Arduino Mega

Вакуумный люминесцентный индикатор ИВ-18 имеет выводы рассчитанные для использования только динамической индикации. Для питания часов необходим источник постоянного напряжения 9 В (можно 5 В, но яркость свечения индикатора будет низкой). Для нормальной работы индикатора на катод (нить накала) необходимо подавать напряжение от 4,3 … 5,5 В, которое подается со стабилизатора напряжения 7805. Для питания сеток и анодов напряжение должно быть в пределах от 30 до 50 В, для получения такого напряжения в схеме часов используется преобразователь на NE555. Питание на аноды и сетки подается при помощи 16 транзисторных ключей (BC547). При настройки выходного напряжения преобразователя (R35 30-40 кОм — чем больше сопротивление, тем выше выходное напряжение) нельзя повышать напряжение больше 50 В, это предельное напряжение коллектор-эмиттер для транзистора BC547.

В качестве платы Arduino можно использовать плату Nano (ATmega168, ATmega328), а так же микроконтроллер ATmega8 (с небольшой правкой кода и схемы подключения). В схеме так же используется модуль часов реального времени DS3231. Время часов можно установить двумя способами: установка времени по времени компиляции и кнопками.

Установка времени по времени компиляции:

раскоментируйте строчку, установите нужно время и загрузите скетч

set_time(21,5,4,29,9,57,0);// год 00-99, ДН 1-7 (1=ВС), месяц 1-12, дата 1-31, час 0-23, минуты 0-59, секунды 0-59

далее закомментируйте строчку и по новой загрузите скетч.

Установка (коррекция) времени кнопками:

Установить текущее время можно при помощи кнопок SET и UP. Кнопка SET позволяет перекачать параметр времени (часы, минуты, секунды, дата, месяц и год), кнопка UP меняет параметр времени (только на увеличение), а режиме настройки секунд обнуляет их. В режиме коррекции времени выбранный параметр времени мигает.

Информация об температуре берется из часов реального времени DS3231.

Время

Дата

Температура

Скетч - http://rcl-radio.ru/?p=98856

Те же адресные ленты имеют разное кол-во светодиодов на 1 метр и соответственно разную мощность потребления и цену.

Если просто подать питание на адресную ленту, то она работать не будет, чтобы она заработала необходимо подать управляющий цифровой сигнал на вход DIN. Управляющий цифровой сигнал состоит 24 бит, по 8 бит на каждый цвет, причем в начале каждого байта первый бит старший.

При этом один бит передается за 1,25 мкс, все 24 бита передаются за 30 мкс. Длительность импульса при передачи логического нуля равна 0,4 мкс ±0,125 мкс, а скважность 0,85 мкс ±0,125 мкс, длительность импульса для логической единицы равна 0,85 мкс ±0,125 мкс, а скважность 0,4 мкс ±0,125 мкс.

После передачи всех 24 бит в первый RGB светодиод следует пауза не более 50 мкс, далее снова передаются 24 бита, но первый светодиод не реагирует на них, он просто передается эту информацию следующему светодиоду и так далее по цепочке до последнего светодиода. После окончания передачи следует пауза больше 50 мкс, после чего лента переходит в исходное состояние и готова принимать цифровой сигнал начиная с первого светодиода.

На базе адресной светодиодной ленты WS2812B можно собрать простые часы. Часы собраны на адресной ленте плотностью 96 пикселей на 1 метр. Дополнительно в часах используются часы (модуль) реального времени DS3231 и четыре тактовые кнопки.

Схема часов

Кнопки:

• MODE — позволяет менять цвет свечения адресной ленты

• UP — в режиме часов кнопка позволяет увеличивать яркость свечения адресной ленты, в режиме коррекции времени изменяет время часов (НН)

• DOWN — в режиме часов кнопка позволяет уменьшать яркость свечения адресной ленты, в режиме коррекции времени изменяет время минут (MM)

• SET — активация режима коррекции времени

Сборка часов

Материал на который наклеена адресная лента для создания часов может быть различный, адресную ленту необходимо разрезать на 28 отрезков по три пикселя для сегментов индикаторов , и 2 отрезка по 2 пикселя для разделительных точек.

Порядок наклеивания отрезков адресной ленты на основание показан на рисунках:

При установке большой яркости свечения адресной ленты, необходимо использовать отдельный от Arduino источник питания 5 В, так ток потребления адресной ленты может превысить 2 А.

Скетч - http://rcl-radio.ru/?p=110997

• Яркость свечения > 100 кд/м²

• Номинальная яркость свечения при максимальном токе 170 кд/м²

• Горизонтальный угол обзора при расстоянии наблюдения 0,6-0,8 м > 120°

• Напряжение источника питания вспомогательных катодов (постоянное) > 190 В

• Напряжение возникновения разряда (амплитуда импульса) < 190 В

• Напряжение поддержания разряда (амплитуда импульса) < 170 В

• Напряжение смещения на сегментах относительно анодов (постоянное) < 120 В

• Ток индикации (среднее значение)

  • одного сегмента < 25 мкА

  • десятичной точки < 18 мкА

• Интервал времени между импульсами, подаваемыми на электроды двух соседних знакомест > 35 мкс

• Время готовности при освещенности 40 лк < 1 с

• Минимальная наработка 5000 ч

• Параметры, изменяющиеся в течение минимальной наработки импульсное напряжение возникновения разряда < 190 В

  • средний ток индикации одного сегмента < 30 мкА

  • десятичной точки < 21 мкА

  • яркость индикатора > 90 кд/м2

• Срок хранения не менее 8 лет

• Вибрационные нагрузки (1—2000 Гц) < 5g

• Многократные ударные нагрузки (длительность удара 2-15 мс) < 15g

• Одиночные ударные нагрузки (длительность удара 2-6 мс) < 75g

• Температура окружающей среды

  • при эксплуатации +1…+50°С

  • при транспортировке -60…+50°С

• Относительная влажность воздуха не более 98%

• Пониженное атмосферное давление 400 мм рт. ст.

Предельно допустимый электрический режим

• Наименьшее импульсное напряжение источника питания 190 В

• Наименьшее постоянное напряжение источника питания вспомогательных катодов 190 В

• Наибольшее постоянное напряжение смещения на сегментах относительно анодов 120 В

• Рабочий ток одного сегмента

  • средний 25…40 мкА

  • импульсный 300…700 мкА

• Рабочий ток десятичной точки

  • средний 13…20 мкА

  • импульсный 200…400 мкА

• Рабочий ток вспомогательного катода 7…15 мкА

• Наименьшая длительность импульса напряжения источника питания 200 мкс

На индикаторе ИГП-17 можно собрать часы и отображать на них текущее время, дату, месяц и год. В качестве микроконтроллера будет использован Atmega8535, так как обладает большим количеством выходов. Текущее время берется из часов реального времени DS3231.

Обеспечивает работу динамической индикации таймер 2 (1250 Гц), PWM сигнал необходимый для работы импульсного преобразователя напряжения контролируется таймером 1 (15625 Гц). Изменяя скважность PWM сигнала можно регулировать выходное напряжение импульсного преобразователя (+180 В).

Анодами индикатора управляют оптроны TLP627, катодами (сегментами) транзисторные ключи на MPSA44. Часы питаются от постоянного напряжения +12 В, в схеме предусмотрен стабилизатор 7805 для питания микроконтроллера Atmega8535 и часов реального времени DS3231.

В часах реального времени DS3231 имеется термометр, его показания периодически выводятся на индикатор вместо даты, месяца и года.

Так же в часах предусмотрен режим антиотравления катодов, раза в час, ровно в 30 минут происходит перебор всех цифр индикаторов в течении 10 секунд.

Для коррекции времени часов используются три кнопки SET, UP и DOWN. При нажатии на кнопку SET начинают мигать показания часов, кнопками UP и DOWN можно установить необходимое время. При коррекции секунд при нажатии кнопок UP и DOWN происходит сброс секунд в  ноль.

Скетч - http://rcl-radio.ru/?p=112823

Основные данные индикатора ИВЛ1–7/5:

• Цвет свечения: Зеленый

• Номинальная яркость индикатора 500 кд/м2, минимальная – 300 кд/м2.

• Напряжение накала: 5 В

• Ток накала: 120 ± 12 мА

• Напряжение анода–сегмента импульсное: 27 В

• Ток анодов–сегментов импульсный одного разряда: 12 мА

• Напряжение сетки импульсное: 27 В

• Ток сетки импульсный одного разряда: 12 мА

• Скважность: 5 ± 0,5

• Минимальная наработка: 10 000 ч

• Яркость индикатора, изменяющаяся в течение минимальной наработки, не менее: 100 кд/м2

• Срок хранения не менее: 4 лет

Предельно допустимый электрический режим индикатора ИВЛ1–7/5:

• Напряжение накала строго в пределах: 4,5–5,8 В

• Наибольшее напряжение анодов–сегментов: 50 В

• Наибольшее напряжение сетки импульсное: 50 В

Схема часов

Для установки текущего времени используются три кнопки, но рекомендую при первом запуске использовать установку времени по времени компиляции, для этого необходимо раскомментировать строку:

// set_time(22,7,2,26,13,10,0);// год 00-99, ДН 1-7 (1=ВС), мес 1-12, дата 1-31, час 0-23, мин 0-59, сек 0-59

Залить скетч в микроконтроллер, далее закомментировать строку и залить скетч по новой.

В часах используется модуль часов реального времени DS1307, так же без изменения скетча можно использовать DS3231.

Для использования ATmega8 в Arduino IDE Вам необходимо собрать следующую схему (в данном случае допускается внутрисхемное программирование, то есть прошивать контроллер при полной собранной схеме часов):

Перед прошивкой ATmega8 необходимо установить поддержку контроллера в Arduino IDE, для этого откройте меню Файл >> Настройки и в пункте Дополнительные ссылки для Менеджера плат вставьте ссылку:

https://mcudude.github.io/MiniCore/package_MCUdude_MiniCore_...

Далее переходим в меню  Инструменты >> Плата >> Менеджер плат

В строке поиска напишите atmega8, списке менеджера плат выберите пакет: MiniCore by MCUdude

После установки поддержки плат в Arduino IDE появится плата Atmega8

• Для прошивки скетча или загрузчика Вам понадобится программатор USBasp

Распиновка USBasp

Перед загрузкой в настройках платы укажите частоту кварцевого резонатора (12 МГц), выбрать программатор  USBasp, в пункте Bootloader выберите No bootloader или Yes (UART0) если планируете загружать скетчи через UART ( USB — TTL ).

Во вкладке «Инструменты»  нажмите «Записать загрузчик«.(делается только один раз)

После записи загрузчика Вы в Arduino IDE увидите примерно следующее:

Для загрузки скетча выберите вкладку — Скетч >> Загрузить через программатор

После загрузки скетча появится следующее сообщение:

Скетч - http://rcl-radio.ru/?p=113960

Микроконтроллер Atmega88 поддерживается средой программирования Arduino IDE, так же большинство библиотек совместимы с этими контроллерами.

Ранее в http://rcl-radio.ru/?p=120507 рассматривался пример создания регулятора громкости и тембра на LC75342 с использованием платы Arduino Nano, на этой странице будет аналогичный проект, но с использованием микроконтроллера Atmega88.

ИМС LC75342 представляет собой аудиопроцессор специально разработанный для регулирования параметров аудиосигнала с минимальными искажениями. Аудиопроцессор включает в себя регулятор громкости, тембра, коммутатор входов и предусилители входов.

Более подробно об аудиопроцессоре можно узнать из статьи — LC75342 (Arduino)

Основные параметры LC75342

• Регулировка громкости от -79 до 0 дБ (шаг 1 дБ)

• Независимая регулировка громкости (баланс)

• Входной предварительный усилитель входа от 0 до +30 дБ (шаг 2 дБ)

• 4-х канальный коммутатор входов

• Регулировка тембра BASS от -20 до +20 дБ (шаг 2 дБ)

• Регулировка тембра TREBLE от -10 до +10 дБ (шаг 2 дБ)

• Напряжение питания от 5 до 10 В

• Управление цифровое 3-Wire (CL, DI, CE) (макс. тактовая частота до 500 кГц)

• Входное сопротивление 50 кОм

• Коэффициент нелинейных искажений 0,01% (макс.)

Регулятор громкости содержит два основных блока, первый блок микроконтроллерный (Arduino Nano) с органами управления и индикации, второй блок плата аудиопроцессора.

Регулировка громкости возможна в пределах от -79 до -4 дБ, недостающие 4 дБ отданы регулятору баланса.

Основное управление параметрами аудиопроцессора будет осуществляться при помощи энкодера (KY-040) и 2-х кнопок. Вся информация будет выводится на дисплей LCD1602 + I2C (I2C модуль на базе микросхем PCF8574 позволяют подключить символьный дисплей 1602 к плате Arduino всего по двум проводам SDA и SCL (А4 и А5), что дает возможность не использовать цифровые выходы Arduino при подключении дисплея.)

Регулятор тембра имеет одно меню, которое содержит регуляторы громкости, тембра (TRABLE, BASS) и баланса. Дополнительно при нажатии кнопки INPUT помимо переключения входа будет доступно меню предусилителя входа. (независимое для каждого входа).

Схема регулятора громкости и тембра

Как добавить микроконтроллер Atmega88 в среду программирования Arduino IDE и прошивать микроконтроллер можно узнать из статьи http://rcl-radio.ru/?p=113040.

Перед загрузкой в настройках платы укажите частоту кварцевого резонатора (12 МГц), выбрать программатор  USBasp, в пункте Variant тип контроллера 88P/88PA, 88/88A (для Atmega88 20PU который я используя для этой статьи) или 88PB, в пункте Bootloader выберите No bootloader или Yes (UART0) если планируете загружать скетчи через UART ( USB — TTL ).

Во вкладке «Инструменты»  нажмите «Записать загрузчик«.(делается только один раз)

Для запуска LCD1602 c I2C модулем на PCF8574, Вам понадобятся две библиотеки:

• Wire_low — библиотека для работы с шиной I2C (тестовая версия)

• Lcd1602_i2c_low — библиотека для работы с LCD1602 I2C на PCF8574

Скетч использует 5738 байт (70%) памяти устройства. Всего доступно 8192 байт.
Глобальные переменные используют 141 байт (13%) динамической памяти, оставляя 883 байт для локальных переменных. Максимум: 1024 байт.

Скетч - http://rcl-radio.ru/?p=120528