Breathing Christmas Tree - Arduino Christmas Light Controller: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Bukan berita baik bahawa kotak kawalan untuk pokok Krismas buatan 9 kaki saya yang sudah dinyalakan pecah sebelum Krismas ， dan pengeluar tidak menyediakan alat ganti. Ini tidak dapat diselesaikan menunjukkan cara membuat pemacu lampu LED dan pengawal anda sendiri menggunakan Pemacu Motor Arduino dan L298N, dengan pelbagai kesan visual termasuk corak 'pernafasan' untuk menghidupkan semula pokok Krismas ini.

Pokok yang saya miliki adalah Pohon Krismas LED Perubahan Warna yang dibuat oleh GE, yang menampilkan pilihan cahaya berikut: 1) lampu LED yang jelas, 2) lampu LED pelbagai warna, 3) bergantian dari yang terang ke yang multi. Pokok ini dikendalikan oleh pengawal cahaya yang dikuasakan oleh bekalan kuasa DC 29V. Bagaimana perubahan warna berfungsi? Saya membongkar kotak kawalan, ternyata setiap mentol terdiri daripada LED yang jelas dan LED warna yang disambungkan secara selari tetapi dengan kekutuban terbalik. Bergantung pada kekutuban daya DC yang dibekalkan, LED terang atau LED warna akan menyala, sehingga memberikan kesan perubahan warna dengan hanya dua saluran bekalan kuasa. Dalam kes saya, transistor di jambatan H di dalam kotak kawalan menjadi pendek dan modul bekalan kuasa juga rosak. Untuk menjadikan pokok berfungsi semula, saya perlu mencari bekalan kuasa DC 29V dan berjaya menukar kekutuban ke LED. Ini adalah tugas yang sama dengan mengawal arah dan kelajuan motor DC. Dengan sedikit pengaturcaraan, juga dapat mengubah intensiti cahaya dan membuat kesan visual tambahan seperti "bernafas".

Langkah 1: Bahagian

Pengawal cahaya terdiri daripada dua bahagian:

1. Bekalan kuasa 29V DC
2. Litar pengawal yang mengubah warna dan kecerahan cahaya LED dengan mengubah polaritas kuasa DC dengan PWM (Modulasi Lebar Nadi).

Pokok ini memerlukan sumber kuasa 29V dengan kapasiti sekitar 500mA. Adalah sukar untuk mencari bekalan kuasa DC 29V rendah. Saya menggunakan XL6009 Step-up Power Module DC-DC Converter untuk menukar 12V DC ke 29V DC. Untuk maklumat terperinci mengenai modul XL6009, terdapat artikel yang boleh diajar.

Untuk mengawal cahaya, saya menggunakan pengawal motor Jambatan H298N, yang dikendalikan oleh papan Arduino Nano. L298N terdiri daripada dua jambatan H yang sama masing-masing mempunyai kapasiti maksimum 2 Ampere dan sangat sesuai untuk digunakan dalam kes ini.

Oleh kerana modul LN298N dikenakan kuasa DC 29V, bekalan kuasa 5V onboard harus dilumpuhkan (keluarkan jumper 5V Enable kecil) dan dikuasakan oleh kuasa 5V luaran. Saya menggunakan LM2596 DC ke DC Buck Converter untuk menukar 12V DC ke 5V untuk menghidupkan kedua LM298N dan papan Arduino Nano. Modul XL6009 dan LM2596 kelihatan sangat mirip, disarankan untuk menyesuaikan voltan keluaran secara berasingan sebelum pemasangan terakhir modul kawalan cahaya, dan menandakan wayar dengan jelas.

Untuk menyambungkan komponen, saya menggunakan wayar jumper Dupont atau wayar terdampar 16-18 AWG.

Selain itu, anda memerlukan beberapa wayar dan skru, serta akses ke pencetak 3D untuk mencetak casing, dan besi pematerian.

Langkah 2: Elektronik dan Pendawaian

Pendawaiannya mudah. Setelah modul bekalan kuasa disesuaikan dengan voltan yang diingini, sambungkan 29V ke terminal bekalan kuasa pada motor modul L298N yang ditandakan sebagai GND dan + 12V, dan terminal GND dan 5V pada modul L298N ke pin yang sesuai pada Arduino Nano papan. Juga, sambungkan bekalan kuasa + 5V dari modul LM2596 ke terminal GND dan + 5V yang sama untuk menghidupkan bahagian logik litar. Kemudian, sambungkan Arduino Nano ke L298N seperti berikut:

Pin 9 IN1

Pin 8 IN2

Pin 10 ENA

Akhirnya, sambungkan lampu LED ke terminal Output A pada modul L298N.

Langkah 3: Pengaturcaraan

Terlampirkan contoh lakaran Arduino dengan kesan 'Breathing . Anda boleh mengubah kod untuk mengubah frekuensi atau menambahkan corak dan kesan cahaya tambahan.

Langkah 4: Cetak Lampiran Pengawal Cahaya

Berikut adalah fail STL untuk lampiran, saya mencetak semua bahagian dengan isian 25%. Pasang semua komponen elektronik di dalam kotak menggunakan skru penoreh sendiri M2x5mm dan pasangkan kotak.