LED -lərlə Günəşin çıxması və Gün batımı lampası: 7 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:49

Bilirsiniz, qışda qalxmaq çətindir, çünki çöldə qaranlıqdır və bədəniniz gecənin bir yarısında oyanmır. Beləliklə, sizi işıqla oyadan bir zəngli saat ala bilərsiniz. Bu qurğular bir neçə il əvvəlki qədər bahalı olmasa da, əksəriyyəti həqiqətən çirkin görünür. Digər tərəfdən, işdən evə gələndə çox vaxt qaranlıq olur. Beləliklə, böyük gün batımı da yox oldu. Qış kədərli görünür, elə deyilmi? Ancaq bu təlimatı oxuyanlar üçün deyil. Bir picaxe mikro nəzarət cihazından, bəzi LED-lərdən və bir neçə digər hissədən birləşmiş günəşin doğuşu və gün batımı lampasının necə qurulacağını izah edir. LEDlər keyfiyyətinə görə 5-10 Avroya başa gələ bilər, digər hissələri isə 20 Avrodan çox olmamalıdır. Beləliklə, 30 Avrodan az bir şeylə həqiqətən faydalı və gözəl bir şey qura bilərsiniz və bu təlimat nəinki onu yenidən quracağınızı izah edəcək, həm də fərdi seçimlərinizə uyğun olaraq necə dəyişdirəcəyinizi göstərəcək.

Addım 1: Ehtiyac duyduğumuz şeylər

Bunlara ehtiyacınız var: o12V və ya 24V enerji təchizatı o1 Picaxe 18M (və ya hər hansı digər mikro nəzarətçi) https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ 3.5 mm telefon yuvası və ya hər hansı digər picaxe o1 düyməsini və 1 keçid açarını və ya kondansatörlü o1 IC7805 2 düyməsini proqramlaşdırmaq üçün seriyalı portdan mikrokontrolöre keçid, bu bizi 12V və ya 24V mikro nəzarətçi o1 IC ULN2803A idarə etmək üçün lazım olan 5V-ə çevirir. TTL səviyyəli çıxışlarda birbaşa istifadə üçün bir Darlington Transistor Dizisidir. Alternativ olaraq uyğun rezistorlar olan 8 tək Darlington-Transistor istifadə edin, eyni zamanda standart BC547-tranzistorları ilə işləyir. o1 IRF520 kimi Yüksək Güclü FET və ya BD649 kimi bir çox digər Power-Darlington tranzistoru, qırmızı, sarı, ağ, isti ağ, mavi və ultrabənövşəyi kimi fərqli rəngli bir dəstə LED. Əlavə məlumat üçün 4 -cü addımı oxuyun. o1 10k & -potansiyometr, uzun düymə ilə üstünlük verilir o1 300 &-test məqsədləri üçün potansiyometr o Bəzi rezistorlar, bəzi kabellər, dövrə qurmaq üçün bir lövhə və əlbəttə ki, cərəyanlar üçün bir lehimləmə dəmir oA ölçmə aləti də lazımlı olardı, lakin tamamilə deyil zəruri İstifadə etdiyiniz enerji mənbəyindən asılı olaraq LEDlər üçün əlavə bağlayıcılara və korpusa ehtiyacınız ola bilər. Power-təchizatının korpusuna bağladığım bir akril lövhədən istifadə etdim. D-Sub-bağlayıcıları olan köhnə kompüter siçanlarında, piksi proqramlaşdırmaq üçün istifadə olunan telefon yuvası kabelinin yaxşı bir əvəzini tapa bilərsiniz. Picaxes və bir çox digər faydalı məhsulları buradan almaq olar: https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ Qalanları üçün yerli dilerinizə baxın.

Addım 2: Dövrə düzeni

ULN2803A, giriş tərəfində uyğun müqavimət göstərən 8 fərdi darlington sürücüsündən ibarət olan bir darlington sırasıdır, beləliklə mikrokontrolördən çıxışı UNL2803A girişinə birbaşa qoşa bilərsiniz. Giriş mikrokontrolördən yüksək səviyyədə (5V) alırsa, çıxış GND -ə qoşulacaq. Bu o deməkdir ki, yüksək giriş müvafiq LED şeridini işıqlandıracaq. Hər bir kanal 500mA-a qədər bir cərəyanla istifadə edilə bilər. Standart ultrabənövşəyi 5mm LED-lər normal olaraq hər bir şerid üçün 25-30mA istifadə edir və hətta onlardan səkkizi FET-i yalnız 200-250mA ilə gərginləşdirəcək, beləliklə hər hansı bir kritik nöqtədən uzaqsınız. Uyanma işığı üçün yüksək güclü 5W LED istifadə etməyi düşünə bilərsiniz. Adətən 12V-də 350mA istifadə edirlər və bu dizi ilə də idarə oluna bilər. "S1" düyməsi mikro nəzarətçi üçün sıfırlama düyməsidir. "S2" açarı gün batımı və ya şəfəq seçicisidir. Proqramın kəsilməsi ilə onu bir düymə ilə əvəz edə və gün batımını aktivləşdirə bilərsiniz. Potensialiometr R11 sürət üçün seçici rolunu oynayır. Picaxes ADC potensialiometrinin mövqeyini oxumaq qabiliyyətindən istifadə edirik və bu dəyəri zaman cədvəli olaraq istifadə edirik. Şəkildə 7 fərdi tranzistorla (BC547C) qurduğum ilk lövhə və onları idarə etmək üçün rezistorlar göstərilir. Dövrəni qurarkən ULN2803 yox idi və indi digər hissələri əldən verirəm. Beləliklə, sizə orijinal düzeni göstərməklə yanaşı, yeni sürücü-massivi də təqdim etməyi qərara aldım.

Addım 3: Gün batımı necə görünür?

Əsl gün batımını müşahidə edərkən, işığın rənginin zamanla dəyişdiyini anlaya bilərsiniz. Günəş hələ üfüqdə olarkən parlaq ağdan parlaq sarıya, sonra orta narıncıya, sonra tünd qırmızıya və bundan sonra aşağı mavi rəngli ağ bir parıltıya, sonra qaranlığa çevrilir. Gün batımı cihazın ən çətin hissəsi olacaq, çünki tam şüurla izləyirsən və kiçik səhvlər olduqca əsəbi olur. Sunrise əsasən eyni proqramın tərsinə çevrilir, ancaq günəş doğanda hələ yuxuda olduğunuz üçün rənglər haqqında çox narahat olmaq lazım deyil. Yatarkən gün batımına başlayaraq parlaq günəş işığı ilə başlamaq istəməyəcəksiniz, ancaq səhər saatlarında LED -lərdən maksimum yararlanmaq vacibdir. Günəşin doğması və gün batması üçün fərqli ardıcıllıqlara sahib olmaq əlverişlidir, ancaq istədiyiniz hər şeyi sınamaqda sərbəstsiniz! Amma proqramlardakı bu fərqlər bizi hər iki proqram üçün fərqli bir LED seçiminə gətirib çıxara bilər.

Addım 4: LEDlərin seçilməsi və Rezistorların hesablanması

LEDlərin seçilməsi bu təlimatın yaradıcı hissəsidir. Beləliklə, aşağıdakı mətn məndən sizə bir təklifdir. Onları dəyişməkdən və dəyişdirməkdən çəkinməyin, bunu necə edəcəyinizi sizə xəbər verəcəyəm. Buna görə mənim tövsiyəm budur ki, hər bir zolaqda hər rəngli LED var, lakin dəyişən miqdarda. Gün batımının tərsinə çevrildiyini təsəvvür etsək, ilk zolaqda bir çox qırmızı LED və bəlkə də bir ağ, mavi və UV şüaları ola bilər. Beləliklə, 5 qırmızı, 2 sarı, 1 isti ağ və 1 UV. İstəsəniz qırmızı və ya sarı LED -lərdən birini narıncı ilə əvəz edə bilərsiniz (Şematik olaraq Şerit 2) Növbəti parlaq zolaqda sarı rənglərlə əvəz olunan bir neçə qırmızı işıq olardı. Deyək ki, 2 qırmızı, 5 sarı və 2 isti ağ (sxematik olaraq 3 -cü zolaq) Növbəti zolaqlarda daha bir neçə qırmızı rəng sarı və ya hətta ağ rənglərlə əvəz olunacaq. Deyək ki, 1 qırmızı, 1 sarı, 4 isti ağ və 1 mavi. (şerit 4 -də) Növbəti zolaq 3 soyuq ağ, 2 isti ağ və 1 mavi LEDdən ibarət ola bilər. (şerit 5) Bu günə qədər gün batımı üçün dörd zolaq olardı. Sunrise üçün əsasən soyuq ağ və mavi LEDləri olan üç zolaqdan istifadə edə bilərik. 7 -ci və 8 -ci girişləri birləşdirsəniz, günəşin çıxması üçün 4 zolaqdan istifadə edə bilərsiniz və ya istədiyiniz kimi gün batımına beşinci bir zolaq verə bilərsiniz. Qırmızı LEDləri olan şeritlərin hər bir şeriddə təmiz ağ olanlardan daha çox LED olduğunu gördünüz. Qırmızı və ağ LED -lər üçün minimum gərginlik fərqindən qaynaqlanır. LEDlər həqiqətən parlaq olduğu üçün hətta 1% -ə qədər qaralması olduqca çoxdur, 1 şeridi 3 qırmızı, 2 sarı və isti ağ rəngli LED ilə hesabladım. cəmi 5mA cərəyan. Bu, bu zolağı digərləri qədər parlaq etmir və buna görə də qürubun son işarəsinə uyğun gəlir. Amma bu zolağa da son baxış üçün UV-LED verməliydim. LEDləri və rezistorları necə hesablamaq olar: LED-lərin işləməsi üçün müəyyən bir gərginliyə ehtiyacı var və hətta darlington-array öz məqsədi üçün hər kanal üçün 0,7V istifadə edir. Buna görə rezistoru hesablamaq çox sadədir. FET, məqsədlərimiz üçün praktiki olaraq heç bir gərginlik itkisinə səbəb olmur. Tutaq ki, 24V gücündə işləyirik. Bu gərginlikdən LED -lər üçün bütün nominal gərginliklər və sıra üçün 0.7V çıxırıq. Qalanlar verilən cərəyanda rezistor tərəfindən istifadə edilməlidir. Bir nümunəyə baxaq: birinci zolaq: 5 qırmızı, 2 sarı, 1 isti ağ və 1 uv LED. Bir qırmızı LED 2.1V alır, onlardan beşi 10.5 alır Bir sarı LED də 2.1V alır, buna görə də ikisi 4.2V, ağ LED 3.6V, UV LED 3.3V və 0.7V aralığına malikdir. 24V -10.5V - 4.2V - 3.6V - 3.3V - 0.7V = 1.7V, hansısa rezistor tərəfindən istifadə olunmalıdır. Əlbəttə ki, Ohm qanunu bilirsiniz: R = U/I. 25mA -da 1.7V istifadə edən bir rezistor, elektron mağazalarda satılan 1.7V/0.025A = 68 Ohm dəyərinə malikdir. Rezistorun istifadə etdiyi gücü hesablamaq üçün yalnız P = U * I hesablayın, bu P = 1.7V * 0.025A = 0.0425 W deməkdir. Buna görə də bu məqsəd üçün kiçik bir 0.25W rezistor kifayətdir. Daha yüksək cərəyanlar istifadə edirsinizsə və ya rezistorda daha çox volt yandırmaq istəyirsinizsə, daha böyük birini istifadə etməli ola bilərsiniz! 24V -də yalnız 6 yüksək gərginlikli ağ LED işlətməyinizin səbəbi budur, lakin bütün LEDlər eyni deyil, LED -dən LED -ə qədər olan gərginlik itkisində böyük fərqlər ola bilər. Beləliklə, hər bir şeridin cərəyanını son dövrədə istənilən səviyyəyə (25mA) uyğunlaşdırmaq üçün ikinci potansiyometrdən (300?) Və cərəyan sayğacından istifadə edirik. Sonra müqavimətin dəyərini ölçürük və bu bizə hesablanmış dəyər ətrafında bir şey verməlidir. Nəticə iki növ arasında bir şeydirsə, zolağın bir az daha qaranlıq olmasını və ya bir az daha parlaq olması üçün növbəti aşağı dəyərin olmasını istəsəniz, növbəti yüksək dəyəri seçin. LED-ləri enerji mənbəyi yuvasına bağladığım akril şüşə lövhəyə quraşdırdım. Akrilik şüşə sobada təxminən 100 ° C -yə qədər qızdırıldıqda asanlıqla qazıla və əyilə bilər. Şəkillərdə gördüyünüz kimi bu ekrana günəşin çıxışı - gün batımı seçim açarını da əlavə etdim. Potansiyometr və sıfırlama düyməsi elektron lövhədədir.

Addım 5: Proqramın tənzimlənməsi

Pikaxlar, satıcıdan bəzi əsas ləhcə ilə proqramlaşdırıla bilər. Redaktor və proqram pulsuzdur. Əlbəttə ki, bunu boş PIC -lər və ya Atmel AVR -lər üçün montajçıda da proqramlaşdırmaq olar, amma bu, pikaksları sınadıqdan sonra ilk layihələrimdən biri idi. Bu vaxt bir AVR üzərində bir neçə PWM ilə daha yaxşı bir versiya üzərində işləyirəm. Pikakslar yeni başlayanlar üçün çox yaxşıdır, çünki avadanlıq tələbləri çox sadədir və əsas dili öyrənmək asandır. 30 € -dan aşağı qiymətlərlə mikro nəzarətçilərin gözəl dünyasını araşdırmağa başlaya bilərsiniz. Bu ucuz çipin (18M) dezavantajı məhdud RAM -dır. Başqa xüsusiyyətlər seçsəniz və ya fərqli picaxe bağlasanız, proqramı tənzimləməli ola bilərsiniz. Ancaq şübhəsiz ki, fərdi zolaqlar arasındakı keçidlərdə düzəlişlər etməlisiniz. Siyahıda gördüyünüz kimi w6 dəyişən (söz dəyişən) əks dəyişən və PWM üçün parametr kimi çıxış edir. Seçilmiş 4 kHz PWM-tezliyi ilə 1% -dən 99% -ə qədər olan iş vaxtının dəyərləri müvafiq olaraq 10 ilə 990 arasındadır. Döngədəki hesablamalarla LED parlaqlığının demək olar ki, eksponent olaraq azalması və ya artması əldə edirik. LEDləri PWM ilə idarə edərkən bu optimaldır. Bir zolağı açarkən və ya söndürərkən, bu proqram tərəfindən PWM dəyərinin dəyişdirilməsi ilə kompensasiya edilir. Məsələn, gün batımına baxaq. Başlanğıcda, 0, 4 və 5 çıxışları yüksək olaraq dəyişdirilir, yəni müvafiq şeritler ULN2803A vasitəsi ilə açılır. Sonra loop w6 -dakı dəyişən 700 -dən kiçik olana qədər parlaqlığı azaldır. Bu nöqtədə pin0 aşağı, pin2 isə yüksək olaraq dəyişdirilir. W6-nın yeni dəyəri 900 olaraq təyin olunur. Bu o deməkdir ki, PWM səviyyəsində 700, 0, 4 və 5 zolaqlı lampa, PWM səviyyəli 800-də 2, 4 və 5 zolaqlı lampa qədər parlaqdır. Bu dəyərləri sınamalı və fərqli dəyərlər sınamalısan. Ortada bir yerdə qalmağa çalışın, çünki birinci döngədəki lampanı çox söndürsəniz, ikinci döngədə çox şey edə bilməzsiniz. Bu rəng dəyişikliyi təsirini azaldacaq. PWM parametrlərini tənzimləmək üçün proqramı dayandırmaq üçün w5 dəyərindən istifadə edən bir alt proqram istifadə etdim. Bu nöqtədə oyunda sürət gəlir. Yalnız işə salma zamanı potensiometr yoxlanılır və dəyər w5-də saxlanılır. Proqramın hər bir döngəsindəki addımların sayı sabitdir, lakin w5 -in dəyərini 750 -dən 5100 -ə dəyişərək hər addımdakı fasilə 0,75 saniyədən 5 saniyəyə dəyişir. Hər bir döngədəki addımların sayı, eksponensial azalma və ya artım üçün fraksiya dəyişdirilərək tənzimlənə bilər. Kiçik kəsrlərdə istifadə etməməyinizə əmin olun, çünki w6 dəyişən həmişə bir ədəddir! Bir hissə olaraq 99/100 istifadə etsəniz və bunu 10 dəyərinə tətbiq etsəniz, onda ondalık olaraq 9.99, yenə də tam ədədlərdə 10 verərsiniz. Həm də unutmayın ki, w6 65325 -dən çox ola bilməz! Testi sürətləndirmək üçün xətti w5 = 5*w5 ilə şərh etməyə çalışın, bu proqramı 5 qat sürətləndirəcək!:-)

Addım 6: Yataq otağına quraşdırma

İşıq tavana işıq saçsın deyə gün batım lampamı otağın bir tərəfindəki kiçik bir şkafın üstünə qoydum. Taymer saatı ilə lampanı həyəcan siqnalı çalmadan 20 dəqiqə əvvəl yandırıram. Lampa daha sonra avtomatik olaraq gündoğumu proqramını işə salır və məni yavaş -yavaş oyadır. Axşam saatlarında yuxu taymeri funksiyasını aktivləşdirirəm və gün batımı açarı ilə lampanı işə salıram. Proqram başladıqdan sonra dərhal səhər günəşin doğuşuna qayıdıram. Sonra şəxsi gün batımından zövq alıram və tezliklə yuxuya gedirəm.

Addım 7: Dəyişikliklər

Keçid düyməsini bir düymə ilə əvəz edərkən, proqramdakı bəzi fasilələri aktivləşdirərək gün batımı hissəsinə keçməlisiniz. Təchizat gərginliyini dəyişdirmək üçün fərdi LED şeritlərini və rezistorları yenidən hesablamalısınız, çünki 12V ilə yalnız 3 ağ LED idarə edə bilərsiniz və fərqli bir rezistora da ehtiyacınız var. Bir həll yolu daimi cərəyan mənbələrindən istifadə etmək olardı, ancaq bunlar sizə bir neçə dollara başa gələ bilər və tənzimləmə üçün bir neçə on volt daha istifadə edə bilər. 24V ilə bir zolaqda çoxlu LED idarə edə bilərsiniz, eyni miqdarda 12V təchizatı olan LEDləri idarə etmək üçün LEDlər paralel olaraq istifadə olunan iki zolaqda ayrılmalıdır. Bu iki zolağın hər birinin öz rezistoruna ehtiyacı var və bu kanal vasitəsilə yığılmış cərəyan iki dəfədən çox artmışdır. Gördüyünüz kimi, bütün LED -ləri 5V ilə idarə etməyin heç bir mənası yoxdur, bu rahat olardı, amma cərəyan sağlam olmayan bir səviyyəyə qalxacaq və lazım olan rezistorların sayı da artacaq. ULN2803 sürücüsü ilə yüksək güclü LED -lərdən istifadə etmək üçün daha yaxşı bir istilik idarəçiliyi üçün iki kanalı birləşdirə bilərsiniz. Sadəcə iki girişi bir mikrokontrolör pininə və iki çıxışı bir yüksək güclü LED şeridinə birləşdirin. Və unutmayın ki, bəzi yüksək güclü LED ləkələri öz daimi cərəyan dövrəsi ilə gəlir və elektrik xəttində PWM tərəfindən söndürülə bilməz! Bu quruluşda bütün hissələr heç bir məhdudiyyətdən uzaqdır. İşləri kənara itələsəniz, FET və ya darlington serialı ilə əlaqədar termal problemlər yarana bilər. Və əlbəttə ki, bu dövrəni idarə etmək üçün heç vaxt 230V AC və ya 110V AC istifadə etməyin !!! Növbəti addımım, yüksək güclü bir RGB-Spotu idarə etmək üçün üç aparat PWM ilə bir mikrokontrolör bağlamaqdır.

Beləliklə, əylənin və fərdi günəşin çıxışı və günəşin doğuşundan zövq alın.