Безконтактний Регулятор Яскравості Підсвітки панелі приладів

[Golem]

Зробив на днях до свого коня таку от примочку. Дозволяє регулювати яскравість підсвітки панелі приладів. Розмішується глибоко під пластиковою обшивкою і його ззовні не видно. Тим не менше, свою функцію він виконує на відмінно. Короткий опис:

---

Безконтакний регулятор Яскравості (БРЯ) це невелика плата із ємнісним слайдером розміщеним на одній стороні та компонентами на іншій яка дозволяє ругулювати яскравість лампи накалювання. Мікропроцесор вимірює положення пальця на слайдері та виставляє яскравість лампи відповідно до неї. Позиція пальця може відслідковуватися через більш як 4мм пластику і відповідно до неї регулюватися потужність навантаження в широких межах. Пристрій може бути заінстальований за допомогою двостороннього скотчу в інстуючу конструкцію без додаткових отворів чи елементів кріплення.

Вид зі сторони слайдера

Вид зі сторони елементів

Технічні характеристики:

- Вхідна напруга…………………...….7.5V - 30V

- Вихідний Струм……….......…….....0A – 10A

- Рівні Яскравості......……………..….….255

- Вихідна Частота.....………...…….…1200 Hz

- Період запису в память......…………10s

- Товщина Оверлею……………....….1mm…4mm

- Розміри плати....………………......40mm x 12mm

БРЯ виставляє щілинність PWM у межах від 0 до 255 в залежності від положення пальця на слайдері. Якщо яскравість не змінювалася протягом десяти секунд то вона зберігається в памяті і виставляється під час наступного ввімкнення.

Яскравість може бути змінена двома шляхами. Позиція пальця на слайдері напряму відповідає вихідній яскравості. Це означає якщо ми поставили палець на початок слайдера то одразу ж одержимо нульову яскравість на виході. Якшо на середині – половину яскравості. Якщо в кінці – повну яскравість. Другий спосіб зміни яскравості полягає в доторканні до слайдера і плавній зміні позиції пальця.

Логічне питання: як такий маленький транзистор без радіатора може регулювати таке потужне навантаження? Відповідь: “Тому що ми використовуємо PWM”. Широтно-Імпульсна Модуляція (PWM), це дуже ефективний шлях для задання рівня вихідної потужності з малими втратами.

Рівень вихідної потужності залежить від співвідношення часу вмикання і вимикання.  Потужність витрачається лише на перехідні процеси між цими двома станами.

Схема присртою показана на нижче

Вхідна напруга поступає на конектор J1 і далі йде на лінійний регулятор U2. Діод D2 захищає регулятор від напруги зворотньої полярності. Регулятор забезпечує стабільну напругу 5V для живлення мікропроцесора U1. Мікропроцесор вимірює ємність елементів слайдера Slider1….Slider8 і по цьому визначає позицію дотику. Програмний блок CSD з математичним апаратом усереднення сигналів від сусідніх сенсорів забезпечує 255 рівнів яскравості. R1 є резистором зворотнього звязку сігма-дельта модулятора. C2 це інтегруючий конденсатор для нього.

Транзистори Q1 та Q2 формують схему керування навантаженням. Транзистор Q1 ввімкнений по схемі верхнього ключа, ним керує транзистор Q2. Топологія верхнього ключа вибрана по причині необхідності керування заземленими навантаженнями, які часто зустрічаються в автомобілях. Внутрішні підтягуючі до плюча резистори всередині мікроконтроллера U1 обмежують струм бази для транзистора Q2. Коли транзистор Q2 відктритий тоді затвор транзитора Q1 зєднаний з землею і він є відкритий також. Коли транзистор Q2 є закритий тоді затвор транзистора Q1 підєднаний до витоку через резистори R2 та R4, тому транзистор Q1 є закритий. Резистори R2 і R4 визначають щвидкість закривання транзистора Q1, тобто потужність розсіювання на ньому. Менші значення цих резисторів завжди кращі, але їх зменшення обмежується граничними потужностями розсіювання на резисторах та Q2.  Світлодіод D1 призначений для моніторингу роботи пристрою без підєднання зовнішнього навантаження.

Схема підєднання пристрою показана нижче

Джерело живлення з напругою 12V показано для прикладу. Будь-яка напруга в дозволеному діапазоні може бути підєднана замість неї.

Пристрій змонтовано на двосторонній друкованій платі, яка показана нижче 1:5.

Всі компоненти розміщені на нижній стороні ДП. Лише вісім перехідних отворів зєднують елементи слайдера з мікроконтроллером.

Компактний дизайн дозволяє розмістити пристрій під паненню автомобіля. Кріплення може здіснюватися за допомогою двостороннього скотчу або клею. Ззовні на панель наклеюється декоративна прозора наклейка для візуального розпізнавання місця розташування регулятора та для кращого намацування в темноті.

Код програми дуже простий, містить лише одну головну функцію.

void main(void)

{  

//--> Initialization

PWM8_WritePulseWidth(bBrightness);            // Read stored in ROM value

PWM8_Start();                                 // Start PWM8

Drive_1_GlobalSelect_ADDR |= (Drive_1_MASK | Drive_2_MASK); // Connect pin to bus

   

M8C_ClearWDTAndSleep;  // Clear Watchdog and Sleep Timer

  M8C_EnableWatchDog;  // Enable Watchdog

M8C_EnableGInt;                               // Enable Global Interrupts

TX8SW_Start();                                // Start Debug Information transmitter

  CSDADC_Start();                                // Start CSD user module

  CSDADC_SetDefaultFingerThresholds();           // Initialize filger thresholds

  CSDADC_InitializeBaselines();                  // Initialize sensors baselines

 

   // --> Non-ending loop is here

   while (1)

{  

 CSDADC_ScanAllSensors();                     // Scan All sensors

   CSDADC_UpdateAllBaselines();                 // Update all baselines for them

 //--> Position calculation

 if(CSDADC_bIsAnySensorActive())              // Check for touch

{  

wPosition=CSDADC_wGetCentroidPos(1);     // Calculate touch position

if (wPosition != 0xFFFF)                 // Check for error

{

 if (wPosition > RESOLUTION) wPosition=RESOLUTION; // Check for over range

 bWriteFlashFlag=1;                            // Set Flash write flag

 PWM8_Stop();                                  // Stop PWM8

bCurBrightness=(BYTE)wPosition;               // Convert position to BYTE

 PWM8_WritePulseWidth(bCurBrightness);         // Write new brightness

 PWM8_Start();                                 // Start PWM8

} // end if wPosition

} // end if SensorActive

//--> Flash Writing

if (bWriteFlashFlag != 0)             // Check is writing to flash new brightness

{

bWriteFlashFlag++;            // Increase flash flag that add some delay

if (bWriteFlashFlag == SAVETIME)        // Check for write condition

{

bWriteFlashFlag=0;              // Do not write to flash next time

fwStruct.bARG_BlockId = 127;    // Block Id to write, use last block

          fwStruct.pARG_FlashBuffer = (char *)(&bCurBrightness);

          fwStruct.cARG_Temperature = 20;                

bFlashWriteBlock(&fwStruct);                  // write new brightness

}

} // end bWriteFlash

//--> Transmit Data

TX8SW_PutCRLF();      // Start condition

TX8SW_Write((char *)(&CSDADC_waSnsResult), CSDADC_TotalSensorCount*2); // RawCounts

TX8SW_Write((char *)(&CSDADC_waSnsBaseline), CSDADC_TotalSensorCount*2); // Baselines

TX8SW_Write((char *)(&CSDADC_waSnsDiff), CSDADC_TotalSensorCount*2);     // Differences

TX8SW_PutChar(0xFF);    // Stop Conditions

   TX8SW_PutChar(0xFF);

M8C_ClearWDTAndSleep;                                 // Reset WatchDowg

  } // end while(1)

} // end main function

Для досягнення найкращої роботи пристрою необхідно настроїти його чутливість. Якшо чутливість зависока тоді яскравість міняється коли палець ше в повітрі, шо не дуже зручно. Коли чутливість занизька тоді потрібно дуже сильно тиснути на елеменнти слайдера.

Чутливість може бути змінена шляхом модифікації параметра “Finger Threshold” в CSD модулі. Мікропроцесор посилає рав дані, бейслайни та діференси через пін P1[0] (SDA точка). Стандартний UART TX може приймати дані, швидкість передачі 115200 baud, 8 bit даних, no parity. Програма “Multichart” є рекомендованою для використання при ввідлагодження. Тим не менше будь-яка інша відповідна програма може бути використана..

Покрокова інструкція першого ввімкнення:

- Підєднати 12V живлення до J1

- Виміряти напругу на C5.Повинно бути 5V. якшо ні – слід перевірити полярність і правильність монтажу.

- Виміряти анпругу на C2. Повинна бути 1.2V. Якшо ні – перевірити чи запрограмований мікроконтроллер та правильність монтажу.

- Підєднати до піна P1[0] (точка SDA) до входу UART RX використовуючи зовнішній транслятор рівнів або USB-UART місток.

- Запустити програму “Multichart” або будь-яку іншу підходящу утиліту.

- Рав Дані повинні бути в діапазоні 300…3000. Бейслайни повинні бути рівними рав даним а діференси - нуль

- Шум рав даних повинен бути не більше 10 точок від піку до піку

- Тепер слід доторкнутися до слайдера. Відношення сигнал.шум повинно бути в межах 5...15

Якшо діференси значно вищі за це значення слід збільшити параметр Finger Threshold. Якшо діференси значно нижчі тоді слід збільшити роздільну здатність та час сканування. Більше деталей про тюнінг чутливості можна дізнатися з документації до CSD.

Дизайно повністю Open Source. Скачати всі потрібні файли можна тут:

Проект

Плата

Опис на Українській

Опис на Англійській

[Uran326]

Яка ціна цього девайса?

[asusa3a]

Прикольная штука

[Igr44]

Молодец Андрей!

Совсем недавно видел в сети нечто подобное, например вот:

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

хотя в любом случае нормальное применение недорогого контроллера для подобных целей, даже несмотря на его экзотичность, ну и не понятно зачем для его питания довольно мощный 7805, можно было бы и Ль версию использовать, да и плата судя по фото не на коленке делалось. Если за недорого и себе такой бы прикупил, правда для другого использования.

[Golem]

Дякую.

Прилад робився з тих елементів, які були в достатній кількості під рукою. Саме тому транзистор і стабілізатор з великим запасом по потужності. Теж стосується і мікроконтроллера. Якшо гнатися за дешевизною то можна використати значно дешевший CY8C20466, простіший стабілізатор, викинути резистори з сенсорів, менший транзистор і ще дещо. В принципі для надійності це лише плюс

Плата робилася в Херсоні в ПП БориС Лактіонов

Так, в мене вже просили кілька штучок плат саме для "іншого" використання, не для підсвітки. В принципі це звичайний PWM з регулюванням 0...100%, може бути використаний як заміна традиційних лінійних регуляторів.

Собівартість приладу + невеличкий навар для компенсації моїх зусиль - 100 грн. Зараз я замовив пробну партію 10 плат, буде десь через 3 тижні. Якшо добре працюватимуть і буде попит - зроблю ше 100 штук, тоді ціна одиниці буде менша.

На схемі не зображено, але для вищої надійності паралельно живленню ввімкнено 600Вт супресор для подавлення викидів напруги. Також планується додати змінний резистор, для плавного регулювання чутливості без перепрошивання мікроконтроллера.

Змінено 19 березня 2010 користувачем Golem

[Igr44]

Знаю эту фирму, но предпочитаю делать если единичные изделия сам фотометодом.

"може бути використаний як заміна традиційних лінійних регуляторів.", не думаю что эта будет достойная альтернатива традиционным триммерам, хотя может и ошибаюсь.

[vidoq]

Респектище, молодец. Переношу в очумелые ручки.

[NikTar]

Собівартість приладу + невеличкий навар для компенсації моїх зусиль - 100 грн. Зараз я замовив пробну партію 10 плат, буде десь через 3 тижні. Якшо добре працюватимуть і буде попит - зроблю ше 100 штук, тоді ціна одиниці буде менша.

Я згоден придбати цей пристрiй ...

Яка приблизна дата выроблення ??

Грошi можу переслати Правекс - телеграфом ...

Чекаю вiдповiдi ...

[NikTar]

У мене виникло запитання: Якщо у менi потрiбно змiнювати напругу у свiтлодiодах, цей пристрiй буде працювати???

[Igr44]

Он не совсем для этих целей. Для ламп накаливания такой девайз подходит нормально а вот под светодиоды не очень, либо подбирать номиналы фнч ШИМа.

Для таких целей более предпочтителен вариант на ЛМ317.

[NikTar]

Он не совсем для этих целей. Для ламп накаливания такой девайз подходит нормально а вот под светодиоды не очень, либо подбирать номиналы фнч ШИМа.

Для таких целей более предпочтителен вариант на ЛМ317.

[Golem]

Правильно, світлодіоди мають нелінійну характеристику залежності яскравості від наповненості ПВМ. Буде враження шо спочатку воно не регулюється, а потім оп - і нема зовсім.

Але то не біда, вихід досить простий. Яскравість регулюється по логарифмічному закону, тоді все получається менш-більш рівномірно. Такий самий принцип використаний в тих всіх блимаючих світлодіодах підсвітки кнопки Повер в ноутбуках і моніторах Samsung. Так шо працювати буде, просто з іншою прошивкою.

Добре, орієнтовно через 3 тижня звяжемся через ПП і домовимся про дівайс.

[NikTar]

Правильно, світлодіоди мають нелінійну характеристику залежності яскравості від наповненості ПВМ. Буде враження шо спочатку воно не регулюється, а потім оп - і нема зовсім.

Але то не біда, вихід досить простий. Яскравість регулюється по логарифмічному закону, тоді все получається менш-більш рівномірно. Такий самий принцип використаний в тих всіх блимаючих світлодіодах підсвітки кнопки Повер в ноутбуках і моніторах Samsung. Так шо працювати буде, просто з іншою прошивкою.

Добре, орієнтовно через 3 тижня звяжемся через ПП і домовимся про дівайс.

Чi змiнеться цiна якщо буде iнша прошивка ???

[Golem]

Ні, звісно

До речі, знайомий взяв таку платку собі на регулятор потужності підігріву ручок в мотоциклі. Як зробить - викладу його враження.

[Kotyara]

красавчик)) от голова, а...

[clk]

фича что надо! цену в личку

[tango_3]

Молодца, однако! Как нить и сам приобрету попожжэе пожалуй!

[ur3cag]

ух не удержался , а жк панель с боинга-737 вместо приборки и штурвал с мига вместо баранки, чесно никогда даже в голову не приходила необходимость регулировки яркости подсветки темболее сенсорная.

Змінено 14 травня 2010 користувачем ur3cag

[Pegas]

отличная схемка когда будет для светодиодов я возьму себе ...

еще вопрос ... раз у автора золотые руки и голова на своем месте ... подкину пару идей может кто воплотит в жизнь (а может это уже есть тогда подскажет где взять )

- схема на фотодиоде для включения освещения (габаритов) в темное время суток (сумерках или недостаточном освещении ...)

- хочу сделать подсветку приборки разными цветами, как придумать переключение между цветами плавно (схему) ?

- пуск двигателя кнопкой (как у меня было в жигулях ... примитивно правда было, но удобно а если подойти с умом можно сделать очень даже прикольно, практично и безопасно )

- и почему до сих пор (в нашем светлом будущем и научно-техническом прогрессе ) никто не сделал электронный спидометр на ланос (я не про бортовой компьютер, а просто дублирующий циферблат за стеклом приборки ... или вот как пример

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

)?

[mich_ya]

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

, Вы отстаете от жизни - все это уже есть и работает.

[Igr44]

Ну ты даеш, я давно это практикую, блин уже минимум десяток версий было уже, вот одна из последних

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

[Pegas]

Будь ласка Увійдіть або Зареєструйтесь щоб побачити посилання.

, Вы отстаете от жизни - все это уже есть и работает.

таки да... немножко отстал конечна, если поставить себе такую приборку было бы круто... но блин почему ТАКИЕ цены я вот не понимаю людей ... сделайте похожее раза в два дешевле - отбоя от клиентов не будет... хоть и красиво... но 2300 за новую приборку у меня нет (по мне лучше доложить еще 700 и поставить газ ) придется все-таки я понимаю делать малобюджентный вариант со светодиодами

Ну ты даеш, я давно это практикую, блин уже минимум десяток версий было уже, вот одна из последних

честно говоря я бы такое себе никогда не поставил идея хорошая но сырая

Змінено 27 червня 2010 користувачем Pegas

[Igr44]

честно говоря я бы такое себе никогда не поставил идея хорошая но сырая

Да я особо тебе и не предлагаю