Αυτό το LED DIMMER είναι ένα κύκλωμα PWM (Pulse Width Modulation) που βασίζεται στο Arduino Uno και αναπτύχθηκε για τη λήψη μεταβλητής τάσης σε σταθερή τάση. Η μέθοδος PWM εξηγείται παρακάτω. Πριν ξεκινήσουμε να κατασκευάζουμε ένα κύκλωμα Dimmer LED 1 Watt, σκεφτείτε πρώτα ένα απλό κύκλωμα όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Τώρα αν ο διακόπτης στο σχήμα κλείνει συνεχώς για μια χρονική περίοδο, τότε ο λαμπτήρας θα ανάβει συνεχώς κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Εάν ο διακόπτης είναι κλειστός για 8ms και ανοίξει για 2ms σε έναν κύκλο 10ms, τότε ο λαμπτήρας θα είναι ΟΝ μόνο στη διάρκεια των 8ms. Τώρα ο μέσος τερματικός σταθμός πέρα από μια περίοδο 10ms = Χρόνος ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ / (Χρόνος ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ + Χρόνος απενεργοποίησης), αυτό ονομάζεται κύκλος λειτουργίας και είναι 80% (8 / (8 + 2)), έτσι ο μέσος όρος Η τάση εξόδου θα είναι 80% της τάσης της μπαταρίας.
Στη δεύτερη περίπτωση, ο διακόπτης είναι κλειστός για 5ms και ανοίγει για 5ms για περίοδο 10ms, οπότε η μέση τάση τερματικού στην έξοδο θα είναι 50% της τάσης της μπαταρίας. Πείτε εάν η τάση της μπαταρίας είναι 5V και ο κύκλος λειτουργίας είναι 50% και έτσι η μέση τάση τερματικού θα είναι 2,5V.
Στην τρίτη περίπτωση ο κύκλος λειτουργίας είναι 20% και η μέση τάση τερματικού είναι 20% της τάσης της μπαταρίας.
Τώρα πώς χρησιμοποιείται αυτή η τεχνική σε αυτό το LED Dimmer; Εξηγείται στην επόμενη ενότητα αυτού του σεμιναρίου.
Όπως φαίνεται στο σχήμα, ένα Arduino UNO διαθέτει κανάλια 6PWM, έτσι μπορούμε να πάρουμε PWM (μεταβλητή τάση) σε οποιαδήποτε από αυτές τις έξι ακίδες. Σε αυτό το κεφάλαιο θα χρησιμοποιήσουμε το PIN3 ως έξοδο PWM.
Απαιτούμενα συστατικά
Υλικό: ARDUINO UNO, τροφοδοτικό (5v), πυκνωτής 100uF, LED, κουμπιά (δύο κομμάτια), αντίσταση 10KΩ (δύο τεμάχια).
Λογισμικό: arduino IDE
Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση
Το κύκλωμα συνδέεται στο breadboard σύμφωνα με το διάγραμμα κυκλώματος. Ωστόσο, πρέπει να προσέξετε κατά τη σύνδεση των ακροδεκτών LED. Αν και τα κουμπιά εμφανίζουν εφέ αναπήδησης σε αυτήν την περίπτωση, δεν προκαλούν σημαντικά σφάλματα, οπότε δεν χρειάζεται να ανησυχούμε αυτή τη φορά.
Το PWM από την UNO είναι αρκετά εύκολο. Ενώ η ρύθμιση ενός ελεγκτή ATMEGA για σήμα PWM δεν είναι εύκολη, πρέπει να ορίσουμε πολλούς καταχωρητές και ρυθμίσεις για ένα ακριβές σήμα, ωστόσο στο ARDUINO δεν χρειάζεται να ασχοληθούμε με όλα αυτά τα πράγματα.
Από προεπιλογή, όλα τα αρχεία κεφαλίδας και τα μητρώα είναι προκαθορισμένα από το ARDUINO IDE, απλά πρέπει να τα καλέσουμε και αυτό θα έχουμε μια έξοδο PWM στην κατάλληλη καρφίτσα.
Τώρα για να έχουμε μια έξοδο PWM σε έναν κατάλληλο πείρο, πρέπει να εργαστούμε σε δύο πράγματα,
|
Πρώτα πρέπει να επιλέξουμε τον ακροδέκτη εξόδου PWM από έξι ακίδες, μετά από αυτό πρέπει να ορίσουμε τον ακροδέκτη ως έξοδο.
Στη συνέχεια πρέπει να ενεργοποιήσουμε τη δυνατότητα PWM του UNO καλώντας τη λειτουργία "analogWrite (pin, value)". Εδώ το «pin» αντιπροσωπεύει τον αριθμό pin όπου χρειαζόμαστε έξοδο PWM το βάζουμε ως «3». Έτσι στο PIN3 έχουμε έξοδο PWM. Η τιμή είναι ο κύκλος λειτουργίας ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ, μεταξύ 0 (πάντα απενεργοποιημένος) και 255 (πάντα ενεργοποιημένος). Θα αυξήσουμε και θα μειώσουμε αυτόν τον αριθμό με το πάτημα του κουμπιού.
Η χρήση ακίδων PWM στο Arduino Uno εξηγείται στον παρακάτω κώδικα C.