RGB диод эксперимент. Эксперименты часть 1

Электроника Схема AVR

RGB диод. Эксперимент 1.

Цель: провести эксперимент с RGB диодом.

Описание работы светодиода

Трёхцветный светодиод или RGB-светодиод — это совмещённые в одном корпусе светодиоды красного, зелёного и синего цветов.

Светодиод имеет 4 ноги. 3 ноги — аноды, соответствующие отдельным цветам и одна — общий катод. Подавая сигнал на один из анодов, можно добиться свечения одним из цветов. Используя широтно-импульсную модуляцию (PWM-сигнал) для всех анодов одновременно, можно получить свечение произвольным цветом.

Красный Зеленый Синий
Максимальное прямое напряжение (В) 1.9 3.8 3.8
Сила тока (мА) 20 20 20

Схема

Управлять работой светодиода будет микроконтроллер ATTiny13A, он будет выдавать 3 PWM сигнала разной скважности. Считывать он будет потенциометр, который будет задавать скважность. Т.к потенциометр один, то будет еще и кнопка, нажатие которой будет переключать канал, на который будет воздействовать потенциометр. Схема питается от источника питания 4.8 Вольт.

Вот как выглядит сама схема:

Подключение светодиода достаточно простое и так как схема упрощена, то используется один токоограничительный резистор 220 Ом, но это не совсем верно, лучше использовать три, на каждый канал диода. Т.к у меня в запасе был один резистор, то оставлю пока так. Но при повторении нужно быть внимательным.

Ножки МК 0, 3, 4 используются как каналы выводы, формирующие PWM сигнал для диода. Ножка 2 - АЦП для потенциометра и ножка 1 - цифровой вход для кнопки.

Требует внимания схема, которойобернута кнопка. Там можно увидеть RC цепь, это для того, чтоб аппаратно избежать дребезга контактов кнопки и не городить программные навароты "антидребезга". Вот выделенная схема для подавления дребезга:

Вот как это выглядит на макетной плате:

Программа

А теперь программа микроконтроллера.

#define F_CPU 9600000UL

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#define _BV(bit) (1 << (bit)) 

unsigned char buttonPull = 0;
unsigned char tunningOutput = 0;
unsigned int border1 = 50;
unsigned int border2 = 50;
unsigned int border3 = 50;
unsigned int counter = 0;
unsigned int comparator = 0;
unsigned char out_result = 0;
unsigned char old_result = 0;

int main(void)
{
//настройка выходов
    DDRB = _BV(DDB0) | _BV(DDB3) | _BV(DDB4) ;
//настройка АЦП для считывания значения напряжения на потенциометре
    ACSR=0x80;
    ADMUX = _BV(MUX0);
    ADCSRA = _BV(ADEN) | _BV(ADPS0);

    while (1) 
    {
//кнопка нажата и ранее не была нажата? да, устанавливаем признак
        if ((PINB & _BV(PINB1)) && !buttonPull){
            buttonPull = 1;
        }
//кнопка была нажата, но теперь отпущена? да, переключаем канал, на который воздейсвует потенциометр
        if (!(PINB & _BV(PINB1)) && buttonPull){
            buttonPull = 0;
            tunningOutput++;
            tunningOutput = tunningOutput%3;
        }

//считываем АЦП, включаем, дожидаемся флажка и записываем число, опорное напряжение - 4.8В
        ADCSRA |= _BV(ADSC);
        while ((ADCSRA & _BV(ADIF)) == 0);
        comparator = ADCW;

//в зависимости от выбранного канала
        switch(tunningOutput){
            case 0:{
                border1 = comparator / 11;
                break;
            }
            case 1:{
                border2 = comparator / 11;
                break;
            }
            default:{
                border3 = comparator / 11;
                break;
            }
        }

        _delay_us(1);
//PWM формируется программно, без таймеров
//полный период - это 25 квантов времени, в каждый квант сравнивается граница (от 0 до 100) и номер кванта.
//т.к квантов 25, а нужно 100, то для совпадения размерностей номер кванта умножается на 4
// если получившееся число меньше границы, то устанавливаем 1 на нужную ножку МК, иначе, устанавливаем 0
        counter++;
        counter=counter%25;
        out_result = 0;
        if ((counter*4)<border1){
            out_result |= _BV(PORTB0);
        } 
        if ((counter*4)<border2){
            out_result |= _BV(PORTB3);
        }
        if ((counter*4)<border3){
            out_result |= _BV(PORTB4);
        }
        if (old_result!=out_result) PORTB = out_result;
        old_result = out_result;
    }
}

Вот так и формируется сигнал с заданным PWM. Частота сигнала должн быть более 80 Гц, чтоб глаз не замечал мерцания.

Fuse bits = 0x6A 0xFD 0xFF

Вот как теперьдиод меняет цвета в зависимости от настроек каналов:

А это формируемый PWM сигнал от трех каналов:

Добавить комментарий

Следующая запись Предыдущая запись