Ronde De Nuit: 7 Passi (con Immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Lo scopo di questo progetto è quello di utilizzare una striscia led colorata per realizzare una luce notturna attivata da un sensore di movimento.

La mia idea era quella di ottenere una luce diffusa intorno al mio letto ma senza avvitare, incollare o tappare nulla.

Quindi funziona con batterie NiMH AA, è realizzato in stampa 3D ed è progettato per essere posizionato sul pavimento, sotto il letto.

Propongo 2 modelli: una luna piena e una mezza luna.

Passaggio 1: Distinta base

Elettronica:

• Striscia led WS2812 (lunghezza 110 cm per la luna piena e 60 cm per la mezza luna)
• HC SR501 Sensore di movimento PIR (1 per mezza luna, 3 per luna piena)

• Connettori XH (passo 2,54 mm)

  pinza a crimpare per questi connettori

• Adattatore seriale USB
• Sensore LDR
• un supporto per batterie 4 * AA
• 4 batterie AA NiMH
• Interruttore ON/OFF
• atmega328p (programmato da Arduino)

Elettronica per il PCB:

Componenti elencati nel file eagle

Meccanica:

• Bulloni M3 * 10mm
• Bulloni M3 * 5mm
• Toccare M3

Attrezzo:

• Pistola a colla
• Caricabatterie NiMH

Fase 2: Abilità

Per realizzare il progetto avrai bisogno di:

• una stampante 3D con un ugello da 0,4 mm o meno

• utilizzare Eagle per ordinare e realizzare il PCB

  Se ogni volta che non ti senti conforme a questo, contattami, posso fornirti un PCB con tutti i componenti necessari

• Abilità Arduino:

  • installa le librerie richieste
  • compilare e scaricare il software
  • opzionalmente programma un atmega328p con il bootloader arduino (oppure puoi prenderlo da una scheda arduino per evitare questo passaggio)

Passaggio 3: stampa 3D

Propongo 2 modelli: un modello di luna piena e mezza.

ti do qui:

• File STL per la stampa diretta
• File Fusion 360 se vuoi modificarlo

Parametri di stampa:

• Strati da 0,3 mm
• Estrusore da 0,4 mm
• PLA

Passaggio 4: il controller PCB

Il mio PCB è realizzato attorno a un atmega328p (con bootloader arduino programmato):

• La porta seriale è collegata a un connettore a 6 pinheader, allo scopo di collegare un adattatore Serial-USB

• AQV20 è un relè fotoMOS. Lo scopo qui è quello di cambiare l'alimentazione per la striscia LED.

  • Avevo alcuni componenti AQV20 nel mio magazzino, ma ho visto che non sono facili da trovare. Puoi prendere un equivalente come un AQV21.
  • Fornisco uno schema di scheda alternativo che utilizza un MOSFET per sostituire questo AQV20 ma non è stato ancora testato.
• La FERRITE viene utilizzata per filtrare il rumore. Ho notato durante i miei test che i sensori PIR a volte possono oscillare. Non ho scoperto il motivo esatto, ma ho deciso di aggiungere la FERRITE, visto che funziona bene;-)

• La scheda è alimentata da 4 batterie NiMH AA = 4*1.2V = 4.8 V

  • 4,8 V è la tensione nominale, ciò non significa nulla in effetti
  • Quando le batterie sono completamente cariche misuro 5,1 V minimo, durante la scarica la tensione diminuirà

• La tensione è regolata da un convertitore boost ad alta efficienza MT3608

  • Quando non c'è carica la corrente è inferiore a 1 mA
  • T1 regola la tensione, assicurati di impostare T1 su 15k per ottenere 5V in uscita

Come funziona ?

• I sensori PIR sono collegati ai connettori PIR1/2/3 XH.
• Quando iniziamo, l'atmega va rapidamente in modalità di sospensione. La corrente consumata è quindi < 1 mA.
• Quando un sensore rileva un movimento, invia un +5V sul pin corrispondente (4, 11, 13) e risveglia l'atmega.
• Quindi l'atmega attiva il relè photoMOS, che alimenta la Led Strip (collegata a STRIP XH). I dati vengono inviati sul BUS unifilare (pin 12 dell'atmega).

1. ronde 1.0 è stato realizzato e testato, funziona bene
2. ronde 1.1 ha sostituito il relè fotoMOS AQV20 con un transistor MOSFET, non è stato ancora testato

Passaggio 5: il gruppo LDR

All'inizio non pensavo di utilizzare un sensore di luce, ma anzi è più che utile per preservare la durata della batteria.

Quindi ho saldato un resistore dipendente dalla luce in serie con un resistore da 10 Mohm, l'ho messo su un tubo termoretraibile e ho aggiunto un connettore XH.

VCC----|10Mohm|-------|LDR|-------GND

Io uso il connettore PIR1 per collegare questo gruppo LDR. Per la mezza luna va bene, per la luna piena prende il posto di un sensore PIR. Quindi ho dovuto fare una scelta.

Il mio obiettivo è progettare una nuova scheda con un connettore aggiuntivo per il sensore di luce. Per uso futuro…

Passaggio 6: assemblaggio

1. Tocca i fori con M3
2. Saldare l'assieme LDR

3. Realizza i connettori XH per:

   1. Sensori PIR
   2. Portabatteria
   3. Striscia Led
   4. Interruttore di accensione/spegnimento
4. Salda la striscia led, tagliala e incollala
5. Utilizzare una pistola per colla per incollare i sensori PIR
6. Avvitare il PCB con M3 - 5 mm di lunghezza

7. Collegare tutti i connettori:

   1. Per la mezza luna: LDR su PIR1 e sensore PIR su PIR2
   2. Per la luna piena: LDR su PIR1 e sensori PIR su PIR2 e PIR3

Passaggio 7: caricare il software

Collega l'interfaccia USB-Seriale come mostrato nella foto sopra. Prenditi cura dell'orientamento!! Se ogni volta che lo colleghi in senso inverso non danneggerà la scheda, ma è meglio evitarlo.

Usa Arduino IDE per scaricare il software corrispondente.

Ho usato le librerie esterne che devi installare prima:

• Adafruit_NeoPixel
• PinChangeInterrupt

Il mio software è molto semplice e mi aspetto che tu lo modifichi:

• All'accensione il ledstrip lampeggerà 3 volte come messaggio di benvenuto.
• Quindi il microcontrollore entra in modalità di sospensione.
• Quando viene rilevato un movimento, riattiva il microcontrollore e accende la striscia led.

Giocando con il software potrai cambiare colori, ritardi ecc…

Godere !!

Secondo classificato nella sfida di progettazione PCB