Arduino Multi Light Controller: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Ένας συνάδελφος και καλλιτέχνης Jim Hobbs σχεδίαζε να κατασκευάσει μια ανεξάρτητη εγκατάσταση για μια έκθεση που οργάνωνε. Αυτή η εγκατάσταση θα αποτελείται από 8 ράφια που σχηματίζουν παραβολικό σχήμα. Κάθε ένα από τα 8 ράφια έπρεπε να έχει 10 λαμπτήρες τοποθετημένους σε αυτό. Αυτές οι 8 ομάδες/ράφια λαμπτήρων θα πρέπει να αλλάξουν αυτόματα και ξεχωριστά, ώστε να μπορέσουμε να δημιουργήσουμε μοτίβα φωτισμού. Το κομμάτι αναφέρεται στα ράφια δοκιμών φωτός στη General Electric.

Δουλέψαμε μαζί στην τεχνική πλευρά του κομματιού και αποφασίσαμε να έχουμε το χειριστήριο κεντρικά τοποθετημένο στη δομή και βασισμένο σε ένα Arduino nano.

Αν και όλα αυτά είναι πολύ συγκεκριμένα, οι αρχές και ο κώδικας που περιλαμβάνονται σε αυτό το σεμινάριο δίνουν ένα καλό σημείο εκκίνησης για τη χρήση του arduino με ρελέ για τον έλεγχο φορτίων υψηλότερης τάσης ή ρεύματος. υπάρχουν επίσης πολλές δυνατότητες με ένα χειριστήριο όπως αυτό, εάν επρόκειτο να ωθηθεί σε μια ελαφρώς διαφορετική κατεύθυνση. Ρίξτε μια ματιά στο τελευταίο βήμα «πεδίο και δυνατότητες» για μερικές ιδέες!

Οι ηλεκτρικές συσκευές υψηλής τάσης μπορεί να είναι επικίνδυνες και πρέπει να πραγματοποιούνται μόνο από αρμόδια άτομα. Εάν είστε καθόλου άπειροι σε αυτόν τον τομέα ή δεν είστε βέβαιοι, παρακαλώ ελέγξτε τα ηλεκτρικά από έναν ηλεκτρολόγο πριν από την πρίζα.

Προμήθειες

Μέρη (υπάρχουν εναλλακτικές λύσεις για τα συνδεδεμένα μέρη)

- Arduino Nano

- Μονάδα ρελέ 5v 8 καναλιών

- Μίνι breadboard

- [30x] τερματικά μπλοκ 2,5mm

- Απλό πυρήνα 1,5 mm (καλώδιο)- σε καφέ, μπλε, κίτρινο/πράσινο χρώμα

- [8x] πρίζες

- λιωμένη πρίζα εισόδου

- τερματικά πτύχωσης

- Τροφοδοσία 1Α 12v

- Καλώδια άλματος ανδρών-γυναικών 20εκ

-Περίφραξη

Εργαλεία

Σετ κατσαβιδιών ακριβείας

- Πριόνι λεπτής κοπής

- Dremel/περιστροφικό πολυεργαλείο

- Τρυπάνι

- Πολύμετρο

- Χάρακας ή τετράγωνο συνδυασμού

- κλειδιά Allen/hex

Σετ κλειδιού/πρίζας

- Τερματικό εργαλείο σύσφιξης

- Απογυμνωτής καλωδίων

- Πένσα μύτης βελόνας

Βήμα 1: Κατασκευή της πλάκας τοποθέτησης και διάταξης

Πρέπει να φτιάξουμε ένα πιάτο για να καθίσουμε στο κάτω μέρος του περιβλήματός μας για να τοποθετήσουμε τα εξαρτήματά μας. Χρησιμοποίησα ένα κομμάτι κόντρα πλακέ 6mm, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σχεδόν οποιοδήποτε φύλλο, αλλά βεβαιωθείτε ότι είναι άκαμπτο και όχι αγώγιμο. Τα λεπτότερα υλικά διευκολύνουν την τοποθέτηση και καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο. Ορισμένα περιβλήματα παρέχονται με πλάκες βάσης, αυτές θα τηρούν διάφορα πρότυπα που σχετίζονται με την αγωγιμότητα και τις ιδιότητες πυρκαγιάς.

τώρα έχετε την πλάκα τοποθέτησης σωστού μεγέθους, μπορείτε να τοποθετήσετε τα εξαρτήματα στην κορυφή για να σχηματίσετε μια διάταξη. Η σωστή εκτέλεση αυτού του βήματος είναι ζωτικής σημασίας για να διασφαλιστεί ότι η υπόλοιπη κατασκευή είναι εύκολη και η καλωδίωση είναι τακτοποιημένη. Σκεφτείτε τα καλώδια, δίνοντας αρκετό χώρο μεταξύ εξαρτημάτων, ύψος πρίζας κλπ.

Μόλις είστε ικανοποιημένοι με την τοποθέτηση, σημειώστε τις θέσεις, ανοίξτε τις σχετικές οπές και τοποθετήστε τα εξαρτήματά σας. Λάδωσα το κόντρα πλακέ πριν από την τοποθέτηση.

Βήμα 2: Κόψτε τρύπες για είσοδο/πρίζες στο περίβλημα

Οι πρίζες είναι τοποθετημένες στο ίδιο το περίβλημα. Επέλεξα να χρησιμοποιήσω πρίζες IEC καθώς είναι αξιόπιστες και σχετικά καθολικές, ωστόσο είναι ένα δύσκολο σχήμα όταν πρόκειται για την κοπή των οπών για τοποθέτηση. Έχω επισυνάψει ένα πρότυπο PDF και για τους δύο τύπους πριζών που χρησιμοποιούνται εδώ. Αυτό μπορεί να εκτυπωθεί και να χρησιμοποιηθεί για επισήμανση πριν από την κοπή, εναλλακτικά μπορείτε να φτιάξετε το δικό σας πρότυπο από χαρτόνι όπως έκανα εγώ.

Υπάρχει ένα εργαλείο για να κόψετε αυτές τις πρίζες, αλλά αν διαβάζετε αυτό το Instructable, δεν είναι πιθανό να έχετε πρόσβαση σε ένα. Δεν μου ανήκει, οπότε διάνοιξα τρύπες στα κέντρα της επισημασμένης περιοχής και χρησιμοποίησα ένα Dremel για να τσιμπήσω την περίμετρο.

Χρησιμοποιούμε μια αντρική πρίζα για την είσοδο ρεύματος και θηλυκές πρίζες για τις πρίζες. Αυτό γίνεται για να εξαλειφθεί η πιθανότητα ύπαρξης εκτεθειμένων ζωντανών καρφιτσών. Οι ζωντανές καρφίτσες πρέπει να αποκρύπτονται όπως είναι στις θηλυκές πρίζες. Αυτή η αρχή πρέπει κανονικά να χρησιμοποιείται όταν χρησιμοποιείτε συνδετήρες με υψηλές τάσεις.

Βήμα 3: Καλωδίωση στην πλευρά υψηλής τάσης

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ - Τα ηλεκτρικά υψηλής τάσης μπορεί να είναι επικίνδυνα και πρέπει να εκτελούνται μόνο από αρμόδια άτομα. Εάν είστε καθόλου άπειροι σε αυτόν τον τομέα ή δεν είστε βέβαιοι, παρακαλείστε να ελέγξετε τα ηλεκτρικά από έναν ηλεκτρολόγο πριν από την πρίζα.

Χρησιμοποιήστε τα τρισδιάστατα εύκαμπτα καλώδια 1,5 mm για όλα τα παρακάτω. Χρησιμοποιήστε χρώματα που ισχύουν για τα πρότυπα στη χώρα σας. Στο Ηνωμένο Βασίλειο χρησιμοποιούμε γενικά καφέ, μπλε και κίτρινο/πράσινο για Ζωντανά, ουδέτερα και γη αντίστοιχα - αυτό μπορεί να διαφέρει στην περιοχή σας.

Ξεκινήστε καλωδιώνοντας τις ράβδους του λεωφορείου σας χρησιμοποιώντας σειρές 8x τερματικών μπλοκ. Αυτά θα διανείμουν ισχύ σε κάθε πρίζα. Το κάνουμε αυτό δημιουργώντας άλματα για να ενώσουμε κάθε τερματικό στη μία πλευρά.

Μόλις φτιάξετε τις ράβδους του διαύλου σας, περάστε ένα καλώδιο από κάθε έναν από τους τερματικούς σταθμούς (Ζωντανός, Ουδέτερος, γειωμένος) στην είσοδο τροφοδοσίας στον πρώτο τερματικό των αντίστοιχων ράβδων μπλοκ τερματικών L, N και E.

Μπορείτε να τρέξετε καλώδια από τις μπάρες Ζωντανών και Ουδέτερων διαύλων απευθείας στις πρίζες, χρησιμοποιώντας τερματικά πτύχωσης στα άκρα για να τα συνδέσετε με τους ακροδέκτες της πρίζας.

Θα χρησιμοποιούμε ουδέτερο για εναλλαγή, οπότε εκτελέστε καλωδίωση μεταξύ του κεντρικού (κοινού) ακροδέκτη σε κάθε ρελέ σε καθένα από τους ακροδέκτες στη γραμμή ουδέτερου διαύλου.

Στη συνέχεια, θα χρειαστεί να τρέξετε ένα άλλο καλώδιο από το τερματικό NO (Κανονικά ανοιχτό) σε καθένα από τα ρελέ σε κάθε πρίζα. Αυτό σημαίνει ότι το κύκλωμα θα είναι «Κανονικά ανοιχτό» και θα χρειαστεί να ενεργοποιήσουμε το ρελέ χρησιμοποιώντας το Arduino για να το «κλείσουμε» και έτσι να ανάψουμε τα φώτα.

θα χρειαστεί να συνδέσετε τα καφέ και μπλε καλώδια στο τροφοδοτικό 12v για να του παρέχετε τροφοδοσία. Αυτά μπορούν να πτυχωθούν στους ακροδέκτες που συνδέονται απευθείας με την κύρια είσοδο τροφοδοσίας C14 ή μπορούν να συνδεθούν με τις ράβδους διαύλου L + N.

Η καθαριότητα είναι το κλειδί εδώ.

Βήμα 4: Καλωδίωση της πλευράς χαμηλής τάσης

Το Arduino χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση των ρελέ και το κλείσιμο του κυκλώματος. Το Arduino λειτουργεί από μια «τάση επιπέδου λογικής», πράγμα που σημαίνει ότι εξάγεται γύρω στα 5v όταν ένας πείρος έχει οριστεί σε «HIGH» (ενεργοποιημένος). Ωστόσο, μπορούμε να τροφοδοτήσουμε το ίδιο το Arduino χρησιμοποιώντας μεταξύ 9-12v στον πείρο VIN. Συχνά επιλέγω να χρησιμοποιήσω μια παροχή 12v, όπως έχω κάνει σε αυτήν την περίπτωση, επειδή είναι αρκετά τυπικό και υπάρχουν πολλά διαθέσιμα εξαρτήματα που λειτουργούν σε 12v. Μπορείτε επίσης να τροφοδοτήσετε το Arduino με USB που παρέχει τροφοδοσία 5v.

Επιλέξαμε να χρησιμοποιήσουμε μια μονάδα ρελέ 5v καθώς αυτό ταιριάζει με την έξοδο 5v που δίνει το Arduino στην τροφοδοσία και την εναλλαγή.

Έτσι, για να ξεκινήσετε, σπρώξτε το Arduino Nano στην σανίδα ψωμιού, διασφαλίζοντας ότι διασχίζει το κέντρο, έτσι ώστε οι ακίδες και στις δύο πλευρές να μην είναι συνδεδεμένες.

Σημείωση - Θα μπορείτε να δείτε ότι έχω κολλήσει τα καλώδια βραχυκυκλωτήρων μου στη μονάδα ρελέ, η χρήση καλωδίων αρσενικού σε θηλυκού άλτη είναι ευκολότερη, αλλά δεν είχα κανένα.

Σπρώξτε τα κόκκινα και μαύρα καλώδια από το τροφοδοτικό 12v στις γραμμές του breadboard δίπλα στις καρφίτσες VIN και GND αντίστοιχα για να παρέχετε ισχύ στο Arduino.

Εκτελέστε ένα μαύρο καλώδιο βραχυκυκλωτήρα από μια υποδοχή στο breadboard στη σειρά GND του Arduino έως τον πείρο GND στη μονάδα ρελέ

Εκτελέστε ένα κόκκινο καλώδιο βραχυκυκλωτήρα από 5v στο Arduino έως το VCC στη μονάδα ρελέ.

Εκτελέστε (διαφορετικά χρώματα, εάν υπάρχουν) καλώδια άλματος από D2-D9 στο Arduino έως 1-8 στη μονάδα ρελέ. Αυτά θα χρησιμοποιηθούν για την ενεργοποίηση/εναλλαγή των ρελέ.

Βήμα 5: Κωδικοποίηση και δοκιμή

Για δοκιμή μπορείτε να κατεβάσετε τον συνημμένο κώδικα (ανοίξτε τον χρησιμοποιώντας το δωρεάν λογισμικό Arduino IDE για λήψη). Είναι πολύ βασικό αλλά θέτει τα θεμέλια για τροποποίηση. Αυτός ο κωδικός απλώς ενεργοποιεί κάθε πρίζα (από 1 έως 8) σε διαστήματα 10 δευτερολέπτων και, στη συνέχεια, απενεργοποιεί όλα πριν επαναληφθεί. Αυτό επέτρεψε την απλή δοκιμή. Καθώς ο Jim έχει όλους τους λαμπτήρες που δοκίμασα χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο στις ακίδες, αλλά θα ήταν αρκετά εύκολο να συνδέσω έναν δοκιμαστικό λαμπτήρα που θα μπορούσε να είναι πιο αξιόπιστος.

Ο Jim ήθελε ο διακόπτης του φωτός να ακολουθεί μια «χορογραφία», οπότε άλλαξα απλώς το διακόπτη και τη διάρκεια για να ικανοποιήσω τις απαιτήσεις του. Ο κώδικας για αυτό είναι παρόμοιος και όχι πιο περίπλοκος από τον κώδικα δοκιμής, αν και με μεγαλύτερους βρόχους.

Βήμα 6: Τελική εγκατάσταση

Τοποθετήσαμε το κιβώτιο ελέγχου στο κέντρο της δομής φωτισμού και απλώς έπρεπε να συνδέσουμε τις τροφοδοσίες στα ράφια φωτισμού σε κάμψη από τα κουτιά διασταύρωσής τους και να τερματίσουμε σε μια αρσενική πρίζα IEC c14, αυτή τη φορά δεν είναι IEC με στυλ τοποθέτησης σε πάνελ.

Χρησιμοποιήσαμε αυτούς τους συνδυασμούς πρίζας/πρίζας για να διευκολύνουμε τη συναρμολόγηση και την αποσυναρμολόγηση της εγκατάστασης, καθώς μπορεί να εγκατασταθεί σε μελλοντικές εκπομπές. Ωστόσο, δεν θα υπήρχε πρόβλημα η σκληρή καλωδίωση στα φώτα και η αποφυγή του κόστους των πριζών εάν ήταν μόνιμο εξάρτημα.

Βήμα 7: Πεδίο εφαρμογής + Δυνατότητες

Αυτό το έργο είναι ένα καλό αρχικό βήμα στη χρήση μονάδων ρελέ και στην εκμάθηση της σύνδεσης συστημάτων διάσπασης τάσης με το Arduino. Ωστόσο, πιστεύω ότι είναι επίσης μια καλή βάση για τη δημιουργία έργων που το πηγαίνουν λίγο παραπέρα με μερικές προσθήκες και τροποποιήσεις. Το Arduino είναι πολύ ευέλικτο και εύκολο στη χρήση, εδώ είναι μερικές γρήγορες ιδέες για έργα που βασίζονται σε αυτό που βρήκα ενώ έγραφα αυτό το σεμινάριο…

- Έλεγχος άλλων στοιχείων. Οι μονάδες ρελέ μπορούν να πάρουν πολύ ρεύμα. Μια τέτοια ρύθμιση θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο όλων των ειδών. Συνδέοντας και αλλάζοντας 8 επεξεργαστές τροφίμων για να δημιουργήσετε ένα ηχητικό κομμάτι; ενεργοποιείτε τον βραστήρα σας όταν ξυπνάτε;

- Χρήση αισθητήρα και δημιουργία βρόχου ανάδρασης. Το Arduino διαθέτει αναλογικές εισόδους για τη χρήση αισθητήρων. Πολλά είναι διαθέσιμα που στοχεύουν στη χρήση με το Arduino καθιστώντας τα εύχρηστα. Ένα κιβώτιο ελέγχου όπως αυτό με αισθητήρα φωτός θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να ανάψει μια ποικιλία φώτων όταν τα επίπεδα εξωτερικού φωτός φτάσουν σε ορισμένα σημεία, οι αισθητήρες κίνησης θα μπορούσαν να ανάψουν διαφορετικούς λαμπτήρες όταν μετακινηθείτε σε διαφορετικές περιοχές ενός χώρου ή κτιρίου, τρέχοντες αισθητήρες θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να ενεργοποιήσετε ένα πλυντήριο ρούχων όταν το τηλέφωνό σας είναι πλήρως φορτισμένο. Ένας βομβητής μπορεί να ακούγεται όταν ο σκύλος σας παραβιάζει μια περίμετρο κλπ. Δείτε μερικούς αισθητήρες για να προωθήσετε τις ιδέες σας εδώ

- Χρήση δεδομένων από τον ιστό. Διάφοροι οργανισμοί και ιστότοποι θα κυκλοφορήσουν κλειδιά API (Διεπαφή προγραμματισμού εφαρμογών) που σας επιτρέπουν να χρησιμοποιείτε τις διάφορες υπηρεσίες και δεδομένα τους για τη δική σας εφαρμογή. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διάφορα σύνολα ζωντανών δεδομένων για την παροχή δεδομένων για έναν βρόχο ανατροφοδότησης για το Arduino σας. Για παράδειγμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το δίκτυο ποιότητας LAQN για να μετρήσετε την ποιότητα του αέρα στην περιοχή σας, πράγμα που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ενεργοποίηση ενός λαμπτήρα όταν τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα ήταν σε χαμηλό σημείο, ώστε να μπορείτε να ταξιδέψετε στα καταστήματα κατά τη διάρκεια των βέλτιστων επιπέδων ποιότητας αέρα Το Διατίθενται περισσότερες χρήσιμες ιδέες. Δείτε το εδώ

- Χρήση κουμπιών ή πληκτρολογίου - Τα φώτα που είναι συνδεδεμένα στο χειριστήριο θα μπορούσαν να αλλάξουν χρησιμοποιώντας έναν αριθμό κουμπιών (προφανώς 8). Αυτή η λειτουργικότητα θα μπορούσε να ενσωματωθεί σε ένα συνθεσάιζερ που έβγαζε ήχους καθώς και άλλαζε φώτα όταν παίζονταν για μια ολόκληρη οπτική, ηχητική εμπειρία.