Comanda intensitatii luminoase a unui LED. Idei de la care vom porni

19 aprilie 2008
Este usor de utilizat un
microcontroller pentru a comuta un LED (pornit/oprit) in aproape orice mod dorit, insa
daca se doreste sa se controleze stralucirea LED -ului, o solutie ar putea fi aceea de a
comuta rapid LED-ul intre pozitiile on/off. Daca se comuta foarte rapid un LED intre pozitiile on/off, atunci va parea ca sta incontinuu pornit si fiindca
este mai putin current per total , LED –ul va parea mai putin stralucitor. De asemenea, in acest caz este recomandabil sa se incerce modificarea  timpului cat iesirea sta pe pozitiile on/off, in loc sa se schimbe numarul de dati cand iesirea este
on/off.

 

 


Utilizari si aplicatii ale tehnicii PWM

19 aprilie 2008

Principalele utilizari ale tehnicii PWM sunt:

1. Multe circuite digitale pot genera semnale PWM(ex. Multe
microcontrolere au iesiri PWM pt a controla un motor electric ). In mod normal
utilizeaza un contor care incrementeaza periodic (este conectat direct sau
indirect la ceasul circuitului) si este resetat la finalul fiecarei perioade a
PWM.Cand valoarea contorului ete mai mare decat valoarea de referinta, iesirea
PWM schimba nivelul de la nivelul minim (0) la nivelul maxim (1), sau
viceversa.

 
2.  PWM poate fi utilizat pentru a reduce cantitatea totala de putere furnizata
unei sarcini fara pierderile care in mod normal  apar atunci cand o sursa
de putere este limitata prin mijloace rezistive. Acest lucru se datoreaza
faptului ca puterea medie furnizata este proportionala cu factorul de umplere
al modulatiei. Cu un factor de modulatie suficient de mare, filtrele
electronice pasive pot fi utilizate pentru a netezi trenul de implusuri si
pentru a recupera o forma de unda analogica medie.
 
3. Sistemele de control  a puterii utilizand
tehnica PWM cu frecventa inalta sunt usor de realizat cu intrerupatoare din
semiconductoare. Starile discrete porinit /oprit ale modulatiei sunt folosite
pentru a controla starea intrerupatoarelor care controleaza in mod
corespunzator tensiunea sau curentul prin sarcina. Avantajul major al acestui
sistem este ca intrerupatoarele sunt fie inchise si neconducand curentul
electric, fie deschise si nu au in mod ideal nici o tensiune de-a lungul lor.
Rezultatul curentului si tensiunii la orice moment de timp defineste puterea
disipata de intrerupator. In mod real, intrerupatoarele semiconductoare cum ar
fi MOSFET sau BJT nu sunt intrerupatoare ideale, darpot fi construite
controlere de inalta eficienta .
 
4. PWM este de asemenea folosit adesea pentru a
controla alimentarea cu putere electrica a unui alt dispozitiv cum ar fi
controlul motorului electric, controlul volumului amplificatoarelor de clasa D,
sau controlul stralucirii la surse de lumina si multe alte aplicatii
delectronice de putere. De exemplu, graduatoarele de lumina pentru uz casnic
folosesc un tip specific de circuit electronic care suprima fluxul de current
in timpul unor parti bine definite din fiecare ciclu al liniei de tensiune AC.
Ajustarea stralucirii luminii emise de o sursa este o problema de setare la
tensiunea(sau faza) la care in ciclul AC graduatorul asigura curent electric
catre sursa de lumina, utilizand spre exemplu un intrerupator electronic cum ar
fi triacul. In acest caz ciclul PWM este definit de frecventa liniei de
tensiune AC( 50 sau 60 HZ depinzand de tara). Aceste tipuri mai degraba simple
de graduatoare de lumina poti fi utilizate efectiv cu surse de lumina inerte
(sau cu reactie relativ lenta) precum lampi incandescente,de exemplu, pentru
care modulatia aditionala in energia electrica furnizata care este cauzata de
filtru cauzeaza numai fluctuatii suplimentare neglijabile in lumina emisa. Alte
tipuri de surse de lumina  cu ar fi LED-urile, se deschid/inchid extrem de
repede si ar palpai daca ar fi alimentate cu tensiuni de comanda de frecvente
joase. Efectele de palpaire perceptibile provenind de la surse de lumina cu
raspuns rapid pot fi reduse prin cresterea frecventei PWM. Daca fluctuatiile de
lumina sunt sufficient de rapide, sistemul vizual uman nu le mai poate sesiza
si ochiul percepe intensitatea medie in  timpul fara palpaire.
 
5. Controlul PWM functioneaza prin comutarea
pornit/oprit rapida a puterii distribuite motorului.

Tensiunea

DC
este transformata intr-un semnal dreptunghiular, alternand intre apoximativ
valoarea maxima(12V) si zero, imprimand motorului o serie de “puseuri” de
putere.

 

 


Tehnica PWM. Avantaje si moduri de obtinere ale acesteia

18 aprilie 2008
   Intre avantajele tehnicii PWM se pot mentiona urmatoarele:
    1. Semnalul folosit este semnal digital pe intreaga cale de la procesor la sistemul controlat, nefiind necesara nici o conversie digital-analogica in acest timp. Unul din avantajele majore oferite de aceasta situatie este faptul ca,  folosind un semnal digital, efectele zgomotului asupra acestuia vor fi minime.  
    2. Tranzistorul de iesire este fie in conductie, fie in blocare , nu partial in conductie ca in cazul reglarii nornale, astfel incat sa se consume mai putina putere si sa poata fi utilizate radiatoare mai mici. 
    3. Utilizand un circuit potrivit, pe tranzistorul de iesire va fi o cadere mica  de tensiune, astfel incat limita superioara a gamei de control se va apropia mai mult de valoarea tensiunii de alimentare decat cea in cazul circuitelor liniare de reglare.
    4. Aplicarea de impulsuri de full-power va putea sa puna in functiune ventilatoare la viteze mult mai mici decat un circuit echivalent continuu..

        Intre modurile de obtinere a PWM se pot mentiona urmatoarele:

    1. O metoda simpla pentru a genera trenul de impulsuri PWM corespunzator unui semnal dat este PWM prin intersectie, care necesita doar un semnal dinte de fierastrau sau triunghiular (usor de generat cu ajutorul unui oscilator simplu) si un comparator. Cand valoarea semnalului de referinta este mai mare decat semnalul modulator (cel trinughiular sau in dinte de fierastrau), semanlul PWM este pe nivelul de maxim (1), iar cand este mai mica, semnalul PWM este pe nivelul de minim (0). Varianta discreta a acestei metode foloseste in locul semnalului in dinte de fierastrau un numarator incrementat si resetat periodic, iar comparatorul analogic este inlocuit de un simpla  comprare  pe numere integregi intre valoarea curenta a numaratorului si valoarea de referinta digitala (posibil digitizata). Astfel factorul de umplere poate fi variat discret cu un pas care este functie de rezolutia numaratorului. 
    2. Principiul  PWM delta, in care  semnalul de iesire este comparat cu limitele corespunzand semnalului de referinta caruia in se adauga un offset de o anumita valoare fixata , iar de fiecare data cand  semnalul de iesire isi atinge una din limite, semanlul PWM schimba starea (din 0 in 1 sau din 1 in 0)
    3. Semnalul de iesire este scazut dinr-un semnal de referinta pentru a forma un semnal de eroare care este integrat, iar cand integrala erorii depaseste limitele, iesirea isi schimba starea.                                         

     
                                         

                                             

                        

     


Comanda LED-urilor. Tehnica de implementare. Aspecte preliminare

4 aprilie 2008
Pentru comanda panoului de test de 4X4 LED-uri se va folosi tehnica PWM (Pulse Width Modulation), cu ajutorul careia se poate realiza o comanda digitala eficienta a unor dispozitive analogice. Tehnica PWM (Pulse Width Modulation) este o tehnica  puternica destinata controlului circuitelor cu ajutorul iesirilor digitale ale unui procesor . Aceasta tehnica este folosita intr-un numar mare de aplicatii , de la masurari si comunicatii pana la conversia de putere. 

Mod de implementare. Etape. Aspecte preliminare.

29 martie 2008
Proiectul presupune utilizarea micontrollerului Atmel ATMega16. Acesta microcontroller AVR va fi programat in C. Pentru inceput, se va realiza implementarea fizica pe placuta de test a circuitului necesar proiectului si comun tuturor echipelor care realizeaza acest tip de proiect. In insemnarile ce vor urma, vom prezenta schema acestui circuit. Odata incheiata realizarea placutei, dupa aduagarea tuturor componentelor necesare, se va trece la proiectarea din punct de vedere software, adica programarea in limbajul C a micirocontrollerului astfel incat sa realizeze operatiile dorite. Se vor studia in acest sens o serie de materiale privitoare la PWM ( Pulse Width Modulation), tehnica prin care se va putea varia intensitatea luminoasa a LED-urilor rosu, verde, respectiv albastru, astfel incat sa se obtina diverse combinatii ale acestora, cu nuante si culori diferite in functie de dozajul ales. Pentru inceput, concluziile rezultate  in urma studiului PWM, se vor aplica pentru o placuta 4X4 cu cate trei LED-uri (rosu, verde si albastru) pentru fiecare locatie delimitata pe placuta, pentru ca apoi sa se extinda implementarea pentru panoul de 80x80cm.
 
 
 

Tema proiectului. Cerinte. Ipoteze de lucru. Conditii.

28 martie 2008
Tema repatizata echipei noastre este tema L8. In cadrul acesteia se cere proictarea unui panou de dimensiuni M x N cu LED-uri RGB, pentru care fiecare culoare va fi fi reconstituita prin
cele 3 componente ale sale dozate corespunzator. Se va realiza un panou pe
care sa poata fi afisate diferite imagini/patternuri animate foarte simple,
similar cu ecranele TV cu LED-uri folosite la reclamele de exterior. Avand in vedere faptul ca tema este realizata de 
trei studenti, aceasta va presupune un efort suplimentar, in sensul ca realizarea acestuia se va integra in cadrul unui
panou de perete din cele
goale, vopsite in alb, care "orneaza" culoarul din corpul B in care se afla
laboratorul. Ca urmare, montarea LED-urilor se va face pe un panou de polistiren de cca. 80x80cm.

Introducere

27 martie 2008
In acest jurnal de lucru vom prezenta modul in care se va desfasura activitatea de proiectare a temei repartizate in cadrul materiei Proiect 2 de pe semestrul 2, anul III , la Facultatea de Electronica, Telecomunicatii si Tehnologia Informatiei . proiectul va fi realizat de echipa 30 formata din studentii :
            1. Alban Octavian
            2. Ichim Filip Bogdan
            3. Ionescu Alexandru
din cadrul grupei 433C.

Weblog

Toate drepturile rezervate Weblog.ro