Dihanje božičnega drevesa - krmilnik božične luči Arduino: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Ni dobra novica, da se je krmilna omarica mojega 9-metrskega vnaprej osvetljenega umetnega božičnega drevesa zlomila pred božičem ， in proizvajalec ne dobavlja nadomestnih delov. Ta nepremagljiv prikaz prikazuje, kako narediti, da lastni gonilnik in krmilnik LED luči uporabljata Arduino in L298N Motor Driver, z več vizualnimi učinki, vključno z vzorcem 'dihanja', s katerim božično drevo spet oživi.

Drevo, ki ga imam, je LED božična drevesa, ki spreminjajo barvo in jih izdeluje GE, z naslednjimi izbirami luči: 1) jasne LED luči, 2) večbarvne LED luči, 3) izmenično iz prozornih v več. Drevo nadzoruje svetlobni krmilnik, ki ga napaja 29 V DC napajalnik. Kako deluje sprememba barve? Razstavil sem krmilno omarico, izkazalo se je, da je vsaka žarnica sestavljena iz jasne LED in barvne LED, povezane vzporedno, vendar s obrnjeno polarnostjo. Odvisno od polarnosti dobavljenega enosmernega napajanja bo zasvetila bodisi prozorna LED ali barvna LED, kar bo zagotovilo učinek spreminjanja barve le z dvema napajalnima vodiloma. V mojem primeru so se tranzistorji v H-mostu znotraj krmilne omarice kratko spojili in tudi napajalni modul je poškodovan. Da bi drevo spet delovalo, moram najti 29V DC napajalnik in uspeti preklopiti polarnost na LED. To je enaka naloga kot nadzor smeri in hitrosti enosmernih motorjev. Z malo programiranja je mogoče tudi spremeniti jakost svetlobe in ustvariti dodatne vizualne učinke, kot je »dihanje«.

1. korak: Deli

Krmilnik svetlobe je sestavljen iz dveh delov:

1. 29V DC napajalnik
2. Krmilno vezje, ki spreminja barvo in svetlost LED-luči z menjavo polarnosti enosmerne moči s PWM (Pulse-width Modulation).

Drevo potrebuje 29 -voltni vir energije s kapaciteto približno 500 mA. Težko je najti 29V DC napajalnik z nizko porabo energije. Za pretvorbo 12V DC v 29V DC sem uporabil povečevalni napajalni modul XL6009. Za podrobnosti o modulih XL6009 je koristen članek z navodili.

Za nadzor luči sem uporabil krmilnik motorja L298N s H-mostom, ki ga upravlja plošča Arduino Nano. L298N je sestavljen iz dveh enakih H-mostov, ki imata največ 2 ampera in sta v tem primeru idealna za uporabo.

Ker je modul LN298N pod napetostjo 29 V DC, je treba vgrajeno napajanje 5 V onemogočiti (odstranite majhen mostiček za omogočanje 5 V) in ga napajati z zunanjim napajanjem 5 V. Uporabil sem pretvornik LM2596 DC v DC za pretvorbo 12V DC v 5V za napajanje LM298N in plošče Arduino Nano. Modula XL6009 in LM2596 sta si zelo podobna, priporočljivo je, da izhodno napetost nastavite ločeno pred končno montažo svetlobnega krmilnega modula in jasno označite žice.

Za priključitev komponent sem uporabil mostične žice Dupont ali 16-18 AWG nasedle žice.

Poleg tega boste potrebovali nekaj žic in vijakov ter dostop do 3D tiskalnika za tiskanje ohišja in spajkalnik.

2. korak: Elektronika in ožičenje

Ožičenje je preprosto. Ko so napajalni moduli nastavljeni na želeno napetost, priključite 29V na priključke za napajanje na motorju modula L298N, označene kot GND in +12V, ter priključek GND in 5V na modulu L298N na ustrezne nožice na Arduino Nano deska. Prav tako priključite napajanje +5V iz modula LM2596 na iste sponke GND in +5V za napajanje logičnega dela vezja. Nato priključite Arduino Nano na L298N na naslednji način:

Pin 9 IN1

Pin 8 IN2

Pin 10 ENA

Na koncu LED luči priključite na izhod A na modulu L298N.

3. korak: Programiranje

Priložena je vzorčna skica Arduino z učinkom 'dihanja'. Kodo lahko spremenite tako, da spremenite frekvenco ali dodate dodatne vzorce in svetlobne učinke.

4. korak: Natisnite ohišje krmilnika svetlobe

Spodaj so datoteke STL za ohišje, vse dele sem natisnil s 25% polnitvijo. Vse elektronske komponente namestite v škatlo z uporabo samoreznih vijakov M2x5 mm in sestavite škatlo.