Arduino Multi Light Controller: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Kolega a výtvarník Jim Hobbs plánoval stavbu samostatně stojící instalace pro výstavu, kterou sestavoval. Tato instalace by se skládala z 8 polic tvořících parabolický tvar. Na každé z 8 polic bylo namontováno 10 žárovek. Těchto 8 skupin/polic žárovek by muselo být automaticky a jednotlivě přepnuto, abychom mohli vytvářet vzory osvětlení. Dílo odkazuje na světelné testovací stojany v General Electric.

Pracovali jsme společně na technické stránce dílu a rozhodli jsme se mít ovladač centrálně umístěný na konstrukci a založený na nano Arduino.

Ačkoli je to všechno velmi specifické, principy a kód zahrnuté v tomto tutoriálu dávají dobrý výchozí bod pro použití arduina s relé pro ovládání vyšších napěťových nebo proudových zátěží. s tímto ovladačem je také spousta možností, pokud by měl být posunut trochu jiným směrem. Podívejte se na poslední krok „rozsah a možnosti“, kde najdete několik nápadů!

Elektrika vysokého napětí může být nebezpečná a měla by být prováděna pouze kompetentními osobami. Pokud v této oblasti nemáte žádné zkušenosti nebo si nejste jisti, nechte před zapojením elektriku zkontrolovat elektrikářem.

Zásoby

Díly (jsou k dispozici alternativy k propojeným dílům)

- Arduino Nano

- Reléový modul 5v, 8 kanálů

- Mini prkénko

- [30x] svorkovnice 2,5 mm

- 1,5 mm jednožilový flex (kabel)- v hnědé, modré, žluté/zelené barvě

- [8x] výstupní zásuvky

- pojistková vstupní zásuvka

- krimpovací svorky

- 1A 12v napájecí zdroj

- 20 cm propojovací kabely pro muže a ženy

-Ohrada

Nástroje

- Sada přesných šroubováků

- Jemně řezaná pila

- Dremel/rotační multifunkční nástroj

- Vrták

- Multimetr

- Pravítko nebo kombinovaný čtverec

- Imbusové/šestihranné klíče

- Sada klíčů/zásuvek

- Krimpovací koncový nástroj

- Odstraňovač drátů

- Jehlové kleště

Krok 1: Výroba montážní desky a rozložení

Abychom mohli namontovat naše součásti, musíme vytvořit desku, která bude sedět ve spodní části skříně. Použil jsem kus 6mm překližky, můžete použít téměř jakýkoli listový materiál, ale zajistěte, aby byl pevný a nevodivý. Tenčí materiály usnadňují montáž a zabírají méně místa. Některé skříně jsou dodávány se základními deskami, které budou dodržovat různé standardy týkající se vodivosti a požárních vlastností.

teď, když máte správně dimenzovanou montážní desku, můžete umístit součásti nahoře a zjistit rozvržení. Správné provedení tohoto kroku je klíčové pro zajištění toho, aby zbytek stavby byl snadný a zapojení čisté. Přemýšlejte o vedení kabelů a ponechejte dostatečný prostor mezi součástmi, výškou zásuvky atd.

Jakmile budete s polohováním spokojeni, označte si polohy, vyvrtejte příslušné otvory a namontujte své součásti. Před montáží jsem překližku naolejoval.

Krok 2: Vyřízněte otvory pro vstupy/výstupy v krytu

Napájecí zásuvky jsou namontovány na samotném krytu. Rozhodl jsem se použít zásuvky IEC, protože jsou spolehlivé a relativně univerzální, ale mají obtížný tvar, pokud jde o řezání otvorů pro montáž. Připojil jsem šablonu PDF pro oba zde použité typy zásuvek. Toto lze vytisknout a použít k označení před řezáním, případně si můžete vytvořit vlastní šablonu z lepenky jako já.

Existuje nástroj pro vyříznutí těchto zásuvek, ale pokud čtete tento Instructable, pravděpodobně k němu nebudete mít přístup. Nevlastním žádný, takže jsem místo toho vyvrtal otvory ve středech vyznačené oblasti a použil Dremel k okusování obvodu.

Pro napájecí přívod používáme zástrčku a pro zásuvky zásuvku. To má eliminovat možnost mít jakékoli vystavené živé piny. Živé kolíky by měly být skryty tak, jak jsou na zásuvkách. Tento princip by měl být běžně používán při použití konektorů s vysokým napětím.

Krok 3: Zapojení vysokonapěťové strany

VAROVÁNÍ - Elektrická soustava vysokého napětí může být nebezpečná a měla by ji provádět pouze kompetentní osoba. Pokud v této oblasti nemáte žádné zkušenosti nebo si nejste jisti, nechte elektriku před zapojením zkontrolovat elektrikářem.

Pro všechny následující použijte 1,5 mm ohebné kabely s ohodnocením. Používejte barvy odpovídající standardům ve vaší zemi. Ve Velké Británii obvykle používáme hnědou, modrou a žlutou/zelenou pro živé, neutrální a uzemnění - ve vaší lokalitě se to může lišit.

Začněte zapojením přípojnic pomocí řad 8x svorkovnic. Ty budou distribuovat energii do všech napájecích zásuvek. Děláme to tak, že vytvoříme startovací kabely, které spojí každý terminál na jedné straně.

Jakmile vytvoříte přípojnice, veďte kabel z každé svorky (živý, neutrální, uzemňovací) na napájecím vstupu k první svorce příslušných přípojnic přípojnic L, N a E.

Kabely z přípojnic Live a Neutral můžete vést přímo do napájecích zásuvek pomocí krimpovacích koncovek na koncích, které spojíte se svorkami zásuvky.

K přepínání budeme používat neutrál, takže spusťte kabeláž mezi centrálním (společným) terminálem na každém relé ke každému ze svorek na neutrální sběrnici.

Poté budete muset vést další kabel ze svorky NO (normálně otevřený) na každém relé do každé zásuvky. To znamená, že obvod bude „normálně otevřený“a budeme muset aktivovat relé pomocí Arduina, abychom jej „zavřeli“a tím zapnuli světla.

budete muset připojit hnědý a modrý kabel k vašemu napájecímu zdroji 12 V, aby měl k dispozici napájení. Ty mohou být krimpovány do svorek přímo připojených k hlavnímu napájecímu vstupu C14 nebo mohou být připojeny k přípojnicím L + N.

Úhlednost je zde klíčová.

Krok 4: Zapojení nízkonapěťové strany

Arduino slouží k aktivaci relé a uzavření obvodu. Arduino pracuje s `` logickým napětím '', což znamená, že má výstup kolem 5 V, když je kolík nastaven na `` HIGH '' (zapnuto). Samotné Arduino však můžeme napájet pomocí 9-12v do kolíku VIN. Často jsem se rozhodl použít napájení 12 V, jak jsem to udělal v tomto případě, protože je to docela standard a je k dispozici spousta komponent, které běží na 12 V. Arduino můžete také napájet USB, které poskytuje napájení 5 V.

Rozhodli jsme se použít reléový modul 5 V, který odpovídá výstupu 5 V, který Arduino dává k napájení, a přepnout jej.

Chcete -li začít, zatlačte Arduino Nano na prkénko a zajistěte, aby překračovalo střed, takže kolíky na obou stranách nejsou propojeny.

Poznámka - Uvidíte, že jsem své propojovací kabely připájel na reléový modul, použití propojovacích kabelů s vnějším a vnějším závitem je snazší, ale žádné jsem neměl.

Zatlačením červeného a černého vodiče z napájecího zdroje 12 V do desek vedle sebe umístěných kolíků VIN a GND zajistíte napájení Arduina.

Spusťte černý propojovací kabel ze slotu v prkénku v řadě GND Arduina na pin GND na reléovém modulu

Zapojte červený propojovací kabel z 5v na Arduinu do VCC na reléovém modulu.

Spusťte propojovací kabely (pokud jsou k dispozici v jiné barvě) z D2-D9 na Arduinu na 1-8 na reléovém modulu. Ty budou použity k aktivaci/přepnutí relé.

Krok 5: Kódování a testování

Pro testování si můžete stáhnout přiložený kód (otevřete jej pomocí bezplatného stahování softwaru Arduino IDE). Je to velmi základní, ale položí základ pro úpravy. Tento kód jednoduše přepne každou zásuvku (od 1 do 8) v 10sekundových intervalech a nakonec před opakováním vypne. To umožnilo jednoduché testování. Protože Jim má všechny žárovky, které jsem testoval pomocí multimetru na kolících, ale bylo by snadné připojit testovací žárovku, která by mohla být spolehlivější.

Jim chtěl, aby se přepínání světla řídilo „choreografií“, takže jsem jednoduše změnil přepnutí a dobu trvání, abych vyhověl jeho požadavkům. Kód pro toto je podobný a není složitější než testovací kód, i když s delšími smyčkami.

Krok 6: Konečná instalace

Namontovali jsme ovládací skříňku doprostřed světelné konstrukce a jednoduše jsme museli zapojit kanály do osvětlovacích polic do flexe z jejich spojovacích boxů a zakončit do mužské zásuvky IEC c14, tentokrát ne do panelu typu IEC.

Použili jsme tyto kombinace zástrček/zásuvek, aby byla instalace snadno sestavitelná a rozebíratelná, protože může být instalována v budoucích show. Pokud by se jednalo o trvalé svítidlo, nebyl by problém zajistit pevné zapojení světel a vyhnout se nákladům na zásuvky.

Krok 7: Rozsah + možnosti

Tento projekt je dobrým počátečním krokem k použití reléových modulů a naučení se spojovat společně systémy s napětím s Arduinem. Myslím si však, že je to také dobrý základ pro vytváření projektů, které to s několika dodatky a úpravami posunou o kousek dál. Arduino je velmi univerzální a snadno se používá, zde je několik rychlých nápadů pro projekty založené na tomto, se kterým jsem přišel při psaní tohoto tutoriálu …

- Ovládání dalších položek. Reléové moduly mohou odebírat hodně proudu. Takové nastavení lze použít k ovládání všech druhů věcí. Připojit a přepnout 8 kuchyňských robotů a vytvořit zvukovou stopu? zapínáš konvici, když se probudíš?

- Použití senzoru a vytvoření smyčky zpětné vazby. Arduino má analogové vstupy pro použití senzorů. K dispozici je mnoho, které jsou zaměřeny na použití s Arduinem, aby se snadno používaly. Řídicí jednotka, jako je tato, se světelným senzorem, by mohla být použita k zapnutí různých světel, když se venkovní úrovně světla dostaly do určitých bodů, pohybové senzory mohly rozsvítit různé žárovky, když jste se přestěhovali do různých oblastí prostoru nebo budovy, aktuální senzory lze použít k zapnutí pračky, když je váš telefon plně nabitý. Když váš pes překročí obvod atd., Může zaznít bzučák, atd. Podívejte se na některá čidla, aby vaše nápady proudily sem

- Používání dat z webu. Různé organizace a weby vydají klíče API (Application Programming Interface), které vám umožní využívat jejich různé služby a data pro vaši vlastní aplikaci. K poskytnutí dat pro smyčku zpětné vazby pro vaše Arduino můžete použít různé sady živých dat. Můžete například použít síť kvality ovzduší společnosti LAQN k měření kvality ovzduší ve vaší lokalitě, což by mohlo mít za následek zapnutí žárovky, když byly hladiny oxidu uhličitého v nízkém bodě, takže byste se mohli vydat na výlet do obchodů během optimálních úrovní kvality vzduchu. K dispozici jsou další užitečné nápady. Podívejte se na to zde

- Pomocí tlačítek nebo klávesnice - Světla připojená k ovladači lze přepínat pomocí několika tlačítek (nejvíce zjevně 8). Tato funkce by mohla být integrována do syntetizátoru, který při hraní vydával zvuky a také přepínal světla pro celý vizuální a zvukový zážitek.