17,6 тыс подписчиков

Лампа настроения на PIC10F202 с сенсорным выключателем

9 ноября 20229 ноя 2022

269

3 мин

Устройство предназначено для создания световых эффектов на RGB - светодиоде, управляемого микроконтроллером PIC10F202. Включение и выключение устройства производится с помощью сенсорного контакта от микросхемы TTP223 и ключа на полевом транзисторе IRLML2244.

Основные технические характеристики

Напряжение питания, В: 2-5.
Потребляемый ток в рабочем режиме, мА: 12.
Потребляемый ток в выключенном состоянии, мкА: 4.

Принципиальная схема

Рис.1. Принципиальная электрическая схема лампы настроения с сенсорным выключателем.

Описание работы принципиальной схемы

При прикосновении к контакту XP1 (выполняет роль сенсора) на выводе DD2.1 появляется напряжение, которое открывает транзистор VT1. Затвор полевого транзистора VT2 заземляется, и он закрытый до этого положительным напряжением от источника питания G1 открывается. Питание от батареи или аккумулятора G1 поступает на микроконтроллер DD1. RGB - светодиод HL1 подключен к выводам GP2 (красный канал), GP1 (зеленый канал), GP0 (синий канал) контроллера через резисторы R5, R4, R6 соответственно.

Микросхема DD2 применена в типовом включении (выводы TOG=1, AHLB=0), когда при подаче питания на DD2 на выводе Q=0, и состояние Q будет меняться при каждом прикосновении к сенсору. Конденсатор C4 подобран по чувствительности из-за малой площади касания штыревого контакта. Чем меньше емкость конденсатора C4, тем чувствительнее сенсор. Расстояние от сенсора XP1 до конденсатора C4 и вывода DD2.3 при проектировании печатной платы выполнено минимальным для уменьшения влияния помех.

Аккумулятор LIR2477 (3,6 В; 190 мА*час) можно заменить на батарею CR2477 (3 В; 750 мА*час) или на CR2032 (3 В; 220 мА*час). Длительность непрерывной работы устройства от CR2477 возрастает в 3 раза, но ее стоимость в 3-5 раз больше CR2032. Для компромисса в выборе источника питания при разводке печатной платы были использованы держатели батарей KLS5-CR2032-01 или KLS5-CR2477-1 с почти одинаковым расстоянием 20 мм между выводами. Они могут быть установлены на нижней стороне печатной платы.

Транзистор VT1- BC848B можно заменить на BC846B, BC847B, BC847C, BC848C. Транзистор IRLML2244 желательно заменить на IRLML6401 из-за меньшего напряжения переключения последнего.

Сенсор XP1 изготовлен из позолоченного контакта разъема PLS. Изогнут на 90 градусов и выступает на 1-2 мм из корпуса устройства.

В качестве корпуса лампы использована коробочка из под лекарства диаметром 37 мм и высотой 77 мм.

Описание ПО

Программа DD1 формирует ШИМ сигналы, которые передаются в цветовые каналы по определенному алгоритму.

Схема была смоделирована в Proteus. Программа разработана на Си и скомпилирована в MPLAB XC8 там же. Период и длительность ШИМ выбраны 8,5 мс и 3,4 с соответственно. Такой период ШИМ не приводит к мерцаниям цвета, а длительность цикла повторения 6 комбинаций составляет приблизительно 20 с.

Программа проста и прокомментирована в прилагаемом файле. Файл прошивки микроконтроллера также прилагается. Микроконтроллер был запрограммирован в программаторе PICkit 3.5 в специально сделанном переходнике SOT23-6 -> DIP8. Фьюзы описаны в тексте программы, после компиляции учтены в файле прошивки и специально не выставляются.

В настройке устройство не нуждается, ну если только в подборе резисторов R4-R6 для улучшения восприятия промежуточных цветов.

Печатная плата

Разработка печатной платы проведена в Altium Designer 17. Печатная плата - односторонняя (рис.2-рис.4). Для этого пришлось включить в схему перемычку R7. Почти все компоненты - в SMD исполнении. Экранирование полигонами не применялось, так как это влияет на работу сенсора (проверено на практике).