Urządzenie jest prostym sterownikiem trójkolorowych diod led. Ma za zadanie podświetlać różnokolorowym światłem kryształ, imitację kamienia lub inny podobny przedmiot. Zastosowanie mikrokontrolera zapewnia małe wymiary układu, prostotę wykonania i bardzo dobry efekt wizualny dzięki generowaniu całej palety barw. W układzie pracuje mikrokontroler AT89C2051 oraz kilka elementów pomocniczych. Lampka składa się z dwóch części. Płytka z procesorem i diodami umieszczona jest w podstawie kryształu, natomiast w obudowie zasilacza wtyczkowego zawarty jest stabilizator i klawiatura dwuprzyciskowa umożliwiająca regulację szybkości animacji.

Działanie:
Na rysunku poniżej przedstawiony jest schemat ideowy sterownika:

Głównym elementem układu jest procesor U1 (AT89C4051) współpracujący z rezonatorem kwarcowym X (12MHz) i kondensatorami C1 (33pF) i C2 (33pF). Dioda D1 zabespiecza przed odwrotną polaryzacją napięcia zasilania. Kondensator C4 (100uF) filtruje napięcie zasilające a C3 (4,7uF) pracuje w obwodzie resetu mikrokontrolera i ma umożliwić mu poprawne rozpoczęcie pracy po włączeniu zasilania. Złącze GP1 (goldpin) zapewnia kontakt z zasilaczem i przyciskami. Rezystory R5 (180R), R6 (180R) i R7 (100R) ograniczają prąd diody D2 (LED RGB) natomiast R8 (180R), R9 (180R) i R10 (100R) diody D3 (LED RGB). Elementy R7 i R10 mają mniejsze wartości ze względu na gorszą sprawność czerwonych diod led i konieczność zasilania ich większym prądem. D2 i D3 podłączone są do innych wyprowadzeń mikrokontrolera poniważ wydajność prądowa portów procesora jest mała a w ten sposób nie są konieczne dodatkowe tranzystory.

Schemat ideowy zasilacza przedstawia poniższy rysunek:

Układ U1 (7805) wraz z kondensatorami C1 (1000uF) i C2 (47uF) zapewnia stabilizowane napięcie 5V dla mikrokontrolera i współpracujących elementów. Przyciski S1 (N.C.) i S2 (N.C.) służą do ustawiania szybkości zmiany kolorów. Dioda D1 sygnalizuje stan pracy urządzenia a rezystor R1 (510R) ogranicza jej prąd. Złącze GP1 zapewnia kontakt z płytką sterownika.

Budowa:
Sterownik można zbudować korzystając z płytki dostępnej tutaj. Gdyby konieczny był rysunek w odbiciu lustrzanym to można skorzystać z rysunku dostępnego tutaj. Montaż urządzenia jest bardzo prosty. Należy zwrócić uwagę na prawidłowe przylutowanie diod led RGB. Pod mikrokontroler U1 podstawka jest bezwzględnie konieczna, gdyż w przeciwnym razie nimożliwe będzie jego zaprogramowanie. Płytkę sterownika należy umieścić w przezroczystej matowej obudowie żeby zapewnić optymalne warunki miesznia się barw (najlepszy jest jakiś kryształ). Pomocą w konstrukcji może okazać się schemat montażowy dostępny tutaj. Zasilacz i przyciski zostały zlutowane w "pająku", bez płytki drukowanej i zamontowane w obudowie transformatora zasilającego. Przyciski użyte w układzie są typu N.C. (normalnie zwarte) ze względu na fakt że akurat takie miałem w czarnym kolorze. Można zastosować zwykłe uSwitch'e ale wtedy konieczna będzie zmiana dwóch linijek programu.

Wykaz Elementów:
--- Sterownik:
1x GOLDPIN 1x5

2x 100R
4x 180R

2x 33pF
1x 4,7uF Elektrolit
1x 100uF Elektrolit

1x Rezonator Kwarcowy 12MHz
1x 1N4007
2x Dioda LED RGB
1x AT89C4051 +Podstawka

--- Zasilacz:
2x Przycisk dowolny (N.C.)

1x 510R

1x 47uF Elektrolit
1x 1000uF Elektrolit

1x 7805
1x Dioda LED
1x Mostek Prostowniczy 1A

Programowanie:
Mikrokontroler do sterownika został zaprogramowany w wersji demo programu BASCOM 8051 firmy MCS Electronics (http://www.mcselec.com/). Program przedstawiony jest poniżej:

Dim Rled As Byte , Gled As Byte , Bled As Byte
Dim Licznik As Byte
Dim Flaga As Bit , Ctrled As Bit
Dim N As Byte , Pomoc As Byte , Prz1 As Byte , Prz2 As Byte
Dim Dziel As Word , Dziel2 As Word , Szybkosc As Word

Enable Interrupts
Config Timer0 = Timer , Gate = Internal , Mode = 2
On Timer0 Przerwanie
Load Timer0 , 1
Enable Timer0
Start Timer0

P1 = 255
P3 = 255
Rled = 100
Gled = 0
Bled = 0
Szybkosc = 6000
N = 1
Pomoc = 0

'Nazwy pinow
'****************************
Rd Alias P1.4
Gd Alias P1.3
Bd Alias P1.2
Rd2 Alias P1.7
Gd2 Alias P1.6
Bd2 Alias P1.5
Plsw Alias P3.0
Misw Alias P3.1
Contled Alias P3.2
'****************************

Do
 If Flaga = 1 Then
    Flaga = 0

    Ctrled = Not Ctrled
    Contled = Ctrled

    Select Case N
    Case 1:
     Incr Gled
     If Gled = 100 Then N = 2
    Case 2:
     Decr Rled
     If Rled = 0 Then N = 3
    Case 3:
     Incr Pomoc
     If Pomoc = 100 Then
      N = 4
      Pomoc = 0
     End If
    Case 4:
     Incr Bled
     If Bled = 100 Then N = 5
    Case 5:
     Decr Gled
     If Gled = 0 Then N = 6
    Case 6:
     Incr Pomoc
     If Pomoc = 100 Then
      N = 7
      Pomoc = 0
     End If
    Case 7:
     Incr Rled
     If Rled = 100 Then N = 8
    Case 8:
     Decr Bled
     If Bled = 0 Then N = 9
    Case 9:
     Incr Pomoc
     If Pomoc = 100 Then
      N = 10
      Pomoc = 0
     End If
    Case 10:
     Incr Gled
     If Gled = 10 Then N = 11
    Case 11:
     Incr Bled
     If Bled = 100 Then N = 12
    Case 12:
     Decr Rled
     If Rled = 10 Then N = 13
    Case 13:
     Incr Gled
     If Gled = 100 Then N = 14
    Case 14:
     Decr Bled
     If Bled = 10 Then N = 15
    Case 15:
     Incr Rled
     If Rled = 100 Then N = 16
    Case 16:
     Incr Bled
     If Bled = 100 Then N = 17
    Case 17:
     Incr Pomoc
     If Pomoc = 80 Then
      N = 18
      Pomoc = 0
     End If
    Case 18:
     Decr Bled
     If Bled = 0 Then N = 19
    Case 19:
     Decr Gled
     If Gled = 0 Then N = 20
    Case 20:
     Incr Pomoc
     If Pomoc = 100 Then
      N = 1
      Pomoc = 0
     End If
   End Select

 End If
Loop
End

Przerwanie:

 Incr Licznik
 If Licznik = 100 Then Licznik = 0

 If Licznik < Rled Then
  Reset Rd
  Reset Rd2
 Else
  Set Rd
  Set Rd2
 End If

 If Licznik < Gled Then
  Reset Gd
  Reset Gd2
 Else
  Set Gd
  Set Gd2
 End If

 If Licznik < Bled Then
  Reset Bd
  Reset Bd2
 Else
  Set Bd
  Set Bd2
 End If

 Incr Dziel
 If Dziel >= Szybkosc Then
   Dziel = 0
   Set Flaga
 End If

 Incr Dziel2
 If Dziel2 = 200 Then
  Dziel2 = 0
  Gosub Przyciski
 End If

Return

Przyciski:

 If Plsw = 1 Then                                             '+
  Incr Prz1
  If Prz1 = 2 Then
   Prz1 = 0
   Szybkosc = Szybkosc - 200
   If Szybkosc < 200 Then Szybkosc = 200
  End If
 Else
  Prz1 = 0
 End If

 If Misw = 1 Then                                             '-
  Incr Prz2
  If Prz2 = 2 Then
    Prz2 = 0
    Szybkosc = Szybkosc + 200
    If Szybkosc > 12000 Then Szybkosc = 12000
  End If
 Else
  Prz2 = 0
 End If

Return

Zdjęcia Projektu: