Controller LED RGB: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

10 giorni prima di Natale avevo ancora bisogno di un regalo per mio marito, che vive nell'era di Amazon, il che significa che acquistare qualcosa dello scaffale non era un'opzione.

Aveva bisogno di una luce per il suo ufficio e gli piace cambiare le cose ogni tanto. La sua scrivania è anche convenientemente posizionata davanti al davanzale di una finestra. L'illuminazione RGB controllabile mi è venuta subito in mente. Doveva essere abbastanza luminoso da illuminare la sua scrivania e lui doveva avere il controllo del colore.

Vi presento, il Controller LED RGB.

(Vedi video sotto)

Passaggio 1: parti:

Ho usato le seguenti parti:

1x Sparkfun Pro Micro 5V/16MHz (https://www.sparkfun.com/products/12640) Ho cercato prima Arduino, ma poco prima di Natale era tutto esaurito. Lo Sparkfun si è rivelato altrettanto buono e le istruzioni sul loro sito Web rendono molto facile l'uso del software di programmazione Arduino. Per adattarlo alla Protoboard ho dovuto inserire dei perni nei fori dei Pin. Ha funzionato meglio saldarli mentre erano collegati al ProtoBoard con il micro controller in posizione.

2 strisce LED RGB sigillate da 1 m 60 LED/m (https://www.sparkfun.com/products/12023) Non troppo costose e abbastanza luminose da illuminare la scrivania con 14 W/m

1x Protoboard (https://www.sparkfun.com/products/9567) A causa dei 2 giorni in cui ho dovuto testare, eseguire il debug e assemblare il tutto, ho usato una Protoboard. Tiene i fili abbastanza stretti e posso spostare facilmente i collegamenti. Anche la corrente di 2-3A per le due strisce LED che sto usando non è troppo alta.

3x MOSFET di potenza (https://www.digikey.com/products/en?keywords=IRF84…Dovevano essere in grado di gestire un bel po' di corrente, e questi possono farlo con oltre 3A/Unità a 12V D/ Tensione di commutazione S e 5 V. So che sono eccessivi, ma volevo andare sul sicuro.

Potenziometri slider 3x 100mm 10k (https://www.digikey.com/products/en?keywords=987-1…So che avrei potuto usare potenziometri normali, ma i cursori grandi sono molto più soddisfacenti da usare.

1x interruttore (https://www.digikey.com/product-detail/en/zf-elect… per accendere e spegnere il tutto.

1x Alimentatore 12V 3A (https://www.amazon.com/ANVISION-2-Pack-Adapter-5-5… Le 2 strisce LED avranno bisogno di max 2,4 A a piena luminosità. L'Arduino non ha bisogno di quasi nulla, quindi un 3A Fornitura che ho trovato sufficiente.

1x Barrel Receptor (https://www.digikey.com/products/en?keywords=%09EJ…Così possiamo collegare il nostro alimentatore al controller di cui abbiamo bisogno questo piccoletto. Preferisco collegare le cose che arrivano dall'esterno, perché trovo che i dispositivi che hanno un mucchio di fili penzolanti non siano molto convenienti.

2x coppie di connettori CPCSupporti telaio (https://www.mouser.com/productdetail/te-connectivi…connettori LED(https://www.mouser.com/productdetail/te-connectivi…

Altre cose: alcuni cavi 20-24AWG in vari colori, un piccolo potenziometro regolare che avevo nel mio cassetto per il controllo della luminosità, un pulsante di interruzione, 4 resistenze da 5kOhm e 3 LED da 5V con resistenze integrate.

Passaggio 2: parti stampate

Per un contenitore ne ho progettato uno in Fusion 360.

Avevo bisogno della custodia principale per tutta l'elettronica e di alcune manopole per i potenziometri. Dal momento che non sapevo ancora dove verrà montata questa cosa, potrebbero essere accessibili solo due lati.

Abbiamo fori da 1/4 sulla parte superiore per i LED, il pulsante Interrupt e il potenziometro di controllo della luminosità (5 in totale). Sul lato sinistro ho un ampio ritaglio per l'interruttore, un piccolo ritaglio per un cavo micro USB, quindi l'Arduino può essere riprogrammato senza dover prendere il controller, 2 fori per connettori femmina CPC a 4 pin e un foro da 8 mm per il barrel jack.

Sul Fronte ci sono solo le 3 fessure per le maniglie del Potenziometro e i fori per le viti 4-40.

Ho stampato le Manopole su una zattera e in gruppo, il che porta sempre a risultati migliori su stampanti FDM per piccoli oggetti. L'allegato ho stampato sul pannello posteriore in piedi per un supporto minimo.

La piastra di base si avvita nella custodia. Non avevo viti a testa piatta, quindi ho dovuto incollare quadrati di feltro sul fondo della custodia in modo che non poggi su queste viti e graffi il tavolo.

Passaggio 3: cablaggio

Per prima cosa ho saldato fili lunghi a tutte le parti di cui avevo bisogno (potenziometri, barrel jack, pulsanti, interruttori ecc.) in modo da non doverlo fare nella custodia. Poi ho assemblato l'elettronica su un banco per testare le diverse funzioni e risolvere eventuali bug software o di cablaggio. Ho scoperto che collegare il MOSFET Gate al PWM a 8 bit su Arduino porta a cambiare colore e non funziona. L'utilizzo dei PWM a 10 (Pin 5, 6) e 16 bit (Pin 9) porta invece a dissolvenze lisce come il burro (sto ancora scrivendo solo 8 bit sui Pin PWM).

(Vedi lo schema elettrico per cosa è collegato a cosa)

Passaggio 4: assemblaggio

Dopo aver testato il cablaggio, ho assemblato tutto all'interno della custodia. Il fatto di aver saldato il più possibile all'esterno della custodia ha aiutato molto, così come il premontaggio dei connettori.

Ho scoperto che le pinze sono molto utili per inserire i fili nei fori giusti sulla Protoboard. Ho tagliato i fili alla lunghezza giusta appena prima di collegarli, in modo che tutto sia il più pulito possibile.

Alla fine ho avvitato la piastra di base e ci ho attaccato dei pezzi di feltro, in modo che poggi bene sul tavolo.

Passaggio 5: programmazione

Lo Sparkfun viene programmato tramite il software Arduino (vedi per le istruzioni:

Il programma include la libreria EEPROM per salvare l'ultima modalità operativa, in modo che il controller non perda lo stato in cui si trova quando si accende e si spegne.

Il potenziometro aggiuntivo in alto regola la luminosità in tutte le modalità senza alterare il colore visualizzato.

Ci sono 3 modalità, quindi i 3 LED di stato in alto.

Modalità 1: Modalità RGB (solo 1 LED di stato è acceso) I 3 potenziometri controllano individualmente la luminosità di rosso, verde e blu. Viene visualizzato un colore fisso.

Modalità 2: Modalità dissolvenza RGB (2 LED di stato accesi) In questa modalità tutti e tre i colori sono su un orologio (rosso su 12, verde su 4 e blu su 8 per esempio). La lancetta dell'orologio ruota in senso orario e viene visualizzato un mix di tutti e tre i colori a seconda della sua posizione. Il primo potenziometro controlla la velocità di dissolvenza (velocità della lancetta) Il secondo potenziometro determina quale colore è a ore 12. (Ruota l'orologio) Il terzo potenziometro determina quanto ruota la lancetta dell'orologio prima di tornare indietro. Questa modalità consente di sfumare tra due colori sull'orologio.

Modalità 3: Dispersione RGB (tutti e 3 i LED di stato sono accesi) In questa modalità ogni colore ha il proprio orologio e ogni potenziometro controlla la velocità di una maniglia. Il potenziometro 1 controlla il rosso, il potenziometro 2 controlla il verde e il potenziometro 3 controlla il blu. viene visualizzato un motivo di colore apparentemente casuale a causa del lungo tempo prima che si ripeta. (La mia modalità preferita)