Disanje božićnog drvca - Arduino kontroler božićnog svjetla: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Nije dobra vijest da se upravljačka kutija za moje 9-metarsko prethodno osvijetljeno umjetno božićno drvce slomila prije Božića ， i proizvođač ne daje zamjenske dijelove. Ovo nepojmljivo pokazuje kako učiniti da vaš vlastiti LED upravljač svjetlom i kontroler koriste Arduino i L298N upravljački program motora, s više vizualnih efekata, uključujući uzorak "disanja" kako bi se ovo božićno drvce ponovno oživjelo.

Drvo koje imam je LED božićno drvce koje mijenja boju, a proizvodi ga GE, sa sljedećim izborima svjetla: 1) jasna LED svjetla, 2) višebojna LED svjetla, 3) naizmjenično od prozirnih do višestrukih. Drvo se kontrolira pomoću svjetlosnog regulatora koji se napaja 29V DC napajanjem. Kako funkcionira promjena boje? Rastavio sam kontrolnu kutiju, pokazalo se da se svaka žarulja sastoji od jasne LED i LED u boji spojene paralelno, ali sa obrnutim polaritetom. Ovisno o polaritetu napajanja istosmjernom strujom, svijetlit će ili prozirna LED dioda ili LED u boji, čime će se osigurati učinak promjene boje sa samo dvije linije napajanja. U mom slučaju, tranzistori u H-mostu unutar upravljačke kutije su se kratko spojili, a modul napajanja je također oštećen. Da bi stablo ponovo funkcioniralo, moram pronaći izvor napajanja od 29 V DC i uspjeti prebaciti polaritet na LED diode. Ovo je isti zadatak kao i kontrola smjera i brzine istosmjernih motora. Uz malo programiranja, također je moguće promijeniti intenzitet svjetla i stvoriti dodatne vizualne efekte poput "disanja".

Korak 1: Dijelovi

Kontroler svetla se sastoji od dva dela:

1. 29V DC napajanje
2. Krug kontrolera koji mijenja boju i svjetlinu LED svjetla izmjenom polariteta istosmjerne struje sa PWM (Pulse-width Modulation).

Drvo zahtijeva izvor napajanja od 29 V s kapacitetom od oko 500 mA. Teško je pronaći 29V DC napajanje male snage. Koristio sam DC-DC pretvarač pojačanog modula XL6009 za pretvaranje 12V DC u 29V DC. Za detalje o XL6009 modulima, postoji koristan članak koji se može uputiti.

Za kontrolu svjetla koristio sam motorni kontroler L298N H-mosta, kojim upravlja Arduino Nano ploča. L298N se sastoji od dva identična H-mosta svaki sa kapacitetom od najviše 2 ampera i idealni su za upotrebu u ovom slučaju.

Budući da je LN298N modul pod naponom od 29 V DC, ugrađeno napajanje od 5 V treba onemogućiti (uklonite mali kratkospojnik za omogućavanje 5 V) i napajati vanjskim napajanjem od 5 V. Koristio sam LM2596 DC u DC Buck pretvarač za pretvaranje 12V DC u 5V za napajanje LM298N i Arduino Nano ploče. Moduli XL6009 i LM2596 izgledaju vrlo slično, preporučuje se zasebno podešavanje izlaznog napona prije konačne montaže upravljačkog modula svjetla i jasno označavanje žica.

Za spajanje komponenti koristio sam Dupont kratkospojnike ili 16-18 AWG namotane žice.

Osim toga, trebat će vam neke žice i vijci, kao i pristup 3D pisaču za ispis kućišta i lemilica.

Korak 2: Elektronika i ožičenje

Ožičenje je jednostavno. Nakon što su moduli za napajanje podešeni na željeni napon, spojite 29V na stezaljke za napajanje na motoru modula L298N označene kao GND i +12V, a terminal GND i 5V na modulu L298N na odgovarajuće pinove na Arduino Nano daska. Također, spojite napajanje +5V iz modula LM2596 na iste priključke GND i +5V za napajanje logičkog dijela kola. Zatim spojite Arduino Nano na L298N na sljedeći način:

Pin 9 IN1

Pin 8 IN2

Pin 10 ENA

Na kraju, spojite LED svjetla na izlaz A na modulu L298N.

Korak 3: Programiranje

U prilogu se nalazi primjer Arduino skice s efektom disanja. Možete promijeniti kôd kako biste promijenili frekvenciju ili dodati dodatne uzorke i svjetlosne efekte.

Korak 4: Odštampajte kućište kontrolera svjetla

Ispod su STL datoteke za kućište, sve dijelove sam ispisao sa ispunom od 25%. Montirajte sve elektroničke komponente unutar kutije pomoću samoreznih vijaka M2x5 mm i sastavite kutiju.