Nabídka
A+ A A-

Vánoční osvětlení - LED krápník s efektem sněžení

Aneb jak jsem začal stavět vánoční osvětlení do exteriéru v podobě světelného krápníku / rampouchu, na kterém běhají LED diody a vytváří tak jedinečný efekt sněžení. Hodí se pro dekorování střech, říms, ale i vánočních stromů. Jedna z nejatraktivnějších venkovních světelných LED dekorací. Světelný řetěz do exteriéru s efektem sněžení v 25cm dlouhých PVC trubicích osazených 12ks LED diod, rozteč mezi trubicemi je 48 cm. Za sebou lze spojit neomezený počet těchto světelných řetězů (záleží na výkonu zdroje 230V/5V a průřezu vodičů v řetězu kvůli ztrátám). Srdcem efektu je procesor PIC16F628A v SMD provedení, dále 12 SMD rezistorů a 12 bílých LED diod. LED diody jsou řízeny PWM modulací (efekt dohasínání). Původní zapojení využívá procesor PIC 16F1827, který je bohužel u prodejců v ČR nedostupný.
led_copy

Pohled na efekt 16ks krápníků

 

Z tohoto důvodu jsem přepsal zdrojový kód (v jazyku "C") pro použití s běžně dostupným procesorem PIC16F628A. Efekt LED diod je naprosto shodný jako při použití původního procesoru, pouze počet LED diod klesl na 12ks (originál má 15 ks diod). Obvod obsahuje pouze nejnutnější součástky a to:
  • procesor PIC16F628A (klasické, nebo SMD provedení)

  • 12ks omezovacích rezistorů pro LED diody (klasické, nebo SMD provedení)

  • 12ks vysocesvítivých bílých (lze použít i jiné barvy) LED diod (klasické, nebo SMD provedení)

Tento typ procesoru má interní oscilátor a není proto potřeba použít další externí součástky (RC člen nebo krystal...). Nepřesnost hodin v PICu není v tomto zapojení na závadu a pouze zlepšuje rozptyl v čase mezi jednotlivými krápníky. Obvod byl sestaven na nepájivém poli  z klasických součástek, dále došlo k návrhu plošného spoje v programu National Instruments Ultiboard 11 (z edice programů Electronics Workbench Multisim) a výrobě obvodu. Tento článek popisuje podrobný návod na konstrukci tohoto zařízení včetně schématu, rozpisky součástek, programu (c, asm, hex), plošného spoje, fotografií ze stavby konstrukce atd...

 

 

Pohled na protodesku

 

Pohled na nepájivé pole (zkouška chodu po úpravě programu pro jiný procesor)

led s cockou

 

Při testu na nepájivém poli jsem zjistil, že čočka umístěná před čipem LED diody podstatně zhoršuje světelný efekt (viz video výše), proto jsem se rozhodl k radikálnímu řezu... (nebo lépe použít LED diody s velkým vyzařovacím úhlem alespoň 110 stupňů - bohužel cena je podstatně vyšší).

seříznutá modrá LED dioda 10mm / původní modrá LED dioda 10mm

3,6V/20mA

led

 

Pohled na nepájivé pole po seříznutí LED diod

led bez cocky

 

 

Schéma zapojení bez ochranných rezistorů u LED (lze použít pouze pro LED s velkým úbytkem napětí na přechodu)

schema bez rezistoru

 

Schéma zapojení s ochrannými rezistory u LED (nutné použít pro LED s malým úbytkem napětí na přechodu, například nízkopříkonové rudé LED). DPS je navržena pro použití miniaturních rezistorů.

schema s r

 

 

Návrh desky plošných spojů pro použití klasických pouzder součástek (při osazení modrých LED bude místo rezistorů R1-R12 osazena drátová propojka, nebo "0" rezistor)

 

vstup_dps

 

Návrh desky plošných spojů pro použití klasických pouzder součástek (při osazení modrých LED bude místo rezistorů R1-R12 osazena drátová propojka, nebo "0" rezistor)

"zrcadlově otočeno"

vstup_dps_zrcadlo

 

Pohled na budoucí plošný spoj ve 3D návrhu

top_3d

 

bok_3d

 

bot_3d

 

Pohled na stranu součástek - osazená deska

dps_016

 

Pohled na stranu spojů

dps_018

 

Pohled na hotové krápníky

Thumbnail image

Thumbnail image

Thumbnail image

Thumbnail image

Thumbnail image

Thumbnail image

Thumbnail image

 

Desku plošných spojů doporučuji nechat vyrobit u některého výrobce plošných spojů (například: http://elektrosound.cz/ nebo http://www.bucek.name/) z důvodu tenkých spojů (hlavně u varianty DPS pro SMD montáž) na desce. Procesor doporučuji osadit do kvalitní patice (případná výměna poškozeného procesoru bude snazší). Tato konstrukce nemá žádnou (UPOZORŇUJI ŽÁDNOU!) ochranu proti otočení polarity napájecích vodičů, taktéž proti většímu napájecímu napětí než kolik snese procesor, tj 5V (obvod pracuje od 3,1 do 5,2V bez sebemenších problémů. Při 3 V je podstatně menší jas LED diod - doporučuji 5V DC ze spínaného adaptéru). Procesor je náchylný na poškození statickou elektřinou (pokud bude tento efekt provozován například za bouřky na nějakém stromě, může dojít k nevratnému poškození procesoru) možná by bylo vhodné osadit na plošný spoj nějakou ochranu (například zenerovu diodu na překročení napětí, pojistku proti zkratu v obvodu atd...). Vzhledem k ceně procesoru (40,- Kč - cena při zakoupení více kusů) jsem žádnou ochranu neřešil (efekt budu provozovat za oknem, nebo na balkoně atd...)

 

Pohled na osazený plošný spoj - tma

 

seznam součástek:

U1 procesor PIC16F628A  (normální nebo SMD provedení)

R1-R12 miniaturní rezistor 220 Ohm (normální nebo SMD provedení) - rezistor je potřeba spočítat dle použité LED diody (úbytek napětí na přechodu LED diody v propustném směru odpovídá přibližně následujícímu vztahu rudá 1,4V, žlutá 1,6V, zelená1,8V, modrá 3V, bílá 3,8V.

LED1-LED12  svítivá dioda průměr 3-10mm různé barvy

PVC transparentní trubice 20mm pro umístění desky spojů

 

Nastavení programátoru XELTEK Superpro 580U pro nahrávání programu do procesoru

nastaveni programatoru

 

 

Nastavení programátoru WIN PIC pro nahrání programu do procesoru

Obraz_nastaveni_pojistek


Pan Zdeněk Bron zaslal video s vlastním provedením LED krápníku předělaného na efekt vánoční komety

Fotografie prototypu komety

Thumbnail image

Thumbnail image

Komentáře   

+1 #2 Martin Pihrt 2014-01-25 20:28
Hello, Login to see under Article Annex (hex etc. ..)
Citovat
0 #1 litwinpawel 2014-01-25 18:00
Upload HEX file please
Citovat

Přidat komentář


Bezpečnostní kód
Obnovit

Právě přítomno: 8 hostů a žádný člen