Сэрэх гэрэл: 7 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Би энэ зааварчилгааг бичиж байхдаа хойд хагас бөмбөрцөгт өвөл дунд байдаг бөгөөд энэ нь богино өдөр, урт шөнө гэсэн үг юм. Би 06:00 цагт босдог байсан бөгөөд зуны улиралд тэр үед нар гэрэлтэх болно. Өвлийн улиралд, хэрэв бид үүлэрхэг биш өдөр байвал азтай бол 09:00 цагт гэрэл асдаг (энэ нь тийм ч ховор биш юм).

Хэсэг хугацааны өмнө би Норвегид нарлаг өглөөг дуурайхын тулд Philips -ийн хийсэн "сэрэх гэрэл" -ийн талаар уншсан. Би хэзээ ч худалдаж аваагүй, гэхдээ өөрөө хийх нь зүгээр л худалдаж авахаас илүү хөгжилтэй байдаг тул би үүнийг хийх талаар бодож байсан.

Хангамж:

IKEA -аас 50х40 см зайд "Ribba" зургийн жааз

тоног төхөөрөмжийн дэлгүүрээс цоолсон хатуу хавтан

STM8S103 хөгжлийн самбарыг Ebay эсвэл бусад төхөөрөмжөөр дамжуулан

DS1307 бодит цагийн цаг (Mouser, Farnell, Conrad гэх мэт)

32768 Гц цагны болор (Мусер, Фарнелл, Конрад гэх мэт)

3V лити давхцдаг + давхцуулагч эзэмшигч

BUZ11 эсвэл IRLZ34N N сувгийн MOSFETs (3x)

BC549 (эсвэл бусад NPN транзистор)

цагаан, улаан, цэнхэр, ногоон гэх мэт олон ледийг хүссэн хэмжээгээрээ аваарай

зарим резистор ба конденсатор (схемийг үзнэ үү)

Powerbrick, 12V -аас 20V хүртэл, 3А ба түүнээс дээш (жишээ нь хуучин зөөврийн компьютерын цахилгаан хангамж)

Алхам 1: Босоход (бага зэрэг) хялбар болгох

Санаа нь бол харанхуй байхад өглөө орноосоо босоход хэцүү байдаг. Хэрэв та Арктикийн тойргийн ойролцоо эсвэл түүнээс дээш амьдардаг бол маш урт харанхуй болно. Норвегийн Тромсо хотод зарим үед гэрэл огт авахгүй, учир нь нар 11-р сарын хагас хүртэл нар жаргаж, зөвхөн Жануаригийн дундуур дахин гарч ирнэ.

Тиймээс Philips -ийн хийсэн зүйл бол нар мандахыг дуурайх явдал байв.

Филипс нь хэд хэдэн гэрлээр хийсэн ч нэг диффузорын ард нуугдсан чийдэнгийн гэрлийг аажмаар нэмэгдүүлдэг. Тэдний унтраалтаас бүрэн гэрэл гэгээтэй болох хүртэлх хугацаа 30 минут болно.

Philips сэрээх гэрэл нь тийм ч үнэтэй биш боловч ганцхан өнгөтэй бөгөөд арай жижиг харагддаг. Би илүү сайн хийж чадна гэж бодож байна.

Алхам 2: Илүү өнгө

Миний сэрэх гэрэл цагаан, улаан, цэнхэр, ногоон гэсэн дөрвөн өнгийг ашигладаг. Эхлээд цагаан ледүүд, дараа нь улаанууд ирж, цэнхэр, ногоон хэдэн ледүүд үргэлжилнэ. Миний санаа бол гэрэл гэгээ нэмэгдэхээс гадна өглөөний цайвар өнгөний өөрчлөлтийг дуурайж, жаахан цагаанаас эхэлж, дараа нь улаан нэмж, эцэст нь цэнхэр, ногоон өнгөөр холих явдал байв. Энэ нь яг л өглөөний гэрэлтэй төстэй гэдэгт би итгэлтэй биш байна, гэхдээ өнөөгийн өнгөлөг дэлгэц надад таалагддаг.

Миний уурхай нь Philips сэрүүлгийн гэрлээс илүү хурдан бөгөөд Philips гэрлийн 30 минутын оронд 5 минутын дотор 0% -иас 100% хүртэл гэрэлтдэг. Тиймээс миний нар илүү хурдан манддаг.

ТАЙЛБАР:

Сэрсэн гэрлийнхээ зургийг хийх нь маш хэцүү, би хэд хэдэн камер, ухаалаг гар утсаар оролдсон боловч миний хийсэн бүх зураг бодит байдлыг шударга ёсонд нийцүүлдэггүй.

Алхам 3: Sigmoid муруй, анивчсан байдал ба "нарийвчлал"

Мэдээжийн хэрэг би гэрэлтүүлгийг аль болох жигд болгохыг хүссэн. Хүний нүд логарифмын хувьд мэдрэмтгий байдаг бөгөөд энэ нь харанхуйд өдрийн гэрэлд байхаас илүү мэдрэмтгий байдаг гэсэн үг юм. Түвшин бага байх үед гэрэлтүүлгийн маш бага өсөлт нь гэрлийг 40% -ийн гэрэлтүүлэгтэй харьцуулахад илүү том алхам хийхтэй адил юм. Энэ зорилгод хүрэхийн тулд би Sigmoid (эсвэл S-муруй) гэж нэрлэгддэг тусгай муруй ашигласан бөгөөд энэ муруй нь экспоненциал муруйгаар эхэлж хагас дахин буурч байна. Энэ бол эрч хүчийг нэмэгдүүлэх (бууруулах) маш сайхан арга гэдгийг би олж мэдсэн.

Микроконтроллерийн цагийн давтамж нь 16 МГц бөгөөд би импульсийн өргөний гурван дохио (PWM) үүсгэхийн тулд TIMER2 (65536) -ийн хамгийн дээд нарийвчлалыг ашигладаг. Тиймээс импульс секундэд 16000000 /65536 = 244 удаа ирдэг. Энэ нь анивчихыг харахын тулд нүдний хязгаараас хамаагүй өндөр юм.

Тиймээс LED нь STM8S103 микроконтроллерийн 16 битийн төхөөрөмжөөр хийгдсэн ХОУХ -ны дохиогоор тэжээгддэг. Хамгийн багадаа энэ ХОУХ -ны дохио нь 1 импульс урттай, үлдсэн 65535 импульсийн урттай байна.

Тиймээс энэ PM дохио руу холбогдсон гэрэл нь тухайн цагийн 1/65536-д асах болно: 0.0015%

Хамгийн ихдээ тэд 65536/65536-р үед: 100%.

Алхам 4: Электроник

Микроконтроллер

Сэрэх гэрлийн тархи нь STMicroelectronics -ийн STM8S103 микроконтроллер юм. Би ажил хийх хангалттай чадвартай хэсгүүдийг ашиглах дуртай. Энгийн ажил хийхийн тулд STM32 микроконтроллерыг (миний дуртай дуртай) ашиглах шаардлагагүй боловч Arduino UNO нь хангалттай биш байсан, учир нь би 16 битийн нарийвчлалтай гурван ХОУХШ дохиог хүссэн бөгөөд НҮБ дээр гурван гаралтын суваг бүхий таймер байхгүй байна..

Бодит цагийн цаг

Цагийг 32768 Гц болортой ажилладаг, 3V нөөц батерейтай DS1307 бодит цагнаас уншдаг.

Одоогийн цаг, өдөр, сэрэх цагийг хоёр товчлуураар тохируулж, 16 x 2 хэмжээтэй LCD тэмдэгт дэлгэц дээр харуулав. Унтлагын өрөөнөө шөнийн цагаар үнэхээр харанхуй байлгахын тулд LCD дэлгэцийн арын гэрэлтүүлэг нь арын гэрлээс илүү гэрэл асах үед, мөн цаг, өдөр, сэрэх цагийг тохируулах үед л асдаг.

Эрчим хүч

Эрчим хүч нь зөөврийн компьютерын хуучин тэжээлээс ирдэг, уурхай нь 12V үйлдвэрлэдэг бөгөөд 3А дамжуулдаг. Хэрэв танд өөр тэжээлийн хангамж байгаа бол резисторыг LED утсаар цувралаар тохируулах шаардлагатай болж магадгүй юм. (Доор үзнэ үү)

Ледс

Ледүүд нь 12V тэжээлд холбогдсон, үлдсэн 5V цахилгаан төхөөрөмжүүд нь 7805 шугаман зохицуулагчаар хийгдсэн байдаг. Схемд би микроконтроллер, дэлгэц, бодит цагийн цаг хэдхэн миллиампер ашигладаг тул шаардлагагүй TO220 зохицуулагчийг ашигладаг гэж хэлсэн. Миний цаг нь 7805 -ийн бага хэмжээтэй TO92 хувилбарыг ашигладаг бөгөөд 150мА нийлүүлэх чадвартай.

Удирдах утаснуудыг солих ажлыг N сувгийн MOSFET-ээр хийдэг. Дахин хэлэхэд схемд энэ нь миний ашигласан бусад төхөөрөмжийг харуулсан болно. Би шинэ IRLZ34N MOSFET -ийн оронд яг гурван хуучин BUZ11 MOSFET -тэй болсон юм. Тэд сайн ажилладаг

Мэдээжийн хэрэг, MOSFET болон тэжээлийн хангамж нь гүйдлийг зохицуулж чаддаг л бол та хүссэн хэмжээгээрээ лед оруулж болно. Схемд би ямар ч өнгөний нэг мөр зурсан боловч бодит байдал дээр өнгөний бусад мөртэй параллель хэд хэдэн өнгө байдаг.

Алхам 5: Эсэргүүцэл (Ледүүдийн хувьд)

Удирдсан утаснуудын резисторуудын тухай. Цагаан, цэнхэр өнгийн гэрлийг бүрэн гэрэлтүүлэх үед ихэвчлэн 2.8V хүчдэлтэй байдаг.

Улаан гэрлүүд ердөө 1.8 В -тэй, миний ногоон гэрлүүд дээр 2 В -ийн дээд гэрэлтүүлэгтэй байдаг.

Өөр нэг зүйл бол тэдний бүрэн гэрэл нь ижил биш юм. Тэднийг адилхан гэрэл гэгээтэй болгохын тулд бага зэрэг туршилт хийсэн (миний нүдэнд). Гэрлийг бүрэн гэрэлтүүлгийн хувьд адилхан гэрэлтүүлснээр тэд доод түвшинд ч мөн адил тод харагдах болно, импульсийн өргөний дохио нь тэднийг үргэлж бүрэн тодруулж асаадаг боловч урт, богино хугацаанд таны дундаж үзүүлэлтүүдийг анхаарч үздэг.

Иймэрхүү тооцооллоор эхэлье. Цахилгаан хангамж нь (миний хувьд) 12V өгдөг.

Цуврал дөрвөн цагаан гэрэлд 4 x 2.8V = 11.2V хүчдэл хэрэгтэй бөгөөд энэ нь резисторын хувьд 0.8V болно.

Тэд 30 мА -т хангалттай гэрэл гэгээтэй болохыг олж мэдсэн тул резистор нь дараах байдалтай байх ёстой.

0.8 / 0.03 = 26.6 ом. Схемд би 22 ом эсэргүүцэл тавьж, гэрлийг бага зэрэг гэрэлтүүлж байгааг харж болно.

Цэнхэр гэрэл нь 30 мА -д хэтэрхий гэрэл гэгээтэй байсан боловч 15 мА -ийн цагаан гэрэлтэй харьцуулахад 15 мА -д ойролцоогоор 2.8 вольт байсан тул тооцоолол нь 4 x 2.8V = 11.2V байсан бөгөөд дахин 0.8V үлдээжээ.

0.8 / 0.015 = 53.3 ом тул 47 ом эсэргүүцэл сонгосон.

Миний улаан ледүүд бусад 15 мА хэмжээтэй байх ёстой, гэхдээ бусад нь адилхан гэрэл гэгээтэй байх ёстой, гэхдээ тэдгээр гүйдэл дээр зөвхөн 1.8 В хүчдэлтэй байдаг. Тиймээс би илүү олон цуврал хийж, резистор хийх "өрөө" байсаар байх болно.

Зургаан улаан гэрэл надад 6 x 1.8 = 10.8V өгсөн тул резистор дээр 12 - 10.8 = 1.2 В байна.

1.2 / 0.015 = 80 ом, би үүнийг 68 ом болгосон. Яг л бусад шиг бага зэрэг гэрэл гэгээтэй.

Миний хэрэглэж байсан ногоон гэрэл нь 20 мА орчим бусад гэрэлтэй адил гэрэлтдэг. Надад цөөхөн хэдэн зүйл хэрэгтэй байсан (цэнхэр өнгөтэй адил), би дөрөвийг цувралаар тавихаар шийдсэн. 20мА -д 2, 1В хүчдэлтэй, 3 x 2.1 = 8.4V өгдөг

Резисторын хувьд 12 - 8.4 = 3.6В. 3.6 / 0.02 = 180 ом.

Хэрэв та энэхүү сэрүүлгийн гэрлийг бүтээсэн бол таны цахилгаан хангамж ижил байх магадлал багатай тул та LED цуврал болон шаардлагатай резисторуудын тоог тохируулах хэрэгтэй болно.

Жижиг жишээ. Танд 20В хүчдэл өгдөг тэжээлийн хангамж байгаа гэж хэлээрэй. Би 6 цэнхэр (цагаан) LED -ийг цувралаар тохируулахаар шийдсэн бөгөөд 6 x 3V = 18V тул резисторыг 2V болгоно. Мөн танд 40 мА -ийн тод байдал таалагдаж байна гэж хэлье. Дараа нь резистор 2V / 0.04 = 50 ом байх ёстой, 47 ом эсэргүүцэл нь зүгээр байх болно.

Энгийн (5 мм) гэрлээр 50 мА -аас хэтрэхгүй байхыг зөвлөж байна. Зарим нь илүү ихийг зохицуулж чаддаг, гэхдээ би аюулгүй талдаа байх дуртай.

Алхам 6: Програм хангамж

Бүх кодыг дараах хаягаар татаж авах боломжтой.

gitlab.com/WilkoL/wakeup_light_stm8s103

Хэрэв та тайлбарыг дагаж мөрдөхийг хүсч байвал эх кодыг нээлттэй байлга.

Үндсэн c

Main.c эхлээд цаг, таймер болон бусад дагалдах хэрэгслийг тохируулдаг. Миний бичсэн ихэнх "жолооч нар" STMicroelectronics -ийн Стандарт номын санг ашиглан бичсэн бөгөөд хэрэв танд ямар нэгэн асуулт байвал зааврын доор тайлбар дээр бичээрэй.

Эпром

Би STM8S103 -ийн eeprom дээр текст оруулахдаа ашигладаг "харуулах текст" кодыг үлдээсэн. Би бүх кодоо хангалттай флэш санах ойтой гэдэгт итгэлтэй биш байсан тул програмыг бүх флаштай болгохын тулд eeprom -д аль болох их оруулахыг хичээсэн. Эцэст нь энэ нь шаардлагагүй болсон тул би текстийг анивчихаар шилжүүлэв. Гэхдээ би үүнийг main.c файлд бичсэн тайлбар хэлбэрээр үлдээсэн. Хожим нь үүнтэй төстэй зүйл хийх шаардлагатай үед үүнийг авах нь сайхан байдаг (өөр төсөл дээр)

Эпромыг одоо хүртэл ашиглаж байгаа боловч зөвхөн сэрэх цагийг хадгалахад зориулагдсан болно.

Секундэд нэг удаа

Захын төхөөрөмжүүдийг тохируулсны дараа код нь нэг секунд өнгөрч байгаа эсэхийг шалгадаг (таймер ашиглан хийдэг).

Цэс

Хэрэв тийм бол товчлуур дарагдсан эсэхийг шалгана, хэрэв тийм бол тухайн цаг, долоо хоногийн өдөр, сэрэх цагийг тохируулах цэс рүү орно. Бүрэн гэрэл гэгээтэй болоход 5 минут орчим хугацаа шаардагддаг тул сэрэх хугацааг арай эрт тохируулаарай.

Сэрэх цагийг eeprom дээр хадгалдаг тул цахилгаан тасарсны дараа ч таныг хэзээ сэрээхээ “мэдэх” болно. Мэдээжийн хэрэг одоогийн цагийг бодит цагийн цаг дээр хадгалдаг.

Одоогийн болон сэрэх цагийг харьцуулж үзээрэй

Ямар ч товчлуур дарагдаагүй үед одоогийн цагийг шалгаж, сэрэх цаг болон ажлын өдрийн харьцуулж үздэг. Амралтын өдрүүдэд намайг сэрээхийг би хүсэхгүй байна:-)

Ихэнх тохиолдолд юу ч хийх шаардлагагүй байдаг тул "leds" хувьсагчийг өөр OFF болгож ON болгож тохируулдаг. Энэ хувьсагчийг таймераас ирж буй "change_intensity" дохионы хамт шалгадаг бөгөөд секундэд 244 удаа идэвхтэй байдаг. Тиймээс "leds" хувьсагч асаалттай үед эрчим нь секундэд 244 дахин нэмэгдэж, унтрах үед секундэд 244 дахин буурдаг. Гэхдээ өсөлт нь нэг алхамаар буурдаг бөгөөд бууралт нь 16 алхамтай байдаг бөгөөд энэ нь сэрэх гэрэл үүргээ гүйцэтгэсэн гэж бодоход 16 дахин хурдан унтардаг боловч жигд хэвээр байна гэсэн үг юм.

Гөлгөр байдал ба ой санамжаас гадуур

Гөлгөр байдал нь Sigmoid муруйн тооцооноос гардаг. Тооцоолол нь маш энгийн боловч exp () функцын ачаар хөвөгч цэгийн хувьсагчаар (хоёр дахин) хийх шаардлагатай, sigmoid.c файлыг үзнэ үү.

Стандарт нөхцөлд Cosmic хөрвүүлэгч / холбогч нь хөвөгч цэгийн хувьсагчдыг дэмждэггүй. Үүнийг асаахад хялбар байдаг (үүнийг олсны дараа), гэхдээ кодын хэмжээ нэмэгдэх болно. Энэ өсөлт нь sprintf () функцтэй хослуулан кодыг флаш санах ойд багтаахад хэтэрхий их байсан юм. Мөн энэ функц нь тоонуудыг дэлгэцийн текст болгон хөрвүүлэхэд хэрэгтэй болно.

Итоа ()

Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд би itoa () функцийг үүсгэсэн. Энэ бол Integer To Ascii функц бөгөөд нэлээд түгээмэл боловч STMicroelectronics стандарт номын сан, сансрын номын санд ороогүй болно.

Алхам 7: IKEA (тэдэнгүйгээр бид юу хийх байсан бэ)

Энэ зургийг IKEA -аас худалдаж авсан. Энэ бол 50 х 40 см хэмжээтэй Рибба хүрээ юм. Энэ хүрээ нь нэлээд зузаан бөгөөд энэ нь цахилгаан хэрэгслийг ард нь нуухад тохиромжтой юм. Зурагт хуудас эсвэл зургийн оронд би цоолсон хатуу хавтанг оруулав. Та үүнийг "ор дэрний самбар" гэж нэрлэдэг тоног төхөөрөмжийн дэлгүүрээс худалдаж авч болно, дотор нь жижиг нүхнүүд байдаг бөгөөд энэ нь гэрлийг суурилуулахад тохиромжтой болгодог. Харамсалтай нь миний самбар дээрх нүхнүүд 5 мм-ээс арай том байсан тул би халуун цавуугаар ледийг "холбох" шаардлагатай болсон.

Би хатуу самбарын төв хэсэгт 16х2 хэмжээтэй дэлгэцтэй тэгш өнцөгт нүх гаргаж, дотогш оруулав. Энэ дэлгэц дээр бүх электрон төхөөрөмж бүхий ПХБ өлгөгдсөн, өөр зүйл дээр холбогдоогүй байна.

Нүхтэй хатуу хавтанг хараар будсан боловч дэвсгэрийн ард байрлуулсан байв. Цаг хугацаа, огноог тохируулахын тулд би хүрээ дээр хоёр цооног өрөмдсөн, хүрээ нь нэлээд зузаан тул товчлууруудыг хангалттай наалдуулахын тулд хүрээний дотор талын нүхийг өргөжүүлэх шаардлагатай болсон.