Светодиодный сигнально-осветительный фонарь

Фотография фонаря

В процессе туристских вылазок на природу (некоторые из которых длились до двух недель) возникло желание иметь портативный фонарь, который бы мог работать длительное время на одном комплекте батарей. Вместе с тем, большая яркость была в общем-то нужна нечасто, достаточно было посветить себе под ноги, чтобы видеть, куда идешь (кто не знает, в безлунную ночь в лесу иногда даже кончик собственного носа не разглядишь ;) В результате поиска была найдена идея - сделать фонарь на сверхярких белых светодиодах. Идея была реализована в виде фонаря на одном светодиоде и трех батарейках типа AA ("элемент 316"). Эти батарейки очень дешевы и в таком фонаре способны работать очень долго, т.к. потребляемый ток составляет всего 30 мА при свежих батареях и падает по мере их разрядки (конечно, яркость тоже падает, но ее все равно хватает). Аккумуляторы я применять не стал - срок службы батарей у меня оказался около года, а аккумуляторы служат 3-5 лет, так что не окупятся.

Но по мере пользования фонарем возникло желание иметь возможность регулировать яркость свечения светодиодов, чтобы светодиод был не один, а штук 5, и чтобы их можно было бы включать в любом количестве по выбору. Т.е. хотелось иметь возможность когда надо - включать на полную мощность, а когда надо - экономить батареи. Поиск готового решения ничего не дал. Была найдена микросхема, позволяющая регулировать яркость, но этого было мало, да и микросхема оказалась не дешевой и труднодоступной. Было решено сделать фонарь на микроконтроллере, а в качестве компенсации за такую "стрельбу из пушки по воробьям" - реализовать в фонаре дополнительные возможности. Сам контроллер потребляет очень маленький ток - не более 3 мА, так что на экономичность фонаря почти не влияет. Кроме того, контроллер недорогой и достаточно распространенный, так что проблем с его покупкой не было. В результате получился фонарь, обладающий следующими возможностями: 5 белых светодиодов (возможно включение от 1 до 5 одновременно), 4 цветных светодиода (красный, желтый, зеленый, синий). Фонарь работает в одном из четырех режимов.

Режим 1. Светодиоды постоянно горят или мигают (скорость мигания и отношение времени включен/выключен регулируется). Яркость светодиодов регулируется. Возможно одновременное горение 1-5 белых светодиодов или любого одного из цветных.

Режим 2. Светодиоды включаются при нажатии на кнопку и гаснут при ее отпускании. Яркость светодиодов регулируется. Возможно одновременное горение 1-5 белых светодиодов или любого одного из цветных.

Режим 3. Бегущий огонь. Белые светодиоды работают в режиме "бегущего огня". Возможно одновременное горение 1-5 белых светодиодов. Цепочка горящих светодиодов сдвигается по кругу с заданной с клавиатуры скоростью. Яркость цепочки также регулируется с клавиатуры.

Режим 4. Программный режим. Фонарь работает по заданной в EEPROM программе. При этом в каждом шаге программы задается, какие светодиоды горят (любая комбинация), сколько времени они горят (в единицах времени, зависящих от выбранной с клавиатуры скорости) и сколько времени они не горят (т.е. светодиоды гасятся и выполняется задержка до следующего шага программы). В данной прошивке реализовано 2 программы: автоматическая передача сигнала "SOS" (миганием всех белых светодиодов) и режим "бегущий огонь" на цветных светодиодах (они включаются по одному по очереди). Вы можете задать свои программы, как это сделать - описано в документации.

В каждом режиме возможна независимая запись всех настроек данного режима в энергонезависимую память. В последующем при включении данного режима будут активизироваться именно эти настройки. Есть возможность перезаписи всех настроек значениями по умолчанию ("полный сброс"). Также фонарь предоставляет возможность "программного" выключения питания. При этом светодиоды гасятся, а микроконтроллер переходит в режим пониженного энергопотребления. Включение питания после такого выключения производится также программно. Если выключить питания программно, а затем - выключателем, то для включения фонаря придется включить сначала выключатель, а затем нажать 2 кнопки для программного включения и удерживать их около 3 секунд. Это не позволит фонарю разрядить батареи из-за случайного включения в рюкзаке. Если даже включится выключатель питания, то фонарь будет потреблять только очень небольшой ток покоя, который очень мал и не разрядит батареи.

Принципиальную схему и печатную плату (формат PCAD 2002) можно взять здесь.

Если у Вас нет PCAD, то скриншоты плат можно посмотреть здесь.

Распечатанные из PCAD и отсканированные схемы можно посмотреть здесь.

Прошивку фонаря, схему подключения программатора и файл документации можно взять здесь.

Программирование контроллера производится внутрисхемно - т.е. после сборки всей схемы. Разъем программатора подсоединяется к схеме на время программирования, после чего его можно снова отпаять. Отпаивать другие детали от выводов контроллера, к которым припаивается разъем, нет необходимости - они не мешают программированию. Т.к. программатор питается от схемы, то питание при программировании должно быть подано.

Прошить контроллер можно программатором, описанным здесь.

Обсудить данную конструкцию Вы можете на форуме.

Хостинг от uCoz