Controlador LED RGB: 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Diez días antes de Navidad todavía necesitaba un regalo para mi esposo, que vive en la era de Amazon, lo que significa que comprar algo de la estantería no era una opción.

Necesitaba una luz para su oficina y le gusta cambiar las cosas de vez en cuando. Su escritorio también está convenientemente ubicado frente al alféizar de una ventana. Entonces, la iluminación RGB controlable me vino a la mente de inmediato. Tenía que ser lo suficientemente brillante para iluminar su escritorio y tenía que tener el control del color.

Les presento, el Controlador LED RGB.

(Vea el video a continuación)

Paso 1: Partes:

Usé las siguientes partes:

1x Sparkfun Pro Micro 5V / 16MHz (https://www.sparkfun.com/products/12640) Primero busqué Arduinos, pero justo antes de Navidad todo estaba agotado, por supuesto. El Sparkfun resultó ser igual de bueno y las instrucciones en su sitio web facilitan el uso del software de programación Arduino. Para que encajara en el Protoboard, tuve que colocar alfileres en los orificios de los alfileres. Funcionó mejor para soldarlos mientras estaban conectados a la ProtoBoard con el controlador Micro en su lugar.

Tiras de LED RGB selladas de 2 x 1 m 60LEDs / m (https://www.sparkfun.com/products/12023) No demasiado caras y lo suficientemente brillantes como para iluminar el escritorio con 14 W / m

1x Protoboard (https://www.sparkfun.com/products/9567) Debido a los 2 días que tuve que probar, depurar y ensamblar todo, usé un Protoboard. Se sujeta a los cables lo suficientemente fuerte y puedo mover las conexiones fácilmente. Además, la corriente de 2-3 A para las dos tiras de LED que estoy usando no es demasiado alta.

3x MOSFET de potencia (https://www.digikey.com/products/en?keywords=IRF84 … Tenían que ser capaces de manejar bastante corriente, y estos pueden hacer exactamente eso con más de 3A / Unidad a 12V D / S y voltaje de conmutación de 5 V. Sé que son excesivos, pero quería ir a lo seguro.

Potenciómetros deslizantes de 3x 100 mm 10k (https://www.digikey.com/products/en?keywords=987-1 … Sé que podría haber usado potenciómetros normales, pero los deslizadores grandes son mucho más satisfactorios de usar.

1x Switch (https://www.digikey.com/product-detail/en/zf-elect … Para encender y apagar todo.

Fuente de alimentación 1x 12V 3A (https://www.amazon.com/ANVISION-2-Pack-Adapter-5-5 … Las 2 tiras de LED necesitarán un máximo de 2.4A con brillo total. El Arduino no necesita casi nada, por lo que un 3A Suministro que encontré suficiente.

1x Barrel Receptor (https://www.digikey.com/products/en?keywords=%09EJ … Para que podamos conectar nuestra fuente de alimentación al controlador, necesitamos a este pequeño. Prefiero conectar las cosas que vienen del exterior, porque encuentro que los dispositivos que tienen un montón de cables colgando no son muy convenientes.

2x pares de conectores CPC Monturas de chasis (https://www.mouser.com/productdetail/te-connectivi… Conectores LED (https://www.mouser.com/productdetail/te-connectivi…

Otras cosas: Un cable 20-24AWG en varios colores, un pequeño potenciómetro regular que tenía en mi cajón para controlar el brillo, un botón de interrupción, resistencias de 4x 5kOhm y 3x LEDs de 5V con resistencias integradas.

Paso 2: Piezas impresas

Para un gabinete, diseñé uno en Fusion 360.

Necesitaba la caja principal para todos los componentes electrónicos y algunas perillas para los potenciómetros. Como aún no sabía dónde se montará esta cosa, solo se puede acceder a dos lados.

Tenemos orificios de 1/4 en la parte superior para los LED, el botón de interrupción y el potenciómetro de control de brillo (5 en total). En el lado izquierdo tengo un corte grande para el interruptor, un corte pequeño para un cable micro USB, así que el Arduino se puede reprogramar sin tener que quitar el controlador aparte, 2 orificios para conectores hembra de 4 pines CPC Receptáculo y un orificio de 8 mm para el conector de barril.

En el frente hay solo las 3 ranuras para las manijas del potenciómetro y los orificios para los tornillos 4-40.

Imprimí los Knobs en una balsa y en grupo, lo que siempre conduce a mejores resultados en impresoras FDM para objetos pequeños. El gabinete que imprimí en el panel posterior de pie para un soporte mínimo.

La placa base se atornilla en el gabinete. No tenía tornillos de cabeza plana, así que tuve que pegar cuadrados de fieltro en la parte inferior del gabinete para que no se apoye en estos tornillos y raye la mesa.

Paso 3: cableado

Primero, soldé cables largos a todas las partes que necesitaba (potenciómetros, conector de barril, botones, interruptores, etc.) para no tener que hacer eso en el gabinete. Luego monté la electrónica en un banco para probar las diferentes funciones y solucionar cualquier error de software o cableado. Descubrí que conectar la puerta MOSFET al 8Bit PWM en el Arduino conduce a cambios de color y no a un funcionamiento suave. El uso de los PWM de 10 (pines 5, 6) y 16 bits (pin 9) conduce a desvanecimientos tan suaves como la mantequilla (sin embargo, sigo escribiendo solo 8 bits en los pines PWM).

(Consulte el diagrama de cableado para saber qué está conectado a qué)

Paso 4: Montaje

Después de probar el cableado, ensamblé todo dentro del gabinete. El hecho de que soldara tanto como fuera posible fuera del gabinete ayudó mucho, además de preensamblar los conectores.

Descubrí que los alicates son muy útiles para colocar los cables en los orificios correctos del Protoboard. Corté los cables a lo largo justo antes de enchufarlos, para que todo esté lo más limpio posible.

Finalmente atornillé la placa base y le pegué algunas piezas de fieltro, para que descansara bien sobre la mesa.

Paso 5: programación

El Sparkfun se programa a través del software Arduino (consulte las instrucciones:

El programa incluye la biblioteca EEPROM para guardar el último modo de funcionamiento, de modo que el controlador no pierda el estado en el que se encuentra cuando se apaga y enciende.

El potenciómetro adicional en la parte superior regula el brillo en todos los modos sin afectar el color mostrado.

Hay 3 modos, de ahí los 3 LED de estado en la parte superior.

Modo 1: Modo RGB (solo 1 LED de estado está encendido) Los 3 potenciómetros controlan el brillo de rojo, verde y azul individualmente. Se muestra un color estable.

Modo 2: Modo de atenuación RGB (2 LED de estado encendidos) En este modo, los tres colores están en un reloj (rojo en 12, verde en 4 y azul en 8, por ejemplo). La manecilla del reloj gira en el sentido de las agujas del reloj y se muestra una mezcla de los tres colores dependiendo de su posición. El primer potenciómetro controla la velocidad de desvanecimiento (velocidad de la manecilla) El segundo potenciómetro determina qué color está en las 12 en punto. (Gira el reloj) El tercer potenciómetro determina cuánto gira la manecilla del reloj antes de volver atrás. Este modo le permite desvanecerse entre dos colores cualesquiera en el reloj.

Modo 3: Dispersión RGB (los 3 LED de estado están encendidos) En este modo, cada color tiene su propio reloj y cada potenciómetro controla la velocidad de una manija. El potenciómetro 1 controla el rojo, el potenciómetro 2 controla el verde y el potenciómetro 3 controla el azul. Se muestra un patrón de color aparentemente aleatorio debido al largo tiempo antes de que se repita. (Mi modo favorito)