Pimp Your LED Lamp: 4 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Όταν αγόραζα είδη παντοπωλείου στο σούπερ μάρκετ Lidl στην Ολλανδία, η γυναίκα μου έπεσε σε μια πολύ φθηνή λάμπα LED (2,99 Ευρώ) με ίνες στην κορυφή. Σε αυτόν τον λαμπτήρα LED υπάρχουν τρία LED, ένα κόκκινο, ένα πράσινο και ένα μπλε που δημιουργούν ένα απλό αλλά ωραίο αποτέλεσμα. Η εικόνα δείχνει πώς είναι η λυχνία LED. Η λυχνία LED χρησιμοποιεί τρεις μπαταρίες ΑΑ ως τροφοδοσία.

Η λυχνία LED είχε ένα μειονέκτημα. Στο κάτω μέρος της λυχνίας LED υπάρχει ένας διακόπτης, οπότε η ενεργοποίηση και απενεργοποίηση σημαίνει ότι πρέπει να σηκώσετε τη λυχνία LED, με πιθανότητα να σπάσετε τη λάμπα LED. Αυτό το μειονέκτημα ξεκίνησε αυτό το έργο «Pimp your LED Lamp».

Η ιδέα ήταν να κάνετε το LED Lamp τηλεχειριζόμενο έτσι ώστε να μην χρειάζεται να το σηκώνετε - μόνο όταν αλλάζετε μπαταρίες - κάθε φορά που θέλετε να το ενεργοποιείτε ή να το απενεργοποιείτε. Και ενώ το δούλευα, άλλαξα επίσης τα τρία μεμονωμένα κόκκινα, πράσινα και μπλε LED με τρία LED RGB, ώστε να μπορέσω να δημιουργήσω περισσότερα χρώματα και περισσότερα μοτίβα.

Έτσι, μετά την ολοκλήρωση αυτού του έργου, το Pimped LED Lamp κατέληξε με τις ακόλουθες δυνατότητες που μπορούν να ελεγχθούν όλα μέσω τηλεχειριστηρίου Philips RC5/RC6:

• Αναμονή = Ενεργοποίηση/Αναμονή
• Σίγαση = Εργοστασιακές προεπιλογές
• Αύξηση έντασης = Αύξηση φωτεινότητας
• Μείωση έντασης = Μείωση φωτεινότητας
• Πρόγραμμα Up = Επιτάχυνση
• Πρόγραμμα Down = Speed Down
• Itηφίο 0 = Αναμμένα LED σε λευκό χρώμα
• Itηφίο 1 = Πρωτότυπο μοτίβο λαμπτήρα LED, που αλλάζει από κόκκινο σε μπλε σε πράσινο
• Itηφίο 2 = Μετακίνηση λευκού μοτίβου χρώματος
• Itηφίο 3 = Μετακίνηση χρωματικού μοτίβου RGB
• Itηφίο 4 = Χρώμα μοτίβου ουράνιου τόξου
• Itηφίο 5 = Τυχαίο μοτίβο ξεθώριασης χρώματος
• Itηφίο 6 = Μετακίνηση τυχαίου μοτίβου χρώματος
• Itηφίο 7 = Ξεθώριασμα χρωμάτων μοτίβου RGB
• Itηφίο 8 = Πρότυπο δοκιμής

Είμαι μεγάλος οπαδός του μικροελεγκτή PIC και μου αρέσει να έχω τον πλήρη έλεγχο αυτού που δημιουργώ, οπότε δεν χρησιμοποίησα βιβλιοθήκες αλλά δημιούργησα μόνος μου όλα τα μέρη του λογισμικού. Αυτό ήταν επίσης απαραίτητο επειδή ο έλεγχος όλων των LED μέσω λογισμικού Pulse Width Modulation (PWM) n είναι χρονοβόρος και έτσι ο κώδικας βελτιστοποιήθηκε για ταχύτητα σε ορισμένα μέρη. Οι λάτρεις του Arduino μπορούν να χρησιμοποιήσουν φυσικά όλες τις βιβλιοθήκες που είναι διαθέσιμες, αλλά νομίζω ότι πρέπει να γράψετε κάτι μόνοι σας για να ελέγξετε 9 LED (3 φορές RGB) μέσω PWM.

Τα ηλεκτρονικά είναι αρκετά απλά και δεν απαιτούν πολλά εξαρτήματα, ώστε να μπορούν όλα να κατασκευαστούν στο αρχικό περίβλημα της λυχνίας LED.

Βήμα 1: Βήμα 1: Συστατικά λάμπας

Πρέπει να έχετε τα ακόλουθα για να μαστροπώσετε αυτήν τη λάμπα LED:

• Λάμπα LED 1 *
• 3 * LED RGB
• 1 * μικροελεγκτής PIC 16F1825 + υποδοχή IC 14 ακίδων
• 1 * δέκτης IR TSOP4836
• Κεραμικός πυκνωτής 2 * 100nF
• Αντίσταση 1 * 33k
• Αντίσταση 3 * 150 Ohm
• Αντίσταση 6 * 120 Ohm
• Μπαταρίες 3 * AA (επαναφορτιζόμενες)
• 1 * Μικρό κομμάτι breadboard

Βήμα 2: Βήμα 2: Χτίζοντας τα Ηλεκτρονικά

Δείτε το σχηματικό διάγραμμα και τις εικόνες.

Τα ηλεκτρονικά αποτελούνται από δύο μικρές σανίδες, μία για τα νέα LED RGB και μία για τον μικροελεγκτή. Ο νέος πίνακας με LED RGB αντικαθιστά τον προηγούμενο πίνακα με το κόκκινο, πράσινο και μπλε LED. Στην εικόνα βλέπετε τόσο το νέο RGB breadboard όσο και την αρχική πλακέτα LED.

Η πλακέτα μικροελεγκτή είναι τοποθετημένη στο πλάι του εσωτερικού του περιβλήματος της λυχνίας LED και συνδέεται με την πλακέτα LED RGB μέσω καλωδίων.

Δεδομένου ότι προγραμματίζω επίσης τον ελεγκτή PIC ενώ ανέπτυξα τη λυχνία LED, υπάρχει μια κεφαλίδα στον πίνακα, αλλά αυτό δεν απαιτείται για κανονική λειτουργία.

Τέλος το IR που λαμβάνεται είναι κολλημένο πάνω από την πλακέτα LED RGB. Δεν ήθελα να κάνω μια τρύπα στο περίβλημα της λυχνίας LED και με αυτόν τον τρόπο εξακολουθεί να λειτουργεί ΟΚ. Φυσικά πρέπει να είστε πιο κοντά στη λυχνία LED εάν θέλετε να την ελέγξετε.

Βήμα 3: Βήμα 3: Το Λογισμικό

Όπως ήδη αναφέρθηκε, το λογισμικό είναι γραμμένο για PIC16F1825. Γράφτηκε σε JAL. Το λογισμικό εκτελεί τις ακόλουθες κύριες εργασίες:

• Έλεγχος της φωτεινότητας των LED με τη χρήση Pulse Width Modulation. Για αυτό χρησιμοποιεί δύο χρονοδιακόπτες, έναν για τη δημιουργία της συχνότητας ανανέωσης και έναν χρονοδιακόπτη για τη δημιουργία της διάρκειας του παλμού, την ώρα της λυχνίας LED. Η συχνότητα ανανέωσης είναι περίπου 70 Hz, η οποία είναι αρκετή για να μην γίνει αντιληπτή από το ανθρώπινο μάτι. Οι λυχνίες LED μπορούν να μειωθούν σε 255 βήματα. Αυτό σημαίνει ότι ο χρονοδιακόπτης για τον έλεγχο της διάρκειας λειτουργεί σε 255 φορές 70 Hz είναι περίπου 18 kHz. Λόγω αυτής της σχετικά υψηλής συχνότητας, το τμήμα του κώδικα βελτιστοποιήθηκε για ταχύτητα.
• Αποκωδικοποίηση μηνυμάτων τηλεχειριστηρίου. Για αυτό χρησιμοποιεί ένα χρονόμετρο σύλληψης που καταγράφει τη διάρκεια των bits σε κάθε αλλαγή της διακοπής. Το σύστημα τηλεχειριστηρίου της Philips χρησιμοποιεί κωδικοποίηση δύο φάσεων και ο μόνος τρόπος για την αποκωδικοποίηση μηνυμάτων χωρίς παρερμηνεία του μηνύματος σε περίπτωση παρεμβολών είναι η μέτρηση τόσο του υψηλού όσο και του χαμηλού χρόνου bit.
• Μια τυχαία συνάρτηση για τη δημιουργία μερικών τυχαίων μοτίβων.
• Δημιουργία διαφόρων προτύπων.
• Λογισμικό για την αποθήκευση και ανάκτηση δεδομένων από το EEPROM.
• Λειτουργία αναστολής λειτουργίας για να σταματήσει ο επεξεργαστής όταν η λυχνία LED είναι σε κατάσταση αναμονής.
• Τελευταίο αλλά όχι λιγότερο σημαντικό, συνδυάζοντας τα όλα μαζί για να λειτουργήσει.

Ο ελεγκτής PIC λειτουργεί με εσωτερικό ρολόι με συχνότητα 32 MHz. Το αρχείο Intel Hex επισυνάπτεται για τον προγραμματισμό του ελεγκτή PIC.

Βήμα 4: Βήμα 4: Λειτουργία της λυχνίας LED

Όταν ενεργοποιείτε τη λυχνία LED για πρώτη φορά, χρησιμοποιείται το αρχικό μοτίβο, το οποίο ισούται με το πάτημα του ψηφίου 1 στο τηλεχειριστήριο. Όλες οι λειτουργίες που αναφέρθηκαν προηγουμένως μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας είναι επίσης επιλεγμένος εάν πατήσετε το κουμπί Σίγαση, επειδή αυτό επαναφέρει τη Λάμπα LED στις αρχικές της τιμές.

Εάν η λυχνία LED τεθεί σε κατάσταση αναμονής, συνεχίζει στο σημείο που ήταν αφού ενεργοποιηθεί ξανά. Η λυχνία LED θυμάται πάντα τον τελευταίο τρόπο λειτουργίας πριν τεθεί σε κατάσταση αναμονής, καθώς αυτή είναι αποθηκευμένη στην εσωτερική EEPROM του ελεγκτή PIC, ακόμη και μετά την αλλαγή μπαταριών συνεχίζει με την τελευταία επιλεγμένη λειτουργία.

Το βίντεο δείχνει τη λειτουργία της αρχικής λυχνίας LED στα αριστερά και τη λειτουργία της λαμπτήρας Pimped LED στα δεξιά. Στο βίντεο εμφανίζονται ορισμένες λειτουργίες αλλά όχι όλες. Το εφέ είναι καλύτερα ορατό στο σκοτάδι και το αναβοσβήσιμο των LED δεν είναι ορατό με το ανθρώπινο μάτι.

Φυσικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε άλλους λαμπτήρες LED για το έργο σας και ελπίζω ότι αυτό το έργο σας ενέπνευσε να δημιουργήσετε ένα δικό σας.