مصباح شروق وغروب مع إضاءات: 7 خطوات (بالصور)

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

كما تعلمون ، في فصل الشتاء من الصعب الاستيقاظ ، لأن الجو مظلم بالخارج ولن يستيقظ جسدك في منتصف الليل. لذا يمكنك شراء منبه يوقظك بالضوء. هذه الأجهزة ليست باهظة الثمن كما كانت قبل بضع سنوات ، لكن معظمها يبدو قبيحًا حقًا. من ناحية أخرى ، يكون الظلام أيضًا في معظم الأوقات عندما تعود إلى المنزل من العمل. لذلك ذهب غروب الشمس الرائع أيضًا. الشتاء يبدو حزينًا ، أليس كذلك؟ ولكن ليس لقراء هذا التدريب. يشرح لك كيفية بناء مصباح مشترك لشروق وغروب الشمس من متحكم بيكاكس ، وبعض المصابيح وبعض الأجزاء الأخرى. قد تكلفك مصابيح LED من 5 إلى 10 يورو حسب الجودة ويجب ألا تزيد تكلفة الأجزاء الأخرى عن 20 يورو. لذلك مع أقل من 30 يورو ، يمكنك بناء شيء مفيد ولطيف حقًا ، ولن يشرح لك هذا التوجيه فقط كيفية إعادة بناء هذا ، بل سيوضح لك أيضًا كيفية تعديله وفقًا لتفضيلاتك الفردية.

الخطوة 1: الأشياء التي نحتاجها

أنت بحاجة إلى هذه الأشياء: مصدر طاقة o12V أو 24V o1 Picaxe 18M (أو أي متحكم دقيق آخر) من https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ oA socket لمقبس هاتف مقاس 3.5 مم ، أو أي وحدة أخرى الاتصال من المنفذ التسلسلي إلى المتحكم الدقيق لبرمجة زر ضغط picaxe o1 ومفتاح تبديل واحد ، أو زري ضغط o1 IC7805 مع المكثفات ، وهذا يحولنا إلى 12V أو 24V إلى 5V الذي نحتاجه لتشغيل المتحكم الدقيق o1 IC ULN2803A ، هذا عبارة عن مصفوفة دارلينجتون للترانزستور للاستخدام المباشر على مخرجات مستوى TTL. بدلاً من ذلك ، استخدم 8 ترانزستورات دارلينجتون مفردة بمقاومات مناسبة ولكنها تعمل أيضًا مع الترانزستورات القياسية BC547. o1 FET عالي الطاقة مثل IRF520 ، أو بعض ترانزستور Power-Darlington-Transistor الآخر مثل BD649 oA مجموعة كاملة من مصابيح LED ، بألوان مختلفة مثل الأحمر والأصفر والأبيض والأبيض الدافئ والأزرق والأشعة فوق البنفسجية. اقرأ الخطوة 4 لمزيد من المعلومات. o1 10k & -potentiometer ، مفضل بمقبض طويل أقل من 1300 & - مقياس الجهد لأغراض الاختبار o بعض المقاومات وبعض الكابلات ولوحة لبناء الدائرة وبالطبع أداة قياس للتيارات ستكون مفيدة أيضًا ، ولكنها ليست كذلك تمامًا ضروري اعتمادًا على مصدر الطاقة الذي تستخدمه ، قد تحتاج إلى موصلات إضافية ومبيت لمصابيح LED. لقد استخدمت لوحًا أكريليكًا قمت بتثبيته في غلاف Power-supply. في فأرة الكمبيوتر الأقدم مع موصلات D-Sub ، قد تجد بديلاً جيدًا لكابل مقبس الهاتف المستخدم لبرمجة picaxe. يمكن شراء Picaxes والكثير من الأشياء المفيدة الأخرى هنا:

الخطوة 2: تخطيط الدائرة

ULN2803A عبارة عن مصفوفة دارلينجتون ، تتكون من 8 محركات دارلينجتون فردية مع مقاومات مناسبة على جانب الإدخال بحيث يمكنك توصيل الإخراج مباشرة من وحدة التحكم الدقيقة بإدخال UNL2803A. إذا حصل الإدخال على مستوى عالٍ (5 فولت) من وحدة التحكم الدقيقة ، فسيتم توصيل الإخراج بـ GND. هذا يعني أن ارتفاع المدخلات سيضيء شريط LED المعني. يمكن استخدام كل قناة بتيار يصل إلى 500 مللي أمبير. تستخدم مصابيح LED القياسية فائقة السطوع 5 مم عادةً 25-30 مللي أمبير لكل شريط وحتى ثمانية منها ستضغط على FET فقط مع 200-250 مللي أمبير ، لذا فأنت بعيدًا عن أي نقاط حرجة. قد تفكر حتى في استخدام مصابيح LED عالية الطاقة 5 وات لضوء التنبيه. عادة ما تستخدم 350 مللي أمبير عند 12 فولت ويمكن أيضًا تشغيلها بواسطة هذه المجموعة. زر الضغط "S1" هو زر إعادة الضبط للميكروكونترولر. المفتاح "S2" هو محدد غروب الشمس أو الفجر. يمكنك أيضًا استبداله بزر ضغط وتنشيط غروب الشمس بمقاطعة في البرنامج. يعمل مقياس الجهد R11 كمحدد للسرعة. نستخدم قدرة picaxes ADC لقراءة موضع مقياس الجهد واستخدام هذه القيمة كمقياس زمني. تُظهر الصورة اللوحة الأولى التي صنعتها مع 7 ترانزستورات فردية (BC547C) والمقاومات لقيادتها. لم يكن لدي ULN2803 في الوقت الذي أنشأت فيه الدائرة ، والآن أفتقد بعض الأجزاء الأخرى. لذلك قررت أن أعرض عليك التصميم الأصلي ، ولكن أيضًا أقدم التصميم مع مجموعة برامج التشغيل الجديدة.

الخطوة الثالثة: كيف يبدو الغروب؟

عندما تلاحظ غروبًا حقيقيًا ، قد تدرك أن لون الضوء يتغير بمرور الوقت. من أبيض ناصع عندما تكون الشمس في الأفق تتحول إلى أصفر ناصع ثم إلى برتقالي متوسط ثم إلى أحمر غامق وبعد ذلك يتوهج أبيض مائل إلى الزرقة ، ثم الظلام. سيكون غروب الشمس أصعب جزء في الجهاز لأنك تشاهده بوعي كامل والأخطاء الصغيرة مزعجة للغاية. شروق الشمس هو نفس البرنامج المعكوس بشكل أساسي ، ولكن بما أنك لا تزال نائمًا عندما يبدأ شروق الشمس ، فلا داعي للقلق كثيرًا بشأن الألوان. وبدء غروب الشمس عند الاستلقاء ، قد لا ترغب في البدء بأشعة الشمس الساطعة ولكن في الصباح من المهم تحقيق أقصى استفادة من مصابيح LED. لذلك من الملائم أن يكون لديك تسلسلات مختلفة لشروق الشمس وغروبها ، لكن لك الحرية في اختبار أي شيء تريده بالطبع! لكن هذه الاختلافات في البرامج ، قد تقودنا إلى مجموعة مختلفة من مصابيح LED لكلا البرنامجين.

الخطوة 4: اختيار المصابيح وحساب المقاومات

يعد تحديد مصابيح LED هو الجزء الإبداعي من هذه التعليمات. لذا فإن النص التالي هو مجرد اقتراحات مني لكم. لا تتردد في تغييرها وتغييرها ، وسأخبرك بكيفية القيام بذلك. الألوان: من الصعب تشغيل أو إيقاف تشغيل الشريط بسلاسة باستخدام مصابيح LED ذات لون جديد بالكامل. لذا فإن توصيتي هي أن يحتوي كل شريط على مصابيح LED من جميع الألوان ولكن بكميات متغيرة. إذا تخيلنا انعكاس غروب الشمس ، فسيحتوي الشريط الأول على الكثير من مصابيح LED الحمراء وربما مصباح أبيض وأزرق وضوء فوق البنفسجي. لنفترض أن 5 منها حمراء و 2 صفراء و 1 بيضاء دافئة و 1 الأشعة فوق البنفسجية. إذا كنت ترغب في استبدال أحد المصابيح الحمراء أو الصفراء بمؤشر برتقالي (الشريط 2 في التخطيطي) ، فسيكون للشريط التالي الأكثر إشراقًا عددًا قليلاً من المصابيح الحمراء التي يتم استبدالها بأخرى صفراء. دعنا نقول 2 أحمر و 5 أصفر و 2 أبيض دافئ (شريط 3 في تخطيطي) في الشرائط التالية ، سيتم استبدال عدد قليل من الشرائط الحمراء بأخرى صفراء أو حتى بيضاء. لنفترض 1 أحمر ، 1 أصفر ، 4 أبيض دافئ و 1 أزرق. (الشريط 4 في التخطيطي) قد يتكون الشريط التالي من 3 أبيض بارد و 2 أبيض دافئ و 1 LED أزرق. (شريط 5) سيكون هذا أربعة شرائط لغروب الشمس حتى الآن. بالنسبة لـ Sunrise ، يمكننا استخدام الشرائط الثلاثة المتبقية مع مصابيح LED بيضاء وزرقاء باردة بشكل أساسي. إذا قمت بتوصيل الإدخال السابع والثامن معًا ، فيمكنك أيضًا استخدام 4 شرائط لشروق الشمس ، أو إعطاء غروب الشمس شريطًا خامسًا ، تمامًا كما تريد. ربما لاحظت أن الشرائط التي تحتوي على مصابيح LED حمراء بها عدد أكبر من مصابيح LED لكل شريط من تلك التي تحتوي على الأبيض النقي. يحدث هذا بسبب الاختلاف في الحد الأدنى للجهد لمصابيح LED باللونين الأحمر والأبيض. نظرًا لأن مصابيح LED ساطعة حقًا ، بل إن تعتيمها بنسبة 1 ٪ كثيرة جدًا ، فقد حسبت الشريط 1 بثلاثة ألوان حمراء و 2 أصفر وضوء أبيض دافئ. فقط 5mA من التيار. هذا يجعل هذا الشريط ليس ساطعًا مثل الأجزاء الأخرى وبالتالي فهو مناسب لآخر تلميح لغروب الشمس. لكن كان يجب أن أعطي هذا الشريط ضوء UV-LED أيضًا للوهلة الأخيرة. كيفية حساب المصابيح والمقاومات: تحتاج مصابيح LED إلى جهد معين للعمل وحتى مصفوفة دارلينجتون تستخدم 0.7 فولت لكل قناة لغرضها الخاص ، لذلك فإن حساب المقاوم بسيط للغاية. لا يتسبب FET عمليًا في أي فقد للجهد لأغراضنا. لنفترض أننا نعمل بجهد 24 فولت من مصدر الطاقة. من هذا الجهد نطرح جميع الفولتية الاسمية لمصابيح LED و 0.7 فولت للصفيف. ما تبقى يجب أن يستخدمه المقاوم عند التيار المعطى ، دعونا نلقي نظرة على مثال: الشريط الأول: 5 أحمر ، 2 أصفر ، 1 أبيض دافئ و 1 uv LED ، مؤشر LED أحمر واحد يأخذ 2.1 فولت ، لذا خمسة منهم يأخذ 10.5 V واحد أصفر LED يأخذ أيضًا 2.1V ، لذلك اثنان منهم يأخذان 4.2V ، LED الأبيض يأخذ 3.6V ، UV LED يأخذ 3.3V والمصفوفة 0.7V ، وهذا يجعل 24V -10.5V - 4.2V - 3.6V - 3.3 فولت - 0.7 فولت = 1.7 فولت والتي يجب أن يستخدمها بعض المقاوم. أنت تعرف بالتأكيد قانون أوم: R = U / I. لذا فإن المقاوم الذي يستخدم 1.7 فولت عند 25 مللي أمبير له قيمة 1.7 فولت / 0.025 أمبير = 68 أوم وهو متوفر في المتاجر الإلكترونية. لحساب الطاقة التي يستخدمها المقاوم فقط احسب P = U * I ، وهذا يعني P = 1.7V * 0.025A = 0.0425 W. لذا فإن المقاوم الصغير 0.25W يكفي لهذا الغرض. إذا كنت تستخدم تيارات أعلى أو تريد حرق المزيد من الجهد في المقاوم ، فقد تضطر إلى استخدام تيارات أكبر! هذا هو السبب في أنه لا يمكنك تشغيل سوى 6 مصابيح LED بيضاء ذات جهد عالٍ تستهلك 24 فولت ، ولكن ليست كل مصابيح LED متماثلة حقًا ، فقد تكون هناك اختلافات كبيرة في فقد الجهد من LED إلى LED. لذلك نستخدم مقياس الجهد الثاني (300؟) ومقياس التيار لضبط تيار كل شريط إلى المستوى المطلوب (25 مللي أمبير) في الدائرة النهائية. ثم نقيس قيمة المقاوم وهذا يجب أن يعطينا شيئًا حول القيمة المحسوبة. إذا كانت النتيجة شيئًا ما بين نوعين ، فاختر القيمة الأعلى التالية إذا كنت تريد أن يكون الشريط أغمق قليلاً أو أن تكون القيمة الأدنى التالية للشريط أفتح قليلاً. لقد قمت بتثبيت مصابيح LED في لوح زجاجي أكريليك قمت بتثبيته في مبيت مصدر الطاقة. يمكن حفر الزجاج الأكريليكي بسهولة وثنيه إذا تم تسخينه إلى حوالي 100 درجة مئوية في الفرن. كما ترى في الصور ، أضفت أيضًا مفتاح اختيار شروق الشمس وغروبها إلى هذا العرض. يوجد مقياس الجهد وزر إعادة الضبط على لوحة الدائرة.

الخطوة 5: ضبط البرنامج

البيككسات قابلة للبرمجة بسهولة من خلال بعض اللهجات الأساسية من البائع. المحرر والبرامج مجانية. بالطبع يمكن للمرء أيضًا أن يبرمج هذا في المجمّع لـ PICs الفارغة أو لـ Atmel AVRs ، لكن هذا كان أحد مشاريعي الأولى بعد أن اختبرت picaxes. في غضون ذلك ، أعمل على إصدار أفضل مع العديد من PWMs على AVR. تعتبر picaxes جيدة جدًا للمبتدئين لأن متطلبات الأجهزة بسيطة للغاية واللغة الأساسية سهلة التعلم. بأقل من 30 يورو يمكنك البدء في استكشاف عالم رائع من ميكروكنترولر. عيب هذه الشريحة الرخيصة (18 ميجا) هو محدودية ذاكرة الوصول العشوائي. إذا اخترت ميزات أخرى أو قمت بتوصيل picaxe بشكل مختلف ، فقد تضطر إلى ضبط البرنامج. لكن من المؤكد أنك ستضطر إلى إجراء تعديلات على التحولات بين شرائح الأفراد. كما ترى في القائمة ، يعمل المتغير w6 (متغير كلمة) كمتغير عداد وكمعامل لـ PWM. مع تردد PWM المختار البالغ 4 كيلو هرتز ، تكون قيم وقت العمل من 1٪ إلى 99٪ من 10 إلى 990 على التوالي. من خلال الحسابات في الحلقة ، نحصل على انخفاض أو زيادة أسية تقريبًا في سطوع LED. هذا هو الأمثل عند التحكم في مصابيح LED باستخدام PWM. عند تشغيل أو إيقاف تشغيل شريط واحد ، يتم تعويض ذلك بواسطة البرنامج عن طريق تغيير قيمة PWM. على سبيل المثال لنلقي نظرة على غروب الشمس. مبدئيًا ، تكون النواتج 0 و 4 و 5 مرتفعة ، وهذا يعني أن الشرائط المعنية يتم تشغيلها عبر ULN2803A. ثم خفضت الحلقة السطوع حتى يصبح المتغير في w6 أصغر من 700. عند هذه النقطة يتم تحويل pin0 إلى مستوى منخفض ويتم تبديل pin2 إلى مستوى عالٍ. تم تعيين القيمة الجديدة لـ w6 على 900. وهذا يعني أن المصباح ذو الشرائط 0 و 4 و 5 عند مستوى PWM 700 يكون ساطعًا تقريبًا مثل المصباح ذي الشرائط 2 و 4 و 5 عند مستوى PWM 800. لمعرفة ذلك عليك اختبار هذه القيم حولها وتجربة بعض القيم المختلفة. حاول البقاء في مكان ما في المنتصف ، لأنه عندما تقوم بتعتيم المصباح في الحلقة الأولى كثيرًا ، لا يمكنك عمل الكثير في الحلقة الثانية. سيؤدي ذلك إلى تقليل تأثير تغيير اللون. لضبط إعدادات PWM ، استخدمت روتينًا فرعيًا يستخدم أيضًا قيمة w5 لإيقاف البرنامج مؤقتًا. في هذه المرحلة تأتي السرعة في اللعبة. فقط أثناء بدء التشغيل ، يتم فحص مقياس الجهد وتخزين القيمة في W5. عدد الخطوات في كل حلقة من البرنامج ثابت ، ولكن بتغيير قيمة w5 من 750 إلى حوالي 5100 ، يتغير التوقف المؤقت في كل خطوة من 0.75 ثانية إلى 5 ثوانٍ. يمكن أيضًا تعديل عدد الخطوات في كل حلقة عن طريق تغيير الكسر للخفض الأسي أو الزيادة. لكن تأكد من عدم استخدام الكسور الصغيرة ، لأن المتغير w6 هو دائمًا عدد صحيح! إذا كنت ستستخدم 99/100 ككسر وقمت بتطبيقه على قيمة 10 ، فسيعطيك ذلك 9.99 في صورة أعداد عشرية ولكن مرة أخرى 10 في أعداد صحيحة. ضع في اعتبارك أيضًا أن w6 قد لا يتجاوز 65325! لتسريع الاختبار ، حاول التعليق على السطر مع w5 = 5 * w5 ، سيؤدي ذلك إلى تسريع البرنامج بمعامل 5!:-)

الخطوة السادسة: التثبيت في غرفة النوم

وضعت مصباح الغروب الخاص بي على خزانة صغيرة على جانب واحد من الغرفة حتى يضيء الضوء في السقف. بواسطة ساعة توقيت ، أقوم بتشغيل المصباح قبل 20 دقيقة من رنين المنبه. ثم يبدأ المصباح تلقائيًا في برنامج شروق الشمس ويوقظني ببطء. في المساء ، أقوم بتنشيط وظيفة مؤقت النوم لساعة المؤقت وتشغيل المصباح مع تشغيل مفتاح الغروب. بعد بدء البرنامج ، أعود على الفور إلى شروق الشمس في صباح اليوم التالي. ثم أستمتع بغروب الشمس الشخصي وسرعان ما أنام.

الخطوة 7: التعديلات

عند استبدال مفتاح التبديل بواسطة زر ضغط ، يجب عليك التبديل إلى جزء الغروب عن طريق تنشيط بعض المقاطعات في البرنامج. لتغيير جهد العرض ، يجب إعادة حساب شرائط LED الفردية والمقاومات ، لأنه مع 12 فولت يمكنك فقط تشغيل 3 مصابيح LED بيضاء وتحتاج إلى مقاوم مختلف أيضًا. قد يكون الحل البديل هو استخدام المصادر الحالية الثابتة ، ولكن قد تكلفك بعض الدولارات واستخدام بضع عشرات أخرى من الفولت للتنظيم. باستخدام 24 فولت ، يمكنك قيادة الكثير من مصابيح LED في شريط واحد ، للتحكم في نفس الكمية من مصابيح LED بإمداد 12 فولت ، يجب فصل مصابيح LED في شريطين يتم استخدامهما بشكل متوازٍ. يحتاج كل من هذين الشريطين إلى المقاوم الخاص به وتضاعف التيار المتراكم عبر هذه القناة. لذلك ترى أنه من غير المنطقي دفع جميع مصابيح LED بمقدار 5 فولت ، وهو أمر مناسب ، لكن التيار سيرتفع إلى مستوى غير صحي وسترتفع أيضًا كمية المقاومات المطلوبة. لاستخدام مصابيح LED عالية الطاقة مع برنامج التشغيل ULN2803 ، يمكنك الجمع بين قناتين لإدارة حرارية أفضل. ما عليك سوى توصيل مدخلين معًا على دبوس متحكم واحد ومخرجين على شريط LED عالي الطاقة. ضع في اعتبارك أن بعض نقاط LED عالية الطاقة تأتي مع دائرة تيار مستمر خاصة بها وقد لا يتم تعتيمها بواسطة PWM في خط الطاقة! في هذا الإعداد ، تكون جميع الأجزاء بعيدة عن أي حدود. إذا دفعت الأشياء إلى الحافة ، فقد تواجه مشاكل حرارية مع FET أو مجموعة دارلينجتون. وبالطبع لا تستخدم أبدًا 230 فولت تيار متردد أو 110 فولت تيار متردد لقيادة هذه الدائرة !!! خطوتي التالية بعد هذا التوجيه هي توصيل متحكم دقيق بثلاثة أجهزة PWM للتحكم في نقطة RGB عالية الطاقة.

لذا استمتع واستمتع بامتياز غروب الشمس وشروق الشمس.