שליטה באורות ניאון עם מצביע לייזר וארדואינו: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:18

כמה מחברי ה- Alpha One Labs Hackerspace לא אוהבים את האור הקשה שנותן גופי פלורסנט. הם רצו דרך לשלוט בקלות במתקנים האישיים, אולי בעזרת מצביע לייזר? חפרתי ערימה של ממסרי מצב מוצק והבאתי אותם למעבדה. קניתי Arduino Duemilenova והדגמתי את השימוש במערכון לדוגמא LED Blink כדי להבהב למעשה מנורת הלוגן. מצאתי מידע על שימוש בלדים כחיישני אור [1] ושרטוט של ארדואינו המדגים את הטכניקה [2]. גיליתי שהנוריות אינן מספיק רגישות מספיק - הלייזר היה צריך להצביע ישר לתוך החלק הפולט אור, או על הנורית לא היה רשום. אז עברתי לפוטו טרנזיסטורים. הם הרבה יותר רגישים, ובטווח תדרים רחב יותר. עם המסנן המתאים מעל הטרנזיסטור אני יכול להפוך אותו לרגיש יותר לאור אדום, ומטווח זוויות רחב הרבה יותר לחיישן. הסבר ואזהרה: מדריך זה עוסק במתח (חשמל) במתח של 120 או 240 וולט. השתמש בהיגיון בריא אם אתה בונה מעגל זה - אם יש לך ספק לגבי משהו, שאל מישהו שיודע. אתה אחראי לבטיחותך (ושל אחרים) ולעמידה בקודי החשמל המקומיים.

שלב 1: הסקיצה וקצת תיאוריה

אני מניח שאתה יודע כיצד להפעיל את הארדואינו שלך, ולקבל סקיצה שנאספה ונטענת. עבור כל מנורה אני משתמש בכבל טלפון, מכיוון שהוא זול, יש ארבעה מנצחים, ובכל מקרה הייתה לי חבורה. השתמשתי באדום עבור +רגיל, שחור לקרקע, ירוק עבור אספן הפוטוטרנזיסטור, ובצהוב עבור בקרת הממסר +. פוטוטרנזיסטור מעביר כמות זרם שמשתנה עם כמות האור הנופלת עליו. ממיר אנלוגי לדיגיטל (ADC) בארדואינו מודד את המתח בסיכה ביחס לקרקע. הסתכלתי בגיליון הנתונים של הפוטוטרנזיסטור ובדקתי בעזרת מולטימטר שהטרנזיסטורים עוברים 10mA באור מלא. באמצעות חוק אוהם, זה בערך 500 אוהם ב 5V, כדי לשלוט במנורות השתמשתי במודול ממסר מצב מוצק. אלה זולים יחסית בדירוג הנוכחי שהיינו צריכים, כ -4 $ עד 4A. הקפד לרכוש מודולי ממסר עם גלאי חציית אפס, במיוחד אם אתה שולט במשהו אינדוקטיבי, כמו שנאי פלורסנט, מנוע או שנאי יבלות. הפעלה או כיבוי בכל מקום אך נקודת האפס עלולה לגרום לזינוק במתח אשר במקרה הטוב יקטין את חיי המכשיר שלך ובמקרה הרע יתחיל שריפה.

שלב 2: חיווט האורות

הביטו בתקרה והחליטו היכן תרכבו את בקר Arduino. זכור כי הוא יצטרך אספקת חשמל של 7-12V. חותכים אורכי חוט טלפון (או cat5 או כל דבר אחר) באורך של כשני מטרים מהמרחק מהארדואינו לכל אור שברצונכם לשלוט בו. תסתכלו על החיבור מקווי החשמל מהמתג לתוך הנטל. ייתכן שתוכל להזמין מחברים (ניוארק אלקטרוניקה מוכרת את סדרת Wago 930, וזה מה שהיה לנו). אז לא תצטרך לחתוך את החוטים הקיימים ותוכל להסיר את המערכת אם משהו משתבש. למקד את הקרקע (שחורה) לכניסת הממסר -, ואת השליטה (צהוב) כדי להעביר את קלט + (קוד הצבע בתמונה הוא שונה ממה ששמתי בעמוד הראשי, כיוון ששיניתי את דעתי לגבי מה יהיה הגיוני).הלחם או הברג (תלוי בממסר שלך) את החוט השחור (החם) דרך הממסר. הקפד להשתמש בכווץ חום ובסרט חשמלי! דחוף את החוטים השחורים לתוך המחברים שלך והלבן (ניטרלי) והקרקע (ירוק) הם פשוט ישר מהמחבר למחבר. הקצה השני של החוטים עובר אל הארדואינו כדלקמן: כל החוטים האדומים (קתודה משותפת או אספן) עבור אל אנלוגי 0 (יציאה C0), וכל השחור לאדמה. כל ירוק (אנודה או פולט) עובר לסיכות 8-13 (יציאה B 0-5) והחוטים הצהובים עוברים לפינים 2-7 (יציאה D 2-7). וודא שהחוטים הירוקים והצהובים תואמים, מכיוון שהחיישן צריך לשלוט בממסר התקין! אם מכניסים את הצהוב לסיכה 2, הירוק מאותו מתקן עובר לסיכה 8.

שלב 3: בדיקת הערות סקיצה ועיצוב

בשלב זה אדבר על כמה מהניסיונות והתלאות בהם נתקלתי בדרך, וכיצד עבדתי באמצעותם, בתקווה שזה יהיה שימושי. אתה מוזמן לדלג לשלב הבא אם תוכן מדעי אינו הדבר שלך:-) הצעד הראשון היה להחליט אם להשתמש בחישה קיבולית או בחישה התנגדותית. חישה התנגדותית היא חיבור החיישן דרך הנגד לאחד הסיכות האנלוגיות ועשיית AnalogRead והשוואה מול סף. זה פשוט ביותר ליישום, אך דורש כיול רב. התיאוריה של חישה קיבולית היא שכאשר מוטה הפוכה (- להוביל + ולהיפך), LED לא יאפשר זרם זרם, אך אלקטרונים יתאספו בצד אחד עזבו את הצד השני, טענו ביעילות קבלים. אור הנופל על הלד בתדירות שהוא פולט בדרך כלל יגרום למעשה לזרימת זרם קטן, אשר פורק את הקבל הזה. כך שאם נטעין את 'הקבל' של ה LED ונחשב כמה זמן לוקח לפרוק דרך הנגד, נקבל מושג גס על כמה אור נופל על הנורית. זה למעשה היה אמין יותר במכשירים שונים ואפילו עובד עבור פוטו טרנזיסטורים! מכיוון שאיננו מבצעים מדידת לומן מדויקת ומצביע הלייזר אמור להיראות בהיר בהרבה מסביבה, אנו מחפשים רק זמן פריקה סף. החלק החשוב השני בהרפתקה זו הוא איתור באגים. למי שמכיר תוכנות מערכות שאינן מוטמעות, שיטה פופולרית היא להוסיף הצהרות הדפסה בנקודות קריטיות בקוד. זה חל גם על מערכות משובצות, אך כאשר כל מיקרו -שנייה נחשבת, משך הזמן ל- Serial.write ("x הוא"); Serial.writeln (x); למעשה הוא די משמעותי, וייתכן שתפספס הרבה אירועים בתהליך. אז זכור תמיד לשים את הצהרות ההדפסה שלך מחוץ ללולאות קריטיות, או בכל זמן שאתה מצפה לאירוע. לפעמים מספיק להבהב נורית כדי להודיע לך שהגעת לנקודה מסוימת בקוד.

שלב 4: הוספת בקרת אינטרנט

אם הסתכלת על הסקיצה, שמת לב שאני גם קורא את היציאה הסדרתית, ופועל על פי כמה פקודות של תווים בודדים. הדמות 'n' מדליקה את כל האורות, ו- 'f' מכבה אותם. המספרים '0'-'5' מחליפים את מצב האור המחובר לאותו פלט דיגיטלי. כך שתוכל לזרוק בקלות סקריפט CGI (או servlet, או כל טכנולוגיית רשת שצפה בסירה שלך) כדי לשלוט באורות שלך מרחוק. Serial.writes פלט גם בכל פעם שמשתנה אור מכניסת המשתמש, כך שהדף יכול לכלול עדכוני Ajax להצגת המצב הנוכחי. דבר נוסף שאני הולך להתנסות בו הוא זיהוי תנועה בחדר. אנשים מחזירים אור, וכאשר הם זזים האור הזה ישתנה. זה החלק ה'דלתא 'בהצהרות הכתיבה שיש לי.