کنترل چراغ های فلورسنت با اشاره گر لیزری و آردوینو: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:59

تعدادی از اعضای آزمایشگاه Alpha One Hackerspace از نور شدید که توسط وسایل فلورسنت منتشر می شود ، خوششان نمی آید. آنها راهی را می خواستند تا بتوانند به راحتی وسایل منفرد را کنترل کنند ، شاید با اشاره گر لیزری؟ من درست متوجه شدم. من توده ای از رله های حالت جامد را بیرون کشیدم و به آزمایشگاه آوردم. من یک آردوینو دومیلنووا خریدم و استفاده از طرح مثال LED Blink را برای چشمک زدن لامپ هالوژن نشان دادم. من اطلاعاتی در مورد استفاده از LED ها به عنوان حسگرهای نور [1] و یک طرح آردوینو که تکنیک [2] را نشان می دهد ، پیدا کردم. متوجه شدم که LED ها به اندازه کافی حساس نیستند - لیزر باید مستقیماً به قسمت ساطع کننده نور یا LED اشاره کند ثبت نام نمی کند بنابراین من به فوتوترانزیستورها روی آوردم. آنها بسیار حساس تر هستند و فرکانس های وسیع تری دارند. با فیلتر مناسب روی ترانزیستور می توانم آن را نسبت به نور قرمز و از زوایای وسیع تر به حسگر حساس تر کنم. سلب مسئولیت و هشدار: این دستورالعمل با ولتاژ خط (اصلی) 120 یا 240 ولت سروکار دارد. اگر این مدار را ساختید از عقل سلیم استفاده کنید - اگر در مورد چیزی شک دارید ، از کسی که می داند بپرسید. شما مسئول ایمنی خود (و دیگران) و پیروی از کدهای برق محلی هستید.

مرحله 1: طرح و برخی نظریه ها

من فرض می کنم شما می دانید که چگونه Arduino خود را تغذیه کنید و یک طرح تهیه و بارگذاری کنید. برای هر لامپ از کابل تلفن استفاده می کنم ، زیرا ارزان است ، دارای چهار هادی است ، و من به هر حال یک دسته داشتم. من برای رایج +از رنگ قرمز ، برای زمین از رنگ سیاه ، برای جمع کننده فوتوترانزیستور و از رنگ زرد برای کنترل رله استفاده کردم. مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) در آردوینو ولتاژ پین را نسبت به زمین اندازه گیری می کند. به برگه اطلاعات فوتوترانزیستور نگاه کردم و با مولتی متر تأیید کردم که ترانزیستورها در نور کامل 10 میلی آمپر عبور می کنند. با استفاده از قانون اهم ، حدود 500 اهم در 5 ولت ، برای کنترل لامپ ها از ماژول رله حالت جامد استفاده کردم. اینها نسبت به رتبه فعلی مورد نیاز ما نسبتاً ارزان هستند ، حدود 4 دلار تا 4A. اطمینان حاصل کنید که ماژول های رله را با یک آشکارساز عبور صفر خریداری می کنید ، مخصوصاً اگر هر چیزی را که القا کننده است کنترل کنید ، مانند چراغ فلورسنت ، موتور یا ترانسفورماتور زگیل دیواری. روشن یا خاموش کردن آنها در هر نقطه اما نقطه صفر می تواند باعث افزایش ولتاژ شود که در بهترین حالت عمر دستگاه شما را کاهش می دهد و در بدترین حالت باعث آتش سوزی می شود.

مرحله 2: سیم کشی چراغ ها

به سقف نگاه کنید و تصمیم بگیرید که کنترلر آردوینو را کجا نصب کنید. به یاد داشته باشید که به منبع تغذیه 7-12 ولت احتیاج دارد. طول سیم تلفن (یا cat5 یا هر چیز دیگر) را حدود دو فوت بیشتر از فاصله آردوینو تا هر چراغی که می خواهید کنترل کنید ، قطع کنید. به اتصال خطوط برق از کلید به بالاست نگاهی بیندازید. ممکن است بتوانید اتصالات سفارش دهید (Newark Electronics سری Wago 930 را می فروشد ، چیزی که ما داشتیم). سپس نیازی به قطع سیم های موجود ندارید و در صورت بروز مشکل می توانید سیستم را حذف کنید. زمین (سیاه) را به ورودی رله وصل کنید ، و کنترل (زرد) را به ورودی رله + (کد رنگ در تصویر با آنچه که در صفحه اول گذاشتم متفاوت است ، زیرا نظرم راجع به آنچه که منطقی است تغییر کردم. سیم سیاه (داغ) سیم را از طریق رله لحیم یا پیچ کنید. مطمئن شوید که از گرمای کوچک و نوار برقی استفاده می کنید! سیم های مشکی را به کانکتورهای خود فشار دهید و رنگ سفید (خنثی) و زمین (سبز) از کانکتور به کانکتور مستقیم است. انتهای دیگر سیم ها به صورت زیر به آردوینو می رود: به Analog 0 (پورت C0) بروید ، و همه رنگ سیاه به زمین. هر سبز (آند یا ساطع کننده) به پین های 8-13 (پورت B 0-5) و سیم های زرد به پین های 2-7 (پورت D 2-7) می رود. اطمینان حاصل کنید که سیمهای سبز و زرد با هم مطابقت دارند ، زیرا سنسور باید رله مناسب را کنترل کند! اگر رنگ زرد را در پین 2 قرار دهید ، رنگ سبز از همان پایه به پایه 8 می رسد.

مرحله 3: آزمایش طرح و نکات طراحی

در این مرحله من در مورد برخی از آزمایش ها و سختی هایی که در راه با آنها روبرو شدم صحبت می کنم ، و نحوه کار در آنها ، به امید اینکه مفید واقع شود. اگر محتوای علمی مورد نظر شما نیست ، می توانید به مرحله بعدی بروید:-) اولین قدم تصمیم گیری در مورد استفاده از حس خازنی یا حسگر مقاومتی بود. حسگر مقاومتی عبارت است از اتصال سنسور از طریق مقاومت به یکی از پین های آنالوگ و انجام analogRead و مقایسه در برابر آستانه. پیاده سازی این ساده ترین است ، اما کالیبراسیون زیادی را می طلبد. نظریه سنجش خازنی این است که وقتی جهت گیری معکوس (- به سرب + و بالعکس) انجام شود ، یک LED اجازه نمی دهد که جریان جاری شود ، اما الکترون ها در یک طرف جمع می شوند و طرف دیگر را ترک کنید ، به طور موثر یک خازن را شارژ کنید. سقوط نور بر روی LED با فرکانسی که معمولاً از خود ساطع می کند ، در واقع باعث ایجاد یک جریان کوچک می شود که این خازن را تخلیه می کند. بنابراین اگر "خازن" LED را شارژ کنیم و مدت زمان تخلیه را از طریق مقاومت بشماریم ، تصور تقریبی از میزان نوری که روی LED می افتد دریافت می کنیم. این در واقع در دستگاه های مختلف قابل اطمینان تر است و حتی برای ترانزیستورهای نوری نیز کار می کند! از آنجا که ما اندازه گیری دقیق لومن را انجام نمی دهیم و نشانگر لیزر باید بسیار روشن تر از محیط باشد ، ما فقط به دنبال زمان تخلیه آستانه ای هستیم. بخش مهم دیگر این ماجراجویی اشکال زدایی است. برای کسانی که با برنامه نویسی سیستم های غیر تعبیه شده آشنا هستند ، یک روش رایج افزودن دستورات چاپی در نقاط حساس کد است. این امر در مورد سیستم های تعبیه شده نیز صدق می کند ، اما هنگامی که هر میکرو ثانیه حساب می شود ، مقدار زمان برای Serial.write ("x is") است. Serial.writeln (x)؛ در واقع بسیار مهم است و ممکن است بسیاری از رویدادها را در این مرحله از دست بدهید. بنابراین به یاد داشته باشید که همیشه بیانیه های چاپی خود را خارج از حلقه های مهم یا هر زمان که انتظار رویدادی دارید قرار دهید. گاهی اوقات چشمک زدن یک LED کافی است تا به شما اطلاع دهد که به نقطه خاصی از کد رسیده اید.

مرحله 4: افزودن کنترل وب

اگر طرح را نگاه کنید ، متوجه شدید که من همچنین پورت سریال را می خوانم و به چند فرمان تک کاره عمل می کنم. کاراکتر 'n' همه چراغ ها را روشن می کند و 'f' آنها را خاموش می کند. اعداد "0"-"5" وضعیت نور متصل به آن خروجی دیجیتال را تغییر می دهند. بنابراین می توانید به راحتی یک اسکریپت CGI (یا servlet یا هر فناوری وب دیگری که در قایق شما شناور است) را با هم جمع کنید تا چراغ های خود را از راه دور کنترل کنید. Serial.writes همچنین هر زمان که چراغی از ورودی کاربر تغییر می کند ، خروجی می گیرد ، بنابراین صفحه می تواند به روز رسانی Ajax را برای نمایش وضعیت فعلی داشته باشد. یکی دیگر از مواردی که من قصد آزمایش آن را دارم تشخیص حرکت در یک اتاق است. مردم نور را منعکس می کنند و با حرکت آنها نور تغییر می کند. این بخش "دلتا" اظهارات نوشتاری است که من دارم.