Päikesetõusu- ja loojangulamp LED -idega: 7 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:51

Teate seda, talvel on raske üles tõusta, sest väljas on pime ja keha lihtsalt ei ärka keset ööd üles. Nii saate osta äratuskella, mis äratab teid valgusega. Need seadmed ei ole nii kallid kui paar aastat tagasi, kuid enamik neist näeb tõesti kole välja. Teisalt on enamasti töölt tulles ka pime. Nii et ka suur päikeseloojang on kadunud. Talv tundub kurb, kas pole? Kuid mitte selle juhendi lugejatele. See selgitab teile, kuidas ehitada kombineeritud päikesetõusu- ja päikeseloojangulampi pikapikrokontrollerist, mõnest LED-ist ja mõnest muust osast. Sõltuvalt kvaliteedist võivad valgusdioodid teile maksta 5-10 eurot ja muud osad ei tohiks ületada 20 eurot. Nii et vähem kui 30 euroga saate ehitada midagi tõeliselt kasulikku ja toredat. See juhend ei seleta teile mitte ainult seda, kuidas seda uuesti üles ehitada, vaid näitab ka seda, kuidas seda oma eelistuste järgi muuta.

Samm: asjad, mida vajame

Teil on vaja neid asju: o12V või 24V toide o1 Picaxe 18M (või mõni muu mikrokontroller) aadressilt https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ oA 3,5 mm telefonipistiku pistikupesa või mõni muu ühendus jadapordist mikrokontrolleriga, et programmeerida picaxe o1 nupp ja 1 lülituslüliti või 2 nuppu IC1805 koos kondensaatoritega, muudab see 12V või 24V 5V, mida vajame mikrokontrolleri o1 IC ULN2803A kasutamiseks. on Darlingtoni transistoride massiiv otse kasutamiseks TTL-taseme väljundites. Teise võimalusena kasutage 8 üksikut Darlingtoni transistorit koos sobivate takistitega, kuid see töötab ka standardsete BC547-transistoridega. o1 Suure võimsusega FET nagu IRF520 või mõni muu Power-Darlingtoni transistor nagu BD649 o Terve hulk LED-e, erinevaid värve nagu punane, kollane, valge, soojavalge, sinine ja ultraviolett. Lisateabe saamiseks lugege 4. sammu. o1 10k &-potentsiomeeter, eelistatavalt pika nupuga vajalik Sõltuvalt kasutatavast toiteallikast võib vaja minna täiendavaid pistikuid ja valgusdioodide korpust. Ma kasutasin akrüülplaati, mille kinnitasin toiteploki korpusele. Vanematel D-Sub-pistikutega arvutihiirtel võite leida hea asendaja telefonipistiku kaablile, mida kasutati piksli programmeerimiseks. Pikakse ja palju muud kasulikku saab osta siit:

2. samm: ahela paigutus

ULN2803A on darlington-massiiv, mis koosneb kaheksast üksikust dralington-draiverist, millel on sisendipoolsed sobivad takistid, nii et saate otse ühendada mikrokontrolleri väljundi UNL2803A sisendiga. Kui sisend saab mikrokontrollerilt kõrge taseme (5 V), ühendatakse väljund GND -ga. See tähendab, et kõrge sisendi korral süttib vastav LED-riba. Iga kanalit võib kasutada voolutugevusega kuni 500 mA. Tavalised ülikerged 5 mm LED-id kasutavad tavaliselt 25–30 mA riba kohta ja isegi kaheksa neist rõhutavad FET-i ainult 200–250 mA juures, nii et olete kriitilistest punktidest kaugel. Võite isegi mõelda suure võimsusega 5 W LED -ide kasutamisele äratustuli. Nad kasutavad tavaliselt 350 mA pinget 12 V juures ja neid võib juhtida ka see massiiv. Nupp "S1" on mikrokontrolleri lähtestusnupp. Lüliti "S2" on päikeseloojangu või koidiku valija. Võite selle asendada ka nupuga ja aktiveerida päikeseloojangu tarkvara katkestusega. Potentsiomeeter R11 toimib kiiruse valijana. Potentsiomeetri positsiooni lugemiseks kasutame picaxes ADC võimet ja kasutame seda väärtust ajaskaalana. Pildil on esimene tahvel, mille ehitasin koos 7 individuaalse transistoriga (BC547C) ja takistid nende juhtimiseks. Mul ei olnud vooluringi ehitamise ajal ULN2803 ja nüüd on mul mõned muud osad puudu. Nii otsustasin teile näidata esialgset paigutust, aga ka paigutust uue draiverimassiiviga.

Samm: milline näeb välja päikeseloojang?

Kui vaatate tõelist päikeseloojangut, võite tunda, et valguse värv muutub aja jooksul. Helevalgest, kui päike on veel horisondi kohal, muutub see erekollaseks, seejärel keskmiselt oranžiks, seejärel tumepunaseks ja pärast seda väheseks sinakasvalgeks, seejärel on pimedus. Päikeseloojang on seadme kõige raskem osa, sest vaatate seda täie teadvusega ja väikesed vead on üsna tüütud. Päikesetõus on põhimõtteliselt sama programm tagurpidi, kuid kuna te alles magate, kui päikesetõus algab, ei pea me värvide pärast liiga palju muretsema. Ja kui alustate päikeseloojangut lamades, ei pruugi te alustada ereda päikesepaistega, kuid hommikul on oluline LED -idest maksimumi võtta. Seega on mugav kasutada erinevaid päikesetõusu ja päikeseloojangu järjestusi, kuid loomulikult võite vabalt katsetada kõike, mis teile meeldib! Kuid need erinevused programmides võivad viia meid mõlema programmi LED -ide erineva valikuni.

Samm: LEDide valimine ja takistite arvutamine

Valgusdioodide valimine on selle juhendi loominguline osa. Nii et järgmine tekst on ainult minu ettepanekud teile. Võite neid vabalt varieerida ja muuta. Ma ütlen teile, kuidas seda teha. Nii et minu soovitus on, et iga riba sisaldab kõigi värvidega LED -e, kuid muutuvates kogustes. Kui me kujutame ette päikeseloojangut tagurpidi, siis sisaldab esimene riba palju punaseid LED -e ja võib -olla üht valget, sinist ja UV -valgust. Oletame siis 5 punast, 2 kollast, 1 sooja valget ja 1 UV -kiirgust. Kui soovite, võite ühe punase või kollase LED -i asendada oranžiga (skemaatiliselt riba 2) Järgmisel heledamal ribal on mõned punased, mis asendatakse kollastega. Oletame, et 2 punast, 5 kollast ja 2 sooja valget (skemaatiliselt riba 3) Järgmistes ribades asendatakse veel mõned punased kollaste või isegi valgetega. Oletame, et 1 punane, 1 kollane, 4 sooja valget ja 1 sinine. (skemaatiliselt riba 4) Järgmine riba võib koosneda 3 külmvalgest, 2 sooja valgest ja 1 sinisest LED -ist. (riba 5) Siiani oleks päikeseloojangu jaoks neli riba. Päikesetõusu jaoks võiksime kasutada kolme ülejäänud riba, peamiselt valgete ja siniste LED -idega. Kui ühendate seitsmenda ja kaheksanda sisendi, võite päikesetõusu jaoks kasutada ka nelja riba või anda päikeseloojangule viienda riba, nagu soovite. Võib -olla olete märganud, et punaseid LED -e sisaldavatel ribadel on ribade kohta rohkem LED -e kui puhasvalgetel. Selle põhjuseks on punaste ja valgete valgusdioodide minimaalse pinge erinevus. Kuna valgusdioodid on tõesti heledad ja isegi 1% -ni hämardamist on üsna palju, arvutasin riba 1, millel on 3 punast, 2 kollast ja sooja valge LED -i ainult 5 mA voolu. See muudab selle riba mitte nii heledaks kui teised ja sobib seega viimaseks päikeseloojangu vihjeks. Kuid ma oleksin pidanud viimasele pilgule andma ka selle riba UV-LED-i. LED-ide ja takistite arvutamine, nii et takisti arvutamine on väga lihtne. FET praktiliselt ei põhjusta meie eesmärkidel pingekadu. Oletame, et töötame toiteallikast 24 V pingel. Sellest pingest lahutame kõik valgusdioodide nimipinged ja massiivi jaoks 0,7 V. See, mis jääb, peab takisti antud voolu juures kasutama. Vaatame näidet: esimene riba: 5 punast, 2 kollast, 1 soe valge ja 1 uv LED. Üks punane LED võtab 2,1 V, seega viis neist 10,5 V. Üks kollane LED võtab ka 2,1 V, nii et kaks neist võtavad 4,2 V. Valge LED võtab 3,6 V, UV LED võtab 3,3 V ja massiiv 0,7 V. See teeb 24V -10,5V - 4,2V - 3,6V - 3.3V - 0.7V = 1.7V, mida mõni takisti peab kasutama. Kindlasti teate Ohmi seadust: R = U/I. Nii et takisti, mis kasutab 1,7 V 25 mA juures, väärtus on 1,7 V/0,025 A = 68 oomi, mis on saadaval elektroonikapoodides. Takisti kasutatava võimsuse arvutamiseks piisab, kui arvutada P = U * I, see tähendab P = 1,7V * 0,025A = 0,0425 W. Seega piisab sel eesmärgil väikesest 0,25W takistusest. Kui kasutate suuremat voolu või soovite takisti põletada rohkem volti, peate võib -olla kasutama suuremat! See on põhjus, miks saaksite 24 V toitel kasutada ainult kuut kõrgepinget tarbivat valget LED -i. Kuid mitte kõik LED -id pole tegelikult ühesugused, pingekadu võib LED -idelt LED -idele olla suur. Nii et me kasutame teist potentsiomeetrit (300?) Ja voolumõõturit, et reguleerida iga riba voolu soovitud tasemele (25 mA) lõppahelas. Seejärel mõõdame takisti väärtust ja see peaks andma meile midagi arvutatud väärtuse ümber. Kui tulemus jääb kahe tüübi vahele, valige järgmine kõrgem väärtus, kui soovite, et riba oleks veidi tumedam või järgmine madalam, et riba oleks veidi heledam. Paigaldasin LED-id akrüülklaasist plaadile, mille kinnitasin toiteallika korpusele. Akrüülklaasi saab kergesti puurida ja painutada, kui seda kuumutatakse ahjus umbes 100 ° C -ni. Nagu piltidelt näha, lisasin sellele ekraanile ka päikesetõusu - päikeseloojangu valiku lüliti. Potentsiomeeter ja lähtestusnupp on trükkplaadil.

Samm: tarkvara kohandamine

Piksaid on väga lihtne programmeerida mõne müüja põhilise murde abil. Redaktor ja tarkvara on tasuta. Muidugi võib selle programmeerida ka assembleris tühjade PIC -ide või Atmeli AVR -ide jaoks, kuid see oli üks minu esimesi projekte pärast pikslite testimist. Vahepeal töötan parema versiooni kallal, millel on mitu PWM -i AVR -is. Piksid on algajatele väga head, kuna nõuded riistvarale on väga lihtsad ja põhikeelt on lihtne õppida. Alla 30 € saate hakata avastama mikrokontrollerite imelist maailma. Selle odava kiibi (18M) puuduseks on piiratud RAM. Kui valisite muud funktsioonid või ühendate piksli erinevalt, peate võib -olla programmi kohandama. Kuid kindlasti peate kohandama üksikute ribade vahelisi üleminekuid. Nagu loendist näha, toimib muutuja w6 (sõnamuutuja) loendurmuutujana ja PWM-i parameetrina. Valitud PWM-sagedusega 4 kHz on tööaja 1% kuni 99% väärtused vastavalt 10 kuni 990. Ahelas olevate arvutustega saame LED-heleduse peaaegu eksponentsiaalse vähenemise või suurenemise. See on optimaalne, kui juhite LED -e PWM -iga. Ühe riba sisse- või väljalülitamisel kompenseerib seda tarkvara, muutes PWM väärtust. Näiteks vaatame päikeseloojangut. Esialgu lülitatakse väljundid 0, 4 ja 5 kõrgele, mis tähendab, et vastavad ribad lülitatakse sisse ULN2803A kaudu. Seejärel vähendas silmus heledust, kuni muutuja w6 -s on väiksem kui 700. Sel hetkel lülitatakse pin0 madalaks ja pin2 kõrgeks. Uus väärtus w6 on seatud 900. See tähendab, et 0, 4 ja 5 ribadega lamp PWM-tasemel 700 on peaaegu sama hele kui ribade 2, 4 ja 5 lamp PWM-tasemel 800. Et teada saada neid väärtusi peate proovima ja proovima mõnda erinevat väärtust. Proovige jääda kuhugi keskele, sest kui esimese silmuse lampi liiga palju summutada, ei saa te teises silmus palju teha. See vähendab värvi muutmise efekti. PWM-seadete reguleerimiseks kasutasin alamprogrammi, mis kasutab programmi peatamiseks ka väärtust w5. Sel hetkel tuleb mängu kiirus. Ainult käivitamisel kontrollitakse potentsiomeetrit ja väärtus salvestatakse väärtusse w5. Programmi iga ahela sammude arv on fikseeritud, kuid muutes w5 väärtust 750 -lt umbes 5100 -le, muutub iga sammu paus 0,75 -lt 5 -le. Sammude arvu igas silmus võib samuti reguleerida, muutes eksponentsiaalse de- või suurenemise murdosa. Kuid ärge kasutage väikeste murdude jaoks, sest muutuja w6 on alati täisarv! Kui kasutaksite 99/100 murdarvuna ja rakendaksite seda väärtusele 10, annaks see kümnendkohtades 9,99, kuid täisarvudes uuesti 10. Samuti pidage meeles, et w6 ei tohi ületada 65325! Testimise kiirendamiseks proovige rida kommenteerida w5 = 5*w5, see kiirendab programmi 5 korda!:-)

6. samm: paigaldamine magamistuppa

Asetasin oma päikeseloojangu-lambi toa ühele küljele väikese kapi peale, et valgus paistaks lakke. Taimeriga lülitan lambi sisse 20 minutit enne äratuse helinat. Seejärel käivitab lamp automaatselt päikesetõusuprogrammi ja äratab mind aeglaselt. Õhtul aktiveerin taimerikella unetaimeri ja lülitan lambi sisse, kui päikeseloojang on sisse lülitatud. Kui programm on alanud, lülitan kohe järgmise päeva hommikuks tagasi päikesetõusu. Siis naudin oma isiklikku päikeseloojangut ja jään varsti magama.

Samm: muudatused

Kui vahetate lülitit nupuga, peate lülituma päikeseloojangu osale, aktiveerides programmis mõne katkestuse. Toitepinge muutmiseks peate uuesti arvutama üksikud LED-ribad ja takistid, sest 12 V korral saate juhtida ainult 3 valget LED-i ja vajate ka erinevat takistit. Lahendus oleks pidevate vooluallikate kasutamine, kuid need võivad teile maksta mõne dollari ja kasutada veel mõnikümmend volti reguleerimiseks. 24 V abil saate juhtida palju LED -e ühes ribas, sama hulga LED -ide juhtimiseks 12 V toiteallikaga tuleb LED -id eraldada kaheks ribaks, mida kasutatakse paralleelselt. Igaüks neist kahest ribast vajab oma takistit ja selle kanali kaudu kogunenud vool on rohkem kui kahekordistunud. Nii et näete, et pole mõtet juhtida kõiki LED -e 5 V võrra, mis oleks mugav, kuid vool tõuseb ebatervislikule tasemele ja vajalik takisti kogus tõuseb ka kiiresti. Suure võimsusega LED -ide kasutamiseks koos ULN2803 draiveriga saate parema soojusjuhtimise jaoks kombineerida kaks kanalit. Lihtsalt ühendage kaks sisendit ühe mikrokontrolleri kontaktiga ja kaks väljundit ühel suure võimsusega LED-ribal. Ja pidage meeles, et mõnel suure võimsusega LED-laigul on oma alalisvooluahel ja need ei pruugi elektriliinis PWM-ga hämarduda! Selles seadistuses on kõik osad piirangutest kaugel. Kui lükkate asjad ääreni, võivad teil tekkida termilised probleemid FET -i või darlingtoni massiiviga. Ja muidugi ärge kunagi kasutage selle vooluahela juhtimiseks 230V või 110V vahelduvvoolu !!! Minu järgmine samm sellest juhisest kaugemale on ühendada mikrokontroller kolme riistvara PWM-iga, et juhtida suure võimsusega RGB-Spot'i.

Nii et nautige ja nautige oma isikliku päikeseloojangu ja päikesetõusu privileege.