التحكم في المصابيح الفلورية بمؤشر ليزر واردوينو: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

عدد قليل من أعضاء Alpha One Labs Hackerspace لا يحبون الضوء القاسي المنبعث من تركيبات الفلورسنت. لقد أرادوا طريقة تمكنهم من التحكم بسهولة في التركيبات الفردية ، ربما باستخدام مؤشر ليزر؟ حفرت كومة من مرحلات الحالة الصلبة وأحضرتها إلى المختبر. اشتريت Arduino Duemilenova وأظهرت استخدام مثال رسم LED Blink ليومض مصباح هالوجين بالفعل. لقد وجدت بعض المعلومات حول استخدام مصابيح LED كمستشعرات للضوء [1] ورسم تخطيطي من Arduino يوضح التقنية [2]. وجدت أن مصابيح LED ليست حساسة بدرجة كافية - كان على الليزر أن يشير مباشرة إلى الجزء الذي ينبعث منه الضوء ، أو مؤشر LED لن يسجل. لذلك تحولت إلى الترانزستورات الضوئية. هم أكثر حساسية ، وعلى نطاق أوسع من الترددات. باستخدام الفلتر المناسب فوق الترانزستور ، يمكنني جعله أكثر حساسية للضوء الأحمر ، ومن نطاق أوسع بكثير من الزوايا إلى المستشعر. استخدم الفطرة السليمة إذا كنت تبني هذه الدائرة - إذا كان لديك شك بشأن شيء ما ، فاسأل شخصًا يعرف. أنت مسؤول عن سلامتك (وسلامة الآخرين) ، والامتثال للقوانين الكهربائية المحلية.

الخطوة 1: الرسم وبعض النظرية

سأفترض أنك تعرف كيفية تشغيل Arduino الخاص بك ، وتحصل على رسم تم تجميعه وتحميله. بالنسبة لكل مصباح ، أستخدم كابل الهاتف ، نظرًا لأنه رخيص ، ويحتوي على أربعة موصلات ، وكان لدي مجموعة حولها على أي حال. لقد استخدمت اللون الأحمر للمشترك + ، والأسود للأرضي ، والأخضر لمجمع الترانزستور الضوئي ، والأصفر للتحكم في الترحيل +. يمر الترانزستور الضوئي مقدارًا من التيار يختلف باختلاف كمية الضوء الساقط عليه. يقيس المحول التناظري إلى الرقمي (ADC) في اردوينو الجهد عند الدبوس بالنسبة إلى الأرض. نظرت إلى ورقة بيانات الترانزستور الضوئي وتحققت باستخدام مقياس متعدد من أن الترانزستورات تمر 10 مللي أمبير عند الضوء الكامل. باستخدام قانون أوم ، هذا حوالي 500 أوم عند 5 فولت ، للتحكم في المصابيح ، استخدمت وحدة ترحيل الحالة الصلبة. هذه رخيصة نسبيًا في التصنيف الحالي الذي نحتاجه ، حوالي 4 دولارات حتى 4 أ. تأكد من شراء وحدات الترحيل بكاشف عابر للصفر ، خاصة إذا كنت تتحكم في أي شيء استقرائي ، مثل مصباح الفلورسنت أو المحرك أو محول الثؤلول الجداري. يمكن أن يتسبب تشغيلها أو إيقاف تشغيلها في أي مكان ولكن نقطة الصفر في حدوث ارتفاعات في الجهد مما يؤدي في أحسن الأحوال إلى تقليل عمر جهازك ، وفي أسوأ الأحوال إشعال حريق.

الخطوة 2: توصيل الأضواء

ألقِ نظرة على السقف وحدد مكان تركيب وحدة تحكم Arduino. تذكر أنها ستحتاج إلى مصدر طاقة 7-12 فولت. قم بقص أطوال سلك الهاتف (أو cat5 أو أيًا كان) أطول بحوالي قدمين من المسافة من Arduino إلى كل ضوء تريد التحكم فيه ، ألقِ نظرة على الاتصال من خطوط الطاقة من المفتاح إلى الصابورة. قد تتمكن من طلب الموصلات (تبيع Newark Electronics سلسلة Wago 930 ، وهو ما كان لدينا). بعد ذلك لن تحتاج إلى قطع الأسلاك الموجودة ويمكنك إزالة النظام إذا حدث خطأ ما. قم بتلحيم الأرض (السوداء) بمدخل الترحيل - والتحكم (الأصفر) لترحيل الإدخال + (رمز اللون في الصورة هو يختلف عما أضعه في الصفحة الأولى ، لأنني غيرت رأيي بشأن ما قد يكون منطقيًا). تأكد من استخدام شريط الانكماش الحراري والشريط الكهربائي! ادفع الأسلاك السوداء في الموصلات الخاصة بك والأبيض (المحايد) والأرضي (الأخضر) مستقيمان من الموصل إلى الموصل. يذهب الطرف الآخر من الأسلاك إلى Arduino على النحو التالي: جميع الأسلاك الحمراء (الكاثود أو المجمع المشترك) انتقل إلى التناظرية 0 (المنفذ C0) ، وكل الأسود على الأرض. يذهب كل أخضر (أنود أو باعث) إلى المسامير 8-13 (المنفذ B 0-5) وتنتقل الأسلاك الصفراء إلى المسامير 2-7 (المنفذ D 2-7). تأكد من تطابق الأسلاك الخضراء والصفراء ، حيث يحتاج المستشعر إلى التحكم في التتابع المناسب! إذا وضعت اللون الأصفر في الدبوس 2 ، فإن اللون الأخضر من نفس التركيب ينتقل إلى الرقم 8.

الخطوة 3: اختبار الرسم والتصميم

في هذه الخطوة سأتحدث عن بعض التجارب والمحن التي واجهتها في طريقي ، وكيف تعاملت معها ، على أمل أن تكون مفيدة. لا تتردد في التخطي إلى الخطوة التالية إذا لم يكن المحتوى العلمي هو الشيء المفضل لديك:-) كانت الخطوة الأولى هي تحديد ما إذا كنت تريد استخدام الاستشعار بالسعة أو الاستشعار المقاوم. الاستشعار المقاوم هو توصيل المستشعر من خلال المقاوم بأحد المسامير التناظرية والقيام بالقراءة التناظرية والمقارنة مع العتبة. هذا أبسط في التنفيذ ، لكنه يتطلب الكثير من المعايرة. نظرية الاستشعار السعوي هي أنه عندما يكون منحازًا عكسيًا (- إلى + الرصاص والعكس صحيح) ، لن يسمح LED للتيار بالتدفق ، لكن الإلكترونات سوف تتجمع على جانب واحد و اترك الجانب الآخر ، وشحن المكثف بشكل فعال. إن الضوء الساقط على مؤشر LED عند التردد الذي ينبعث منه عادة سوف يتسبب في الواقع في تدفق تيار صغير ، مما يؤدي إلى تفريغ هذا المكثف. لذلك إذا قمنا بشحن "مكثف" LED وحساب الوقت الذي يستغرقه التفريغ من خلال المقاوم ، نحصل على فكرة تقريبية عن مقدار الضوء الساقط على LED. لقد نجح هذا في الواقع ليكون أكثر موثوقية عبر الأجهزة المختلفة ، وحتى أنه يعمل مع أجهزة الترانزستورات الضوئية! نظرًا لأننا لا نجري قياسًا دقيقًا للومن ، ويجب أن يظهر مؤشر الليزر أكثر سطوعًا من المحيط ، فإننا نبحث فقط عن وقت تفريغ محدد ، والجزء المهم الآخر من هذه المغامرة هو التصحيح. بالنسبة لأولئك الذين هم على دراية ببرمجة الأنظمة غير المضمنة ، فإن الطريقة الشائعة هي إضافة عبارات الطباعة في النقاط الحرجة في الكود. ينطبق هذا أيضًا على الأنظمة المضمنة ، ولكن عندما يتم احتساب كل ميكروثانية ، فإن مقدار الوقت الذي يستغرقه Serial.write ("x هو") ؛ Serial.writeln (x) ؛ هو في الواقع مهم جدًا ، وقد تفوتك الكثير من الأحداث في هذه العملية. لذلك تذكر أن تضع دائمًا عبارات الطباعة الخاصة بك خارج الحلقات الحرجة ، أو في أي وقت تتوقع فيه حدثًا. أحيانًا يكون وميض مؤشر LED كافيًا لإعلامك بأنك وصلت إلى نقطة معينة في الكود.

الخطوة 4: إضافة التحكم في الويب

إذا نظرت في المخطط ، لاحظت أنني قرأت أيضًا المنفذ التسلسلي ، وأتصرف بناءً على بعض أوامر الأحرف الفردية. تضيء الحرف "n" جميع الأضواء ، وتطفئها "f". تعمل الأرقام من "0" إلى "5" على تبديل حالة الضوء المتصل بهذا الإخراج الرقمي ، لذا يمكنك بسهولة تجميع نص CGI (أو servlet ، أو أي تقنية ويب تطفو قاربك) للتحكم في الأضواء عن بُعد. يتم إخراج Serial.writes أيضًا كلما تم تغيير الضوء من إدخال المستخدم ، لذلك يمكن أن تحتوي الصفحة على تحديثات Ajax لإظهار الحالة الحالية ، وهناك شيء آخر سأقوم بتجربته وهو اكتشاف الحركة في الغرفة. يعكس الناس الضوء ، وكلما تحركوا سيتغير هذا الضوء. هذا هو جزء "دلتا" من بيانات الكتابة لدي.