Ronde De Nuit: 7 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Het doel van dit project is om met een gekleurde ledstrip een nachtlampje te laten activeren door een bewegingssensor.

Mijn idee was om een diffuus licht rond mijn bed te krijgen, maar zonder iets te schroeven, plakken of pluggen.

Het werkt dus op NiMH AA-batterijen, het is gemaakt van 3D-printen en is ontworpen om op de grond te leggen, onder je bed.

Ik stel 2 modellen voor: een ontwerp met volle maan en een halve maan.

Stap 1: Stuklijsten

Elektronica:

• WS2812 ledstrip (110cm lengte voor volle maan en 60 cm voor halve maan)
• HC SR501 PIR bewegingssensor (1 voor halve maan, 3 voor volle maan)

• XH-connectoren (steek 2,54 mm)

  krimptang voor deze connectoren

• USB seriële adapter
• LDR-sensor
• een 4 * AA-batterijhouder
• 4 AA NiMH-batterijen
• Aan / uit knop
• atmega328p (arduino geprogrammeerd)

Elektronica voor de printplaat:

Componenten vermeld in het eagle-bestand

Mechanica:

• M3 * 10mm bouten
• M3 * 5mm bouten
• M3 kraan

Hulpmiddel:

• Lijmpistool
• NiMH-oplader

Stap 2: Vaardigheden

Om het project te maken heb je nodig:

• een 3D-printer met een mondstuk van 0,4 mm of minder

• om Eagle te gebruiken om de PCB te bestellen en te maken

  Als u zich hier niet aan voelt, neem dan contact met mij op, ik kan u een PCB bezorgen met alle benodigde componenten

• Arduino-vaardigheden:

  • installeer de vereiste bibliotheken
  • de software compileren en downloaden
  • programmeer optioneel een atmega328p met de arduino-bootloader (of je kunt het van een arduino-bord nemen om deze stap te vermijden)

Stap 3: 3D printen

Ik stel 2 modellen voor: een model met volle en een halve maan.

Ik geef je hier:

• STL-bestanden voor direct printen
• Fusion 360-bestanden als je het wilt aanpassen

Afdrukparameters:

• 0,3 mm lagen
• 0,4 mm-extruder
• PLA

Stap 4: De PCB-controller

Mijn PCB is gemaakt rond een atmega328p (met arduino bootloader geprogrammeerd):

• De seriële poort is verbonden met een 6 pinheader-connector, met als doel een seriële USB-adapter aan te sluiten

• AQV20 is een fotoMOS-relais. Het doel hier is om de stroom voor de Led Strip te schakelen.

  • Ik had een aantal AQV20-componenten in mijn voorraad, maar ik heb gezien dat ze niet gemakkelijk te vinden zijn. U kunt een equivalent nemen zoals een AQV21.
  • Ik geef een alternatief bordschema dat een MOSFET gebruikt om deze AQV20 te vervangen, maar het is nog niet getest.
• De FERRITE wordt gebruikt om ruis te filteren. Ik heb tijdens mijn tests gemerkt dat de PIR-sensoren soms kunnen oscilleren. Ik ben er niet achter wat de exacte reden is, maar ik besloot de FERRITE toe te voegen, omdat het goed werkt;-)

• Het bord wordt gevoed door 4 NiMH AA batterijen = 4*1.2V = 4.8 V

  • 4,8 V is de nominale spanning, wat eigenlijk niets betekent
  • Als de accu's volledig zijn opgeladen, meet ik minimaal 5,1 V, bij het ontladen daalt de spanning

• De spanning wordt geregeld door een hoogrenderende boost-converter MT3608

  • Als er geen lading is, is de stroom minder dan 1mA
  • T1 pas de spanning aan, zorg ervoor dat u T1 instelt op 15k om 5V aan de uitgang te krijgen

Hoe werkt het ?

• De PIR-sensoren worden aangesloten op PIR1/2/3 XH-connectoren.
• Als we beginnen, gaat de atmega snel in slaapstand. De verbruikte stroom is dan < 1 mA.
• Wanneer een sensor een beweging detecteert, stuurt deze een +5V op de corresponderende pin (4, 11, 13) en wekt de atmega.
• Vervolgens activeert de atmega het photoMOS-relais, dat de Led Strip (aangesloten op STRIP XH) van stroom voorziet. Gegevens worden verzonden op de enkele lijn BUS (pin 12 van de atmega).

1. ronde 1.0 is gemaakt en getest, het werkt goed
2. ronde 1.1 heeft het fotoMOS-relais AQV20 vervangen door een MOSFET-transistor, deze is nog niet getest

Stap 5: De LDR Assy

In het begin dacht ik er niet aan om een lichtsensor te gebruiken, maar het is inderdaad meer dan handig om de batterij te sparen.

Dus ik heb een lichtafhankelijke weerstand in serie gesoldeerd met een weerstand van 10 Mohm, deze op een krimpkous gezet en een XH-connector toegevoegd.

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

Ik gebruik de PIR1-connector de plug van deze LDR-assemblage. Voor de halve maan is het ok, voor de volle maan neemt het de plaats in van een PIR-sensor. Dus ik moest een keuze maken.

Ik wil een nieuw bord ontwerpen met een extra connector voor lichtsensor. Voor toekomstig gebruik…

Stap 6: Montage

1. Tik op de gaten met M3
2. Soldeer de LDR Assy

3. Maak de XH-connectoren voor:

   1. PIR-sensoren
   2. Batterijhouder
   3. Loden strip
   4. Aan/uit-schakelaar
4. Soldeer de Led Strip, knip en plak hem
5. Gebruik een lijmpistool om de PIR-sensor(en) te lijmen
6. Schroef de printplaat met M3 - 5 mm lang

7. Sluit alle connectoren aan:

   1. Voor halve maan: LDR op PIR1 & PIR-sensor op PIR2
   2. Voor volle maan: LDR op PIR1 & PIR-sensoren op PIR2 en PIR3

Stap 7: Laad de software

Sluit de USB-seriële interface aan zoals weergegeven in de bovenstaande foto. Zorg voor de oriëntatie!! Als je het in omgekeerde richting aansluit, zal het het bord niet beschadigen, maar het is beter om het te vermijden.

Gebruik Arduino IDE om de bijbehorende software te downloaden.

Ik heb externe bibliotheken gebruikt die je eerst moet installeren:

• Adafruit_NeoPixel
• PinChangeInterrupt

Mijn software is erg basic en ik verwacht dat je het aanpast:

• Bij het opstarten zal de ledstrip 3 keer knipperen als welkomstbericht.
• Dan gaat de microcontroller in slaapstand.
• Wanneer een beweging wordt gedetecteerd, wordt de microcontroller wakker en gaat de ledstrip branden.

Als je met de software speelt, kun je kleuren, vertragingen enz.

Genieten van !!

Tweede plaats in de PCB-ontwerpuitdaging