Controlador Arduino Multi Light: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Un colega y artista Jim Hobbs planeaba construir una instalación independiente para una exposición que estaba organizando. Esta instalación constaría de 8 estantes formando una forma parabólica. Cada uno de los 8 estantes debía tener 10 bombillas montadas. Estos 8 grupos / estantes de bombillas tendrían que cambiarse automática e individualmente para que podamos crear patrones de iluminación. La pieza hace referencia a los bastidores de prueba de luz de General Electric.

Trabajamos juntos en el lado técnico de la pieza y decidimos tener el controlador ubicado en el centro de la estructura y basado en un Arduino nano.

Aunque todo esto es muy específico, los principios y el código involucrados en este tutorial brindan un buen punto de partida para usar arduino con relés para controlar cargas de voltaje o corriente más altas. También hay muchas posibilidades con un controlador como este si se empujara en una dirección ligeramente diferente. ¡Eche un vistazo al último paso 'alcance y posibilidades' para obtener algunas ideas!

La electricidad de alto voltaje puede ser peligrosa y solo debe ser realizada por personas capacitadas. Si no tiene experiencia en este campo o no está seguro, haga que un electricista revise la electricidad antes de enchufarlo.

Suministros

Piezas (existen alternativas a las piezas vinculadas)

- Arduino Nano

- Módulo relé 5v 8 canales

- Mini tablero

- [30x] bloques de terminales de 2,5 mm

- Cable flexible de un solo núcleo de 1,5 mm - en marrón, azul, amarillo / verde

- [8x] tomas de corriente

- toma de entrada fusionada

- terminales de crimpado

- Fuente de alimentación 1A 12v

- Cables de puente macho-hembra de 20cm

-Recinto

Instrumentos

- Juego de destornilladores de precisión

- Sierra de corte fino

- Dremel / multiherramienta rotativa

- Taladro

- multímetro

- Regla o escuadra combinada

- Llaves Allen / hexagonales

- Juego de llaves / vasos

- Herramienta de terminal de crimpado

- Pelacables

- Pinzas de punta de aguja

Paso 1: Realización de la placa de montaje y distribución

Necesitamos hacer una placa en la parte inferior de nuestro gabinete para poder montar nuestros componentes. Usé una pieza de madera contrachapada de 6 mm, puede usar casi cualquier material de hoja, pero asegúrese de que sea rígido y no conductor. Los materiales más delgados facilitan el montaje y ocupan menos espacio. Algunos gabinetes se suministran con placas base, que cumplirán con varios estándares relacionados con la conductividad y las propiedades de fuego.

Ahora que tiene su placa de montaje del tamaño correcto, puede colocar los componentes en la parte superior para formar un diseño. Hacer este paso correctamente es crucial para garantizar que el resto de la construcción sea fácil y que el cableado esté ordenado. Piense en los tendidos de cables, dando suficiente espacio entre las piezas, la altura de la toma de corriente, etc.

Una vez que esté satisfecho con el posicionamiento, marque las posiciones, taladre los orificios correspondientes y monte sus componentes. Lubrí la madera contrachapada antes de montarla.

Paso 2: Corte los orificios para la entrada / salida en el gabinete

Las tomas de corriente están montadas en el propio armario. Elegí usar enchufes IEC porque son confiables y relativamente universales, sin embargo, tienen una forma difícil cuando se trata de cortar los orificios para el montaje. He adjuntado una plantilla PDF para los dos tipos de sockets que se utilizan aquí. Esto se puede imprimir y usar para marcar antes de cortar, alternativamente, puede hacer su propia plantilla de cartón como lo hice yo.

Hay una herramienta para cortar estos enchufes, pero si está leyendo este Instructable, es probable que no tenga acceso a uno. No tengo uno, así que hice agujeros en el centro del área marcada y usé una Dremel para mordisquear el perímetro.

Estamos usando un enchufe macho para la toma de corriente y enchufes hembra para los enchufes. Esto es para eliminar la posibilidad de tener pines vivos expuestos. Los pines vivos deben estar ocultos ya que están en los enchufes hembra. Este principio debería utilizarse normalmente cuando se utilizan conectores con altos voltajes.

Paso 3: cableado del lado de alto voltaje

ADVERTENCIA: La electricidad de alto voltaje puede ser peligrosa y solo debe ser realizada por personas competentes. Si no tiene experiencia en este campo o no está seguro, haga que un electricista revise los componentes eléctricos antes de enchufarlo.

Utilice los cables flexibles de triple clasificación de 1,5 mm para todo lo siguiente. Utilice colores aplicables a las normas de su país. En el Reino Unido, generalmente usamos marrón, azul y amarillo / verde para Live, neutral y earth respectivamente; esto puede diferir en su localidad.

Comience por cablear sus barras colectoras utilizando filas de bloques de terminales 8x. Estos distribuirán energía a cada una de las tomas de corriente. Hacemos esto inventando cables de salto para unir cada terminal en un lado.

Una vez que haya hecho sus barras colectoras, coloque un cable desde cada uno de los terminales (vivo, neutro, tierra) en la entrada de energía al primer terminal de las barras colectoras del bloque de terminales L, N y E respectivas.

Puede tender cables desde las barras de bus Vivo y Neutro directamente a las tomas de corriente, utilizando terminales de crimpado en los extremos para unirlos a los terminales del zócalo.

Usaremos neutro para la conmutación, por lo tanto, coloque el cableado entre el terminal central (común) de cada relé y cada uno de los terminales de la barra de bus neutral.

Luego, deberá tender otro cable desde el terminal NO (normalmente abierto) en cada uno de los relés a cada una de las tomas de corriente. Esto significa que el circuito estará 'Normalmente Abierto' y necesitaremos activar el relé usando el Arduino para 'cerrarlo' y así encender las luces.

Deberá conectar los cables marrón y azul en su fuente de alimentación de 12v para proporcionarle una alimentación. Estos se pueden engarzar en los terminales conectados directamente a la entrada de alimentación principal C14, o se pueden conectar a las barras colectoras L + N.

La pulcritud es clave aquí.

Paso 4: Cableado del lado de bajo voltaje

El Arduino se usa para activar los relés y cerrar el circuito. El Arduino funciona con un 'voltaje de nivel lógico', lo que significa que genera alrededor de 5v cuando un pin está configurado en 'HIGH' (encendido). Sin embargo, podemos alimentar el propio Arduino usando entre 9-12 v en el pin VIN. A menudo elijo usar una fuente de 12v como lo he hecho en este caso porque es bastante estándar y hay muchos componentes disponibles que funcionan con 12v. También puede alimentar el Arduino con un USB que proporciona un suministro de 5v.

Hemos optado por utilizar un módulo de relé de 5v ya que coincide con la salida de 5v que Arduino le da a la alimentación y lo cambia.

Entonces, para comenzar, empuje el Arduino Nano en la placa de pruebas, asegurándose de que cruce el centro para que los pines de ambos lados no estén conectados.

Nota: podrá ver que he soldado mis cables de puente en el módulo de relé, usar cables de puente macho a hembra es más fácil, pero no tenía ninguno.

Empuje los cables rojo y negro de la fuente de alimentación de 12v en las filas de la placa de pruebas adyacentes a los pines VIN y GND respectivamente para proporcionar energía al Arduino.

Ejecute un cable de puente negro desde una ranura en la placa en la fila GND del Arduino al pin GND en el módulo de relé

Ejecute un cable de puente rojo de 5v en el Arduino a VCC en el módulo de relés.

Ejecute cables de puente (de diferentes colores si están disponibles) desde D2-D9 en el Arduino hasta 1-8 en el módulo de relé. Estos se utilizarán para activar / cambiar los relés.

Paso 5: codificación y prueba

Para realizar las pruebas, puede descargar el código adjunto (ábralo con el software gratuito para descargar Arduino IDE). Es muy básico pero sienta las bases para la modificación. Este código simplemente enciende cada tomacorriente (de 1 a 8) a intervalos de 10 segundos, luego finalmente apaga todo antes de repetirlo. Esto permitió realizar pruebas sencillas. Como Jim tiene todas las bombillas, probé con un multímetro en los pines, pero sería bastante fácil conectar una bombilla de prueba que podría ser más confiable.

Jim quería que el cambio de luz siguiera una 'coreografía', así que simplemente cambié el cambio y la duración para cumplir con sus requisitos. El código para esto es similar y no más complejo que el código de prueba, aunque con ciclos más largos.

Paso 6: instalación final

Montamos la caja de control en el centro de la estructura de iluminación y simplemente tuvimos que cablear las fuentes de alimentación a los estantes de iluminación en flex de sus cajas de conexiones, y terminar en un enchufe IEC c14 macho, esta vez no un estilo IEC de montaje en panel.

Usamos estas combinaciones de enchufe / enchufe para que la instalación sea fácil de montar y desmontar, ya que puede instalarse en próximas ferias. Sin embargo, no habría ningún problema con el cableado de las luces y evitando el costo de los enchufes si fuera un accesorio permanente.

Paso 7: Alcance + Posibilidades

Este proyecto es un buen paso inicial para usar módulos de relés y aprender a conectar sistemas de voltaje dividido con Arduino. Sin embargo, creo que también es una buena base para crear proyectos que lo lleven un poco más allá con algunas adiciones y modificaciones. El Arduino es muy versátil y fácil de usar, aquí hay algunas ideas rápidas para proyectos basados en este que se me ocurrieron mientras escribía este tutorial …

- Controlar otros elementos. Los módulos de relé pueden consumir mucha corriente. Una configuración como esta podría usarse para controlar todo tipo de cosas. ¿Conectar y cambiar 8 procesadores de alimentos para hacer una banda sonora? encendiendo la tetera para cuando te despiertes?

- Usar un sensor y crear un circuito de retroalimentación. El Arduino tiene entradas analógicas para el uso de sensores. Hay muchos disponibles que están destinados a usarse con Arduino, lo que los hace fáciles de usar. Una caja de control como esta con un sensor de luz podría usarse para encender una variedad de luces cuando los niveles de luz exterior lleguen a ciertos puntos, los sensores de movimiento podrían encender diferentes bombillas cuando te mudes a diferentes áreas de un espacio o edificio, sensores de corriente podría usarse para encender una lavadora cuando su teléfono esté completamente cargado. Podría sonar un timbre cuando su perro traspase un perímetro, etc. Vea algunos sensores para que sus ideas fluyan aquí

- Utilizando datos de la web. Varias organizaciones y sitios web lanzarán claves API (Interfaz de programación de aplicaciones) que le permiten utilizar sus diversos servicios y datos para su propia aplicación. Puede usar varios conjuntos de datos en vivo para proporcionar datos para un ciclo de retroalimentación para su Arduino. Por ejemplo, podría usar la red de calidad del aire de LAQN para medir la calidad del aire en su localidad, lo que podría provocar que una bombilla se encienda cuando los niveles de dióxido de carbono estén en un punto bajo, por lo que podría hacer un viaje a las tiendas durante los niveles óptimos de calidad del aire.. Hay más ideas útiles disponibles. Compruébalo aquí

- Usando botones o un teclado - Las luces conectadas al controlador se pueden cambiar usando varios botones (más obviamente 8). Esta funcionalidad podría integrarse en un sintetizador que emitiera sonidos y también cambiara las luces cuando se toca para una experiencia visual y audible completa.