Upravljajte fluorescentnim svjetlima s laserskim pokazivačem i Arduinom: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:39

Nekoliko članova Alpha One Labs Hackerspacea ne voli oštro svjetlo koje odaju fluorescentna svjetla. Htjeli su način da lako upravljaju pojedinačnim svjetiljkama, možda laserskim pokazivačem? Uspio sam. Iskopao sam hrpu krutih releja i donio ih u laboratorij. Kupio sam Arduino Duemilenovu i demonstrirao upotrebu primjera skice LED Blink za stvarno treptanje halogene žarulje. Pronašao sam neke podatke o korištenju LED -a kao svjetlosnih senzora [1] i Arduino skicu koja demonstrira tehniku [2]. Otkrio sam da LED diode nisu dovoljno osjetljive - laser je morao usmjeriti ravno u dio koji emitira svjetlost, ili LED ne bi se registrirao. Pa sam prešao na fototranzistore. Oni su mnogo osjetljiviji i na širem rasponu frekvencija. S odgovarajućim filterom preko tranzistora mogao bih ga učiniti osjetljivijim na crveno svjetlo, te iz mnogo šireg raspona kutova prema senzoru. ODRICANJE OD PORUKE I UPOZORENJE: Ovo uputstvo se bavi mrežnim (mrežnim) naponom na 120 ili 240 volti. Koristite zdrav razum ako gradite ovaj sklop - ako sumnjate u nešto, pitajte nekoga tko zna. Vi ste odgovorni za svoju (i tuđu) sigurnost i poštivanje lokalnih električnih kodeksa.

Korak 1: Skica i neka teorija

Pretpostavit ću da znate kako napajati svoj Arduino, te sastaviti i učitati skicu. Za svaku lampu koristim telefonski kabel, budući da je jeftin, ima četiri vodiča, a ja sam ionako imao hrpu. Koristio sam crvenu za uobičajeni +, crnu za uzemljenje, zelenu za kolektor fototranzistora i žutu za kontrolu releja +. Fototranzistor propušta količinu struje koja varira ovisno o količini svjetlosti koja pada na njega. Analogno -digitalni pretvarač (ADC) u arduinu mjeri napon na pinu u odnosu na masu. Pogledao sam list s fototranzistorima i multimetrom provjerio da tranzistori prolaze 10mA pri punom svjetlu. Koristeći Ohmov zakon, to je oko 500 ohma na 5V. Za kontrolu svjetiljki koristio sam poluprovodnički relejni modul. Oni su relativno jeftini po trenutnoj ocjeni koja nam je trebala, oko 4 USD za do 4A. Svakako kupujte relejne module s detektorom nultog prijelaza, osobito ako kontrolirate bilo što induktivno, poput fluorescentnog svjetla, motora ili transformatora za zidne bradavice. Uključivanje ili isključivanje bilo gdje osim nulte točke može uzrokovati skokove napona koji će u najboljem slučaju skratiti vijek trajanja vašeg uređaja, a u najgorem slučaju izazvati požar.

Korak 2: Ožičenje svjetla

Pogledajte strop i odlučite gdje ćete montirati Arduino kontroler. Upamtite da će mu trebati napajanje od 7-12v. Prerežite duljine telefonske žice (ili cat5 ili bilo što drugo) otprilike dva metra dulje od udaljenosti od Arduina do svakog svjetla koje želite kontrolirati. Pogledajte vezu od dalekovoda od prekidača do balasta. Možda ćete moći naručiti konektore (Newark Electronics prodaje Wago 930 seriju, što smo i imali). Tada nećete morati presjeći postojeće žice i možete ukloniti sustav ako nešto krene naopako. Lemite uzemljenje (crno) na relejni ulaz -, a upravljačku (žuto) na relejni ulaz + (kod boje na slici je razlikuje se od onoga što sam stavio na naslovnu stranicu, budući da sam se predomislio o tome što bi imalo smisla). Spajati ili pričvrstiti (ovisno o vašem releju) crnu (vruću) žicu kroz relej. Upotrijebite termoskupljajuću i električnu traku! Gurnite crne žice u svoje konektore, a bijela (neutralna) i uzemljena (zelena) su ravno kroz konektor do konektora. Drugi kraj žica ide do Arduina na sljedeći način: Sve crvene žice (zajednička katoda ili kolektor) idite na Analog 0 (port C0) i sve crno na masu. Svaka zelena (anoda ili odašiljač) ide na pinove 8-13 (priključak B 0-5), a žute žice idu na pinove 2-7 (priključak D 2-7). Pazite da se zelena i žuta žica podudaraju, jer senzor mora kontrolirati pravilan relej! Ako stavite žutu boju u pin 2, zelena iz istog učvršćenja ide na pin 8.

Korak 3: Testiranje bilješki o skici i dizajnu

U ovom koraku ću govoriti o nekim kušnjama i nedaćama s kojima sam se susreo na putu, te o tome kako sam ih prošao, u nadi da će biti korisne. Slobodno preskočite na sljedeći korak ako vam znanstveni sadržaj ne odgovara:-) Prvi korak je bio odlučiti hoćete li koristiti kapacitivno ili otporničko otkrivanje. Otporno otkrivanje povezuje senzor kroz otpornik s jednim od analognih pinova i vrši analogno čitanje i usporedbu s pragom. Ovo je najjednostavnije za implementaciju, ali zahtijeva mnogo kalibracije. Teorija kapacitivnog sensinga je da kada je obrnuto pristran (- na + odvod i obrnuto), LED neće dopustiti protok struje, ali će se elektroni skupljati s jedne strane i ostavite drugu stranu, učinkovito puneći kondenzator. Svjetlost koja pada na LED na frekvenciji koju normalno emitira zapravo će uzrokovati protok male struje, koja prazni ovaj kondenzator. Dakle, ako LED kondenzator napunimo i brojimo koliko je vremena potrebno za pražnjenje kroz otpornik, dobivamo grubu predodžbu o tome koliko svjetlosti pada na LED. Ovo je zapravo postalo pouzdanije na različitim uređajima, pa čak i radi za fototranzistere! Budući da ne radimo precizno mjerenje lumena, a laserski pokazivač trebao bi izgledati puno svjetliji od ambijenta, samo tražimo prag pražnjenja. Drugi važan dio ove avanture je ispravljanje pogrešaka. Za one koji su upoznati s programiranjem neugrađenih sustava popularna je metoda dodavanje ispisa ispisa na kritičnim mjestima u kodu. To se također odnosi na ugrađene sustave, ali kad se svaka mikrosekunda odbroji, količina vremena za Serial.write ("x je"); Serial.writeln (x); je zapravo prilično značajan i u tom ćete procesu možda propustiti mnogo događaja. Zato zapamtite da ispise uvijek stavljate izvan kritičnih petlji ili kad god očekujete događaj. Ponekad je treptanje LED -a dovoljno da vas obavijesti da ste došli do određene točke u kodu.

Korak 4: Dodavanje web kontrole

Ako ste pregledali skicu, primijetili ste da sam pročitao i serijski port i djelovao na nekoliko jednoznačnih naredbi. Znak 'n' uključuje sva svjetla, a 'f' ih isključuje. Brojevi '0'-'5' mijenjaju stanje svjetla spojenog na taj digitalni izlaz. Dakle, možete jednostavno sastaviti CGI skriptu (ili servlet ili bilo koju web tehnologiju koja plovi vašim brodom) za daljinsko upravljanje svjetlima. Serial.writes također emitira svaki put kad se svjetlo promijeni s korisničkog unosa, tako da stranica može imati Ajax ažuriranja za prikaz trenutnog stanja. Još jedna stvar s kojom ću eksperimentirati je otkrivanje kretanja u prostoriji. Ljudi reflektiraju svjetlost, a kako se kreću, svjetlo će se mijenjati. To je 'delta' dio ispisa o pisanju koje imam.