עץ חג המולד נושם - בקר אור חג המולד של ארדואינו: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

זה לא חדשות טובות כי תיבת הבקרה לעץ חג המולד המלאכותי שלי, שאורכו 9 רגל, נשברה לפני חג המולד ， והיצרן אינו מספק חלקי חילוף. זה בלתי ניתן לראייה כיצד לגרום לנהג ובקר הנורית LED שלך להשתמש בנהג מנוע Arduino ו- L298N, עם אפקטים חזותיים מרובים כולל דפוס 'נשימה' כדי להחזיר את עץ חג המולד הזה לחיים.

העץ שיש לי הוא עצי חג המולד LED המשתנים צבע, מתוצרת GE, הכוללים את אפשרויות האור הבאות: 1) נורות LED שקופות, 2) נורות LED בצבע רב, 3) לסירוגין משקוף לרב. העץ נשלט על ידי בקר אור המופעל על ידי אספקת חשמל DC 29V. כיצד פועל שינוי הצבע? פירסתי את תיבת הבקרה, התברר כי כל נורה מורכבת מנורת לד וצבע LED המחוברת במקביל אך עם קוטביות הפוכה. בהתאם לקוטביות של מתח DC המסופק, הנורית הבהירה או ה LED הצבעית יידלקו, ובכך יספקו את האפקט של שינוי הצבע עם שני קווי אספקת חשמל בלבד. במקרה שלי, הטרנזיסטורים בגשר ה- H בתוך תיבת הבקרה התקצרו וגם מודול אספקת החשמל ניזוק. כדי לגרום לעץ לעבוד שוב, אני צריך למצוא ספק כוח של 29V DC ולהצליח להחליף את הקוטביות לנוריות. זוהי אותה משימה כמו שליטה בכיוון ומהירות מנועי DC. עם מעט תכנות, ניתן גם לשנות את עוצמת האור וליצור אפקטים חזותיים נוספים כגון "נשימה".

שלב 1: חלקים

בקר האור מורכב משני חלקים:

1. ספק כוח 29V DC
2. מעגל הבקר שמשנה את הצבע והבהירות של נורית ה- LED על ידי החלפת הקוטביות של מתח DC עם PWM (אפנון רוחב הדופק).

העץ דורש מקור מתח של 29V בעל קיבולת של כ 500mA. קשה למצוא ספק כוח נמוך של 29V DC. השתמשתי בממיר מודול מתח DC-DC XL6009 להמרת עד 12V DC ל- 29V DC. לפרטי מודולים XL6009, יש מאמר מועיל להנחיה.

לשליטה על האור השתמשתי בבקר מנועי L298N H-bridge, הנשלט על ידי לוח ה- Arduino Nano. ה- L298N מורכב משני גשר H זהה לכל אחד עם קיבולת מרבית של 2 אמפר והם אידיאליים לשימוש במקרה זה.

מכיוון שמודול LN298N כפוף לספק של 29V DC, יש לבטל את אספקת החשמל המשולבת (הסר את מגשר ה- 5V הקטן) ולהפעיל אותו באמצעות כוח חיצוני 5V. השתמשתי בממיר LM2596 DC ל- DC Buck כדי להמיר את DC 12V ל- 5V כדי להפעיל את LM298N ואת לוח ה- Arduino Nano. המודולים XL6009 ו- LM2596 נראים דומים מאוד, מומלץ להתאים את מתח היציאה בנפרד לפני ההרכבה הסופית של מודול בקרת האור, ולסמן בבירור את החוטים.

כדי לחבר את הרכיבים השתמשתי בחוטי מגשר של דופונט או בחוטים תקועים 16-18 AWG.

בנוסף, תזדקק לכמה חוטים וברגים, כמו גם גישה למדפסת תלת מימד להדפסת המארז, ומגהץ הלחמה.

שלב 2: אלקטרוניקה וחיווט

החיווט פשוט. לאחר התאמת מודולי אספקת החשמל למתח הרצוי, חבר את ה- 29V למסופי אספקת החשמל במנוע מודול L298N המסומן כ- GND ו- +12V, ואת מסוף ה- GND וה- 5V במודול L298N לפינים המתאימים ב- Arduino Nano. גלשן. כמו כן, חבר את אספקת החשמל +5V ממודול LM2596 לאותם מסופי GND ו- +5V כדי להפעיל את החלק ההגיוני של המעגל. לאחר מכן, חבר את ה- Arduino Nano ל- L298N כדלקמן:

סיכה 9 IN1

פין 8 IN2

סיכה 10 ENA

לבסוף, חבר את נורות ה- LED למסוף פלט A במודול L298N.

שלב 3: תכנות

מצורפת הסקיצה לדוגמא של Arduino עם אפקט 'נשימה'. תוכל לשנות את הקוד כדי לשנות את התדר או להוסיף דפוסים נוספים ואפקטים של אור.

שלב 4: הדפס את מארז בקר האור

להלן קבצי STL למארז, הדפסתי את כל החלקים עם מילוי של 25%. הרכיב את כל הרכיבים האלקטרוניים בתוך הקופסה, השתמש בברגי M2x5mm הקשה עצמית והרכב את הקופסה.