Hengittävä joulukuusi - Arduino -jouluvalojen ohjain: 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Ei ole hyvä uutinen, että 9 jalan esivalaistun keinotekoisen joulukuuseni ohjauslaatikko hajosi ennen joulua ， eikä valmistaja toimita varaosia. Tämä selittämätön osoittaa, miten voit tehdä oman LED -valonohjaimesi ja ohjaimesi käyttämällä Arduinoa ja L298N -moottorinohjainta.

Minulla oleva puu on GE: n väriä vaihtavat LED-joulukuuset, joissa on seuraavat valovaihtoehdot: 1) kirkkaat LED-valot, 2) moniväriset LED-valot, 3) vuorottelevat kirkkaasta moniin. Puuta ohjataan valonohjaimella, joka saa virtansa 29 V: n tasavirtalähteestä. Miten värinvaihto toimii? Irrotin ohjauslaatikon, kävi ilmi, että jokainen hehkulamppu koostuu kirkkaasta LEDistä ja värillisestä LEDistä, jotka on kytketty rinnakkain, mutta napaisuus on päinvastainen. Toimitetun tasavirtalähteen napaisuudesta riippuen joko kirkas LED tai värillinen LED palaa, jolloin värinvaihtotehoste saadaan aikaan vain kahdella virtalähteellä. Minun tapauksessani ohjauslaatikon sisällä olevan H-sillan transistorit ovat oikosulussa ja myös virtalähdemoduuli on vaurioitunut. Jotta puu toimisi uudelleen, minun on löydettävä 29 V: n tasavirtalähde ja pystyttävä vaihtamaan napaisuus LED -valoihin. Tämä on sama tehtävä kuin tasavirtamoottoreiden suunnan ja nopeuden säätäminen. Pienellä ohjelmoinnilla on myös mahdollista muuttaa valon voimakkuutta ja luoda lisää visuaalisia tehosteita, kuten”hengitystä”.

Vaihe 1: Osat

Valonohjain koostuu kahdesta osasta:

1. 29V DC -virtalähde
2. Ohjainpiiri, joka muuttaa LED-valon väriä ja kirkkautta vaihtamalla tasavirran napaisuuden vuorotellen PWM: n (Pulse-width Modulation) kanssa.

Puu vaatii 29 V: n virtalähteen, jonka kapasiteetti on noin 500 mA. Pienitehoista 29 V: n tasavirtalähdettä on vaikea löytää. Käytin XL6009 Step-up Power Module DC-DC -muunninta 12V DC: n muuntamiseen 29V DC: ksi. Lisätietoja XL6009 -moduuleista on hyödyllisessä Instructable -artikkelissa.

Valon ohjaamiseen käytin L298N H-sillan moottorisäädintä, jota ohjaa Arduino Nano -kortti. L298N koostuu kahdesta identtisestä H-sillasta, joissa kussakin on enintään 2 ampeerin kapasiteetti ja ne ovat ihanteellisia käytettäväksi tässä tapauksessa.

Koska LN298N -moduuliin kohdistuu 29 V: n tasavirta, sisäisen 5 V: n virransyöttö on poistettava käytöstä (irrota pieni 5 V: n salliva hyppyjohdin) ja se saa virtansa ulkoisesta 5 V: n virrasta. Käytin LM2596 DC -DC Buck -muunninta 12V DC: n muuntamiseen 5V: ksi sekä LM298N: n että Arduino Nano -levyn virtalähteeksi. Moduulit XL6009 ja LM2596 näyttävät hyvin samanlaisilta, on suositeltavaa säätää lähtöjännite erikseen ennen valonohjausmoduulin lopullista asennusta ja merkitä johdot selvästi.

Osien liittämiseen käytin Dupont-hyppyjohtimia tai 16-18 AWG-kierrejohtoja.

Lisäksi tarvitset johtoja ja ruuveja sekä pääsyn 3D -tulostimeen kotelon tulostamiseksi ja juotosraudan.

Vaihe 2: Elektroniikka ja johdotus

Johdotus on suoraviivaista. Kun virtalähdemoduulit on säädetty haluttuun jännitteeseen, kytke 29 V L298N -moduulin moottorin virtalähteisiin, joissa on merkintä GND ja +12 V, ja GND- ja 5 V -liittimet L298N -moduulissa Arduino Nanon vastaaviin nastoihin aluksella. Liitä myös +5V virtalähde LM2596 -moduulista samoihin GND- ja +5V -liittimiin virtalähteen piirin logiikkaosan syöttämiseksi. Liitä sitten Arduino Nano L298N: ään seuraavasti:

Nasta 9 IN1

Nasta 8 IN2

Nasta 10 ENA

Kytke lopuksi LED -valot L298N -moduulin A -lähtöliitäntään.

Vaihe 3: Ohjelmointi

Liitteenä on esimerkki Arduino -luonnoksesta, jossa on hengitysvaikutus. Voit muuttaa koodia muuttaaksesi taajuutta tai lisätäksesi muita kuvioita ja valotehosteita.

Vaihe 4: Tulosta valosäätimen kotelo

Alla on kotelon STL -tiedostot, tulostin kaikki osat 25% täyteaineella. Asenna kaikki elektroniset komponentit laatikon sisälle käyttämällä M2x5mm itsekelausruuveja ja koota laatikko.