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12/5/2019

Primeiro protótipo

O desenvolvimento de uma unidade de controle de LED que substituísse a unidade TC420 comecei a considerar mais ou menos há um ano atrás. A razão foi parâmetros insuficientes da unidade TC420, principalmente a baixa resolução do PWM (somente 101 níveis), que evita transição suave das intensidades da luz. Então com uma idéia do que a unidade deveria fazer e motivado por algumas pessoas comecei a desenvolver.

Por falta de tempo me dedicava ao desenvolvimento principalmente no meu trajeto de trem para o trabalho. Primeiro comecei a pesquisar um MCU adequado que fosse capaz do controle de LED e também permitisse uma comunicação. Escolhi o ESP32 que tem um periférico PWM designado justamente para o controle de LED. Além disso tem o BLE (Bluetooth + Low Energy) e WiFi. Queria evitar a comunicação através do cabo.

Maravilha... Nunca tinha trabalhado com o ESP32. Tive que estudar como funciona. O MCU se programa pela linguagem C. Ele usa o sistema FreeRTOS que também tive que aprender. No lado do computador tive que aprender como escrever aplicativos no Windows 10 usando a linguagem C#. E ainda mais um desafio: compreender o BLE no lado do MCU e no do Windows.

Comecei a programação no final do verão de 2018. No começo de maio de 2019 tinha o primeiro protótipo capaz de uma geração PWM com a frequência de 600 Hz para quatro canais com a resolução mais do que 0,001 %. Os cálculos são feitos nos tipos integer de 64 bits. Os canais se atualizam com a frequência de 100 Hz, quer dizer 4 vezes mais rápido do que o olho humano. O controle é através de um aplicativo UWP no Windows 10 conectado pelo BLE. Por enquanto o aplicativo permite adicionar e remover uma unidade, ligar e desligar, ajustar a hora e monitoramento. A tabela está preprogramada.

Nos últimos dias criei um hardware simples para fazer um teste de um canal nos LEDs. A tabela preprogramada foi:

Hora PWM
13:00:00 0 %
13:00:10 13:00:40 0 % 2 %
13:00:40 13:01:10 2 % 10 %
13:01:10 13:02:30 10 % 0 %
13:02:30 13:04:00 0 % 100 %
13:04:00 13:05:00 100 % 0 %
13:05:10 50 %

O teste foi filmado com uma luminária no aquário. Para facilitar a comparação da intensidade da luz com o valor atual PWM pus o celular com o aplicacativo em execução em frente ao aquário. O aplicativo no PC é o mesmo. Uma vantagem do aplicativo UWP: um código, várias plataformas…

 

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