Saulėtekio ir saulėlydžio lempa su šviesos diodais: 7 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:51

Žinote, žiemą sunku atsikelti, nes lauke tamsu, o tavo kūnas tiesiog nepabus vidury nakties. Taigi galite nusipirkti žadintuvą, kuris pažadins jus šviesa. Šie prietaisai nėra tokie brangūs kaip prieš keletą metų, tačiau dauguma jų atrodo tikrai negražiai. Kita vertus, dažniausiai grįžus iš darbo taip pat tamsu. Taigi didysis saulėlydis taip pat dingo. Žiema atrodo liūdna, ar ne? Bet ne šios pamokos skaitytojams. Jame paaiškinama, kaip sukurti mažą saulėtekio ir saulėlydžio lempą iš mažo mikrovaldiklio, kai kurių šviesos diodų ir kelių kitų dalių. Šviesos diodai jums gali kainuoti 5-10 eurų, priklausomai nuo kokybės, o kitos dalys neturėtų viršyti 20 eurų. Taigi, turėdami mažiau nei 30 eurų, galite sukurti kažką tikrai naudingo ir gražaus. Ši pamoka ne tik paaiškins, kaip tai atkurti, bet ir parodys, kaip ją pakeisti pagal individualius pageidavimus.

1 žingsnis: reikalingi dalykai

Jums reikia šių dalykų: o12V arba 24V maitinimo šaltinis o1 Picaxe 18M (arba bet kuris kitas mikrovaldiklis) iš https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ oA 3,5 mm telefono lizdo lizdas arba bet kuris kitas prijungimas iš nuoseklaus prievado prie mikrovaldiklio, skirtas užprogramuoti „picaxe“o1 mygtuką ir 1 perjungimo jungiklį, arba 2 mygtukai o1 IC7805 su kondensatoriais, tai paverčia mus 12V arba 24V į 5V, kurių mums reikia norint valdyti mikrovaldiklį o1 IC ULN2803A, yra Darlingtono tranzistorių masyvas, skirtas tiesiogiai naudoti TTL lygio išvestyse. Arba naudokite 8 atskirus Darlingtono tranzistorius su tinkamais rezistoriais, tačiau jis taip pat veikia su standartiniais BC547 tranzistoriais. o1 Didelės galios FET, kaip IRF520, arba koks nors kitas „Power-Darlington“tranzistorius, pvz., BD649. Norėdami gauti daugiau informacijos, skaitykite 4 veiksmą. o1 10 k &-potenciometras, pageidautina su ilga rankenėle būtina Priklausomai nuo naudojamo maitinimo šaltinio, jums gali prireikti papildomų jungčių ir šviesos diodų korpuso. Aš naudoju akrilo plokštę, kurią pritvirtinau prie maitinimo šaltinio korpuso. Senesnėse kompiuterinėse pelėse su D-Sub jungtimis galite rasti gerą telefono lizdo kabelio, naudojamo programuojant pikapą, pakaitalą. „Picaxes“ir daug kitų naudingų daiktų galima nusipirkti čia: https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ Likusiais atvejais tiesiog apsilankykite vietiniame pardavime.

2 žingsnis: grandinės išdėstymas

ULN2803A yra darlingtono masyvas, susidedantis iš 8 atskirų „darlington“tvarkyklių su tinkamais rezistoriais įvesties pusėje, kad galėtumėte tiesiogiai prijungti mikrovaldiklio išvestį prie UNL2803A įvesties. Jei įvestis gauna aukštą lygį (5V) iš mikrovaldiklio, išėjimas bus prijungtas prie GND. Tai reiškia, kad aukšta įvestis užsidegs atitinkama LED juosta. Kiekvienas kanalas gali būti naudojamas esant 500 mA srovei. Standartiniai ypač ryškūs 5 mm šviesos diodai paprastai naudoja 25–30 mA vienoje juostelėje, ir net aštuoni iš jų įtrauks FET tik esant 200–250 mA, todėl esate toli nuo bet kokių kritinių taškų. Jūs netgi galite pagalvoti apie didelės galios 5W šviesos diodų naudojimą pažadinimo šviesai. Paprastai jie naudoja 350 mA srovę esant 12 V įtampai ir taip pat gali būti valdomi šios masyvo. Mygtukas „S1“yra mikrovaldiklio atstatymo mygtukas. Jungiklis „S2“yra saulėlydžio arba aušros parinkiklis. Taip pat galite jį pakeisti mygtuku ir suaktyvinti saulėlydį nutraukę programinę įrangą. Potenciometras R11 veikia kaip greičio parinkiklis. Mes naudojame „picaxes ADC“galimybę perskaityti potenciometro padėtį ir naudoti šią vertę kaip laiko skalę. Paveikslėlyje parodyta pirmoji plokštė, kurią sukūriau su 7 atskirais tranzistoriais (BC547C) ir rezistoriai, kad juos vairuoti. Kurdamas grandinę neturėjau ULN2803, o dabar man trūksta kitų dalių. Taigi nusprendžiau parodyti jums originalų išdėstymą, bet taip pat pateikti išdėstymą su nauju tvarkyklių masyvu.

3 žingsnis: kaip atrodo saulėlydis?

Stebėdami tikrą saulėlydį galite pastebėti, kad šviesos spalva laikui bėgant keičiasi. Nuo ryškiai baltos spalvos, kai saulė vis dar yra už horizonto, ji pasikeičia į ryškiai geltoną, tada į vidutiniškai oranžinę, tada į tamsiai raudoną, o po to - žemą melsvai baltą švytėjimą, tada yra tamsa. Saulėlydis bus sunkiausia prietaiso dalis, nes žiūrite jį visiškai sąmoningai, o mažos klaidos yra gana erzinančios. Saulėtekis iš esmės yra ta pati programa atvirkščiai, tačiau kai jūs vis dar miegate, kai saulėtekis prasideda, mums nereikia per daug jaudintis dėl spalvų. Pradėdami saulėlydį gulėdami, galbūt nenorėsite pradėti nuo ryškios saulės, tačiau ryte svarbu kuo geriau išnaudoti šviesos diodus. Taigi patogu turėti skirtingas saulėtekio ir saulėlydžio sekas, tačiau, žinoma, galite laisvai išbandyti viską, kas jums patinka! Tačiau dėl šių programų skirtumų abiejų programų šviesos diodai gali būti skirtingi.

4 žingsnis: šviesos diodų pasirinkimas ir rezistorių apskaičiavimas

Šviesos diodų pasirinkimas yra kūrybinga šios instrukcijos dalis. Taigi šis tekstas yra tik mano pasiūlymai jums. Nesivaržykite keisti ir keisti, aš jums pasakysiu, kaip tai padaryti. Spalvos: sunku sklandžiai įjungti arba išjungti juostą visiškai naujos spalvos šviesos diodais. Taigi mano rekomendacija yra ta, kad kiekvienoje juostelėje yra visų spalvų šviesos diodai, bet kintantys kiekiai. Jei įsivaizduotume saulėlydį atvirkščiai, pirmoje juostelėje būtų daug raudonų šviesos diodų, o gal ir vienas baltas, mėlynas ir UV. Tarkime, 5 raudonos, 2 geltonos, 1 šiltos baltos ir 1 UV. Jei norite, vieną raudoną arba geltoną šviesos diodą galite pakeisti oranžiniu (2 juostelė schemoje) Kitoje šviesesnėje juostelėje bus keli raudoni, pakeisti geltonais. Tarkime, 2 raudonos, 5 geltonos ir 2 šiltos baltos spalvos (schemoje 3 juostelė) Kitose juostelėse dar kelios raudonos bus pakeistos geltonomis arba net baltomis. Tarkime, 1 raudona, 1 geltona, 4 šilta balta ir 1 mėlyna. (4 juostelė schemoje) Kitą juostelę gali sudaryti 3 šaltai baltos, 2 šiltos baltos ir 1 mėlynos spalvos šviesos diodas. (5 juostelė) Iki šiol tai būtų keturios saulėlydžio juostos. „Sunrise“galime panaudoti likusias tris juosteles su daugiausia šaltai baltais ir mėlynais šviesos diodais. Jei sujungsite 7 -ąjį ir 8 -ąjį įėjimus, saulėtekio metu taip pat galite naudoti 4 juosteles arba suteikti saulėlydžiui penktą juostą, kaip jums patinka. Galbūt pastebėjote, kad juostelėse, kuriose yra raudoni šviesos diodai, juostelėse yra daugiau šviesos diodų nei grynai baltų. Tai lemia raudonos ir baltos šviesos diodų minimalios įtampos skirtumas. Kadangi šviesos diodai yra tikrai ryškūs ir net pritemdantys juos iki 1% yra gana daug, apskaičiavau 1 juostelę su 3 raudonais, 2 geltonais ir šiltai baltais šviesos diodais. tik 5 mA srovės. Dėl to ši juostelė nėra tokia ryški kaip kitos, todėl tinka paskutinei saulėlydžio užuominai. Tačiau paskutiniam žvilgsniui aš taip pat turėjau suteikti šiai juostai UV šviesos diodą. Kaip apskaičiuoti šviesos diodus ir rezistorius: Šviesos diodams reikia tam tikros įtampos, kad veiktų, ir net darlingtono masyvas naudoja 0,7 V vienam kanalui savo tikslui, todėl apskaičiuoti rezistorių yra labai paprasta. FET praktiškai nesukelia įtampos nuostolių mūsų tikslams. Tarkime, mes dirbame 24 V maitinimo šaltiniu. Iš šios įtampos atimame visas vardines šviesos diodų įtampas ir 0,7 V masyvui. Tai, kas liko, turi naudoti rezistorius esant duotai srovei. Pažvelkime į pavyzdį: pirmoji juostelė: 5 raudonos, 2 geltonos, 1 šiltos baltos ir 1 uv šviesos diodai. Vienas raudonas šviesos diodas užima 2,1 V, taigi penki iš jų užima 10,5 V. Vienas geltonas šviesos diodas taip pat užima 2,1 V, taigi du iš jų - 4,2 V. Baltas šviesos diodas užima 3,6 V, UV šviesos diodas - 3,3 V, o matrica - 0,7 V. Dėl to 24V -10,5V - 4,2V - 3,6V - 3.3V - 0.7V = 1.7V, kurį turi naudoti tam tikras rezistorius. Jūs tikrai žinote Omo dėsnį: R = U/I. Taigi rezistorius, kuris naudoja 1,7 V esant 25 mA, turi 1,7 V/0,025 A = 68 omų vertę, kurią galima įsigyti elektroninėse parduotuvėse. Norėdami apskaičiuoti rezistoriaus naudojamą galią, tiesiog apskaičiuokite P = U * I, tai reiškia, kad P = 1,7V * 0,025A = 0,0425 W. Taigi šiam tikslui pakanka nedidelio 0,25 W rezistoriaus. Jei naudojate didesnę srovę arba norite sudeginti daugiau voltų rezistoriuje, gali tekti naudoti didesnę! Dėl šios priežasties 24 V maitinimo šaltinyje galite naudoti tik 6 aukštos įtampos baltos spalvos šviesos diodus. Tačiau ne visi šviesos diodai yra tikrai vienodi, gali būti didelių skirtumų tarp įtampos praradimo nuo LED iki LED. Taigi mes naudojame antrąjį potenciometrą (300?) Ir srovės matuoklį, kad galutinėje grandinėje kiekvienos juostos srovę sureguliuotume iki norimo lygio (25 mA). Tada mes išmatuojame rezistoriaus vertę ir tai turėtų mums duoti kažką apie apskaičiuotą vertę. Jei rezultatas yra tarp dviejų tipų, pasirinkite kitą didesnę vertę, jei norite, kad juostelė būtų šiek tiek tamsesnė, arba kitą mažesnę, kad juostelė būtų šiek tiek šviesesnė. Šviesos diodus sumontavau į akrilo stiklo plokštę, kurią pritvirtinau prie maitinimo šaltinio korpuso. Akrilo stiklą galima lengvai gręžti ir sulenkti, jei orkaitėje jis įkaitinamas iki maždaug 100 ° C. Kaip matote nuotraukose, prie šio ekrano pridėjau ir saulėtekio - saulėlydžio pasirinkimo jungiklį. Potenciometras ir atstatymo mygtukas yra plokštėje.

5 žingsnis: Programinės įrangos reguliavimas

Pikasai yra labai lengvai programuojami pagal tam tikrą pagrindinę pardavėjo tarmę. Redaktorius ir programinė įranga yra nemokami. Žinoma, tai taip pat galima užprogramuoti surinktuve tuščiams PIC arba „Atmel AVR“, tačiau tai buvo vienas iš pirmųjų mano projektų, išbandžius pikapus. Tuo tarpu aš dirbu prie geresnės versijos su keliais PWM AVR. Pikasai yra labai geri pradedantiesiems, nes reikalavimai aparatinei įrangai yra labai paprasti, o pagrindinę kalbą lengva išmokti. Turėdami mažiau nei 30 € galite pradėti tyrinėti nuostabų mikrovaldiklių pasaulį. Šios pigios mikroschemos (18M) trūkumas yra ribota RAM. Jei pasirinkote kitas funkcijas arba prijungiate „picaxe“kitaip, gali tekti pakoreguoti programą. Bet tikrai turėsite koreguoti perėjimus tarp atskirų juostų. Kaip matote sąraše, kintamasis w6 (žodinis kintamasis) veikia kaip kintamasis kintamasis ir kaip PWM parametras. Pasirinkus 4 kHz PWM dažnį, nuo 1% iki 99% darbo laiko vertės yra atitinkamai nuo 10 iki 990. Atlikus skaičiavimus, gaunamas beveik eksponentinis šviesos diodų ryškumo sumažėjimas arba padidėjimas. Tai optimaliausia, kai valdote šviesos diodus su PWM. Įjungiant arba išjungiant vieną juostą, tai kompensuoja programinė įranga, pakeisdama PWM vertę. Pavyzdžiui, pažvelkime į saulėlydį. Iš pradžių 0, 4 ir 5 išėjimai perjungiami aukštai, tai reiškia, kad atitinkamos juostos įjungiamos per ULN2803A. Tada kilpa sumažino ryškumą, kol kintamasis w6 yra mažesnis nei 700. Šiuo metu pin0 yra perjungiamas žemai, o pin2 - aukštam. Naujoji w6 vertė nustatyta į 900. Tai reiškia, kad lempa su 0, 4 ir 5 juostelėmis, esant 700 PWM lygiui, yra beveik tokia pat ryški kaip lempa su 2, 4 ir 5 juostelėmis, esant 800 PWM lygiui. šias vertes turite išbandyti ir išbandyti įvairias vertes. Stenkitės likti kažkur per vidurį, nes per daug užgesinus lempą pirmoje kilpoje, antroje kilpoje daug nepadarysite. Tai sumažins spalvos keitimo efektą. Norėdami koreguoti PWM nustatymus, naudoju paprogramę, kuri taip pat naudoja w5 reikšmę, kad pristabdytų programą. Šiuo metu žaidime atsiranda greitis. Tik paleidimo metu potenciometras tikrinamas ir vertė išsaugoma w5. Žingsnių skaičius kiekvienoje programos cikle yra fiksuotas, tačiau pakeitus w5 reikšmę nuo 750 iki maždaug 5100, kiekvieno žingsnio pauzė keičiasi nuo 0,75 s iki 5 s. Kiekvienos kilpos žingsnių skaičių taip pat galima koreguoti keičiant eksponentinio nuokrypio arba padidėjimo trupmeną. Tačiau įsitikinkite, kad nenaudojate mažų trupmenų, nes kintamasis w6 visada yra sveikasis skaičius! Jei 99/100 naudotumėte kaip trupmeną ir pritaikytumėte 10 reikšmei, dešimtainiais skaičiais gausite 9,99, bet vėl 10 sveikųjų skaičių. Taip pat atminkite, kad w6 negali viršyti 65325! Norėdami pagreitinti bandymus, pabandykite pakomentuoti eilutę su w5 = 5*w5, tai paspartins programą 5 kartus!:-)

6 žingsnis: įrengimas miegamajame

Padėjau saulėlydžio lempą ant nedidelės spintelės vienoje kambario pusėje, kad šviesa spindėtų iki lubų. Laikrodžio laikrodžiu įjungiu lempą 20 minučių prieš žadintuvo skambėjimą. Tada lempa automatiškai paleidžia saulėtekio programą ir lėtai mane pažadina. Vakare įjungiu laikmačio laikrodžio miego laikmačio funkciją ir įjungiu lemputę įjungus saulėlydžio jungiklį. Prasidėjus programai, aš iškart grįžtu prie saulėtekio kitam rytui. Tada mėgaujuosi asmeniniu saulėlydžiu ir netrukus užmiegu.

7 žingsnis: pakeitimai

Keisdami jungiklį mygtuku, turite persijungti į saulėlydžio dalį, įjungdami tam tikrą programos pertrauką. Norėdami pakeisti maitinimo įtampą, turite perskaičiuoti atskiras šviesos diodų juosteles ir rezistorius, nes su 12 V galite valdyti tik 3 baltus šviesos diodus ir jums taip pat reikia kito rezistoriaus. Išeitis būtų naudoti pastovios srovės šaltinius, tačiau jie gali jums kainuoti šiek tiek pinigų ir naudoti dar kelias dešimtis voltų reguliavimui. Naudodami 24 V, vienoje juostoje galite įjungti daug šviesos diodų, kad būtų galima valdyti tą patį šviesos diodų kiekį su 12 V maitinimo šaltiniu, šviesos diodai turi būti atskirti dviem juostomis, kurios naudojamos lygiagrečiai. Kiekvienai iš šių dviejų juostų reikia savo rezistoriaus, o per šį kanalą sukaupta srovė padidėjo daugiau nei dvigubai. Taigi matote, kad nėra prasmės visus šviesos diodus maitinti 5 V įtampa, o tai būtų patogu, tačiau srovė pakiltų iki nesveiko lygio, o reikalingas rezistorių kiekis taip pat šoktelėtų. Norėdami naudoti didelės galios šviesos diodus su ULN2803 tvarkykle, galite sujungti du kanalus, kad būtų geriau valdomas šiluma. Tiesiog prijunkite du įėjimus kartu prie vieno mikrovaldiklio kaiščio ir du išėjimus vienoje didelės galios LED juostelėje. Ir atminkite, kad kai kurios didelės galios šviesos diodų dėžės turi savo nuolatinės srovės grandinę ir gali būti neužtemdytos PWM elektros linijoje! Šioje sąrankoje visos dalys yra toli nuo bet kokių apribojimų. Jei pastumiate daiktus į kraštą, gali kilti šiluminių problemų su FET arba darlingtono masyvu. Ir, žinoma, niekada nenaudokite 230 V kintamosios arba 110 V kintamosios srovės, kad važiuotumėte šia grandine !!! Kitas mano žingsnis po šios instrukcijos yra prijungti mikrovaldiklį su trimis aparatinės įrangos PWM, kad būtų galima valdyti didelės galios RGB tašką.

Taigi linksminkitės ir mėgaukitės privataus saulėlydžio ir saulėtekio privilegijomis.