последовательный интерфейс для управления семи сегментными светодиодными индикаторами с общим катодом до 8 символов и требует всего 3 вывода микроконтроллера. Микросхема имеет BCD декодер, драйвер сегментов и цифр и статическое ОЗУ 8 × 8 для хранения значения цифр. Ток сегмента для всех индикаторов устанавливается одним внешним резистором между контактом ISET и питанием. Тем не менее, он также обеспечивает цифровой контроль яркости (16 шагов от минимального до максимального) через внутренний ШИМ. В этом проекте выводы GP0, GP1 и GP2 PIC12F683 используются для управления LOAD, DIN и CLK сигнальными линиями MAX7219.

Для измерения температуры и относительной влажности используется датчик DHT11. Он может измерять температуру от 0 до 50°C с точностью ± 2°С и относительную влажности воздуха от 20 до 95% с точностью ± 5%. Датчик имеет полностью откалиброванные цифровые выходы для двух измерений. Он имеет свой собственные 1-Wire протокол, и следовательно, связь между датчиком и микроконтроллером не возможна через обычный периферийный интерфейс. Протокол должен быть заложен в прошивке микроконтроллера с точными расчетами таймингов требуемых датчиком. PIC12F683 использует вывод GP5 для взаимодействия с DHT11.

Для облегчения сборки макета проекта я использую свою отладочную плату PIC12F и мой последовательный 8-разрядный семи сегментный светодиодный индикатор.

Программа

Прошивка для этого проекта написана на C и скомпилирована в MikroC Pro 5.30 для PIC. Подпрограммы для инициализации MAX7219 и отправки цифр написаны просто и понятно для того, чтобы их легко можно было повторить на других языках программирования. MAX7219 управляет яркость дисплея с помощью своего ШИМ. Выход ШИМ управляется нижними полубайтами (D3-D0) регистра яркости (адрес 0x0A) и имеет 16 уровней яркости. Нулевое значение полубайтов дает минимальную яркость, а когда все полубайты имеют значение 1, яркость становится максимальной. Для автоматической регулировки яркости, выход с АЦП с фоторезистором (LDR) сокращен до 0-10 (11 уровней яркости) путем простого деления значения 10-разрядного АЦП на 100. Затем используется таблица соответствия значений полубайтов уровню яркости. Температура отображается в градусах Фаренгейта (F), относительная влажность в процентах (Р).

Скачать исходный код и HEX файлы можно внизу статьи.

Микроконтроллер PIC12F683 работает на частоте 4 МГц от внутреннего генератора. MCLR и Power-On Timer включены. Настройка конфигурации фьюзов показана на рисунке.

Проект был опробован при различном уровне освещенности, от темноты до яркого света, и всё время цифры были удобны для чтения и приятны для глаз. Если Вы хотите использовать такое или подобное устройство в спальне, вам не придется беспокоиться о выключении его на ночь. Дисплей автоматически будет достаточно тусклым, чтобы не мешать сну. Хотя таблица яркости обеспечивает удовлетворительную регулировку уровня яркости в различных условиях освещения, вы можете изменять эти значения для поиска наиболее удобных для вас.

Источник

4 простые схемы индикатора уровня сигнала

Светодиодные индикаторы уровня сигнала появились не одно десятилетие назад и в некоторых областях практически полностью вытеснили стрелочные измерительные приборы. С их помощью удобно контролировать напряжение в бортовой сети автомобиля и в домовой сети. Приборы успешно используются для измерения уровня выходной мощности УМЗЧ и мощности излучения передатчиков. В этой статье мы рассмотрим несколько схем индикаторов наиболее простых в построении и собранных на доступной элементной базе.

Трехуровневый индикатор напряжения

Это устройство отлично подойдет для контроля напряжения в бортовой сети автомобиля. Он не имеет дефицитных элементов, а повторить его сможет практически каждый, имеющий общие понятия в радиотехнике.

Устройство состоит из генератора опорного напряжения, собранного на интегральном пятивольтовом стабилизаторе КР1157ЕН502А и двух индикаторных светодиодовHL1 иHL2, подключенных каждый к своему делителю (R1, R2 и R3, R4 соответственно).

Элементы делителей подобраны таким образом, что при нормально работающем генераторе (14 В на батарее при запущенном двигателе) на аноде светодиода HL1 присутствовало напряжение +1.5 В, а на катоде HL1 -2.0 В относительно вывода 3 микросхемы. При этом оба светодиода будут светиться в пол накала и с одинаковой яркостью, поскольку полупроводники включены встречно-параллельно.

По мере увеличения напряжение на АКБ HL1 начнет светиться ярче, а HL2 постепенно гаснуть. Как только напряжение поднимется выше 14, 5 В, HL2 полностью погаснет, а HL1 засветится в полную силу. При уменьшении напряжения произойдет обратная картина – яркость HL1 начнет уменьшаться, HL2 увеличиваться. Таким образом, ориентируясь всего по двум светодиодам можно определить, насколько исправен генератор и нормально ли происходит зарядка аккумуляторной батареи.

Наладка индикатора предельно проста и сводится к регулировке делителей. Номиналы резисторов подбираются такими, чтобы светодиоды вели себя вышеописанным образом.

Полезно! В схеме можно использовать любой интегральный стабилизатор на 5 В, к примеру, КР1157ЕН501 А, Б или даже КР142ЕН5А. При необходимости генератор опорного напряжения можно собрать и на дискретных элементах.

Индикатор на специализированной микросхеме

Эта схем несколько сложнее предыдущей, но она более функциональна. Во-первых, она отображает 10 уровней напряжения, во-вторых, позволяет переключать работу индикатора в режимы «точка» или «столб» («линия»). В первом случае при зажигании следующего светодиода предыдущий будет тухнуть. Во втором при увеличении напряжения будет увеличиваться количество зажженных диодов. Для примера рассмотрим схему индикатора звукового сигнала, измеряющего напряжения от 0.05 до 2 В.

Читайте также:  Saeco регулировка дозы кофе

Звуковой сигнал, поступающий на вход устройства, усиливается каскадом, собранным на VT1, детектируется диодами VD1 и VD2, включенными по схеме удвоения напряжения и подается на вход 5 микросхемы DA1, представляющей собой десять компараторов. В зависимости от уровня сигнала микросхема зажигает соответствующий светодиод. Резистор R5 позволяет регулировать яркость свечения индикаторов, переключатель S1 управляет режимами работы DA1 (режимы «точка»/«столб»). На месте LM3914 может работать микросхема LM3916.

Вполне очевидно, что устройство после некоторой доработки входных цепей можно использовать в качестве измерителя любого уровня сигнала, в том числе и постоянного напряжения. Для этого достаточно подобрать элементы делителей, отрегулировав напряжение на входе 5 микросхемы, а для постоянного тока исключить разделительные конденсаторы и диодный детектор.

Важно! Не следует путать LM3914 с LM3915. Первая зажигает светодиоды по линейной зависимости от уровня входного сигнала, вторая по логарифмической. Это существенно расширяет диапазон измерений, но неудобно при построении, к примеру, вольтметров постоянного напряжения.

Индикатор с фиксированным шагом измерения

Это устройство отлично подойдет для измерения величины постоянного напряжения. Количество измеряемых величин на приведенной ниже схеме равняется шести, но при желании разрядность можно нарастить, добавив любое их количество. Схема работает в режиме «столб».

Входной сигнал поступает на транзистор VT1, который служит для увеличения входного сопротивления индикатора. Как только напряжение достигнет величины 1.2 В (для КТ315) транзистор откроется и откроет VT2, который зажжет светодиод. Если увеличить входное напряжение еще на 6 в (напряжение падения на диоде VD1), откроется VT3, загорится HL2. Увеличиваем уровень сигнала дальше, открываются следующие ячейки, при этом предыдущие остаются гореть.

Таким образом приведенная схема имеет нижнюю границу измерения 1.2 В, верхнюю 1.2 + 0.6 * 6 = 4.8 В. Прелесть такой схемы в том, что она практически не нуждается в регулировке. Единственный недостаток – шаг измерений фиксированный и его невозможно изменить.

Важно! Шаг измерения можно изменить в некоторых пределах, используя диоды разных типов и мощности — кремниевые, германиевые, с барьером Шоттки и т.д.

Индикатор с тонкой регулировкой

Настройка этого индикатора займет определенное время, но зато мы можем настроить его по каждому каналу. Работает такая схема в режиме «столб».

Каждая ячейка состоит из транзистора и индикаторного светодиода. все транзисторы управляются сигналами, поступающими каждый со своего делителя. Резисторы Rx подобраны такими, что каждая из ячеек срабатывает при соответствующем уровне сигнала. Таким образом, при регулировке можно настроить каждую ячейку на желаемое напряжение.

Кроме того, открытие ячеек происходит плавно, а не скачком, как на предыдущей схеме. Поэтому о величине измеряемого напряжения можно судить и по яркости последнего зажженного.

Полезно! Предлагаемая схема предназначена для оценки уровня звукового сигнала, но ее можно использовать и для измерения постоянных напряжений. При этом на вход IN нужно подавать плюс. Диод D6, а также конденсаторы С1 и С2 можно исключить.

Вот мы и убедились, что построить индикатор уровня сигнала своими руками совсем несложно. С этим справится практически каждый, отличающий транзистор от диода и умеющий держать паяльник в руках.

Источник