Animatsiya bilan DIY avtomobil burilish signali: 7 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

So'nggi paytlarda old va orqa LED animatsion indikatorlari avtomobilsozlik sanoatida odatiy holga aylandi. Bu ishlaydigan LED naqshlari ko'pincha avtomobil ishlab chiqaruvchilarining savdo belgisidir va vizual estetika uchun ham ishlatiladi. Animatsiyalar turli xil ish uslublariga ega bo'lishi mumkin va ularni bir nechta diskret IClardan foydalangan holda MCUsiz amalga oshirish mumkin.

Bunday dizaynlarning asosiy talablari quyidagilardan iborat: normal ishlash paytida takrorlanadigan ishlash, barcha LEDlarni yoqish imkoniyati, kam quvvat sarfi, ishlamay qolganda ishlatilgan LDO regulyatorini o'chirish, LED drayverini yoqishdan oldin yuklash va hk. Bundan tashqari, talablar har xil bo'lishi mumkin. bir ishlab chiqaruvchidan boshqasiga. Bundan tashqari, odatda, avtomobil dasturlarida, TSSOP IC -lar, QFN IC -larga qaraganda, mustahkamligi tufayli afzal ko'riladi, chunki ular, ayniqsa, qattiq muhitda, lehim charchashiga moyil. Yaxshiyamki, ushbu avtomobil ilovasi uchun Dialog Semiconductor mos keladigan CMIC -ni, ya'ni QFN va TSSOP paketlarida mavjud SLG46620 ni taqdim etadi.

Hozirgi vaqtda avtomobilsozlik sohasida diskli IC yordamida animatsion indikatorli LED naqshlariga qo'yiladigan barcha talablar bajarilgan. Biroq, CMIC tomonidan taqdim etilgan moslashuvchanlik darajasi teng emas va apparat dizaynida hech qanday o'zgarishsiz bir nechta ishlab chiqaruvchilarning talablariga osongina javob berishi mumkin. Bundan tashqari, tenglikni izini sezilarli darajada pasaytirish va xarajatlarni tejashga erishiladi.

Ushbu yo'riqnomada SLG46620 yordamida turli xil animatsion indikatorli yorug'lik modellariga erishishning batafsil tavsifi keltirilgan.

Quyida biz animatsiyali avtomobil burilish signalini yaratish uchun yechim qanday dasturlashtirilganligini tushunish uchun zarur bo'lgan qadamlarni tasvirlab berdik. Ammo, agar siz dasturlash natijasini olishni xohlasangiz, GreenPAK dasturini yuklab oling va tugallangan GreenPAK dizayn faylini ko'ring. GreenPAK Development Kit -ni kompyuteringizga ulang va animatsiyali avtomobil burilish signalini yaratish uchun dasturni bosing.

1 -qadam: sanoat qiymati

Ushbu yo'riqnomada ko'rsatilgan burilish signallari modellari hozirgi vaqtda avtomobilsozlik sanoatida LED indikatorli avtomobil ko'rsatkichlarining ketma -ketligini nazorat qilish uchun bir nechta diskret IC yordamida amalga oshirilmoqda. Tanlangan CMIC SLG46620 joriy sanoat dizaynida kamida quyidagi komponentlarni almashtiradi:

● 1 -sonli 555 taymer IC (masalan, TLC555QDRQ1)

● 1 -sonli Jonson hisoblagichi (masalan, CD4017)

● 2-sonli D-tipli pozitiv qirrali burilishli flip-flop (masalan, 74HC74)

● 1 ta YoKI eshik (masalan, CAHCT1G32)

● Bir nechta passiv komponentlar, ya'ni induktor, kondansatkich, rezistor va boshqalar.

Jadval 1, joriy sanoat echimiga qaraganda, indikatorli nurli ketma -ket burilish signallari uchun Dialog CMIC -ni tanlash orqali olingan iqtisodiy afzalliklarni ko'rsatadi.

Tanlangan CMIC SLG46620 narxi 0,50 dollardan past bo'ladi, shuning uchun LED boshqaruv sxemasining umumiy qiymati sezilarli darajada kamayadi. Bundan tashqari, tenglikni izlari taqqoslaganda sezilarli darajada kamayadi.

2 -qadam: tizim dizayni

1 -rasmda birinchi taklif qilingan sxemaning diagrammasi ko'rsatilgan. Sxemaning asosiy tarkibiy qismlari LDO kuchlanish regulyatori, avtomobil uchun LED drayveri, CMIC SLG46620, 11 mantiq darajali MOSFET va 10 LEDni o'z ichiga oladi. LDO voltaj regulyatori CMICga mos keladigan kuchlanish berilishini ta'minlaydi va agar batareya zo'riqishi ma'lum darajadan tushib ketsa, CMIC PG (Power Good) pimi orqali qayta o'rnatiladi. LED drayveri tomonidan aniqlangan har qanday nosozlik holatida LDO kuchlanish regulyatori o'chiriladi. SLG46620 CMIC raqamli signallarni MOSFET-lar orqali 1-10 yorliqli indikatorli LEDlarni boshqarish uchun ishlab chiqaradi. Bundan tashqari, tanlangan CMIC bitta kanalli drayverni yoqish signalini ishlab chiqaradi, bu esa o'z navbatida doimiy oqim rejimida ishlaydigan drayverni yuklash uchun MOSFET Q1 ni boshqaradi.

2 -rasmda ko'rsatilgandek, bir nechta kanalli haydovchi ishlatilsa, bu sxemaning varianti ham mumkin. Bu variantda bitta kanalli drayverga qaraganda har bir kanalning haydash oqimi kamayadi.

3 -qadam: GreenPak dizayni

Moslashuvchan indikatorli LED naqshli maqsadga erishishning eng yaxshi usuli - bu cheklangan holat mashinasi (FSM) kontseptsiyasidan foydalanish. Dialog yarimo'tkazgich o'rnatilgan ASM blokini o'z ichiga olgan bir nechta CMIC-larni taqdim etadi. Afsuski, QFN paketlarida mavjud bo'lgan barcha CMIClar qattiq muhit uchun tavsiya etilmaydi. Shunday qilib, SLG46620 QFN va TSSOP qadoqlarida mavjud.

Uch xil LED animatsiyasi uchun uchta misol keltirilgan. Birinchi ikkita misol uchun biz 1 -rasmda ko'rsatilgandek bitta kanalli drayverni ko'rib chiqamiz. Uchinchi misol uchun, biz 2 -rasmda ko'rsatilgandek, bir nechta kanalli drayverlar mavjud deb hisoblaymiz va har bir kanal alohida LEDni haydash uchun ishlatiladi. Xuddi shu kontseptsiya yordamida boshqa naqshlarni ham olish mumkin.

Birinchi namunali dizaynda, 1-dan 10-gacha bo'lgan LEDlar, 3-rasmda ko'rsatilgandek, ma'lum dasturlashtiriladigan vaqt tugashi bilan ketma-ket yoqiladi.

Ikkinchi misol dizaynida, 4 -rasmda ko'rsatilgandek, naqshga ketma -ket 2 ta LED qo'shiladi.

5 -rasmda uchinchi taklif qilingan dizayndagi muqobil LEDlar qanday ketma -ket qo'shilganligi tasvirlangan.

SLG46620-da o'rnatilgan ASM bloki yo'qligi sababli, cheklangan davlat-Mur mashinasi mavjud hisoblagichlar-DFF va LUT-lar yordamida ishlab chiqilgan. Uchta misol uchun 2 -jadval yordamida 16 shtatli Mur mashinasi ishlab chiqilgan. 2 -jadvalda hozirgi va keyingi holatning barcha bitlari berilgan. Bundan tashqari, barcha chiqish signallari uchun bitlar ham berilgan. 2 -jadvaldan keyingi holatning tenglamalari va barcha natijalar hozirgi holat bitlari bo'yicha baholanadi.

4 bitli Mur mashinasini ishlab chiqishda 4 ta DFF bloki joylashgan. Har bir DFF bloki funktsional ravishda to'rt bitning bir qismini ifodalaydi: ABCD. Ko'rsatkich signali yuqori bo'lganda (indikatorni yoqish moslamasiga to'g'ri keladi), har bir soat zarbasida bir holatdan ikkinchisiga o'tish talab qilinadi, natijada turli xil LED naqshlari paydo bo'ladi. Boshqa tomondan, indikator signali past bo'lganda, har bir dizayn misolida barcha LEDlar yonib turadigan statsionar namuna maqsad bo'ladi.

3-rasmda har bir misol uchun ishlab chiqilgan 4-bitli (ABCD) Mur mashinasining funksionalligi ko'rsatilgan. Bunday FSMni ishlab chiqishning asosiy g'oyasi - bu keyingi holatning har bir bitini, yoqish signalini va har bir chiqish pin signalini (LEDlar uchun ajratilgan) hozirgi holatini ifodalash. Bu erda LUTlar o'z hissalarini qo'shadilar. Hozirgi holatning barcha 4 -bitlari turli xil LUT -larga beriladi, ular asosan pulsning chekkasida keyingi holatda kerakli signalga erishish uchun. Soat zarbasi uchun hisoblagich mos davrli pulsli poezdni ta'minlash uchun tuzilgan.

Har bir misol uchun, keyingi holatning har bir biti K-Maps-dan olingan quyidagi tenglamalar yordamida hozirgi holat bo'yicha baholanadi:

A = D '(C' + C (A B) ') va IND + IND'

B = C 'D + C D' (A B) 'va IND + IND'

C = B 'C D + B (C' + A 'D') va IND + IND '

D = A B ' + A' B C D + A B C 'va IND + IND'

bu erda IND indikator signalini ifodalaydi.

Har uchta misolning batafsil tafsilotlari quyida keltirilgan.

4 -qadam: Dizayn namunasi 1

1 -rasmdagi yoqish signallari va LEDni boshqarish signallarining tenglamalari, har bir LED 1 -rasmdagi sxema bo'yicha ketma -ket yoqilganda, quyida ko'rsatilgan.

En = A + A 'B (C + D)

DO1 = A 'B C' D

DO2 = A 'B C D'

DO3 = A 'B C D

DO4 = A B 'C' D '

DO5 = A B 'C' D

DO6 = A B 'C D'

DO7 = A B 'C D

DO8 = A B C 'D'

DO9 = A B C 'D

DO10 = A B C

7-rasmda 1-misolning Matrix-0 GreenPAK dizayni ko'rsatilgan. 4 bitli Mur mashinasini ishlab chiqish uchun 4 ta DFF ishlatiladi. Qayta tiklash opsiyali DFFlar (Matrix-0 dan 3 ta va Matrix-1 dan 1 ta) tanlanadi, shunda Mur mashinasini qulay sozlash mumkin. Vaqti 72 mS bo'lgan hisoblagich har bir davrdan keyin mashinaning holatini o'zgartirish uchun tuzilgan. Tegishli konfiguratsiyali LUTlar DFF kirishlari, haydovchini yoqish signali (En) va chiqish pinlari uchun funktsiyalarni olish uchun ishlatiladi: DO1-DO10.

8 -rasmda ko'rsatilgan matritsada, GreenPAK -ning qolgan resurslari dizaynni ilgari tasvirlangan metodologiyadan foydalanib bajarish uchun ishlatiladi. Aniqlik uchun raqamlar tegishli tarzda belgilanadi.

5 -qadam: Dizayn 2 -misol

2 -misol uchun yoqish signali va LED haydash signallarining tenglamalari, 1 -rasmdagi sxema yordamida ketma -ket naqshli ikkita LED qo'shilsa, quyida ko'rsatilgan.

En = D '(A' B C + A B 'C' + A B 'C + A B) + A B C

DO1 = 0

DO2 = A 'B C D'

DO3 = 0

DO4 = A B 'C' D '

DO5 = 0

DO6 = A B 'C D'

DO7 = 0

DO8 = A B C 'D'

DO9 = 0

DO10 = A B C.

9-rasm va 10-rasmda 2-misolning Matrix-0 & 1 GreenPAK dizaynlari keltirilgan. Asosiy dizayn 1 -misol dizayniga o'xshaydi. Taqqoslash mumkinki, asosiy farqlar haydovchini yoqish (En) funktsiyasida va DO1, DO3, DO5, DO7 va DO10 ulanishlari yo'q, bu dizaynda o'chirilgan.

6 -qadam: Dizayn 3 -misol

2 -rasmdagi sxema yordamida muqobil LEDni ketma -ket qo'shish modelini ishlab chiqaruvchi 3 -misol uchun yoqish signalining va LEDni boshqarish signallarining tenglamalari quyida keltirilgan.

En1 = (A 'B C' + A B 'C' + B C) D

En2 = (A B 'C + A B) D.

DO1 = D (A+B)

DO2 = A B C D

DO3 = D (A+ C B)

DO4 = A B C D

DO5 = D A.

DO6 = A B C D

DO7 = D A (C 'B + C)

DO8 = A B C D

DO9 = D A B

DO10 = A B C D

11-rasm va 12-rasmda 3-misolning Matrix-0 & 1 GreenPAK dizaynlari keltirilgan. Ushbu dizaynda 1 va 2 -chi haydovchilar uchun ikkita alohida haydovchini yoqish signallari (En1 va En2) mavjud. Bundan tashqari, chiqish pinlari mos ravishda sozlangan LUT -larning chiqishlariga ulangan.

Bu 1 -misol, 2 -misol va 3 -misolning GreenPAK dizayn qismini yakunlaydi.

7 -qadam: tajriba natijalari

1 -misol, 2 -misol va 3 -misol dizaynlarini sinab ko'rishning qulay usuli - bu tajriba va vizual tekshirish. Har bir sxemaning vaqtinchalik harakati mantiqiy analizator yordamida tahlil qilinadi va natijalar ushbu bo'limda keltirilgan.

13 -rasmda 1 -misol uchun indikator yoqilganda har xil chiqish signallarining vaqtinchalik harakati ko'rsatilgan (IND = 1). Ko'rinib turibdiki, DO1-DO5 chiqish pinlari uchun signallar ketma-ket 2-jadvalga muvofiq belgilangan vaqt tugagandan so'ng birin-ketin yoqiladi. Haydovchini yoqish (En) signali DO1-DO10 signallaridan birortasi yoqilganda aks holda o'chadi. Animatsiya paytida, indikator signali past bo'lganda (IND = 0), En va DO10 signallari yonadi va mantiqiy yuqori bo'lib qoladi. Qisqasi, natijalar talablarga javob beradi va 1 -misol uchun nazariy takliflarni tasdiqlaydi.

14 -rasmda, 2 -misol uchun indikatorli signal yoqilgan (IND = 1) har xil chiqish signallarining vaqt diagrammasi tasvirlangan. Ko'rinib turibdiki, DO1-DO5 chiqish pimlari uchun signallar 2-jadvalga muvofiq vaqt o'tishi bilan ketma-ket navbat bilan yoqiladi. DO1, DO3 va DO5 pinlari past bo'lib qoladi, DO2 va DO4 signallari esa navbat bilan aylanadi. ketma -ketlikda. DO6-DO10 uchun ham xuddi shunday naqshlar kuzatiladi (analizator kirishlari cheklanganligi sababli rasmda ko'rsatilmagan). Har qanday DO1-DO10 signallari yoqilganda, Haydovchini yoqish (En) signali yonadi, aks holda u o'chadi. Har safar animatsiya indikatori past bo'lganda (IND = 0), En va DO10 signallari yonadi va mantiqiy yuqori bo'lib qoladi. Natijalar 2 -misol uchun talablar va nazariy g'oyalarga to'liq javob beradi.

15 -rasmda indikatorli signal yoqilgan holda (IND = 1) 3 -misol uchun har xil chiqish signallarining vaqt diagrammasi ko'rsatilgan. DO1-DO7 chiqish pimlarining signallari 2-jadvalda ko'rsatilgandek yoqilishini kuzatish mumkin. Bundan tashqari, pin DO9 signali 2-jadvalga muvofiq ishlaydi (rasmda ko'rsatilmagan). DO2, DO4, DO6, DO8, DO10 pinlari past darajada qoladi. DO1, DO3 va DO5 signallari yoqilganda En1 mantiqiy yuqori bo'ladi va DO2 va DO9 signallari baland bo'lganda En2 mantiqiy yuqori bo'ladi. Butun animatsiya davomida, indikator signali past bo'lganda (IND = 0), barcha chiqish signallari: En1, En2 va DO1-DO10 yonadi va mantiqiy yuqori bo'lib qoladi. Shunday qilib, natijalar 3 -misol uchun talablar va nazariy takliflarga javob beradi, degan xulosaga kelish mumkin.

Xulosa

Animatsiyali turli xil avtomobil burilish signallari sxemalarining batafsil tavsifi berilgan. Ushbu dastur uchun mos CMIC SLG46620 dialogi tanlandi, chunki u sanoat sharoitida qattiq muhit uchun tavsiya etilgan TSSOP paketida mavjud. Moslashuvchan ketma -ket LED animatsion modellarini ishlab chiqish uchun bitta va ko'p kanalli avtomobil haydovchilaridan foydalangan holda ikkita asosiy sxema taqdim etilgan. Kerakli animatsiyalarni yaratish uchun tegishli Finite State Moore Machine modellari ishlab chiqilgan. Ishlab chiqarilgan modelni tasdiqlash uchun qulay tajriba o'tkazildi. Ishlab chiqilgan modellarning funksionalligi nazariy dizaynga mos kelishi aniqlandi.