Жарықдиодты шамдармен күннің шығуы мен батуы: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:29

Сіз білесіз, қыста тұру қиын, өйткені сыртта қараңғы, ал сіздің денеңіз түн ортасында оянбайды. Сондықтан сіз жарықпен оянатын оятқышты сатып ала аласыз. Бұл құрылғылар бірнеше жыл бұрынғыдай қымбат емес, бірақ олардың көпшілігі шынымен ұсқынсыз көрінеді. Екінші жағынан, көбінесе жұмыстан келгенде қараңғы болады. Сонымен, күннің батуы да жойылды. Қыс қайғылы сияқты, солай емес пе? Бірақ бұл нұсқаулық оқырмандар үшін емес. Бұл сізге пикаксе микроконтроллерінен, кейбір жарық диодтарынан және басқа да бірнеше бөліктерден күннің шығуы мен күннің батуын біріктіруді түсіндіреді. Жарық диодтары сапасына қарай 5-10 еуроға тұруы мүмкін, ал қалған бөліктер 20 евродан аспауы керек. 30 евродан аз болса, сіз шынымен пайдалы және жақсы нәрсе жасай аласыз, және бұл нұсқаулық сізге оны қалай қалпына келтіру керектігін түсіндіріп қана қоймай, оны жеке қалауыңыз бойынша өзгертуді көрсетеді.

1 -қадам: Бізге қажет заттар

Сізге мыналар қажет: o12V немесе 24В қуат көзі o1 Picaxe 18M (немесе кез келген басқа микроконтроллер) https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ 3,5 мм телефон ұясына арналған розеткадан немесе кез келген басқа сериялық порттан микроконтроллерге қосылу o1 пиксация түймесін және 1 қосқыш-қосқышты немесе конденсаторлары бар o1 IC7805 2 түймешігін бағдарламалау үшін, бұл бізді 12V немесе 24V 5V-ге айналдырады, бізге o1 IC ULN2803A микроконтроллерін басқару қажет. TTL деңгейіндегі шығуларға тікелей қолдануға арналған Дарлингтон транзисторлық массиві. Баламалы түрде резисторлары бар 8 жалғыз Дарлингтон-транзисторды қолданыңыз, бірақ ол стандартты BC547-транзисторлармен жұмыс істейді. o1 IRF520 сияқты жоғары қуатты FET немесе BD649 сияқты басқа да Power-Darlington транзисторлары, қызыл, сары, ақ, жылы ақ, көк және ультракүлгін сияқты түрлі түсті жарық диодтары. Қосымша ақпарат алу үшін 4 -қадамды оқыңыз. o1 10к & -потенциометр, ұзын тұтқасы бар жақсырақ o1 300 &-потенциометр тестілеу үшін o Кейбір резисторлар, кейбір кабельдер, тізбекті құруға арналған тақта және, әрине, токтарды өлшеуге арналған дәнекерлеуші темір. қажет Қолданыстағы қуат көзіне байланысты сізге қосымша қосқыштар мен светодиодтар үшін корпус қажет болуы мүмкін. Мен қуат көзінің корпусына бекітілген акрилді тақтаны қолдандым. D-қосқышы бар ескі компьютерлік тышқандарда пикаксті бағдарламалау үшін пайдаланылатын телефон ұясының кабелінің жақсы алмастырушысын табуға болады. Пикаксалар мен басқа да пайдалы заттарды мына жерден сатып алуға болады: https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ Қалғандары үшін жергілікті дилермен танысыңыз.

2-қадам: схеманың орналасуы

ULN2803A-бұл дарлингтон массиві, оның шығысында микроконтроллерден UNL2803A кірісіне тікелей қосылу үшін кіріс жағында қолайлы резисторы бар 8 жеке дарлингтон-драйверден тұрады. Егер кіріс микроконтроллерден жоғары деңгейге (5В) түссе, онда шығыс GND -ге қосылады. Бұл кірістегі жоғары жарық диодты жолақты жарықтандырады дегенді білдіреді. Әрбір арнаны 500 мА дейінгі токпен пайдалануға болады. 5мм стандартты ультра жарық диодты шамдар әдетте бір жолаққа 25-30мА пайдаланады, ал олардың сегізі FET-ке тек 200-250мА кернеумен әсер етеді, сондықтан сіз кез келген маңызды нүктеден алыссыз. Сіз тіпті ояту жарығы үшін қуатты 5 Вт жарықдиодты пайдалану туралы ойлануыңыз мүмкін. Олар әдетте 12 В кернеуінде 350 мА пайдаланады және оны осы массив басқаруы мүмкін. «S1» батырмасы-микроконтроллерді қалпына келтіру батырмасы. «S2» қосқышы күннің батуы мен таңның таңдалуы. Сіз оны батырмамен ауыстыра аласыз және бағдарламаның үзілуімен күннің батуын белсендіре аласыз. R11 потенциометрі жылдамдықты таңдаушы ретінде әрекет етеді. Біз потенциометрдің позициясын оқу үшін ADC пикаксасын қолданамыз және бұл мәнді уақыт шкаласы ретінде қолданамыз. Суретте мен 7 жеке транзистормен (BC547C) салынған бірінші тақтаны және оларды басқаратын резисторды көрсетеді. Мен тізбекті құрған кезде ULN2803 жоқ еді, енді мен басқа бөліктерді жоғалтып алдым. Сондықтан мен сізге түпнұсқалық орналасуды көрсетуді шештім, сонымен қатар макетті жаңа драйвер массивімен қамтамасыз етуді шештім.

3 -қадам: Күннің батуы қалай көрінеді?

Нағыз күннің батуын көргенде жарықтың түсі уақыт өте келе өзгеретінін түсінуге болады. Ашық ақ түстен күн көкжиекте болған кезде ашық сарыға, одан кейін орташа қызғылт сарыға дейін, қою қызылға, сосын ақшыл көкшіл жарқырауға ауысады, содан кейін қараңғылық пайда болады. Күннің батуы құрылғының ең қиын бөлігі болады, себебі сіз оны толық санамен қарайсыз және кішкене қателіктер сізді тітіркендіреді. Күннің шығуы - бұл бірдей бағдарлама, бірақ сіз таңертең ұйықтап жатқанда, біз түстер туралы көп уайымдамаймыз. Күн батқаннан кейін сіз күн сәулесінен бастағыңыз келмеуі мүмкін, бірақ таңертең жарық диодты барынша пайдалану маңызды. Күннің шығуы мен батуы үшін әр түрлі реттіліктер болуы ыңғайлы, бірақ сіз өзіңізге ұнайтын нәрсені тексере аласыз, бірақ бағдарламадағы бұл айырмашылықтар бізді екі бағдарламаның да жарық диодтарының әр түрлі таңдауына әкелуі мүмкін.

4 -қадам: Жарық диодтарын таңдау және резисторларды есептеу

Жарық диодтарын таңдау - бұл нұсқаулықтың шығармашылық бөлігі. Сонымен, келесі мәтін - бұл мен сізге ұсыныс. Өзгерту мен өзгертуге ерініңіз, мен сізге мұны қалай жасау керектігін айтамын. Сондықтан менің ұсынысым - әр жолақта барлық түстің жарық диодтары бар, бірақ олардың саны өзгереді. Егер біз күннің батуы өзгергенін елестететін болсақ, онда бірінші жолақта көптеген қызыл жарық диодтар болады, мүмкін бір ақ, көк және ультракүлгін. Сонымен, 5 қызыл, 2 сары, 1 жылы ақ және 1 ультракүлгін делік. Егер сізге ұнайтын болса, қызыл немесе сары жарық диодтарының бірін қызғылт сарыға ауыстыруға болады (схемада 2 -жолақ) Келесі жарқын жолақ сарыға ауыстырылған бірнеше қызыл шамға ие болады. Айталық, 2 қызыл, 5 сары және 2 жылы ақ (схемада 3 -жолақ) Келесі жолақтарда тағы бірнеше қызыл түстер сарыға, тіпті ақ түске ауыстырылады. Айталық, 1 қызыл, 1 сары, 4 жылы ақ және 1 көк. (жолақ 4 схемада) Келесі жолақ 3 суық ақ, 2 жылы ақ және 1 көк жарық диодтан тұруы мүмкін. (5 -жолақ) Бұл күн батуы үшін әзірге төрт жолақ болар еді. Күннің шығуы үшін біз негізінен суық ақ және көк жарық диодтары бар қалған үш жолақты қолдана аламыз. Егер сіз 7 -ші және 8 -ші кірісті қоссаңыз, сіз күннің шығуы үшін 4 жолақты қолдана аласыз немесе күннің батуына қалауыңыз бойынша бесінші жолақты бере аласыз. Сіз қызыл жарық диодтары бар жолақтарда ақ түсті светодиодтарға қарағанда бір жолаққа көбірек жарық диодтары бар екенін байқаған боларсыз. Бұл қызыл және ақ жарық диодтарының минималды кернеуінің айырмашылығынан туындайды. Светодиодтар шынымен жарқын және тіпті оларды 1% -ға дейін азайту өте көп болғандықтан, мен 1 -жолақты 3 қызыл, 2 сары және жылы ақ диодты шаммен есептедім. тек 5мА ток. Бұл бұл жолақты басқалар сияқты жарқын етпейді, сондықтан күннің батуына соңғы рет сәйкес келеді. Бірақ мен бұл жолаққа УК-светодиодты да соңғы рет беруім керек еді. Светодиодтар мен резисторларды қалай есептеу керек: Светодиодтар жұмыс істеу үшін белгілі бір кернеуді қажет етеді, тіпті Дарлингтон массиві де өз арнасы үшін 0,7В кернеуді пайдаланады., сондықтан резисторды есептеу өте қарапайым. FET іс жүзінде біздің мақсаттар үшін кернеудің жоғалуына әкелмейді. Мысалы, біз 24 В қуат көзінен жұмыс жасаймыз. Осы кернеуден біз светодиодтар үшін барлық номиналды кернеулерді және массив үшін 0,7В шығарамыз. Берілген ток кезінде резистор қалуы керек. Мысалды қарастырайық: бірінші жолақ: 5 қызыл, 2 сары, 1 ақ ақ және 1 ультрафиолет. Бір қызыл жарық диодты 2,1В қабылдайды, сондықтан олардың бесеуі 10,5 Бір сары жарық диоды да 2,1 В алады, сондықтан олардың екеуі 4,2 В алады. Ақ жарық диод 3,6 В, ультрафиолет диод 3,3 В және 0,7 В массивін алады, бұл 24 В -10,5 В - 4,2 В - 3,6 В құрайды. 3.3V - 0.7V = 1.7V, оны кейбір резистор қолдануы керек. Сіз Ом заңын білесіз: R = U/I. 25мА -да 1,7В кернеуді қолданатын резистордың электронды дүкендерде бар 1.7V/0.025A = 68 Ом мәні бар. Резистор пайдаланатын қуатты есептеу үшін P = U * I есептеңіз, бұл P = 1,7 В * 0,025А = 0,0425 Вт білдіреді, сондықтан бұл үшін 0,25 Вт шағын резистор жеткілікті. Егер сіз жоғары токты қолдансаңыз немесе резисторға көбірек вольтты жағуды қаласаңыз, сізге үлкенірек кернеу қажет болуы мүмкін! 24 вольтты ақ жоғары жарықдиодты жарықдиодты тек 6 жұмыс істей алатындығыңыздың себебі, бірақ барлық светодиодтар бірдей емес, светодиодтан светодиодқа дейінгі кернеудің жоғалуында үлкен айырмашылықтар болуы мүмкін. Сонымен, біз екінші потенциометрді (300?) Және ток өлшегішті қолданып, әр тізбектің ағымын соңғы тізбектегі қажетті деңгейге (25мА) теңшейміз. Содан кейін біз резистордың мәнін өлшейміз және бұл бізге есептелген мәннің айналасында бір нәрсе беруі керек. Егер нәтиже екі түрдің арасында болса, онда жолақтың сәл күңгірт болуын қаласаңыз, келесі жоғары мәнді таңдаңыз немесе жолақ сәл ашық болуы керек. Мен светодиодты акрил шыны тақтаға орнаттым, оны қуат көзінің корпусына бекіттім. Акрил шыны пеште шамамен 100 ° C дейін қыздырылған жағдайда оңай бұрғыланады және бүгіледі. Суреттерде көріп тұрғандай мен бұл дисплейге күннің шығуы мен батуын таңдау қосқышын қостым. Потенциометр мен қалпына келтіру түймесі схемада орналасқан.

5 -қадам: Бағдарламалық жасақтаманы реттеу

Пикакстарды жеткізушінің кейбір негізгі диалектісі өте оңай бағдарламалайды. Редактор мен бағдарламалық қамтамасыз ету ақысыз. Әрине, мұны бос PIC немесе Atmel AVR үшін ассемблерде бағдарламалауға болады, бірақ бұл пикакстарды тексергеннен кейінгі алғашқы жобаларымның бірі болды. Осы уақытта мен AVR -де бірнеше PWM көмегімен жақсы нұсқада жұмыс жасаймын. Пикакс жаңадан бастаушылар үшін өте қолайлы, себебі аппараттық құралдарға қойылатын талаптар өте қарапайым және негізгі тілді үйренуге оңай. 30 евродан төмен сіз микроконтроллерлердің керемет әлемін зерттей бастай аласыз. Бұл арзан чиптің (18М) жетіспеушілігі - жедел жады. Егер сіз басқа мүмкіндіктерді таңдасаңыз немесе пикаксті басқаша қоссаңыз, сізге бағдарламаны реттеу қажет болуы мүмкін. Бірақ жеке жолақтар арасындағы ауысуларға түзетулер енгізу қажет болады. Көріп отырғаныңыздай, листингте w6 айнымалысы (сөз ауыспалы) қарсы айнымалы және PWM параметрі ретінде әрекет етеді. Таңдалған PWM-жиілігі 4 кГц кезінде жұмыс уақытының 1% -дан 99% -ға дейінгі мәндері сәйкесінше 10-нан 990-ға дейін болады. Есептеулерде біз жарық диодты жарықтылықтың экспоненциалды төмендеуін немесе жоғарылауын аламыз. Бұл PWM көмегімен жарықдиодты басқару кезінде оңтайлы. Бір жолақты қосу немесе өшіру кезінде бұл бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы PWM мәнін өзгерту арқылы өтеледі. Мысалы, күннің батуына қарайық. Бастапқыда 0, 4 және 5 шығысы жоғары қосылады, бұл сәйкес жолақтар ULN2803A арқылы қосылады. Содан кейін цикл жарықтығын w6 айнымалысы 700 -ден кіші болғанша төмендетеді. Бұл кезде pin0 төмен, ал pin2 жоғары ауысады. W6 жаңа мәні 900-ге орнатылды. Бұл PWM деңгейіндегі 0, 4 және 5 жолағы бар шам PWM 800 деңгейіндегі 2, 4 және 5 жолақтары бар шамға ұқсас шамалы екенін білдіреді. бұл мәндерді тексеріп, басқа мәндерді сынап көру керек. Ортада қалуға тырысыңыз, себебі бірінші циклдегі шамды тым көп өшіргенде, екінші циклде көп нәрсе жасай алмайсыз. Бұл түс өзгерту әсерін азайтады. PWM параметрлерін реттеу үшін мен бағдарламаны кідірту үшін w5 мәнін қолданатын кіші бағдарламаны қолдандым. Бұл кезде ойынға жылдамдық келеді. Тек іске қосу кезінде потенциометр тексеріледі және мән w5-те сақталады. Бағдарламаның әр цикліндегі қадамдар саны бекітілген, бірақ w5 мәнін 750 -ден 5100 -ге дейін өзгерту арқылы әр қадамдағы үзіліс 0,75 секундтан 5 секундқа өзгереді. Әр циклдегі қадамдар саны экспоненциалды төмендету немесе үлестіру үшін бөлшекті өзгерту арқылы реттелуі мүмкін. Бірақ кішкене бөлшектерді пайдаланбауды ұмытпаңыз, себебі w6 айнымалысы әрқашан бүтін сан! Егер сіз 99/100 санын бөлшек ретінде қолдансаңыз және оны 10 мәніне қолдансаңыз, онда сізге 9,99 ондық бөлшектерде, бірақ тағы 10 бүтін сандарда беріледі. Сондай -ақ, w6 65325 аспауы мүмкін екенін есте сақтаңыз! Тестілеуді жылдамдату үшін w5 = 5*w5 жолын түсіндіруге тырысыңыз, бұл бағдарламаны 5 есе жылдамдатады!:-)

6 -қадам: жатын бөлмеге орнату

Мен күн бататын шамды бөлменің бір жағындағы кішкене шкафқа қойдым, сонда төбеге жарық түседі. Таймердің сағаты бойынша мен шамды оятқыш басталғанға дейін 20 минут бұрын қосамын. Содан кейін шам күннің шығуын автоматты түрде бастайды және мені баяу оятады. Кешке мен таймер сағатының ұйқы-таймер функциясын қосамын және күн батқан кезде қосқышпен шамды қосамын. Бағдарлама басталғаннан кейін мен бірден күннің шығуына ауысамын, келесі күні таңертең. Содан кейін мен күннің батуын ұнатамын және көп ұзамай ұйықтап кетемін.

7 -қадам: Өзгерістер

Ауыстырып-қосқышты батырмамен ауыстырған кезде, бағдарламаның кейбір үзілуін қосу арқылы күннің бату бөлігіне ауысу керек. Қоректену кернеуін өзгерту үшін жеке жарық диодты жолақтар мен резисторларды қайта есептеу қажет, себебі 12В кернеуімен сіз тек 3 ақ жарық диодты жүргізе аласыз және сізге басқа резистор қажет. Шешім тұрақты ток көздерін пайдалану болып табылады, бірақ бұл сізге бірнеше доллар жұмсап, реттеу үшін тағы бірнеше ондаған вольтты қолдануы мүмкін. 24В көмегімен сіз көптеген жарық диодты бір жолақта жүргізе аласыз, 12В кернеуі бар бірдей жарықдиодты басқару үшін, жарық диодты параллель қолданылатын екі жолаққа бөлу керек. Бұл екі жолақтың әрқайсысына өзінің резисторы қажет және осы канал арқылы жинақталған ток екі еседен астам өсті. Көрдіңіз бе, барлық жарықдиодты 5В -пен басқарудың мағынасы жоқ, бұл ыңғайлы болар еді, бірақ ток зиянды деңгейге көтеріледі және резисторлардың қажетті мөлшері де күрт өседі. ULN2803 драйверімен жоғары қуатты жарықдиодты пайдалану үшін жылуды жақсы басқару үшін екі арнаны біріктіруге болады. Екі кірісті бір микроконтроллер түйрегіне және екі қуатты бір қуатты жарықдиодты жолаққа жалғаңыз. Есіңізде болсын, кейбір жоғары қуатты жарықдиодты нүктелер өздерінің тұрақты ток тізбегімен келеді және электр желісінде PWM арқылы өшпеуі мүмкін! Бұл қондырғыда барлық бөліктер кез келген шектеулерден алыс. Егер сіз заттарды шетіне қарай итерсеңіз, FET немесе Дарлингтон массивінде жылулық проблемалар туындауы мүмкін. Әрине, бұл тізбекті қозғау үшін ешқашан 230 В немесе 110 В айнымалы токты пайдаланбаңыз !!! Менің нұсқаулықтан тыс келесі қадамым-жоғары қуатты RGB-нүктесін басқару үшін үш аппараттық PWM бар микроконтроллерді қосу.

Сонымен, күннің батуы мен шығуына жеке көңіл көтеріңіз.