Aljaž Ogrin - Elektro zadeve - LED lučka

Kopiranje mojega dela je dovoljeno le z mojim pisnim dovoljenjem.
Sledeče gradivo je prepovedano objaviti kot avtorsko delo druge osebe.
Funkcija:
izbira moči
maksimalna moč
stroboskop
oddaja SOS
izklop
Parameter:
število LED
 
brez
 
hitrost
 
brez
 
brez
Opis funkcij:
- izbira moči:  možne nastavitve so, da svetijo 1, 2, 3, ali vse 4 diode. Na koncu se vrne na 1 diodo, itd.. [*]
- maksimalna moč:  svetijo vse 4 diode. [*]
- stroboskop:  vse diode utripajo; čas svetlobe je konstanten, čas teme se nastavlja. Vsak pritisk pomeni hitrejše utripanje, na koncu se vrne na najpočasnejše utripanje.
- oddaja S.O.S.:  ponavlja oddajanje S.O.S. znaka v Morsejevi abecedi  - bolj uporabno za planince ali pomorščake. LED so dovolj močne, da se ponoči vidi utripanje tudi zelo daleč. Upam, da boste to funkcijo čim manjkrat uporabili.
- izklop:  konec izbire funkcij se zaključi z izklopom. [*]

- polnjenje baterij: procesor preko enega pina dobiva signal o polnjenju baterij. Ko se baterija polni, so ledice izklopljene, da je polnenje hitrejše. Občasno utripne ena LED, da signalizira polnjenje.

[*] - funkcije s to oznako niso časovno odvisne, zato procesor preide v spanje (sleep mode) z izklopljenim oscilatorjem, kar izredno zmanjša porabo baterij.

Baterije so 4 NiMH akumulatorji. Sam uporabljam velikost AAA (najmanjše), ker je tudi ohišje zelo majhno. Te držijo cca. 6 ur delovanja. Če pa uporabite AA velikost, boste pozabili, kdaj ste jih nazadnje polnili.
Uporabo navadnih ali alkalnih baterij zelo odsvetujem, ker je maksimalna dovoljena napetost za procesor PIC16F84A  5,5V! Če uporabite klasiko PIC16F84 je dovoljena maksimalna napetost 6V. Pozor! Pri uporabi klasičnih baterij pazite, da svetilke po nesreči ne postavite na polnilec! Sledi namreč eksplozija...

Upori za LED so lotani direktno na nogice LED, da omogočajo boljše hlajenje diode. Kristal diode se namreč nekoliko greje, česar pri LED nismo vajeni, kar je posledica visoke delovne napetosti. Kristal pri delovanju oddaja 70mW do 90mW moči, zaradi česar so diode po nekajminutnem delovanju na otip tople. Maksimalen tok pri uporabi 4 LED in polnih baterijah je 25mA skozi vsako LED. Omejitev je posledica sposobnosti procesorjevih izhodov in maksimalnega toka skozi diodo. Trenutno je to skupaj največ 100mA. Maksimum, ki ne sme biti presežen pri PIC-u na enem portu in maksimum skozi Vss pin je 150 mA*. Pod to mejo je obratovanje varno. Za posledice "navijanja" čez 120mA (omejitev LED) odgovarjate sami. Če bi hoteli ledice naviti na večji tok, bi morali uporabiti zunanje PNP tranzistorje; z rahlo spremembo programa bi lahko uporabili tudi NPN tranzistorje. Oboji bi bili vezani v open-collector vezavi.

Bele LED sem izbral od proizvajalca Kingbright (L-7114pwc)**, ki imajo po mojem mnenju najbolj homogeno svetlobo. Po podatkih proizvajalca naj bi imele 500 do 1000mCd svetilnosti. Maksimalni dovoljeni tok je 30mA.

Oscilator je navadno RC vezje, frekvenca osciliranja naj bo pri polnih baterijah okrog 2,7kHz. Pri praznih baterijah se frekvenca poviša na cca. 3kHz. Meni deluje zanesljivo z izbranimi elementi: R=100kOhm, C = 1nF. Upora večje vrednosti ne priporočam, ker postane oscilator dovzeten za zunanje motnje.

Polnilno vezje je opcija v dizajnu. Z njim se izognemo vsakokratnemu odpiranju ohišja in prestavljanju baterij v polnilec. Za NiMH baterije se priporoča polnjenje s konstantnim tokom***, vendar sem se temu izognil iz dveh razlogov:
- Pri polnjenju s konstantnim tokom je nihanje napetosti lahko zelo veliko. S to napetostjo pa se direktno napaja tudi procesor. Če bi baterije vzeli iz tokokroga med polnjenjem, bi bila na procesor priključena polna napetost vira, v mojem primeru 12V. Kar bi ga zagotovo uničilo.
- Hitrost polnenja baterij je odvisna od njihove napolnjenosti. Pri praznih baterijah je razlika med napetostjo polnilca (6V) in praznimi baterijami (5V) dokaj velika: 1V. Ta napetost skozi upor 5ohm potegne tok do 200mA. Pri napetosti polnih baterij (6V) pa ne teče več noben tok. To je zaenkrat teorija, ki se zaenkrat dokaj obnese, vendar meritev - razen maksimalnega toka - še nisem opravil.
Regulator 7806 mora imeti obvezno hladilnik. Upor okrog 5 ohm pa naj bo močnejši ali enak 1/2 W.
Vezje za polnjenje nima nobene avtomatike, zato ga je potrebno po nekaj urah na fizično izklopiti. Prva stvar, ko bom zamenjal PIC16F84 z PIC16F628 bo avtomatski izklop polnenja - slednji ima namreč dva analogna komparatorja.
 

Sedaj je že čas za ogled sheme - zaenkrat je narisana samo na roko, vendar to ni kakšna huda omejitev za razumevanje vsebine :-)

Procesor: PIC 16 F 84 (A)

Pini procesorja:
RB0  tipka proti Udd + pull-down upor
RB4 do RB7  ledice proti Udd preko uporov 39ohm (open-drain varianta izhoda)
RA4  vhodni signal za polnjenje + pull-down upor
RA1  signalizacija spanja (test) - Ko je procesor v spanju, je logična 1, sicer 0.
RA2  error signal (test) - Signalizacija sistemske napake. 

Če vezje nič ne dela ali se "obesi", pomeri izhod RA2 in mi takoj sporoči, če je izhod 1.

RC-oscillator: 100kOhm, 1nF
 

Vas že srbijo prsti za izdelavo?
Tukaj je še HEX datoteka za programiranje procesorja. Trenutna verzija: 8.
Če koga zamika disasembliranje hex datoteke, naj kodo vsaj zadrži zase.
 

Prosim, pišite mi in povejte svoj komentar ali svoje mnenje pri izdelavi in uporabi te svetilke. Predlogi za izboljšavo oz. dodatne funkcije so zelo dobrodošli.


Debata na to temo se odvija tudi na Forumu ..:: Elektro-N - Internet revija o elektroniki ::..
na podstrani Lučka na LED. Našli me boste kot uporabnika aly.


* - Microchip

** - Datasheet o belih LED (Kingbright).    dodatna povezava 1   dodatna povezava 2

*** - Literatura o NiMH baterijah


zadnja sprememba: 19. 9. 2003
oblikovanje: Aljaž