Современная электроника №2/2019

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 52 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2019 Устройство световых эффектов с сетевым интерфейсом Рис. 1. Структурная схема устройства световых эффектов В статье представлен вариант устройства световых эффектов на базе микроконтроллеров AVR с управлением по интерфейсу RS-485. В состав устройства входят 15 контроллеров световых эффектов и пульт управления, включённые в сеть RS-485. Для реализации вышеуказанной сети задействованы драйверы MAX487CPA. Каждый контроллер реализует 16 различных световых эффектов, тип и скорость выполнения которых можно задать с клавиатуры контроллера или пульта. Сергей Шишкин (schischckin.sergei2014@yandex.ru) Структурная схема устройства свето- вых эффектов представленана рисунке 1. В качестве канала связи применён интерфейс RS-485. Это широко рас- пространённый высокоскоростной и помехоустойчивый промышленный последовательный интерфейс пере- дачи данных. В настоящее время на рынке представлены сотни различ- ных типов драйверов, на которых мож- но его реализовать. В устройстве задей- ствован драйвер MAX487CPA. Он позво- ляет подключить в сеть до 128 станций (устройств). В состав устройства входят пульт и 15 контроллеров световых эффектов № 1…№ 15, подключённые в сеть RS-485. Контроллеры идентичны по конструкции и схемотехнике. Каждый из них имеет в сети свой адрес, заши- тый в память программ микроконтрол- лера, поэтому программное обеспече- ние у них разное. Принципиальная схема контроллера световых эффек- тов представлена на рисунке 2. Принципиальная схема пульта управ- ления представлена на рисунке 3. В устройстве количество подключае- мых контроллеров к пульту ограниче- но только тем, что на его дисплее для задания адреса предусмотрен один раз- ряд (7-сегментный индикатор). Таким образом, если для задания адреса задей- ствовать два разряда, то количество подключаемых контроллеров можно довести до 127, доработав при этом соответствующим образом программ- ное обеспечение контроллера. Не будем останавливаться на кон- струкции функциональных узлов устройства, а перейдём к схемотех- нике и программному обеспечению. Интерфейс управления (ИУ) устрой- ства состоит из ИУ контроллеров и ИУ пульта. Элементы интерфейса кон- троллера: клавиатура (кнопки S1…S5), индикаторыHG1, HG2 (см. рис. 2); эле- менты интерфейса пульта: индикато- ры HG1…HG3, клавиатура (кнопки S1…S5) (см. рис. 3). Рассмотрим алгоритм работы кон- троллера № 1. Число, индицируемое на индикаторе HG1, определяет номер светового эффекта, исполняемого в устройстве. Число, индицируемое на индикаторе HG2, определяет относи- тельную скорость переключения инди- каторов в выбранном световом эффек- те; данное число может изменяться в пределах от 1 до 8 с шагом 1. Кнопки клавиатуры имеют следую- щее назначение: ● S1 ( Δ ) – инкремент числа, индици- руемого на индикаторе HG1 (выбор номера выполняемого светового эф- фекта); инкремент числа, индициру- емого на индикаторе HG2 (увеличе- ние скорости); ● S2 ( ∇ ) – декремент числа, индици- руемого на индикаторе HG1 (выбор номера выполняемого светового эф- фекта); декремент числа, индициру- емого на индикаторе HG2 (уменьше- ние скорости); ● S3 (С) – старт/стоп (после нажатия на данную кнопку устройство реализует световой эффект, индицируемый на индикаторе HG1, со скоростью пере- ключения, индицируемой на инди- каторе HG2); ● S4 (В) – включить/выключить инди- каторыHL1…HL64 (после нажатия на данную кнопку включаются/выклю- чаются все индикаторы, подключён- ные к контроллеру. Данная опция не- обходима для проверки работоспо- собности индикаторов в устройстве); ● S5 (Р) – кнопка выбора режима ра- боты кнопок S1, S2 – задание номера светового эффекта или задание ско- рости (при выборе номера светового эффекта точка h индикатора HG2 вы- ключается, при выборе режима зада- ния скорости – включается). Световые эффекты, реализуемые контроллером № 1, аналогичны опи- санным в [1]. Конструктивно индикато- рыHL1…HL8 образуют собой гирлянду (гирлянда№1) – соответственно, инди- каторы HL9…HL16 образуют гирлянду № 2 и т.д. Индикаторы HL58…HL64 – гирлянда№8. Считаем также, что кон- структивно все индикаторы в гирлян- де расположены в один ряд. Алгоритм работы контроллера № 1 следующий. Сразу после подачи пита- ния устройство готово к работе. Номер исполняемого светового эффекта зада- ётся кнопками S1, S2 (точка h индика- тора HG2 выключена). Далее необхо- димо нажать кнопку S4 (В) – при этом включится точка h в индикаторе HG2 дисплея. Кнопками S1, S2 нужно задать скорость переключения индикаторов в выбранном световом эффекте. Испол- нение эффекта начинается после нажа- тия кнопки S3 (С). Для исполнения другого светового эффекта (или для изменения скорости переключения индикаторов в исполняемом) необхо- димо нажать кнопку S3 (С) (остановить исполняемый световой эффект). Далее следует выполнить вышеуказанные опе- рации по установке номера светового эффекта и задания скорости переклю- чения индикаторов. На 7-сегментном индикаторе HG1 буква B и цифра 8, Пульт управления Гирлянда № 1...№ 8 HL1 HL64 Контроллер световых эффектов № 2 Контроллер световых эффектов № 15 Контроллер световых эффектов № 15 Драйвер RS-485 Драйвер RS-485 A A A A B B B B