Cuprins:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04
Recent, modelele LED animate din față și din spate au devenit o normă în industria auto. Aceste modele de rulare LED reprezintă adesea o marcă comercială a producătorilor de automobile și sunt utilizate și pentru estetica vizuală. Animațiile pot avea diferite modele de rulare și pot fi implementate fără niciun MCU folosind mai multe circuite integrate separate.
Cerințele majore ale unor astfel de modele sunt: performanță reproductibilă în timpul funcționării normale, o opțiune de a forța aprinderea tuturor LED-urilor, consum redus de energie, dezactivarea regulatorului LDO folosit în timpul unei defecțiuni, încărcarea driverului LED-ului înainte de activare etc. În plus, cerințele pot varia de la un producător la altul. Mai mult decât atât, de obicei în aplicațiile auto, IC-urile TSSOP sunt de obicei preferate datorită robusteții lor în comparație cu IC-urile QFN, deoarece acestea sunt cunoscute ca fiind predispuse la probleme de oboseală prin lipire, în special în medii dure. Din fericire pentru această aplicație auto, Dialog Semiconductor oferă un CMIC adecvat, și anume SLG46620, disponibil atât în pachetele QFN, cât și în pachetele TSSOP.
Toate cerințele pentru modelele cu LED-uri animate sunt îndeplinite în prezent în industria automobilelor folosind circuite integrate separate. Cu toate acestea, nivelul de flexibilitate oferit de CMIC este de neegalat și poate răspunde cu ușurință cerințelor variate ale mai multor producători, fără nicio modificare a designului hardware. Mai mult, se realizează, de asemenea, reducerea semnificativă a amprentei PCB și reducerea costurilor.
În acest Instructable, este prezentată o descriere detaliată a realizării diferitelor modele animate de lumină indicator folosind SLG46620.
Mai jos am descris pașii necesari pentru a înțelege modul în care soluția a fost programată pentru a crea semnalizatorul auto cu animație. Cu toate acestea, dacă doriți doar să obțineți rezultatul programării, descărcați software-ul GreenPAK pentru a vizualiza fișierul de proiectare GreenPAK deja finalizat. Conectați kitul de dezvoltare GreenPAK la computer și apăsați programul pentru a crea semnalul de direcție auto cu animație.
Pasul 1: Valoarea industriei
Modelele semnalizatoarelor prezentate în acest instructabil sunt în prezent implementate în industria automobilelor utilizând un număr de circuite integrate separate pentru a controla secvența modelelor LED ale indicatorilor auto. CMIC SLG46620 selectat ar înlocui cel puțin următoarele componente din designul industrial actual:
● 1 IC nr. 555 Timer (de ex. TLC555QDRQ1)
● 1 Nr. Johnson Counter (de ex. CD4017)
● 2 Nr. Flip-flop declanșat cu margini pozitive de tip D (de ex. 74HC74)
● 1 Nr SAU poartă (de ex. CAHCT1G32)
● Mai multe componente pasive, adică inductoare, condensatoare, rezistențe etc.
Tabelul 1 oferă avantajul costului obținut prin utilizarea Dialog CMIC selectat, pentru modelele de semnalizare de viraj secvențiale ale luminii indicator, în comparație cu o soluție industrială actuală.
CMIC SLG46620 selectat ar costa mai puțin de 0,50 USD, astfel încât costul total al circuitelor de control LED scade semnificativ. În plus, se realizează și o reducere semnificativă comparativă a amprentei PCB.
Pasul 2: Proiectarea sistemului
Figura 1 prezintă schema primei scheme propuse. Componentele majore ale schemei includ un regulator de tensiune LDO, un driver LED auto, un CMIC SLG46620, 11 MOSFET-uri la nivel logic și 10 LED-uri. Regulatorul de tensiune LDO asigură că tensiunea corespunzătoare este furnizată la CMIC și dacă tensiunea bateriei scade de la un anumit nivel, CMIC se resetează prin pinul PG (Power Good). În timpul oricărei stări de eroare, detectată de driverul LED, regulatorul de tensiune LDO se dezactivează. SLG46620 CMIC generează semnale digitale pentru a acționa LED-urile rotative ale indicatorului etichetate 1-10 prin intermediul MOSFET-urilor. Mai mult, CMIC selectat produce și semnalul de activare pentru driverul cu un singur canal care, la rândul său, conduce un MOSFET Q1 pentru a încărca driverul care rulează în modul de curent constant.
O variantă a acestei scheme este, de asemenea, posibilă, în cazul în care este utilizat un driver cu mai multe canale, așa cum se arată în Figura 2. În această opțiune, curentul de conducere al fiecărui canal se reduce în comparație cu driverul cu un singur canal.
Pasul 3: Proiectare GreenPak
O modalitate adecvată de a atinge obiectivul modelelor de LED-uri cu indicatori flexibili este utilizarea unui concept de mașină de stat finit (FSM). Semiconductorul Dialog oferă mai multe CMIC care conțin un bloc ASM încorporat. Cu toate acestea, din păcate, toate aceste CMIC sunt disponibile în pachetele QFN, nu sunt recomandate pentru medii dificile. Așadar, este ales SLG46620, care este disponibil atât în ambalajul QFN, cât și în ambalajul TSSOP.
Sunt prezentate trei exemple pentru trei animații LED diferite. Pentru primele două exemple, considerăm un driver cu un singur canal, așa cum se arată în Figura 1. Pentru al treilea exemplu, presupunem că sunt disponibile drivere cu mai multe canale, așa cum se arată în Figura 2, și fiecare canal este utilizat pentru a conduce un LED separat. Alte tipare pot fi obținute, de asemenea, utilizând același concept.
În primul exemplu de proiectare, LED-urile de la 1-10 sunt aprinse secvențial unul după altul odată ce expiră o anumită perioadă de timp programabilă, așa cum se arată în Figura 3.
În al doilea exemplu de proiectare, 2 LED-uri sunt adăugate secvențial în model așa cum se arată în Figura 4.
Figura 5 ilustrează modul în care LED-urile alternative sunt adăugate secvențial în model în cel de-al treilea design propus.
Deoarece nu există un bloc încorporat de ASM disponibil în SLG46620, o mașină de stat finit Moore este dezvoltată folosind blocurile disponibile și anume contor, DFF și LUT. O mașină Moore cu 16 stări este dezvoltată folosind Tabelul 2 pentru cele trei exemple. În tabelul 2, sunt indicați toți biții stării actuale și a stării următoare. Mai mult, sunt furnizați și biții pentru toate semnalele de ieșire. Din tabelul 2, ecuațiile stării următoare și toate ieșirile sunt evaluate în funcție de biții de stare prezenți.
La baza dezvoltării mașinii Moore pe 4 biți se află 4 blocuri DFF. Fiecare bloc DFF reprezintă funcțional un bit din cei patru biți: ABCD. Când semnalul indicator este ridicat (corespunzător unui comutator indicator pornit), este necesară o tranziție de la o stare la următoarea la fiecare impuls de ceas, generând astfel diferite modele de LED-uri. Pe de altă parte, când semnalul indicator este scăzut, obiectivul este un model staționar, având toate LED-urile aprinse în fiecare exemplu de proiectare.
Figura 3 prezintă funcționalitatea mașinii Moore pe 4 biți (ABCD) dezvoltată pentru fiecare exemplu. Ideea de bază a dezvoltării unui astfel de FSM este de a reprezenta fiecare bit al stării următoare, semnalul de activare și fiecare semnal de pin de ieșire (atribuit pentru LED-uri) în termenii stării actuale. Aici contribuie LUT-urile. Toți cei 4 biți ai stării actuale sunt alimentați către diferite LUT-uri pentru a obține practic semnalul necesar în următoarea stare la marginea unui impuls de ceas. Pentru impulsul de ceas, un contor este configurat pentru a oferi un tren de impulsuri cu o perioadă adecvată.
Pentru fiecare exemplu, fiecare bit al stării următoare este evaluat în funcție de starea actuală utilizând următoarele ecuații derivate din K-Maps:
A = D '(C' + C (A B) ') și IND + IND'
B = C 'D + C D' (A B) '& IND + IND'
C = B 'C D + B (C' + A 'D') & IND + IND '
D = A B '+ A' B C D + A B C '& IND + IND'
unde IND reprezintă semnalul indicator.
Mai multe detalii despre fiecare dintre cele trei exemple sunt prezentate mai jos.
Pasul 4: Exemplu de proiectare 1
Ecuațiile semnalului de activare și ale semnalelor de acționare a LED-urilor pentru primul exemplu, cu fiecare LED aprins secvențial folosind schema din Figura 1, sunt așa cum se arată mai jos.
En = A + A 'B (C + D)
DO1 = A 'B C' D
DO2 = A 'B C D'
DO3 = A 'B C D
DO4 = A B 'C' D '
DO5 = A B 'C' D
DO6 = A B 'C D'
DO7 = A B 'C D
DO8 = A B C 'D'
DO9 = A B C 'D
DO10 = A B C
În Figura 7, este prezentat proiectul Matrix-0 GreenPAK din Exemplul 1. 4 DFF-uri sunt utilizate pentru a dezvolta mașina Moore pe 4 biți. DFF-urile cu opțiunea de resetare (3 din Matrix-0 și 1 din Matrix-1) sunt selectate astfel încât mașina Moore să poată fi resetată convenabil. Un contor, cu o perioadă de timp adecvată de 72 mS, este configurat pentru a schimba starea Mașinii după fiecare perioadă. LUT-urile cu configurații adecvate sunt utilizate pentru a obține funcții pentru intrările DFF, semnalul de activare a driverului (En) și pinii de ieșire: DO1-DO10.
În Matricea prezentată în Figura 8, restul resurselor GreenPAK sunt utilizate pentru a finaliza proiectarea utilizând metodologia descrisă anterior. Cifrele sunt etichetate corespunzător pentru claritate.
Pasul 5: Exemplu de proiectare 2
Ecuațiile semnalului de activare și ale semnalelor de conducere cu LED-uri pentru al doilea exemplu, cu două LED-uri adăugate în modelul secvențial folosind schema din Figura 1, sunt așa cum se arată mai jos.
En = D '(A' B C + A B 'C' + A B 'C + A B) + A B C
DO1 = 0
DO2 = A 'B C D'
DO3 = 0
DO4 = A B 'C' D '
DO5 = 0
DO6 = A B 'C D'
DO7 = 0
DO8 = A B C 'D'
DO9 = 0
DO10 = A B C
În Figura 9 și Figura 10, sunt prezentate modelele GreenPAK Matrix-0 & 1 din Exemplul 2. Designul de bază este similar cu exemplul 1. Diferențele majore, în comparație, sunt în funcția Driver Enable (En) și nu există conexiuni DO1, DO3, DO5, DO7 și DO10, care sunt trase în jos în acest design.
Pasul 6: Exemplu de proiectare 3
Ecuațiile semnalului de activare și ale semnalelor de conducere cu LED-uri pentru al treilea exemplu, generând un model alternativ de adăugare secvențială a LED-urilor folosind schema din Figura 2, sunt date mai jos.
En1 = (A 'B C' + A B 'C' + B C) D
En2 = (A B 'C + A B) D
DO1 = D (A + B)
DO2 = A B C D
DO3 = D (A + C B)
DO4 = A B C D
DO5 = D A
DO6 = A B C D
DO7 = D A (C 'B + C)
DO8 = A B C D
DO9 = D A B
DO10 = A B C D
În Figura 11 și Figura 12, sunt prezentate modelele GreenPAK Matrix-0 & 1 din Exemplul 3. În acest design, există două semnale separate de activare a driverului (En1 și En2) pentru Driver 1 și 2. Mai mult, pinii de ieșire sunt conectați la ieșirile LUT-urilor configurate corespunzător.
Aceasta încheie partea de proiectare GreenPAK din Exemplul 1, Exemplul 2 și Exemplul 3.
Pasul 7: Rezultate experimentale
O modalitate convenabilă de a testa proiectele din Exemplul 1, Exemplul 2 și Exemplul 3 este experimentarea și inspecția vizuală. Comportamentul temporal al fiecărei scheme este analizat folosind un analizor logic și rezultatele sunt prezentate în această secțiune.
Figura 13 prezintă comportamentul temporal al diferitelor semnale de ieșire pentru Exemplul 1 ori de câte ori indicatorul este pornit (IND = 1). Se poate observa că semnalele pentru pinii de ieșire DO1-DO5 se activează secvențial după ce expiră o perioadă de timp stabilită în conformitate cu Tabelul 2. Modelul semnalelor furnizate pinilor DO6-DO10 este, de asemenea, similar. Semnalul Driver Enable (En) se activează când oricare dintre semnalele DO1-DO10 este pornit și în caz contrar este oprit. În timpul animației, ori de câte ori semnalul indicator scade (IND = 0), semnalele En și DO10 se aprind și rămân logice. Pe scurt, rezultatele îndeplinesc cerințele și validează propunerile teoretice pentru exemplul 1.
În Figura 14, este prezentată diagrama de sincronizare a diferitelor semnale de ieșire pentru Exemplul 2, cu semnalul indicator activat (IND = 1). Se observă că semnalele pentru pinii de ieșire DO1-DO5 sunt pornite alternativ într-o succesiune după o anumită perioadă de timp în acord cu Tabelul 2. Pinii DO1, DO3 și DO5 rămân scăzute, în timp ce semnalele pentru DO2 și DO4 se rotesc alternativ pe secvențial. Se observă, de asemenea, aceleași tipare pentru DO6-DO10 (nu sunt prezentate în figură din cauza numărului limitat de intrări ale analizorului). Ori de câte ori oricare dintre semnalele DO1-DO10 este pornit, se activează și semnalul Driver Enable (En), care altfel rămâne oprit. De-a lungul animației, ori de câte ori semnalul indicator scade (IND = 0), semnalele En și DO10 se aprind și rămân logice. Rezultatele îndeplinesc exact cerințele și ideile teoretice pentru exemplul 2.
Figura 15 prezintă diagrama de sincronizare a diferitelor semnale de ieșire pentru Exemplul 3, cu semnalul indicator activat (IND = 1). Se poate observa că semnalele pentru pinii de ieșire DO1-DO7 pornesc așa cum se arată în Tabelul 2. Mai mult, semnalul pin DO9 se comportă și în conformitate cu Tabelul 2 (nu este prezentat în figură). Știfturile DO2, DO4, DO6, DO8, DO10 rămân scăzute. En1 devine logic înalt ori de câte ori un semnal de la DO1, DO3 și DO5 este pornit și En2 devine logic înalt ori de câte ori un semnal de la DO7 și DO9 crește. Pe parcursul întregii animații, ori de câte ori semnalul indicator este scăzut (IND = 0), toate semnalele de ieșire: En1, En2 și DO1-DO10 se aprind și rămân logice. Prin urmare, se poate concluziona că rezultatele îndeplinesc cerințele și propunerile teoretice pentru exemplul 3.
Concluzie
A fost prezentată o descriere detaliată a diferitelor scheme de semnalizare automată cu animație. Pentru această aplicație a fost ales un Dialog CMIC SLG46620 adecvat, deoarece este disponibil și în pachetul TSSOP, care este recomandabil pentru aplicațiile industriale de mediu dur. Două scheme majore, care utilizează drivere auto cu un singur canal și multiple, sunt prezentate pentru a dezvolta modele de animație cu LED-uri secvențiale flexibile. Sunt dezvoltate modele corespunzătoare de mașini cu stat finit Moore pentru a genera animațiile dorite. Pentru validarea modelului dezvoltat, s-a efectuat o experimentare convenabilă. Se stabilește că funcționalitatea modelelor dezvoltate este de acord cu proiectarea teoretică.
Recomandat:
Semnalizare digitală Raspberry Pi: 6 pași
Raspberry Pi Digital Signage: Acesta este un instructiv simplu pentru a construi un semn digital bazat pe raspberry pi (îl folosesc pe al meu în holul bisericii mele). Presupun că aveți deja niște cunoștințe de bază de calculator și că știți câteva lucruri despre raspberry pi. Acest lucru nu este dificil și poate chiar îmbunătăți
Transmisia datelor NBIoT Cum se utilizează scuturi bazate pe modem BC95G - Test UDP și semnalizare stare rețea: 4 pași
Transmisie de date NBIoT Cum se utilizează scuturi bazate pe modem BC95G - Testarea UDP și semnalizarea stării rețelei: Despre acest proiect: Testarea capacităților de rețea IoT NB și transmiterea datelor brute UDP folosind xyz-mIoT prin scutul itbrainpower.net echipat cu modem Quectel BC95G. Timp necesar: 10-15 minute.Dificultate: intermediar.Remarcare: abilitățile de lipit sunt necesare
Circuit simplu de semnalizare cu LED cu MOSFET IRFZ44N: 6 pași
Circuit simplu de intermitent cu LED cu MOSFET IRFZ44N: Introducere: Acesta este un circuit de intermitent cu LED de dimensiuni mici construit cu MOSFET IRFZ44N și un LED multicolor. IRFZ44N este un MOSFET de tip N-Channel Enhancement care poate oferi o ieșire ridicată pentru un circuit ușor de intermitent cu LED-uri. Acest circuit funcționează și cu
Afișaj cu matrice LED în rețea Mirolo pentru semnalizare digitală: 22 de pași (cu imagini)
Afișaj cu matrice LED în rețea Mirolo pentru semnalizare digitală: semnalizarea digitală poate fi utilă la evenimente pentru a informa vizitatorii despre panourile viitoare, modificările programului sau pentru a oferi informații dinamic. Folosirea afișajelor LED Matrix face ca mesajele să poată fi citite chiar și de departe și este un aspect atrăgător
Realizați o ușă automată de deschidere și închidere automată cu Arduino !: 4 pași
Creați o ușă automată de deschidere și închidere automată cu Arduino !: Ați dorit vreodată să vă deschideți ușa automat la fel ca în filmele SF? Acum puteți urmând acest instructabil. În acest instructable vom construi o ușă care se poate deschide și închide automat fără ca tu să atingi ușa. Senzori cu ultrasunete o