Elpojošā Ziemassvētku eglīte - Arduino Ziemassvētku gaismas kontrolieris: 4 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Nav laba ziņa, ka manas 9 pēdas iepriekš iedegtās mākslīgās Ziemassvētku eglītes vadības kaste salūza pirms Ziemassvētkiem ， un ražotājs nenodrošina rezerves daļas. Šis neizprotamais parāda, kā padarīt savu LED gaismas draiveri un kontrolieri, izmantojot Arduino un L298N motora draiveri, ar vairākiem vizuāliem efektiem, ieskaitot elpošanas modeli, lai šī Ziemassvētku eglīte atkal atdzīvotos.

Mans koks ir GE izgatavotas krāsu maiņas LED Ziemassvētku eglītes ar šādām gaismas iespējām: 1) caurspīdīgas LED gaismas, 2) daudzkrāsainas LED gaismas, 3) pārmaiņus no skaidras līdz vairākām. Koku kontrolē gaismas kontrolieris, ko darbina 29 V līdzstrāvas barošanas avots. Kā darbojas krāsu maiņa? Es izjaucu vadības kārbu, izrādījās, ka katra spuldze sastāv no skaidras gaismas diodes un krāsainas gaismas diodes, kas savienotas paralēli, bet ar pretēju polaritāti. Atkarībā no piegādātās līdzstrāvas polaritātes iedegsies dzidra vai krāsaina gaismas diode, tādējādi nodrošinot krāsu maiņas efektu tikai ar divām barošanas līnijām. Manā gadījumā H-tilta tranzistori vadības kārbas iekšpusē ir īssavienojumi, un ir bojāts arī barošanas bloks. Lai koks atkal darbotos, man jāatrod 29 V līdzstrāvas barošanas avots un jāpaspēj pārslēgt polaritāti uz gaismas diodēm. Tas ir tāds pats uzdevums kā līdzstrāvas motoru virziena un ātruma kontrole. Ar nelielu programmēšanu ir iespējams arī mainīt gaismas intensitāti un radīt papildu vizuālos efektus, piemēram, “elpošanu”.

1. darbība: detaļas

Gaismas regulators sastāv no divām daļām:

1. 29V līdzstrāvas barošanas avots
2. Kontroliera ķēde, kas maina LED gaismas krāsu un spilgtumu, mainot līdzstrāvas polaritāti ar PWM (impulsa platuma modulācija).

Kokam nepieciešams 29 V barošanas avots ar aptuveni 500 mA jaudu. Ir grūti atrast mazjaudas 29 V līdzstrāvas barošanas avotu. Es izmantoju XL6009 jaudas palielināšanas līdzstrāvas pārveidotāju, lai pārveidotu 12 V līdz 29 V līdzstrāvu. Lai iegūtu sīkāku informāciju par XL6009 moduļiem, ir noderīgs pamācības raksts.

Lai kontrolētu gaismu, es izmantoju L298N H-tilta motora kontrolieri, ko kontrolē Arduino Nano plate. L298N sastāv no diviem identiskiem H tiltiem, kuru katra maksimālā jauda ir 2 ampēri, un tie ir ideāli piemēroti izmantošanai šajā gadījumā.

Tā kā LN298N modulis ir pakļauts 29 V līdzstrāvas strāvai, iebūvētajam 5 V barošanas avotam jābūt atslēgtam (noņemiet mazo 5 V iespējošanas džemperi) un barojiet ar ārēju 5 V barošanu. Es izmantoju LM2596 DC līdz DC Buck pārveidotāju, lai pārveidotu 12V DC uz 5V, lai darbinātu gan LM298N, gan Arduino Nano plati. Moduļi XL6009 un LM2596 izskatās ļoti līdzīgi, pirms gaismas vadības moduļa galīgās montāžas ieteicams noregulēt izejas spriegumu atsevišķi un skaidri marķēt vadus.

Lai savienotu komponentus, es izmantoju Dupont džemperu vadus vai 16-18 AWG vītņotos vadus.

Turklāt jums būs nepieciešami daži vadi un skrūves, kā arī piekļuve 3D printerim, lai izdrukātu lietu, un lodāmurs.

2. darbība: elektronika un elektroinstalācija

Elektroinstalācija ir vienkārša. Kad barošanas moduļi ir noregulēti līdz vajadzīgajam spriegumam, pievienojiet 29 V strāvas padeves spailēm uz L298N moduļa motora, kas apzīmēts kā GND un +12 V, un GND un 5 V spailes uz L298N moduļa ar atbilstošajām Arduino Nano tapām. dēlis. Pievienojiet arī +5V barošanas avotu no moduļa LM2596 tiem pašiem GND un +5V spailēm, lai barotu ķēdes loģisko daļu. Pēc tam pievienojiet Arduino Nano L298N šādi:

Tapas 9 IN1

Piespraude 8 IN2

Pin 10 ENA

Visbeidzot, pievienojiet gaismas diodes L298N moduļa A izejas terminālim.

3. solis: programmēšana

Pievienots Arduino skices paraugs ar elpošanas efektu. Jūs varat modificēt kodu, lai mainītu frekvenci vai pievienotu papildu rakstus un gaismas efektus.

4. darbība. Izdrukājiet gaismas kontroliera korpusu

Zemāk ir korpusa STL faili, es visas detaļas izdrukāju ar 25% pildījumu. Uzstādiet visas elektroniskās sastāvdaļas kastē, izmantojot M2x5mm pašvītņojošās skrūves un samontējiet kārbu.