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AVR ATtiny2313 の PWM出力を可変抵抗で調節
先に製作した 静電容量式のタッチスイッチ水位センサー は、一定の電圧を固定抵抗を介して入力ピンに加え、しきい値電圧に達するまでの時間(カウント)を比較することで事象変化を検出する仕組みである。

この条件設定を逆にして、固定静電容量を可変抵抗を介して充電させるようにすると、可変抵抗の変化をマイコン内部で数値化して扱えるようになる。いろいろと応用ができると思うが、今回は極めてシンプルに 「ボリュームで PWMデューティー比 を可変するコントローラー」 を試作してみた。

【基本回路】
AVR ATtiny2313 のPWM出力を可変抵抗で調節 回路図(クリックで拡大)

V1:安定DC5V
V2:DC12Vなど
ATtiny2313:AVRマイコン ATtiny2313-20PU/20pin-DIP
C1:10μF(電解)など/ノイズ軽減用(容量は負荷等に合わせ)
C2:10μF(電解)/給電安定用
C3:0.1μF(セラ)/ATtiny2313安定用
C4:0.01μF(ポリエステルフィルム・セラなど)/VR値変換用
FUSE:ヒューズ(負荷電流が大きい場合に取付)
LOAD:接続負荷
Q1:N-ch MOSFET(ゲート電圧5Vで駆動可能なもの)
R1:10kΩ/ATtiny2313安定用
R2:10kΩ/C4充電制限用
R3:100Ω/Q1駆動用
R4:10kΩ/Q1動作安定用
VR1:100kΩ(可変抵抗)/C4充電可変用

・VR1及びC4はPB0ピンへ接続しているが、アナログコンパレータ機能は利用していない。あくまで入力設定ピンのしきい電圧値を利用するものなので、入力設定ができれば他のピンでも可能(プログラム修正は必要)。

・C4は温度による容量許容差が小さいものが理想だが、可変精度を必要としない用途であれば汎用のものでも構わないだろう。ちなみに当方では秋月の安価な積層フィルムコンデンサ や ECQBIH103J (パナソニック製)を用いたがいずれも良好であった。

・VR1をスイッチ機能付きのものにすると電源入切もボリュームで出来るようになり便利。

・ATtiny2313のクロックは内蔵RC(分周なしで8MHZ)を使用。給電圧V1が十分安定したものであれば、上記のVR1、C4の組合わせでなかなかいい具合に可変と保持が出来る。より精度や安定性を求める場合は水晶発振子(8MHZ)をクロックに使用すると良いだろう。

・上記回路図ではその他の機能を何も織り込んでいないためATtiny2313の空きピンが多いが、PWM出力を2系統とそれぞれの出力調節用可変抵抗回路、確認表示用のLCDなどを繋いでいけば充実したものとなる。


【基本プログラム】
マイコン用プログラムは BASCOM-AVR で作成。

AVR ATtiny2313 のPWM出力を可変抵抗で調節 プログラム(クリックで拡大)

・マイコン(ATtiny2313)はヒューズビットを 「内蔵RC 8MHZ(分周なし)」 に書換要。

・プログラム 5行目はユーザー設定用のパラメータ。詳細は以下の通り。

 変数D (既定値50/最大255): 測定ダンプ値
     検出変動が大きい場合にこの値を大きくして感度を弱め安定を図る。
     逆に反応が鈍い場合はこの値を小さくして感度を高める。

 変数Z (既定値26/最大255): VR1短絡時のカウント値
     小さすぎるとVR1最小時のデューティー比が設定より大きくなり、
     大きすぎると可変の遊びが多くなる。
    
 変数Pmin (既定値0/最大255): PWM可変範囲下限値
 変数Pmax (既定値0/最大255): PWM可変範囲上限値
     PWM出力デューティー比可変範囲を8ビット換算値で設定。
     0でデューティー比0%、255で100%


【製作例】

AVR ATtiny2313 のPWM出力を可変抵抗で調節 製作例
写真左が製作したPWM出力コントローラー。写真右は蛍光灯スタンドを改造して作った白色LED照明で、この調光を左のコントローラーで行う。ちなみにLED球はそのままでは狭角照射なので拡散板を作り取り付けてある。


タグ : マイコン AVR 電子工作 BASCOM PWM 制御 ADC デューティー比 LED照明 調光

2010-05-22 00:08 マイコン応用
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2012-01-20 | | # [ 編集]
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2012-10-25 | | # [ 編集]
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2013-09-08 | | # [ 編集]
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