Ronde De Nuit: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Celem tego projektu jest wykorzystanie kolorowej taśmy led do oświetlenia nocnego aktywowanego czujnikiem ruchu.

Moim pomysłem było uzyskanie rozproszonego światła wokół mojego łóżka, ale bez wkręcania, wklejania lub podłączania czegokolwiek.

Działa więc na bateriach NiMH AA, jest wykonany z druku 3D i jest przeznaczony do układania na podłodze pod łóżkiem.

Proponuję 2 modele: projekt księżyca w pełni i półksiężyca.

Krok 1: Rachunki materiałowe

Elektronika:

• Taśma led WS2812 (długość 110cm dla pełni księżyca i 60cm dla półksiężyca)
• Czujnik ruchu HC SR501 PIR (1 dla półksiężyca, 3 dla pełni księżyca)

• Złącza XH (raster 2,54 mm)

  szczypce do zaciskania tych złączy

• Szeregowy adapter USB
• Czujnik LDR
• Jeden 4 * uchwyt baterii AA;
• 4 akumulatory AA NiMH
• Przełącznik włącz / wyłącz
• atmega328p (zaprogramowane arduino)

Elektronika do PCB:

Komponenty wymienione w pliku eagle

Mechanika:

• Śruby M3*10mm
• Śruby M3*5mm
• M3 kran

Narzędzie:

• Pistolet na klej
• Ładowarka NiMH

Krok 2: Umiejętności

Do wykonania projektu potrzebne będą:

• drukarka 3D z dyszą 0,4 mm lub mniejszą

• użyć Eagle do zamówienia i wykonania PCB

  Jeśli nie czujesz się z tym zgodny, skontaktuj się ze mną, mogę dostarczyć płytkę PCB ze wszystkimi potrzebnymi komponentami

• Umiejętności Arduino:

  • zainstaluj wymagane biblioteki
  • skompiluj i pobierz oprogramowanie
  • opcjonalnie zaprogramuj atmega328p za pomocą bootloadera arduino (lub możesz go pobrać z płyty arduino, aby uniknąć tego kroku)

Krok 3: Drukowanie 3D

Proponuję 2 modele: model full i half moon.

Podam Ci tutaj:

• Pliki STL do druku bezpośredniego
• Pliki Fusion 360, jeśli chcesz je poprawić

Parametry druku:

• warstwy 0,3 mm
• Wytłaczarka 0,4 mm
• PLA

Krok 4: Kontroler PCB

Moja płytka jest zbudowana wokół atmega328p (z zaprogramowanym bootloaderem arduino):

• Port szeregowy jest podłączony do 6-pinowego złącza w celu podłączenia adaptera szeregowego USB

• AQV20 to przekaźnik fotoMOS. Celem jest tutaj przełączanie zasilania dla taśmy Led.

  • Miałem na stanie kilka komponentów AQV20, ale widziałem, że nie są one łatwe do znalezienia. Możesz wziąć odpowiednik, taki jak AQV21.
  • Przedstawiam schemat alternatywnej płyty, który wykorzystuje MOSFET do zastąpienia tego AQV20, ale nie został jeszcze przetestowany.
• FERRYT służy do filtrowania szumów. Podczas moich testów zauważyłem, że czujniki PIR mogą czasami oscylować. Nie znalazłem dokładnego powodu, ale postanowiłem dodać FERRYT, ponieważ działa dobrze;-)

• Płyta zasilana jest 4 bateriami NiMH AA = 4*1,2 V = 4,8 V

  • 4,8 V to napięcie nominalne, co właściwie nic nie znaczy
  • Przy pełnym naładowaniu akumulatorów mierzę minimum 5,1 V, przy rozładowaniu napięcie spada

• Napięcie jest regulowane przez wysokowydajny konwerter boost MT3608

  • Gdy nie ma ładunku, prąd jest mniejszy niż 1mA
  • T1 dostosuj napięcie, pamiętaj, aby ustawić T1 na 15 k, aby uzyskać 5 V na wyjściu

Jak to działa ?

• Czujniki PIR podłącza się do złączy PIR1/2/3 XH.
• Gdy zaczynamy, atmega szybko przechodzi w tryb uśpienia. Zużyty prąd wynosi wtedy < 1 mA.
• Gdy czujnik wykryje ruch, wysyła +5V na odpowiedni pin (4,11,13) i budzi atmegę.
• Następnie atmega uruchamia przekaźnik photoMOS, który zasila pasek Led (podłączony do STRIP XH). Dane przesyłane są jednoliniową magistralą (pin 12 atmegi).

1. ronde 1.0 został wykonany i przetestowany, działa dobrze
2. ronde 1.1 zamienił przekaźnik fotoMOS AQV20 na tranzystor MOSFET, nie był jeszcze testowany

Krok 5: Zespół LDR

Na początku nie myślałem o używaniu czujnika światła, ale rzeczywiście jest to bardziej przydatne do oszczędzania baterii.

Tak więc przylutowałem szeregowo rezystor zależny od światła z rezystorem 10 MΩ, umieściłem go na rurce termokurczliwej i dodałem złącze XH.

VCC----|10Momów|-------|LDR|-------GND

Używam złącza PIR1 do wtyczki tego zespołu LDR. Dla półksiężyca jest ok, dla pełni zastępuje czujnik PIR. Musiałem więc dokonać wyboru.

Zamierzam zaprojektować nową płytkę z dodatkowym złączem do czujnika światła. Do wykorzystania w przyszłości…

Krok 6: Montaż

1. Dotknij otworów M3
2. Przylutuj zespół LDR

3. Wykonaj złącza XH dla:

   1. Czujniki PIR
   2. Uchwyt baterii
   3. Pasek ledowy
   4. Włącznik/wyłącznik zasilania
4. Przylutuj pasek Led, wytnij go i wklej
5. Użyj pistoletu do klejenia, aby przykleić czujnik(i) PIR
6. Przykręć płytkę drukowaną M3 - 5mm długości

7. Podłącz wszystkie złącza:

   1. Dla półksiężyca: LDR na PIR1 i czujnik PIR na PIR2
   2. Przy pełni księżyca: LDR na czujnikach PIR1 i PIR na czujnikach PIR2 i PIR3

Krok 7: Załaduj oprogramowanie

Podłącz interfejs USB-Serial, jak pokazano na powyższym zdjęciu. Zadbaj o orientację !! Jeśli podłączysz go odwrotnie, nie uszkodzi to płyty, ale lepiej tego unikać.

Użyj Arduino IDE, aby pobrać odpowiednie oprogramowanie.

Użyłem zewnętrznych bibliotek, które musisz najpierw zainstalować:

• Adafruit_NeoPixel
• Przerwanie PinChange

Moje oprogramowanie jest bardzo proste i oczekuję, że je poprawisz:

• Po włączeniu pasek led zamiga 3 razy jako wiadomość powitalna.
• Następnie mikrokontroler przechodzi w tryb uśpienia.
• Po wykryciu ruchu wybudza mikrokontroler i zapala pasek led.

Grając z oprogramowaniem będziesz mógł zmieniać kolory, opóźnienia itp…

Cieszyć się !!

Drugie miejsce w konkursie PCB Design Challenge