Pimp je LED-lamp: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Bij het kopen van boodschappen bij de Lidl-supermarkt in Nederland, kwam mijn vrouw een zeer goedkope (2,99 Euro) LED-lamp tegen met vezels aan de bovenkant. In deze LED-lamp zitten drie LED's, een rode, een groene en een blauwe die een eenvoudig maar leuk effect creëren. Op de foto is te zien hoe de LED Lamp eruit ziet. De LED-lamp gebruikt drie AA-batterijen als stroomvoorziening.

De LED Lamp had één nadeel. Aan de onderkant van de LED Lamp zit een schakelaar dus in- en uitschakelen betekent dat je de LED Lamp moet optillen, met kans op breken van de LED Lamp. Dit nadeel was de aanleiding voor dit project ‘Pimp your LED Lamp’.

Het idee was om de LED-lamp op afstand bedienbaar te maken, zodat je hem niet elke keer dat je hem wilt in- of uitschakelen, hoeft op te tillen - alleen bij het vervangen van de batterijen. En terwijl ik eraan werkte, heb ik ook de drie afzonderlijke rode, groene en blauwe LED's vervangen door drie RGB-LED's, zodat ik meer kleuren en meer patronen kon creëren.

Dus na het voltooien van dit project kwam de Pimped LED Lamp uit met de volgende functies die allemaal kunnen worden bediend via een Philips RC5/RC6-afstandsbediening:

• Stand-by = Aan/Stand-by
• Dempen = Fabrieksinstellingen
• Volume omhoog = helderheid omhoog
• Volume omlaag = helderheid omlaag
• Programma omhoog = versnellen
• Programma omlaag = snelheid omlaag
• Cijfer 0 = LED's aan in witte kleur
• Cijfer 1 = origineel LED-lamppatroon, verandert van rood naar blauw naar groen
• Cijfer 2 = Bewegend wit kleurenpatroon
• Cijfer 3 = Bewegend RGB-kleurenpatroon
• Cijfer 4 = regenboogkleurenpatroon
• Cijfer 5 = Willekeurig kleurvervagingspatroon
• Cijfer 6 = Bewegend willekeurig kleurenpatroon
• Cijfer 7 = vervagend RGB-kleurpatroon
• Cijfer 8 = Testpatroon

Ik ben een grote fan van de PIC-microcontroller en heb graag volledige controle over wat ik maak, dus ik heb geen bibliotheken gebruikt, maar alle onderdelen van de software zelf gemaakt. Dit was ook nodig omdat het aansturen van alle LED's via Pulse Width Modulation (PWM) n-software tijdrovend is, dus de code is in sommige delen geoptimaliseerd voor snelheid. Arduino-fans kunnen natuurlijk alle beschikbare bibliotheken gebruiken, maar ik denk dat je zelf iets moet schrijven om 9 (3-voudige RGB) LED's via PWM aan te sturen.

De elektronica is vrij eenvoudig en vereist niet veel componenten, dus het zou allemaal in de originele behuizing van de LED-lamp kunnen worden ingebouwd.

Stap 1: Stap 1: Lampingrediënten

Om deze LED lamp te pimpen heb je het volgende nodig:

• 1 * LED-lamp:
• 3 * RGB-LED's
• 1 * PIC-microcontroller 16F1825 + 14-pins IC-socket
• 1 * TSOP4836 IR-ontvanger
• 2 * 100nF keramische condensator
• 1 * 33k weerstand
• 3 * 150 Ohm weerstand:
• 6 * 120 Ohm weerstand:
• 3 * AA (oplaadbare) batterijen
• 1 * Klein stukje breadboard

Stap 2: Stap 2: De elektronica bouwen

Zie het schema en de afbeeldingen.

De elektronica bestaat uit twee kleine breadboards, één voor de nieuwe RGB-leds en één voor de microcontroller. Het nieuwe bord met RGB-leds vervangt het vorige bord met de rode, groene en blauwe led. Op de foto zie je zowel het nieuwe RGB LED breadboard als het originele LED board.

Het microcontrollerbord is gemonteerd aan de zijkant van de binnenkant van de LED-lampbehuizing en is via draden verbonden met het RGB LED-bord.

Aangezien ik ook de PIC-controller heb geprogrammeerd terwijl ik de LED-lamp aan het ontwikkelen was, is er een header op het bord, maar die is niet vereist voor normaal gebruik.

Ten slotte wordt de ontvangen IR op het RGB LED-bord gelijmd. Ik wilde geen gat maken in de behuizing van de LED-lamp en op deze manier werkt het nog steeds goed. Natuurlijk moet je dichter bij de LED-lamp zijn als je hem wilt bedienen.

Stap 3: Stap 3: de software

Zoals eerder vermeld, is de software geschreven voor een PIC16F1825. Het is geschreven in JAL. De software voert de volgende hoofdtaken uit:

• Regeling van de helderheid van de LED's met behulp van pulsbreedtemodulatie. Hiervoor gebruikt hij twee timers, een voor het maken van de verversingsfrequentie en een timer voor het maken van de duur van de puls, de aan-tijd van de LED. De verversingsfrequentie is ongeveer 70 Hz, wat voldoende is om niet opgemerkt te worden door het menselijk oog. De LED's kunnen in 255 stappen worden gedimd. Dit betekent dat de timer voor het regelen van de duur die loopt op 255 keer 70 Hz ongeveer 18 kHz is. Door deze relatief hoge frequentie is het deel van de code geoptimaliseerd voor snelheid.
• Het decoderen van de berichten van de afstandsbediening. Hiervoor gebruikt het een capture-timer die de duur van de bits vastlegt bij elke verandering van de interrupt. Het Philips-afstandsbedieningssysteem maakt gebruik van tweefasige codering en de enige manier om berichten te decoderen zonder het bericht verkeerd te interpreteren in geval van interferentie, is door zowel de hoge als de lage bittijd te meten.
• Een willekeurige functie om enkele willekeurige patronen te maken.
• Het maken van de verschillende patronen.
• Software om gegevens op te slaan en op te halen uit de EEPROM.
• Slaapmodus om de processor te stoppen wanneer de LED-lamp in de standby-modus staat.
• Last but not least het combineren van alles om het werkend te krijgen.

De PIC-controller draait op een interne klok met een frequentie van 32 MHz. Het Intel Hex-bestand is bijgevoegd voor het programmeren van de PIC-controller.

Stap 4: Stap 4: De LED-lamp bedienen

Wanneer u de LED-lamp voor de eerste keer inschakelt, wordt het originele patroon gebruikt, wat overeenkomt met het indrukken van cijfer 1 op de afstandsbediening. Alle eerder genoemde functies kunnen worden gebruikt. Deze bedieningsmodus wordt ook geselecteerd als u op de Mute-knop drukt, omdat dit de LED-lamp terugzet naar zijn oorspronkelijke waarden.

Als de LED-lamp in stand-by wordt gezet, gaat hij verder waar hij was nadat hij weer is ingeschakeld. De LED-lamp onthoudt altijd de laatste bedrijfsmodus voordat hij in stand-by gaat, omdat deze is opgeslagen in de interne EEPROM van de PIC-controller, dus zelfs na het vervangen van de batterijen gaat hij verder met de laatst geselecteerde bedrijfsmodus.

De video toont links de werking van de originele LED Lamp en rechts de werking van de Pimped LED Lamp. In de video worden enkele bedieningsmodi getoond, maar niet allemaal. Het effect is beter zichtbaar in het donker en het knipperen van de LED's is niet zichtbaar met het menselijk oog.

Natuurlijk kunt u andere LED-lampen gebruiken voor uw project en ik hoop dat dit project u heeft geïnspireerd om er zelf een te maken.