Controlador multi llum Arduino: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Un company i artista Jim Hobbs planejava construir una instal·lació independent per a una exposició que estava muntant. Aquesta instal·lació consistiria en 8 prestatges que formen una forma parabòlica. Cadascun dels vuit prestatges havia de muntar-hi 10 bombetes. Aquests vuit grups / prestatges de bombetes haurien de canviar-se automàticament i individualment per poder crear patrons d’il·luminació. La peça fa referència als bastidors de proves de llum de General Electric.

Vam treballar junts en el vessant tècnic de la peça i vam decidir tenir el controlador situat centralment a l’estructura i basat en un nano Arduino.

Tot i que tot això és molt específic, els principis i el codi implicats en aquest tutorial donen un bon punt de partida per utilitzar arduino amb relés per controlar càrregues de tensió o corrent més altes. també hi ha moltes possibilitats amb un controlador com aquest si es volgués empènyer en una direcció lleugerament diferent. Feu un cop d'ull a l'últim pas "abast i possibilitats" per a algunes idees.

L’electricitat d’alta tensió pot ser perillosa i només l’han de dur a terme persones competents. Si no teniu experiència en aquest camp o no esteu segur, feu que un electricista revisi l'electricitat abans de connectar-lo.

Subministraments

Parts (hi ha alternatives disponibles a les parts enllaçades)

- Arduino Nano

- Mòdul de relé 5v de 8 canals

- Mini tauler de suport

- Bloques de terminals [30x] de 2,5 mm

- Flex de 1,5 mm d’un sol nucli (cable): de color marró, blau, groc / verd

- Preses de corrent [8x]

- Presa d’entrada de fusible

- terminals de crimpat

- Alimentació 1A 12v

- Cables de pont de 20cm mascle-femella

-Tancament

Eines

- Joc de tornavís de precisió

- Serra de tall fi

- Eina multi-rotativa Dremel /

- Trepant

- Multímetre

- Regla o quadrat de combinació

- Claus Allen / hexagonals

- Joc de claus / endolls

- Eina terminal de crimpat

- Decapant de filferro

- Tenalles d'agulla

Pas 1: fer la placa de muntatge i el disseny

Hem de fer una placa per asseure’s a la part inferior del nostre recinte per poder muntar els nostres components. He utilitzat una peça de fusta contraxapada de 6 mm, es pot utilitzar gairebé qualsevol material de xapa però assegurar-se que sigui rígid i no conductor. Els materials més prims faciliten el muntatge i ocupen menys espai. Alguns tancaments es subministren amb plaques de base, que s’adheriran a diverses normes relacionades amb la conductivitat i les propietats del foc.

ara teniu la placa de muntatge de la mida correcta, podeu col·locar els components a la part superior per calcular un disseny. Aconseguir aquest pas correctament és crucial per garantir que la resta de la construcció sigui fàcil i que el cablejat estigui net. Penseu en les connexions de cables, donant prou espai entre les parts, l'alçada de la presa de corrent, etc.

Quan estigueu satisfet amb el posicionament, marqueu les posicions, foradeu els forats corresponents i munteu els components. Vaig greixar la fusta contraxapada abans de muntar-la.

Pas 2: tallar els orificis per a les entrades / sortides del recinte

Les preses de corrent estan muntades al propi recinte. Vaig optar per utilitzar endolls IEC, ja que són fiables i relativament universals, però són difícils a l’hora de tallar els forats per muntar-los. He adjuntat una plantilla PDF per als dos tipus de sòcols que s'utilitzen aquí. Això es pot imprimir i utilitzar per marcar abans de tallar, o bé podeu crear la vostra pròpia plantilla a partir de cartró com jo.

Hi ha una eina per tallar aquests sòcols, però si esteu llegint aquest manual d’instruccions, és probable que no en tingueu accés. No en tinc cap, així que en lloc de fer forats al centre de la zona marcada, he utilitzat un Dremel per picar el perímetre.

Estem utilitzant un endoll masculí per a l’entrada d’alimentació i endolls femella per als endolls. Es tracta d’eliminar la possibilitat d’exposar pins actius. Els passadors vius s’han d’ocultar ja que es troben als endolls femenins. Aquest principi s’ha d’utilitzar normalment quan s’utilitzen connectors amb alta tensió.

Pas 3: Cablatge lateral d'alta tensió

ADVERTÈNCIA: l’electricitat d’alta tensió pot ser perillosa i només l’han de dur a terme persones competents. Si no teniu experiència en aquest camp o no esteu segur, feu que l'electricitat revisi l'electricitat abans de connectar-lo.

Utilitzeu els cables flexibles tri-classificats d’1,5 mm per a tot el següent. Utilitzeu els colors aplicables a les normes del vostre país. Al Regne Unit, generalment fem servir marró, blau i groc / verd per a Live, neutre i terra respectivament; això pot variar segons la vostra localitat.

Comenceu per connectar les barres de bus mitjançant files de blocs de terminals 8x. Aquests distribuiran energia a cadascun dels endolls. Ho fem inventant cables de salt per unir cada terminal d’un costat.

un cop hàgiu creat les barres d'autobús, feu passar un cable des de cadascuna de les terminals (en viu, neutre, terra) a la presa d'alimentació fins al primer terminal de les respectives barres de bus de blocs de terminals L, N i E.

Podeu fer funcionar els cables des de les barres d’autobús en directe i neutres directament a les preses de corrent, mitjançant terminals encrespats als extrems per unir-los als terminals del sòcol.

Farem servir neutre per canviar, de manera que executeu el cablejat entre el terminal central (comú) de cada relé a cadascun dels terminals de la barra de bus neutre.

A continuació, haureu d'executar un altre cable des del terminal NO (normalment obert) de cadascun dels relés a cadascuna de les preses de corrent. Això significa que el circuit serà "Normalment obert" i haurem d'activar el relé mitjançant l'Arduino per "tancar-lo" i, per tant, encendre els llums.

haureu de connectar els cables marró i blau de la font d'alimentació de 12 V per proporcionar-li una alimentació. Aquests es poden enclavar als terminals connectats directament a la presa d’alimentació principal C14 o es poden connectar a les barres de bus L + N.

La pulcritud és clau aquí.

Pas 4: Cablatge del costat de baixa tensió

L’Arduino s’utilitza per activar els relés i tancar el circuit. L'Arduino funciona fora d'un "voltatge de nivell lògic", el que significa que emet uns 5 V quan un pin està configurat a "HIGH" (activat). Tot i això, podem alimentar el propi Arduino utilitzant entre 9-12v al pin VIN. Sovint trio utilitzar un subministrament de 12v com he fet en aquest cas, ja que és bastant estàndard i hi ha molts components disponibles que funcionen amb 12v. També podeu alimentar l’Arduino amb un USB que proporciona un subministrament de 5v.

Hem optat per utilitzar un mòdul de relé de 5v, ja que coincideix amb la sortida de 5v que Arduino dóna a l'alimentació i el canvieu.

Per començar, empenyeu l'Arduino Nano a la placa de seguretat, assegurant-vos que travessi el centre de manera que els passadors dels dos costats no estiguin connectats.

Nota: podreu veure que he soldat els meus cables de pont al mòdul de relé, fer servir cables de pont masculí a femella és més fàcil, però no en tenia cap.

Introduïu els cables vermells i negres de la font d'alimentació de 12v a les files de taulers adjacents als pins VIN i GND, respectivament, per proporcionar energia a l'Arduino.

Executeu un cable de pont negre des d'una ranura de la placa de control de la fila GND de l'Arduino fins al pin GND del mòdul de relé.

Executeu un cable de pont vermell des de 5v a l'Arduino fins a VCC al mòdul de relé.

Executeu els cables de pont (de diferents colors si estan disponibles) des del D2-D9 a l'Arduino fins a l'1-8 del mòdul de relé. Aquests s’utilitzaran per activar / canviar els relés.

Pas 5: Codificació i proves

Per provar-lo, podeu descarregar el codi adjunt (obriu-lo amb el programari Arduino IDE gratuït per descarregar). És molt bàsic, però posa les bases per a la modificació. Aquest codi simplement activa cada presa de corrent (d'1 a 8) a intervals de 10 segons i, finalment, s'apaga tot abans de repetir-lo. Això va permetre fer proves senzilles. Com Jim té totes les bombetes, he provat amb un multímetre als pins, però seria bastant fàcil connectar una bombeta de prova que sigui més fiable.

Jim volia que el canvi de llum seguís una "coreografia", així que simplement vaig canviar el canvi i la durada per satisfer els seus requisits. El codi per a això és similar i no és més complex que el codi de prova, tot i que amb bucles més llargs.

Pas 6: instal·lació final

Vam muntar la caixa de control al centre de l'estructura de la il·luminació i simplement vam haver de connectar els canals als prestatges d'il·luminació en flexió des de les seves caixes de connexió i acabar en un endoll IEC c14 masculí, aquesta vegada no un IEC de muntatge de panell.

Hem utilitzat aquestes combinacions endoll / endoll perquè la instal·lació sigui fàcil de muntar i desmuntar, ja que es podrà instal·lar en futurs espectacles. Tanmateix, no hi hauria cap problema de cablejat dur a les llums i evitar el cost de les preses si es tractés d'un dispositiu permanent.

Pas 7: Abast + Possibilitats

Aquest projecte és un bon pas inicial per utilitzar mòduls de relés i aprendre a connectar sistemes de tensió dividida junts amb l'Arduino. Tot i això, crec que també és una bona base per crear projectes que ho portin una mica més enllà amb algunes addicions i modificacions. L'Arduino és molt versàtil i fàcil d'utilitzar, aquí teniu algunes idees ràpides per a projectes basats en aquest que vaig crear mentre escrivia aquest tutorial …

- Control d'altres elements. Els mòduls de relé poden tenir molta intensitat. Una configuració com aquesta es podria utilitzar per controlar tot tipus de coses. Voleu connectar i canviar 8 processadors d'aliments per crear una banda sonora? enceneu el bullidor per quan us lleveu?

- Utilitzar un sensor i crear un bucle de retroalimentació. L'Arduino té entrades analògiques per a l'ús de sensors. N’hi ha molts disponibles destinats a l’ús amb Arduino, que els facilita l’ús. Una caixa de control com aquesta amb un sensor de llum es pot utilitzar per encendre una gran varietat de llums quan els nivells de llum exterior arriben a certs punts, els sensors de moviment poden encendre diferents bombetes quan es desplaça a diferents zones d’un espai o edifici, sensors de corrent es pot utilitzar per encendre la rentadora quan el telèfon està completament carregat. Podria sonar un brunzidor quan el vostre gos incompleixi el perímetre, etc. Consulteu alguns sensors perquè les vostres idees flueixin aquí

- Ús de dades del web. Diverses organitzacions i llocs web publicaran claus API (Interfície de programació d'aplicacions) que us permeten utilitzar els seus diversos serveis i dades per a la vostra pròpia aplicació. Podeu utilitzar diversos conjunts de dades en directe per proporcionar dades per a un bucle de retroalimentació del vostre Arduino. Per exemple, podeu utilitzar la xarxa de qualitat de l’aire de LAQN per mesurar la qualitat de l’aire a la vostra localitat, cosa que podria provocar l’encesa d’una bombeta quan els nivells de diòxid de carboni estaven en un punt baix, de manera que podríeu fer un viatge als comerços durant uns nivells òptims de qualitat de l’aire.. Hi ha més idees útils disponibles. Consulteu-ho aquí

- Utilització de botons o teclat - Els llums connectats al controlador es podrien canviar mitjançant diversos botons (òbviament, 8). Aquesta funcionalitat es podria integrar en un sintetitzador que feia sons i canviava de llums quan es reproduïa durant tota una experiència visual i audible.