Fot. 1. Wygląd zestawu STEVAL-ILL015V1

Wydajne sterowanie diodami RGB w trybie pełnego koloru wymaga stosowania specjalizowanych układów. Układy takie – STP24DP05 ma w swojej ofercie firma STMicroelectronics. Są to scalone, 24-bitowe sterowniki z wyjściami stałoprądowymi. Opracowano dla nich zestaw ewaluacyjny STEVAL-ILL015V1, który jest bardzo przydatnym narzędziem służącym do opanowania zasad współpracy driverów z mikrokontrolerami STM32. Schematy elektryczne prezentowanego zestawu pokazano na rys. 2 i 3.

Rys. 2. Schemat elektryczny części sterującej prezentowanego zestawu

Rys. 3. Schemat elektryczny części wykonawczej prezentowanego zestawu

W udostępnionym oprogramowaniu przedstawiono metody precyzyjnej regulacji jasności i koloru świecenia diod RGB. W zestawie zawarto wersje źródłowe funkcji napisanych w języku C, realizujących to zadanie. W przykładach sterowania zastosowano algorytmy wykorzystujące w pełni sprzętową moc mikrokontrolera z 32-bitowym rdzeniem ARM Cortex-M3, jakim jest zamontowany na płytce układ STM32F103C6. Wymiana danych między procesorem i sterownikiem STP24DP05 (schemat blokowy pokazano na rys. 4) jest zatem realizowana w oparciu o przerwania i blok DMA. Możliwa jest wielokanałowa regulacja jasności świecenia diod RGB z zadawaną precyzją (PWM 8-, 10-, 11- i 12-bitowy). Deivery zawierają 24 regulowane źródła prądowe o wydajności od 50 do 80 mA bezpośrednio sterujące matrycą RGB. Taktowanie przebiegiem zegarowym o częstotliwości 25 MHz umożliwia wyświetlanie dynamicznie zmieniających się, pełnokolorowych obrazów. Sterowniki te znakomicie nadają się do budowy paneli świetlnych, pełnokolorowych tablic informacyjnych itp.

Rys. 4. Schemat blokowy układu STP24DP05

W skład zestawu STEVAL-ILL015V1 wchodzą:

• płytka STEVAL-ILL015V1,
• CDROM z dokumentacją zastosowanych elementów elektronicznych, w tym układu STP24DP05, notami aplikacyjnymi, instrukcją obsługi zestawu, biblioteką funkcji wykorzystywanych do precyzyjnej regulacji jasności, oprogramowaniem demonstracyjnym dla PC, instalatorem wirtualnego portu szeregowego, plikami wsadowymi dla mikrokontrolerów STM32/STM8, źródłami dla oprogramowania firmowego i bibliotekami dla STM32/STM8, plikami gerbera dla płytki ewaluacyjnej,
• kabel USB.

Do zasilenia płytki niezbędny jest własny zasilacz o napięciu 7,5…18 VDC i wydajności prądowej 700 mA. Jest on dołączany do typowego gniazda DC. Efekty działania oprogramowania firmowego są widoczne na matrycy diod RGB składającej się z 5 wierszy i 3 kolumn. Oprogramowanie firmowe zapisane w pamięci Flash zastosowanego na płytce mikrokontrolera STM32 obejmuje 4 programy demonstracyjne. Są one wybierane jednym z trzech mikroprzycisków znajdujących się na płytce. Pozostałe dwa są używane do sterowania efektami. Po dołączeniu płytki do PC-ta via port USB i uruchomieniu programu demonstracyjnego możliwe jest również wykonywanie tych czynności za pomocą klawiatury lub myszki komputerowej. Wyboru programu demonstracyjnego dokonuje się po włączeniu zasilania lub wyzerowaniu mikrokontrolera. Na matrycy LED są wówczas wyświetlane litery od „A” do „D” przyporządkowane do poszczególnych programów.
Po wybraniu programu „A” płytka demonstracyjna zamienia się w znaną grę zręcznościową „Tetris”. Jest to jednak znacznie uproszczona jej wersja, w której zamiast złożonych figur geometrycznych ustawiane są tylko punkty spadające w 3 kolumnach. Sterowanie grą odbywa się przy użyciu dwóch przycisków umieszczonych na płytce. Możliwa jest również regulacja jasności świecenia diod.
Program „B” demonstruje sterowanie kolorem i jasnością świecenia każdej z diod niezależnie. Każde naciśnięcie przycisku wyboru powoduje zmianę efektu wizualnego, którym może być: wyświetlanie kolumn w kolorach RGB (Red, Green, Blue) lub CMY (Cyan, Magenta, Yellow) z modulacją jasności, trzy pełzające węże o dwóch kolorach (każdy wąż inny) oraz szczególnie efektowna płynąca tęcza. Szybkość poruszania się punktów na matrycy oraz ich jasność świecenia jest stała. Stanowi to zatem zachętę do samodzielnych prób zmodyfikowania programu źródłowego tak, aby uzyskać inną dynamikę modulacji jasności i koloru. Na płytce STEVAL-ILL015V1 umieszczono gniazdo interfejsu JTAG umożliwiające programowanie mikrokontrolera STM32 i debugowanie programów.
W programie „C” użytkownik ma możliwość ręcznego sterowania jasnością świecenia diod, do czego jest wykorzystywany potencjometr znajdujący się na płytce. Kolor świecenia diod jest zmieniany cyklicznie po każdym naciśnięciu przycisku w sekwencji: czerwony, zielony, niebieski, żółty, seledyn, lila, biały, wygaszenie diod, lub w kolejności odwrotnej.
Ostatni program – „D” demonstruje skutek automatycznej detekcji błędu dokonywanej przez sterownik STP24DP05. Informacja o tym jest przekazywana do mikrokontrolera, który zapala odpowiednią diodę sygnalizującą błąd. Uszkodzenia są symulowane przez zdjęcie lub założenie przeznaczonych do tego celu zworek, a więc możliwe jest badanie reakcji na zwarcie lub przerwę w połączeniach matrycy.