Isang Sunrise at Sunset Lamp na May LEDs: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:16

Alam mo ito, sa taglamig oras mahirap bumangon, sapagkat madilim sa labas at ang iyong katawan ay hindi magising sa kalagitnaan ng gabi. Kaya maaari kang bumili ng isang alarm-clock na gumising sa iyo ng ilaw. Ang mga aparato na ito ay hindi kasing mahal ng ilang taon na ang nakakalipas, ngunit ang karamihan sa kanila ay mukhang pangit talaga. Sa kabilang banda, sa karamihan ng oras madilim din kapag umuwi ka mula sa trabaho. Kaya't ang dakilang paglubog ng araw ay nawala din. Mukhang malungkot ang taglamig, hindi ba? Ngunit hindi para sa mga mambabasa ng itinuturo na ito. Ipinapaliwanag nito sa iyo kung paano bumuo ng isang pinagsamang pagsikat at pagsikat ng araw mula sa isang picaxe microcontroller, ilang mga LED at ilang iba pang mga bahagi. Ang mga LED ay maaaring gastos sa iyo ng 5-10 Euros depende sa kalidad at ang iba pang mga bahagi ay hindi dapat gumawa ng higit sa 20 Euros. Kaya't may mas mababa sa 30 Euros maaari kang bumuo ng isang bagay na talagang kapaki-pakinabang at maganda. At ang itinuturo na ito ay hindi lamang ipaliwanag sa iyo kung paano ito muling itayo, ngunit ipapakita din sa iyo kung paano ito baguhin sa iyong mga indibidwal na kagustuhan.

Hakbang 1: Mga Bagay na Kailangan Namin

Kailangan mo ang mga bagay na ito: o12V o 24V power-supply o1 Picaxe 18M (o anumang iba pang microcontroller) mula sa https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ oA socket para sa isang 3.5mm phone-jack, o anumang iba pang koneksyon mula sa serial-port sa microcontroller upang mai-program ang picaxe o1 pushbutton at 1 toggle-switch, o 2 pushbuttons o1 IC7805 na may mga capacitor, binabago nito sa amin ang 12V o 24V sa 5V na kailangan namin upang mapatakbo ang microcontroller o1 IC ULN2803A, Ito ay isang Darlington Transistor Array para sa direktang paggamit sa mga output na TTL-Level. Bilang kahalili gamitin ang 8 solong Darlington-Transistors na may angkop na resistors ngunit gumagana rin ito sa karaniwang BC547-transistors. o1 High-Power FET tulad ng IRF520, o ilang iba pang Power-Darlington-transistor tulad ng BD649 o Isang buong grupo ng mga LED, iba't ibang kulay tulad ng pula, dilaw, puti, warmwhite, asul at ultraviolet. Basahin ang hakbang 4 para sa karagdagang impormasyon. o1 10k & -potentiometer, mas gusto na may mahabang knob o1 300 & - potensyomiter para sa mga layunin sa pagsubok o Ang ilang mga resistor, ilang mga cable, isang board upang itayo ang circuit at syempre isang soldering-iron oA na tool sa pagsukat para sa mga alon ay magiging madaling gamitin din, ngunit hindi ganap kinakailangan Depende sa pinagmumulan ng kuryente na ginamit mo maaaring kailanganin ng karagdagang mga konektor at isang tirahan para sa mga LED. Gumamit ako ng isang acrylic board na naayos ko sa pabahay ng Power-supply. Sa mga mas lumang computer-mouse na may D-Sub-konektor maaari kang makahanap ng isang mahusay na kapalit ng telepono-jack cable na ginamit upang i-program ang picaxe. Ang mga Picaxes at maraming iba pang mga kapaki-pakinabang na bagay ay maaaring mabili dito: https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ Para sa iba pa suriin lamang ang iyong lokal na dealer.

Hakbang 2: Ang layout ng Circuit

Ang ULN2803A ay isang darlington-array, na binubuo ng 8 indibidwal na mga driver ng darlington na may angkop na resistors sa input-side upang direktang ikonekta mo ang output mula sa microcontroller sa pag-input ng UNL2803A. Kung ang pag-input ay nakakakuha ng isang mataas na antas (5V) mula sa microcontroller, kung gayon ang output ay konektado sa GND. Nangangahulugan ito na ang isang mataas sa input ay magpapasindi sa kani-kanilang LED-strip. Ang bawat channel ay maaaring magamit sa isang kasalukuyang hanggang sa 500mA. Ang pamantayan ng ultrabright 5mm LEDs ay karaniwang gumagamit ng 25-30mA bawat strip at kahit walong sa kanila ay bibigyan diin ang FET lamang sa 200-250mA, kaya't ang iyong malayo mula sa anumang mga kritikal na puntos. Maaari mo ring isipin ang tungkol sa paggamit ng mataas na lakas na 5W LEDs para sa ilaw ng paggising. Karaniwan silang gumagamit ng 350mA sa 12V at maaari ring hinihimok ng array na ito. Ang pushbutton na "S1" ay ang reset-button para sa microcontroller. Ang switch na "S2" ay ang selector ng paglubog ng araw o bukang liwayway. Maaari mo ring palitan ito sa pamamagitan ng isang pindutan at paganahin ang paglubog ng araw sa pamamagitan ng isang nakakagambala sa software. Ang potentiometer R11 ay kumikilos bilang isang tagapili para sa bilis. Ginagamit namin ang kakayahan ng picaxes ADC na basahin ang posisyon ng potensyomiter at gamitin ang halagang ito bilang timecale. Ipinapakita ng larawan ang unang board na binuo ko kasama ang 7 indibidwal na transistors (BC547C) at ang resistors upang himukin sila. Wala akong ULN2803 sa oras na itinatayo ko ang circuit, at ngayon nawawala ako sa ilang iba pang mga bahagi. Kaya't nagpasya akong ipakita sa iyo ang orihinal na layout, ngunit ibigay din ang layout na may bagong driver-array.

Hakbang 3: Ano ang Kahulugan ng Sunset?

Kapag napansin mo ang isang tunay na paglubog ng araw maaari mong makilala na ang kulay ng ilaw ay nagbabago sa paglipas ng panahon. Mula sa isang maliwanag na puti kapag ang araw ay nasa ibabaw pa rin ng abot-tanaw nagbabago ito sa isang maliwanag na dilaw pagkatapos ay sa isang medium na kahel pagkatapos ay sa isang madilim na pula at pagkatapos nito ay isang mababang asul na puting kislap, pagkatapos ay mayroong kadiliman. Ang paglubog ng araw ay magiging pinakamahirap na bahagi ng aparato dahil pinapanood mo ito na may buong kamalayan at maliliit na pagkakamali ay medyo nakakainis. Ang pagsikat ng araw ay pangunahin ang parehong programa na nabaligtad ngunit habang natutulog ka pa rin kapag nagsimula ang pagsikat ng araw, hindi namin kailangang mag-alala tungkol sa mga kulay. At pagsisimula ng iyong paglubog ng araw kapag nahiga, maaaring hindi mo nais na magsimula sa maliwanag na sikat ng araw ngunit sa umaga mahalaga na masulit ang mga LED. Kaya't maginhawa upang magkaroon ng iba't ibang mga pagkakasunud-sunod para sa pagsikat at paglubog ng araw, ngunit malaya kang subukan ang anumang gusto mo syempre! Ngunit ang mga pagkakaiba-iba sa mga programa, ay maaaring humantong sa amin sa iba't ibang pagpipilian ng mga LED para sa parehong mga programa.

Hakbang 4: Ang pagpili ng mga LED at Pagkalkula ng Mga Resistor

Ang pagpili ng mga LED ay ang malikhaing bahagi ng pagtuturo na ito. Kaya't ang sumusunod na teksto ay isang mungkahi lamang mula sa iyo sa iyo. Huwag mag-atubiling mag-iba at baguhin ang mga ito, sasabihin ko sa iyo kung paano ito gawin. Mga Colour: Mahirap na maayos na ilipat ang isang strip sa o off sa mga LED ng isang kumpletong bagong kulay. Kaya ang aking rekomendasyon ay ang bawat strip na naglalaman ng mga LED ng lahat ng mga kulay ngunit sa pagbabago ng dami. Kung naiisip natin na ang paglubog ng araw ay nabaligtad ang unang strip ay naglalaman ng maraming mga pulang LEDs at marahil isang puti, isang asul at isang UV. Kaya sabihin nating 5 pula, 2 dilaw, 1 mainit na puti at 1 UV. Kung nais mo maaari mong palitan ang isa sa pula o dilaw na LED ng isang orange (Strip 2 sa eskematiko) Ang susunod na mas maliwanag na strip ay magkakaroon ng ilang mga pula na pinalitan ng mga dilaw. Sabihin nating 2 pula, 5 dilaw at 2 maligamgam na puti (i-strip ang 3 sa eskematiko) Sa mga susunod na piraso ang ilan pang mga pula ay papalitan ng mga dilaw o kahit mga puti. Sabihin nating 1 pula, 1 dilaw, 4 mainit na puti at 1 asul. (strip 4 sa eskematiko) Ang susunod na strip ay maaaring binubuo ng 3 malamig na puti, 2 mainit na puti at 1 asul na LED. (strip 5) Ito ay magiging apat na piraso para sa paglubog ng araw sa ngayon. Para sa Sunrise maaari naming gamitin ang natitirang tatlong piraso na may higit na malamig na puti at asul na mga LED. Kung ikinonekta mo ang ika-7 at ika-8 na input nang magkasama maaari mo ring gamitin ang 4 na mga piraso para sa pagsikat ng araw, o bigyan ang paglubog ng araw sa isang ikalimang strip, tulad ng gusto mo. Maaaring napansin mo na ang mga piraso na naglalaman ng mga pulang LED ay may mas maraming LED bawat strip kaysa sa mga purong puti. Ito ay sanhi ng pagkakaiba sa pinakamaliit na boltahe para sa pula at puti na LED. Tulad ng mga LED ay talagang maliwanag at kahit na ang pagpapalubog sa kanila hanggang sa 1% ay medyo marami, kinakalkula ko ang strip 1 na may 3 pula, 2 dilaw at isang warmwhite LED na mayroon 5mA lang ng kasalukuyang. Ginagawa nitong ang strip na ito ay hindi kasing maliwanag ng iba pa at sa gayon ay angkop para sa huling pahiwatig ng paglubog ng araw. Ngunit dapat kong bigyan ang strip na ito ng UV-LED din, para sa huling sulyap. Paano makalkula ang mga LED at ang resistors: Ang mga LED ay nangangailangan ng isang tiyak na boltahe upang mapatakbo at kahit na ang darlington-array ay gumagamit ng 0.7V bawat channel para sa sarili nitong layunin., kaya upang makalkula ang risistor ay napaka-simple. Ang FET ay praktikal na hindi nagdudulot ng anumang pagkawala ng boltahe para sa aming mga layunin. Sabihin nating nagpapatakbo tayo sa 24V mula sa power supply. Mula sa boltahe na ito binabawas namin ang lahat ng mga nominal na voltages para sa mga LED at 0.7V para sa array. Ang natitira ay dapat gamitin ng resistor sa ibinigay na kasalukuyang. Tingnan natin ang isang halimbawa: unang strip: 5 pula, 2 dilaw, 1 mainit na puti at 1 uv LED. Ang isang pulang LED ay tumatagal ng 2.1V, kaya't lima sa kanila ay kumukuha ng 10.5 Ang V. Isang dilaw na LED ay tumatagal din ng 2.1V, kaya dalawa sa kanila ay kumukuha ng 4.2V. Ang puting LED ay tumatagal ng 3.6V, ang UV LED ay tumatagal ng 3.3V at ang array 0.7V. Ginagawa nitong 24V -10.5V - 4.2V - 3.6V - 3.3V - 0.7V = 1.7V na dapat gamitin ng ilang risistor. Tiyak na alam mo ang batas ni Ohm: R = U / I. Kaya ang isang risistor na gumagamit ng 1.7V sa 25mA ay may halaga na 1.7V / 0.025A = 68 Ohm na magagamit sa mga elektronikong tindahan. Upang makalkula ang lakas na ginamit ng resistor kalkulahin lamang ang P = U * I, nangangahulugan ito ng P = 1.7V * 0.025A = 0.0425 W. Kaya't ang isang maliit na 0.25W risistor ay sapat na para sa hangaring ito. Kung gumagamit ka ng mas mataas na alon o nais na magsunog ng mas maraming volt sa risistor maaari kang gumamit ng isang mas malaki! Iyon ang dahilan kung bakit maaari mo lamang mapatakbo ang 6 mataas na boltahe na ubusin ang mga puting LED sa 24V. Ngunit hindi lahat ng mga LED ay pareho talaga, maaaring may malaking pagkakaiba sa pagkawala ng boltahe mula sa LED hanggang LED. Kaya ginagamit namin ang pangalawang potensyomiter (300?) At isang kasalukuyang-metro upang ayusin ang kasalukuyang ng bawat strip sa nais na antas (25mA) sa huling circuit. Pagkatapos ay susukatin namin ang halaga ng risistor at dapat itong bigyan kami ng isang bagay sa paligid ng kinakalkula na halaga. Kung ang resulta ay isang bagay sa pagitan ng dalawang uri pagkatapos piliin ang susunod na mas mataas na halaga kung nais mo ang strip na maging mas madidilim o ang susunod na mas mababang halaga para sa strip na medyo mas maliwanag. In-install ko ang mga LED sa isang acrylic glass board na naayos ko sa power-source-pabahay. Ang baso ng acrylic ay madaling mai-drill at yumuko kung pinainit sa halos 100 ° C sa oven. Tulad ng nakikita mo sa mga larawan naidagdag ko din ang pagsikat ng araw - paglipat ng seleksyon ng paglubog sa display na ito. Ang potentiometer at ang reset-button ay nasa circuit-board.

Hakbang 5: Pagsasaayos ng Software

Ang mga picaxes ay napakadaling maprograma ng ilang pangunahing diyalekto mula sa vendor. Walang bayad ang Editor at ang software. Siyempre maaari ding i-program ito ng isa sa assembler para sa mga blangko na PIC o para sa Atmel AVRs, ngunit ito ang isa sa aking mga unang proyekto matapos kong masubukan ang mga picaxes. Pansamantala nagtatrabaho ako sa isang mas mahusay na bersyon na may maraming mga PWM sa isang AVR. Ang mga picaxes ay napakahusay para sa mga nagsisimula dahil ang mga kinakailangan sa hardware ay napaka-simple at ang basic-wika ay madaling malaman. Sa mas mababa sa 30 € maaari mong simulan upang galugarin ang mga kahanga-hangang mundo ng microcontrollers. Ang kawalan ng murang chip (18M) na ito ay ang limitadong RAM. Kung pinili mo ang iba pang mga tampok o ikonekta ang picaxe na magkakaiba maaari mong ayusin ang programa. Ngunit tiyak na kakailanganin mong gumawa ng mga pagsasaayos sa mga paglipat sa pagitan ng mga indibidwal na piraso. Tulad ng nakikita mo sa listahan ang variable w6 (isang word-variable) ay gumaganap bilang isang counter - variable at bilang parameter para sa PWM. Sa napiling dalas ng PWM na 4kHz ang mga halagang para sa 1% hanggang 99% na duty-time ay 10 hanggang 990 ayon sa pagkakabanggit. Sa mga kalkulasyon sa loop nakakakuha kami ng isang halos exponential pagbaba o pagtaas ng LED-ningning. Ito ang pinakamainam kapag kinokontrol mo ang mga LED sa PWM. Kapag ang pag-on o pag-off ng isang strip, ito ay binabayaran ng software sa pamamagitan ng pagbabago ng halaga ng PWM. Halimbawa tingnan natin ang paglubog ng araw. Sa una ang mga output na 0, 4 at 5 ay mataas na inilipat, nangangahulugan ito na ang kani-kanilang mga piraso ay nakabukas sa pamamagitan ng ULN2803A. Pagkatapos ang loop ay binawasan ang ningning hanggang ang variable sa w6 ay mas maliit kaysa sa 700. Sa puntong ito ang pin0 ay nakabukas nang mababa at ang pin2 ay nakabukas nang mataas. Ang bagong halaga ng w6 ay nakatakda sa 900. Nangangahulugan ito na ang lampara na may mga guhit na 0, 4 at 5 sa PWM-level 700 ay halos kasing ningning ng lampara na may mga piraso 2, 4 at 5 sa antas ng PWM 800. Upang malaman ang mga halagang ito kailangan mong subukan sa paligid at subukan ang ilang iba't ibang mga halaga. Subukang manatili sa isang lugar sa gitna, sapagkat kapag pinadilim mo ang lampara sa unang loop nang labis, hindi ka makakagawa ng malaki sa pangalawang loop. Bawasan nito ang color-change-effect. Upang ayusin ang mga setting ng PWM Gumamit ako ng isang subroutine na gumagamit din ng halaga ng w5 upang i-pause ang programa. Sa puntong ito ang bilis dumating sa laro. Sa panahon lamang ng pagsisimula ang potensyomiter ay nasuri at ang halaga ay nakaimbak sa w5. Ang bilang ng mga hakbang sa bawat loop ng programa ay naayos, ngunit sa pamamagitan ng pagbabago ng halaga ng w5 mula 750 hanggang sa paligid ng 5100, ang pag-pause sa bawat hakbang ay nagbabago mula 0.75s hanggang 5s. Ang bilang ng mga hakbang sa bawat loop ay maaari ding maiakma sa pamamagitan ng pagbabago ng maliit na bahagi para sa exponential de- o pagtaas. Ngunit tiyaking hindi gagamitin sa maliliit na praksyon, dahil ang variable w6 ay palaging isang buong numero! Kung gagamitin mo ang 99/100 bilang isang maliit na bahagi at ilalapat iyon sa halagang 10, bibigyan ka ng 9.99 sa mga decimal at muli 10 sa mga integer. Tandaan din na ang w6 ay maaaring hindi lumagpas sa 65325! Upang mapabilis ang pagsubok, subukang bigyan ng puna ang linya gamit ang w5 = 5 * w5, mapabilis nito ang programa sa pamamagitan ng isang factor na 5!:-)

Hakbang 6: Pag-install sa Silid-tulugan

Inilagay ko ang aking lampara sa paglubog ng araw sa isang maliit na aparador sa isang gilid ng silid upang ang ilaw ay lumiwanag sa kisame. Sa pamamagitan ng isang timer na orasan pinapagana ko ang lampara 20 minuto bago mag-ring ang alarm. Awtomatikong sinisimulan ng lampara ang programa ng pagsikat at dahan-dahang ginising ako. Sa gabi, pinapagana ko ang sleep-timer-function ng timer na orasan at pinapagana ang lampara na nakabukas ang paglubog ng araw. Matapos magsimula ang programa ay agad akong lumipat sa pagsikat ng araw, para sa susunod na umaga. Pagkatapos ay nasisiyahan ako sa aking personal na paglubog ng araw at hindi nagtagal nakatulog.

Hakbang 7: Mga Pagbabago

Kapag pinapalitan ang toggle-switch ng isang pushbutton dapat kang lumipat sa bahagi ng paglubog ng araw sa pamamagitan ng pag-aktibo ng ilang nakakagambala sa programa. Upang baguhin ang supply-voltage kailangan mong muling kalkulahin ang mga indibidwal na LED strips at ang resistors, dahil sa 12V maaari ka lamang magmaneho ng 3 puting LEDs at kailangan mo rin ng ibang resistor. Ang isang workaround ay ang paggamit ng pare-pareho ang kasalukuyang mga mapagkukunan, ngunit maaaring ito ay gastos sa iyo ng ilang mga pera at gumamit ng iba pang mga sampu ng isang volt para sa regulasyon. Sa 24V maaari kang magmaneho ng maraming mga LED sa isang strip, upang makontrol ang parehong halaga ng mga LED na may 12V na supply, ang mga LED ay dapat na ihiwalay sa dalawang mga piraso na ginagamit na parallel. Ang bawat isa sa dalawang mga piraso ay nangangailangan ng sarili nitong risistor at ang naipon na kasalukuyang sa pamamagitan ng channel na ito ay higit sa doble. Kaya't nakikita mo, na walang katuturan upang himukin ang lahat ng mga LED ng 5V, na kung saan ay magiging madali, ngunit ang kasalukuyang tumaas sa isang hindi malusog na antas at ang dami ng mga resistors na kinakailangan ay magtaas din. Upang magamit ang mga mataas na kapangyarihan na LED sa driver ng ULN2803 maaari mong pagsamahin ang dalawang mga channel para sa isang mas mahusay na pamamahala ng thermal. Ikonekta lamang ang dalawang mga input nang magkasama sa isang microcontroller-pin at dalawang output sa isang mataas na power LED-strip. At tandaan, na ang ilang mga mataas na kapangyarihan na LED spot ay may kasamang sariling patuloy na kasalukuyang circuit at maaaring hindi mapalubog ng PWM sa linya ng kuryente! Sa setup na ito ang lahat ng mga bahagi ay malayo mula sa anumang mga limitasyon. Kung itulak mo ang mga bagay sa gilid maaari kang makakuha ng mga thermal problem sa FET o sa darlington array. At syempre huwag na gumamit ng 230V AC o 110V AC upang himukin ang circuit na ito !!! Ang aking susunod na hakbang na lampas sa itinuturo na ito ay upang mag-wire ng isang microcontroller na may tatlong mga PWM ng hardware upang makontrol ang isang mataas na lakas na RGB-Spot.

Kaya't magsaya at tamasahin ang pribilehiyo ng iyong indibidwal na paglubog at pagsikat ng araw.