|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 직렬 인터페이스를 갖춘 자율 32채널 프로그래밍 가능 동적 조명 장치. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / Освещение SDU(Light-Dynamic Devices)는 바, 디스코, 카지노, 축제 조명, 자동차 전자 제품(정지 신호 "조명" 제어용) 및 조명 광고 구성의 미적 디자인에 널리 사용됩니다. 프로그래밍 가능한 알고리즘이 있는 SDU를 사용하면 다양한 광역동 효과를 구현하고 프로그램에 따라 많은 수의 조명 요소를 제어할 수 있습니다. 이러한 장치는 예를 들어 하나의 마이크로컨트롤러와 여러 레지스터에서 인터페이스 회로로 구현되어 조명 요소 세트를 제어할 수 있습니다. 그러나 회로 솔루션의 단순성에도 불구하고 값비싼 프로그래머나 컴퓨터를 사용해야 하는 불가피성 때문에 아마추어 무선 연구실에서 이러한 장치를 제조하는 것은 제한적입니다. 반면에, 일반적인 표준 논리 마이크로 회로를 사용하면 일반적으로 추가 프로그래머 또는 특히 컴퓨터를 사용할 필요가 없는 통합 프로그래머로 완전히 자율적인 다채널 동적 조명 장치를 구축할 수 있습니다. 이를 통해 완전히 오프라인 모드에서 몇 분 만에 동적 조명 효과 세트를 다시 프로그래밍할 수 있습니다. 이 장치에 구현된 직렬 인터페이스를 사용하면 총 길이가 100m에 도달할 수 있는 XNUMX개의 신호 라인(공통 와이어 제외)을 통해 여러 개의 조명 요소 화환을 동시에 동기식으로 제어할 수 있습니다.
개요 프로그래밍 가능한 독립형 32채널 CDS는 [1]에 게시된 장치의 개선된 버전이며 직렬 인터페이스의 32개 연결 라인을 통해 화환의 3개 조명 요소 각각을 독립적으로 제어할 수 있습니다. 장치의 업그레이드된 버전은 긴 길이의 조정되지 않은 라인에 대한 컨트롤러 작동의 모든 기능을 고려합니다. 이러한 SDU 구성을 통해 배선 하니스를 늘리지 않고 최소한의 하드웨어 비용으로 요소 수를 늘릴 수 있으며 화환을 메인 컨트롤러 보드에서 멀리 배치할 수 있습니다. 동적 조명 효과의 다양성은 무제한이며 사용자의 상상력에 달려 있습니다. 이 아키텍처는 직렬 인터페이스 프로토콜을 크게 변경하지 않고도 조명 요소의 수를 늘릴 수 있습니다. (이것은 아래에서 논의될 것이다). 대부분의 광동적 장치 설계에서 각 조명 요소는 별도의 신호 도체를 사용하여 메인 컨트롤러 보드에 직접 연결하여 제어합니다. 그러나 일반적으로 이러한 장치를 사용하면 소수의 요소만 제어할 수 있습니다[2]. 그 수를 늘리려면 추가 메모리 칩을 사용해야 하고 그에 따라 배선 하니스도 증가해야 합니다. 이것은 여러 메모리 칩을 "플래싱"하는 데 필요한 회로와 프로그램 코드 모두를 상당히 복잡하게 만듭니다. 또한 이 버전에서는 메인 컨트롤러 보드에서 상당한 거리에 있는 일련의 조명 요소를 제어할 수 없습니다. 예를 들어 [2]와 같은 광-동적 장치를 반복하는 관행은 불행히도 게시된 펌웨어가 완벽하지 않고 심각한 오류를 포함하고 있음을 보여줍니다. 그러나 사용자는 장치의 결과가 정확히 미적 시각 효과를 얻을 것으로 기대합니다. 따라서 프로그램 코드 개발에 대한 이러한 접근 방식은 소프트웨어에 의해 구현되는 다양한 효과에도 불구하고 프로그래밍 가능한 광-동적 장치를 반복하려는 욕구를 완전히 억제합니다. 제안된 장치에는 이러한 단점이 없으며 현재 동적 조명 조합을 메모리에 저장하기 전에 LED의 제어 라인에 표시되므로 프로그래밍 프로세스에서 사용자가 만들 수 있는 오류를 완전히 제거할 수 있습니다. 메인 컨트롤러 보드에서 먼 거리에 위치한 조명 요소 세트의 수를 늘리고 제어하는 문제에 대한 해결책은 메인 보드와 레지스터로 구성된 화환 사이에 직렬 인터페이스를 사용하는 것입니다. 조명 요소는 직접 연결됩니다 그 출력에. 이러한 장치에서 출력 레지스터로의 데이터 전송은 약 12,5kHz의 클록 주파수(100kHz의 RF 생성기의 클록 주파수 사용)로 매우 짧은 시간 동안 수행됩니다. 데이터 패킷은 약 10Hz의 주파수에서 서로 뒤따르므로 동적 조명 조합이 변경됩니다. 레지스터의 데이터 업데이트 시간은 80μs x 32펄스 = 2,56ms로 매우 짧기 때문에 조합의 변화는 시각적으로 감지할 수 없으므로 연속 재생 효과가 발생합니다. 라인은 최대 4미터 길이의 "공통" 전선과 10~7미터 길이의 10연선 다발을 포함하여 100개의 연선 묶음으로 만들어집니다. 두 번째 경우, 각 신호 도체("Data", "Synchronization", "Indication enable")는 "트위스트 페어"로 만들어지며 두 번째 도체는 라인의 양쪽에 접지되고 그 후, 모든 도체는 하나의 번들로 결합됩니다. 알려진 바와 같이 긴 불일치 라인에서 발생하는 다중 신호 반사와 한 묶음에 포함된 두 신호 라인의 간섭 상호 작용은 특정 조건에서 데이터 전송 오류로 이어질 수 있습니다. 시스템은 미적 효과의 위반을 의미합니다. 이것은 연결 라인의 길이에 제한을 가하고 직렬 인터페이스를 사용하는 시스템의 노이즈 내성에 대한 엄격한 요구 사항을 부과합니다.
직렬 인터페이스를 사용하는 시스템의 노이즈 내성은 여러 요인에 따라 달라집니다. 전송된 신호의 펄스 주파수와 모양, 펄스의 레벨(듀티 사이클) 변화 사이의 시간, 포함된 라인 도체의 특정 커패시턴스 번들에서 등가 라인 저항과 신호 수신기 및 출력 임피던스 드라이버의 입력 임피던스. 노이즈 내성의 주요 기준은 논리 소자의 임계 스위칭 전압 값인 것으로 알려져 있습니다[3]. 반전 논리 소자의 임계 스위칭 전압은 소자의 출력이 입력과 동일한 전압으로 설정되는 값으로 취해진다. TTL 초소형 회로(K155 시리즈)의 경우 이 값은 일반적인 공급 전압 1,1V에서 약 5V입니다[3]. 조정되지 않은 긴 라인을 통해 데이터를 송수신하기 위한 장치에서 이러한 미세 회로를 사용하면 짧은 라인(5m)에서 작업하는 경우에도 허용 가능한 노이즈 내성을 얻을 수 없습니다. 사실은 진폭이 논리 소자의 스위칭 임계 전압 값(1,1V)을 약간 초과하는 다중 신호 반사로 인해 출력 레지스터가 다중 스위칭되어 데이터 전송 오류가 발생합니다. 보다 발전된 TTLSH 구조 IC(KR1533 시리즈)의 사용은 문턱 전압이 훨씬 높지 않고 표준 공급 전압에서 1,52V에 불과하기 때문에 문제를 해결하지 못합니다[3]. 반사된 신호를 부분적으로 보상하기 위해 일반 RC 필터(소위 통합 체인)가 종종 사용되지만 자체적으로 전송된 신호에 왜곡을 도입하여 신호 전면의 상승 및 하강 시간을 인위적으로 증가시킵니다. 따라서 이 방법은 비효율적이며 궁극적으로 라인의 총 기생 커패시턴스만 증가시켜 라인의 전송 측에서 신호 변환기 칩에 추가 부하를 생성합니다. RC 필터의 사용과 관련된 또 다른 문제가 있습니다. 신호 전면의 상승 및 하강 시간이 증가함에 따라 논리 소자의 스위칭 전압의 "위험한"임계값 레벨 근처의 제어 신호의 "체류" 시간도 증가하여 결과적으로 증가 잡음 신호의 작용에 따라 출력 레지스터가 잘못 스위칭될 확률. KR1564 시리즈의 CMOS 구조의 초소형 회로를 사용하는 경우 대칭적인 전달 특성으로 전원 전압의 45% 수준에서 이상적인 값(50%)에 가까운 노이즈 내성과 시스템 노이즈 내성을 제공합니다. 전송 신호의 진폭이 증가하기 때문에 전원 공급 장치 전압이 증가함에 따라 증가합니다.
최신 요소 기반 - 높은 부하 용량과 최대 노이즈 내성을 갖춘 고속 CMOS 마이크로 회로(임계값 스위칭 전압은 공급 전압의 절반과 거의 동일) - 직렬 인터페이스, 연결 라인 길이로 SDU를 구축할 수 있습니다. 그 중 원격 화환의 레지스터를 연결하는 섹션을 고려하면 기존 트위스트 페어 케이블(차폐 도체 없음)을 사용하는 경우에도 100m에 도달할 수 있습니다. 또한 KR1554TL2 유형의 슈미트 트리거가 있는 강력한 버퍼 요소는 신호를 라인으로 변환하는 데 사용되며 높은 부하 용량을 통해 용량성 부하를 직접 제어할 수 있습니다.
긴 불일치 라인의 효과는 라인과 후방을 따라 신호 전파 지연 시간이 신호의 상승 및 하강 시간을 초과하기 시작할 때 나타나기 시작합니다. 등가 라인 임피던스와 라인 수신 측 논리 게이트의 입력 임피던스 또는 전송 측 드라이버 출력 임피던스 사이의 불일치로 인해 신호가 여러 번 반사됩니다. KR1564 계열 초소형 회로의 일반적인 상승 및 하강 시간은 5ns 미만이므로 긴 불일치 라인의 영향이 수십 센티미터의 라인 길이에서 나타나기 시작합니다. 전체 입력 커패시턴스 및 단위 길이당 특정 커패시턴스와 같은 전송 선로의 특성을 알면 선로 전체 길이에 따른 신호 전파 지연 시간을 계산할 수 있습니다. 일반적인 전파 지연 시간은 일반적으로 5-10ns/m입니다. 연결 라인의 길이가 충분히 길고 신호의 상승 및 하강 시간이 충분히 짧은 경우(즉, 기울기가 높은 경우) 수신 시 CMOS 논리 소자의 등가 라인 저항과 입력 저항 사이의 불일치 측면은 신호 반사를 생성하며, 진폭은 소자의 입력에 인가되는 전압의 순시 값에 따라 달라지며 반사 계수는 차례로 등가 라인 저항과 입력 논리의 입력 저항에 따라 달라집니다. 요소. KR1564 시리즈 초소형 회로 소자의 입력 임피던스는 트위스트 페어 또는 차폐 도체로 만들어진 라인의 등가 저항보다 몇 배나 높기 때문에 수신기 입력에서 반사된 전압은 두 배가 됩니다. 이 반사된 신호는 라인을 따라 송신기로 다시 전파되고 여기서 다시 반사되며 신호가 완전히 감쇠될 때까지 프로세스가 반복됩니다. CMOS 초소형 회로의 장점은 높은 부하 용량(KR1554 시리즈)으로 인해 용량성 부하를 직접 제어할 수 있다는 것입니다. 이러한 미세 회로 요소의 균형(대칭) 전류-전압 전달 특성으로 인해 거의 동일한 상승 및 하강 프론트 시간을 얻을 수 있습니다. 또한 신호를 라인으로 전송하고 수신하기 위해 왜곡된 신호의 직사각형 모양을 복원하여 레지스터의 잘못된 트리거링을 배제하는 슈미트 트리거 기반 버퍼 요소를 사용할 수 있습니다. 또한 전달 특성(IS KR5TL1564의 경우 2V의 공급 전압에서 이 값은 약 400mV)에 히스테리시스가 존재하면 노이즈 내성의 추가 여유가 생깁니다[3]. 개략도 장치에는 병렬로 연결된 두 개의 레지스터가 있습니다. 그 중 하나는 장치의 메인 보드에 설치된 제어 장치입니다. LED는 프로그래밍 프로세스의 시각적 관찰을 제공하는 미세 회로(DD18 - DD21)의 출력에 연결됩니다. 두 번째 출력 레지스터(DD23, DD25, DD27, DD29)는 원격 요소 문자열에 대한 제어입니다. 두 레지스터 모두 동기식으로 작동하지만 첫 번째 레지스터만 프로그래밍 프로세스에 참여합니다. 출력 레지스터의 제어 및 이에 따른 데이터 로드는 직렬 인터페이스의 신호 라인("데이터", "동기화" 및 "표시 활성화")을 통해 수행됩니다. 세 번째 라인은 보조 라인이며, 이 신호는 현재 조합 로딩 기간 동안 모든 레지스터의 IC 출력을 잠시 차단하여 저응답 LED의 깜박임 효과를 제거합니다. 따라서 원격 요소의 화환은 장치의 메인 보드에 연결됩니다(각 신호 도체에 대해 한 쌍을 구성하는 차폐 장치(선 길이가 10m 이상인 경우에만 필요)는 제외). 단 XNUMX개의 와이어로 " 데이터", "동기화", "디스플레이 해상도" 및 "일반". 직렬 인터페이스를 사용하기 때문에 이러한 장치 구성은 프로토콜을 크게 복잡하게 하지 않으면서 최소한의 하드웨어 비용으로 조명 요소의 수를 늘릴 수 있습니다. 최대 수는 통신 라인의 노이즈 내성과 전원의 부하 용량에 의해서만 제한됩니다. DD4, DD12 요소에 조립된 RF 클록 발생기의 타이밍 요소 C3.3R3.4의 지정된 값과 트리머 저항 R13의 엔진을 최대 저항에 해당하는 위치로 설정(해당 RF 발생기 FT \u20d 100KHz의 주파수) 및 꼬인 전선으로 신호 도체 라인을 실행하면 길이가 XNUMXm에 달할 수 있습니다. 이 장치는 AT16C16384-28PI 유형의 16Kbps(15비트) 용량의 EEPROM(전기적 삭제 기능)이 있는 비휘발성 메모리 IC를 사용합니다. 하나의 조합에 해당하는 메모리 양은 32비트입니다. 동적 조명 효과 형성의 전체 주기(예: "달리기 화재")는 32개의 조합으로 구성됩니다. 따라서 이러한 효과가 차지하는 메모리의 양은 32x32=1024비트이므로 EEPROM에 동시에 쓸 수 있는 이 유형의 최대 효과 수는 16384/1024=16입니다. 이 효과는 가장 리소스 집약적이므로 EEPROM 주소 공간을 덜 차지하는 동적 조명 효과의 실제 수는 훨씬 더 클 수 있다는 점을 고려해야 합니다. 더 많은 효과를 얻으려면 화환의 동일한 수의 요소로 EEPROM 칩을 AT64C28-64PI로 교체하고 주소 카운터의 비트 깊이를 증가시켜 메모리 양을 최대 15Kb까지 늘릴 수 있습니다. . 프로그래밍 프로세스는 매우 간단하고 편리합니다. 세 개의 버튼을 연속적으로 눌러 수행됩니다. 발광 요소의 조합은 SB1 - "기록 "0" 및 SB2 - "기록 "1"의 두 버튼을 연속적으로 눌러 설정되며, 이는 라인에 켜기 및 끄기 LED 도입에 해당합니다. 이 레벨이 레지스터의 해당 출력에 나타나기 때문에 "3"의 항목은 켜진 LED와 정확히 일치합니다. 레지스터에 기록된 LED 조합은 다음에 표시된 버튼을 누른 직후에 한 자리씩 오른쪽으로 이동합니다. 생성된 조합은 SB3 버튼("조합 저장")을 한 번 눌러 EEPROM에 기록됩니다. 이 경우 제어 레지스터의 현재 상태가 EEPROM에 기록되는 일련의 펄스가 자동으로 생성됩니다. 이러한 프로그래밍 알고리즘을 사용하면 제어 막대에 조합을 입력한 후 즉시 SB1 버튼을 누를 필요가 없고 SB2 및 SB3 버튼을 사용하여 올바른 조합을 입력했는지 확인한 후 - SBXNUMX을 누릅니다. 운영 원칙 자율 프로그래밍 가능한 32채널 SDU의 전기 회로도가 그림 1에 나와 있습니다. 8. 다이어그램은 연결 라인의 1개의 신호 도체를 사용하여 2개의 미세 회로로 구성된 하나의 출력 레지스터의 연결을 명확하게 보여줍니다. 병렬로 연결된 경우 동기적으로 작동하는 이러한 출력 레지스터가 여러 개 있을 수 있습니다. 출력 레지스터와 메인 컨트롤러 보드의 공통 와이어를 연결하는 공통 도체(다이어그램에는 표시되지 않음)도 연결 라인의 일부이며 단면적이 XNUMXmmXNUMX 이상인 연선으로 만들어야 합니다. 이 장치는 프로그래밍과 읽기의 두 가지 모드로 작동할 수 있습니다. (그림은 재생 모드에 해당하는 SA1 스위치의 위치를 보여줍니다.) 프로그래밍 모드는 스위치 SA1의 아래쪽(다이어그램에 따름) 위치에 설정됩니다. 이 모드는 빨간색 LED HL2가 포함되었음을 나타냅니다. 동시에 요소 DD3.1, DD3.2에 수집된 직사각형 펄스의 저주파 발생기 작동이 차단되고 요소 DD3.2(핀 6)의 출력에 낮은 논리 레벨이 형성됩니다. 버튼 SB1, SB2를 연속적으로 누르면 0개의 동일한 독립 RS 플립플롭이 포함된 DD1 칩의 출력 "2Q" 또는 "2Q"에서 논리 "4" 레벨이 나타납니다. "1Q" 또는 "2Q"의 출력, 따라서 요소 DD1.2의 입력 중 하나에서 이러한 레벨이 나타나면 출력에서 양의 펄스가 형성되고 지속 시간이 제한됩니다. 분화 사슬 C2R10에 의해. DD0 멀티플렉서의 입력 "S1", "S14"이 논리적 "0"으로 설정되었으므로 출력은 입력 "A0", "B18"에서 정보를 수신합니다. 이 경우 레지스터 DD23, DD1의 첫 번째 숫자에 기록될 레벨은 눌린 버튼 SB2 또는 SB1에 따라 다릅니다. SB2을 누르면 논리 XNUMX이 기록되고 논리 단위인 SBXNUMX를 누르면 기록됩니다. LED HL12-HL43의 제어 라인, 따라서 제어 레지스터 DD18-DD21에 조합을 도입한 후 SB3 버튼을 누릅니다. 이것은 4개의 사이클로 구성된 현재 조합을 EEPROM에 쓰는 사이클을 시작합니다. 각 사이클에서 레지스터 DD16의 내용은 버퍼 레지스터 DD21에 기록되고 EEPROM에 덮어쓰여지며 제어 레지스터 DD18-DD21에 포함된 정보는 8비트 오른쪽으로 이동하고 레지스터 DD21의 내용은 DD18을 등록합니다. 따라서 4번째 사이클이 끝나면 제어 레지스터의 모든 4개 IC의 내용이 상태의 동시 업데이트와 함께 EEPROM에 기록됩니다. 버튼 SB3을 누르면 IC DD3의 세 번째 RS 트리거의 출력 "2Q"에서 버튼이 눌려진 시간과 동일한 지속 시간에 양의 펄스가 생성됩니다. 이 펄스는 요소 DD4.1에 의해 반전되고 미분 체인 C3R11에 의해 지속 시간이 제한된 후 IC DD4의 2번째 RS 플립플롭을 단일 상태로 설정합니다. 출력 "4Q"(핀 13)의 논리 장치는 DD3.3, DD3.4 요소에서 만들어진 RF 발생기의 작동을 가능하게 하고 동시에 제어 및 출력에 포함된 현재 광-동적 조합의 표시를 금지합니다 레지스터. 이는 새로운 조합을 로드하는 동안 빠르게 작동하는 LED의 깜박임 효과를 제거하는 데 필요합니다. 또한 이 레벨은 논리 요소 DD11.1, DD11.2의 입력에 영향을 미치고 논리 "1" 레벨의 출력에서 마지막 요소가 나타나게 하여 입력 "S0"(핀 14)에 영향을 줍니다. DD14 멀티플렉서에 연결하고 해당 입력 "A7", "B9"에서 정보를 출력(핀 1 및 1)으로 전달할 수 있습니다. 전원을 켤 때 카운터 DD6, DD7, DD8.1, DD8.2, DD9.1을 재설정하기 위한 회로가 작동 중이므로 출력에서 기록 주기의 4개 주기 중 첫 번째 주기의 초기 시간에 카운터 DD0, DD3 논리 단위 레벨의 "6"(핀 7)이 형성됩니다. 카운터 DD13의 입력 "CP"(핀 6)에서 양극성의 첫 번째 펄스의 음의 강하는 출력 "1"(핀 2)에서 논리 장치 레벨의 출현으로 이어지며 따라서 레벨 " 1" 요소 DD5.2의 출력에서. 이 레벨은 구성표에 따라 멀티플렉서 DD14를 통해 "통과"하고 슈미트 트리거 DD17.3에 의해 반전되어 제어 레지스터 DD12-DD18의 게이트 입력 "C"(핀 21)에 영향을 미칩니다(그림 참조 그림 2: 음의 차이 " CLK1"). 요소 DD5.2의 출력에서 이 논리 레벨은 카운터 DD6의 입력 "CP"에서 세 번째 펄스가 감소할 때까지 유지됩니다(그림 2의 다이어그램 참조: 양의 강하(전면) "CLK1"). 이 기간 동안 첫 번째 펄스와 두 번째 펄스의 감소 사이에 인버터 DD1의 출력에서 음의 펄스가 생성됩니다(그림 2: "CLK4.4"의 다이어그램 참조). 이 펄스는 IC DD2의 일부인 상위 회로 멀티플렉서를 반복한 후 제어 레지스터 DD2의 마지막 비트의 출력 "PR"(핀 15)에서 16비트의 정보를 버퍼 레지스터 DD17에 씁니다. 인버터 DD21의 출력에서 펄스의 양의 에지는 카운터 DD4.4의 입력 "CP"에서 두 번째 펄스의 감쇠와 시간적으로 일치합니다(그림 2: 전면 "CLK6"의 다이어그램 참조). 카운터 DD2의 입력 "CP"에서 세 번째 펄스가 감소하면 요소 DD2의 출력에 양의 강하("CLK3")가 형성되며, 이는 DD6 IC 멀티플렉서를 반복한 후 회로 및 Schmitt 트리거 DD5.2을 반전시키면 제어 레지스터 DD1의 마지막 비트의 출력 "PR"에서 레지스터 DD14의 첫 번째 비트까지 정보의 17.3비트를 기록합니다. 강력한 슈미트 트리거 DD21 및 DD18(IC KR17.1 TL17.2에 포함)는 용량성 부하가 있는 라인에서 직접 작동하고 라인에서 반사된 신호가 입력으로 들어가는 것을 방지하기 위해 장치에 도입되었습니다. 해당 신호 체인을 분리하여 제어 레지스터. 설명된 절차는 버퍼 레지스터 DD8이 채워지고 레지스터 DD16의 내용이 레지스터 DD21에 다시 쓰여질 때까지 18번 반복됩니다. 버퍼 레지스터의 입력 "C"에서 8번째 네거티브 동기화 펄스가 완료되면(그림 2의 다이어그램 참조: 전면 "CLK2") 레지스터 DD16의 현재 상태는 DD21 레지스터에 완전히 다시 기록됩니다. 이것은 입력 "CP" 카운터 DD58에서 6번째 펄스가 감소할 때 발생합니다. 이 감소에서 카운터 DD6은 세 번째 상태로 이동합니다. 이 시간까지 카운터 DD3은 이미 7 번째 상태에 있었기 때문에 요소 DD7의 입력으로 오는 논리 장치 레벨의 두 신호는 논리 12.1 레벨이 출력에 나타나게 합니다. 따라서 음의 펄스("CS", 그림 12.1 참조)는 DD2, DD3.3 요소에 대해 만들어진 RF 생성기의 펄스 반복 기간과 지속 시간이 동일한 DD3.4 요소의 출력에서 생성됩니다. 15. 구성표에 따라 하단을 "통과"한 후 멀티플렉서 IC DD0(입력 "S1"이 스위치 SA15에 의해 설정된 "8" 레벨로 설정되었음을 상기하십시오), 이 음의 펄스는 입력에서 IC 칩 EEPROM DD16를 샘플링합니다. "CS"("Chip Select"-"Crystal Select") 및 이에 따라 EEPROM DD0의 입력 A10-A13에 설정된 주소에서 버퍼 레지스터 DDXNUMX의 출력에서 생성된 XNUMX비트 정보의 병렬 레코드를 생성합니다. . IC EEPROM DD13의 주소 공간 채우기에 대한 시각적 제어는 이진 카운터 DD3, DD11, DD8.1의 현재 주소를 표시하는 LED HL8.2 - HL9.1 라인에 의해 수행됩니다. 처음 3개의 LED HL9-HL25, 녹색은 주소 공간의 처음 10%, 녹색과 결합한 노란색 HL25(50~11%, 빨간색 HL50과 노란색 및 녹색 결합(100~8.1%))을 나타냅니다. 쓰기 모드에서 모든 LED의 동시 조명은 마지막 8.2개 주소의 셀을 제외하고 전체 EEPROM 주소 공간이 가득 찼음을 나타냅니다. 마지막 9.1개 주소에서 빛의 동적 조합을 기록한 후 카운터 DD3, DD11는 XNUMX으로 설정되고 DDXNUMX은 XNUMX번째로 설정되며 이는 LED HLXNUMX-HLXNUMX의 소멸을 동반합니다. 모든 주소 라인은 "XNUMX" 수준으로 설정됩니다. 이 경우 프로그램 녹화를 반복할 수 있습니다. 읽기 모드는 녹색 LED HL1의 켜기에 해당하는 다이어그램에 따라 SA1 스위치를 위쪽 위치로 전환하여 설정됩니다. 장치는 전체 EEPROM 주소 공간의 프로그래밍을 완료하지 않고도 언제든지 이 모드로 전환할 수 있습니다. 이 경우 해당 주소에 이전에 기록된 프로그램이 현재 주소부터 주소 공간 끝까지 재생되고 이후 EEPROM의 6번 주소부터 프로그램 재생 주기가 계속됩니다. 전원을 켜기 전에 읽기 모드가 설정되면 C15R1.3, DD1.4, DD5.1, DD6 요소에 조립된 리셋 회로가 카운터 DD7, DD8.1, DD8.2, DD9.1, DD1를 설정합니다. 3.1부터 3.2까지. 이 모드에서 왼쪽에서 논리 장치의 수준은 구성표에 따라 스위치 SA10의 출력을 통해 주파수가 있는 DD3.2, DD4.1 요소에서 만들어진 저주파 발생기의 작동을 허용합니다. 약 3Hz. DD11 요소의 출력에서 나오는 양의 극성 펄스는 DD4 요소에 의해 반전되고 C2R6 미분 체인의 지속 시간을 제한한 후 IC DD10.1의 XNUMX번째 RS 플립플롭이 다음으로 설정되도록 합니다. 단일 상태. 이 모드에서 카운터 DDXNUMX의 입력 "CP"에서 첫 번째 양의 펄스가 감소하면 후자가 단일 상태로 설정되어 요소 DDXNUMX의 XNUMX 상태로 전환됩니다. 요소 DD10.2에 의해 반전되는 출력의 논리 11.4 레벨은 요소 DD1의 입력에 영향을 미치며 이 요소의 두 번째 입력에 오는 "16" 레벨과 함께 레벨도 설정합니다 "2"이 출력됩니다. 이 레벨은 버퍼 레지스터 DD6의 출력을 세 번째 상태로 전환하도록 합니다. 이제 입력이 됩니다(그림 2: 전면 "SL"의 다이어그램 참조). 출력 "4"(핀 1)에서 카운터 DD5.3의 입력 "CP"에서 두 번째 펄스가 감소하면 요소 DD12.3을 단일 상태로 변환하는 논리 레벨 "13"이 있습니다. 출력의 단위 레벨은 DD2 요소의 입력에 영향을 미치며 이 요소의 두 번째 입력으로 오는 논리 유닛의 레벨과 함께 출력에서 논리 15 레벨을 설정합니다. EEPROM IC DD0의 입력 "OE"("출력 활성화" - "출력 활성화")에 작용하는 이 논리 레벨은 출력을 활성 상태로 전환합니다(그림 1의 다이어그램 참조: "OE" 감소). , 뿐만 아니라 구성표에 따라 하단을 "통과"하면 멀티플렉서 DD13(입력 "S0"이 이제 레벨 "7"로 설정되어 있기 때문에)는 입력 "에서 EEPROM IC DD0을 선택합니다. CS". EEPROM의 출력 "D10" - "DXNUMX"에서 데이터는 현재 주소 입력 "AXNUMX" - "AXNUMX"에 설정된 현재 주소에 쓰여진 것으로 나타납니다. 동시에 카운터 DD6의 입력 "CP"에서 두 번째 펄스가 감소하면 버퍼 레지스터 DD16에 병렬 쓰기의 음의 펄스가 형성되기 시작합니다(그림 2의 다이어그램 참조: 첫 번째 감소 " CLK2"). 이 펄스는 판독 사이클의 11.3개 사이클 각각의 시작에서 요소 DD4의 출력에서 생성됩니다. 제어 및 출력 레지스터의 8개 클록 펄스("CLK1") 각각이 형성되기 전에. 버퍼 레지스터 DD16에 대한 병렬 쓰기 펄스의 형성(그림 2의 다이어그램 참조: "CLK2"의 첫 번째 에지)은 "CP" 카운터 DD6의 입력에서 세 번째 펄스의 감쇠에 의해 완료됩니다. 카운터 DD6의 입력 "CP"에서 네 번째 펄스가 감소하면 요소 DD12.3이 논리 장치의 상태로 전환되어 IC EEPROM DD13의 출력이 세 번째(높음 -저항) 상태(그림 2: 전면 "OE"의 다이어그램 참조). 카운터 DD6의 입력 "CP"에서 다섯 번째 펄스의 하강은 버퍼 레지스터 DD16의 출력을 활성 상태로 전환합니다(참조 그림 2의 다이어그램: "SL" 감소). 버퍼 레지스터 DD16 및 EEPROM DD13의 출력 단계를 켜고 끄는 순간의 시간 분리는 이러한 미세 회로의 출력 단계의 올바른 조정 작동을 위해 필요합니다. 읽기 모드의 타이밍 다이어그램(그림 2 참조)에서 볼 수 있듯이 먼저 EEPROM DD0의 출력 "D7" - "D13"이 꺼지고 RF 생성기의 1주기 후에 출력이 꺼집니다. 버퍼 레지스터의 "1" - "8"이 DD16에서 켜집니다. 또 다른 2 사이클 후에 DD16 출력이 꺼지고 또 다른 1 사이클 후에 - 이제 DD13 출력이 켜집니다. 카운터 DD6의 입력 "CP"에서 6번째 펄스가 감소하면 버퍼 레지스터 DD2의 읽기("CLK16") 및 제어 레지스터 DD1-DD18에 대한 쓰기("CLK21")의 펄스가 동시에 형성되기 시작합니다. . 레지스터 DD2-DD1에서 쓰기 펄스(그림 18의 다이어그램: 전면 "CLK21" 참조)의 형성은 읽기 펄스 형성이 끝나기 1 사이클 전에 종료됩니다(그림 2의 다이어그램 참조: 버퍼 레지스터 DD2의 두 번째 전면 "CLK16"). 결과적으로 버퍼 레지스터 DD16의 내용은 레지스터 DD18에 다시 쓰여지고 후자의 내용은 레지스터 DD19에 순차적으로 다시 쓰여지는 식입니다. 현재 조합의 읽기 주기가 완료된 후 카운터 DD2의 출력 "4"(핀 8.1)에 음의 강하가 형성되며, 이는 RC 체인 C5R14를 차별화하고 요소 DD1.3을 반전하여 지속 시간을 제한한 후 .6, 카운터 DD7, DD4을 영점화하고 네 번째 RS 플립플롭 IC DD2의 영점 상태로 설정합니다. 출력의 낮은 논리 레벨은 DD3.3, DD3.4 요소에 조립된 RF 발생기의 작동을 차단합니다. 요소 DD3.4의 출력은 논리 4의 일정한 수준으로 설정됩니다. 동시에, 네 번째 RS-플립플롭 DD13의 출력 "2Q"(핀 18)의 "21" 레벨은 제어 DD23-DD25의 출력과 출력 레지스터 DD27, DD29, DDXNUMX, DDXNUMX를 활성 상태로 설정하고 현재 광-동적 조합을 표시할 수 있습니다. 이 경우 코드 조합은 레지스터의 출력에서 고정되고 저주파 발생기의 출력에서 다음 양의 펄스 강하까지 LED 라인에 표시됩니다. 건설 및 세부 사항. 주 컨트롤러는 100x150mm 크기의 인쇄 회로 기판에 조립되며(그림 3), 출력 레지스터는 25x80mm(그림 4)이며 양면 금속화로 두께 1,5mm의 호일 유리 섬유로 만들어집니다. PCB 도면은 자유형 도면을 위해 개발되었으므로 아마추어 무선 연구소에서 더 쉽게 제작할 수 있습니다. 점선으로 표시된 연결은 가는 연선 절연으로 이루어집니다. 이 장치는 MLT-0,125 유형의 고정 저항, 변수-SP3-38b, 커패시터 K10-17(C1-C6, C8), K50-35(C7, C9-C16)를 사용합니다. LED - 매우 밝은 3가지 색상, 메인 컨트롤러 보드 - 직경 10mm, 원격 화환 - 15mm KIPM-1 유형, 교대로 배치됨. 물론, 발광 소자의 다른 조합도 가능하다. 병렬 연결된 백열 램프 또는 LED 화환과 같은 보다 강력한 부하를 제어하려면 출력 레지스터에 트랜지스터 또는 트라이액 스위치를 추가해야 합니다. 보호 다이오드 VD2 및 디커플링(VD3, VD1)은 모든 중간 전력 실리콘일 수 있습니다. 버튼 SB3-SB1, 유형 KM1-1 및 스위치 유형 MT-XNUMX은 컨트롤러 보드에 직접 납땜됩니다. 그들을 위해 해당 구성의 구멍이 제공됩니다. 위에서 언급한 것처럼 조명 요소의 원격 화환을 제어하는 출력 레지스터 마이크로 회로(DD22-DD29, 그림 5 참조)는 꼬인 전선으로 메인 컨트롤러 보드에 연결됩니다. 포함(추가 반전 슈미트 트리거 고려)은 제어 레지스터의 IC DD18-DD21(그림 1 참조)과 유사하지만 출력 레지스터의 마지막 IC DD29의 전송 출력 "PR"의 데이터는 다음과 같습니다. 출력 레지스터는 수신 모드(다운로드는 하지만 읽을 수 없음) 정보에서만 작동하기 때문에 사용되지 않습니다. 메인 컨트롤러뿐만 아니라 조명 요소의 원격 화환은 별도의 안정화 된 12V 소스에서 전원이 공급됩니다.장치가 소비하는 전류는 600mA를 초과하지 않습니다 (이것은 모든 LED가 동시에 켜질 때의 피크 값입니다. ), KR1533IR24 IC 사용 시 750mA를 초과하지 않습니다. 따라서 전원 공급 장치에는 적절한 부하 용량이 있어야 합니다. 특히 출력(원격) 레지스터에 전원을 공급하는 경우 최소 부하 전류가 1A 이상인 전원 공급 장치를 사용하는 것이 좋습니다. 이것은 전원 회로를 통해 레지스터 마이크로 회로의 신호 회로로 유도되는 간섭 신호의 진폭을 감소시킵니다. 앞에서 언급했듯이 출력 레지스터(DD23, DD25, DD27, DD29)의 데이터는 직렬 인터페이스의 신호 라인인 "데이터" 및 "동기화"를 통해 전송됩니다. 메인 컨트롤러 보드에서 버퍼 변환기로 사용되는 것은 KR1554 TL2(74AC14) 미세 회로가 아니라 KR1564 TL2(74HC14) 미세 회로의 요소라는 점에 유의해야 합니다. 큰 출력 전류(최대 24mA) 및 용량성 부하를 직접 제어합니다. 짧은 라인 길이(최대 10m)에서 클럭 펄스 주파수는 최대(100kHz)로 설정되고 트리밍 저항 R13 슬라이더는 최소 저항에 해당하는 위치로 설정됩니다. 라인 길이가 크게 증가하면(10m 이상) 인접 도체에 의해 신호 라인에 유도된 간섭 신호의 진폭이 증가합니다. 간섭의 진폭이 입력 슈미트 트리거의 스위칭 전압 임계값을 초과하면(히스테리시스 고려) 통신 장애가 발생할 수 있습니다. 이러한 상황을 피하기 위해 컨트롤러가 비교적 긴 라인(10~100m)에서 작동할 때 저항 R13을 사용하여 RF 발생기의 주파수를 약간 줄여야 할 수 있습니다. 이 경우 광-동적 조합의 로딩 속도는 감소하지만 LED 깜박임의 효과가 "표시 활성화" 신호에 의해 완전히 가려지기 때문에 장치 작동에 시각적인 차이는 없습니다. RF 발생기의 가능한 가장 낮은 주파수(20kHz)에서도 동적 조명 조합의 최대 업데이트 시간은 400µs x 32 펄스 = 12800µs(12,8ms)이며, 이는 약 78Hz의 재생 빈도에 해당합니다. 이 주파수는 85Hz의 인체공학적 값에 가깝습니다. 주 컨트롤러 보드에 사용된 KR16IR18 유형의 레지스터 DD21, DD1564-DD24(74HC299의 직접 아날로그)은 KR1554IR24(74AC299)로, 극단적인 경우에는 KR1533IR24로 대체할 수 있습니다. KR1533IR24(SN74ALS299) 미세 회로는 TTLSH 구조이고 정적 모드(약 35mA)에서도 상당히 큰 전류를 소비하므로 원격(출력) 레지스터에 KR1564IR24(74HC299) 유형의 CMOS 미세 회로를 사용하는 것이 좋습니다. 메인 컨트롤러 보드에서 KR1554, KR1564 또는 KR1533 시리즈의 레지스터를 사용할 수 있습니다. EEPROM AT28C16-15PI가 없으면 고정형 RAM KR537RU10(RU25)을 사용할 수 있습니다. 이 경우 제어 프로그램의 장기 저장이 필요한 경우 전원이 켜져 있는 LR3(AAA) 유형의 두 소자로 구성된 03V 전압의 백업 전원을 사용해야 합니다. [9]에서와 같이 D1B 유형의 디커플링 게르마늄 다이오드를 통해. 전류 제한 저항 R1-R142의 정격이 다이어그램에 표시된 통합 안정기 DA5(KR17EN59B)에는 라디에이터가 필요하지 않지만 초고휘도 LED를 사용할 수 없는 경우 일반 표준 밝기를 사용할 수 있습니다. 동시에 저항 R17-R59의 값을 100~2배 줄여야 하며 스태빌라이저는 면적이 9cm15 이상인 라디에이터에 설치해야 합니다. 메인 컨트롤러 보드와 출력 레지스터 모두의 공급 전압은 9-13V 범위에서 선택할 수 있지만 증가함에 따라 안정기 IC에서 소비되는 전력은 전압이 떨어지는 것에 비례하여 증가한다는 점을 기억해야 합니다. . 광-동적 조합의 스위칭 주파수는 저항 RXNUMX를 조정하여 변경할 수 있으며 매우 긴 라인에서 작업할 때 다운로드 속도는 RXNUMX입니다. 프로그래밍 기술 장치 작동 준비는 SB1-SB3 버튼을 사용하여 EEPROM 메모리에 동적 조명 조합을 입력하는 것으로 구성됩니다. 다른 옵션도 가능합니다. 예를 들어 [4]에 설명된 방법에 따라 생성된 제어 프로그램을 표준 프로그래머를 사용하여 작성한 다음 장치 보드에 미리 납땜된 소켓에 EEPROM IC를 설치합니다. 예를 들어 "달리기" 효과를 프로그래밍하는 것을 고려하십시오. 프로그래밍하기 전에 전원이 꺼진 것으로 가정합니다. 예 1. "런닝 파이어" 효과. 전원을 켭니다. LED HL3-HL11이 켜지지 않아야 합니다(미터 DD8.1, DD8.2, DD9.1 - 2 상태). 프로그래밍 모드는 빨간색 LED HL1로 표시됩니다. SB12 버튼을 한 번 누릅니다. HL3 LED의 활성화를 제어합니다. SB18 버튼을 한 번 누릅니다. (이렇게 하면 제어 레지스터 DD21-DD2 내용의 동시 업데이트와 함께 현재 조합이 기록됩니다.) SB12 버튼을 한 번 누릅니다. HL13 LED의 소멸과 HL3의 포함을 제어합니다. SB2 버튼을 한 번 누릅니다. SB13 버튼을 한 번 누릅니다. HL14 LED의 소멸과 HL3의 포함을 제어합니다. SBXNUMX 버튼을 한 번 누릅니다. 조명 LED가 모든 위치를 통과할 때까지 반복합니다. 프로그래밍하는 동안 SB3 버튼을 누르면 HL8.1-HL8.2 LED 라인에 의해 표시되는 카운터 DD9.1, DD3, DD11의 출력에서 이진 코드 조합의 변경이 수반됩니다. "여행 그림자" 효과를 프로그래밍하는 또 다른 예는 [1]에서 고려됩니다. 앞서 언급했듯이 이 장치는 가벼운 요소의 수를 늘릴 수 있습니다. 이로 인해 장치는 예를 들어 조명 디스플레이의 컨트롤러로 사용할 수 있습니다. 화환 요소의 수는 직렬 인터페이스 프로토콜의 큰 변경 없이 수십 개에 이를 수 있습니다(XNUMX의 배수로 늘리는 것이 편리함). 필요한 제어 및 출력 레지스터 수를 설정하고 그에 따라 클록 펄스 수를 변경하기만 하면 됩니다. 당연히 하나의 동적 조명 조합에 해당하는 EEPROM 주소 범위의 변경을 고려해야 합니다. XNUMX개 이상의 요소로 화환을 제어해야 하는 경우 추가 버퍼 레지스터를 사용해야 합니다. 이 경우 버퍼 레지스터로의 데이터 전송은 더 낮은 클록 주파수에서 수행되고 버퍼 레지스터로의 데이터 전송 주기가 완료된 후 데이터는 출력에 연결된 출력 레지스터에 다시 기록됩니다. 이를 통해 현재 광-동적 조합을 표시하는 순간에 직렬 인터페이스 라인을 통해 대용량 데이터 패킷을 직접 전송할 수 있습니다. 당연히, 이것은 프로토콜의 약간의 복잡성을 필요로 할 것입니다. 동적 조명 장치의 직렬 인터페이스 구현과 관련된 모든 질문에 대해 기사 시작 부분에 표시된 작성자의 이메일 주소로 요청을 보내 조언을 얻을 수 있습니다. 문학:
저자: Odinets Alexander Leonidovich, Electronic_DesignArt@tut.by, 민스크, 벨로루시
교통 소음으로 인해 병아리의 성장이 지연됩니다
06.05.2024 무선 스피커 삼성 뮤직 프레임 HW-LS60D
06.05.2024 광신호를 제어하고 조작하는 새로운 방법
05.05.2024
▪ 버섯 벽돌
▪ 기사 레이저 포인터를 기반으로 한 사진 촬영 갤러리. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전 ▪ 기사 설탕(자당)은 포도당과 과당으로 전환됩니다. 화학 경험
홈페이지 | 도서관 | 조항 | 사이트 맵 | 사이트 리뷰
www.diagram.com.ua |
다른 기사 보기 섹션 
과학 기술의 최신 뉴스, 새로운 전자 제품:
이 페이지의 모든 언어