Демонстрационный проект создания индикаторов уровня с использованием WS2812B. Изучив этот проект вы сможете самостоятельно изготавливать и конструировать свои индикаторы уровня звукового сигнала. Дополнительно читайте статью Бегущие огни на WS2812B по подключению и работе с WS2812B. Видео проекта.
Примечание, демонстрационное видео на PIC18F26K22 этап разработки, видео на PIC12 в конце статьи
Индикатор выполнена на микроконтроллера PIC12F1822. Количество светодиодов WS2812B не более 23 шт. Можно меньше изменив значение в проекте.
Схема индикатора
Внимание, обратите внимание, С13 неправильно нарисована полярность! Необходимо изменить на противоположную.
Сигнал поступает на комбинированный сумматор и и фильтр низких частот на резисторах R3, R8, R4, R7 и конденсаторах C6, C4, C5. Далее сигнал поступает на аналоговый вход AN4. Уровень сигнала должен быть в пределах стандарта 0,7 вольта. Если вы желаете использовать более высокие уровни входного сигнала, то необходимо на входе поставить резистентный делитель или использовать спаренный потенциометр.
Контроллер преобразовывает данные АЦП и формирует эффекты для индикации на светодиодах со встроенными драйверами WS2812B. В связи с тем, что в этом контроллере память ограничена, всего 2 кБ. памяти программ и 128 ОЗУ сильно разойтись с эффектами индикации нет места. Поэтому максимальное количество светиков всего 23 шт (последовательное включение, параллельно можно подключить несколько ленточек.). При изменении программы если возникнет необходимость количество светиков можно уменьшить, тем самым высвободить место для данных участвующих в обработке в программе.
Схема в формате PDF
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала - схема 63.40 KB 1087 downloads
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала...Создание программы индикатора
Первое нам потребуется максимальная производительность контроллера, т.к. протокол передачи данных мы формируем программно. Описание функций и переменных которые мы будем использовать в программе
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 |
#define _XTAL_FREQ 32000000 // задаем тактовую частоту #define LEDC 23 // количество светодиодов ws2812b используемых в индикаторе void loadWS2812B (void); // функция загрузки данных в светодиоды ws2812b void pointred (char LED,char brig); // функция управления красным цветом void pointgreen (char LED,char brig);// функция управления зеленым цветом void pointblue (char LED,char brig);// функция управления синим цветом void sound_level (char volume);// функция формирования светового индикатора char ledred[LEDC];// массив красных где 0 - яркость в формате 0-255 char ledblue[LEDC];// массив синих char ledgreen[LEDC];//массив зеленых int ccirlz;// переменная таймера переключателя эффектов char regim,vreg; // переменный выбора эффектов и цвета индикации int audi, audiMAX;// переменные данные для обработки аудио данных char timint; // константы и переменные для обработки функции вычисления среднего значения аудио данных // для сглаживания индикации #define INTEG 70 // глубина интеграции для вычисление среднего unsigned int staroe,aru_ups,novoe; |
Конфигурация контроллера проходи в два этапа на этапе программирования
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
// конфигурирование контроллера #pragma config FOSC = INTOSC // INTOSC oscillator: I/O function on CLKIN pin #pragma config WDTE = ON // WDT disabled #pragma config PWRTE = ON // PWRT enabled #pragma config MCLRE = OFF // MCLR/VPP pin function is digital input #pragma config CP = ON // Program memory code protection is enabled #pragma config CPD = ON // Data memory code protection is enabled #pragma config BOREN = ON // Brown-out Reset enabled #pragma config CLKOUTEN = OFF // CLKOUT function is disabled. I/O or oscillator function on the CLKOUT pin #pragma config IESO = OFF // Internal/External Switchover mode is disabled #pragma config FCMEN = OFF // Fail-Safe Clock Monitor is disabled #pragma config WRT = ALL // 000h to 7FFh write protected, no addresses may be modified by EECON control #pragma config PLLEN = ON // 4x PLL enabled #pragma config STVREN = OFF // Stack Overflow or Underflow will not cause a Reset #pragma config BORV = HI // Brown-out Reset Voltage (VBOR) set to 2.7V #pragma config LVP = OFF // High-voltage on MCLR/VPP must be used for programming |
и на этапе включения
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 |
//-------------------------------------------------------------------- CLRWDT(); //сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++- // настройка генератора 8 * 4 = 32 МГц. OSCCON=0b11110000; /* ||||| ++---Clock determined by FOSC<2:0> in Configuration Word 1 |++++------8 MHz or 32 MHz HF(see Section 5.2.2.1 “HFINTOSC”) +----------Clock determined by FOSC<2:0> in Configuration Word 1 */ // настройка портов //WDTCON=0b00010111;//01010 = 1:32768 (Interval 1s typ) PORTA = 0; LATA = 0; ANSELA = 0b00010000; TRISA = 0b00010000; WPUA = 0; // настройка АЦП ADCON1=0b01110000; // ADC ref = Vdd,Vss/Left justified, ADCON0=0b00001101; // включить АЦП/00011 = AN4 |
Обработка аудио данных
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
//----------------------------------------------------------------------- ADCON0,GO=1; // запуск конвертирования while(ADCON0,GO); // ожидания окончания преобразования audi=ADRESH; audi=audi-127; // установка нуля if(audi<0) // выпрямитель программный { audi=~audi; audi++; } if(audi>audiMAX) // определение максимума сигнала { audiMAX=audi; } else if(audiMAX>0) // интеграция максимума, возврат "столбика" { if(--timint==0) { timint=9; // скорость возврата, чем больше число тем медленнее. audiMAX--; } } // усреднение сигнала, сглаживание novoe=audiMAX*90; // усиление сигнала 3*30 (в три раза) if(novoe>staroe)staroe=(staroe-staroe/INTEG)+(novoe/INTEG); else if(novoe<staroe)staroe=(staroe-staroe/INTEG)-(novoe/INTEG); aru_ups=staroe/30; // преобразование к нормальному виду if(aru_ups>255)aru_ups=255; // ограничение в диапазоне 0 - 255 |
Это все далее необходимо по полученному значению aru_ups которое в диапазоне 0 – 255 сформировать индикатор уровня для визуализации.
Воспроизводимые эффекты
В память контроллера влезло 7 эффектов:
- Синий столбик и с верней точкой красного цвета
- Двухцветный столбик пропорциональный с верней точкой другого цвета, цвета меняются от режима работы
- Двухцветный столбик одного цвета, от 60% высоты индикация максимума другого цвета, цвета меняются от режима работы
- Движущие три точки, по краям одинакового цвета
- Одна точка
- Столбик и точка другого цвета + динамическая разметка сверху, яркость разметки пропорциональна уровню сигнала
- Столбик и с точками другого цвета – эффект резинки
Построение эффекта визуализации.
Сама функция может состоять из дух частей:
- Часть первая это медленная анимация самого вида изображения
- Часть вторая основная работа
Конечно может функция состоять только из второй части, тогда переключение будет происходить быстро без анимации.
Пример функции:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 |
/*Синий столбик и с верней точкой красного цвета*/ if(pusk)// анимация { for (a=0;a<=level_L;a++) { pointred (a-1,0); pointblue (a-1,50); pointred (a,150); for (b=0;b<5;b++)__delay_ms (10); loadWS2812B(); // загрузка данных } for (b=0;b<80;b++)__delay_ms (10); pusk=0; } for (a=0;a<number_LEDs;a++) // основной режим работы { if(a<level_L)color1=50; else color1=0; if(a==level_L)color2=150; else color2=0; // pointgreen (a,255,0); pointred (a,color2); pointblue (a,color1); } |
Для макетирования была использована плата от Контроллер управления светодиодным освещением с дистанционным управлением.
Видео демонстрация работы
Все вопросы на форуме http://musiccolor.d-lan.dp.ua/index.php?topic=175.msg3010;topicseen#new
Комплектующие необходимые для сборки
| Наименование | Тип | Номинал | Количество | Обозначение |
| Микроконтроллер | PIC12F1822 | 1 шт | PIC1 | |
| Ленточка с WS2812B | WS2812B | 23 шт | WS1 – WS23 | |
| Конденсатор | 0805 | 0.1х50v | 7 шт | C7, C3, C5, C1, C2, C4, C6 |
| Конденсатор | 100,0x6v | 1 шт | C13 | |
| Резистор | 0805 | 10k | 1 шт | R5 |
| Резистор | 0805 | 1k | 5 шт | R6, R11, R10, R4, R7 |
| Резистор | 0805 | 51k | 2 шт | R3, R8 |
| Резистор | 0805 | 330 | 1 шт | R9 |
| Стабилизатор | SOT223 | LD1117-3,3v | 1 шт | ST1 |
Описание функции переключателя для версии 1.10. Переключатели в зависимости от положения отключает несколько эффектов, когда все замкнуты активен только первый эффект индикации. Режимы отключения смотри в таблице, 1-замкнут,0-разомкнут:
| DJ0 RA0 |
DJ1 RA1 |
Описание |
| 0 | 0 | все 7 эффектов активны |
| 1 | 0 | с 1 по 4 |
| 0 | 1 | с 1 по 2 |
| 1 | 1 | только первый эффект |
Файлы для загрузки
Схема в формате PDF
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала - схема 63.40 KB 1087 downloads
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала...
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала - проект 295.92 KB 56 downloads
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала...
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала - прошивка 3.14 KB 411 downloads
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала...Самый простой индикатор уровня звукового сигнала – проект v 1.01. Добавлена функция переключения цветов по максимуму сигнала.
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала - проект v 1.01 300.84 KB 44 downloads
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала...
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала - прошивка v 1.01 3.19 KB 348 downloads
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала...Прошивка версия 1.10, добавлена функция отключения эффектов, с помощью дип переключателя.
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала - прошивка V1.10 3.26 KB 329 downloads
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала....Итоговая версия v 1.11 Проект+прошивка, доработана функция переключения цвета и отключена функция смены режима когда выбран один эффект. Только для тех кто реально реализовал проект.
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала - итоговая версия 1.11 154.07 KB 11 downloads
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала...Прошивка v 1.20. Убраны эффекты смены режимов, считаю, что для такого простого варианта они ненужны.
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала - прошивка v 1.20 2.38 KB 385 downloads
Самый простой индикатор уровня звукового сигнала...Видео работы прототипа стерео индикатора проект на PIC18F26k22.
Это может быть интересно
PIC32MZ – прерывания (заметки)Виды формирования запоминая контекста при входе в прерывания. Компилятор представляет три варианта AUTO – когда запоминания места возврата из подпрограммы возложено на программу, т.е все создается программно. Этот метод является …
УКВ – радиоприем, часть 1Музыкальная тема к статье, слушаем: Первый мой радиоприемник, выглядел так. Использовал исключительно в школе на уроках, держась за одно ухо и преданно смотря на училку и сладко улыбаясь. Проблема была …
Акриловый корпус для платы ch-4000Плата ch-4000 подходит для монтажа в корпуса на дин рейку, но для домашней автоматики необходимо что-то другое, поэтому был разработан корпус из акрила который позволит создавать настольные и настенные устройства. Корпус состоит из …
My libraries for Altium DesignerMy libraries for Altium designer (V – 28/05/2020) (c) 2020 CATCATCAT ELECTRONICS THIS LIBRARIES IS SUPPLIED BY CATCATCAT ELECTRONICS “AS IS”. NO WARRANTIES, WHETHER EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, APPLY TO …
Тестирование модуля генератораТестирование модуля генератора Настройка, запуск и проверка рабочей частоты на примере PIC18F26K40. PIC18F26K40 Чтобы понять из-за чего зависит производительность микроконтроллера просто надо понять как работает его задающий тактовый генератор. …
CCP модуль для декодирования ИК-кодов пультов ДУМножество изготовителей для своих пультов дистанционного управления на ИК лучах используют принцип широтно-импульсной модуляции. В таких кодах бит единицы представляется импульсом большой длительности, а ноль импульсом короткой длительности. Внешний вид …
Применение typedef, struct и unionПолезные описания переменных Часто необходимо в памяти расположить последовательно разные виды данных, что бы потом можно было их использовать. Полезные ссылки Взято и переработано с сайта http://www.butovo.com/~zss/cpp/struct.htm http://cppstudio.com/post/9172/ Синтаксис структур. …
MPLAB® Harmony – или как это просто! Часть 3.Часть третья – копнём немного глубже. Вы наверное заметили, что во второй главе, вроде сначала все шло как по маслу, а потом, что бы заморгали светики, я вставил в код …
Четырех канальный терморегулятор ch-4000Четыре независимых канала регулирования температуры, одновременно можно подключить 16 датчиков температуры DS18B20 с удалением до трехсот метров. Можно для регулировки выбрать любой датчик, подключенный к устройству. Каждый канал может работать как в …
ch-4060 – регулятор температуры и влажности на датчике DHT11/DHT22/AM2302На плате ch-4000 очень легко собрать устройство регулятора температуры и влажности. Датчик DHT11 самый недорогой вариант для создания такого устройства, правда точность его не велика, но для бытовых устройств он даже …
