წვრილმანი ავტომობილის შემობრუნების სიგნალი ანიმაციით: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ცოტა ხნის წინ, ანიმაციური ინდიკატორის წინა და უკანა LED შაბლონები გახდა ნორმა საავტომობილო ინდუსტრიაში. ეს LED შაბლონები ხშირად წარმოადგენენ საავტომობილო მწარმოებლების სავაჭრო ნიშანს და გამოიყენება ვიზუალური ესთეტიკისთვისაც. ანიმაციები შეიძლება იყოს სხვადასხვა გაშვებული შაბლონებით და შეიძლება განხორციელდეს MCU– ს გარეშე რამდენიმე დისკრეტული IC– ს გამოყენებით.

ასეთი დიზაინის ძირითადი მოთხოვნებია: რეპროდუქციული შესრულება ნორმალური მუშაობის დროს, ყველა LED- ის ჩართვის შესაძლებლობა, დაბალი ენერგიის მოხმარება, გაუმართაობის დროს გამოყენებული LDO რეგულატორის გამორთვა, LED მძღოლის ჩატვირთვა მის ჩართვამდე და სხვა. გარდა ამისა, მოთხოვნები შეიძლება განსხვავდებოდეს ერთი მწარმოებელიდან მეორეზე. უფრო მეტიც, როგორც წესი, საავტომობილო პროგრამებში, TSSOP IC– ები ჩვეულებრივ უპირატესობას ანიჭებენ QFN IC– ებთან შედარებით მათი სიმტკიცის გამო, რადგან ცნობილია, რომ ისინი მიდრეკილნი არიან დაღლილობის საკითხებისადმი, განსაკუთრებით მკაცრ გარემოში. საბედნიეროდ ამ საავტომობილო პროგრამისთვის, Dialog Semiconductor გთავაზობთ შესაბამის CMIC- ს, კერძოდ SLG46620, რომელიც ხელმისაწვდომია როგორც QFN, ასევე TSSOP პაკეტებში.

ანიმაციური ინდიკატორის LED შაბლონების ყველა მოთხოვნა ამჟამად დაკმაყოფილებულია საავტომობილო ინდუსტრიაში დისკრეტული IC– ების გამოყენებით. ამასთან, CMIC– ის მიერ მოწოდებული მოქნილობის დონე შეუსაბამოა და ადვილად შეუძლია დააკმაყოფილოს რამდენიმე მწარმოებლის განსხვავებული მოთხოვნები ტექნიკის დიზაინის ყოველგვარი ცვლილების გარეშე. უფრო მეტიც, PCB ნაკვალევის მნიშვნელოვანი შემცირება და ხარჯების დაზოგვაც მიღწეულია.

წინამდებარე ინსტრუქციებში მოცემულია SLG46620 გამოყენებით სხვადასხვა ანიმაციური ინდიკატორის შუქის მიღწევის დეტალური აღწერა.

ქვემოთ ჩვენ აღვწერეთ საჭირო ნაბიჯები იმის გასაგებად, თუ როგორ არის პროგრამირებული გადაწყვეტა ავტომობილის შემობრუნების სიგნალის შესაქმნელად ანიმაციით. თუმცა, თუ თქვენ უბრალოდ გსურთ მიიღოთ პროგრამირების შედეგი, გადმოწერეთ GreenPAK პროგრამული უზრუნველყოფა, რომ ნახოთ უკვე დასრულებული GreenPAK დიზაინის ფაილი. შეაერთეთ GreenPAK განვითარების ნაკრები თქვენს კომპიუტერში და დააჭირეთ პროგრამას ავტომობილის შემობრუნების სიგნალის შესაქმნელად ანიმაციით.

ნაბიჯი 1: მრეწველობის ღირებულება

ამ ინსტრუქციაში ნაჩვენები შემობრუნების სიგნალის ნიმუშები ამჟამად გამოიყენება საავტომობილო ინდუსტრიაში რიგი დისკრეტული IC– ების გამოყენებით, რათა გააკონტროლონ საავტომობილო ინდიკატორის LED შაბლონების თანმიმდევრობა. შერჩეული CMIC SLG46620 ჩაანაცვლებს მინიმუმ შემდეგ კომპონენტებს მიმდინარე სამრეწველო დიზაინში:

No. 1 No. 555 ტაიმერის IC (მაგ. TLC555QDRQ1)

Johnson 1 No. Johnson Counter (მაგ. CD4017)

No. 2 No. D-Type Positive-Edge-Triggered Flip-Flop (მაგ. 74HC74)

No. 1 No. OR კარიბჭე (მაგ. CAHCT1G32)

● რამდენიმე პასიური კომპონენტი ანუ ინდუქტორები, კონდენსატორები, რეზისტორები და ა.

ცხრილი 1 ასახავს ღირებულების უპირატესობას შერჩეული დიალოგის CMIC გამოყენებით, ინდიკატორის სინათლის თანმიმდევრული შემობრუნების სიგნალის შაბლონებისთვის, ამჟამინდელ ინდუსტრიულ გადაწყვეტასთან შედარებით.

შერჩეული CMIC SLG46620 ეღირება 0.50 დოლარზე ნაკლები, ამიტომ LED კონტროლის მიკროსქემის მთლიანი ღირებულება მნიშვნელოვნად მცირდება. გარდა ამისა, მიღწეულია მნიშვნელოვანი შედარებითი PCB ნაკვალევის შემცირება.

ნაბიჯი 2: სისტემის დიზაინი

სურათი 1 გვიჩვენებს პირველი შემოთავაზებული სქემის დიაგრამას. სქემის ძირითადი კომპონენტებია LDO ძაბვის რეგულატორი, ავტომობილის LED დრაივერი, CMIC SLG46620, 11 ლოგიკური დონის MOSFET და 10 LED. LDO ძაბვის მარეგულირებელი უზრუნველყოფს CMIC– ს შესაბამისი ძაბვის მიწოდებას და თუ ბატარეის ძაბვა დაეცემა გარკვეული დონიდან, CMIC გადატვირთულია PG (Power Good) პინის საშუალებით. LED დრაივერის მიერ გამოვლენილი ნებისმიერი გაუმართაობის დროს, LDO ძაბვის რეგულატორი გამორთულია. SLG46620 CMIC აწარმოებს ციფრულ სიგნალებს, რომ ამოძრაოს ინდიკატორის მბრუნავი LED- ები 1-10 მონიშნული MOSFET– ით. უფრო მეტიც, შერჩეული CMIC ასევე აწარმოებს ჩართვის სიგნალს ერთი არხის დრაივერისთვის, რომელიც თავის მხრივ მართავს MOSFET Q1 დრაივერის ჩატვირთვას მუდმივ მიმდინარე რეჟიმში.

ამ სქემის ვარიანტი ასევე შესაძლებელია, სადაც მრავალარხიანი დრაივერია დასაქმებული, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათზე 2. ამ ვარიანტში, თითოეული არხის მამოძრავებელი დენი მცირდება ერთ არხის დრაივერთან შედარებით.

ნაბიჯი 3: GreenPak დიზაინი

მოქნილი ინდიკატორის LED შაბლონების მიზნის მისაღწევად შესაფერისი გზაა სასრული მდგომარეობის მანქანების (FSM) კონცეფციის გამოყენება. დიალოგის ნახევარგამტარი უზრუნველყოფს რამდენიმე CMIC- ს, რომელიც შეიცავს ჩაშენებულ ASM ბლოკს. თუმცა, სამწუხაროდ, ყველა ის CMIC ხელმისაწვდომია QFN პაკეტებში, არ არის რეკომენდებული მკაცრი გარემოებისთვის. ასე რომ, არჩეულია SLG46620, რომელიც ხელმისაწვდომია როგორც QFN, ასევე TSSOP შეფუთვაში.

სამი მაგალითია წარმოდგენილი სამი განსხვავებული LED ანიმაციისთვის. პირველი ორი მაგალითისთვის ჩვენ განვიხილავთ ერთ არხის დრაივერს, როგორც ეს ნაჩვენებია ფიგურაში 1. მესამე მაგალითისთვის ჩვენ ვივარაუდოთ, რომ რამდენიმე არხის დრაივერი ხელმისაწვდომია, როგორც ეს ნაჩვენებია ფიგურა 2 -ში და თითოეული არხი გამოიყენება ცალკეული LED- ის მართვისთვის. სხვა ნიმუშების მიღება ასევე შესაძლებელია იგივე კონცეფციის გამოყენებით.

პირველი მაგალითის დიზაინში, 1-10 დან LED- ები თანმიმდევრულად ჩართულია ერთმანეთის მიყოლებით, როდესაც გარკვეული პროგრამირებადი პერიოდი ამოიწურება, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათ 3-ში.

მეორე მაგალითის დიზაინში, 2 LED თანმიმდევრულად ემატება ნიმუშს, როგორც ეს მოცემულია ფიგურაში 4.

სურათი 5 ასახავს, თუ როგორ ხდება ალტერნატიული LED- ების თანმიმდევრობით დამატება ნიმუშში მესამე შემოთავაზებულ დიზაინში.

ვინაიდან SLG46620– ში არ არსებობს ASM– ის ჩამონტაჟებული ბლოკი, სასრული მდგომარეობის მურის მანქანა შემუშავებულია არსებული ბლოკების გამოყენებით, კერძოდ მრიცხველის, DFF– ებისა და LUT– ების გამოყენებით. 16 სახელმწიფოს მურის მანქანა შემუშავებულია ცხრილი 2 -ის გამოყენებით სამი მაგალითისთვის. ცხრილში 2 მოცემულია დღევანდელი მდგომარეობისა და შემდეგი მდგომარეობის ყველა ბიტი. უფრო მეტიც, ყველა გამომავალი სიგნალის ბიტი ასევე არის გათვალისწინებული. ცხრილი 2 -დან მომდევნო მდგომარეობის განტოლებები და ყველა შედეგი შეფასებულია დღევანდელი მდგომარეობის ბიტების მიხედვით.

4 ბიტიანი მურის აპარატის განვითარების საფუძველია 4 DFF ბლოკი. თითოეული DFF ბლოკი ფუნქციურად წარმოადგენს ოთხი ბიტიდან ერთ ბიტს: ABCD. როდესაც ინდიკატორის სიგნალი მაღალია (შეესაბამება ინდიკატორის გადამრთველს), თითოეული საათის იმპულსზე საჭიროა ერთი მდგომარეობიდან მეორეზე გადასვლა, რის შედეგადაც წარმოიქმნება LED- ის სხვადასხვა შაბლონი. მეორეს მხრივ, როდესაც ინდიკატორის სიგნალი დაბალია, მიზანი არის სტაციონალური მოდელის არსებობა, თითოეული დიზაინის მაგალითში ყველა LED- ის ჩართვა.

სურათი 3 გვიჩვენებს შემუშავებული 4 ბიტიანი (ABCD) მურის აპარატის ფუნქციონირებას თითოეული მაგალითისთვის. ამგვარი FSM- ის განვითარების ძირითადი იდეაა წარმოადგინოს მომდევნო მდგომარეობის თითოეული ბიტი, ჩართვის სიგნალი და თითოეული გამომავალი pin სიგნალი (მინიჭებული LED- ებისთვის) დღევანდელი მდგომარეობის თვალსაზრისით. ეს არის სადაც LUT– ები წვლილს შეიტანენ. დღევანდელი მდგომარეობის ოთხივე ბიტი იკვებება სხვადასხვა LUT– ით, რათა მიაღწიოს საჭირო სიგნალს მომდევნო მდგომარეობაში საათის პულსის ზღვარზე. საათის პულსისთვის მრიცხველი არის კონფიგურირებული, რათა უზრუნველყოს პულსის მატარებელი შესაფერისი პერიოდით.

თითოეული მაგალითისთვის, მომდევნო მდგომარეობის თითოეული ბიტი ფასდება დღევანდელი მდგომარეობის მიხედვით K-Maps– დან მიღებული შემდეგი განტოლების გამოყენებით:

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

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

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

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

სადაც IND წარმოადგენს ინდიკატორის სიგნალს.

სამივე მაგალითიდან დამატებითი დეტალები მოცემულია ქვემოთ.

ნაბიჯი 4: დიზაინის მაგალითი 1

ჩართვის სიგნალის და LED მამოძრავებელი სიგნალის განტოლებები პირველი მაგალითისთვის, თითოეული LED თანმიმდევრულად ჩართულია სქემა 1 -ის სქემის მიხედვით, როგორც ქვემოთ მოცემულია.

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

მე -7 სურათზე ნაჩვენებია მაგალითი 1-ის Matrix-0 GreenPAK დიზაინი. 4 DFF გამოიყენება 4 ბიტიანი მურის აპარატის შესაქმნელად. DFF– ები გადატვირთვის ვარიანტით (3 მატრიქსიდან -0 და 1 მატრიქსიდან 1) შეირჩევა ისე, რომ მურის მანქანა მოხერხებულად გადატვირთოს. მრიცხველი, შესაფერისი დროის პერიოდით 72 mS, არის კონფიგურირებული, რომ შეცვალოს აპარატის მდგომარეობა ყოველი პერიოდის შემდეგ. შესაბამისი კონფიგურაციის მქონე LUT გამოიყენება DFF- ების შეყვანის, Driver Enable Signal (En) და გამომავალი ქინძისთავების ფუნქციების დასადგენად: DO1-DO10.

ფიგურა 8 -ში ნაჩვენები მატრიცა, GreenPAK– ის დანარჩენი რესურსები გამოიყენება დიზაინის დასასრულებლად ადრე აღწერილი მეთოდოლოგიის გამოყენებით. ფიგურები სათანადოდ არის მონიშნული სიწმინდისთვის.

ნაბიჯი 5: დიზაინის მაგალითი 2

მე -2 მაგალითისთვის ჩართვის სიგნალის და LED მამოძრავებელი სიგნალების განტოლებები, რომელთაგან ორი LED დამატებულია თანმიმდევრულ შაბლონში სქემა 1 -ის სქემის მიხედვით, როგორც ქვემოთ მოცემულია.

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

ფიგურაში 9 და სურათი 10, წარმოდგენილია მაგალითი 2-ის Matrix-0 & 1 GreenPAK დიზაინი. ძირითადი დიზაინი მსგავსია მაგალითი 1 დიზაინის. მთავარი განსხვავებები, შედარებით, არის Driver Enable (En) ფუნქციაში და არ არსებობს DO1, DO3, DO5, DO7 და DO10 კავშირები, რომლებიც ამ დიზაინშია ჩამოშლილი.

ნაბიჯი 6: დიზაინი მაგალითი 3

მე –3 მაგალითისთვის ჩართვის სიგნალის და LED მამოძრავებელი სიგნალების განტოლებები, რომლებიც წარმოქმნიან ალტერნატიულ LED თანმიმდევრულ დამატებით შაბლონს სქემა 2 – ში, მოცემულია ქვემოთ.

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

ფიგურა 11-ში და დიაგრამა 12-ში წარმოდგენილია მაგალითი 3-ის Matrix-0 & 1 GreenPAK დიზაინი. ამ დიზაინში არის ორი ცალკე დრაივერის სიგნალების ჩართვა (En1 & En2) მძღოლისთვის 1 და 2. უფრო მეტიც, გამომავალი ქინძისთავები უკავშირდება სათანადოდ კონფიგურირებული LUT- ების გამოსავალს.

ამით მთავრდება GreenPAK დიზაინის ნაწილი 1 მაგალითი, მაგალითი 2 და მაგალითი 3.

ნაბიჯი 7: ექსპერიმენტის შედეგები

მაგალითი 1, მაგალითი 2 და მაგალითი 3 – ის დიზაინის შესამოწმებლად მოსახერხებელი გზა არის ექსპერიმენტი და ვიზუალური შემოწმება. თითოეული სქემის დროებითი ქცევა გაანალიზებულია ლოგიკური ანალიზატორის გამოყენებით და შედეგები მოცემულია ამ ნაწილში.

სურათი 13 გვიჩვენებს სხვადასხვა გამომავალი სიგნალების დროებით ქცევას მაგალითი 1 -ისთვის, როდესაც ინდიკატორი ჩართულია (IND = 1). შეიძლება აღინიშნოს, რომ სიგნალები გამომავალი ქინძისთავებისთვის DO1-DO5 თანმიმდევრულად ირთვება მეორის შემდეგ მას შემდეგ, რაც განსაზღვრული დროის ვადა ამოიწურება ცხრილის 2. შესაბამისად. Driver Enable (En) სიგნალი ჩართულია, როდესაც რომელიმე სიგნალი DO1-DO10 ჩართულია და წინააღმდეგ შემთხვევაში ის გამორთულია. ანიმაციის დროს, როდესაც ინდიკატორის სიგნალი მცირდება (IND = 0), En და DO10 სიგნალები ჩართულია და რჩება ლოგიკური მაღალი. მოკლედ რომ ვთქვათ, შედეგები აკმაყოფილებს მოთხოვნებს და ადასტურებს თეორიული წინადადებების მაგალითს 1.

მე -14 სურათზე, მე -2 მაგალითისთვის განსხვავებული გამომავალი სიგნალების დროის დიაგრამა, ინდიკატორის სიგნალის ჩართვით (IND = 1), გამოსახულია. დაფიქსირებულია, რომ სიგნალები გამომავალი ქინძისთავებისთვის DO1-DO5 ჩართულია მონაცვლეობით თანმიმდევრობით გარკვეული პერიოდის შემდეგ ცხრილ 2-თან შეთანხმებით. ქინძისთავები DO1, DO3 და DO5 დაბალი რჩება, ხოლო სიგნალები DO2 და DO4 მონაცვლეობით ბრუნავს თანმიმდევრულად. ასევე შეინიშნება DO6-DO10– ის იგივე შაბლონები (არ არის ნაჩვენები ფიგურაში ანალიზატორის შეყვანის შეზღუდული რაოდენობის გამო). როდესაც რომელიმე სიგნალი DO1-DO10 ჩართულია, დრაივერის ჩართვის (En) სიგნალი ასევე ჩართულია, რომელიც სხვაგვარად რჩება გამორთული. ანიმაციის განმავლობაში, როდესაც ინდიკატორის სიგნალი მცირდება (IND = 0), En და DO10 სიგნალები ჩართულია და რჩება ლოგიკური მაღალი. შედეგები ზუსტად აკმაყოფილებს მოთხოვნებს და თეორიულ იდეებს მე -2 მაგალითისთვის.

მე -15 სურათი გვიჩვენებს, სხვადასხვა გამომავალი სიგნალების დროის დიაგრამა მე –3 მაგალითისთვის, როდესაც ინდიკატორის სიგნალი ჩართულია (IND = 1). შეიძლება აღინიშნოს, რომ სიგნალები გამომავალი ქინძისთავებისთვის DO1-DO7 ჩართულია როგორც ნაჩვენებია ცხრილში 2. უფრო მეტიც, pin DO9 სიგნალი ასევე იქცევა ცხრილის 2 მიხედვით (არ არის ნაჩვენები ფიგურაში). ქინძისთავები DO2, DO4, DO6, DO8, DO10 რჩება დაბალი. En1 ლოგიკურად მაღლა დგება, როდესაც სიგნალი DO1, DO3 და DO5 არის ჩართული და En2 ლოგიკური მაღალი ხდება, როდესაც სიგნალი DO7 და DO9 მაღლა იწევს. მთელი ანიმაციის დროს, როდესაც ინდიკატორის სიგნალი დაბალია (IND = 0), ყველა გამომავალი სიგნალი: En1, En2 და DO1-DO10 ჩართულია და რჩება ლოგიკურად მაღალი. ამრიგად, შეიძლება დავასკვნათ, რომ შედეგები აკმაყოფილებს მოთხოვნებს და თეორიულ წინადადებებს მე –3 მაგალითისთვის.

დასკვნა

წარმოდგენილია ავტომობილის შემობრუნების სიგნალის სხვადასხვა სქემის დეტალური აღწერა ანიმაციით. ამ პროგრამისთვის შეირჩა შესაფერისი დიალოგი CMIC SLG46620, რადგან ის ასევე ხელმისაწვდომია TSSOP პაკეტში, რომელიც მიზანშეწონილია მკაცრი გარემოს ინდუსტრიული პროგრამებისთვის. ორი ძირითადი სქემა, ერთჯერადი და მრავალარხიანი საავტომობილო დრაივერების გამოყენებით, წარმოდგენილია მოქნილი თანმიმდევრული LED ანიმაციური მოდელების შესაქმნელად. შესაბამისი სასრული მდგომარეობის მურის მანქანების მოდელები შემუშავებულია სასურველი ანიმაციის შესაქმნელად. შემუშავებული მოდელის დადასტურების მიზნით, ჩატარდა მოსახერხებელი ექსპერიმენტი. დადგენილია, რომ შემუშავებული მოდელების ფუნქციონირება ეთანხმება თეორიულ დიზაინს.