Programovatelné vánoční osvětlení

Programovatelné vánoční osvětlení

Autor: David Benda, Prostějov

Vytvořeno: únor 2023

Tento projekt je mým prvním praktickým zapojením na platformě Arduino. Rozhodl jsem se, že vytvořím vánoční osvětlení do oken. Jedná se o barevné LED řetězy; 4 kusy po 1m, 1 složený kus 2m, a jeden bílý LED řetěz 5m. Všechny řetězy jsem rozdělil do šesti okruhů, které jsou navzájem zcela nezávislé. Osvětlení bude spínáno v závislosti na intenzitě venkovního osvětlení. K tomuto účelu je zde snímač venkovního osvětlení – fotoodpor.

Okruhy 1-5 jsou barevné LED a okruh č.6 jsou bílé LEDky.

Použitý materiál:

• Arduino Uno R3, ATmega328P, Klon + datový kabel na USB
• Zdroj 230V / 5V
• Nepájivé kontaktní pole 170 pinů
• Dupont propojovací kabely
• Potenciometr 50k + modré kolečko
• Fotoodpor
• Malá plastová krabička na fotoodpor
• Rezistory (12k2 ohm, 200 ohm, 200 ohm)
• Tlačítko
• RGB dioda
• 7 ks levných barevných LED řetězů (3V)
• 1 ks bilý LED řetěz (4,5V)
• Připojovací kabely 2 x 0,75mm²
• Plastová krabička (třeba svačinový box)
• Řadová svorkovnice (čokoláda)
• Tranzistorové pole UL2803APG

Celková cena materiálu bez práce byla cca. 1000,-Kč vč. DPH.

Jako první jsem si nachystal LED řetězy s přívodními kabely. Před každý LED řetěz jsem dal předřadný rezistor na snížení napětí podle daného typu řetězu. Rezistory jsem připájel k přívodnímu kabelu a zaizoloval teplem smrštitelnou bužírkou. Poté jsem pokračoval krabičkou (vyvrtání všech děr) a připájel jsem drátky k potenciometru. Poté jsem instalovat Arduino do plastového rámečku a tento rámeček jsem vruty přimontoval k plastové krabičce. Dále jsem instaloval řadovou svorkovnici, ke které jsem připojil všechny LED řetězy. K potenciometru jsem si připájel drátky s piny pro zapojení do pole nebo Arduina. Potenciometr je z přední strany s nasunutým modrým ovládacím kolečkem. Nepájivé kontaktní pole jsem přilepil dodanou oboustrannou lepící páskou a do jeho středu umístil tranzistorové pole UL 2803APG.Vyrobil jsem si z plastové krabičky, kabelu a fotoodporu snímač intenzity venkovního osvětlení. Na breadboard jsem umístil RGB diodu s odpory a tlačítko. Poté už jsem jen propojil drátky a nahrál program.

Zapojení:

Arduino Uno je připojeno k napájení přes souosý konektor do zdroje 9V. Původní připojení přes datový kabel nebylo funkční, zdroj produkoval špičky a rušení. Výstupy z Arduina D4 až D9 jsou připojeny ke vstupům tranzistorového pole. Tranzistorové pole je připojeno k GND a 5V. Přes tranzistorové pole se spíná GND a tento výstup jde do LED řetězů. 5V pin je připojen k tranzistorovému poli a prosmyčován do řadové svorkovnice. Krajní kontakty potenciometru jsou připojeny k 5V a GND. Prostřední kontakt je připojen na analogový vstup A0. Otáčením potenciometru lze regulovat rychlost blikání (přepínání jednotlivých částí osvětlení). Tento způsob zapojení jsem zvolil vzhledem k tomu, že jednotlivé LED řetězy mají větší odběr než 100mA (dohromady cca. 800mA) a zbytečně by docházelo k proudovému přetěžování digitálních pinů. Na pinu D2 je připojeno tlačítko, které v případě stisknutí vyvolá přerušení (a uložení hodnoty intenzity venkovního osvětlení do paměti EEPROM).  Druhý kontakt tlačítka je na GND. Na breadboardu je také RGB dioda pro signalizaci stavu. Dioda je zapojena přes odpor 200Ω na D10. Další pin diody je na GND. Třetí pin diody je přes odpor 200Ω zapojen na D11. Snímač intenzity venkovního osvětlení je napěťový dělič s 12,3kΩ pevným odporem a fotoodporem. Fotoodpor je na jednom konci spojen s pevným odporem a vstupem A1, druhý konec je na Vcc. Druhý konec pevného odporu je připojen na GND.

Program:

Nic složitého, vhodné i pro začátečníka. Při prvním spuštění je potřeba stisknout tlačítko pro uložení hodnoty intenzity venkovního osvětlení. Podle daného pořadí se rozsvěcují jednotlivé části řetězu. Na začátek programu se načte z EEPROM hodnota intenzity venkovního osvětlení, při které se spouští Vánoční osvětlení. Při stisku tlačítka se uloží aktuální hodnota intenzity osvětlení, při které chceme sepnout osvětlení (funguje pouze 1x za cyklus programu).  Na konci programu se LED 13 rozsvítí (ve chvíli, kdy svítí všechny části LED osvětlení). Rychlost přepínání se řídí potenciometrem připojeným na pin A0. Analogová hodnota je použita ve funkci delay.