¿Por qué es necesario?

Recientemente, escribí un artículo sobre una computadora de bicicleta bluetooth casera. Hubo una discusión animada. Una de las sugerencias para la modernización fue la idea de agregar una indicación o pantalla LCD. Me gustó la idea. Y decidí pensar en cómo darle vida.

Como las computadoras para bicicletas ya se habían fabricado, el estuche estaba casi completamente ocupado, la opción con una pantalla LCD se cayó. Necesitábamos un tamaño de 40x30 mm, teniendo en cuenta todos los cables y alambres, y un grosor de no más de 2-3 mm. También hay pocas conclusiones libres. Varios indicadores LED (tres dígitos, escala) no encajaban. Entonces se me ocurrió una muy buena idea: hacer un indicador casero con LED SMD. Tome una textolita delgada de un solo lado, coloque en ella el número correcto de LED, en el orden correcto y obtendrá un excelente indicador. Habiendo imaginado que los cables deberían estar conectados a todos los LED, decidí que un microcontrolador barato encajaría en la placa, que controlaría todos los LED, y el MK principal de la computadora de la bicicleta controlaría el indicador a través de un cable.

El resultado es un indicador muy compacto (solo 3 mm de grosor). Gestión en un cable, y 2 más en alimentos. Si tiene dispositivos preparados, o planea hacer un dispositivo, y necesita un indicador, entonces un indicador casero es la mejor opción. Veamos más de cerca cómo funciona.

20 LEDs en 10 pines - ¡fácil!

MK Elegí el más caro: SMT8S003, lo mismo que en la computadora de la bicicleta. Tiene solo 20 piernas. Si quitas las piernas de poder y control, quedan 14 piernas. La primera tarea que tenía que resolverse era controlar estas patas con tantos LED como fuera posible.

Inmediatamente se me ocurrió que se podían colgar 2 LED en una pata, con un pin en GND y el otro en VDD. Para cada LED, una resistencia. De acuerdo con este esquema.

Es fácil de administrar. Alimentamos al pin 0, un LED está encendido, alimentamos 1: el segundo LED está encendido. Traducimos al tercer estado (entrada), ninguno se quema. Resulta que en 14 conclusiones puedes colgar 28 LED. No muy mal.

El hijo dibujó el indicador en sí. Para una computadora de bicicleta, el tipo de indicador más útil, después de los números, es una escala. El indicador consta de 2 escalas de 8 LED y 4 LED de estado más diferentes. Total 20 LEDs. Rápidamente dibujé el tablero, grabé, solde y comencé a probar.

Enciendo el MK, todas las conclusiones están en el tercer estado, nada debería arder. Y ... los LED están encendidos. Por supuesto, tienen suficiente voltaje de 5 voltios para brillar tenuemente. No funcionará, cambiamos el esquema ...

Más LEDs

Después de pensarlo un poco, surgió otra idea. Conecte los LED no a la alimentación y a la tierra, sino a dos conclusiones más del MK. Entonces definitivamente puedes apagar todo. Lo intentamos, funciona muy bien. Debido a la indicación dinámica, todo parpadea maravillosamente. Puedes controlar cada LED.

Como resultado, el siguiente esquema resultó para el futuro:

Distinguimos varias conclusiones de control y trabajadores. Ponemos las resistencias solo en el control upr1 upr2. Por lo tanto, el circuito y la traza de la placa se simplifican enormemente. Se pueden colocar hasta 96 LED en 14 pines. 6 gerentes y 8 trabajadores, más 2 LED en cada uno. Más que suficiente, el brazo de soldadura se cansará.

Resultó que puedes hacer más. Charlie Allen fue aún más lejos al colocar varios LED entre los pines de control. Por lo tanto, se pueden colocar hasta 16 * 15 LED en 16 pines. Pero, en su circuito, se agregan muchas resistencias, y también es necesario que todos los LED sean del mismo color, en general hay pequeños problemas. Conclusión: 96 LED son más que suficientes.

Controlamos cada LED individualmente

Para controlar cada LED, se utiliza el método de indicación dinámica. En un momento dado, se puede encender un LED por salida de control. A continuación, debe ordenar todos los pares, estos son los estados de indicación, y así sucesivamente en un círculo. Como la placa ya está hecha, la rehice en un pin de control y una resistencia. Resultó 20 LED en una salida y 10 conclusiones de trabajo. Total 20 estados.

Para reducir el consumo de energía, MK opera a una frecuencia de 2 MHz. Para ordenar 20 estados con una frecuencia de 50 Hz como mínimo, necesita un temporizador con una frecuencia de 1000 Hz. Además, también quería controlar el brillo. Pero resulta que, para reducirlo en un factor de 10, necesita una frecuencia de temporizador de 10,000 Hz, y 100 veces los 100,000 Hz. En este caso, en el controlador de interrupciones, debe ordenar todas las opciones e iluminar el LED deseado. En general, MK no pudo hacer frente. Tuve que cambiar a la opción con modulación PWM.

Controlamos el brillo usando un temporizador PWM

El resultado es un programa simple. Utilizamos un temporizador: TIM2, con la posibilidad de generar PWM. Configuramos la frecuencia del temporizador a 1000 Hz, y el valor máximo del temporizador 125 es el ancho PWM, que determinará la gradación del brillo. Como resultado, puede establecer cualquier valor de brillo de 0 a 125. En el momento de la segunda interrupción del temporizador, en comparación con el llenado del PWM, apague todos los LED.

El resultado es un gran indicador. Debido al control de brillo, el consumo en la fase activa es de 1 mA a 4 mA.

Conectamos una bicicleta

El indicador en sí está listo, en el caso de la computadora de la bicicleta se ve así:

Para controlar el indicador, elegí el protocolo de 1 cable. No lo describiré. Solo puedo decir que tuve que atormentarme para manejar la interrupción y soportar los tiempos necesarios, pero al final funcionó. La computadora de la bicicleta es como un maestro, y el indicador es como un esclavo. Para el control, se deben transmitir 4 bytes. El primer byte es el comando, el brillo y un bit para entrar en modo de suspensión, los 3 bytes restantes son LED, un bit por LED.

Lo primero que se me ocurrió mostrar en el indicador fue la velocidad y el personal. Los LED de servicio deben dejarse para el estado del bluetooth, la violación del control de velocidad y cadencia, y otro: control de distancia.

Después de las pruebas experimentales, agregué la capacidad de mostrar la distancia restante del conjunto o las calorías restantes del conjunto. Resultó muy conveniente. Usted establece un plan: gastar 2000 Cal para caminar, ve y ve de inmediato, todavía quedan la mitad. Conclusión: una indicación es algo útil.

A mi hijo realmente le gustó, tuvo la idea de hacer un llavero, un indicador con una batería de epoxi. Fui a pensar.

¿Qué otros indicadores se pueden hacer?

Reloj - LED en dos círculos - horas y minutos.

Puntos cardinales: para la brújula electrónica.

Escala para codificador rotatorio incremental.

Varias escalas en un indicador.

Corazón para una tarjeta musical.

Matriz 8x8 para mostrar imágenes.

Indicador delgado de siete segmentos para un dígito de 11 LED.

En general, hay muchas ideas sobre cómo usar esto.

En github , como de costumbre, una placa, un programa, la implementación del protocolo de 1 cable y la indicación dinámica. Quien lo necesite, puede usarlo en sus proyectos.