マイコンPWM制御によるLED点灯について

今回の「自作サンキューハザード & ワンタッチウィンカーを作ってみた」で作った回路でLEDの減光制御にマイコン機能の「PWM制御」を実装してみました。PWMとはPulse Width Modulationの略でパルス幅変調と呼ばれるものです。モーターの回転制御にも使われる技術ですが、LEDの点灯では人間の眼の錯覚を利用して暗く見せたり明るく見せたりすることができます。

LEDの明るさ調整には一般的な制御で、前から使ってみよう思っていたのですが、コーディングを考えるのがめんどくさかったので使ってませんでしたw　今回作った回路は比較的簡単なプログラムだったし、チョット時間もあったのでちょっと真剣に考えてみました。
以下、自分への備忘録と誰かのお役にたてれば…。

原理は、上図のようにマイコンでパルスを発生させてON間のときにLEDが点灯。OFF間のときにLED消灯。となるように回路を組んで素早くON-OFFを繰り返す（LEDが素早く点滅）。
同じ「パルス周期」であると「パルス幅」が短い時は「光が暗く」見え、「パルス幅」が長いときには「光が明るく」見えます。人間の眼は早い点滅には眼がついていけず、ずっと点灯している様な錯覚が起こるらしいです。

今回の回路ではこの錯覚を使用して、クルマのライトまたはスモールをつけて「イルミ電源」が入ったら起動スイッチスイッチ内のLEDを減光させて（暗く）夜のイルミネーションにしてます。

今回の回路のPWM制御でのLED点灯の回路は右のような回路としました。マイコンから来たPWMのパルスをトランジスタでうけLEDを点灯（点滅）させます。この回路は大きな電流などを扱うときの回路で、多分小さなLED程度であれば、トランジスタを介さなくても「5V電源」の所に直接マイコンの出力を持っていっても同じ動きをすると思います。

今回実際に使ったマイコンは「PIC16F88」でいつものようにプログラム「C言語」で書いてます。
マイコン内でのPWMはCCP機能の中の一部です（キャプチャ・コンペア・PWMの頭文字らしい）。
PWMの出力はこのPICの場合、RB0とRB3のどちらかに出力できてCONFIGで指定してやります。
実際のPWM部分のプログラム記述は以下の通りです。
「PIC16F88」用のプログラムですが他のPICも同じ感じでいけるはずです。

CCP1CONbits.CCP1M = 0b1100;// CCP PWMモード指定 T2CONbits.TMR2ON = 1;// Timer2によるPWM制御 T2CONbits.T2CKPS = 0b11;// Timer2プリスケーラ 16倍 PR2 = 0xFF;// PWM周期値 CCPR1L = 0xFF;// PWMパルス幅値

「PWM周期値」は「PR2」レジスタ0〜255の値で指定してやります。
今回は「PWMのパルス幅」の指定を「CCPR1L」レジスタ0〜255の値のみを指定してやります。
パルスのタイミングについてはタイマー２にのっけて出力します。

実際の減光プログラムは…
「PWM周期値」を0xFF（255）に固定しました。
「PWMパルス幅」は、昼間は0xFF（255）として一番明るく、夜は0x15（21）ぐらいにして暗めになるように値をかえてます。

これで、PICのデータシートをみて点滅時間を計算してみると…
今回はクロック周波数：8MHz、タイマー２のプレスケーラ：16倍だから…

(PWM周期) = (1/8MHz) X 4クロックX (255+1) X 16倍 = 2048μsec
(PWMパルス幅) = 2048 X 21 / 255 = 169μsec（夜点灯時）

と言うことは今回のプログラムで点滅しているスピードは…
「0.002秒の周期でパルスを発生し、昼間は点灯しっぱなし。夜間は0.0002秒点灯してすぐ消える」となるのかな？
夜間は、昼間の明るさだと結構明るいので目障りですが、このぐらいに減光してやればほんのり光っているように見えます。

ところで、LEDを眼で見えるように点滅するにはどうしたらいいんだろう？
上の「CCPR1L」を0にしてやれば消灯するのか？
やったこと無いな…。今度やってみようw

思いのほかこの機能が面白かったので長文書いてしまいました。
最後まで読んでくれてありがとうw