Breathing Christmas Tree - Arduino Christmas Light Controller: 4 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Det er ikke gode nyheter at kontrollboksen for det forhåndsbelyste kunstige juletreet på 9 fot brøt før jul ， og produsenten leverer ikke reservedeler. Denne ukjennelige viser hvordan du får din egen LED -lysdriver og kontroller til å bruke Arduino og L298N Motor Driver, med flere visuelle effekter, inkludert 'pustemønster' for å bringe dette juletreet tilbake til livet igjen.

Treet jeg har er et fargeendrende LED-juletre laget av GE, med følgende lysvalg: 1) klare LED-lys, 2) flerfargede LED-lys, 3) vekslende fra klare til multi. Treet styres av en lyskontroller drevet av en 29V DC strømforsyning. Hvordan fungerer fargeendringen? Jeg demonterte kontrollboksen, det viste seg at hver lyspære består av en klar LED og farge LED koblet parallelt, men med omvendt polaritet. Avhengig av polariteten til likestrømmen som følger med, lyser enten den klare LED eller fargelampen, og gir dermed fargeendringseffekt med bare to strømforsyningslinjer. I mitt tilfelle er transistorene i H-broen inne i kontrollboksen kortsluttet og strømforsyningsmodulen er også skadet. For å få treet til å fungere igjen, må jeg finne en 29V DC strømforsyning og klare å bytte polaritet til lysdiodene. Dette er den samme oppgaven som å kontrollere retningen og hastigheten til likestrømsmotorer. Med litt programmering er det også mulig å endre lysets intensitet og skape flere visuelle effekter som”pust”.

Trinn 1: Deler

Lysstyringen består av to deler:

1. 29V DC strømforsyning
2. Kontrollerkretsen som endrer farge og lysstyrke på LED-lyset ved å veksle polariteten til likestrømmen med PWM (pulsbreddemodulasjon).

Treet krever en 29V strømkilde med ca 500mA kapasitet. Det er vanskelig å finne en lav effekt 29V DC strømforsyning. Jeg brukte en XL6009 Step-up Power Module DC-DC Converter for å konvertere 12V DC til 29V DC. For detaljer om XL6009 -moduler, er det en nyttig instruksjonsartikkel.

For å kontrollere lyset brukte jeg en L298N H-bridge motorstyring, kontrollert av Arduino Nano-kortet. L298N består av to identiske H-broer som hver har en maksimal kapasitet på 2 ampere og er ideelle for bruk i dette tilfellet.

Siden LN298N -modulen er utsatt for 29V likestrøm, bør innebygd 5V strømforsyning deaktiveres (fjern den lille 5V Enable -jumperen) og drives av ekstern 5V strøm. Jeg brukte en LM2596 DC til DC Buck Converter for å konvertere 12V DC til 5V for å drive både LM298N og Arduino Nano -kortet. XL6009- og LM2596 -modulene ser veldig like ut. Det anbefales å justere utgangsspenningen separat før sluttmontering av lysstyringsmodulen, og tydelig markere ledningene.

For å koble komponentene brukte jeg Dupont-jumpertråder eller 16-18 AWG-trådede ledninger.

I tillegg trenger du noen ledninger og skruer, samt tilgang til en 3D -skriver for å skrive ut saken og et loddejern.

Trinn 2: Elektronikk og ledninger

Ledningene er enkle. Når strømforsyningsmodulene er justert til ønsket spenning, kobler du 29V til strømforsyningsterminalene på L298N -modulmotoren merket som GND og +12V, og GND- og 5V -terminalen på L298N -modulen til de tilsvarende pinnene på Arduino Nano borde. Koble også +5V strømforsyningen fra LM2596 -modulen til de samme GND- og +5V -terminalene for å drive den logiske delen av kretsen. Koble deretter Arduino Nano til L298N som følger:

Pin 9 IN1

Pin 8 IN2

Pin 10 ENA

Til slutt kobler du LED -lysene til utgang A -terminalen på L298N -modulen.

Trinn 3: Programmering

Vedlagt er eksemplet på Arduino -skissen med "Breathing" -effekt. Du kan endre koden for å endre frekvensen eller legge til flere mønstre og lyseffekter.

Trinn 4: Skriv ut lyskontrolleren

Nedenfor er STL -filene for kabinettet, jeg skrev ut alle delene med 25% utfylling. Monter alle elektroniske komponenter inne i esken med M2x5mm selvskruende skruer og sett sammen boksen.