12V LED PWM Dimmer با ESP8266: 3 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

در حالی که سعی می کردم خانواده ام را پایدارتر کنم ، لامپ های هالوژن را با چراغ های LED عوض می کردم. جایگزین های زیادی برای جایگزینی هر نوع لامپ وجود دارد. در حین انجام این کار ، با مشکل زیر روبرو شدم: یک چراغ برق داشتم که از 7 لامپ هالوژن 12 ولت ، هر 10 وات استفاده می کرد. این نور توسط یک دیمر کنترل می شد که خوب کار می کرد. وقتی لامپها را با چراغهای 12 ولت ، هر 1 وات عوض کردم ، دیمر بد کار می کرد: نور در حال سوسو زدن بود و کم نور تا حدودی نامنظم بود. این مشکل بسیاری از دیمرهای کلاسیک است: آنها دارای حداقل قدرت هستند که برای کار به آنها نیاز دارند.

بنابراین ، بر اساس سیستم domotics من ، تصمیم گرفتم این دیمر دستی را با یک دستگاه جدید عوض کنم ، که می تواند مزیت بیشتری برای کنترل از راه دور داشته باشد. من قبلاً با استفاده از MOSFET N-channel (IRF540) یک دیمر ساخته بودم ، که برای چنین مواردی بسیار مناسب است: می توان آن را با سیگنال PWM کنترل کرد و عملاً خراب نشدنی است ، با حداکثر توان 100 ولت و 33 آمپر ، برای این منظور به اندازه کافی کافی است (بررسی سریع: 7 * 1 وات = 7 وات ، تقسیم بر 12 ولت حداکثر جریان در حدود.58 آمپر). من می خواهم از این دیمر برای وسیله دیگری استفاده کنم که 12 لامپ دارد ، هر 2 وات ، که حداکثر 2 آمپر می دهد ، بنابراین این نیز کافی است. تنها چیزی که باید به آن توجه شود فرکانس سیگنال PWM است ، اما مقادیر معمول برای Arduino یا ESP8266 (500 هرتز یا 1 کیلوهرتز) مشکلی ندارند.

مرحله 1: مرحله 1: اجزاء

1. درایور LED (مبدل DC 230 ولت AC به 12 ولت) به منظور من ، می خواهم حداکثر از 24 وات استفاده کنم ، بنابراین با یک درایور LED 12 ولت و 2 آمپر شروع کردم. من یکی را در یک سایت توزیع کننده چینی پیدا کردم. این درایور دارای ولتاژ 12 ولت ، 28 وات بود ، بنابراین برای رانندگی دستگاه به تنهایی کافی بود. بسته به وسایل خود ، می توانید از نسخه سبک تر یا سنگین تر استفاده کنید.
2. ماسفت n-channel IRF540
3. از آنجا که من می خواستم از وای فای استفاده کنم و محصولات Adafruit را بسیار دوست دارم ، این برد را انتخاب کردم: این ESP8266 را با یک برنامه نویسی مناسب ، یک تنظیم کننده قدرت روی برد و یک فرم زیبا به من می دهد. برای این پروژه کمی بیش از حد است ، اما آزمایش و اشکال زدایی را بسیار ساده تر می کند.
4. مبدل DC-DC مبتنی بر LM2596 به منظور بدست آوردن قدرت برد ESP از ولتاژ 12 ولت ، به یک رگولاتور نیاز داشتم. این مبدل های کوچک بسیار کارآمد و بسیار ارزان هستند.

5. رمزگذار روتاری با عملکرد دکمه ، با چراغ LED داخلی

   www.sparkfun.com/products/10596

   هر کدگذار دوار این کار را انجام می دهد ، اما من از ویژگی افزوده شده خوب یک LED داخلی خوشم آمد.

6. دستگیره پلاستیکی شفاف

   www.sparkfun.com/products/10597

7. مقاومت 4k7
8. مقاومت 1k

مرحله 2: مرحله 2: مدار

این مداری است که من استفاده کردم: من از پین 4 و 5 به عنوان ورودی برای رمزگذار چرخشی و پین 0 برای دکمه استفاده کردم. پین 0 نیز به led قرمز روی صفحه متصل است ، بنابراین می توانم با مشاهده این led عملکرد دکمه روی کد را بررسی کنم.

پین 16 برای خروجی PWM استفاده می شود و من آن را مستقیماً به led سبز در رمزگذار Sparkfun وصل کردم. ESP8266 3 ، 3 ولت است و حتی با 100 output ، من فقط 2 ، 9 ولت خروجی را اندازه گیری کردم ، بنابراین آن را مستقیماً بدون مقاومت سری وصل کردم. این خروجی با استفاده از یک مقاومت 1 کیلو اهم به Gate of n-channel MOSFET می رود. این گیت توسط یک مقاومت 4.7 کیلو اهم به بالای 12 ولت کشیده می شود.

من از مبدل DC-DC برای تبدیل 12 ولت به 5.5 ولت استفاده کردم ، این به ورودی V+ برک آدافروت متصل است. من می توانستم از 3.3 ولت استفاده کنم و آن را مستقیماً وصل کنم ، اما این کمی امن تر است.

چراغ LED 12 ولت در مدار ، وسایل من است.

مرحله 3: مرحله 3: کد

کد را در GitHub قرار دادم:

طرح برای دیمر LED PWM ESP8266

این بر اساس یک ایده آموزنده دیگر است:

www.instructables.com/id/Arduino-PWM-LED-D…

اما این کنترل کاملاً محلی بود ، بنابراین من راه حل domotics مبتنی بر MQTT خود را اضافه کردم. اساساً همان کار را انجام می دهد ، اما تفاوتهای اصلی آنها عبارتند از:

• تعداد پیش فرض مراحل PWM با آردوینو 255 است ، با ESP8266 1023 است (همانطور که بعدا متوجه شدم ، در کل سعی می کنم بفهمم چرا چراغ LED من تا 100٪ روشنایی بالا نرفته است …)
• من از مدار "Totempole" با 2 ترانزیستور استفاده نکردم ، زیرا PWM به هر حال DC بود و با IRF 540 خوب کار می کرد.
• من از مقاومت های کششی 10k برای رمزگذار استفاده نکردم ، به کشش های داخلی ESP8266 اعتماد کردم.
• ESP8266 برای آردوینو به جای 5 ولت از منطق 3.3 ولت استفاده می کند ، که برای IRF540 هیچ مشکلی نشان نداد

نرم افزار دارای ویژگی های زیر است:

• با چرخاندن رمزگذار ، نور در CW (CW) یا پایین (CCW) از 0 تا 100٪ در 1023 مرحله کم می شود و برخی در سطوح پایین سرعت می گیرد.
• با فشردن دکمه ، چراغ هنگام خاموش شدن ، با استفاده از آخرین سطح روشنایی ذخیره شده ، روشن می شود یا هنگامی که روشن است ، خاموش می شود.
• با فشردن دکمه برای مدت طولانی تر در حالی که چراغ روشن است ، روشنایی فعلی به عنوان سطح پیش فرض ذخیره می شود.
• با فشار دادن دکمه به مدت طولانی تر در حالی که نور خاموش است ، روشنایی را بدون تغییر سطح پیش فرض به 100٪ روشن می کند.
• به تنظیمات WiFi تعریف شده توسط رشته های 'SECRET_SSID' و 'SECRET_PASS' متصل می شود که در یک فایل جداگانه در طرح من ذخیره شده است ، به نام 'secrets.h'
• با استفاده از رشته های "MQTTSERVER" و "MQTTPORT" در یک فایل ، به یک سرور MQTT در شبکه WiFi متصل می شود.
• می توانید از مبحث ورودی MQTT 'domus/esp/in' برای صدور دستورات: 'ON' یا 'OFF' برای روشن یا خاموش کردن چراغ یا از مقدار 0 تا 1023 برای تغییر روشنایی استفاده کنید.
• این وضعیت را در مورد موضوعات MQTT 'domus/esp/uit' (وضعیت ON یا OFF) و 'domus/esp/uit/brightness' (مقدار روشنایی) گزارش می دهد.