Электронный симулятор рассвета

Эрик Вильгельм с помощью микроконтроллера смог установить полноценный симулятор рассвета на своих часах. В определенное время суток устройство начинает светиться различными оттенками, яркость которых также настраивается через программный код.

Шаг 1: Свет

Далеко не секрет, что существуют уже готовые подобные устройства, которые можно купить в магазине электроники. Весь проект зависит от электронных часов марки Soleil Alarm, которые можно приобрести на официальном сайте одноименной компании.

Также не обойтись и без покупки других электронных элементов в различных интернет-магазинах.

Шаг 2: Компоненты

1. Микроконтроллеры Atmel ATMEGA8-16PI (лучше купить сразу несколько, если вдруг сгорит).
2. Оптрон 4N35.
3. Коробка со светодиодами синего цвета.
4. Регулятор на 5 В.
5. Резисторы на 1 кОм и на 470 Ом.
6. Провода.
   [ol]
   

   Шаг 3: Часы

   Контроллер на 300 Вт считывает сигнал в 0-5 В, который идет с data-порта.

   

   

   

   Шаг 4: Светодиод

   Если задуматься о добавления внешнего транзистора, то здесь можно столкнуться с низким уровнем яркости.

   Поэтому лучше сразу приобрести микроконтроллер для создания хорошего ШИМ сигнала в 16 бит, чтобы держать устойчивый свет при частоте в 130 Гц.

   

   Шаг 5: Функция

   PWM сигнал идет отнюдь не линейно. У наших часов есть 44 дискретных шага. Соответственно, можно построить экспоненциальную функцию:
   f(x) = A(1-exp( (Bx + D)x + C) ) .

   

   

   

   Шаг 6: Цепь

   Собираем электрическую цепочку по приведенной схеме.

   Шаг 7: Микроконтроллеры

   Нам нужно скомпилировать код для микроконтроллеров через WinAVR и AVR Studio.

   

   Шаг 8: Провода

   Провода идут от программатора к AMEGA8 для пинов 1, 7 (VCC), 8 (GND), 17, 18, 19, 20 (AVC), 21 (AREF) и 22 (GND).

   Шаг 9: Программа

   В данном случае микроконтроллер выступает как нелинейный ШИМ фильтр. Программа высчитывает время запуска, уровень контроля светодиодов и выпуска сигнала ШИМ.

   Сам код Эрика Вильгельма приведен ниже с его же комментариями.

    Показать / Скрыть текст
   /* LED microcontroller dimmer for use with Soleil Sun AlarmWritten for Atmel ATMega8 and avr-gccEric J. WilhelmSquid Labs, LLCAttribution-NonCommercial-ShareAlike 2.5You are free: * to copy, distribute, display, and perform the work * to make derivative worksUnder the following conditions:by Attribution. You must attribute the work in the manner specified by the author or licensor.Noncommercial. You may not use this work for commercial purposes.Share Alike. If you alter, transform, or build upon this work, you may distribute the resulting work only under a license identical to this one. * For any reuse or distribution, you must make clear to others the license terms of this work. * Any of these conditions can be waived if you get permission from the copyright holder.*/#include #include #include #include #include # define OC1 PB1# define DDROC DDRB# define OCR OCR1Avolatile uint16_t xtimer;volatile uint16_t timer0;volatile uint8_t status;SIGNAL(SIG_OVERFLOW0){ timer0++; TCNT0=96; // preload the timer with 96 to make this interrupt occur every 20 us.}SIGNAL(SIG_OVERFLOW1){ //The interrupts don’t work properly without this definition.}// falling edge PWM signal (rising edge at clock; reversed due to optoisolator)SIGNAL(SIG_INTERRUPT1) { // Zero timer0 to count the length of the positive pulse timer0=0; status=1;}//rising edge PWM signal (falling edge at clock; reversed due to optoisolator)SIGNAL(SIG_INTERRUPT0) { //record the length of the positive pwm signal in xtimer // if timer0 is greater than approximately 263 (at 20 us per interrupt) than the pulse was missed if(timer00;i—) { x(i) = x(i-1); } x(0) = xtimer; y=0; for(i=0;i0;i—) { t(i) = t(i-1); } //determine what to do if(timer0>270 && status == 1 && on == 1) { //Turn light on t(0) = 0; on=1; } else if(timer0>270 && status == 0) { //Turn light off t(0) = 65535; xtimer=0; on=0; oncounter=0; } else if(timer065535) t(0) = 65535; if(t(0)270, but there’s a positive pulse on the PWM //this happens during the very start of a sunrise, when the clock’s PWM hasn’t quite turned on at the right frequency else if(timer0>270 && status == 1) { if(++oncounter==5) { on = 1; oncounter=0; } } // average the output so it doesn’t jump around u=0; for(i=0;i
   

   

   Шаг 10: Кабель

   Используем 2 штепселя и провод, чтобы смастерить полноценный кабель.

   Шаг 11: Соединение

   Подключите коробку со светодиодами к часам.