Paghinga ng Christmas Tree - Arduino Christmas Light Controller: 4 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Hindi magandang balita na ang control box para sa aking 9-ft na pre-lit na artipisyal na Christmas tree ay sinira bago ang Pasko, at ang tagagawa ay hindi nagbibigay ng mga kapalit na bahagi. Ang hindi masasagot na ito ay nagpapakita kung paano gumawa ng iyong sariling LED light driver at controller na gumamit ng Arduino at L298N Motor Driver, na may maraming mga visual effects kasama ang pattern na 'paghinga' upang mabuhay muli ang punong Christmas na ito.

Ang puno na mayroon ako ay isang Pagbabago ng Kulay na LED Christmas Trees na ginawa ng GE, na nagtatampok ng mga sumusunod na pagpipilian ng ilaw: 1) malinaw na mga ilaw ng LED, 2) mga multi-color LED light, 3) alternating mula malinaw hanggang maraming. Ang puno ay kinokontrol ng isang light controller na pinapatakbo ng isang 29V DC power supply. Paano gumagana ang pagbabago ng kulay? Inalis ko ang control box, naka-out na ang bawat bombilya ay may malinaw na LED at kulay na LED na nakakonekta sa parallel ngunit may baligtad na polarity. Nakasalalay sa polarity ng DC power na ibinigay, alinman sa malinaw na LED o kulay na LED ay naiilawan, sa gayon ay nagbibigay ng epekto ng pagbabago ng kulay na may dalawang linya lamang ng supply ng kuryente. Sa aking kaso, ang mga transistors sa H-tulay sa loob ng control box ay pinaikling at ang module ng supply ng kuryente ay nasira din. Upang muling magtrabaho ang puno, kailangan kong makahanap ng isang supply ng kuryente na 29V DC at pamahalaan upang ilipat ang polarity sa mga LED. Ito ang parehong gawain tulad ng pagkontrol sa direksyon at bilis ng DC Motors. Sa isang maliit na programa, posible ring baguhin ang tindi ng ilaw at lumikha ng karagdagang mga visual effects tulad ng "paghinga".

Hakbang 1: Mga Bahagi

Ang light controller ay binubuo ng dalawang bahagi:

1. 29V DC power supply
2. Ang circuit circuit na nagbabago ng kulay at ningning ng ilaw na LED sa pamamagitan ng paghalili sa polarity ng DC power na may PWM (Pulse-width Modulation).

Ang puno ay nangangailangan ng isang 29V na mapagkukunan ng kuryente na may halos 500mA na kapasidad. Mahirap makahanap ng isang mababang kapangyarihan na supply ng kuryente na 29V DC. Gumamit ako ng isang XL6009 Step-up Power Module DC-DC Converter upang mai-convert ang 12V DC sa 29V DC. Para sa mga detalye ng mga module ng XL6009, mayroong isang kapaki-pakinabang na artikulong Makatuturo.

Upang makontrol ang ilaw, gumamit ako ng isang L298N H-bridge motor controller, na kinokontrol ng Arduino Nano board. Ang L298N ay binubuo ng dalawang magkaparehong H-tulay bawat isa ay may maximum na 2 Ampere na kapasidad at mainam na magamit sa kasong ito.

Dahil ang module na LN298N ay napailalim sa kapangyarihan ng 29V DC, ang onboard 5V power supply ay dapat na hindi pinagana (alisin ang maliit na 5V Paganahin ang lumulukso) at pinalakas ng panlabas na 5V na lakas. Gumamit ako ng isang LM2596 DC sa DC Buck Converter upang i-convert ang 12V DC sa 5V upang mapagana ang parehong LM298N at ang Arduino Nano board. Ang mga module ng XL6009 at LM2596 ay mukhang magkatulad, pinapayuhan na ayusin ang hiwalay na boltahe ng output bago ang huling pagpupulong ng light control module, at malinaw na markahan ang mga wire.

Upang ikonekta ang mga sangkap, gumamit ako ng mga wire ng Jupper ng jumper o 16-18 AWG na-straced na mga wire.

Bilang karagdagan, kakailanganin mo ang ilang mga wire at turnilyo, pati na rin ang pag-access sa isang 3D printer upang mai-print ang kaso, at isang soldering iron.

Hakbang 2: Elektronika at Mga Kable

Prangka ang mga kable. Kapag ang mga module ng power supply ay nababagay sa nais na boltahe, ikonekta ang 29V sa mga terminal ng power supply sa L298N module motor na minarkahan bilang GND at + 12V, at ang GND at 5V terminal sa L298N module sa mga kaukulang mga pin sa Arduino Nano sumakay. Gayundin, ikonekta ang supply ng kuryente na + 5V mula sa module na LM2596 sa parehong mga terminal ng GND at + 5V upang mapagana ang bahagi ng lohika ng circuit. Pagkatapos, ikonekta ang Arduino Nano sa L298N bilang mga sumusunod:

Pin 9 IN1

Pin 8 IN2

I-pin ang 10 ENA

Panghuli, ikonekta ang mga ilaw na LED sa terminal ng Output A sa module na L298N.

Hakbang 3: Programming

Nakalakip ang sample na Arduino sketch na may 'Breathing na epekto. Maaari mong baguhin ang code upang mabago ang dalas o magdagdag ng mga karagdagang pattern at light effects.

Hakbang 4: I-print ang Light Controller Enclosure

Nasa ibaba ang mga STL file para sa enclosure, nai-print ko ang lahat ng mga bahagi na may 25% infill. I-mount ang lahat ng mga elektronikong sangkap sa loob ng kahon na gumamit ng M2x5mm self-tapping screws at tipunin ang kahon.