Llanterna UMAkers: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Hola creadors!

Som un grup d'estudiants de la Universitat de Màlaga (UMA). Aquest projecte forma part de l'assignatura "Electrònica Creativa", un mòdul de 4t curs d'Enginyeria Electrònica de la UMA, Escola de Telecomunicacions (www.etsit.uma.es).

El nostre projecte consisteix en una llum estroboscòpica. Els detalls sobre els components utilitzats i el procés seguit es detallaran en els passos següents.

Pas 1: Preparació

Components utilitzats:

• Resistències (50Ω i 10kΩ)
• Potenciòmetre 10kΩ
• Transistor de potència BDX
• SMD Led 50W
• Controlador LED (240Vac - 50Vdc)

Hem comprat el led SMD amb el seu controlador a través d’Amazon (aquí).

ATMega 328p

Necessitarem dues plaques Arduino (una d'elles amb microcontrolador extraïble)

• PCB de prototip perforat prèviament
• Convertidor Buck DC-DC (LM2596)
• Dissipador de calor i pasta tèrmica [opcional]

A la imatge de la part superior d’aquest pas hi ha un component que no s’utilitza en aquesta primera versió del fanal. Aquest component és un acceleròmetre, tenim previst incloure’l en futures versions per controlar el parpelleig de la llum amb el moviment de la mà en lloc de fer girar el potenciòmetre.

Pas 2: Esquemes i explicació

Hem triat el transistor BDX a causa de l’alt valor de guany de corrent continu (beta) perquè hem de controlar la saturació i els estats de tall del transistor només amb el corrent del microcontrolador (el corrent de col·lector-emissor pot assolir valors de 1A).

El nostre projecte està dissenyat per controlar un circuit de valors d’alta tensió amb un microcontrolador que proporciona valors de corrent baix a través de les sortides digitals.

Hem posat un reductor de CC-CC (mitjançant la sortida del convertidor AC-CC) per encendre el microcontrolador. Per controlar el cicle de treball del PWM (que controla el parpelleig de la llum) hem utilitzat un potenciòmetre connectat al microcontrolador.

Pas 3: Codificació i càrrega del codi

Per penjar el codi al microcontrolador, podeu seguir els passos següents: (des de la pàgina web oficial d’arduino)

• Baixeu-vos l'arxiu de configuració de maquinari (aquí).
• Creeu una carpeta anomenada "maquinari" a la carpeta del quadern de dibuixos Arduino.
• Moveu la carpeta descarregada anteriorment a la carpeta "maquinari".
• Reinicieu el programari Arduino.
• Quan torneu a executar el programa, hauríeu de veure "ATMega 328 en un tauler de control (rellotge intern de 8 MHz)" al menú Eines> Tauler.

• Gravar el carregador d'arrencada (només haureu de gravar el carregador d'arrencada una vegada).

  • Seleccioneu la placa i el port sèrie al menú Eines.
  • Connecteu la placa Arduino i el microcontrolador així.
  • Seleccioneu ATMega 328 en una taula de treball (rellotge intern de 8 MHz) a Eines> Tauler.
  • Seleccioneu Arduino com a ISP a Eines> Programador.
  • Executeu Eines> Grava el carregador d'arrencada.

• Carregueu el codi: un cop el vostre ATMega 328p tingui el carregador d’arrencada Arduino, podeu carregar programes.

  • Traieu el microcontrolador de la placa Arduino.
  • Connecteu la placa Arduino i el microcontrolador tal com es mostra a la imatge següent.
  • Seleccioneu "ATMega 328 en un breadboar (rellotge intern de 8 MHz)" al menú Eines> Tauler
  • Pengeu com de costum.

Pas 4: soldem les peces

1. Comencem a soldar el transistor i les resistències.
2. Introduïu el microcontrolador al PCB pre-perforat i talleu la resta de pistes.
3. Soldem el microcontrolador.
4. Soldeu el potenciòmetre a prop de l'entrada analògica del microcontrolador. Afegiu els cables necessaris per col·locar el mòdul reductor de CC-CC.
5. Soldeu el DC-DC per l’altra part frontal del PCB.
6. Agafeu el led SMD (és opcional col·locar un dissipador de calor, hem reutilitzat el d'una impressora 3D).
7. Soldeu els cables que connecten + Vcc i terra (GND).
8. Un cop soldades les parts, hem decidit col·locar tot el sistema en una antiga bombeta de discoteca perquè els dissenys es mantinguin compactes.
9. No oblideu soldar el Led a Vcc i el transistor (hem utilitzat un connector elèctric). Recordeu soldar la connexió del convertidor CC-CC (parar atenció als esquemes).

Algunes recomanacions:

• Hem connectat els cables del controlador Led per obtenir una mica de comoditat en el seu ús. Els extrems dels cables de coure s'han estanyat i hem connectat els dos extrems. Per obtenir un millor resultat i evitar curtcircuits, hem utilitzat pasta tèrmica.
• Hem fet dos forats a la bombeta de la discoteca per poder treure els cables i controlar millor el potenciòmetre.