Arduino Multi Light Controller - Ajarnpa

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

Een collega en kunstenaar Jim Hobbs was van plan een vrijstaande installatie te bouwen voor een tentoonstelling die hij aan het samenstellen was. Deze installatie zou bestaan uit 8 planken die een parabolische vorm vormen. Op elk van de 8 planken moesten 10 gloeilampen worden gemonteerd. Deze 8 groepen/planken met gloeilampen zouden automatisch en individueel moeten worden geschakeld, zodat we verlichtingspatronen konden creëren. Het stuk verwijst naar de lichttestrekken bij General Electric.

We werkten samen aan de technische kant van het stuk en besloten om de controller centraal op de structuur te plaatsen en te baseren op een Arduino nano.

Hoewel dit allemaal heel specifiek is, geven de principes en code in deze tutorial een goed startpunt voor het gebruik van arduino met relais om hogere spannings- of stroombelastingen te regelen. er zijn ook veel mogelijkheden met een controller als deze als het een iets andere richting zou worden geduwd. Kijk eens bij de laatste stap 'scope en mogelijkheden' voor wat ideeën!

Elektriciteit met hoogspanning kan gevaarlijk zijn en mag alleen door competente personen worden uitgevoerd. Als u helemaal geen ervaring heeft op dit gebied of niet zeker bent, laat de elektrische installatie dan controleren door een elektricien voordat u de stekker in het stopcontact steekt.

Benodigdheden

Onderdelen (alternatieven voor de gekoppelde onderdelen zijn beschikbaar)

- Arduino Nano

- 5v Relaismodule 8 kanaals

- Mini breadboard

- [30x] klemmenblokken 2,5 mm

- 1,5 mm enkeladerige flex (kabel) - in bruin, blauw, geel/groen

- [8x] stopcontacten

- gezekerde inlaatbus

- krimpklemmen

- 1A 12v voeding

- Startkabels mannelijk-vrouwelijk van 20 cm

-Behuizing

Gereedschap

- Precisie-schroevendraaierset

- Fijn gesneden zaag

- Dremel/roterende multitool

- Oefening

- Multimeter

- Liniaal of combinatievierkant

- Inbus-/inbussleutels

- Sleutel/dopsleutelset

- Krimpklemgereedschap

- Draadstripper

- Punttang

Stap 1: Het maken van de montageplaat en lay-out

We moeten een plaat maken om aan de onderkant van onze behuizing te zitten om onze componenten op te monteren. Ik heb een stuk multiplex van 6 mm gebruikt, je kunt bijna elk plaatmateriaal gebruiken, maar zorg ervoor dat het stijf en niet geleidend is. Dunnere materialen vergemakkelijken de montage en nemen minder ruimte in beslag. Sommige kasten worden geleverd met bodemplaten, deze voldoen aan verschillende normen met betrekking tot geleidbaarheid en brandeigenschappen.

nu u uw montageplaat van de juiste maat heeft, kunt u de componenten erop plaatsen om een lay-out te berekenen. Deze stap goed uitvoeren is cruciaal om ervoor te zorgen dat de rest van de build eenvoudig is en dat de bedrading netjes is. Denk aan kabellopen, voldoende ruimte tussen onderdelen, hoogte stopcontact etc.

Als u tevreden bent met de positionering, markeert u de posities, boort u de relevante gaten en monteert u uw componenten. Ik heb het triplex geolied voorafgaand aan de montage.

Stap 2: Snijd gaten voor inlaat/uitlaten in behuizing

De stopcontacten zijn op de behuizing zelf gemonteerd. Ik heb ervoor gekozen om IEC-aansluitingen te gebruiken omdat ze betrouwbaar en relatief universeel zijn, maar ze zijn een moeilijke vorm als het gaat om het snijden van de gaten voor montage. Ik heb een PDF-sjabloon bijgevoegd voor beide soorten sockets die hier worden gebruikt. Dit kan worden afgedrukt en gebruikt om te markeren voorafgaand aan het snijden, of u kunt uw eigen sjabloon van karton maken zoals ik deed.

Er is een tool om deze sockets uit te snijden, maar als je deze Instructable leest, heb je er waarschijnlijk geen toegang toe. Ik heb er geen, dus boorde ik gaten in het midden van het afgebakende gebied en gebruikte ik een Dremel om de omtrek uit te knabbelen.

We gebruiken een mannelijke aansluiting voor de stroomingang en vrouwelijke stopcontacten voor de stopcontacten. Dit is om de mogelijkheid van blootliggende live-pinnen te elimineren. Live-pinnen moeten worden verborgen zoals ze zich op de vrouwelijke aansluitingen bevinden. Dit principe moet normaal worden gebruikt bij het gebruik van connectoren met hoge spanningen.

Stap 3: Hoogspanningszijde bedraden

WAARSCHUWING - Elektriciteit met hoogspanning kan gevaarlijk zijn en mag alleen worden uitgevoerd door competente personen. Als u helemaal geen ervaring heeft op dit gebied of niet zeker bent, laat de elektrische installatie dan controleren door een elektricien voordat u de stekker in het stopcontact steekt.

Gebruik de 1,5 mm tri-rated flex-kabels voor al het volgende. Gebruik kleuren die van toepassing zijn op de normen in uw land. In het VK gebruiken we over het algemeen bruin, blauw en geel/groen voor respectievelijk Live, neutraal en aarde - dit kan per locatie verschillen.

Begin met het bedraden van uw stroomrails met behulp van rijen van 8x aansluitblokken. Deze verdelen de stroom naar elk van de stopcontacten. We doen dit door startkabels te maken om elke terminal aan één kant aan te sluiten.

zodra u uw busbars hebt gemaakt, leidt u een kabel van elk van de terminals (Live, Neutral, Earth) op de voedingsingang naar de eerste terminal van de respectieve L-, N- en E-terminalblokbusbars.

U kunt kabels van de stroomvoerende en neutrale busbars rechtstreeks naar de stopcontacten leiden, met behulp van krimpklemmen aan de uiteinden om ze met de aansluitingen van het stopcontact te verbinden.

We zullen neutraal gebruiken om te schakelen, dus leg de bekabeling tussen de centrale (gemeenschappelijke) terminal op elk relais naar elk van de terminals op de neutrale busbar.

U moet dan een andere kabel van de NO-aansluiting (normaal open) op elk van de relais naar elk van de stopcontacten leiden. Dit betekent dat het circuit 'Normaal Open' zal zijn en dat we het relais moeten activeren met behulp van de Arduino om het te 'sluiten' en zo de lichten aan te doen.

je moet de bruine en blauwe kabels op je 12v-voeding aansluiten om deze van voeding te voorzien. Deze kunnen worden gekrompen in de klemmen die rechtstreeks zijn aangesloten op de hoofdstroomingang C14, of kunnen worden aangesloten op de L + N-rails.

Netheid staat hier centraal.

Stap 4: Bedrading van de laagspanningszijde

De Arduino wordt gebruikt om de relais te activeren en het circuit te sluiten. De Arduino werkt op een 'logic level voltage', wat betekent dat het ongeveer 5v levert wanneer een pin is ingesteld op 'HIGH' (aan). We kunnen de Arduino zelf echter van stroom voorzien met tussen 9-12v in de VIN-pin. Ik kies er vaak voor om een 12v-voeding te gebruiken, zoals ik in dit geval heb gedaan, omdat het nogal een standaard is en er veel componenten beschikbaar zijn die op 12v werken. Je kunt de Arduino ook van stroom voorzien met een USB die een 5v-voeding levert.

We hebben ervoor gekozen om een 5v-relaismodule te gebruiken, omdat deze overeenkomt met de 5v-uitgang die de Arduino geeft om deze van stroom te voorzien en te schakelen.

Dus om te beginnen, duw de Arduino Nano op het breadboard en zorg ervoor dat deze het midden kruist, zodat de pinnen aan weerszijden niet verbonden zijn.

Opmerking - U zult kunnen zien dat ik mijn startkabels op de relaismodule heb gesoldeerd, het gebruik van mannelijke naar vrouwelijke startkabels is gemakkelijker, maar ik had er geen.

Duw de rode en zwarte draden van de 12v-voeding in de breadboard-rijen naast respectievelijk de VIN- en GND-pinnen om de Arduino van stroom te voorzien.

Leid een zwarte jumperkabel van een sleuf in het breadboard op de GND-rij van de Arduino naar de GND-pin op de relaismodule

Leid een rode jumperkabel van 5v op de Arduino naar VCC op de relaismodule.

Leid (andere gekleurde indien beschikbaar) startkabels van D2-D9 op de Arduino naar 1-8 op de relaismodule. Deze worden gebruikt om de relais te activeren/schakelen.

Stap 5: Coderen en testen

Om te testen kun je de bijgevoegde code downloaden (open deze met de gratis te downloaden Arduino IDE-software). Het is erg basic, maar legt de basis voor modificatie. Deze code schakelt eenvoudig elk stopcontact in (van 1 tot en met 8) met tussenpozen van 10 seconden en schakelt vervolgens alles uit voordat het wordt herhaald. Dit maakte eenvoudige testen mogelijk. Omdat Jim alle gloeilampen heeft die ik heb getest met een multimeter op de pinnen, zou het gemakkelijk genoeg zijn om een testlamp aan te sluiten die betrouwbaarder zou kunnen zijn.

Jim wilde dat de lichtschakeling een 'choreografie' zou volgen, dus ik wijzigde eenvoudig de schakeling en de duur om aan zijn eisen te voldoen. De code hiervoor is vergelijkbaar en niet complexer dan de testcode, zij het met langere lussen.

Stap 6: Definitieve installatie

We monteerden de schakelkast in het midden van de verlichtingsstructuur en moesten gewoon de voedingen naar de verlichtingsplanken in flex van hun aansluitdozen aansluiten en eindigen in een mannelijke IEC c14-aansluiting, dit keer geen IEC in paneelmontage.

We hebben deze plug/socket-combinaties gebruikt om de installatie eenvoudig te monteren en demonteren, zoals deze in toekomstige shows kan worden geïnstalleerd. Er zou echter geen probleem zijn met harde bedrading in de verlichting en het vermijden van de kosten van de stopcontacten als het een vaste inrichting zou zijn.

Stap 7: Scope + Mogelijkheden

Dit project is een goede eerste stap in het gebruik van relaismodules en het leren verbinden van gesplitste spanningssystemen met de Arduino. Ik denk echter dat het ook een goede basis is voor het maken van projecten die met een paar toevoegingen en aanpassingen iets verder gaan. De Arduino is zeer veelzijdig en gemakkelijk te gebruiken, hier zijn enkele snelle ideeën voor projecten op basis van deze die ik bedacht tijdens het schrijven van deze tutorial…

- Controle over andere zaken. De relaismodules kunnen veel stroom opnemen. Een opstelling als deze kan worden gebruikt om allerlei dingen te besturen. 8 foodprocessors aansluiten en schakelen om een soundtrack te maken? je waterkoker aanzetten voor als je wakker wordt?

- Een sensor gebruiken en een feedbackloop creëren. De Arduino heeft analoge ingangen voor het gebruik van sensoren. Er zijn er veel beschikbaar die gericht zijn op gebruik met de Arduino, waardoor ze gemakkelijk te gebruiken zijn. Een controlebox zoals deze met een lichtsensor kan worden gebruikt om verschillende lichten aan te doen wanneer het buitenlicht op bepaalde punten komt, bewegingssensoren kunnen verschillende lampen inschakelen wanneer u naar verschillende delen van een ruimte of gebouw gaat, stroomsensoren kan worden gebruikt om een wasmachine aan te zetten wanneer uw telefoon volledig is opgeladen. Er kan een zoemer klinken wanneer uw hond een perimeter overschrijdt, enz. Bekijk enkele sensoren om uw ideeën hier te laten stromen

- Gegevens van internet gebruiken. Verschillende organisaties en websites zullen API-sleutels (Application Programming Interface) vrijgeven waarmee u hun verschillende diensten en gegevens voor uw eigen toepassing kunt gebruiken. U kunt verschillende sets met live-gegevens gebruiken om gegevens te leveren voor een feedbacklus voor uw Arduino. U kunt bijvoorbeeld het luchtkwaliteitsnetwerk van LAQN gebruiken om de luchtkwaliteit in uw omgeving te meten, wat ertoe kan leiden dat er een gloeilamp gaat branden wanneer het kooldioxidegehalte laag is, zodat u een uitstapje kunt maken naar de winkels tijdens optimale luchtkwaliteitsniveaus. Er zijn meer bruikbare ideeën beschikbaar. Bekijk het hier

- Met behulp van knoppen of een toetsenbord - De lichten die op de controller zijn aangesloten, kunnen worden geschakeld met een aantal knoppen (het meest duidelijk 8). Deze functionaliteit kan worden ingebouwd in een synthesizer die zowel geluiden maakt als de lichten verwisselt wanneer deze wordt afgespeeld, voor een hele visuele, hoorbare ervaring.