एक मल्टी नोड एलईडी पीडब्लूएम लैंप डिजाइन करना: 6 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:24

यह निर्देशयोग्य दिखाएगा कि मैंने एक एलईडी पीडब्लूएम लैंप नियंत्रक कैसे डिज़ाइन किया। रोशनी के बड़े तार बनाने के लिए कई लैंप एक साथ बंधे जा सकते हैं। क्रिसमस के लिए कुछ ब्लिंकी एलईडी लाइट्स बनाना मेरी इच्छा सूची में हमेशा से रहा है। पिछले क्रिसमस सीजन में मैंने वास्तव में कुछ बनाने के बारे में सोचना शुरू कर दिया था। मेरा पहला विचार था, प्रत्येक एलईडी लैंप को केवल तारों की एक जोड़ी से जोड़ा जा सकता है। एलईडी लैंप की शक्ति एक एसी सिग्नल हो सकती है जो कम आवृत्ति से उच्च आवृत्ति तक स्वीप करेगी। प्रत्येक लैंप में निर्मित एक बैंड-पास फ़िल्टर एलईडी चालू करेगा जब आवृत्ति बैंड-पास फ़िल्टर की केंद्र आवृत्ति से मेल खाती है। यदि बैंड-पास फिल्टर्स को सही तरीके से सेटअप किया जाता है, तो एक एलईडी चेज़ सीक्वेंस बनाया जा सकता है। वास्तव में, स्वीप करने के बजाय अलग-अलग आवृत्तियों पर कूदकर, किसी एक एलईडी को चालू किया जा सकता है। एच-ब्रिज ड्राइवर चिप का उपयोग करना, तारों के नीचे वांछित आवृत्ति को चलाना बहुत कठिन नहीं होना चाहिए। ठीक है, मैं सिर्फ एनालॉग डिजाइन पर बदबू करता हूं - मैं एक आदमी की तरह का सॉफ्टवेयर हूं। कुछ बेंच परीक्षणों के बाद, मैंने तुरंत एनालॉग का उपयोग करना छोड़ दिया। जो मैं वास्तव में चाहता था वह एक एलईडी लैंप था जिसे किसी भी रंग को प्रदर्शित करने के लिए पूरी तरह से नियंत्रित किया जा सकता था। ओह, और यह पीडब्लूएम (पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन) का उपयोग करने में सक्षम होना चाहिए ताकि एल ई डी को वास्तव में शांत पैटर्न में चालू या बंद किया जा सके। इस निर्देश में निम्नानुसार एक माइक्रोचिप माइक्रोप्रोसेसर पर आधारित वास्तव में एक शांत डिजाइन का विवरण है। जो क्रिसमस ट्री रोशनी के लिए मेरी इच्छा से बाहर हो गया। केम्पर एलईडी पीडब्लूएम लैंप नियंत्रक क्या प्रदर्शित करने में सक्षम है, यह देखने के लिए नीचे दिए गए वीडियो पर एक त्वरित नज़र डालें। ध्यान दें, कार्रवाई में एलईडी का एक अच्छा वीडियो प्राप्त करना कठिन है जो तीव्रता नियंत्रण के लिए पीडब्लूएम का उपयोग कर रहे हैं। जब आप कंप्यूटर मॉनीटर को वीडियो करने का प्रयास करते हैं तो यह वही समस्या होती है। एल ई डी के 60 हर्ट्ज कैमकॉर्डर के 30 हर्ट्ज के साथ बीट फ़्रीक्वेंसी लड़ाई में शामिल हो जाते हैं। इसलिए, जबकि कई बार एल ई डी का वीडियो थोड़ा "गड़बड़" होता है, वास्तव में ऐसा नहीं है। मानव आंख से देखने पर एलईडी में कोई खराबी नहीं दिखाई देती है। एलईडी के वीडियो टैपिंग के बारे में अधिक चर्चा के लिए नीचे दिया गया सॉफ्टवेयर चरण देखें।

चरण 1: डिजाइन लक्ष्य

इस परियोजना के बारे में सोचकर क्रिसमस की छुट्टी बिताने के बाद मैं एक इच्छा सूची के साथ आया। यहाँ कुछ विशेषताएं हैं (क्रम में क्रमबद्ध) मैं अपने एलईडी नियंत्रक के साथ चाहता था: 1) प्रत्येक एलईडी लैंप जितना संभव हो उतना सस्ता होना चाहिए। यदि प्रत्येक दीपक की कीमत बहुत अधिक है तो 100 लैंप की एक स्ट्रिंग की कीमत एक गुच्छा होगी। इसलिए, लागत एक प्रमुख कारक है। 2) प्रत्येक लैंप में एक छोटा माइक्रो ऑन बोर्ड होगा जो एलईडी को चलाएगा। छोटा माइक्रो पीडब्लूएम सिग्नल उत्पन्न करेगा ताकि एल ई डी को मंद या फीका किया जा सके। केवल चालू और बंद करने पर एल ई डी कठोर दिख सकते हैं। पीडब्लूएम संकेतों का उपयोग करते हुए एल ई डी के लिए सामान्य कठोर किनारों के बिना एल ई डी को ऊपर और नीचे फीका किया जा सकता है। 3) तारों को सरल रखने के लिए प्रत्येक दीपक दो-तार इंटरफ़ेस का उपयोग करके कमांड स्वीकार करेगा। बिजली और संचार समान दो तारों को साझा करेंगे। लैंप को कमांड ऑन बोर्ड माइक्रो को बताएगा कि पीडब्लूएम के साथ कौन सी एल ई डी ड्राइव करना है। 4) शांत दिखना चाहिए! मुझे लगता है कि इसे वास्तव में फिर से क्रमांकित किया जाना चाहिए, इसलिए यह नंबर एक है। यहां कुछ छोटे डिजाइन लक्ष्य हैं (कोई विशेष आदेश नहीं): 1) विकास के लिए, सर्किट में रीफ्लैश / रीप्रोग्राम करना आसान होना चाहिए। 2) एक पीसी सक्षम होना चाहिए लैंप को कमांड जेनरेट करें। यह एक अन्य एम्बेडेड माइक्रो का उपयोग करने की तुलना में विकासशील पैटर्न को बहुत आसान बनाता है। 3) प्रत्येक लैंप का एक अनूठा पता होना चाहिए। प्रत्येक एलईडी, एक दीपक के भीतर, विशिष्ट रूप से संबोधित करने योग्य भी होना चाहिए। 4) कमांड प्रोटोकॉल को तारों के एक तार पर कई लैंप का समर्थन करना चाहिए। वर्तमान डिज़ाइन एक स्ट्रिंग पर 128 लैंप का समर्थन करता है। प्रति लैम्प ४ एल ई डी के साथ जो दो तारों के एक तार पर ५१२ एल ई डी तक काम करता है! यह भी ध्यान दें, उन 512 एल ई डी में से प्रत्येक में पूर्ण पीडब्लूएम इसे चला रहा है। 5) प्रोटोकॉल में एक कमांड होना चाहिए जो कहता है, "इस स्तर से उस स्तर तक एलईडी को लुप्त करना शुरू करें"। एक बार लुप्त होना शुरू हो जाने पर, अन्य एल ई डी को भी उसी लैंप पर सेट किया जा सकता है और लुप्त होती में सेट किया जा सकता है। दूसरे शब्दों में, एक एलईडी को एक लुप्त होती पैटर्न में सेट करें और फिर यह जानकर भूल जाएं कि एलईडी कमांड को पूरा करेगी। इसका मतलब है कि माइक्रो पर मल्टीटास्किंग सॉफ्टवेयर! 6) वैश्विक कमांड होने चाहिए जो एक ही बार में सभी लैंप को प्रभावित करें। इसलिए, सभी एल ई डी को केवल एक कमांड का उपयोग करके कमांड किया जा सकता है। यहां कुछ वास्तव में मामूली डिजाइन लक्ष्य हैं (फिर से, कोई विशेष आदेश नहीं): 1) एक कम त्रुटि होने पर दीपक रिपोर्ट वापस करने का एक तरीका चाहिए। यह कमांड को नाराज होने की अनुमति देगा। 2) कमांड प्रोटोकॉल को एक फैंसी ग्लोबल मैच पैटर्न के लिए एक तरीके की आवश्यकता होती है। यह प्रत्येक x संख्या के लैंप को एक कमांड के साथ चुनने की अनुमति देगा। इससे बड़ी संख्या में लैंप के साथ पीछा पैटर्न बनाना आसान हो जाएगा। उदाहरण के तौर पर, यह प्रत्येक तीसरे दीपक को दीपक की एक स्ट्रिंग पर एक आदेश भेजने की अनुमति देगा। फिर, अगला आदेश तीन के अगले समूह को भेजा जा सकता है। 3) एक ऑटो कॉम पोलरिटी डिटेक्ट लॉजिक सिस्टम भी बहुत अच्छा होगा। फिर, एलईडी लैंप के लिए दो फीड तारों की ध्रुवता महत्वहीन हो जाती है। इस सुविधा के बारे में अधिक जानकारी के लिए हार्डवेयर अनुभाग देखें।

चरण 2: प्रोटोटाइप:

यह अब जनवरी की शुरुआत है और मैं जाता हूँ। मुझे डिजिके में 10F206 मिला और यह वास्तव में सस्ता है! इसलिए, मैं माइक्रोचिप से 10F206 माइक्रो रखने के लिए एक प्रोटो बोर्ड स्पिन करता हूं। मैंने एक त्वरित बोर्ड डिज़ाइन किया क्योंकि 10F2xx एक डीआईपी पैकेज में उपलब्ध नहीं है। नीचे की रेखा, मैं छोटी चिप से परेशान नहीं होना चाहता था। (मैं जनवरी में बहुत आश्वस्त था) मैंने भी बंद कर दिया और 10F2xx माइक्रो पर लक्षित एक नया सीएसएस सी कंपाइलर खरीदा। चिप्स का 10F2xx परिवार वास्तव में सस्ता है! बड़ी उम्मीदों के साथ, मैंने इसमें गोता लगाया और बहुत सारे कोड लिखना शुरू कर दिया। 10F206 में 24 बाइट्स RAM है - चिप में 512 बाइट्स फ्लैश और एक आठ-बिट टाइमर भी है। जबकि संसाधन विरल हैं, बड़ी मात्रा में कीमत 41 सेंट पर अच्छी है। मेरे भगवान, 41 सेंट के लिए प्रति सेकंड एक लाख निर्देश (1 एमआईपीएस)! मुझे सिर्फ मूर का नियम पसंद है। एक बंद कीमतों पर इवान, डिजिके से 10F206 66 सेंट पर सूचीबद्ध है। मैंने 10F206 के साथ काम करने में बहुत समय बिताया। 10F206 के साथ काम करते हुए मैंने पाया कि मल्टीटास्किंग बिल्कुल आवश्यक है। नए संचार संदेश प्राप्त करते समय भी पीडब्लूएम आउटपुट संकेतों को अद्यतन रखा जाना चाहिए। पीडब्लूएम सिग्नल को अपडेट करने में किसी भी तरह की रुकावट को एलईडी में खराबी के रूप में देखा जाएगा। इंसान की आंख वास्तव में ग्लिच देखने में अच्छी होती है। 10F206 चिप के साथ कुछ मूलभूत समस्याएं हैं। मेरे आवेदन के लिए कम से कम मूलभूत समस्याएं। पहली समस्या यह है कि कोई रुकावट नहीं है! पोलिंग लूप का उपयोग करके नए संचार की शुरुआत को पकड़ना समय की त्रुटियों के लिए बनाता है। दूसरी समस्या यह है कि केवल एक टाइमर है। मुझे पीडब्लूएम आउटपुट को बनाए रखते हुए कमांड प्राप्त करने का कोई तरीका नहीं मिला। हर बार नया आदेश मिलने पर एलईडी खराब हो जाती थी। कमांड प्राप्त करने और पीडब्लूएम आउटपुट चलाने के बीच टाइमर साझा करना भी एक प्रमुख सॉफ्टवेयर परेशानी थी। मैं एक नया वर्ण प्राप्त करते समय टाइमर को रीसेट नहीं कर सका क्योंकि टाइमर का उपयोग PWM संकेतों को नियंत्रित करने के लिए भी किया जा रहा था। 10F206 के साथ काम करते हुए मैंने सर्किट सेलर में फ्रीस्केल के नए छोटे MC9RS08KA1 माइक्रो के बारे में एक लेख देखा। मुझे फ्रीस्केल चिप्स पसंद हैं - मैं उनके बीडीएम डिबगिंग का बहुत बड़ा प्रशंसक हूं। मैंने पहले Star12 चिप्स का बहुत उपयोग किया था (मैंने Star12 पर GM Cadillac & Lacern अल्ट्रासोनिक सिस्टम के लिए सभी सॉफ़्टवेयर लिखे थे - मेरा अल्ट्रासोनिक सॉफ़्टवेयर अब इन दो कारों पर उत्पादन में है)। इसलिए, मैं वास्तव में आशान्वित था कि उनके नए छोटे चिप्स अच्छे होंगे। कीमत भी सही है, डिजिके ने इन चिप्स को 38 सेंट में बड़ी मात्रा में सूचीबद्ध किया है। फ्रीस्केल अच्छा था और मुझे कुछ मुफ्त नमूने भेजे। हालाँकि, फ्रीस्केल 9RS08 चिप वास्तव में नासमझ लग रहा था - मैं इसके साथ ज्यादा प्रगति नहीं कर सका। चिप में व्यवधान की कमी और केवल एक टाइमर भी है। ओह ठीक है, कम से कम मुझे लगा कि एक और प्रोटो बोर्ड कताई पर पैसा बर्बाद किए बिना सब कुछ खत्म हो गया है। नीचे चित्र देखें। अब मुझे पता है - मेरे आवेदन के लिए मेरे पास इंटरप्ट और एक से अधिक टाइमर होने चाहिए। माइक्रोचिप पर वापस, मुझे 12F609 चिप मिली। इसमें इंटरप्ट और दो टाइमर हैं। इसमें 1K फ्लैश और 64 बाइट्स रैम भी है। नकारात्मक पक्ष कीमत है; डिजिके ने इन चिप्स को 76 सेंट में बड़ी मात्रा में सूचीबद्ध किया है। ओह ठीक है, मूर का नियम जल्द ही इसका ध्यान रखेगा। प्लस साइड पर, 12F609 को डीआईपी पैकेज में भी ऑर्डर किया जा सकता है। माइनस साइड पर, मुझे नेक्स्ट लेवल अप कंपाइलर खरीदना पड़ा - उस थोड़े ने मेरे @#$% को जला दिया^&.अब अप्रैल है और मैंने बहुत कुछ सीखा है कि क्या काम नहीं करेगा। मैंने एक बोर्ड काता है और एक कंपाइलर पर पैसा बर्बाद किया है जिसकी मुझे आवश्यकता नहीं है। फिर भी, अब तक परीक्षण उत्साहजनक है। डीआईपी पैकेज में नए कंपाइलर और 12F209 चिप्स के साथ बेंच स्तर परीक्षण जल्दी चला गया। परीक्षण ने पुष्टि की कि मेरे पास सही चिप है। एक और प्रोटो बोर्ड स्पिन करने का समय! इस बिंदु तक, मैं दृढ़ हूं।

चरण 3: 12F609 विकास बोर्ड

ठीक है, नए सिरे से बेंच परीक्षण, मैं एक और बोर्ड स्पिन आज़माने के लिए तैयार हूँ। इस बोर्ड डिज़ाइन में, मैं वास्तव में एक ही दो तारों पर बिजली और संचार भेजने के विचार को आज़माना चाहता था। यदि कॉम त्रुटियों को नजरअंदाज कर दिया गया, तो केवल दो तारों की आवश्यकता होगी। यह एकदम सही है कूल! बिजली के तारों पर संचार भेजते समय यह ठंडा होता है, इसकी आवश्यकता नहीं होती है। यदि वांछित हो तो सभी लैंपों को एक ही कॉम वायर पर एक साथ जोड़ा जा सकता है। इसका मतलब यह होगा कि प्रत्येक दीपक को चौथे वैकल्पिक फीडबैक स्थिति तार के साथ तीन तारों की आवश्यकता होगी। नीचे आरेख देखें। एक साधारण एच-ब्रिज का उपयोग करके शक्ति और संचार को जोड़ा जा सकता है। एच-ब्रिज बिना किसी समस्या के बड़ी धाराओं को चला सकता है। कई, उच्च वर्तमान एल ई डी, केवल दो तारों पर एक साथ बंधे जा सकते हैं। लैंप के लिए डीसी पावर की ध्रुवीयता को एच-ब्रिज के साथ बहुत जल्दी स्विच किया जा सकता है। इसलिए, स्विचिंग डीसी को सामान्य डीसी पावर में वापस लाने के लिए प्रत्येक दीपक एक पूर्ण तरंग पुल का उपयोग करता है। माइक्रो पिन में से एक कच्चे आने वाली स्विचिंग डीसी पावर से जुड़ता है ताकि कॉम सिग्नल का पता लगाया जा सके। एक वर्तमान सीमित रोकनेवाला माइक्रो पर डिजिटल इनपुट की सुरक्षा करता है। माइक्रो इनपुट पिन के अंदर, कच्चे स्विचिंग डीसी वोल्टेज को माइक्रो के आंतरिक कैंप डायोड का उपयोग करके क्लैंप किया जाता है - इन डायोड द्वारा स्विचिंग डीसी को क्लैंप (शून्य से वीसीसी वोल्ट) किया जाता है। फुल वेव ब्रिज जो आने वाली शक्ति को ठीक कर रहा है, दो डायोड ड्रॉप उत्पन्न करता है। एच-ब्रिज आपूर्ति वोल्टेज को समायोजित करके पुल से दो डायोड बूंदों को आसानी से दूर किया जाता है। एक छह-वोल्ट एच-ब्रिज वोल्टेज माइक्रो पर एक अच्छी पांच-वोल्ट आपूर्ति प्रदान करता है। व्यक्तिगत सीमित प्रतिरोधों का उपयोग तब प्रत्येक एलईडी के माध्यम से करंट को ट्रिम करने के लिए किया जाता है। ऐसा लगता है कि यह शक्ति/कॉम स्कीमा बहुत अच्छी तरह से काम करती है। मैं माइक्रो और एल ई डी के बीच ट्रांजिस्टर आउटपुट जोड़ने का भी प्रयास करना चाहता था। बेंच टेस्टिंग के दौरान, यदि 12F609 को हार्ड (इसके आउटपुट पथ में बहुत अधिक करंट) पर धकेला जाता है, तो यह सभी आउटपुट को झिलमिला देगा। डेटाशीट के अनुसार पूरे चिप के लिए अधिकतम करंट जो कि 12F609 सपोर्ट कर सकता है, कुल 90mA है। खैर, यह काम नहीं करेगा! मुझे इससे कहीं अधिक करंट की आवश्यकता हो सकती है। ट्रांजिस्टर जोड़ने से मुझे प्रति एलईडी 100mA की क्षमता मिलती है। डायोड ब्रिज को 400mA पर रेट किया गया है इसलिए 100mA प्रति LED क्षमता बस फिट बैठती है। एक कमी है; ट्रांजिस्टर की कीमत 10 सेंट है, प्रत्येक। कम से कम मेरे द्वारा चुने गए ट्रांजिस्टर प्रतिरोधों में बने हैं - डिजिके भाग संख्या MMUN2211LT1OSCT-ND है। ट्रांजिस्टर के साथ, एल ई डी की कोई झिलमिलाहट नहीं होती है। उत्पादन लैंप के लिए मुझे लगता है कि ट्रांजिस्टर की आवश्यकता नहीं होगी यदि "सामान्य" 20mA एलईडी का उपयोग किया जाता है। इस चरण में डिज़ाइन किया गया विकास बोर्ड केवल परीक्षण और विकास के लिए है। यदि छोटे प्रतिरोधों का उपयोग किया जाता है तो बोर्ड बहुत छोटा हो सकता है। ट्रांजिस्टर को खत्म करने से बोर्ड की जगह का एक गुच्छा भी बच जाएगा। उत्पादन बोर्डों के लिए इन-सर्किट प्रोग्रामिंग पोर्ट को भी हटाया जा सकता है। विकास बोर्ड का मुख्य बिंदु सिर्फ पावर/कॉम योजना को साबित करना है। वास्तव में, बोर्ड प्राप्त करने के बाद, मुझे पता चला कि बोर्ड के लेआउट में कोई समस्या है। फुल वेव ब्रिज चिप में एक नासमझ पिनआउट है। मुझे दो निशान काटने थे और प्रत्येक बोर्ड के नीचे दो जम्पर तार जोड़ने थे। इसके अलावा, एल ई डी और कनेक्टर के निशान बहुत पतले हैं। ओह अच्छी, जीओ और सीखो। पहली बार नहीं होगा जब मैंने एक नए बोर्ड लेआउट को गलत बताया। मेरे पास बैचपीसीबी का उपयोग करके आठ बोर्ड बनाए गए थे। उनके पास सबसे अच्छी कीमतें हैं लेकिन वे बहुत धीमी हैं। बोर्डों को वापस लाने में हफ्तों लग गए। फिर भी, यदि आपकी कीमत संवेदनशील है, तो बैचपीसीबी ही एकमात्र रास्ता है। हालांकि, मैं वापस एपी सर्किट पर स्विच करने जा रहा हूं - वे सुपर फास्ट हैं। मेरी इच्छा है कि उनके पास कनाडा से बोर्ड भेजने का एक सस्ता तरीका हो। एपी सर्किट मुझे प्रत्येक ऑर्डर के लिए शिपिंग में 25 रुपये देता है। अगर मैं केवल ७५ रुपये के बोर्ड खरीद रहा हूँ तो दुख होता है। आठ छोटे बोर्डों को मिलाप करने में मुझे दो दिन लगे। यह पता लगाने में एक और दिन लग गया कि पुल-अप रेसिस्टर R6 (योजनाबद्ध देखें) मेरे साथ खिलवाड़ कर रहा है। मुझे लगता है कि रोकनेवाला R6 की जरूरत नहीं है। मैं डेटाशीट पढ़ने के बाद चिंतित था और इसने संकेत दिया कि इस इनपुट पिन पर कोई आंतरिक माइक्रो पुल-अप नहीं है। मेरे डिजाइन में, पिन को हर समय सक्रिय रूप से संचालित किया जाता है, इसलिए पुल-अप की वास्तव में आवश्यकता नहीं है। बोर्ड को कमांड भेजने के लिए मैंने पायथन प्रोग्राम से सरल 9600-बॉड संदेशों का उपयोग किया। पीसी से निकलने वाला कच्चा RS232 MAX232 चिप का उपयोग करके TTL में परिवर्तित हो जाता है। RS232 TTL सिग्नल H-Bridge नियंत्रण इनपुट में जाता है। RS232 TTL 74HC04 चिप में इन्वर्टर गेट से भी गुजरता है। उलटा RS232 फिर दूसरे H-Bridge नियंत्रण इनपुट में जाता है। तो, बिना RS232 ट्रैफ़िक के, H-Bridge 6 वोल्ट का आउटपुट देता है। RS232 पर प्रत्येक बिट के लिए, H-Bridge ध्रुवता को -6 वोल्ट तक फ़्लिप करता है, जब तक कि RS232 बिट रहता है। नीचे ब्लॉक आरेख चित्र देखें। पायथन कार्यक्रम भी संलग्न है। एल ई डी के लिए, मैंने https://besthongkong.com से एक गुच्छा खरीदा। उनके पास लाल/हरे/नीले/सफेद रंग में उज्ज्वल 120 डिग्री एलईडी थे। याद रखें, मैंने जिन एल ई डी का उपयोग किया है वे केवल परीक्षण के लिए हैं। मैंने प्रत्येक रंग का 100 खरीदा। मेरे द्वारा उपयोग किए गए एल ई डी के लिए यहां संख्याएं हैं: नीला: 350mcd / 18 सेंट / 3.32V @ 20mAGग्रीन: 1500mcd / 22 सेंट / 3.06V @ 20mAसफेद: 1500mcd / 25 सेंट / 3.55V @ 20mARed: 350mcd / 17 सेंट / 2.00V @ 20mAU लैंप को पॉप्युलेट करने के लिए इन चार एल ई डी का उपयोग करके, वे 82 सेंट पर माइक्रो जितना खर्च करते हैं! आउच।

चरण 4: सॉफ्टवेयर

सॉफ्टवेयर वास्तव में इस परियोजना को टिक करता है! 12F609 में स्रोत कोड वास्तव में जटिल है। मैं कभी अंतिम स्मृति स्थान का उपयोग कर रहा हूँ! मेरे कोड द्वारा सभी 64 बाइट्स का उपभोग किया गया है। मेरे पास अतिरिक्त के रूप में 32 बाइट्स का फ्लैश बचा है। तो, मैं १००% RAM और ९७% फ़्लैश का उपयोग कर रहा हूँ। हालांकि, यह आश्चर्यजनक है कि आपको उस जटिलता के लिए कितनी कार्यक्षमता मिलती है। प्रत्येक लैंप के लिए संचार आठ-बाइट डेटा पैकेट भेजकर संग्रहीत किया जाता है। प्रत्येक डेटा पैकेट चेकसम के साथ समाप्त होता है - तो वास्तव में, डेटा के सात बाइट्स और अंतिम चेकसम होता है। 9600 बॉड पर, एक डेटा पैकेट को आने में केवल 8 मिलीसेकंड से अधिक समय लगता है। बाइट्स का पैकेट आने के दौरान ट्रिक मल्टीटास्क करना है। यदि कोई भी एल ई डी पीडब्लूएम सिग्नल के साथ सक्रिय है, तो आउटपुट पीडब्लूएम को नए पैकेट बाइट प्राप्त करते समय भी अद्यतन रखा जाना चाहिए। यही चाल है। इसे सुलझाने में मुझे हफ्तों और हफ्तों का समय लगा। मैंने अपने लॉजिपोर्ट एलएसए के साथ काम करने में बहुत समय बिताया और प्रत्येक बिट का पालन करने की कोशिश की। यह मेरे द्वारा लिखे गए कुछ सबसे जटिल कोड हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि सूक्ष्म इतना सीमित है। अधिक शक्तिशाली माइक्रो पर ढीला/आसान कोड लिखना आसान होता है और बिना किसी शिकायत के इसके माध्यम से त्वरित माइक्रो रिप होता है। 12F609 के साथ, किसी भी ढीले कोड की कीमत आपको बहुत अधिक है। इंटरप्ट सर्विस रूटीन को छोड़कर सभी माइक्रो सोर्स कोड सी में लिखे गए हैं। आप पूछ सकते हैं कि इतने बड़े डेटा पैकेट क्यों हैं। ठीक है, क्योंकि हम चाहते हैं कि एल ई डी अपने हिसाब से ऊपर और नीचे रैंप करें। एक बार रैंप प्रोफाइल लोड हो जाने के बाद, एलईडी बंद हो सकती है और दूसरी एलईडी के लिए नए आदेश प्राप्त करते हुए भी रैंप करना शुरू कर सकती है। प्रत्येक लैंप को सभी डेटा पैकेट ट्रैफ़िक प्राप्त करना और डिकोड करना होता है, भले ही पैकेट इसके लिए न हो। एक एलईडी प्रोफ़ाइल में एक प्रारंभ स्तर, प्रारंभ समय, रैंप दर, शीर्ष स्तर, शीर्ष रहने का समय, रैंप डाउन दर, निचला स्तर होता है।. संलग्न आरेख देखें। वाह, यह एक एलईडी के लिए बहुत कुछ है। अब, उस समय को एल ई डी की संख्या से गुणा करें। यह बहुत अधिक हो जाता है - मैं केवल पूर्ण रैंप प्रोफाइल वाले तीन एल ई डी का ट्रैक रख सकता था। चौथा (देव बोर्ड पर सफेद एलईडी) में केवल क्षमता से/तक रैंप है। यह एक समझौता है। रैंप प्रोफाइल के संलग्न चित्र पर एक नज़र डालें। पीडब्लूएम सिग्नल एक टाइमर से उत्पन्न होता है जो 64uS प्रति टिक पर चल रहा है। आठ बिट टाइमर हर 16.38mS पर लुढ़कता है। इसका मतलब है कि PWM सिग्नल 61.04Hz पर चल रहा है। यह वीडियो टैपिंग के लिए अच्छा नहीं है! इसलिए, मैंने एक सॉफ्टवेयर ट्रिक का इस्तेमाल किया और इसे 60Hz तक फैलाने के लिए टाइमर में कुछ अतिरिक्त काउंट्स को जंप किया। यह वीडियो टैपिंग को बहुत बेहतर बनाता है। PWM टाइमर (16.67mS) के प्रत्येक रोल-ओवर पर मैं रैंप प्रोफाइल को अपडेट करता हूं। इसलिए, प्रत्येक रैंप/निवास टिक एक सेकंड का 1/60 या 60 हर्ट्ज है। सबसे लंबा प्रोफ़ाइल खंड (255 की गिनती का उपयोग करके) 4.25 सेकंड तक चलेगा और सबसे छोटा (1 की गिनती का उपयोग करके) 17ms तक चलेगा। यह भीतर काम करने के लिए एक अच्छी रेंज देता है। तर्क विश्लेषक से संलग्न तस्वीर पर एक नज़र डालें। तस्वीर में वास्तव में विवरण देखने के लिए, तस्वीर को उसके उच्च रिज़ॉल्यूशन मोड में खोलें। यह शिक्षाप्रद वेब साइट पर कुछ अतिरिक्त क्लिक लेता है। नीचे दिखाए गए प्रोफ़ाइल का एक चित्र भी है। कमांड प्रोटोकॉल का दस्तावेजीकरण मेरी टूडू सूची में है। मैं पूरी तरह से प्रोटोकॉल का वर्णन करने के लिए डेटाशीट प्रकार का दस्तावेज़ लिखने की योजना बना रहा हूं। मैंने चिप के लिए एक डेटाशीट शुरू की है - एक प्रारंभिक संस्करण अब मेरी वेब साइट पर है।

चरण 5: संभावित अनुप्रयोग

क्रिसमस ट्री लाइट: निश्चित रूप से, मुझे लगता है कि इन बच्चों से भरा एक पेड़ बहुत ही बढ़िया होगा। मैं पेड़ से नीचे गिरने वाली हल्की बर्फ के साथ हरी बत्तियों की एक अच्छी गर्म चमक की कल्पना कर सकता हूं। हो सकता है कि बेतरतीब ढंग से गिरती बर्फ के साथ हरे से लाल रंग में धीमी गति से फीका पड़ जाए। पेड़ के ऊपर और नीचे एक हेलिक्स सर्पिल पैटर्न बनाने वाली चेज़र रोशनी भी साफ-सुथरी होगी। मोटे तौर पर, मैं इस पेड़ को बाहर यार्ड में पार्क करने जा रहा हूं और अगले दरवाजे "जोन्स" को पागल कर दूंगा। वहाँ, कोशिश करो और हराओ! एक्सेंट लाइटिंग: कुछ भी जिसे उच्चारण प्रकाश की आवश्यकता होती है वह इन लैंपों का लक्ष्य है। मेरे जीजाजी उन्हें अपने फिश टैंक के तल में रखना चाहते हैं। एक दोस्त अपने हॉट रॉड इंजन का उच्चारण करना चाहता है - गैस पेडल पर रौंदने से प्रकाश की लाल चमक बढ़ जाएगी। मैं इनमें से एक को अपने लैंप के साथ बनाने पर भी विचार कर रहा था: https://www.instructables.com/id/LED_Paper_Craft_Lamps/ एक महान क्यूब स्काउट्स प्रोजेक्ट के लिए तैयार होगा। एलईडी स्ट्रिंग को फोल्ड करना: एलईडी लैंप की एक स्ट्रिंग को आकृतियों में मोड़ा जा सकता है। सात लैंप को सात सेगमेंट एलईडी पैटर्न में फोल्ड किया जा सकता है। एक विशाल प्रदर्शन किया जा सकता है - नए साल के लिए एक महान उलटी गिनती प्रदर्शन होगा! या हो सकता है, शेयर बाजार को दिखाने के लिए एक प्रदर्शन - बुरे दिनों में लाल अंक और अच्छे पर हरा। हो सकता है कि बाहर का तापमान दिखाने वाला एक बड़ा डिस्प्ले। ३डी ग्रिड एल ई डी की एक स्ट्रिंग को लटकाकर और व्यवस्थित करके, एल ई डी का एक ३डी ग्रिड आसानी से बनाया जा सकता है। YouTube पर कुछ शानदार 3D LED सरणी उदाहरण हैं। हालाँकि, मैंने जो मौजूदा उदाहरण देखे हैं, वे तार के लिए छोटे और दर्दनाक दिखते हैं। हो सकता है कि क्रिसमस के दौरान भी यार्ड में एक बड़ा 3D ग्रिड बाहर हो। WinAmp प्लग-इन: हर कोई जो मेरी प्रयोगशाला में रहा है, और रोशनी देखी है, पूछता है कि क्या वे संगीत पर नृत्य करते हैं। मैंने थोड़ी खुदाई की, ऐसा लगता है कि WinAmp में प्लग-इन जोड़ना काफी आसान होगा। प्लग-इन लैंप की एक संलग्न स्ट्रिंग को संदेश भेजेगा ताकि रोशनी उस संगीत के साथ समन्वयित हो जाए जो WinAmp चला रहा था। कुछ क्रिसमस संगीत को मेरे क्रिसमस ट्री में सिंक करना बहुत ही बढ़िया होगा।एच-ब्रिज के साथ एंबेडेड बेबी ओरंगुटान बी-328 रोबोट कंट्रोलर: पोलोलू का छोटा कंट्रोलर एकदम सही होगा। देखें: https://www.pololu.com/catalog/product/1220 इस बोर्ड में पहले से ही एक एच-ब्रिज तैयार है। लैंप पैटर्न को माइक्रो में प्रोग्राम किया जा सकता है ताकि पीसी को बंद किया जा सके। 802.15.4: 802.15.4 जोड़ने से लैंप वायरलेस हो सकते हैं। क्रिसमस ट्री के लिए घर के चारों ओर रोशनी फैली हुई है, यह बहुत अच्छा होगा। या, एक बड़े भवन परिसर में हर खिड़की पर लैंप जोड़ना संभव होगा। कूल।रोटेटिंग 'लाइटहाउस बीकन: मेरे बेटे के पास लाइटहाउस बनाने के लिए एक स्कूल प्रोजेक्ट था। विचार यह था कि एक पेपर क्लिप स्विच के साथ एक लजीज बैटरी चालित प्रकाश का निर्माण किया जाए ताकि लाइटहाउस वास्तविक रूप से प्रकाश करे। मेरा कोई बेटा उसके साथ स्कूल नहीं जाएगा जब उसके पास पूरी तरह से घूमने वाली बीकन हो सकती है! संलग्न तस्वीरों और वीडियो पर एक नज़र डालें।

चरण 6: सारांश

यह वास्तव में मुझे आश्चर्यचकित करता है कि प्रत्येक दीपक में एसओआईसी -8 में 80 सेंट के लिए 2 एमआईपीएस अश्वशक्ति होती है। जैसे-जैसे लैंप की एक स्ट्रिंग अधिक लैंप जोड़कर विस्तारित होती है, स्ट्रिंग पर एमआईपीएस की मात्रा भी बढ़ जाती है। दूसरे शब्दों में यह एक स्केलेबल डिज़ाइन है। प्रसंस्करण शक्ति के 32 एमआईपीएस के साथ 16 लैंप की एक स्ट्रिंग गुनगुना रही है। बस कमाल। अभी बहुत काम किया जाना बाकी है। विकास बोर्ड को अद्यतन करने की आवश्यकता है। कुछ लेआउट बग हैं जिन्हें ठीक करने की आवश्यकता है। कॉम एरर आउटपुट वायरिंग ट्रांजिस्टर आउटपुट के साथ काम नहीं करता है। अभी तक निश्चित नहीं है कि क्यों - मैंने अभी तक इसे सुलझाने में कोई समय नहीं लगाया है। प्राप्त संचार कोड को भी थोड़ा और काम करने की आवश्यकता है। एल ई डी देखकर मैं देख सकता हूं कि हर बार कम त्रुटियां होती हैं। ऐसा प्रतीत होता है कि प्रति 1000 संदेशों में औसतन एक यादृच्छिक त्रुटि होती है। मुझे एक एसएमडी मैन्युफैक्चरिंग खोजने की जरूरत है जो मेरे लिए लैंप बोर्ड बनाने को तैयार हो। शायद स्पार्क फन में दिलचस्पी होगी? मेरे पास हांगकांग में एक दोस्त है जो मुझे एक निर्माण खोजने में सक्षम हो सकता है। बोर्ड असेंबली स्वचालित होनी चाहिए। इन बोर्डों को हाथ से बनाना संभव नहीं है जैसे मैंने किया। एक पीसी इंटरफेस बोर्ड विकसित करने की जरूरत है। यह वास्तव में आसान होना चाहिए - इसे पूरा करने के लिए समय निकालने की बात है। लागत राजा है - एक न्यूनतम दीपक लागत (माइक्रो + तीन एलईडी के लिए 80 सेंट प्रत्येक + बोर्ड / प्रतिरोधों / 20 प्रतिशत डायोड ब्रिज पर 10 सेंट पर)) कुल शायद $1.50 रुपये। असेंबली, वायरिंग और लाभ जोड़ें और हम प्रति दीपक $2.00 से $ 2.50 की बात कर रहे हैं। क्या गीक्स एक स्ट्रिंग पर 16 आरजीबी लैंप की एक स्ट्रिंग के लिए $ 40 रुपये का भुगतान करेंगे? निचली पंक्ति, मुझे आशा है कि DIY भीड़ से रुचि होगी। कुछ सकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ मैं इस विचार को एक उत्पाद में बदलना जारी रखूंगा। मैं चिप्स, लैंप देव बोर्ड, और पूर्ण प्रकाश तार बेचने की कल्पना कर सकता था। मुझे कुछ फीडबैक दिया और मुझे बताएं कि आप क्या सोचते हैं। अधिक जानकारी और निरंतर विकास समाचार के लिए https://www.powerhouse-electronics.com पर मेरी वेब साइट पर जाएं धन्यवाद, जिम केम्प