Respirarea pomului de Crăciun - Controler de lumină de Crăciun Arduino: 4 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Nu este o veste bună că cutia de control pentru bradul meu artificial de 9 ft pre-aprins s-a spart înainte de Crăciun ， și producătorul nu oferă piese de schimb. Acest lucru de nepătruns arată cum să-ți faci propriul driver și controler de lumină LED să utilizeze Arduino și L298N Motor Driver, cu efecte vizuale multiple, inclusiv modelul „respirație” pentru a readuce la viață acest pom de Crăciun.

Arborele pe care îl am este un copac de Crăciun cu LED-uri care se schimbă de culoare realizat de GE, care conține următoarele opțiuni de lumină: 1) lumini LED clare, 2) lumini LED multicolore, 3) alternând de la clar la mai multe. Arborele este controlat de un controler de lumină alimentat de o sursă de alimentare de 29V DC. Cum funcționează schimbarea culorii? Am demontat cutia de control, s-a dovedit că fiecare bec este format dintr-un LED clar și LED color conectat în paralel, dar cu polaritate inversată. În funcție de polaritatea alimentării DC furnizate, fie LED-ul clar, fie LED-ul color se vor aprinde, oferind astfel un efect de schimbare a culorii cu doar două linii de alimentare. În cazul meu, tranzistoarele din podul H din interiorul cutiei de comandă s-au scurtcircuitat și modulul de alimentare este de asemenea deteriorat. Pentru a face ca arborele să funcționeze din nou, trebuie să găsesc o sursă de alimentare de 29V DC și să reușesc să schimb polaritatea pe LED-uri. Aceasta este aceeași sarcină ca și controlul direcției și turației motoarelor de curent continuu. Cu puțină programare, este, de asemenea, posibil să schimbați intensitatea luminii și să creați efecte vizuale suplimentare, cum ar fi „respirația”.

Pasul 1: Piese

Controlerul de lumină constă din două părți:

1. Alimentare 29V DC
2. Circuitul controlerului care schimbă culoarea și luminozitatea luminii cu LED-uri prin alternarea polarității puterii de curent continuu cu PWM (Pulse-width Modulation).

Arborele necesită o sursă de alimentare de 29V cu o capacitate de aproximativ 500mA. Este dificil să găsiți o sursă de alimentare de 29V DC de mică putere. Am folosit un convertor DC-DC XL6009 Step-up Power Module pentru a converti 12V DC la 29V DC. Pentru detaliile modulelor XL6009, există un articol instructiv util.

Pentru a controla lumina, am folosit un controler motor L298N H-bridge, controlat de placa Arduino Nano. L298N este format din două punți H identice, fiecare având o capacitate maximă de 2 Ampere și sunt ideale pentru a fi utilizate în acest caz.

Deoarece modulul LN298N este supus la o tensiune de 29V DC, sursa de alimentare de 5V de la bord ar trebui să fie dezactivată (scoateți jumperul mic de 5V Enable) și să fie alimentată de o alimentare externă de 5V. Am folosit un convertor LM2596 DC-DC Buck pentru a converti 12V DC la 5V pentru a alimenta atât LM298N, cât și placa Arduino Nano. Modulele XL6009 și LM2596 arată foarte asemănător, se recomandă să reglați separat tensiunea de ieșire înainte de asamblarea finală a modulului de control al luminii și să marcați clar firele.

Pentru a conecta componentele, am folosit fire jumper Dupont sau fire torsadate 16-18 AWG.

În plus, veți avea nevoie de câteva fire și șuruburi, precum și de acces la o imprimantă 3D pentru a imprima carcasa și un fier de lipit.

Pasul 2: Electronică și cablare

Cablarea este simplă. Odată ce modulele de alimentare sunt reglate la tensiunea dorită, conectați 29V la terminalele de alimentare de pe motorul modulului L298N marcat ca GND și + 12V, iar terminalele GND și 5V de pe modulul L298N la pinii corespunzători de pe Arduino Nano bord. De asemenea, conectați sursa de alimentare + 5V de la modulul LM2596 la aceleași terminale GND și + 5V pentru a alimenta partea logică a circuitului. Apoi, conectați Arduino Nano la L298N după cum urmează:

Pinul 9 IN1

Pinul 8 IN2

Pinul 10 ENA

În cele din urmă, conectați luminile LED la terminalul de ieșire A de pe modulul L298N.

Pasul 3: Programare

Este atașat exemplul de schiță Arduino cu efect „Respirație”. Puteți modifica codul pentru a modifica frecvența sau pentru a adăuga modele și efecte de lumină suplimentare.

Pasul 4: Imprimați carcasa controlerului de lumină

Mai jos sunt fișierele STL pentru incintă, am imprimat toate piesele cu umplutură de 25%. Montați toate componentele electronice în interiorul cutiei, utilizați șuruburi autofiletante M2x5mm și montați cutia.