Светофор на микроконтроллере своими руками
Предлагаемое устройство представляет собой модель уличного светофора с достоверной симуляцией его работы (переключение цветов, мигание зелёного фонаря).
Его можно использовать как детскую игрушку или как наглядное пособие в дошкольных учреждениях при обучении детей правилам поведения на дорогах.
Дополнительные функции устройства — возможность изменения длительности цикла работы и переход в режим малого потребления (спящий режим) автоматически или принудительно.
При кратковременном нажатии (менее 0,75 с) происходят кратковременная индикация текущей продолжительности состояния и возврат в обычный режим работы. При длительном нажатии (более 4 с) микроконтроллер переходит в спящий режим, все светодиоды гаснут, а основной ток потребляет стабилизатор напряжения (не более 110 мкА). В устройстве предусмотрен автоматический переход в спящий режим после непрерывной работы в течение 0,5… 1 ч (зависит от длительности одного состояния). Выход из этого режима — кратковременное нажатие на кнопку.
Напряжение питания микроконтроллера стабилизировано интегральным стабилизатором DA1. Эта микросхема серии LP2950 отличается малыми падением напряжения (не более 0,1 В при токе нагрузки 20 мА) и собственным потребляемым током (не более 60 мкА). Последнее очень важно в случае, если микроконтроллер находится в спящем режиме. Поэтому её замена, например, на стабилизатор 78L05 недопустима.
Микроконтроллер устанавливают в панель. Его программируют, используя программу IC-Prog версии 105D для XT и с помощью одного из программаторов, описания которых приведены в цикле статей А. Долгого «Программаторы и программирование микроконтроллеров» («Радио», 2004, № 1—12). Конфигурация устанавливается автоматически при загрузке файла прошивки, в окне программы IC-Prog установлена «птичка» только в пункте «PWRT», остальные пункты «сброшены», в пункте «осциллятор» установлено «intOSC GP4». Перед программированием необходимо считать содержимое памяти «чистого» микроконтроллера и зафиксировать значение слова в конце памяти программ по адресу 03FF, которое определяет частоту внутреннего генератора конкретного экземпляра микросхемы. После загрузки НЕХ-файла в программу по этому адресу необходимо вручную внести это значение. В данном устройстве отклонение частоты некритично, но всё же следует знать, что для нормальной работы предлагаемого варианта программы такая процедура требуется.
Питают устройство от батареи гальванических элементов или аккумуляторов напряжением 6...9 В. Можно применить ЗУ со стабилизированным выходным напряжением 5 В от сотового телефона. В этом случае микросхему стабилизатора не устанавливают, а на печатной плате контактные площадки для её выводов 1 и 3 соединяют проволочной перемычкой. Смонтированную плату помещают в прямоугольный пластмассовый корпус подходящего размера. Для светодиодов и выключателя делают отверстия соответствующего диаметра. Корпус с платой крепят с помощью пластмассовой стойки к основанию с размещённой в нём батареей питания, на корпусе которого установлены кнопка и выключатель. При питании от ЗУ на основании устанавливают ещё и гнездо для его подключения.
Источник: Радио Автор: Б. Балаев, г. Нальчик
Его можно использовать как детскую игрушку или как наглядное пособие в дошкольных учреждениях при обучении детей правилам поведения на дорогах.
Дополнительные функции устройства — возможность изменения длительности цикла работы и переход в режим малого потребления (спящий режим) автоматически или принудительно.
Схема светофора
Схема игрушки показана на рис. 2. Её основа — микроконтроллер, который непосредственно управляет светодиодами HL1—HL12 разного цвета свечения, резисторы R2—R7 — токоограничивающие. Кнопка управления режимами работы устройства подключена к линии GP3 (вывод 4), которая сконфигурирована как вход. Если нажатие на неё длится более 0,75 с, но менее 4 с, происходит последовательное циклическое переключение продолжительности свечения красного и зелёного фонарей. Индикация продолжительности одного состояния осуществляется с помощью светодиодов (см. таблицу).
При кратковременном нажатии (менее 0,75 с) происходят кратковременная индикация текущей продолжительности состояния и возврат в обычный режим работы. При длительном нажатии (более 4 с) микроконтроллер переходит в спящий режим, все светодиоды гаснут, а основной ток потребляет стабилизатор напряжения (не более 110 мкА). В устройстве предусмотрен автоматический переход в спящий режим после непрерывной работы в течение 0,5… 1 ч (зависит от длительности одного состояния). Выход из этого режима — кратковременное нажатие на кнопку.
Напряжение питания микроконтроллера стабилизировано интегральным стабилизатором DA1. Эта микросхема серии LP2950 отличается малыми падением напряжения (не более 0,1 В при токе нагрузки 20 мА) и собственным потребляемым током (не более 60 мкА). Последнее очень важно в случае, если микроконтроллер находится в спящем режиме. Поэтому её замена, например, на стабилизатор 78L05 недопустима.
Конструкция и детали игрушечного светофора
Печатная плата изготовлена из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм, её чертёж показан на рис. 3. Применены резисторы МЛТ, С2-23, конденсатор — импортный, светодиоды отечественные или импортные с диаметром корпуса 5… 10 мм повышенной яркости с большим углом излучения и напряжением не более 2...2,2 В при токе 10 мА. HL1, HL2, HL9, HL10 — зелёного цвета свечения, HL3, HL4, HL11, HL12 — красного, HL5—HL8 — жёлтого. Поскольку светофор четырёхсторонний, крайние светодиоды на плате устанавливают параллельно её поверхности, один из центральных — со стороны монтажа элементов, а второй — со стороны печатных проводников. Кнопка — любая малогабаритная с самовозвратом в исходное положение.
Микроконтроллер устанавливают в панель. Его программируют, используя программу IC-Prog версии 105D для XT и с помощью одного из программаторов, описания которых приведены в цикле статей А. Долгого «Программаторы и программирование микроконтроллеров» («Радио», 2004, № 1—12). Конфигурация устанавливается автоматически при загрузке файла прошивки, в окне программы IC-Prog установлена «птичка» только в пункте «PWRT», остальные пункты «сброшены», в пункте «осциллятор» установлено «intOSC GP4». Перед программированием необходимо считать содержимое памяти «чистого» микроконтроллера и зафиксировать значение слова в конце памяти программ по адресу 03FF, которое определяет частоту внутреннего генератора конкретного экземпляра микросхемы. После загрузки НЕХ-файла в программу по этому адресу необходимо вручную внести это значение. В данном устройстве отклонение частоты некритично, но всё же следует знать, что для нормальной работы предлагаемого варианта программы такая процедура требуется.
Питают устройство от батареи гальванических элементов или аккумуляторов напряжением 6...9 В. Можно применить ЗУ со стабилизированным выходным напряжением 5 В от сотового телефона. В этом случае микросхему стабилизатора не устанавливают, а на печатной плате контактные площадки для её выводов 1 и 3 соединяют проволочной перемычкой. Смонтированную плату помещают в прямоугольный пластмассовый корпус подходящего размера. Для светодиодов и выключателя делают отверстия соответствующего диаметра. Корпус с платой крепят с помощью пластмассовой стойки к основанию с размещённой в нём батареей питания, на корпусе которого установлены кнопка и выключатель. При питании от ЗУ на основании устанавливают ещё и гнездо для его подключения.
Источник: Радио Автор: Б. Балаев, г. Нальчик
1 комментарий