Adaptivno upravljanje intenzitetom svetlosti postalo je uobičajena karakteristika u modernim pametnim telefonima, HD televizorima, PDA uređajima, tablet računarima, kompjuterskim monitorima itd. Cilj ove funkcije je da uštedi energiju, ali i da načini ekran bude bolje vidljivim u širokom spektru uslova osvetljenja. Ovaj projekat prikazuje tehniku implementacije adaptivnog upravljanja intenzitetom svetlosti 7-segmentnog LED displeja.
Uređaj čini sistem sa zatvorenom povratnom spregom koji konstantno procenjuje uslove osvetljenja ambijenta, korićenjem jeftinog fotootpornika, i koristi tu informaciju kako bi podesio intenzitet svetlosti displeja. Kako bi se pokazao čitav koncept, tehnika je primenjena na konstruisanje uređaja za merenje temperature i vlažnosti vazduha koji prilagođava intenzite svetlosti 7-segmentnog LED displeja usplovima osvetljenja okruženja. U osnovi, uređaj zatamnjuje LED displej u uslovima slabog osvetljenja i osvetljava ga u uslovima jakog osvetljenja ambijenta.
Za automatsko podešavanje osvetljenja koristi se sistem sa zatvorenom povratnom spregom koji ima mogućnost da proceni intenzitet osvetljenja ambijenta i prilagodi osvetljenje displeja. U ovom projektu fotootpornik opšte namene i otpornik (10kΩ) povezani su u seriju između napajanja i GND čineći mrežu naponskog razdelnika, kao što je prikazano na slici 1. Otpornost tipičnog fotootpornika je manja od 1kΩ u uslovima jake osvetljenosti. Njegova otpornost međutim može ići i do nekoliko stotina kΩ pri ekstremno tamnim uslovima. Dakle, napon na otporniku 10kΩ povećava se srazmerno povećanju intenziteta svetlosti ambijenta. Za data podešavanja, napon na otporniku od 10kΩ može varirati od 0,1V (slabo osvetljenje) pa do preko 4V (jako osvetljenje). Mikrokontroler PIC12F683 očitava ove analogne vrednosti napona kroz njegov AN3 (GP4) ADC kanal a zatim šalje odgovarajući signal ka displej drajveru MAX7219 i time podešava intenzitet svetlosti 7-segmentnog LED displeja. Integrisano kolo MAX7219 predstavlja serijski interfejs za upravljanje 7-segmentnim LED displejima (sa zajedničkom katodom). Ovim kolom moguće je upravljati sa do 8 displeja (cifara), a potrebna su samo 3 I/O pina sa mikrokontrolera.
Slika 1. Električna šema uređaja
Jačina struje za svaku LED unutar displeja podešava se preko jednog spoljašnjeg otpornika povezanog između ISET pina i napajanja. Međutim, uređaj takođe podržava i digitalno upravljanje intenzitetom svetlosti displeja kroz interni puls-width modulator (16 koraka od minimuma do maksimuma). Merenje temperature i relativne vlažnosti vazduha vrši se pomoću senzora DHT11.
Na slikama 2 i 3 prikazan je uređaj u radu, pri uslovima jake i slabe osvetljenosti ambijenta. Na prvoj slici se vidi da je intenzitet svetlosti LED displeja veći nego na drugoj, gde su uslovi slabe osvetljenosti simulirani prekrivanjem senzora.
Slika 2. Uređaj pri uslovima dobre osvetljenosti ambijenta
Slika 3. Uređaj pri uslovima slabe osvetljenosti
Kompletan projekat za mikrokontroler, kompajliran u microC for PIC (verzija 5.30) kompajleru, možete preuzeti ovde.
