LED менен Күндүн чыгышы жана батышы чырагы: 7 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:44

Билесизби, кыш мезгилинде туруу кыйын, анткени сыртта караңгы жана денең түн ортосунда ойгонбойт. Ошентип, сизди жарык менен ойготуучу будильникти сатып алсаңыз болот. Бул аппараттар бир нече жыл мурдагыдай кымбат эмес, бирок алардын көбү чындап эле көрксүз көрүнөт. Башка жагынан алганда, көпчүлүк учурда жумуштан келгенде караңгы болот. Ошентип, улуу күндүн батышы да жок болду. Кыш кайгылуу көрүнөт, туурабы? Бирок бул окурмандар үчүн эмес. Бул picaxe микроконтроллеринен, кээ бир светодиоддордон жана башка бир нече бөлүктөрдөн күндүн чыгышын жана күндүн батышын кантип курууну түшүндүрөт. Светодиоддор сапатына жараша 5-10 еврого турушу мүмкүн, калган бөлүктөрү 20 евродон ашпашы керек. Ошентип, 30 евродон азыраак нерсе менен сиз чынында эле пайдалуу жана жагымдуу нерселерди кура аласыз.

1 -кадам: Бизге керектүү нерселер

Сизге бул нерселер керек: o12V же 24В электр менен камсыздоо o1 Picaxe 18M (же башка микроконтроллер) https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ 3.5 мм телефон уячасы үчүн oA розеткасы же башка picaxe o1 баскычын жана 1 которуштургучту же конденсаторлуу o1 IC7805 2 баскычын программалоо үчүн сериялык порттон микроконтроллерге туташуу, бул бизге 12V же 24V микроконтроллерди иштетүү үчүн керек болгон 5Vга айландырат o1 IC ULN2803A, Бул Дарлингтон транзисторунун массиви болуп TTL деңгээлиндеги чыгууга түз колдонулат. Же ылайыктуу каршылыгы бар 8 жалгыз Дарлингтон-Транзисторду колдонуңуз, бирок ал стандарттык BC547-транзисторлор менен иштейт. o1 IRF520 сыяктуу жогорку кубаттуу FET, же BD649 сыяктуу башка Power-Darlington-транзисторлору, бүтүндөй LED диоддору, кызыл, сары, ак, жылуу ак, көк жана ультрафиолет сыяктуу ар кандай түстөр. Кошумча маалымат алуу үчүн 4 -кадамды окуңуз. o1 10к & -потенциометр, узун баскычы менен артыкчылыктуу o1 300 &-тестирлөө үчүн потенциометр o o Кээ бир резисторлор, кээ бир кабелдер, схеманы куруу үчүн такта жана, албетте, токту өлчөө үчүн ширетүүчү темир оА да ыңгайлуу болмок, бирок такыр эле эмес керектүү Сиз колдонгон кубат булагына жараша кошумча коннекторлор жана СИД үчүн корпус керек болушу мүмкүн. Мен Power-supply корпусуна бекитилген акрил тактайын колдондум. D-Sub-коннекторлору бар эски компьютер-чычкандарда сиз пикаксти программалоо үчүн колдонулган телефон-джек кабелин жакшы алмаштыра аласыз. Picaxes жана башка көптөгөн пайдалуу нерселерди бул жерден сатып алса болот: https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ Калгандары үчүн жергиликтүү дилерди текшериңиз.

2-кадам: Circuit-макет

ULN2803A-бул дарлингтон массиви, 8 жеке дарлингтон айдоочуларынан турат, алар кирүү жагында ылайыктуу каршылыктарга ээ, андыктан микроконтроллерден UNL2803Aнын киришине түз туташа аласыз. Эгерде киргизүү микроконтроллерден жогорку деңгээлге (5V) ээ болсо, анда чыгаруу GNDге туташат. Бул кириштин жогору болушу тиешелүү LED тилкесин күйгүзөт дегенди билдирет. Ар бир канал 500мАга чейин ток менен колдонулушу мүмкүн. Стандарттык ультра ачык 5мм диоддору адатта 25-30мАны тилкеге колдонушат, ал тургай алардын сегизи FETти 200-250mA менен гана стресске салышат, андыктан ар кандай критикалык чекиттерден алыс. Сиз ойгонуу жарыгы үчүн жогорку кубаттуулуктагы 5W диоддорун колдонуу жөнүндө ойлонушуңуз мүмкүн. Алар, адатта, 12Вда 350мАны колдонушат жана бул массивдин жардамы менен да башкарылышы мүмкүн. "S1" баскычы микроконтроллердин баштапкы абалга келтирүү баскычы. "S2" которгучу күндүн батышын же таңдын таңдоочусу. Сиз аны баскыч менен алмаштырып, программаны үзгүлтүккө учуратуу менен күндүн батышын активдештире аласыз. Биз потенциометрдин позициясын окуп чыгуу үчүн picaxes ADC жөндөмүн колдонобуз жана бул маанини timescale. The сүрөттө мен 7 жеке транзистор (BC547C) менен курган биринчи тактаны жана аларды айдап чыгуу үчүн резисторлорду көрсөтөбүз. Мен схеманы куруп жатканда ULN2803 жок болчу, азыр башка бөлүктөрүн сагындым. Ошентип, мен сизге баштапкы макетти көрсөтүүнү чечтим, бирок макеттин жаңы айдоочу массивин берүүнү чечтим.

3 -кадам: Күндүн батышы кандай көрүнөт?

Чыныгы күндүн батышын көргөндө, убакыттын өтүшү менен жарыктын түсү өзгөрүп жатканын түшүнөсүз. Ачык актан күн дагы горизонтто турганда ачык сарыга, андан кийин орто кызгылт сарыга, кочкул кызылга, андан кийин жапыз көгүш ак нурга, андан кийин караңгылыкка өзгөрөт. Күндүн батышы түзмөктүн эң татаал бөлүгү болот, анткени сиз аны толук аң -сезим менен көрөсүз жана кичине каталар абдан кыжырды келтирет. Күндүн чыгышы негизинен ошол эле программанын артына кайтарылган, бирок күн чыкканда сиз дагы эле уктап жатасыз, биз түстөр жөнүндө өтө көп тынчсыздануунун кажети жок. Жаткандан кийин күндүн батышын баштап, жаркыраган күндүн жарыгынан баштоону каалабашыңыз мүмкүн, бирок эртең менен диоддордун баарынан көбүрөөк пайдалануу маанилүү. Ошентип, күндүн чыгышы менен батышынын ар кандай ырааттуулугуна ээ болуу ыңгайлуу, бирок, албетте, сиз каалаган нерсеңизди текшере аласыз! Бирок программалардын бул айырмачылыктары бизди эки программанын тең LED диоддорунун башка тандоосуна алып келиши мүмкүн.

4 -кадам: Светодиоддорду тандоо жана резисторлорду эсептөө

Светодиоддорду тандоо бул үйрөткүчтүн чыгармачыл бөлүгү. Ошентип, кийинки текст менден сизге сунуштар. Ар кандай сезимдерди өзгөртүп, алмаштырып коюңуз, мен муну кантип жасоону айтып берем. Ошентип, менин сунушум - ар бир тилкеде ар кандай түстөгү LED бар, бирок саны өзгөрүп турат. Эгерде биз күндүн батышын тескерисинче элестете турган болсок, биринчи тилкеде көп кызыл LED жана балким бир ак, көк жана ультрафиолет нурлары болот. Ошентип, 5 кызыл, 2 сары, 1 жылуу ак жана 1 ультрафиолет дейли. Кааласаңыз, кызыл же сары түстөгү диоддордун бирин кызгылт сарыга алмаштырсаңыз болот (схемада 2 -тилке) Кийинки жаркыраган тилкеде сары түстөр менен алмаштырылган бир нече кызыл чырактар болмок. Келгиле, 2 кызыл, 5 сары жана 2 жылуу ак (схемада 3 -тилке) Кийинки тилкелерде дагы бир нече кызыл түстөр сары же ал тургай ак түстөр менен алмаштырылат. 1 кызыл, 1 сары, 4 жылуу ак жана 1 көк дейли. (тилке 4 схемада) Кийинки тилке 3 муздак ак, 2 жылуу ак жана 1 көк LEDден турушу мүмкүн. (5 -тилке) Бул азырынча күндүн батышы үчүн төрт тилке болмок. Sunrise үчүн биз калган үч тилкени негизинен муздак ак жана көк LED менен колдоно алмакпыз. Эгерде сиз 7 -жана 8 -кирүүнү бириктирсеңиз, анда сиз күндүн чыгышы үчүн 4 тилкени колдонсоңуз болот же күн батышына бешинчи тилкени өзүңүз каалагандай бере аласыз. Сиз кызыл диоддорду камтыган тилкелерде таза ак түстөргө караганда бир тилкеде көбүрөөк LED бар экенин байкагандырсыз. Бул кызыл жана ак диоддор үчүн минималдуу чыңалуудагы айырмачылыктан келип чыгат. Светодиоддор чынында эле жаркырап, ал тургай аларды 1% га чейин төмөндөтүү абдан көп, мен 1 тилкени 3 кызыл, 2 сары жана жылуу ак LED менен эсептеп чыктым. 5мА гана ток. Бул бул тилкени экинчисине окшош эмес, ошондуктан күндүн батышынын акыркы иретине ылайыктуу кылат. Бирок мен бул тилкеге УК-LEDди да беришим керек болчу. Акыркы кароо үчүн. Светодиоддорду жана резисторлорду кантип эсептөө керек: Светодиоддор иштеши үчүн белгилүү бир чыңалууга муктаж, ал тургай дарлингтон массиви да өз каналы үчүн 0,7В колдонот., ошондуктан резисторду эсептөө абдан жөнөкөй. FET дээрлик биздин максаттар үчүн эч кандай чыңалуу жоготууга алып келбейт. Айталы, биз 24В электр энергиясынан иштейбиз. Бул чыңалуудан биз LED үчүн бардык номиналдуу чыңалууларды жана массив үчүн 0,7В алып салабыз. Берилген токту резистор колдонушу керек. Мисалга карап көрөлү: биринчи тилке: 5 кызыл, 2 сары, 1 жылуу ак жана 1 ультрафиолет. Бир кызыл LED 2,1В алат, андыктан алардын бешөө 10,5 V. One сары LED да 2.1V алат, ошондуктан алардын экөө 4.2V. The ак LED 3.6V алат, UV LED 3.3V жана 0.7V массивин алат Бул 24V -10.5V түзөт - 4.2V - 3.6V - 3.3V - 0.7V = 1.7V, аны кандайдыр бир резистор колдонушу керек. Сиз, албетте, Ом мыйзамын билесиз: R = U/I. Ошентип, 25мАда 1.7В колдонгон резистор 1.7V/0.025A = 68 Ом мааниге ээ, ал электрондук дүкөндөрдө жеткиликтүү. Резистор колдонгон кубаттуулукту эсептөө үчүн жөн эле P = U * I деп эсептеңиз, бул P = 1.7V * 0.025A = 0.0425 W. Демек, бул үчүн кичинекей 0.25W резистор жетиштүү. Эгерде сиз жогорку токту колдонсоңуз же резистордо көбүрөөк вольтту күйгүңүз келсе, анда чоңураакты колдонууга туура келиши мүмкүн! Бул 24В боюнча 6 гана жогорку чыңалуудагы ак диодду иштете алышыңыздын себеби, бирок бардык эле чырактар бирдей эмес, LEDден LEDга чыңалууда чоң айырмачылыктар болушу мүмкүн. Ошентип, биз экинчи потенциометрди (300?) Жана ток ченегичти колдонуп, акыркы схемада ар бир тилкенин токун каалаган деңгээлге (25мА) чейин тууралайбыз. Андан кийин биз резистордун маанисин өлчөйбүз жана бул бизге эсептелген нарктын тегерегинде бир нерсе бериши керек. Эгерде натыйжа эки түрдүн ортосунда болсо, анда тилкенин бир аз караңгы болушун же тилкенин бир аз жарык болушун кааласаңыз, кийинки жогорку маанини тандаңыз. Мен светодиоддорду акрил айнек тактасына орноттум, аны мен энергия булагынын корпусуна бекиттим. Акрил айнекти оңой эле бургулоого болот жана меште 100 ° Сге чейин ысытылганда ийилет. Сүрөттөрдөн көрүнүп тургандай, мен бул дисплейге күндүн чыгышы - күндүн батышын тандоо которгучун коштум. Потенциометр менен баштапкы абалга келтирүү баскычы схемада.

5 -кадам: Программаны тууралоо

Пикакстерди сатуучунун кээ бир негизги диалектиси абдан оңой программалайт. Редактор жана программалык камсыздоо бекер. Албетте, муну бош PIC же Atmel AVR үчүн ассемблерде программалаштырса болот, бирок бул пикакстарды сынагандан кийин менин биринчи долбоорлорумдун бири болду. Бул арада мен AVRде бир нече PWM менен жакшыраак версиянын үстүндө иштейм. Пикакс башталгычтар үчүн абдан жакшы, анткени жабдууларга талаптар абдан жөнөкөй жана негизги тилди үйрөнүү оңой. 30 € дан азыраак микроконтроллерлердин керемет дүйнөсүн изилдей баштасаңыз болот. Бул арзан чиптин (18M) кемчилиги - чектелген RAM. Эгерде сиз башка функцияларды тандасаңыз же пикаксты башкача туташтырсаңыз, анда программаны тууралашыңыз керек болот. Бирок, албетте, жеке тилкелердин ортосундагы өткөөлдөргө өзгөртүү киргизишиңиз керек болот. Тизмеден көрүнүп тургандай, w6 өзгөрмөсү (сөз өзгөрмөсү) каршы өзгөрмөнүн милдетин аткарат жана PWM үчүн параметр катары. Тандалган PWM-жыштыгы 4кГц болгондо 1% дан 99% га чейинки убакыт 10-дон 990го чейин. Циклдагы эсептөөлөр менен биз LED экспозициясынын дээрлик экспоненциалдуу төмөндөшүнө же көбөйүшүнө ээ болобуз. Бул PWM менен LEDди башкарганда оптималдуу. Бир тилкени күйгүзгөндө же өчүргөндө, бул PWMдин маанисин өзгөртүү аркылуу программалык камсыздоо тарабынан компенсацияланат. Мисалы, күндүн батышын карап көрөлү. Башында 0, 4 жана 5 чыгуулары жогору которулат, башкача айтканда, тиешелүү тилкелер ULN2803A аркылуу күйгүзүлөт. Андан кийин цикл жарыктыгын төмөндөтөт, w6дагы өзгөрмө 700дөн кичине болот. Бул учурда pin0 төмөн, pin2 бийик которулат. W6нын жаңы мааниси 900гө коюлду. Бул PWM деңгээлиндеги 0, 4 жана 5 тилкелери бар лампа 800, PWM 800, 2, 4 жана 5 тилкелери бар чырактай дээрлик жарык экенин билдирет. бул баалуулуктарды текшерип, башка баалуулуктарды сынап көрүшүңүз керек. Ортодо бир жерде калууга аракет кылыңыз, анткени биринчи луптагы лампаны өтө эле өчүрүп салсаңыз, экинчи циклде көп нерсени жасай албайсыз. Бул түс өзгөртүү таасирин азайтат. PWM орнотууларын тууралоо үчүн, мен программаны токтотуу үчүн w5 маанисин колдонгон кичи программаны колдондум. Бул учурда ылдамдык оюнга келет. Ишке кирүү учурунда гана потенциометр текшерилет жана w5 де сакталат. Программанын ар бир циклиндеги кадамдардын саны белгиленген, бирок w5тин маанисин 750дөн 5100дүн тегерегине өзгөртүү менен, ар бир кадамдагы пауза 0,75sден 5sке чейин өзгөрөт. Ар бир циклдеги кадамдардын саны экспоненциалдык де- же көбөйтүүнүн бөлүгүн өзгөртүү аркылуу жөнгө салынышы мүмкүн. Бирок кичине бөлчөккө колдонбоңуз, анткени w6 өзгөрмөсү дайыма бүтүн сан! Эгерде сиз 99/100 бөлчөк катары колдонуп, аны 10 маанисине колдонсоңуз, бул сизге 9.99ду ондук менен берет, бирок бүтүн сандарда дагы 10. Ошондой эле w6 65325 ашпашы мүмкүн экенин эстен чыгарбаңыз! Тестирлөөнү тездетүү үчүн w5 = 5*w5 менен комментарий жазууга аракет кылыңыз, бул программаны 5 эсе тездетет!:-)

6 -кадам: уктоочу бөлмөгө орнотуу

Мен күндүн батыш чырагын бөлмөнүн бир жагындагы кичинекей шкафка койдум, ошондо жарык шыпка чейин көрүнөт. Таймер сааты менен мен чыракты ойготуу коңгуроосуна 20 мүнөт калганда күйгүзөм. Андан кийин лампа күн чыгыш программасын автоматтык түрдө баштайт жана мени акырын ойготот. Кечинде, мен таймер сааттын уйку-таймер функциясын иштетем жана күн батышын күйгүзүү менен чыракты күйгүзөм. Программа башталгандан кийин, мен дароо күндүн чыгышына которулам, эртеси эртең менен. Анан жеке күндүн батышынан ырахат алып, көп өтпөй уктап кетем.

7 -кадам: Өзгөртүүлөр

Өткөргүчтү баскычка алмаштырганда, программанын кээ бир үзгүлтүктөрүн иштетүү менен күндүн батышына өтүү керек. Электр менен камсыздоо чыңалуусун өзгөртүү үчүн сиз жеке LED тилкелерин жана резисторлорун кайра эсептешиңиз керек, анткени 12В менен 3 ак LED диодун гана айдай аласыз жана сизге дагы башка резистор керек. Чечим туруктуу ток булактарын колдонуу болмок, бирок булар сизге бир нече долларды талап кылышы мүмкүн жана жөнгө салуу үчүн дагы бир нече ондогон вольтту колдонушу мүмкүн. 24В менен сиз бир эле тилкеде көп светодиоддорду айдай аласыз, ошол эле көлөмдөгү 12В менен камсыз кылуу үчүн, диоддор параллель колдонулган эки тилкеде бөлүнүшү керек. Бул эки тилкенин ар бирине өзүнүн резистору керек жана бул канал аркылуу топтолгон ток эки эседен ашык көбөйдү. Көрдүңүзбү, бардык светодиоддорду 5В менен айдоонун эч кандай мааниси жок, бул ыңгайлуу болмок, бирок ток зыяндуу деңгээлге көтөрүлүп, керектүү резисторлордун саны да асмандап кетет. ULN2803 драйвери менен жогорку кубаттуулуктагы светодиоддорду колдонуу үчүн, жылуулукту жакшыраак башкаруу үчүн эки каналды бириктирсеңиз болот. Жөн эле эки кирүүнү бир микроконтроллер-пинге жана эки жогорку чыгууну бир жогорку кубаттуулуктагы LED-тилкесине туташтырыңыз. Эсиңизде болсун, кээ бир жогорку кубаттуулуктагы LED тактары туруктуу токтун схемасы менен келет жана электр линиясында PWM тарабынан өчүрүлбөшү мүмкүн! Бул орнотууда бардык бөлүктөр кандайдыр бир чектерден алыс. Эгерде сиз нерселерди четке жылдырсаңыз, FET же Дарлингтон массивинде жылуулук көйгөйлөрү пайда болушу мүмкүн. Анан, албетте, бул схеманы айдаш үчүн эч качан 230В AC же 110V AC колдонбоңуз !!! Бул көрсөтмө берүүдөн кийинки менин кийинки кадамым-жогорку кубаттуулуктагы RGB-Spotту көзөмөлдөө үчүн үч жабдык PWM менен микроконтроллерди туташтыруу.

Ошентип, көңүл ачып, жеке күндүн батышы менен чыгышынын артыкчылыгынан ырахат алыңыз.