Ronde De Nuit : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Le but de ce projet est d'utiliser une bande led de couleur pour faire une veilleuse activée par un détecteur de mouvement.

Mon idée était d'avoir une lumière diffuse autour de mon lit mais sans rien visser, coller ou boucher.

Il fonctionne donc sur piles NiMH AA, il est réalisé en impression 3D et est conçu pour être posé par terre, sous votre lit.

Je propose 2 modèles: un design pleine lune et un design demi-lune.

Étape 1: Nomenclatures

Électronique:

• Bande led WS2812 (longueur 110cm pour la pleine lune et 60 cm pour la demi-lune)
• Détecteur de mouvement HC SR501 PIR (1 pour la demi-lune, 3 pour la pleine lune)

• Connecteurs XH (pas 2,54 mm)

  pince à sertir pour ces connecteurs

• Adaptateur série USB
• Capteur LDR
• un support de batterie 4 * AA
• 4 piles AA NiMH
• Interrupteur marche / arrêt
• atmega328p (arduino programmé)

Electronique pour le PCB:

Composants répertoriés dans le fichier eagle

Mécanique:

• Boulons M3 * 10mm
• Boulons M3 * 5mm
• Robinet M3

Outil:

• Pistolet à colle
• Chargeur NiMH

Étape 2: Compétences

Pour réaliser le projet vous aurez besoin de:

• une imprimante 3D avec une buse de 0,4 mm ou moins

• utiliser Eagle pour commander et fabriquer le PCB

  Si à chaque fois que vous ne vous sentez pas conforme à cela, contactez-moi, je peux vous fournir un PCB avec tous les composants nécessaires

• Compétences Arduino:

  • installer les bibliothèques requises
  • compiler et télécharger le logiciel
  • programmez éventuellement un atmega328p avec le chargeur de démarrage arduino (ou vous pouvez le prendre à partir d'une carte arduino pour éviter cette étape)

Étape 3: Impression 3D

Je propose 2 modèles: un modèle pleine lune et demi.

je vous donne ici:

• Fichiers STL pour impression directe
• Fichiers Fusion 360 si vous souhaitez le modifier

Paramètres d'impression:

• Couches de 0,3 mm
• extrudeuse de 0,4 mm
• APL

Étape 4: Le contrôleur PCB

Mon PCB est fait autour d'un atmega328p (avec bootloader arduino programmé):

• Le port série est connecté à un connecteur à 6 broches, dans le but de brancher un adaptateur série-USB

• AQV20 est un relais photoMOS. Le but ici est de commuter l'alimentation de la bande Led.

  • J'avais des composants AQV20 dans mon stock, mais j'ai vu qu'ils ne sont pas faciles à trouver. Vous pouvez prendre un équivalent comme un AQV21.
  • Je fournis un schéma de carte alternatif qui utilise un MOSFET pour remplacer cet AQV20 mais il n'a pas encore été testé.
• Le FERRITE est utilisé pour filtrer le bruit. J'ai remarqué lors de mes tests que les capteurs PIR peuvent parfois osciller. Je n'ai pas trouvé la raison exacte, mais j'ai décidé d'ajouter la FERRITE, car elle fonctionne bien;-)

• La carte est alimentée par 4 piles NiMH AA = 4*1.2V = 4.8 V

  • 4,8 V c'est la tension nominale, ce qui ne veut rien dire en fait
  • Lorsque les batteries sont complètement chargées je mesure 5,1 V minimum, lors de la décharge la tension va chuter

• La tension est régulée par un convertisseur boost haute efficacité MT3608

  • Lorsqu'il n'y a pas de charge, le courant est inférieur à 1 mA
  • T1 ajuste la tension, assurez-vous de régler T1 sur 15k pour obtenir 5V en sortie

Comment ça marche ?

• Les capteurs PIR sont connectés aux connecteurs PIR1/2/3 XH.
• Quand on démarre, l'atmega passe rapidement en mode veille. Le courant consommé est alors < 1 mA.
• Lorsqu'un capteur détecte un mouvement, il envoie un +5V sur la broche correspondante (4, 11, 13) et réveille l'atmega.
• Ensuite, l'atmega déclenche le relais photoMOS, qui alimente le Led Strip (connecté au STRIP XH). Les données sont envoyées sur le BUS monoligne (broche 12 de l'atmega).

1. la ronde 1.0 a été faite et testée, elle fonctionne bien
2. ronde 1.1 a remplacé le relais photoMOS AQV20 par un transistor MOSFET, il n'a pas encore été testé

Étape 5: L'Assy LDR

Au départ je ne pensais pas utiliser de capteur de luminosité, mais effectivement c'est plus qu'utile pour préserver l'autonomie de la batterie.

J'ai donc soudé une résistance dépendante de la lumière en série avec une résistance de 10 Mohms, l'ai mise sur un tube thermorétractable et ajouté un connecteur XH.

VCC----|10Mohms|-------|LDR|-------GND

J'utilise le connecteur PIR1 pour brancher cet assemblage LDR. Pour la demi-lune c'est ok, pour la pleine lune il prend la place d'un capteur PIR. J'ai donc dû faire un choix.

J'ai pour objectif de concevoir une nouvelle carte avec un connecteur supplémentaire pour le capteur de lumière. Pour une utilisation future…

Étape 6: Assemblage

1. Tapez les trous avec M3
2. Souder le LDR Assy

3. Réalisez les connecteurs XH pour:

   1. Capteurs PIR
   2. Support de batterie
   3. Bande Led
   4. Interrupteur marche/arrêt
4. Soudez la bande Led, coupez-la et collez-la
5. Utilisez un pistolet à colle pour coller le(s) capteur(s) PIR
6. Visser le PCB avec M3 - 5mm de long

7. Branchez tous les connecteurs:

   1. Pour demi-lune: LDR sur PIR1 & PIR Sensor sur PIR2
   2. Pour la pleine lune: LDR sur PIR1 & PIR Sensors sur PIR2 et PIR3

Étape 7: Chargez le logiciel

Branchez l'interface USB-Série comme indiqué sur la photo ci-dessus. Attention à l'orientation !! Si chaque fois que vous le branchez à l'envers, cela n'endommagera pas la carte, mais mieux vaut l'éviter.

Utilisez Arduino IDE pour télécharger le logiciel correspondant.

J'ai utilisé des bibliothèques externes que vous devez d'abord installer:

• Adafruit_NeoPixel
• PinChangeInterrupt

Mon logiciel est très basique et j'attends de vous que vous le peaufiniez:

• À la mise sous tension, la bande LED clignotera 3 fois en guise de message de bienvenue.
• Ensuite, le microcontrôleur passe en mode veille.
• Lorsqu'un mouvement est détecté, il réveille le micro-contrôleur et allume la bande led.

En jouant avec le logiciel vous pourrez changer les couleurs, les délais etc…

Prendre plaisir !!

Finaliste du PCB Design Challenge