....Lovljenje majhnega izvijača ponoči
po prtljažniku avta, kjer je pregorela edina žarnica.
....Iskanje vijaka, ki se je zakotalil
nekam pod omaro.
....Odklepanje vrat hiše, ko pridemo z
žura.
....Nočni izlet s kolegi na bljižnji hrib.
Zveni znano?
Orodje, ki najprej pride v roke ob podobnih
situacijah je seveda ročna svetilka (ali baterija). Izkušnje s svetilkami
z žarnico z žarilno nitko so povečini te vrste: ko jo najbolj rabiš, samo
še rumeno brli in potem... tema. Kot zelo zanesljiv, poceni vir svetlobe
- in z nizko porabo - se izkažejo najnovejše bele LED. V primerjavi s klasičnimi
žarnicami imajo veliko več deavnih ur preden crknejo, se zanemarljivo malo
grejejo in imajo bistveno boljši izkoristek (z enakim tokom oddajajo več
svetlobe).
Verjetno ste že ugotovili, da sem si sestavil
ročno svetilko (ali žepno svetilko - kakor komu ljubše) s štirimi belimi
LED.
Vezje je najbolj osnovno, kar je možno:
4 baterije, stikalo, upori, LE Diode in ohišje. Vendar sem bil s tem dizajnom
zadovoljen le dva dni. Tretji dan je bil v ohišju že procesor, četrti dan
pa še napajalnik. Nadaljna dva tedna pa so potekale izboljšave softvera.
Zaenkrat sem zadovoljen s prototipnim vezjem,
ki je narjen kar na protoboardu. Ne zdi se mi smiselno še enkrat razstavljati
vezja in protoboard nadomeščati z jedkanim TIV, ker je v bistvu bolj nosilec
elementov, kot pa vezje s tankimi vezicami.
Celotno drobovje sedaj izgleda tako:
Upravljanje s svetilko poteka preko
ene same tipke. Program loči med dolgim, kratkim in zelo kratkim pritiskom.
-
Z dolgim pritiskom se svetilko le prižge in
ugasne, ne glede na to, v katerem stanju je, razen polnjenja.
-
Kratek pritisk pa ima dvojno funkcijo (glej
tabelo spodaj):
- eno sekundo po vklopu služi izbiri funkcije
svetilke (rdeče puščice)
- po pretečenem času služi nastavljanju
parametrov izbrane funkcije (obarvano modro)
-
Zelo kratek pritisk je ignoriran (pritisk
po pomoti ali odskakovanje kontaktov tipke).
Funkcije svetilke in pripadajoči parametri:
Opis funkcij:
- izbira moči: možne
nastavitve so, da svetijo 1, 2, 3, ali vse 4 diode. Na koncu se vrne na
1 diodo, itd.. [*]
- maksimalna moč: svetijo
vse 4 diode. [*]
- stroboskop: vse diode utripajo;
čas svetlobe je konstanten, čas teme se nastavlja. Vsak pritisk pomeni
hitrejše utripanje, na koncu se vrne na najpočasnejše utripanje.
- oddaja S.O.S.: ponavlja
oddajanje S.O.S. znaka v Morsejevi abecedi - bolj uporabno za planince
ali pomorščake. LED so dovolj močne, da se ponoči vidi utripanje tudi zelo
daleč. Upam, da boste to funkcijo čim manjkrat uporabili.
- izklop: konec izbire funkcij
se zaključi z izklopom. [*]
- polnjenje baterij: procesor preko
enega pina dobiva signal o polnjenju baterij. Ko se baterija polni, so
ledice izklopljene, da je polnenje hitrejše. Občasno utripne ena LED, da
signalizira polnjenje.
[*] - funkcije s to oznako niso časovno odvisne,
zato procesor preide v spanje (sleep mode) z izklopljenim oscilatorjem,
kar izredno zmanjša porabo baterij.
Baterije so 4 NiMH akumulatorji.
Sam uporabljam velikost AAA (najmanjše), ker je tudi ohišje zelo majhno.
Te držijo cca. 6 ur delovanja. Če pa uporabite AA velikost, boste pozabili,
kdaj ste jih nazadnje polnili.
Uporabo navadnih ali alkalnih
baterij zelo odsvetujem, ker je maksimalna dovoljena napetost za procesor
PIC16F84A 5,5V! Če uporabite klasiko PIC16F84 je dovoljena maksimalna
napetost 6V. Pozor! Pri uporabi klasičnih baterij pazite, da svetilke po
nesreči ne postavite na polnilec! Sledi namreč eksplozija...
Upori za LED so lotani direktno
na nogice LED, da omogočajo boljše hlajenje diode. Kristal diode se namreč
nekoliko greje, česar pri LED nismo vajeni, kar je posledica visoke delovne
napetosti. Kristal pri delovanju oddaja 70mW do 90mW moči, zaradi česar
so diode po nekajminutnem delovanju na otip tople. Maksimalen tok pri uporabi
4 LED in polnih baterijah je 25mA skozi vsako LED. Omejitev je posledica
sposobnosti procesorjevih izhodov in maksimalnega toka skozi diodo. Trenutno
je to skupaj največ 100mA. Maksimum, ki ne sme biti presežen pri PIC-u
na enem portu in maksimum skozi Vss pin je 150 mA*.
Pod to mejo je obratovanje varno. Za posledice "navijanja" čez 120mA (omejitev
LED) odgovarjate sami. Če bi hoteli ledice naviti na večji tok, bi morali
uporabiti zunanje PNP tranzistorje; z rahlo spremembo programa bi lahko
uporabili tudi NPN tranzistorje. Oboji bi bili vezani v open-collector
vezavi.
Bele LED sem izbral od proizvajalca
Kingbright (L-7114pwc)**, ki imajo po mojem
mnenju najbolj homogeno svetlobo. Po podatkih proizvajalca naj bi imele
500 do 1000mCd svetilnosti. Maksimalni dovoljeni tok je 30mA.
Oscilator je navadno RC vezje, frekvenca
osciliranja naj bo pri polnih baterijah okrog 2,7kHz. Pri praznih baterijah
se frekvenca poviša na cca. 3kHz. Meni deluje zanesljivo z izbranimi elementi:
R=100kOhm, C = 1nF. Upora večje vrednosti ne priporočam, ker postane oscilator
dovzeten za zunanje motnje.
Polnilno vezje je opcija v dizajnu.
Z njim se izognemo vsakokratnemu odpiranju ohišja in prestavljanju baterij
v polnilec. Za NiMH baterije se priporoča polnjenje s konstantnim tokom***,
vendar sem se temu izognil iz dveh razlogov:
- Pri polnjenju s konstantnim tokom je
nihanje napetosti lahko zelo veliko. S to napetostjo pa se direktno napaja
tudi procesor. Če bi baterije vzeli iz tokokroga med polnjenjem, bi bila
na procesor priključena polna napetost vira, v mojem primeru 12V. Kar bi
ga zagotovo uničilo.
- Hitrost polnenja baterij je odvisna
od njihove napolnjenosti. Pri praznih baterijah je razlika med napetostjo
polnilca (6V) in praznimi baterijami (5V) dokaj velika: 1V. Ta napetost
skozi upor 5ohm potegne tok do 200mA. Pri napetosti polnih baterij (6V)
pa ne teče več noben tok. To je zaenkrat teorija, ki se zaenkrat dokaj
obnese, vendar meritev - razen maksimalnega toka - še nisem opravil.
Regulator 7806 mora imeti obvezno hladilnik.
Upor okrog 5 ohm pa naj bo močnejši ali enak 1/2 W.
Vezje za polnjenje nima nobene avtomatike,
zato ga je potrebno po nekaj urah na fizično izklopiti. Prva stvar,
ko bom zamenjal PIC16F84 z PIC16F628 bo avtomatski izklop polnenja - slednji
ima namreč dva analogna komparatorja.
Sedaj je že čas za ogled sheme
- zaenkrat je narisana samo na roko, vendar to ni kakšna huda omejitev
za razumevanje vsebine :-)
Procesor: PIC 16 F 84 (A)
Pini procesorja:
| RB0 |
tipka proti Udd + pull-down upor |
| RB4 do RB7 |
ledice proti Udd preko uporov 39ohm
(open-drain varianta izhoda) |
| RA4 |
vhodni signal za polnjenje + pull-down
upor |
|
|
| RA1 |
signalizacija spanja (test) - Ko
je procesor v spanju, je logična 1, sicer 0. |
| RA2 |
error signal (test) - Signalizacija
sistemske napake. |
Če vezje nič ne dela ali se "obesi", pomeri
izhod RA2 in mi takoj sporoči, če je izhod 1.
RC-oscillator: 100kOhm, 1nF
Vas že srbijo prsti za izdelavo?
Tukaj je še HEX datoteka
za programiranje procesorja. Trenutna verzija: 8.
Če koga zamika disasembliranje
hex datoteke, naj kodo vsaj zadrži zase.
Prosim, pišite
mi in povejte svoj komentar ali svoje mnenje pri izdelavi in uporabi
te svetilke. Predlogi za izboljšavo oz. dodatne funkcije so zelo dobrodošli.
Debata na to temo se odvija tudi na Forumu
..::
Elektro-N - Internet revija o elektroniki ::..
na podstrani Lučka
na LED. Našli me boste kot uporabnika aly.
* - Microchip
** - Datasheet
o belih LED (Kingbright). dodatna
povezava 1 dodatna
povezava 2
*** - Literatura
o NiMH baterijah
