Një llambë e lindjes dhe perëndimit të diellit me LED: 7 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:35

E dini, në dimër është e vështirë të ngrihesh, sepse jashtë është errësirë dhe trupi yt thjesht nuk do të zgjohet në mes të natës. Kështu që ju mund të blini një orë me zile që ju zgjon me dritë. Këto pajisje nuk janë aq të shtrenjta sa disa vite më parë, por shumica e tyre duken vërtet të shëmtuara. Nga ana tjetër, shumicën e kohës është gjithashtu errësirë kur ktheheni në shtëpi nga puna. Kështu perëndimi i madh i diellit gjithashtu është zhdukur. Dimri duket i trishtuar, apo jo? Por jo për lexuesit e këtij udhëzuesi. Ju shpjegon se si të ndërtoni një llambë të kombinuar të lindjes dhe perëndimit të diellit nga një mikrokontrollues pikas, disa LED dhe disa pjesë të tjera. LEDs mund t'ju kushtojnë 5-10 Euro në varësi të cilësisë dhe pjesët e tjera nuk duhet të bëjnë më shumë se 20 Euro. Pra, me më pak se 30 Euro mund të ndërtoni diçka vërtet të dobishme dhe të këndshme. Dhe kjo e udhëzueshme jo vetëm që do t'ju shpjegojë se si ta rindërtoni këtë, por gjithashtu do t'ju tregojë se si ta modifikoni atë sipas preferencave tuaja individuale.

Hapi 1: Gjërat që na duhen

Ju duhen këto gjëra: furnizimi me energji o12V ose 24V o1 Picaxe 18M (ose ndonjë mikrokontrollues tjetër) nga https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ prizë oA për një prizë telefoni 3.5 mm, ose ndonjë tjetër lidhja nga porti serik me mikrokontrolluesin për të programuar butonin e zgjedhjes o1 dhe 1 çelës, ose 2 butona shtypi o1 IC7805 me kondensatorë, kjo na konverton 12V ose 24V në 5V që na nevojitet për të operuar mikrokontrolluesin o1 IC ULN2803A, Kjo është një grup transistorësh Darlington për përdorim të drejtpërdrejtë në daljet e nivelit TTL. Përndryshe përdorni 8 Darlington-Transistorë të vetëm me rezistorë të përshtatshëm, por gjithashtu punon me transistorët standardë BC547. o1 FET me fuqi të lartë si IRF520, ose ndonjë transistor tjetër Power-Darlington si BD649 o Një bandë e tërë LED, ngjyra të ndryshme si e kuqe, e verdhë, e bardhë, e bardhë e ngrohtë, blu dhe ultravjollcë. Lexoni hapin 4 për informacione të mëtejshme. o1 10k & -potentiometër, e preferueshme me një çelës të gjatë o1 300 &-potenciometër për qëllime testimi o Disa rezistenca, disa kabllo, një dërrasë për të ndërtuar qarkun dhe natyrisht një mjet saldimi oA për matjen e rrymave do të ishte gjithashtu i dobishëm, por nuk është absolutisht e nevojshme Në varësi të burimit të energjisë që përdorni mund të keni nevojë për lidhje shtesë dhe një kuti për LED-të. Kam përdorur një tabelë akrilike të cilën e kam fiksuar në strehimin e Furnizimit me energji elektrike. Në kompjuterët e vjetër me kompjuterë me lidhës D-Sub mund të gjeni një zëvendësues të mirë për kabllon e prizës së telefonit që përdoret për të programuar pikazën. Pikakset dhe shumë gjëra të tjera të dobishme mund të blihen këtu: https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/Për pjesën tjetër thjesht shikoni shitësin tuaj lokal.

Hapi 2: Paraqitja e qarkut

ULN2803A është një grup darlington, i përbërë nga 8 drejtues individualë darlington me rezistorë të përshtatshëm në anën e hyrjes, në mënyrë që të mund të lidhni drejtpërdrejt daljen nga mikrokontrolluesi me hyrjen e UNL2803A. Nëse hyrja merr një nivel të lartë (5V) nga mikrokontrolluesi, atëherë dalja do të lidhet me GND. Kjo do të thotë që një lartësi në hyrje do të ndriçojë shiritin përkatës LED. Çdo kanal mund të përdoret me një rrymë deri në 500mA. LED standarde ultrabright 5 mm zakonisht përdorin 25-30mA për shirit dhe madje tetë prej tyre do të theksojnë FET vetëm me 200-250mA, kështu që jeni shumë larg nga çdo pikë kritike. Ju madje mund të mendoni për përdorimin e LED -ve me fuqi të lartë 5W për dritën e zgjimit. Ata zakonisht përdorin 350mA në 12V dhe gjithashtu mund të nxiten nga ky grup. Butoni "S1" është butoni i rivendosjes për mikrokontrolluesin. Çelësi "S2" është përzgjedhësi i perëndimit të diellit ose agimit. Ju gjithashtu mund ta zëvendësoni atë me një buton dhe aktivizoni perëndimin e diellit nga një ndërprerje në softuer. Potenciometri R11 vepron si një përzgjedhës i shpejtësisë. Ne përdorim aftësinë e pikave ADC për të lexuar pozicionin e potenciometrit dhe për ta përdorur këtë vlerë si afat kohor. Fotografia tregon tabelën e parë që kam ndërtuar me 7 transistorë individualë (BC547C) dhe rezistorët për t'i drejtuar ato. Unë nuk kisha ULN2803 në kohën kur ndërtova qarkun, dhe tani më mungojnë disa pjesë të tjera. Kështu që vendosa t'ju tregoj paraqitjen origjinale, por gjithashtu të siguroj paraqitjen me grupin e ri të drejtuesve.

Hapi 3: Si duket perëndimi i diellit?

Kur vëzhgoni një perëndim të vërtetë të diellit, mund të kuptoni se ngjyra e dritës po ndryshon me kalimin e kohës. Nga një e bardhë e ndritshme kur dielli është akoma mbi horizont ajo ndryshon në një të verdhë të ndritshme pastaj në një portokalli mesatare pastaj në një të kuqe të errët dhe pas kësaj një shkëlqim të ulët të kaltërosh të bardhë, atëherë ka errësirë. Perëndimi i diellit do të jetë pjesa më e vështirë e pajisjes sepse e shikoni me vetëdije të plotë dhe gabimet e vogla janë mjaft të bezdisshme. Sunrise është kryesisht i njëjti program i përmbysur, por ndërsa jeni ende në gjumë kur fillon lindja e diellit, ne nuk duhet të shqetësohemi shumë për ngjyrat. Dhe duke filluar perëndimin e diellit kur shtriheni, mund të mos dëshironi të filloni me diell të ndritshëm, por në mëngjes është e rëndësishme të përfitoni sa më shumë nga LED -të. Pra, është e përshtatshme që të kemi sekuenca të ndryshme për lindjen dhe perëndimin e diellit, por ju jeni të lirë të provoni gjithçka që ju pëlqen sigurisht! Por këto dallime në programe, mund të na çojnë në një përzgjedhje të ndryshme të LED -ve për të dy programet.

Hapi 4: Zgjedhja e LED -ve dhe llogaritja e rezistencave

Përzgjedhja e LED -ve është pjesa krijuese e këtij udhëzimi. Pra, teksti i mëposhtëm është vetëm një sugjerim nga unë për ju. Ndjehuni të lirë t'i ndryshoni dhe ndryshoni ato, unë do t'ju tregoj se si ta bëni këtë. Ngjyrat: isshtë e vështirë të ndizni ose fikni pa probleme një shirit me LED të një ngjyre krejtësisht të re. Kështu që rekomandimi im është që çdo shirit të përmbajë LED të të gjitha ngjyrave, por në sasi të ndryshueshme. Nëse imagjinojmë perëndimin e diellit të përmbysur, brezi i parë do të përmbajë shumë LED të kuq dhe ndoshta një të bardhë, një blu dhe një UV. Pra, le të themi 5 të kuqe, 2 të verdha, 1 të bardhë të ngrohtë dhe 1 UV. Nëse ju pëlqen ju mund të zëvendësoni një nga LED -të e kuqe ose të verdhë me një ngjyrë portokalli (Shiriti 2 në skemë) Shiriti tjetër më i ndritshëm do të ketë disa të kuqe të zëvendësuara me ato të verdha. Le të themi 2 të kuqe, 5 të verdha dhe 2 të bardha të ngrohta (shiriti 3 në skemë) Në shiritat e ardhshëm disa të tjera të kuqe do të zëvendësohen me ato të verdha apo edhe të bardha. Le të themi 1 të kuqe, 1 të verdhë, 4 të bardhë të ngrohtë dhe 1 blu. (shiriti 4 në skemë) Shiriti tjetër mund të përbëhet nga 3 të bardhë të ftohtë, 2 të bardhë të ngrohtë dhe 1 LED blu. (shiriti 5) Këto do të ishin katër shirita për perëndimin e diellit deri më tani. Për Sunrise ne mund të përdorim tre shirita të mbetur me LED kryesisht të ftohtë të bardhë dhe blu. Nëse lidhni hyrjen e shtatë dhe të tetë së bashku, mund të përdorni gjithashtu 4 shirita për lindjen e diellit, ose t'i jepni perëndimit të diellit një rrip të pestë, ashtu si ju pëlqen. Ju mund të keni vënë re se shiritat që përmbajnë LED të kuq kanë më shumë LED për shirit sesa ato të bardha të pastra. Kjo është shkaktuar nga ndryshimi në tensionin minimal për LED të kuq dhe të bardhë. Meqenëse LED janë vërtet të ndritshëm dhe madje edhe zbehja e tyre në 1% është shumë, kam llogaritur shiritin 1 me 3 të kuqe, 2 të verdhë dhe një LED të bardhë të ngrohtë që të ketë vetëm 5mA rrymë. Kjo e bën këtë shirit jo aq të ndritshëm sa të tjerët dhe për këtë arsye i përshtatshëm për aluzionin e fundit të perëndimit të diellit. Por unë duhet t'i kisha dhënë këtij brezi edhe një UV-LED, për shikimin e fundit. Si të llogaritni LED-të dhe rezistencat: LED-të kanë nevojë për një tension të caktuar për të funksionuar dhe madje grupi darlington përdor 0.7V për kanal për qëllimin e vet, kështu që për të llogaritur rezistencën është shumë e thjeshtë. FET praktikisht nuk shkakton humbje tensioni për qëllimet tona. Le të themi se ne punojmë në 24V nga furnizimi me energji elektrike. Nga ky tension ne zbresim të gjitha tensionet nominale për LED dhe 0.7V për grupin. Ajo që ka mbetur duhet të përdoret nga rezistenca në rrymën e dhënë. Le të shohim një shembull: shiriti i parë: 5 të kuq, 2 të verdhë, 1 të bardhë të ngrohtë dhe 1 uv LED. Një LED i kuq merr 2.1V, kështu që pesë prej tyre marrin 10.5 V. Një LED i verdhë gjithashtu merr 2.1V, kështu që dy prej tyre marrin 4.2V. LED i bardhë merr 3.6V, LED UV merr 3.3V dhe grupi 0.7V. Kjo bën 24V -10.5V - 4.2V - 3.6V - 3.3V - 0.7V = 1.7V të cilat duhet të përdoren nga ndonjë rezistencë. Ju me siguri e dini ligjin e Ohmit: R = U/I. Pra, një rezistencë që përdor 1.7V në 25mA ka një vlerë prej 1.7V/0.025A = 68 Ohm e cila është në dispozicion në dyqanet elektronike. Për të llogaritur fuqinë e përdorur nga rezistenca thjesht llogarisni P = U * I, kjo do të thotë P = 1.7V * 0.025A = 0.0425 W. Pra, një rezistencë e vogël 0.25W është e mjaftueshme për këtë qëllim. Nëse përdorni rryma më të larta ose dëshironi të digjni më shumë volt në rezistencë, mund t'ju duhet të përdorni një më të madhe! Kjo është arsyeja pse ju mund të përdorni vetëm 6 LED të bardhë që konsumojnë tension të lartë në 24V. Por jo të gjitha LED janë me të vërtetë të njëjta, mund të ketë dallime të mëdha në humbjen e tensionit nga LED në LED. Pra, ne përdorim potenciometrin e dytë (300?) Dhe një rrymë-metër për të rregulluar rrymën e secilës shirit në nivelin e dëshiruar (25mA) në qarkun përfundimtar. Pastaj ne matim vlerën e rezistencës dhe kjo duhet të na japë diçka rreth vlerës së llogaritur. Nëse rezultati është diçka midis dy llojeve, atëherë zgjidhni vlerën tjetër më të lartë nëse dëshironi që shiriti të jetë pak më i errët ose vlera tjetër më e ulët për shiritin të jetë pak më e ndritshme. I instalova LED-et në një dërrasë qelqi akrilike të cilën e fiksova në strehimin e burimit të energjisë. Xhami akrilik lehtë mund të shpohet dhe të përkulet nëse nxehet në rreth 100 ° C në furrë. Siç mund ta shihni në fotografi, unë gjithashtu shtova çelësin e zgjedhjes së lindjes së diellit në këtë ekran. Potenciometri dhe butoni i rivendosjes janë në tabelën e qarkut.

Hapi 5: Rregullimi i Softuerit

Pikakset janë shumë të lehtë të programueshëm nga disa dialekte bazë nga shitësi. Redaktori dhe softueri janë pa pagesë. Sigurisht që dikush gjithashtu mund ta programojë këtë në montues për PIC të zbrazëta ose për AVR Atmel, por ky ishte një nga projektet e mia të para pasi testova pikaset. Ndërkohë unë punoj në një version më të mirë me disa PWM në një AVR. Pikakset janë shumë të mira për fillestarët sepse kërkesat për pajisjet janë shumë të thjeshta dhe gjuha bazë është e lehtë për tu mësuar. Me më pak se 30 € mund të filloni të eksploroni botën e mrekullueshme të mikrokontrolluesve. Disavantazhi i këtij çipi të lirë (18M) është RAM i kufizuar. Nëse keni zgjedhur veçori të tjera ose lidhni pikazhin ndryshe, mund t'ju duhet të rregulloni programin. Por me siguri do t'ju duhet të bëni rregullime në kalimet midis shiritave individualë. Siç mund ta shihni në listë variabla w6 (një fjalë-ndryshore) vepron si kundër-ndryshore dhe si parametër për PWM. Me frekuencën e zgjedhur PWM prej 4kHz vlerat për 1% deri në 99% të kohës së punës janë 10 deri në 990 respektivisht. Me llogaritjet në lak marrim një rënie ose rritje gati eksponenciale të shkëlqimit të LED. Kjo është optimale kur kontrolloni LED me PWM. Kur ndizni ose fikni një shirit, kjo kompensohet nga softueri duke ndryshuar vlerën e PWM. Për shembull, le të shohim perëndimin e diellit. Fillimisht daljet 0, 4 dhe 5 janë të ndezura lartë, që do të thotë se shiritat përkatës ndizen nëpërmjet ULN2803A. Pastaj laku zvogëlon shkëlqimin derisa ndryshorja në w6 të jetë më e vogël se 700. Në këtë pikë pin0 kalon ulët dhe pin2 kalon lartë. Vlera e re e w6 është vendosur në 900. Kjo do të thotë që llamba me shirita 0, 4 dhe 5 në nivelin PWM 700 është pothuajse aq e ndritshme sa llamba me shiritat 2, 4 dhe 5 në nivelin PWM 800. Për ta zbuluar këto vlera ju duhet t'i provoni dhe provoni disa vlera të ndryshme. Mundohuni të qëndroni diku në mes, sepse kur e zbehni llambën në lakin e parë shumë, nuk mund të bëni shumë në lakin e dytë. Kjo do të zvogëlojë efektin e ndryshimit të ngjyrës. Për të rregulluar cilësimet PWM kam përdorur një nënrutinë që gjithashtu përdor vlerën e w5 për të ndaluar programin. Në këtë pikë shpejtësia vjen në lojë. Vetëm gjatë fillimit potenciometri kontrollohet dhe vlera ruhet në w5. Numri i hapave në çdo lak të programit është i fiksuar, por duke ndryshuar vlerën e w5 nga 750 në rreth 5100, pauza në çdo hap ndryshon nga 0.75 në 5. Numri i hapave në secilin lak gjithashtu mund të rregullohet duke ndryshuar thyesën për de- ose rritje eksponenciale. Por sigurohuni që të mos përdorni për thyesa të vogla, sepse variabla w6 është gjithmonë një numër i plotë! Nëse do të përdorni 99/100 si një thyesë dhe do ta aplikoni atë në një vlerë prej 10, kjo do t'ju japë 9.99 në dhjetore, por përsëri 10 në numra të plotë. Gjithashtu mbani në mend se w6 nuk mund të kalojë 65325! Për të përshpejtuar testimin, provoni të komentoni vijën me w5 = 5*w5, kjo do ta përshpejtojë programin me një faktor 5!:-)

Hapi 6: Instalimi në dhomën e gjumit

Vendosa llambën time të perëndimit të diellit në një dollap të vogël në njërën anë të dhomës në mënyrë që drita të shkëlqejë në tavan. Nga një orë me kohëmatës e ndez llambën 20 minuta para se të bjerë alarmi. Llamba pastaj fillon automatikisht programin e lindjes së diellit dhe ngadalë më zgjon. Në mbrëmje, aktivizoj funksionin e kohëmatësit të gjumit të orës së kohëmatësit dhe ndez llambën me çelësin e perëndimit të diellit të ndezur. Pasi programi ka filluar, kthehem menjëherë në lindjen e diellit, për mëngjesin tjetër. Pastaj shijoj perëndimin tim të diellit dhe së shpejti më zë gjumi.

Hapi 7: Ndryshimet

Kur zëvendësoni çelësin e ndërrimit me një buton shtypës duhet të kaloni në pjesën e perëndimit të diellit duke aktivizuar disa ndërprerje në program. Për të ndryshuar tensionin e furnizimit duhet të rillogarisni shiritat individualë LED dhe rezistorët, sepse me 12V ju mund të drejtoni vetëm 3 LED të bardhë dhe gjithashtu keni nevojë për një rezistencë tjetër. Një zgjidhje do të ishte përdorimi i burimeve konstante aktuale, por këto mund t'ju kushtojnë disa dollarë dhe përdorni disa dhjetëra volt të tjerë për rregullim. Me 24V ju mund të drejtoni shumë LED në një shirit, për të kontrolluar të njëjtën sasi LED me furnizim 12V, LED -të duhet të ndahen në dy shirita të cilët përdoren paralelisht. Secila prej këtyre dy shiritave ka nevojë për rezistencën e vet dhe rryma e grumbulluar përmes këtij kanali është dyfishuar. Pra, e shihni, se nuk ka kuptim të drejtoni të gjitha LED -të me 5V, gjë që do të ishte e përshtatshme, por rryma do të ngrihej në një nivel jo të shëndetshëm dhe sasia e rezistorëve të nevojshëm gjithashtu do të ngrihej në qiell. Për të përdorur LED me fuqi të lartë me drejtuesin ULN2803 mund të kombinoni dy kanale për një menaxhim më të mirë termik. Thjesht lidhni dy hyrje së bashku në një pin-mikrokontrollues dhe dy dalje në një shirit LED me fuqi të lartë. Dhe mbani në mend, se disa pika LED me fuqi të lartë vijnë me qarkun e tyre me rrymë konstante dhe mund të mos errësohen nga PWM në linjën e energjisë! Në këtë konfigurim të gjitha pjesët janë larg nga çdo kufi. Nëse i shtyni gjërat në buzë, mund të keni probleme termike me FET ose grupin darlington. Dhe sigurisht kurrë mos përdorni 230V AC ose 110V AC për të drejtuar këtë qark !!! Hapi im i ardhshëm përtej këtij udhëzimi është lidhja e një mikrokontrolluesi me tre PWM hardware për të kontrolluar një RGB-Spot me fuqi të lartë.

Kështu që argëtohuni dhe shijoni privilegjin e perëndimit të diellit dhe lindjes së diellit tuaj.