256 градаций на AVR, Как получить 256 градаций яркости светодиода по средствам PWM AVR Опции

[sabrat]

Есть у меня интересная задачка - нужно получить 256 градаций яркости группы сверхярких светодиодов. Так вот есть ли такая возможность по средствам AVR?

[_artem_]

256 градаций на PWM не бред если в обратную связь поставить измеритель светопотока на фотодиоде . При работе на очень низкой освешенности придется ввести поправку на dark current плюсь табличное перевод значений тока диода в освешенность если линейность фотодиода на требуемом участке измерения освешенности нс соответствует требуемым.

Для вычисления освешенности светодиодов модулированних ШИМ можно взять интеграл от тока диода за период одногo импульса ШИМ

Но говоря о нелинейности светодиода кто нибудь занимался исследованием нелинейности и ее преугадываемости ? Если известны величины ток-световой поток то возможен прямой табличный перенос значений "требуемая яркость" - "ток" - "pwm timer".

Или же при незначительной зависимости яркости от старения светодиодов и температуры - можно для каждого устройства сделать калибровку с последуюшей прошивкой в еепром.

[Kovrov]

256 градаций на PWM не бред если в обратную связь поставить измеритель светопотока на фотодиоде . При работе на очень низкой освешенности придется ввести поправку на dark current плюсь табличное перевод значений тока диода в освешенность если линейность фотодиода на требуемом участке измерения освешенности нс соответствует требуемым.

ну вот хоть одна грамотная идея... а то все шим шим
ну уж разве речь а шиме как таковом - извольте...
делаем шим например изменение состояния по OCR - 8 бит
на выход нч фильтр (типа кустарного цапа) после опреционником делаем преобразователь напряжение ток
и вуаля - диппазаон регулирования "зрительный" намного сместился в большую сторону
и это реально видно, а не то что гдето только в конце даппазона можно чтото различить...

[_LD]

делаем шим например изменение состояния по OCR - 8 бит
на выход нч фильтр (типа кустарного цапа) после опреционником делаем преобразователь напряжение ток
и вуаля - диппазаон регулирования "зрительный" намного сместился в большую сторону
и это реально видно, а не то что гдето только в конце даппазона можно чтото различить...

Попробуем формализовать утверждения.

Первая схема. Берем ШИМ с частотой ~100 Гц (чтобы глаз не замечал моргания), задаемся номинальным током через светодиод, и пропускаем/не пропускаем этот ток через светодиод, как велит ШИМ. Число позиций ШИМ - 256.

Вторая схема. Берем тот же ШИМ, интегрируем его (получая напряжение от 0 до Vcc), подаем напряжение на линейный преобразователь напряжение->ток (0 вольт соответствует ток 0 ампер, Vcc соответствует номинальный ток светодиода), ток пропускаем через светодиод.

Утверждается, что зависимость видимого свечения светодиода от значения ШИМ будет иметь совершенно разный характер для этих двух случаев?

[Petka]

делаем шим например изменение состояния по OCR - 8 бит
на выход нч фильтр (типа кустарного цапа) после опреционником делаем преобразователь напряжение ток
и вуаля - диппазаон регулирования "зрительный" намного сместился в большую сторону
и это реально видно, а не то что гдето только в конце даппазона можно чтото различить...

Попробуем формализовать утверждения.

Первая схема. Берем ШИМ с частотой ~100 Гц (чтобы глаз не замечал моргания), задаемся номинальным током через светодиод, и пропускаем/не пропускаем этот ток через светодиод, как велит ШИМ. Число позиций ШИМ - 256.

Вторая схема. Берем тот же ШИМ, интегрируем его (получая напряжение от 0 до Vcc), подаем напряжение на линейный преобразователь напряжение->ток (0 вольт соответствует ток 0 ампер, Vcc соответствует номинальный ток светодиода), ток пропускаем через светодиод.

Утверждается, что зависимость видимого свечения светодиода от значения ШИМ будет иметь совершенно разный характер для этих двух случаев?

Не совсем так. В первом случае (если частота ШИМа не очень большая) формальная "средняя" яркость будет изменяться линейно. Доказать это элементарно, если исходить из предположения что время переходных процессов (то есть время зажигания и время гашения) занимает ничтожный процент от всего цикла работы. А это верно для небольших частот ШИМа. Во втором случае яркость тоже зависит линейно, ЕСЛИ предположить что светодиод ВСЮ мощность на себе преобразует в свет. т.к. W=U*I, а U якобы константа при различном токе... Очевидно первый способ более прост и надёжен в реализации при ТЕОРИТИЧЕСКИ одинаковых результатах. Однако человеческие органы чувств устроены таким образом, что человек оценивает ЛОГАРИФМ величины. т.е. что бы человек думал что яркость изменяется линейно, надо яркость регулировать по экспоненциальному закону. Кстати это касается и звука тоже. Знающие люди подтвердят, что "звуковые" потенциометры нелинейны. Так что если надо сделать RGB фонарик, то не стоит заморачиваться с операционниками, а применить ШИМ "в лоб". При этом не забыв значение яркости регулировать экспоненциально. По поводу светодиодных матриц 16*16*3, кто то сказал что 768ШИМ каналов это много, а теперь подумайте, 768 операционников + те же 768 ШИМов(или ЦАПов) это не много?
P.S. считается что средний глаз различает ВСЕГО 64 оттенка серого, при условии что он их одновременно охватывает сразу все.

[_LD]

Попробуем формализовать утверждения.

Первая схема. Берем ШИМ с частотой ~100 Гц (чтобы глаз не замечал моргания), задаемся номинальным током через светодиод, и пропускаем/не пропускаем этот ток через светодиод, как велит ШИМ. Число позиций ШИМ - 256.

Вторая схема. Берем тот же ШИМ, интегрируем его (получая напряжение от 0 до Vcc), подаем напряжение на линейный преобразователь напряжение->ток (0 вольт соответствует ток 0 ампер, Vcc соответствует номинальный ток светодиода), ток пропускаем через светодиод.

Утверждается, что зависимость видимого свечения светодиода от значения ШИМ будет иметь совершенно разный характер для этих двух случаев?

Не совсем так. В первом случае (если частота ШИМа не очень большая) формальная "средняя" яркость будет изменяться линейно. Доказать это элементарно, если исходить из предположения что время переходных процессов (то есть время зажигания и время гашения) занимает ничтожный процент от всего цикла работы. А это верно для небольших частот ШИМа.

Скажем, до килогерца точно верно.

Во втором случае яркость тоже зависит линейно, ЕСЛИ предположить что светодиод ВСЮ мощность на себе преобразует в свет. т.к. W=U*I, а U якобы константа при различном токе...

Достаточно убедиться, посмотрев в даташите на светодиод, что график зависимости интенсивности свечения почти линейно зависит от тока. А вот U, увы, далеко не константа.

Очевидно первый способ более прост и надёжен в реализации при ТЕОРИТИЧЕСКИ одинаковых результатах. Однако человеческие органы чувств устроены таким образом, что человек оценивает ЛОГАРИФМ величины. т.е. что бы человек думал что яркость изменяется линейно, надо яркость регулировать по экспоненциальному закону.

Верно. НО. Это верно для ОБОИХ примеров.

Функция, которая визуально линеаризует нарастание яркости при равномерном увеличении выводимого значения, примерно соответствует функции y=x^n, при значении n от ~2 до ~5 (устанавливал экспериментально, наблюдая градиент на светодиодном панно. К тому же оптимальное значение n зависит от внешней освещенности, так что геморрой еще тот ). Типа, числовое выражение яркости (диапазон 0..1) подставляем вместо x, получаем y в диапазоне 0..1, и это значение должно определять скважность при выводе.

Так что если надо сделать RGB фонарик, то не стоит заморачиваться с операционниками, а применить ШИМ "в лоб". При этом не забыв значение яркости регулировать экспоненциально. По поводу светодиодных матриц 16*16*3, кто то сказал что 768ШИМ каналов это много, а теперь подумайте, 768 операционников + те же 768 ШИМов(или ЦАПов) это не много?

Солидарен с тобой, у меня нет сомнений в этом вопросе. Сомнения есть у моих оппонентов

P.S. считается что средний глаз различает ВСЕГО 64 оттенка серого, при условии что он их одновременно охватывает сразу все.

Наверное, в этом вопросе готов поспорить. А что значит "охватывает"? Боковое зрение считается?

Да, т.к. в первом случае надо учитывать еще инертность СД, что и вносит нелинейность.
Для простоты понимания вместо СД возьмите мощную лампу накаливания.

Нельзя приводить в пример прибор, инертность которого отличается на несколько порядков.

Инертность светодиодов - микросекунды.