RGB LED Controller: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

10 วันก่อนคริสต์มาส ฉันยังต้องการของขวัญให้สามีซึ่งอาศัยอยู่ในยุคอเมซอน ซึ่งหมายความว่าการซื้อบางอย่างจากหิ้งไม่ใช่ทางเลือก

เขาต้องการแสงสว่างสำหรับสำนักงานของเขา และเขาชอบที่จะเปลี่ยนแปลงสิ่งต่างๆ เป็นระยะๆ โต๊ะทำงานของเขายังวางไว้ด้านหน้าขอบหน้าต่างอย่างสะดวกสบาย แสง RGB ที่ควบคุมได้จึงเข้ามาในความคิดของฉันทันที มันต้องสว่างพอที่จะส่องโต๊ะของเขาและเขาต้องเป็นผู้ควบคุมสี

ขอนำเสนอ RGB LED Controller

(ดูวิดีโอด้านล่าง)

ขั้นตอนที่ 1: อะไหล่:

ฉันใช้ส่วนต่อไปนี้:

1x Sparkfun Pro Micro 5V/16MHz (https://www.sparkfun.com/products/12640) ฉันค้นหา Arduinos ก่อน แต่ก่อนคริสต์มาสทุกอย่างขายหมดแน่นอน Sparkfun กลายเป็นว่าดีพอ ๆ กันและคำแนะนำบนเว็บไซต์ทำให้ง่ายต่อการใช้ซอฟต์แวร์การเขียนโปรแกรม Arduino เพื่อให้พอดีกับ Protoboard ฉันต้องใส่หมุดลงในรูพิน วิธีที่ดีที่สุดคือการบัดกรีในขณะที่เสียบเข้ากับ ProtoBoard โดยที่ตัวควบคุม Micro เข้าที่

2x 1m 60LEDs/m แถบ LED RGB แบบปิดผนึก (https://www.sparkfun.com/products/12023) ไม่แพงและสว่างพอที่จะทำให้โต๊ะทำงานสว่างด้วย 14W/m

1x Protoboard (https://www.sparkfun.com/products/9567)ฉันใช้ Protoboard เป็นเวลา 2 วันเพื่อทดสอบ แก้จุดบกพร่อง และประกอบสิ่งต่างๆ ทั้งหมด มันยึดสายไฟแน่นพอและฉันสามารถย้ายการเชื่อมต่อไปมาได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้กระแสของ 2-3A สำหรับแถบ LED สองแถบที่ฉันใช้อยู่ไม่สูงเกินไป

3x Power MOSFETs (https://www.digikey.com/products/en?keywords=IRF84…พวกมันต้องสามารถจัดการกับกระแสไฟได้ค่อนข้างน้อย และสิ่งเหล่านี้สามารถทำได้ด้วยมากกว่า 3A/หน่วยที่ 12V D/ แรงดันไฟสวิตชิ่ง S และ 5V ฉันรู้ว่ามันเกินกำลัง แต่ฉันต้องการเล่นอย่างปลอดภัย

โพเทนชิโอมิเตอร์ตัวเลื่อน 3x 100 มม. 10k (https://www.digikey.com/products/en?keywords=987-1…ฉันรู้ว่าฉันสามารถใช้โพเทนชิโอมิเตอร์แบบธรรมดาได้ แต่ตัวเลื่อนขนาดใหญ่นั้นน่าพึงพอใจมากกว่าที่จะใช้

1x สวิตช์ (https://www.digigiy.com/product-detail/en/zf-elect…เพื่อเปิดและปิดสิ่งทั้งปวง

แหล่งจ่ายไฟ 1x 12V 3A (https://www.amazon.com/ANVISION-2-Pack-Adapter-5-5…แถบ LED 2 ดวงจะต้องใช้สูงสุด 2.4A เมื่อความสว่างเต็มที่ Arduino แทบไม่ต้องการอะไรเลย ดังนั้น 3A เสบียงที่ฉันพบว่าเพียงพอ

1x Barrel Receptor (https://www.digikey.com/products/en?keywords=%09EJ…ดังนั้น เราสามารถเสียบแหล่งจ่ายไฟของเราเข้ากับคอนโทรลเลอร์ได้ เราต้องการเจ้าตัวเล็กตัวนี้ ฉันชอบเชื่อมต่อสิ่งของที่มาจากภายนอก เพราะฉันพบว่าอุปกรณ์ที่มีสายไฟห้อยลงมาไม่สะดวกนัก

2x คู่ขั้วต่อ CPC ขายึดแชสซี (https://www.mouser.com/productdetail/te-connectivi…ขั้วต่อ LED(https://www.mouser.com/productdetail/te-connectivi…

อื่นๆ: ลวด 20-24AWG บางเส้นในสีต่างๆ โพเทนชิออมิเตอร์ขนาดเล็กปกติที่ฉันมีในลิ้นชักเพื่อควบคุมความสว่าง ปุ่มขัดจังหวะ ตัวต้านทาน 4x 5kOhm และไฟ LED 3x 5V พร้อมตัวต้านทานในตัว

ขั้นตอนที่ 2: ชิ้นส่วนที่พิมพ์

สำหรับโครงที่ฉันออกแบบไว้ใน Fusion 360

ฉันต้องการสิ่งที่แนบมาหลักสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดและลูกบิดบางส่วนสำหรับโพเทนชิโอมิเตอร์ เนื่องจากยังไม่ทราบว่าสิ่งนี้จะติดตั้งไว้ที่ใดจึงสามารถเข้าถึงได้เพียงสองด้านเท่านั้น

เรามีรูขนาด 1/4 ที่ด้านบนสำหรับ LED, ปุ่ม Interrupt และโพเทนชิออมิเตอร์ควบคุมความสว่าง (ทั้งหมด 5 ตัว) ทางด้านซ้ายฉันมีช่องตัดขนาดใหญ่สำหรับสวิตช์ ซึ่งเป็นช่องเล็กสำหรับสาย micro USB ดังนั้น สามารถตั้งโปรแกรม Arduino ใหม่ได้โดยไม่ต้องถอดชุดควบคุม, 2 รูสำหรับขั้วต่อปลั๊ก 4 พิน CPC ตัวเมีย และรู 8 มม. สำหรับแจ็คบาร์เรล

ด้านหน้ามีเพียง 3 ร่องสำหรับที่จับโพเทนชิออมิเตอร์และรูสำหรับสกรู 4-40 ตัว

ฉันพิมพ์ปุ่มบนแพและเป็นกลุ่ม ซึ่งมักจะนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นในเครื่องพิมพ์ FDM สำหรับวัตถุขนาดเล็ก ตู้ที่ฉันพิมพ์บนแผงด้านหลังมีขาตั้งเพื่อรองรับเพียงเล็กน้อย

แผ่นฐานยึดเข้ากับกล่องหุ้ม ฉันไม่มีสกรูหัวแบน เลยต้องติดสี่เหลี่ยมสักหลาดที่ด้านล่างของกล่องหุ้ม เพื่อไม่ให้เกาะติดกับสกรูเหล่านี้และทำให้โต๊ะเป็นรอย

ขั้นตอนที่ 3: การเดินสายไฟ

อันดับแรก ฉันบัดกรีสายไฟยาวกับชิ้นส่วนทั้งหมดที่ฉันต้องการ (โพเทนชิโอมิเตอร์ แม่แรงแบบบาร์เรล ปุ่ม สวิตช์ ฯลฯ) ดังนั้นฉันจึงไม่ต้องทำอย่างนั้นในตัวเครื่อง จากนั้นฉันก็ประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บนม้านั่งเพื่อทดสอบฟังก์ชันต่างๆ และแก้ไขปัญหาซอฟต์แวร์หรือข้อบกพร่องในการเดินสาย ฉันพบว่าการเชื่อมต่อ MOSFET Gate กับ 8Bit PWM บน Arduino นำไปสู่การเปลี่ยนสีและไม่มีการทำงานที่ราบรื่น การใช้ PWM 10 (พิน 5, 6) และ 16 บิต (พิน 9) แทนจะทำให้จางลงอย่างราบรื่นเหมือนเนย (ฉันยังคงเขียนเพียง 8 บิตไปยังพิน PWM)

(ดูแผนภาพการเดินสายไฟสำหรับสิ่งที่เชื่อมต่อกับอะไร)

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบ

หลังจากที่ฉันทดสอบการเดินสาย ฉันก็ประกอบทุกอย่างภายในกล่องหุ้ม ความจริงที่ว่าฉันบัดกรีภายนอกตู้ให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ช่วยได้มาก เช่นเดียวกับการประกอบตัวเชื่อมต่อล่วงหน้า

ฉันพบว่าคีมมีประโยชน์มากในการดึงสายไฟเข้าไปในรูที่ถูกต้องบน Protoboard ฉันตัดสายไฟให้ยาวก่อนเสียบปลั๊ก ดังนั้นทุกอย่างจึงสะอาดที่สุดเท่าที่จะทำได้

ในที่สุดฉันก็ขันแผ่นฐานแล้วติดชิ้นส่วนสักหลาดเข้ากับแผ่น จึงวางอยู่บนโต๊ะอย่างสวยงาม

ขั้นตอนที่ 5: การเขียนโปรแกรม

Sparkfun ได้รับการตั้งโปรแกรมผ่านซอฟต์แวร์ Arduino (ดูคำแนะนำ:

โปรแกรมมีไลบรารี EEPROM เพื่อบันทึกโหมดการทำงานล่าสุด ดังนั้นคอนโทรลเลอร์จะไม่สูญเสียสถานะที่อยู่ในขณะหมุนเวียนพลังงานไปที่มัน

โพเทนชิออมิเตอร์เพิ่มเติมที่ด้านบนจะควบคุมความสว่างในทุกโหมดโดยไม่ส่งผลต่อสีที่แสดง

มี 3 โหมด ดังนั้นไฟ LED แสดงสถานะ 3 ดวงที่ด้านบน

โหมด 1: โหมด RGB (เปิด LED สถานะเพียง 1 ดวง) โพเทนชิโอมิเตอร์ 3 ตัวจะควบคุมความสว่างของสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินแยกกัน สีคงที่จะปรากฏขึ้น

Mode2: RGB Fade Mode (ไฟ LED แสดงสถานะ 2 ดวงติด) ในโหมดนี้ ทั้งสามสีอยู่บนนาฬิกา (เช่น สีแดงบน 12 สีเขียว 4 และสีน้ำเงิน 8 เป็นต้น) เข็มนาฬิกาหมุนตามเข็มนาฬิกาและแสดงการผสมสีทั้งสามสีตามตำแหน่งของนาฬิกา โพเทนชิออมิเตอร์ตัวแรกจะควบคุมความเร็วการซีดจาง (ความเร็วของเข็ม) โพเทนชิออมิเตอร์ตัวที่สองจะกำหนดว่าสีใดอยู่ที่ตำแหน่ง 12 นาฬิกา (หมุนนาฬิกา) โพเทนชิออมิเตอร์ตัวที่สามจะกำหนดระยะที่เข็มนาฬิกาหมุนก่อนที่จะหมุนกลับ โหมดนี้ช่วยให้คุณจางลงระหว่างสองสีใดๆ บนนาฬิกา

โหมด 3: RGB Dispersion (ไฟ LED แสดงสถานะทั้ง 3 ดวงติด) ในโหมดนี้ แต่ละสีจะมีนาฬิกาเป็นของตัวเอง และโพเทนชิออมิเตอร์แต่ละตัวจะควบคุมความเร็วของที่จับหนึ่งอัน โพเทนชิออมิเตอร์ 1 ควบคุมสีแดง โพเทนชิออมิเตอร์ 2 ควบคุมสีเขียว และโพเทนชิออมิเตอร์ 3 ควบคุมสีน้ำเงิน วิธีนี้ a รูปแบบสีที่ดูเหมือนสุ่มปรากฏขึ้นเนื่องจากเวลานานก่อนที่จะเกิดซ้ำ (โหมดโปรดของฉัน)