Светодиодный контроллер RGB: 5 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

За 10 дней до Рождества мне все еще нужен был подарок для моего мужа, который живет в эпоху Amazon, а это значит, что покупать что-то с полки было невозможно.

Ему нужен свет для своего офиса, и он любит время от времени что-то менять. Его письменный стол также удобно разместить перед подоконником. Мне сразу пришла в голову управляемая RGB-подсветка. Он должен был быть достаточно ярким, чтобы освещать его стол, и он должен был контролировать цвет.

Представляю, контроллер светодиодов RGB.

(Смотрите видео ниже)

Шаг 1: Детали:

Я использовал следующие детали:

1x Sparkfun Pro Micro 5V / 16MHz (https://www.sparkfun.com/products/12640) Сначала я поискал Arduinos, но незадолго до Рождества, конечно, все было распродано. Sparkfun оказался таким же хорошим, и инструкции на их веб-сайте позволяют очень легко использовать программное обеспечение для программирования Arduino. Чтобы он подошел к Protoboard, мне пришлось вставить булавки в отверстия для булавок. Лучше всего было припаять их, когда они были подключены к ProtoBoard с установленным микроконтроллером.

2x 1 м 60 светодиодов / м герметичные светодиодные ленты RGB (https://www.sparkfun.com/products/12023) Не слишком дорого и достаточно яркое, чтобы освещать стол с мощностью 14 Вт / м

1x Protoboard (https://www.sparkfun.com/products/9567) Из-за 2 дней, которые мне пришлось тестировать, отлаживать и собирать, я использовал Protoboard. Он достаточно крепко держит провода, и я могу легко перемещать соединения. Кроме того, ток 2–3 А для двух светодиодных лент, которые я использую, не слишком высок.

3-кратные силовые полевые МОП-транзисторы (https://www.digikey.com/products/en?keywords=IRF84 … Они должны были выдерживать довольно небольшой ток, и они могут делать это с током более 3 А на единицу при 12 В постоянного тока. Коммутационное напряжение S и 5 В. Я знаю, что это перебор, но я хотел перестраховаться.

3x 100-миллиметровые ползунковые потенциометры 10k (https://www.digikey.com/products/en?keywords=987-1 … Я знаю, что мог бы использовать обычные потенциометры, но большие ползунки намного удобнее в использовании.

1x переключатель (https://www.digikey.com/product-detail/en/zf-elect … Для включения и выключения всего этого.

1x 12V 3A Блок питания (https://www.amazon.com/ANVISION-2-Pack-Adapter-5-5 … Две светодиодные ленты потребуют максимум 2,4 А при полной яркости. Arduino почти ничего не требует, поэтому 3A Поставка я счел достаточной.

1x бочкообразный рецептор (https://www.digikey.com/products/en?keywords=%09EJ … Итак, мы можем подключить наш блок питания к контроллеру, который нам нужен этот маленький парень. Я предпочитаю соединять то, что приходит извне, потому что я считаю устройства, на которых свисает куча проводов, не очень удобны.

2 пары разъемов CPC Крепления на шасси (https://www.mouser.com/productdetail/te-connectivi…LED Connectors (https://www.mouser.com/productdetail/te-connectivi…

Другое: какой-то провод 20-24AWG разных цветов, небольшой обычный потенциометр, который у меня был в ящике для регулировки яркости, кнопка прерывания, 4 резистора 5 кОм и 3 светодиода 5 В со встроенными резисторами.

Шаг 2: напечатанные детали

Для корпуса я разработал его в Fusion 360.

Мне нужен был основной корпус для всей электроники и несколько ручек для потенциометров. Поскольку я еще не знал, где будет монтироваться эта штука, могут быть доступны только две стороны.

У нас есть отверстия 1/4 дюйма наверху для светодиодов, кнопки прерывания и потенциометра регулировки яркости (всего 5). На левой стороне у меня есть большой вырез для коммутатора, небольшой вырез для кабеля micro USB, поэтому Arduino можно перепрограммировать, не снимая контроллер, 2 отверстия для гнездовых 4-контактных разъемов CPC и 8-миллиметровое отверстие для разъема Barrel.

Спереди всего 3 прорези для ручек потенциометра и отверстия для 4-40 винтов.

Я напечатал ручки на плоту и в группе, что всегда дает лучшие результаты на принтерах FDM для небольших объектов. Корпус, который я напечатал на задней панели, обеспечивает минимальную поддержку.

Опорная плита привинчивается к корпусу. У меня не было винтов с плоской головкой, поэтому мне пришлось приклеить войлочные квадраты ко дну корпуса, чтобы он не упирался в эти винты и не царапал стол.

Шаг 3: Подключение

Сначала я припаял длинные провода ко всем необходимым мне частям (потенциометры, цилиндрические разъемы, кнопки, переключатели и т. Д.), Поэтому мне не пришлось делать это в корпусе. Затем я собрал электронику на стенде, чтобы протестировать различные функции и устранить любые ошибки программного обеспечения или проводки. Я обнаружил, что подключение ворот MOSFET к 8-битному ШИМ на Arduino приводит к постепенному изменению цвета и отсутствию плавной работы. Использование 10 (выводы 5, 6) и 16-битных (вывод 9) ШИМ вместо этого приводит к плавным, как масло, затуханию (хотя я все еще пишу только 8-битные штыри ШИМ).

(См. Схему подключения, чтобы узнать, что к чему подключено)

Шаг 4: Сборка

Проверив проводку, я собрал все внутри корпуса. Помогло то, что я припаял как можно больше снаружи корпуса, как и предварительная сборка разъемов.

Я обнаружил, что плоскогубцы очень полезны, чтобы вставить провода в нужные отверстия на Protoboard. Я обрезал провода до нужной длины непосредственно перед тем, как подключить их, чтобы все было как можно более чистым.

Наконец, я прикрутил опорную пластину и прикрепил к ней несколько войлочных кусочков, чтобы она хорошо лежала на столе.

Шаг 5: Программирование

Sparkfun программируется с помощью программного обеспечения Arduino (см. Инструкции:

Программа включает в себя библиотеку EEPROM для сохранения последнего рабочего режима, поэтому контроллер не теряет состояние, в котором он находится, при включении и выключении питания.

Дополнительный потенциометр наверху регулирует яркость во всех режимах, не влияя на отображаемый цвет.

Есть 3 режима, следовательно, 3 светодиода состояния вверху.

Режим 1: режим RGB (горит только 1 индикатор состояния) 3 потенциометра индивидуально регулируют яркость красного, зеленого и синего цветов. Отображается ровный цвет.

Mode2: Режим затухания RGB (горят 2 светодиода состояния) В этом режиме все три цвета отображаются на часах (например, красный на 12, зеленый на 4 и синий на 8). Стрелка часов вращается по часовой стрелке, и отображается сочетание всех трех цветов в зависимости от ее положения. Первый потенциометр контролирует скорость затухания (скорость стрелки), второй потенциометр определяет, какой цвет находится в положении «12 часов». (Вращает часы) Третий потенциометр определяет, как далеко вращается стрелка часов, прежде чем она повернется назад. Этот режим позволяет вам переходить между любыми двумя цветами на часах.

Режим 3: Дисперсия RGB (горят все 3 светодиода состояния) В этом режиме каждый цвет имеет свои собственные часы, и каждый потенциометр контролирует скорость одной ручки. Потенциометр 1 контролирует красный цвет, потенциометр 2 контролирует зеленый цвет, а потенциометр 3 контролирует синий цвет. Отображается кажущийся случайным цветовой узор из-за того, что до его повторения прошло много времени. (Мой любимый режим)