Разработка микропроцессорного устройства управления

Контроллеры могут выпускаться  с аналоговыми выходами – для управления частотными преобразователями и с тиристорными выходами –для управления нагрузкой. Типовая схема подключения приведена на рисунке.

Рисунок 4. – Типовая схема подключения

 

Технические характеристики стандартного трёхканального контроллера:

–  число каналов управления – 3; 

– количество программ – 32; 

– число каналов в режиме Мастер – 64;  

– интерфейс управления – DMX-512, RS485; 

– ручное управление; 

– дистанционное управление – пульт ИК; 

– тип выходного каскада – открытый сток;  

– максимальная нагрузка на один канал – 10А; 

– число градации яркости –  256; 

– частота обновления информации – 90Гц;  

– защита от короткого замыкания; 

– напряжение питания – 7–24В; 

– потребляемый ток – 50 ма; 

– напряжение питания нагрузки до 24В;

 

 

4. Режим работы светодиодного контроллера

 

 Режим Мастер – контроллер проигрывает записанные в его ПЗУ сценарии, и выдает пакеты DMX-512 для других устройств.  Скорость, яркость и режим выполнения сценариев меняется при помощи инфракрасного пульта ДУ.

 Режим DMX – контроллер принимает и обрабатывает пакеты по протоколу DMX-512 и на световом оборудовании выполняется только программа, переданная с внешнего устройства. При отсутствии сигналов DMX-512, яркость нулевая.  

Режим Автономный с контролем  линии – контроллер имеет возможность переключаться с работы по протоколу DMX–512, на работу по своим внутренним сценариям в зависимости от того, поступают ли на контроллер пакеты DMX–512 и происходит выбор проигрываемой информации. Другими словами, если на контроллер приходит информация с внешнего устройства, он обрабатывает её, а при отсутствии пакетов в течение нескольких секунд, контроллер переключается на работу по внутренним сценариям.

Светодиодные RGB – светильники используются для создания декоративной подсветки. Источниками света в них служат 3 светодиода красного, зеленого и синего цвета. Смешение цветов создает неповторимую световую картину с тысячами оттенков. Светодиоды являются энергосберегающими источниками света, и их использование позволяет существенно экономить электроэнергию по сравнению с лампами накаливания. 

Светильник собран на базе микроконтроллера PIC12F629 фирмы Microchip. Кнопкой SB1 выбирают режим индикации, так же ей можно выключить устройство.

Типы режимов:

– горят все три светодиода(RGB); 
            – горят 2 светодиода (RG); 
            – горят 2 светодиода (GB); 
            – горят 2 светодиода (RB); 
            – плавное изменение цвета c затуханием (RGB); 
            – поочередное плавное зажигание и гашение светодиодов по отдельности (RGB); 
             – плавное зажигание и гашение светодиода (R); 
             – плавное зажигание и гашение светодиода (G); 
             – плавное зажигание и гашение светодиода (B); 
             – плавное изменение цвета без затухания (RGB); 
             – выключение светильника.

 

Рисунок 5. – схема светильника

 

Светильник представляет собой сложную микропроцессорную систему, управляющую работой яркостью люминесцентных ламп светильника и вспомогательными аппаратными средствами. Светильник может работать как в автоматическом режиме, так и с помощью внешней аппаратуры для управления светом по цифровому протоколу DMX–512.

Световые приборы Cool Light позволяют работать в системе RGB, потребляют мало энергии и не имеют  аналогов по своим характеристикам. Основным достоинством RGB светильников это то, что люминесцентные лампы стали плавно менять яркость свечения от 0% до 100% без скачков, и плюс ко всему, работать в режиме стробоскопа.

На основе RGB светильника Cool Light появился влагозащищенный вариант  светильника, а также управляемый RGB светильник для подвесных потолков.

 

           

 

5 Преимущества RGB – светильников

 

Световые приборы, созданные  по технологии Cool Light, обладают всеми  достоинствами, присущими лампам дневного света: 
             – низкое потребление энергии; 
             – низкое тепловыделение; 
             – равномерный световой поток; 
             – высокая светоотдача; 
             – менее заметное, по сравнению с лампами накаливания, изменение спектра излучения в зависимости от яркости; 
             – безинерционность; 
             – длительный срок жизни. 
               Светильник имеет также ряд преимуществ, выделяющих его по сравнению с приборами этого класса:

               – равномерное диммирование от 0% до 100%, т.е. лампа реально может гореть с очень низкой яркостью, что дает возможность использовать светильник на «темной сцене»;

              – встроенный режим цветного синхронного стробоскопа; 
              – цифровая фильтрация входного DMX потока делает светильник незаменимым при работе с недорогими DMX-пультами;

              – цифровое управление силовыми блоками обеспечивает стабильную, устойчивую работу светильника на протяжении всего срока службы; 
              – передача DMX сигнала дает возможность создавать световую систему без дополнительных затрат;

              – возможность изменения параметров внутренних программ.

 – применение светодиодного освещения обеспечивает экономию электроэнергии до 80% по сравнению с обычной лампой накаливания;

– световая эффективность нашей продукции составляет 70-80 Люмен/Ватт, что превышает аналогичные показатели ламп накаливания в 6 раз; 

– срок службы светодиодов составляет до 50000 часов. 

Поэтому применение светодиодного  освещения поможет существенно  снизить затраты на потребленную электроэнергию, а так же эксплуатационные расходы на замену отработавших ламп ( не только стоимость самих ламп, но и услуги автовышки в случае дорожных фонарей) за счет длительного срока службы. 

Относительно низкое выделение тепла светодиодами, расширяет  область применения светодиодного освещения. Например: холодильные и морозильные витрины, цветочные магазины, ледяные и снежные фигуры.

Устройство светодиодов  позволяет добиться максимальной светоотдачи  сразу после включения (не требует времени на разогрев).  

– Экологическая безопасность.    

Светодиоды не содержат и не выделяют вредных веществ  для окружающей среды и организма человека (ртути).

 Расчёт окупаемости 

Благодаря высокой световой эффективности, потребляемая мощность светодиодных светильников в 10–12 раз меньше по сравнению с лампами накаливания. 

Соответственно галогеновому прожектору в 500W есть замена – светодиодный прожектор 50W. 

Проведем аналогию и  выполним расчет окупаемости данного  светодиодного прожектора в условиях его применения на предприятии с  тарифом на Квт электроэнергии в 5 руб.  

Предположим что включение  и выключение уличного освещения  управляется фотоэлементом. и прожектор  работает 10 часов в сутки 365 дней в году. 

Получаем.

финансовые затраты  на применение галогенового прожектора мощностью 500W  5руб*0,5Квт= 2,5 руб/час

финансовые затраты  на применение светодиодного прожектора мощностью 50W  5руб*0,05Квт= 0,25 руб/час

при использовании светодиодного  прожектора  50W мы освещаем территорию и имеем экономию 2,5руб - 0,25руб = 2,25руб/час      

Вычислим за какое время выполняя функцию освещения окупит себя светодиодный прожектор 50W.  

Стоимость прожектора 7000 руб. 7000руб/2,25руб/час = 3111 часов. 

Светильник свети 10 часов  в сутки, следовательно 3111ч / 10 = 311 дней.  Это немного больше 10 месяцев. 

Окупив себя он продолжает освещать затрачивая 75 руб/месяц. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод

 

В начале 21 века весь мир  обратил внимание на стремительное  развитие одной области физики, а  именно – оптоэлектроники (области, включающей в себя светодиоды – полупроводниковые источники света). Светодиодные светильники LED (англ . «light emitting diodes» — светоизлучающие диоды) за счет своей экономичности, расширенному пользовательскому ресурсу и эффективности, за прошедшее десятилетие значительно потеснили позиции используемых осветительных приборов – люминесцентных ламп, ламп накаливания, галогенных и многих других, быстро захватив практически все ниши светотехнического рынка. Ведущие производители светодиодов во всем мире вкладывают значительные суммы денежных средств в научно-технические исследования и благодаря этому яркость светодиодов существенно возросла, что позволило применять их в фарах автомобилей, морских маяках, архитектурном освещении и многом другом. Повсеместно происходит увеличение популярности LED–систем у миллионов потребителей, в том числе и в России.

Улучшающиеся с каждым разом показатели светоотдачи (на сегодняшний  день достигшие 145 люменов с ватта) позволили светодиодам получить серьезное преимущество перед люминесцентными  лампами (их светоотдача не более 80 люменов с ватта). Но кроме высокой световой отдачи, низкого энергопотребления и возможности получения любого цвета излучения, светодиоды имеют целый ряд других замечательных свойств. 
                Благодаря нетепловой природе излучения светодиодов, отсутствует нить накала, что обусловливает длительный срок службы. Производители светодиодов заявляют срок службы до 100 000 часов, что равняется 11 годам непрерывной работы – срок, сравнимый с жизненным циклом многих осветительных установок. Очень высокая механическая прочность и надежность определяется отсутствием стеклянной колбы. Высокий уровень безопасности гарантируется низким питающим напряжением и малым тепловыделением, а когда требуется высокое быстродействие (например , для стоп–сигналов), то тут светодиоды становятся незаменимыми, благодаря их безынерционности. 
             Другими, не менее важными достоинствами являются сверхминиатюрность и встроенное светораспределение. Световые приборы на основе светодиодов являются легкими, компактными, плоскими и очень удобными в установке и эксплуатации.

 Понятно что, как  и у каждого осветительного  прибора, у светодиодов есть  свои недостатки. Они обусловлены  тем, что ряд производителей, пользуясь  всплеском популярности светодиодных  источников света, выпускают на  рынок «сыроватую», не до конца доработанную продукцию. У таких светодиодов есть проблемы с цветопередачей, они не имеют четко спрогнозированного ресурса эксплуатации. Но, несмотря на все недостатки, внедрение светодиодов, по мнению российских ученых, является одним из самых перспективных направлений в освещении.

 

Библиографический список

 

1. Бьерн Страуструп. Язык программирования С++
2. Интересные статьи ан тему «Светодиодное освещение» http://www.rtechnology.ru/page17.html
3. назначение и преимущества светодиодного освещения

http://market-.html

4. RGB – светильники

http://www.light-studio.su/article_16/chto_takoe_rgb_svetilnik.html 

 

Программа:

 

#include <avr/io.h>//подключаем  библтотеку ввода вывода

#define nop() {asm("nop");}//функция  необходимая для реализации задержки

//определяет идентификатор  и последовательность символов

//asm зарезервированный индефикатор

unsignet int i,p,pp,c,buf,ms,x;//перечисление  переменных

//объявление аргумента  x как unsigned гарантирует, что при  правом сдвиге освобождающиеся 

//биты будут заполняться  нулями, а не знаковым битом.

//функция задержки

void delay_ms(int ms)

{

for (x=ms;x>0;x--) nop();//не имеет  никакого значения

}

//функция включения  красного светодиода

void ledon0 (int ms)

{

portd &=~_bv(PD0); delay_ms(ms);

//Побитовое НЕ (~) меняет  значение каждого бита операнда.

//Бит, установленный  в 1, меняет значение на 0 и наоборот.

//Побитовое И (&) применяет  операцию И ко всем битам  своих операндов. Каждый бит левого операнда

//сравнивается с битом  правого, находящимся в той  же позиции. Если оба бита  равны 1,

//то бит в данной  позиции получает значение 1, в любом другом случае – 0

//& - побитовое И

//| - побитовое ИЛИ

//~ - побитовое отрицание 

}

//функция включения  зеленого светодиода

void ledon0 (int ms)