LinkedIn YouTube Facebook
Szukaj

Wstecz
IoT

Sterowanie projekcyjnymi diodami RGB – płytka STEVAL–ILL009V1

 

Rys. 
4. Drivery sterujące pracą LED można łączyć szeregowo...

Rys. 4. Drivery sterujące pracą LED można łączyć szeregowo…

 

W przedstawionym wyżej rozwiązaniu mikrokontroler steruje tylko jedną diodą, ale płytka ILL009V1 jest przystosowana do dołączania modułów zawierających również kilka diod. Układy STP04CM596 są wówczas łączone szeregowo według schematu z rys. 4 lub równolegle, jak to pokazano na rys. 5.f

 

Rys. 
5. ...oraz równolegle

Rys. 5. …oraz równolegle

 

Ogólna zasada sterowania nie zmienia się, trzeba tylko przesyłać więcej danych. Rozdzielczość sterowania jest zależna od liczby możliwych do ustawienia wypełnień przebiegu PWM pomiędzy 0% a 100%. Na płytce ILL009V1 przyjęto 6-bitową rozdzielczość, która odpowiada 64 poziomom jasności każdej z diod. Parametr ten jest kompromisem pomiędzy szybkością przesyłania danych interfejsem SPI i wydajnością obliczeniową mikrokontrolera. Zalecane jest, aby częstotliwość przebiegu PWM nie była mniejsza niż 100 Hz.
Istotnym parametrem jest również napięcie zasilające diody RGB. Z jednej strony powinno być ono wyższe od najwyższego napięcia złączowego spośród wszystkich diod R, G i B, z drugiej strony nadmierny zapas napięcia zasilającego będzie skutkował zwiększeniem mocy strat. Stosowne obliczenia przedstawiono w nocie aplikacyjnej AN2531 STMicroelectronics.
Ważnym zagadnieniem, które należy rozpatrywać przy projektowaniu sterowników diod projekcyjnych są różnego typu zabezpieczeni. Jednym z nich jest zabezpieczenie napięciowe wyjść układu STP04CM596. Najczęściej są stosowane do tego diody Zenera lub transile dołączane pomiędzy wyjściami drivera a masą. Na płytce ILL009V1 użyto transili SMAJ33A. Zabezpieczenia temperaturowe są natomiast wykonywane bezpośrednio w module z diodą. Na płytce ILL009V3 zastosowano precyzyjny czujnik temperatury (termistor NTC) typu STLM20. Jest on umieszczony na radiatorze diody. Napięcie występujące wyjściu tego elementu jest proporcjonalne do temperatury. Musi być ono odczytywane przez mikrokontroler, który po zinterpretowaniu pomiaru odpowiednio koryguje wypełnienie przebiegu PWM sterującego diodą. Wadą takiego rozwiązania jest możliwość uszkodzenia diody w przypadku zawieszenia się programu.
Program mikrokontrolera zamontowanego na płytce ILL009V1 umożliwia przeprowadzenie kilku eksperymentów. Elementami sterującymi są: przycisk zmiany trybu (MODE) i dwa potencjometry. Po dołączeniu któregoś z modułów serii STEVAL zawierającego diodę RGB, np. ILL009V3 i włączeniu zasilania, rozpoczyna się pokaz zmiany całej gamy kolorów. Potencjometrem P2 regulowana jest jasność świecenia. Naciśnięcie przycisku MODE powoduje przejście do drugiego programu, w którym dioda RGB świeci kolorem białym. Również i w tym trybie potencjometrem P2 można regulować jasność świecenia. W kolejnym programie świeci się tylko dioda czerwona, a jasność jest ustawiana potencjometrami P1 i P2. Przy przejściu do następnego kroku zostają utrzymane parametry świecenia diody czerwonej, a regulacji podlega dioda zielona. Podobna zasada dotyczy kolejnego efektu, w którym regulacja przechodzi na diodę niebieską. W następnym eksperymencie, za pomocą potencjometru P1 jest zmieniany kolor świecenia diody RGB, a potencjometrem P2 jest regulowana jasność. Każdej zmianie programu towarzyszy zapalenie odpowiedniej diody statusowej LED, informującej o wybranym efekcie. Istnieje jeszcze możliwość zademonstrowania zabezpieczenia termicznego. W tym celu należy wybrać biały kolor świecenia ustawić pełną moc, a następnie obserwować diodę Over temperature. Po około 3 minutach powinna się zaświecić, co oznacza, że zostało włączone zabezpieczenie termiczne.
Użytkownik płytki ILL009V1 ma możliwość poznania zasad regulacji jasności i koloru świecenia projekcyjnych diod RGB na podstawie udostępnionego przez STMicroelectronics oprogramowania firmowego. Wszystkie źródła umieszczono na płytce CD-ROM dostarczanej z zestawem, a wybrane elementy dokumentacji są dostępne do pobrania poniżej. Algorytmy przyjęte w poszczególnych funkcjach są dokładnie opisane w dokumentacji. Zastosowane rozwiązania sprzętowe można „podejrzeć” w dołączonych schematach.