LED'li Gün Doğumu ve Gün Batımı Lambası: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

Bilirsiniz, kışın kalkmak zordur çünkü dışarısı karanlıktır ve vücudunuz gece yarısı uyanmaz. Böylece sizi ışıkla uyandıran bir çalar saat satın alabilirsiniz. Bu cihazlar birkaç yıl önceki kadar pahalı değil, ancak çoğu gerçekten çirkin görünüyor. Öte yandan, işten eve geldiğinizde de çoğu zaman hava karanlıktır. Böylece harika gün batımı da gitti. Kış mevsimi üzücü görünüyor, değil mi? Ancak bu talimatın okuyucuları için değil. Bir picaxe mikro denetleyicisinden, bazı LED'lerden ve diğer birkaç parçadan birleşik bir gün doğumu ve gün batımı lambasının nasıl oluşturulacağını açıklar. LED'ler kalitesine göre 5-10 Euro'ya mal olabilir ve diğer parçalar 20 Euro'yu geçmemelidir. Yani 30 Euro'dan daha az bir parayla gerçekten yararlı ve güzel bir şey inşa edebilirsiniz. Ve bu talimat size sadece bunu nasıl yeniden inşa edeceğinizi açıklamakla kalmayacak, aynı zamanda onu kişisel tercihlerinize göre nasıl değiştireceğinizi de gösterecek.

Adım 1: İhtiyacımız Olan Şeyler

Şunlara ihtiyacınız var: o12V veya 24V güç kaynağı o1 Picaxe 18M (veya başka bir mikrodenetleyici) https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ adresinden 3,5 mm telefon jakı için oA soketi veya başka herhangi bir picaxe o1 butonunu ve 1 geçiş anahtarını veya kapasitörlü 2 buton o1 IC7805'i programlamak için seri porttan mikrodenetleyiciye bağlantı, bu bizi 12V veya 24V'yi 5V'a dönüştürür, mikrodenetleyiciyi çalıştırmamız gerekir o1 IC ULN2803A, Bu TTL Düzeyinde çıkışlarda doğrudan kullanım için bir Darlington Transistör Dizisidir. Alternatif olarak, uygun dirençlere sahip 8 tek Darlington-Transistör kullanın, ancak standart BC547-transistörlerle de çalışır. o1 IRF520 gibi Yüksek Güçlü FET veya BD649 gibi başka bir Power-Darlington-transistör oBir dizi LED, kırmızı, sarı, beyaz, sıcak beyaz, mavi ve ultraviyole gibi farklı renkler. Daha fazla bilgi için 4. adımı okuyun. o1 10k&-potansiyometre, tercihen uzun bir düğme ile o1 300&- test amaçlı potansiyometre oBazı dirençler, bazı kablolar, devreyi kurmak için bir kart ve tabii ki bir havya oA akımlar için ölçüm aleti de kullanışlı olabilir, ancak kesinlikle değil gerekli Kullandığınız güç kaynağına bağlı olarak, LED'ler için ek konektörlere ve bir muhafazaya ihtiyacınız olabilir. Güç kaynağının muhafazasına sabitlediğim bir akrilik levha kullandım. D-Alt konektörlü eski bilgisayar farelerinde, picaxe'i programlamak için kullanılan telefon jakı kablosu için iyi bir alternatif bulabilirsiniz. Picax'lar ve diğer birçok yararlı şey buradan satın alınabilir:https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/Geri kalanı için yerel satıcınıza bakın.

Adım 2: Devre düzeni

ULN2803A, mikro denetleyiciden çıkışı doğrudan UNL2803A'nın girişine bağlayabilmeniz için giriş tarafında uygun dirençlere sahip 8 ayrı darlington sürücüsünden oluşan bir darlington dizisidir. Giriş, mikrodenetleyiciden yüksek bir seviye (5V) alırsa, çıkış GND'ye bağlanacaktır. Bu, girişte yüksek bir değerin ilgili LED şeridini yakacağı anlamına gelir. Her kanal 500mA'ya kadar bir akımla kullanılabilir. Standart ultra parlak 5mm LED'ler normalde şerit başına 25-30mA kullanır ve bunlardan sekizi bile FET'i yalnızca 200-250mA ile zorlar, böylece kritik noktalardan uzaktasınız. Uyandırma ışığı için yüksek güçlü 5W LED'leri kullanmayı bile düşünebilirsiniz. Genellikle 12V'da 350mA kullanırlar ve bu dizi tarafından da çalıştırılabilirler. "S1" düğmesi, mikro denetleyici için sıfırlama düğmesidir. "S2" düğmesi, gün batımı veya şafak seçicidir. Ayrıca bir buton ile değiştirebilir ve yazılımdaki bir kesinti ile gün batımını etkinleştirebilirsiniz. Potansiyometre R11 hız için bir seçici görevi görür. Potansiyometrenin konumunu okumak için picaxes ADC yeteneğini kullanıyoruz ve bu değeri zaman ölçeği olarak kullanıyoruz. Resim, 7 ayrı transistörle (BC547C) oluşturduğum ilk kartı ve bunları sürmek için dirençleri gösteriyor. Devreyi kurduğumda ULN2803'e sahip değildim ve şimdi diğer bazı parçaları kaçırıyorum. Bu yüzden size orijinal düzeni göstermeye karar verdim, ancak düzeni yeni sürücü dizisiyle de sağladım.

3. Adım: Gün Batımı Nasıl Görünüyor?

Gerçek bir gün batımını gözlemlediğinizde, ışığın renginin zamanla değiştiğini fark edebilirsiniz. Güneş hala ufuktayken parlak beyazdan parlak sarıya, sonra orta turuncuya, sonra koyu kırmızıya ve ardından düşük mavimsi beyaz bir parıltıya dönüşür, ardından karanlık vardır. Gün batımı cihazın en zor kısmı olacak çünkü tam bilinçle izliyorsunuz ve küçük hatalar oldukça can sıkıcı. Gündoğumu temelde aynı program tersine çevrilir, ancak gün doğumu başladığında hala uykuda olduğunuz için renkler hakkında çok fazla endişelenmemize gerek yoktur. Yatarken gün batımına başlarken parlak güneş ışığıyla başlamak istemeyebilirsiniz ancak sabahları LED'lerden en iyi şekilde yararlanmak önemlidir. Bu nedenle gün doğumu ve gün batımı için farklı sıralamalara sahip olmak uygundur, ancak elbette istediğinizi test etmekte özgürsünüz! Ancak programlardaki bu farklılıklar, bizi her iki program için farklı bir LED seçimine yönlendirebilir.

Adım 4: LED'lerin Seçilmesi ve Dirençlerin Hesaplanması

LED'leri seçmek, bu talimatın yaratıcı kısmıdır. Bu yüzden aşağıdaki metin sadece benden size bir öneridir. Bunları değiştirmekten çekinmeyin, size bunu nasıl yapacağınızı anlatacağım. Renkler: Tamamen yeni bir renkteki LED'lerle bir şeridi sorunsuzca açıp kapatmak zordur. Bu yüzden benim tavsiyem, her şeridin tüm renklerde ancak değişen miktarlarda LED'leri içermesidir. Gün batımının tersine döndüğünü hayal edersek, ilk şerit çok sayıda kırmızı LED ve belki bir beyaz, bir mavi ve bir UV içerir. Diyelim ki 5 kırmızı, 2 sarı, 1 sıcak beyaz ve 1 UV. İsterseniz kırmızı veya sarı LED'lerden birini turuncu olanla değiştirebilirsiniz (şemada Şerit 2) Bir sonraki parlak şeritte sarı olanlarla değiştirilen birkaç kırmızı şerit olacaktır. Diyelim ki 2 kırmızı, 5 sarı ve 2 sıcak beyaz (şematikte şerit 3) Sonraki şeritlerde birkaç kırmızı daha sarı olanlarla, hatta beyaz olanlarla değiştirilecektir. 1 kırmızı, 1 sarı, 4 sıcak beyaz ve 1 mavi diyelim. (şematikte şerit 4) Bir sonraki şerit 3 soğuk beyaz, 2 sıcak beyaz ve 1 mavi LED'den oluşabilir. (şerit 5) Bu, şimdiye kadar gün batımı için dört şerit olacaktır. Sunrise için, çoğunlukla soğuk beyaz ve mavi LED'lerle kalan üç şeridi kullanabiliriz. 7. ve 8. girişi birbirine bağlarsanız, gün doğumu için 4 şerit kullanabilir veya istediğiniz gibi gün batımına beşinci bir şerit verebilirsiniz. Kırmızı LED'leri içeren şeritlerin, şerit başına saf beyaz olanlardan daha fazla LED'e sahip olduğunu fark etmiş olabilirsiniz. Bu, kırmızı ve beyaz LED'ler için minimum voltaj farkından kaynaklanır. LED'ler gerçekten parlak olduğundan ve onları %1'e kadar kısmak bile oldukça fazla olduğundan, şerit 1'i 3 kırmızı, 2 sarı ve bir sıcak beyaz LED ile hesapladım. sadece 5mA akım. Bu, bu şeridi diğerleri kadar parlak yapmaz ve bu nedenle gün batımının son ipucu için uygundur. Ama son bakışta bu şeride bir UV-LED de vermeliydim. LED'ler ve dirençler nasıl hesaplanır: LED'lerin çalışması için belirli bir voltaj gerekir ve hatta darlington dizisi bile kendi amacı için kanal başına 0,7V kullanır., yani direnci hesaplamak çok basittir. FET pratikte amaçlarımız için herhangi bir voltaj kaybına neden olmaz. Diyelim ki güç kaynağından 24V ile çalışıyoruz. Bu voltajdan LED'ler için tüm nominal voltajları ve dizi için 0,7V'u çıkarırız. Geriye kalan ise verilen akımda direnç tarafından kullanılmalıdır. Bir örneğe bakalım:ilk şerit: 5 kırmızı, 2 sarı, 1 sıcak beyaz ve 1 uv led. Bir kırmızı led 2.1V alıyor yani beş tanesi 10.5V alıyor. V. Bir sarı LED de 2.1V alır, yani ikisi 4.2V alır. Beyaz LED 3.6V, UV LED 3,3V ve dizi 0.7V alır. Bu, 24V -10,5V - 4.2V - 3.6V yapar - Bazı dirençler tarafından kullanılması gereken 3.3V - 0.7V = 1.7V. Ohm yasasını mutlaka biliyorsunuzdur: R = U/I. Yani 25mA'da 1.7V kullanan bir direnç, elektronik mağazalarında bulunan 1.7V/0.025A = 68 Ohm değerine sahiptir. Direnç tarafından kullanılan gücü hesaplamak için sadece P = U*I hesaplayın, bu P = 1,7V * 0,025A = 0,0425 W anlamına gelir. Dolayısıyla bu amaç için 0,25W'lık küçük bir direnç yeterlidir. Daha yüksek akımlar kullanıyorsanız veya dirençte daha fazla volt yakmak istiyorsanız, daha büyük bir tane kullanmanız gerekebilir! Bu nedenle 24V'ta sadece 6 adet yüksek voltaj tüketen beyaz LED çalıştırabilirsiniz. Ancak tüm LED'ler aslında aynı değildir, LED'den LED'e voltaj kaybında büyük farklılıklar olabilir. Bu yüzden son devrede her bir şeridin akımını istenilen seviyeye (25mA) ayarlamak için ikinci potansiyometreyi (300 ?) ve bir akım ölçeri kullanıyoruz. Sonra direncin değerini ölçüyoruz ve bu bize hesaplanan değer civarında bir şey vermelidir. Sonuç iki tür arasında bir şeyse, şeridin biraz daha koyu olmasını istiyorsanız bir sonraki yüksek değeri veya şeridin biraz daha parlak olmasını istiyorsanız bir sonraki düşük değeri seçin. LED'leri, güç kaynağı muhafazasına sabitlediğim akrilik bir cam panoya yerleştirdim. Akrilik cam, fırında yaklaşık 100°C'ye ısıtılırsa kolayca delinebilir ve bükülebilir. Resimlerde de göreceğiniz gibi bu ekrana gün doğumu – gün batımı seçim anahtarını da ekledim. Potansiyometre ve sıfırlama düğmesi devre kartı üzerindedir.

Adım 5: Yazılımı Ayarlama

Picax'lar, satıcının bazı temel lehçeleriyle çok kolay programlanabilir. Editör ve yazılım ücretsizdir. Elbette bunu assembler'da boş PIC'ler veya Atmel AVR'ler için de programlayabilirsiniz, ancak bu, picax'ları test ettikten sonraki ilk projelerimden biriydi. Bu arada, bir AVR'de birkaç PWM'li daha iyi bir sürüm üzerinde çalışıyorum. Pikseller yeni başlayanlar için çok iyidir çünkü donanım gereksinimleri çok basittir ve temel dili öğrenmesi kolaydır. 30€'dan daha az bir tutarla mikrodenetleyicilerin harika dünyasını keşfetmeye başlayabilirsiniz. Bu ucuz çipin (18M) dezavantajı sınırlı RAM'dir. Diğer özellikleri seçtiyseniz veya picaxe'i farklı bir şekilde bağladıysanız, programı ayarlamanız gerekebilir. Ama kesinlikle bireysel şeritler arasındaki geçişlerde ayarlamalar yapmanız gerekecek. Listede görebileceğiniz gibi, w6 değişkeni (bir kelime değişkeni) bir sayaç değişkeni ve PWM için parametre görevi görür. 4kHz'lik seçilen PWM frekansı ile %1 ila %99 görev süresi değerleri sırasıyla 10 ila 990'dır. Döngüdeki hesaplamalarla, LED parlaklığında neredeyse üstel bir azalma veya artış elde ederiz. LED'leri PWM ile kontrol ettiğinizde bu en uygunudur. Bir şeridi açarken veya kapatırken, bu, PWM'nin değeri değiştirilerek yazılım tarafından telafi edilir. Örneğin gün batımına bakalım. Başlangıçta 0, 4 ve 5 çıkışları yüksek anahtarlanır, yani ilgili şeritler ULN2803A üzerinden açılır. Daha sonra döngü, w6'daki değişken 700'den küçük olana kadar parlaklığı azalttı. Bu noktada pin0 düşük ve pin2 yüksek olarak değiştirilir. w6'nın yeni değeri 900'e ayarlanmıştır. Bu, PWM 700 seviyesinde 0, 4 ve 5 şeritli lambanın neredeyse PWM 800 seviyesinde 2, 4 ve 5 şeritli lamba kadar parlak olduğu anlamına gelir. bu değerleri test etmeniz ve bazı farklı değerleri denemeniz gerekir. Ortada bir yerde kalmaya çalışın çünkü ilk döngüde lambayı çok fazla kıstığınızda ikinci döngüde fazla bir şey yapamazsınız. Bu, renk değiştirme etkisini azaltacaktır. PWM ayarlarını yapmak için programı duraklatmak için w5 değerini de kullanan bir alt program kullandım. Bu noktada oyuna hız geliyor. Sadece başlatma sırasında potansiyometre kontrol edilir ve değer w5'te saklanır. Programın her döngüsündeki adım sayısı sabittir, ancak w5'in değeri 750'den yaklaşık 5100'e değiştirildiğinde, her adımdaki duraklama 0.75s'den 5s'ye değişir. Her döngüdeki adım sayısı, üstel de- veya artış için kesir değiştirilerek de ayarlanabilir. Ancak küçük kesirler için kullanmadığınızdan emin olun, çünkü w6 değişkeni her zaman bir tam sayıdır! 99/100'ü bir kesir olarak kullanır ve bunu 10 değerine uygularsanız, bu size ondalık olarak 9.99, ancak tamsayı olarak yine 10 verir. Ayrıca w6'nın 65325'i geçmeyebileceğini unutmayın! Testi hızlandırmak için, satırı w5 = 5*w5 ile yorumlamaya çalışın, bu programı 5 kat hızlandıracaktır!:-)

Adım 6: Yatak Odasına Kurulum

Gün batımı lambamı, ışığın tavanı aydınlatması için odanın bir yanındaki küçük bir dolaba yerleştirdim. Alarm çalmadan 20 dakika önce bir zamanlayıcı saat ile lambayı açarım. Lamba daha sonra gün doğumu programını otomatik olarak başlatır ve beni yavaşça uyandırır. Akşamları, zamanlayıcı saatin uyku zamanlayıcı işlevini etkinleştiriyorum ve gün batımı düğmesi açıkken lambayı açıyorum. Program başladıktan sonra hemen ertesi sabah için gün doğumuna dönüyorum. Sonra kişisel gün batımımın tadını çıkarırım ve kısa sürede uykuya dalarım.

7. Adım: Değişiklikler

Geçiş anahtarını bir basma düğmesi ile değiştirirken, programda bazı kesintileri etkinleştirerek gün batımı bölümüne geçmelisiniz. Besleme voltajını değiştirmek için tek tek LED şeritlerini ve dirençleri yeniden hesaplamanız gerekir, çünkü 12V ile yalnızca 3 beyaz LED'i çalıştırabilirsiniz ve farklı bir dirence de ihtiyacınız vardır. Geçici bir çözüm, sabit akım kaynakları kullanmak olacaktır, ancak bunlar size biraz paraya mal olabilir ve düzenleme için birkaç on volt daha kullanabilir. 24V ile bir şeritte çok sayıda LED sürebilirsiniz, 12V besleme ile aynı miktarda LED'i kontrol etmek için LED'ler paralel kullanılan iki şeritte ayrılmalıdır. Bu iki şeridin her birinin kendi direncine ihtiyacı vardır ve bu kanal üzerinden biriken akım iki katından fazla artmıştır. Görüyorsunuz, tüm LED'leri 5V ile sürmek mantıklı değil, bu uygun olur, ancak akım sağlıksız bir seviyeye yükselir ve gereken direnç miktarı da fırlar. ULN2803 sürücüsü ile yüksek güçlü LED'leri kullanmak için daha iyi bir termal yönetim için iki kanalı birleştirebilirsiniz. Sadece bir mikrodenetleyici piminde iki girişi ve bir yüksek güçlü LED şeridinde iki çıkışı birbirine bağlayın. Ve bazı yüksek güçlü LED spotların kendi sabit akım devreleriyle geldiğini ve güç hattında PWM tarafından karartılmayabileceğini unutmayın! Bu kurulumda tüm parçalar herhangi bir sınırdan uzaktır. Eşyaları kenara iterseniz, FET veya darlington dizisinde termal sorunlar yaşayabilirsiniz. Ve elbette bu devreyi sürmek için asla 230V AC veya 110V AC kullanmayın!!! Bu talimatın ötesindeki bir sonraki adımım, yüksek güçlü bir RGB-Spot'u kontrol etmek için üç donanım PWM'sine sahip bir mikro denetleyiciyi bağlamak.

Bu yüzden eğlenin ve bireysel gün batımı ve gün doğumunun ayrıcalığının tadını çıkarın.