Ronde De Nuit: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

วัตถุประสงค์ของโครงการนี้คือการใช้แถบนำสีเพื่อสร้างไฟกลางคืนที่เปิดใช้งานโดยเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว

ความคิดของฉันคือให้แสงกระจายรอบเตียงของฉันแต่ไม่ต้องขันสกรู แปะ หรือเสียบอะไรเลย

ดังนั้นจึงใช้แบตเตอรี่ NiMH AA ได้ ซึ่งทำจากการพิมพ์ 3 มิติ และออกแบบมาเพื่อวางบนพื้น ใต้เตียงของคุณ

ผมขอเสนอ 2 รุ่น: พระจันทร์เต็มดวงและพระจันทร์ครึ่งดวง

ขั้นตอนที่ 1: ตั๋วเงินคลัง

อิเล็กทรอนิกส์:

• WS2812 แถบไฟ LED (ความยาว 110 ซม. สำหรับพระจันทร์เต็มดวงและ 60 ซม. สำหรับฮาล์ฟมูน)
• เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว HC SR501 PIR (1 สำหรับฮาล์ฟมูน และ 3 สำหรับพระจันทร์เต็มดวง)

• ขั้วต่อ XH (ระยะพิทช์ 2.54 มม.)

  คีมย้ำสำหรับขั้วต่อเหล่านี้

• อะแดปเตอร์อนุกรม USB
• เซ็นเซอร์ LDR
• ที่ใส่แบตเตอรี่ AA ขนาด 4 * หนึ่งก้อน
• แบตเตอรี่ AA NiMH 4 ก้อน
• สวิตช์เปิด/ปิด
• atmega328p (โปรแกรม Arduino)

อิเล็กทรอนิกส์สำหรับ PCB:

ส่วนประกอบที่ระบุไว้ในไฟล์อินทรี

กลศาสตร์:

• M3 * สลักเกลียว 10 มม
• สลักเกลียว M3 * 5 มม
• M3 tap

เครื่องมือ:

• ปืนกาว
• ที่ชาร์จ NiMH

ขั้นตอนที่ 2: ทักษะ

ในการสร้างโครงการคุณจะต้อง:

• เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่มีหัวฉีดขนาด 0.4 มม. หรือน้อยกว่า

• ใช้ Eagle สั่งทำ PCB

  หากเมื่อใดที่คุณรู้สึกว่าไม่สอดคล้องกับสิ่งนี้ โปรดติดต่อฉัน ฉันสามารถจัดหาส่วนประกอบทั้งหมดที่จำเป็นให้กับ PCB ได้

• ทักษะ Arduino:

  • ติดตั้งไลบรารีที่จำเป็น
  • รวบรวมและดาวน์โหลดซอฟต์แวร์
  • เลือกโปรแกรม atmega328p ด้วย arduino bootloader (หรือคุณสามารถใช้จากบอร์ด arduino เพื่อหลีกเลี่ยงขั้นตอนนี้)

ขั้นตอนที่ 3: การพิมพ์ 3 มิติ

ผมขอเสนอ 2 รุ่น คือ แบบฟูลมูนและฮาล์ฟมูน

ฉันให้คุณที่นี่:

• ไฟล์ STL สำหรับการพิมพ์โดยตรง
• ไฟล์ Fusion 360 หากคุณต้องการปรับแต่ง

พารามิเตอร์การพิมพ์:

• ชั้น 0.3 มม.
• เครื่องอัดรีด 0.4 มม.
• ปลา

ขั้นตอนที่ 4: ตัวควบคุม PCB

PCB ของฉันสร้างขึ้นจาก atmega328p (พร้อมโปรแกรม Arduino bootloader):

• พอร์ตซีเรียลเชื่อมต่อกับขั้วต่อพินเฮดเดอร์ 6 ตัว เพื่อจุดประสงค์ในการเสียบอแดปเตอร์ Serial-USB

• AQV20 เป็นรีเลย์ photoMOS จุดประสงค์ที่นี่คือการสลับพลังงานสำหรับ Led Strip

  • ฉันมีส่วนประกอบ AQV20 อยู่ในสต็อก แต่ฉันเห็นว่าหาไม่ได้ง่าย คุณสามารถใช้เทียบเท่าเช่น AQV21
  • ฉันจัดเตรียมแผนผังบอร์ดสำรองซึ่งใช้ MOSFET เพื่อแทนที่ AQV20 นี้ แต่ยังไม่ได้ทำการทดสอบ
• FERRITE ใช้กรองสัญญาณรบกวน ฉันสังเกตเห็นระหว่างการทดสอบว่าเซ็นเซอร์ PIR สามารถสั่นได้ในบางครั้ง ฉันไม่ทราบสาเหตุที่แน่ชัด แต่ฉันตัดสินใจเพิ่ม FERRITE เนื่องจากใช้งานได้ดี;-)

• บอร์ดนี้ใช้แบตเตอรี่ NiMH AA จำนวน 4 ก้อน = 4*1.2V = 4.8 V

  • 4.8 V คือแรงดันเล็กน้อย ไม่ได้หมายความว่าอะไรจริงๆ
  • เมื่อชาร์จแบตเตอรี่จนเต็ม ฉันวัดขั้นต่ำ 5.1 V เมื่อคายประจุแรงดันไฟฟ้าจะลดลง

• แรงดันไฟฟ้าถูกควบคุมโดยตัวแปลงบูสต์ประสิทธิภาพสูง MT3608

  • เมื่อไม่มีประจุกระแสไฟจะน้อยกว่า 1mA
  • T1 ปรับแรงดันไฟฟ้า อย่าลืมตั้งค่า T1 เป็น 15k เพื่อรับ 5V ที่เอาต์พุต

มันทำงานอย่างไร?

• เซ็นเซอร์ PIR เชื่อมต่อกับขั้วต่อ PIR1/2/3 XH
• เมื่อเราเริ่ม atmega จะเข้าสู่โหมดสลีปอย่างรวดเร็ว กระแสไฟที่ใช้แล้วคือ < 1 mA
• เมื่อเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว จะส่ง +5V บนพินที่เกี่ยวข้อง (4, 11, 13) และปลุก atmega
• จากนั้น atmega จะทริกเกอร์รีเลย์ photoMOS ซึ่งเปิดไฟ Led Strip (เชื่อมต่อกับ STRIP XH) ข้อมูลถูกส่งบน BUS บรรทัดเดียว (พิน 12 ของ atmega)

1. ronde 1.0 ทำและทดสอบแล้วใช้งานได้ดี
2. ronde 1.1 ได้แทนที่ photoMOS รีเลย์ AQV20 ด้วยทรานซิสเตอร์ MOSFET ยังไม่ได้รับการทดสอบ

ขั้นตอนที่ 5: LDR Assy

ตอนแรกฉันไม่ได้คิดจะใช้เซ็นเซอร์วัดแสง แต่จริงๆ แล้วมีประโยชน์มากกว่าในการยืดอายุแบตเตอรี่

ดังนั้นฉันจึงบัดกรีตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสงเป็นอนุกรมด้วยตัวต้านทาน 10 Mohms วางบนท่อหดและเพิ่มขั้วต่อ XH

VCC ----| 10Mohms|-------|LDR|-------GND

ฉันใช้ขั้วต่อ PIR1 เพื่อเสียบชุดประกอบ LDR นี้ สำหรับพระจันทร์ครึ่งดวงก็ใช้ได้ สำหรับพระจันทร์เต็มดวงจะใช้เซ็นเซอร์ PIR แทน ดังนั้นฉันจึงต้องทำทางเลือก

ฉันตั้งใจที่จะออกแบบบอร์ดใหม่ที่มีคอนเน็กเตอร์เพิ่มเติมสำหรับเซ็นเซอร์วัดแสง สำหรับการใช้งานในอนาคต …

ขั้นตอนที่ 6: การประกอบ

1. เคาะหลุมด้วยM3
2. ประสาน LDR Assy

3. สร้างตัวเชื่อมต่อ XH สำหรับ:

   1. เซ็นเซอร์ PIR
   2. ที่ใส่แบตเตอรี่
   3. แถบไฟ LED
   4. สวิตช์เปิด/ปิดเครื่อง
4. บัดกรี Led Strip แล้วตัดและวาง
5. ใช้ปืนกาวติดเซ็นเซอร์ PIR
6. ขันสกรู PCB ด้วยความยาว M3 - 5 มม.

7. เชื่อมต่อตัวเชื่อมต่อทั้งหมด:

   1. สำหรับ half moon: LDR บน PIR1 & PIR Sensor บน PIR2
   2. สำหรับพระจันทร์เต็มดวง: LDR บนเซ็นเซอร์ PIR1 และ PIR บน PIR2 และ PIR3

ขั้นตอนที่ 7: โหลดซอฟต์แวร์

เสียบอินเทอร์เฟซ USB-Serial ตามที่แสดงในภาพด้านบน ดูแลปฐมนิเทศ !! หากเมื่อใดก็ตามที่คุณเสียบมันกลับด้าน มันจะไม่ทำให้บอร์ดเสียหาย แต่ควรหลีกเลี่ยง

ใช้ Arduino IDE เพื่อดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้อง

ฉันใช้ไลบรารีภายนอกที่คุณต้องติดตั้งก่อน:

• Adafruit_NeoPixel
• PinChangeInterrupt

ซอฟต์แวร์ของฉันเป็นพื้นฐานมาก และฉันหวังว่าคุณจะปรับแต่งได้:

• เมื่อเปิดเครื่อง แถบไฟ LED จะกะพริบ 3 ครั้งเป็นข้อความต้อนรับ
• จากนั้นไมโครคอนโทรลเลอร์จะเข้าสู่โหมดสลีป
• เมื่อตรวจพบการเคลื่อนไหว ไมโครคอนโทรลเลอร์จะปลุกและเปิดแถบไฟ LED

เล่นกับซอฟต์แวร์ คุณจะสามารถเปลี่ยนสี ความล่าช้า ฯลฯ …

สนุก !!

รองชนะเลิศในการแข่งขันการออกแบบ PCB