«Бегущая строка» на матричных светодиодных индикаторах. Часть 2. Конструкция

Ivailo Vasilev

Окончание
Начало читайте здесь:

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Настройка яркости

Пользователь может настроить яркость свечения дисплея. Программой предусмотрено 8 уровней яркости или автоматический режим. Для изменения яркости в меню «Settings» выберите «Bright» и нажмите кнопку «SET». На дисплее появится текущий уровень яркости (от «Bright 1» до «Bright 8») или «Bright А», в случае перехода в автоматический режим. Требуемое значение выбирается путем нажатия кнопок «UP» или «DOWN». При повторном нажатии на кнопку «Settings» выбранное значение будет принято и записано в EEPROM. Для выхода из меню «Settings» и возврата в нормальный режим отображения необходимо нажать на кнопку «SET», когда на дисплее появится надпись «Settings».

ИК пульт дистанционного управления

Дополнительной особенностью устройства является возможность изменять настройки с помощью инфракрасного пульта дистанционного управления. Эта функция облегчает управление дисплеем, установленном в труднодоступном месте. Протокол управления соответствует стандарту RC5, декодирование осуществляется микроконтроллером PIC12F675 (U52).

Получив демодулированный цифровой сигнал от ИК-приемника TSOP1736, декодер расшифровывает полученную команду и передает ее основному микроконтроллеру U9 через асинхронный последовательный интерфейс. Светодиод VD51 вспыхивает при приеме каждой опознанной команды. Поскольку модуль USART основного микроконтроллера (PIC18F252) используется как для обмена с декодером, так и для подключения к персональному компьютеру через порт RS-232, сигнал RX может переключаться между выходами U52 и U71 (MAX232) с помощью мультиплексора, построенного на 4-х элементах «2И-НЕ» микросхемы U53 (74HC00). К сожалению, в нынешней версии программы нет модуля управления портом RS-232. Поэтому микросхемы U71, U53, гнездо J71 и элементы их обвязки могут не устанавливаться.

Задействованные кнопки пульта дистанционного управления:

Программа «+» – эквивалентна местной кнопке S1 – «Вверх»;
Программа «–» – эквивалентна местной кнопке S2 – «Вниз»;
MUTE – эквивалентна местной кнопке S3 - «Установка»;
MENU – эквивалентна местной кнопке S3 - «Установка». (не работает с некоторыми пультами);
Кнопки от 0 до 9 – выбор характера выводимой на дисплей информации. При нажатии кнопок с 1 по 4 на дисплее появится сообщение о времени, дате, внешней и внутренней температуре, соответственно. Кнопки с 5 по 9 и 0 инициируют показ всех возможных сообщений с различными эффектами.

Источник питания

Устройство нуждается в трех стабилизированных напряжениях питания: Vcc (+5 В) для основной части схемы, Vled (+2.5 В) для анодов светодиодов и +9 В для датчиков температуры. Для выработки Vcc (+5 В) применен импульсный понижающий стабилизатор U2 (LM2575-5.0) с фиксированным выходным напряжением. Для Vled (+2.5 В) используется также импульсный стабилизатор, но с регулируемым выходным напряжением U3 (LM2576-ADJ). Поскольку потребление по шине питания +9 В очень низкое, она реализуется маломощным стандартным линейным стабилизатором 78L09. Узел на тиристоре VTh1, стабилитроне VD14 и резисторе R18 является цепью защиты от превышения напряжения. Если напряжение Vcc, по какой либо причине, превысит напряжения стабилитрона плюс напряжение p-n перехода управления тиристора, он открываться и закорачивает Vcc на землю. Это защищает всю схему от случайного повышения напряжения питания. Две другие шины питания не столь критичны к повышенному напряжению. Выходы светодиодных драйверов могут работать с напряжением до 20 В в режиме ограничения тока через светодиоды. Микросхемы LM336 и LM35 также хорошо работают с более высокими, чем 9 В, напряжениями.

Внешний блок питания должен иметь предохранитель или ограничитель тока. Конечно, защита по току не обязательна, но на этапе тестирования все же очень желательна. Необходимо обратить внимание на шину питания Vled. Ее напряжение очень важно в связи с рассеиваемой мощности на светодиодных драйверах. В устройстве используются матричные модули суперярких красных светодиодов 5×7 (TC20-11SRWA). Прямое напряжение светодиода Vf равно 1.85 В при токе 20 мА. Для надежной работы напряжение Vled должно быть выше, чем 0.5–0.7 Vf. Но и не слишком большим, поскольку мощность потерь в драйверах будет увеличиваться, и перегрев заставит тепловую защиту отключить их. Для расчета Vled используется следующая формула:

где R2 составляет от 1 до 5 кОм. Кроме того, необходимо установить ток светодиодов. Ток устанавливается резисторами R115, R116 и R117, которые подсоединяются к контактам 23 (R EXT) светодиодных драйверов. Приведенное значение этих резисторов (270 Ом) соответствует току выходов около 80 мА. Так, как рабочим циклом каждой строки является 1/8 полного цикла, средний ток через светодиод будет равен 10 мА. Для уточнения значения резисторов при установке выходных токов смотрите описание STP16CP05. Значение резисторов можно выбрать из приведенной ниже таблицы:

Значение R-EXT (Ом)	Выходной ток (мА)
7370	3
4270	5
2056	10
1006	20
382	50
251	80
200	100

Для удобства подбора этих резисторов, на печатной плате, рядом с площадками для монтажа резисторов R115–R117, продублированы места для монтажа R115’–R117’.

В заключение

Устройство не нуждается в какой либо специальной настройке. Если оно собрано правильно и оба микроконтроллера запрограммированы, дисплей должен сразу же заработать. Микроконтроллер U9 может быть запрограммирован через разъемы J4 или J4A, выбор разъема зависит от типа программатора. Возможно, во время программирования необходимо будет отключить контроллер от Vcc. Для этой цели на плате установлен джампер JP1. Микроконтроллер U52 должен быть запрограммирован до монтажа на плату.

Пожалуйста, обратите внимание, что оба разъема, соединяющие две печатные платы, SMD типа. Шаг между их выводами 2.00 мм, а не 2.54!

Конструкция печатных плат