Breathing Christmas Tree - Arduino Christmas Light Controller: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Det er ikke en god nyhed, at kontrolboksen til mit 9 meter lange oplyste kunstige juletræ gik i stykker før jul ， og producenten leverer ikke reservedele. Denne uigennemskuelige viser, hvordan du får din egen LED -lysdriver og controller til at bruge Arduino og L298N Motor Driver, med flere visuelle effekter, herunder 'vejrtrækning' -mønster for at bringe dette juletræ tilbage til livet igen.

Træet, jeg har, er en farveændrende LED-juletræ fremstillet af GE, med følgende lysvalg: 1) klare LED-lys, 2) flerfarvede LED-lys, 3) skiftevis fra klare til multi. Træet styres af en lysstyring, der drives af en 29V DC strømforsyning. Hvordan fungerer farveændringen? Jeg adskilte kontrolboksen, det viste sig, at hver pære består af en klar LED og farve LED forbundet parallelt, men med omvendt polaritet. Afhængigt af polariteten af den medfølgende jævnstrøm lyser enten den klare LED eller farve -LED, hvilket giver farveændrende effekt med kun to strømforsyningslinjer. I mit tilfælde er transistorerne i H-broen inde i kontrolboksen kortsluttet, og strømforsyningsmodulet er også beskadiget. For at få træet til at fungere igen, skal jeg finde en 29V DC strømforsyning og klare at skifte polariteten til lysdioderne. Dette er den samme opgave som at kontrollere retningen og hastigheden af DC -motorer. Med lidt programmering er det også muligt at ændre lysets intensitet og skabe yderligere visuelle effekter som”vejrtrækning”.

Trin 1: Dele

Lysstyringen består af to dele:

1. 29V DC strømforsyning
2. Controller kredsløb, der ændrer farve og lysstyrke på LED-lyset ved at skifte DC-strømens polaritet med PWM (Pulse-Width Modulation).

Træet kræver en 29V strømkilde med omkring 500mA kapacitet. Det er svært at finde en lav effekt 29V DC strømforsyning. Jeg brugte en XL6009 Step-up Power Module DC-DC Converter til at konvertere 12V DC til 29V DC. For detaljer om XL6009 -moduler er der en nyttig instruktionsartikel.

For at styre lyset brugte jeg en L298N H-bridge motorstyring, styret af Arduino Nano-kortet. L298N består af to identiske H-broer, der hver har en maksimal kapacitet på 2 Ampere og er ideelle til brug i dette tilfælde.

Da LN298N -modulet er udsat for 29V DC -strøm, bør den indbyggede 5V -strømforsyning deaktiveres (fjern den lille 5V Enable -jumper) og drives af ekstern 5V -strøm. Jeg brugte en LM2596 DC til DC Buck Converter til at konvertere 12V DC til 5V til at drive både LM298N og Arduino Nano -kortet. XL6009- og LM2596 -modulerne ligner hinanden meget, det tilrådes at justere udgangsspændingen separat før den sidste samling af lysstyringsmodulet og tydeligt markere ledningerne.

For at forbinde komponenterne brugte jeg Dupont jumperwires eller 16-18 AWG strandede ledninger.

Derudover skal du bruge nogle ledninger og skruer samt adgang til en 3D -printer til at udskrive kassen og et loddejern.

Trin 2: Elektronik og ledninger

Ledningerne er ligetil. Når strømforsyningsmodulerne er justeret til den ønskede spænding, skal du slutte 29V til strømforsyningsterminalerne på L298N -modulmotoren markeret som GND og +12V, og GND- og 5V -terminalen på L298N -modulet til de tilsvarende ben på Arduino Nano bestyrelse. Tilslut også +5V strømforsyningen fra LM2596 -modulet til de samme GND- og +5V -terminaler for at drive den logiske del af kredsløbet. Tilslut derefter Arduino Nano til L298N som følger:

Pin 9 IN1

Pin 8 IN2

Pin 10 ENA

Tilslut slutteligt LED -lysene til Output A -terminalen på L298N -modulet.

Trin 3: Programmering

Vedhæftet er eksemplet på Arduino -skitse med 'Breathing' effekt. Du kan ændre koden for at ændre frekvensen eller tilføje yderligere mønstre og lyseffekter.

Trin 4: Udskriv Light Controller -kabinettet

Nedenfor er STL -filerne til kabinettet, jeg printede alle delene med 25% udfyldning. Monter alle de elektroniske komponenter inde i kassen med M2x5mm selvskærende skruer og saml kassen.