Arduino Multi Light Controller: 7 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Един колега и художник Джим Хобс планираше да построи самостоятелна инсталация за изложба, която той организира. Тази инсталация ще се състои от 8 рафта, образуващи параболична форма. Всеки от 8 -те рафта трябваше да има монтирани по 10 крушки. Тези 8 групи/рафтове с електрически крушки трябва да бъдат автоматично и индивидуално превключени, за да можем да създадем модели на осветление. Парчето се позовава на стелажите за тестване на светлина в General Electric.

Работихме заедно по техническата страна на парчето и решихме контролерът да бъде разположен централно върху структурата и да се базира на Arduino nano.

Въпреки че всичко това е много специфично, принципите и кодът, включени в този урок, дават добра отправна точка за използване на arduino с релета за управление на по -високо напрежение или токови натоварвания. има и много възможности с подобен контролер, ако се натисне в малко по -различна посока. Разгледайте последната стъпка „обхват и възможности“за някои идеи!

Електрическите устройства с високо напрежение могат да бъдат опасни и трябва да се извършват само от компетентни лица. Ако изобщо нямате опит в тази област или не сте сигурни, моля, проверете електричеството от електротехник, преди да го включите.

Консумативи

Части (налични са алтернативи на свързаните части)

- Arduino Nano

- 5v релеен модул 8 канален

- Мини дъска

- [30x] клемни блокове 2.5 мм

- 1,5 мм едножилен флекс (кабел)- в кафяво, синьо, жълто/зелено

- [8x] изходни контакти

- входно гнездо с предпазител

- кримпващи клеми

- 1A 12v захранване

- 20см кабели за джъмпер от мъжки и женски пол

-Заключване

Инструменти

- Комплект прецизни отвертки

- Трион с фино рязане

- Dremel/ротационен многофункционален инструмент

- Пробивна машина

- Мултиметър

- Линийка или комбинация квадрат

- Шестостенни/шестостенни ключове

- Комплект ключове/гнездо

- Инструмент за кримпване на терминали

- Машина за сваляне на тел

- клещи за иглени носове

Стъпка 1: Изработка на монтажната плоча и оформление

Трябва да направим плоча, която да седи в долната част на нашия корпус, за да монтираме компонентите си. Използвах парче шперплат от 6 мм, можете да използвате почти всеки листов материал, но се уверете, че е твърд и непроводим. По -тънките материали улесняват монтажа и заемат по -малко място. Някои заграждения са снабдени с основни плочи, които ще отговарят на различни стандарти, свързани с проводимостта и свойствата на пожар.

сега имате монтажната плоча с правилния размер, можете да поставите компонентите отгоре, за да определите оформление. Получаването на тази стъпка правилно е от решаващо значение, за да се гарантира, че останалата част от конструкцията е лесна, а окабеляването е чисто. Помислете за кабелни линии, осигурявайки достатъчно пространство между частите, височина на контакта и т.н.

След като сте доволни от позиционирането, маркирайте позициите, пробийте съответните отвори и монтирайте компонентите си. Намазах шперплата преди монтажа.

Стъпка 2: Изрежете дупки за вход/изход в кутията

Електрическите контакти са монтирани към самия корпус. Избрах да използвам IEC гнезда, тъй като те са надеждни и сравнително универсални, но те са трудна форма, когато става въпрос за изрязване на отворите за монтаж. Прикачих PDF шаблон за двата типа гнезда, използвани тук. Това може да бъде отпечатано и използвано за маркиране преди изрязване, алтернативно можете да направите свой собствен шаблон от картон, както направих аз.

Има инструмент за изрязване на тези гнезда, но ако четете тази инструкция, няма вероятност да имате достъп до такава. Не притежавам такъв, затова вместо това пробих дупки в центровете на маркираната зона и използвах Dremel, за да изхабя периметъра.

Използваме мъжки контакт за захранване, а женски - за контакти. Това е за да се елиминира възможността за излагане на живи щифтове. Живите щифтове трябва да бъдат скрити, тъй като са на женските контакти. Този принцип обикновено трябва да се използва, когато се използват конектори с високо напрежение.

Стъпка 3: Окабеляване на страна с високо напрежение

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - Електричеството с високо напрежение може да бъде опасно и трябва да се извършва само от компетентни лица. Ако изобщо нямате опит в тази област или не сте сигурни, моля, проверете електричеството от електротехник, преди да го включите.

Използвайте 1,5-милиметровите гъвкави кабели с три рейтинга за всичко по-долу. Използвайте цветове, приложими към стандартите във вашата страна. Във Великобритания обикновено използваме кафяво, синьо и жълто/зелено съответно за Live, неутрално и земно - това може да се различава във вашето населено място.

Започнете, като окабелите шините си, като използвате редове от 8 -кратни клемни блокове. Те ще разпределят захранването към всеки от контактите. Правим това, като съставяме скокове, за да се присъединят към всеки терминал от едната страна.

след като сте направили шините си, прокарайте кабел от всеки от терминалите (жив, неутрален, заземен) на захранващия вход към първия терминал на съответните шини на клемите L, N и E.

Можете да прокарате кабели от живите и неутралните шини директно към електрическите контакти, като използвате кримпващи клеми на краищата, за да ги свържете към клемите на гнездото.

Ще използваме неутрално за превключване, така че пуснете кабели между централния (общ) терминал на всяко реле към всеки от терминалите на шината на неутралната шина.

След това ще трябва да прокарате друг кабел от терминала NO (нормално отворен) на всяко от релетата към всеки от електрическите контакти. Това означава, че веригата ще бъде „нормално отворена“и ще трябва да активираме релето с помощта на Arduino, за да го „затворим“и по този начин да включим светлините.

ще трябва да свържете кафявите и сините кабели на вашето 12v захранване, за да му осигурите захранване. Те могат да бъдат пресовани в клемите, директно свързани към главния захранващ вход C14, или могат да бъдат свързани към шините L + N.

Тук чистотата е ключова.

Стъпка 4: Окабеляване на страната с ниско напрежение

Arduino се използва за активиране на релетата и затваряне на веригата. Arduino работи от „напрежение на логическо ниво“, което означава, че извежда около 5v, когато щифт е настроен на „HIGH“(включен). Въпреки това, можем да захранваме самия Arduino, използвайки между 9-12v във VIN щифта. Често избирам да използвам 12v захранване, както направих в този случай, защото това е доста стандарт и има много налични компоненти, които работят на 12v. Можете също така да захранвате Arduino с USB, който осигурява 5v захранване.

Избрахме да използваме 5v релеен модул, тъй като това съответства на 5v изхода, който Arduino дава на захранването, и го превключваме.

Така че, за да започнете, натиснете Arduino Nano върху макета, като се уверите, че той пресича центъра, така че щифтовете от двете страни да не са свързани.

Забележка - Ще можете да видите, че съм запоял джъмперните си кабели към релейния модул, използването на джъмперни кабели от мъжки към женски е по -лесно, но нямах такива.

Избутайте червените и черните проводници от 12v захранването в редовете в съседство с VIN и GND щифтове съответно, за да осигурите захранване на Arduino.

Прокарайте черен джъмпер кабел от слот в платката на реда GND на Arduino към щифта GND на релейния модул

Прокарайте червен джъмпер кабел от 5v на Arduino към VCC на релейния модул.

Прокарайте (различни цветове, ако има такива) джъмперни кабели от D2-D9 на Arduino до 1-8 на релейния модул. Те ще се използват за активиране/превключване на релетата.

Стъпка 5: Кодиране и тестване

За тестване можете да изтеглите прикачения код (отворете го, като използвате безплатния софтуер за изтегляне Arduino IDE). Това е много елементарно, но поставя основата за модификация. Този код просто включва всеки контакт на контакта (от 1 до 8) на интервали от 10 секунди, след което накрая изключва всичко, преди да повтори. Това позволи просто тестване. Тъй като Джим разполага с всички електрически крушки, които тествах с помощта на мултицет върху щифтовете, но би било достатъчно лесно да се свърже тестова крушка, която би могла да бъде по -надеждна.

Джим искаше превключването на светлината да следва „хореография“, затова просто промених превключването и продължителността, за да отговарят на неговите изисквания. Кодът за това е подобен и не по -сложен от кода за тестване, макар и с по -дълги цикли.

Стъпка 6: Окончателна инсталация

Монтирахме контролната кутия в центъра на осветителната конструкция и просто трябваше да свържем захранващите канали към осветителните рафтове в огъване от техните разпределителни кутии и да завършим в мъжки гнездо IEC c14, този път не в стил IEC за монтаж на панел.

Използвахме тези комбинации щепсел/гнездо, за да направим инсталацията лесна за сглобяване и разглобяване, тъй като може да бъде инсталирана в бъдещи предавания. Въпреки това нямаше да има проблем с твърдо окабеляване в светлините и избягване на цената на контактите, ако това е постоянно тяло.

Стъпка 7: Обхват + възможности

Този проект е добра начална стъпка за използване на релейни модули и обучение за свързване заедно на системи с разделено напрежение с Arduino. Въпреки това мисля, че това също е добра основа за създаване на проекти, които ще го направят малко по -далеч с няколко допълнения и модификации. Arduino е много гъвкав и лесен за използване, ето няколко бързи идеи за проекти, базирани на този, който измислих, докато пишех този урок …

- Контрол на други елементи. Релейните модули могат да поемат много ток. Такава настройка може да се използва за контрол на всякакви неща. Свързване и превключване на 8 кухненски процесора, за да направите звуков запис? да включваш чайника си, когато се събудиш?

- Използване на сензор и създаване на контур за обратна връзка. Arduino има аналогови входове за използване на сензори. Налични са много, които са насочени към използване с Arduino, което ги прави лесни за използване. Контролна кутия като тази със светлинен сензор може да се използва за включване на различни светлини, когато нивата на външната светлина достигнат до определени точки, сензорите за движение могат да включат различни крушки, когато се преместите в различни зони на пространство или сграда, текущи сензори може да се използва за включване на пералня, когато телефонът ви е напълно зареден. Звуков сигнал може да прозвучи, когато кучето ви пробие периметър и т.н. Вижте някои сензори, за да прехвърлите идеите си тук

- Използване на данни от мрежата. Различни организации и уебсайтове ще пуснат API ключове (интерфейс за програмиране на приложения), които ви позволяват да използвате техните различни услуги и данни за вашето собствено приложение. Можете да използвате различни набори от данни на живо, за да предоставите данни за обратна връзка за вашия Arduino. Например, можете да използвате мрежата за качество на въздуха на LAQN, за да измервате качеството на въздуха във вашето населено място, което може да доведе до включване на крушка, когато нивата на въглероден диоксид са на ниска точка, така че да можете да пътувате до магазините по време на оптимални нива на качество на въздуха. Налични са още полезни идеи. Проверете го тук

- Използване на бутони или клавиатура - Светлините, свързани към контролера, могат да се превключват с помощта на няколко бутона (най -очевидно 8). Тази функционалност може да бъде вградена в синтезатор, който да издава звуци, както и да превключва светлините при възпроизвеждане за цялостно визуално, звуково изживяване.