I
\
АВТОМАТИКА
І
Александр Одинец
г. Минск
E-mail:
http://dynamic-lights.narod.ru
Аннотация
Программируемое 16-канальное све-
тодинамическое устройство (СДУ) по-
зволяет управлять независимо каждым
из 16 элементов гирлянды по трем со-
единительным линиям последователь-
ного интерфейса. Такое построение
СДУ позволяет наращивать число эле-
ментов с минимальными аппаратными
затратами без увеличения числа про-
водов, входящих в жгут, и располагать
гирлянду на большом удалении от ос-
новной платы контроллера. Разнооб-
разие светодинамических эффектов
не ограничено и зависит только от во-
ображения пользователя. Специально
разработанная программа виртуально-
го симулятора (“Light Effects Reader”)
позволяет эмулировать работу устрой-
ства на экране компьютера, что гаран-
тирует от возможных ошибок, которые
могут быть допущены пользователем
при разработке управляющего про-
граммного кода.
Общие сведения
Классическое построение светодина-
мического устройства предусматрива-
ет управление каждым световым эле-
ментом непосредственным его под-
ключением к основной плате контрол-
лера с помощью отдельного сигналь-
ного проводника (не считая “общего”
провода), что накладывает ограниче-
ния на длину соединительных прово-
дов, особенно при большой потребля-
емой мощности световых элементов.
В таком случае увеличение длины со-
единительных проводников создает в
них большое падение напряжения, что
при большом числе световых элемен-
тов, создающих большую нагрузку на
источник питания, приводит к заметно-
му различию в яркости свечения ламп
накаливания. В случае реализации
светодинамических эффектов про-
граммным способом, число элементов
ограничивается разрядностью микро-
схем памяти, а при использовании “же-
сткой” логики - сложностью аппаратной
части. В первом случае наращивание
Программируемое 16-канальное
светодинамическое устройство
с последовательным интерфейсом
числа световых элементов требует при-
менения дополнительных микросхем
памяти, а во втором приводит к значи-
тельному усложнению схемотехничес-
кой части устройства. Кроме того, в та-
ком варианте невозможно управлять
большим числом световых элементов,
расположенным на большом удалении
от основной платы контроллера.
Решением задачи управления на-
бором световых элементов, располо-
женным на большом расстоянии от ос-
новной платы контроллера, является
применение последовательного интер-
фейса между основной платой кон-
троллера и гирляндой световых эле-
ментов [1]. Применение КМОП микро-
схем серии КР1564 (74НСхх) позволя-
ет значительно упростить схемотехни-
ческие решения на передающей и при-
емной сторонах несогласованной длин-
ной линии и управлять независимо каж-
дым из набора световых элементов по
линиям последовательного интерфей-
са, общая длина которых может дос-
тигать 100 м. Если требуется еще боль-
шая длина соединительной линии, до
300 м и более, необходимо использо-
вать специальные драйверы, увеличи-
вающие времена нарастания и спада
фронтов сигнала (т.е. снижающие кру-
тизну) и, тем самым, уменьшающие ам-
плитуду сигнала индуцированной пере-
крестной помехи.
Помехоустойчивость системы, ис-
пользующей последовательный интер-
фейс, зависит от многих факторов: ча-
стоты и формы импульсов транслируе-
мого сигнала, времени между измене-
ниями уровней (скважности) импульсов,
удельной емкости проводников линии,
входящих в жгут, эквивалентного сопро-
тивления линии, а также входного со-
противления приемников сигнала и вы-
ходного сопротивления драйверов.
С целью повышения помехоустой-
чивости, в модернизированном вари-
анте устройства увеличена длитель-
ность и, соответственно, уменьшена
скважность импульсов синхронизации,
что фактически означает увеличение
интервалов времени между изменени-
ями уровней транслируемого сигнала.
Теперь скважность определяется пери-
одом выходных импульсов ВЧ-ген*р*<-
тора, а не постоянной времени диффе-
ренцирующей ЯС-цепи, как в базовой
версии устройства [1] и [2]. Напомним,
что скважностью импульса называет-
ся отношение периода импульса к его
длительности. К примеру, скважности
равной 4 соответствует длительность
импульса 25 мкс, при периоде 100 мкс.
Для формирования импульсов синхро-
низации регистра использован дешиф-
ратор, собранный на элементах 003.3,
003.4 (рис. 1). Это позволило “привя-
зать” длительность синхроимпульсов к
частоте ВЧ-генератора и легко изме-
нять ее резистором Я8. Следует особо
подчеркнуть, что момент синхрониза-
ции регистров равноудален от момен-
тов смены информации на линии дан-
ных (см. временную диаграмму на
рис. 2). Это необходимо для полного
завершения переходных процессов в
линии связи к моменту записи данных
и исключения ложного срабатывания
регистров.
Эффекты влияния длинных несог-
ласованных линий начинают проявлять-
ся, когда времена задержек распрост-
ранения сигнала вдоль линии и обрат-
но начинают превосходить длитель-
ность фронтов нарастания и спад^иг-
нала. Любые несоответствия между эк-
вивалентным сопротиалением линии и
входным сопротивлением логического
элемента на приемной стороне линии
или выходного сопротивления драйве-
ра на передающей стороне приводят к
многократному отражению сигнала. Ти-
повое значение времен нарастания и
спада фронтов сигнала для микросхем
серии КР1564 составляет менее 5 нс,
поэтому эффекты влияния длинных не-
согласованных линий начинают прояв-
ляться при ее длине в несколько десят-
ков сантиметров.
Зная характеристики линии пере-
дачи, такие как полная входная ем-
кость и удельная емкость на единицу
предыдущая страница 10 Радиолюбитель 2005-11 читать онлайн следующая страница 12 Радиолюбитель 2005-11 читать онлайн Домой Выключить/включить текст