Control de llums fluorescents amb un punter làser i un Arduino: 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:18

A alguns membres de l'Alpha One Labs Hackerspace no els agrada la llum dura que donen els accessoris fluorescents. Volien una manera de controlar fàcilment els accessoris individuals, potser amb un punter làser? Vaig excavar un munt de relés d’estat sòlid i els vaig portar al laboratori. Vaig comprar un Arduino Duemilenova i vaig demostrar l’ús de l’esquema d’exemple de LED Blink per parpellejar una llum halògena. Vaig trobar alguna informació sobre l’ús de LEDs com a sensors de llum [1] i un esbós d’Arduino que demostrava la tècnica [2]. Vaig trobar que els LED no eren prou sensibles: el làser havia d’orientar directament cap a la part emissora de llum o el LED. no es registraria. Així que vaig canviar a fototransistors. Són molt més sensibles i amb una gamma més àmplia de freqüències. Amb el filtre adequat sobre el transistor, podria fer-lo més sensible a la llum vermella i des d’un rang d’angles molt més ampli al sensor. Utilitzeu el sentit comú si construïu aquest circuit; si teniu dubtes sobre alguna cosa, pregunteu a algú que ho sàpiga. Sou responsable de la vostra seguretat (i d’altres) i del compliment dels codis elèctrics locals.

Pas 1: l’esbós i una mica de teoria

Suposo que sabeu com alimentar el vostre Arduino i obtenir un esbós compilat i carregat. Per a cada làmpada que faig servir el cable de telèfon, ja que és barat, té quatre conductors i, de totes maneres, tenia molts grups. He utilitzat el vermell per al common +, el negre per a terra, el verd per al col·lector de fototransistors i el groc per al control de relé +. Un fototransistor passa una quantitat de corrent que varia amb la quantitat de llum que hi cau. El convertidor analògic a digital (ADC) de l’arduino mesura la tensió del pin en relació a terra. Vaig mirar el full de dades del fototransistor i vaig comprovar amb un multímetre que els transistors passen 10 mA a plena llum. Utilitzant la llei d’Ohm, això suposa uns 500 ohms a 5 V, per controlar les làmpades he utilitzat un mòdul de relé d’estat sòlid. Aquests són relativament econòmics amb la qualificació actual que necessitàvem, aproximadament 4 dòlars per fins a 4A. Assegureu-vos de comprar mòduls de relés amb un detector de creuament de zero, especialment si controleu qualsevol cosa inductiva, com ara un llum fluorescent, un motor o un transformador de berrugues de paret. Si els enceneu o desactiveu a qualsevol lloc, però el punt zero pot provocar pics de tensió que, en el millor dels casos, reduiran la vida útil del vostre aparell i, en el pitjor dels casos, podran provocar un incendi.

Pas 2: Cablatge de les llums

Feu una ullada al sostre i decidiu on muntareu el controlador Arduino. Recordeu que necessitarà un subministrament de power de 7-12v. Talla longituds de cable de telèfon (o cat5 o qualsevol cosa) aproximadament dos peus més que la distància de l’Arduino a cada llum que vulguis controlar. Fes una ullada a la connexió de les línies elèctriques des del commutador fins al llast. És possible que pugueu demanar connectors (Newark Electronics ven la sèrie Wago 930, que és el que teníem). Llavors no caldrà que talleu els cables existents i que pugueu eliminar el sistema si hi ha alguna cosa que no funciona. diferent del que he posat a la pàgina inicial, ja que he canviat d’opinió sobre allò que tindria sentit). Soldeu o enrosqueu (segons el vostre relé) el fil negre (calent) a través del relé. Assegureu-vos d'utilitzar la termoregistrada i la cinta elèctrica. Introduïu els cables negres als connectors i el blanc (neutre) i el terra (verd) només passen directament d’un connector a un altre. aneu a l’analògic 0 (port C0) i tot el negre a terra. Cada verd (ànode o emissor) passa als pins 8-13 (port B 0-5) i els cables grocs passen als pins 2-7 (port D 2-7). Assegureu-vos que els cables verd i groc coincideixin, ja que el sensor ha de controlar el relé adequat. Si col·loqueu el groc al pin 2, el verd del mateix dispositiu passa al pin 8.

Pas 3: proveu les notes de croquis i de disseny

En aquest pas parlaré d'algunes de les proves i tribulacions que vaig trobar en el camí i de com les vaig treballar, amb l'esperança que sigui útil. No dubteu a passar al següent pas si el contingut científic no és el vostre:-) El primer pas va ser decidir si voleu utilitzar la detecció capacitiva o la resistiva. La detecció resistiva consisteix a connectar el sensor a través d’una resistència a un dels pins analògics i fer analogRead i comparar-lo amb un llindar. Això és més senzill d’implementar, però requereix molta calibració. La teoria de la detecció capacitiva és que quan es polaritza inversament (- al + conductor i viceversa), un LED no permetrà que flueixi corrent, però els electrons es recol·lectaran per un costat i deixeu l’altre costat, carregant efectivament un condensador. La llum que cau sobre el LED a la freqüència que emet normalment farà que flueixi un corrent petit, que descarrega aquest condensador. Per tant, si carreguem el "condensador" del LED i comptem el temps que triga a descarregar-se a través d'una resistència, tindrem una idea aproximada de la quantitat de llum que cau al LED. En realitat, això va funcionar per ser més fiable en diferents dispositius i fins i tot funciona per als fototransistors. Com que no fem una mesura de llum precisa, i el punter làser hauria de semblar molt més brillant que l’ambient, només busquem un temps de descàrrega llindar. L’altra part important d’aquesta aventura és la depuració. Per a aquells que estiguin familiaritzats amb la programació de sistemes no incrustats, un mètode popular és afegir sentències d'impressió en punts crítics del codi. Això també s'aplica als sistemes incrustats, però quan cada microsegon compta, el temps que passa a Serial.write ("x és"); Serial.writeln (x); és realment bastant significatiu i és possible que es perdin molts esdeveniments durant el procés. Recordeu, doncs, que sempre heu de situar les declaracions impreses fora dels bucles crítics o en qualsevol moment en què espereu un esdeveniment. De vegades, parpellejar un LED és suficient per fer-vos saber que heu arribat a un punt determinat del codi.

Pas 4: Afegir control web

Si heu mirat l’esbós, us heu adonat que jo també llegia el port sèrie i que actuava segons algunes ordres d’un sol caràcter. El caràcter "n" encén totes les llums i "f" les apaga. Els números "0" - "5" alternen l'estat de la llum connectada a aquesta sortida digital. Així, podeu combinar fàcilment un script CGI (o servlet, o qualsevol altra tecnologia web que floti el vostre vaixell) per controlar les llums de forma remota. Serial.writes també surt cada vegada que es canvia una llum de l'entrada de l'usuari, de manera que la pàgina pot tenir actualitzacions Ajax per mostrar l'estat actual. Una altra cosa amb la qual experimentaré és la detecció de moviment en una habitació. Les persones reflecteixen la llum i, a mesura que es mouen, la llum canviarà. Aquesta és la part "delta" de les afirmacions d'escriptura que tinc.