Contrôleur Arduino Multi Light : 7 étapes (avec photos)

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

Un collègue et artiste Jim Hobbs prévoyait de construire une installation autonome pour une exposition qu'il préparait. Cette installation serait constituée de 8 étagères formant une forme parabolique. Chacune des 8 étagères devait avoir 10 ampoules montées dessus. Ces 8 groupes/étagères d'ampoules devraient être automatiquement et individuellement commutés afin que nous puissions créer des modèles d'éclairage. La pièce fait référence aux racks d'essai de lumière chez General Electric.

Nous avons travaillé ensemble sur le côté technique de la pièce et avons décidé d'avoir le contrôleur situé au centre de la structure et basé sur un Arduino nano.

Bien que tout cela soit très spécifique, les principes et le code impliqués dans ce didacticiel constituent un bon point de départ pour utiliser arduino avec des relais pour contrôler des charges de tension ou de courant plus élevées. il y a aussi beaucoup de possibilités avec un contrôleur comme celui-ci s'il devait être poussé dans une direction légèrement différente. Jetez un œil à la dernière étape « portée et possibilités » pour quelques idées !

Les appareils électriques à haute tension peuvent être dangereux et ne doivent être effectués que par des personnes compétentes. Si vous n'avez aucune expérience dans ce domaine ou si vous n'êtes pas sûr, veuillez faire vérifier l'électricité par un électricien avant de brancher.

Fournitures

Pièces (des alternatives aux pièces liées sont disponibles)

-Arduino Nano

- Module relais 5v 8 canaux

- Mini planche à pain

- [30x] borniers 2,5 mm

- Câble simple de 1,5 mm (câble) - en marron, bleu, jaune/vert

- [8x] prises de courant

- prise d'entrée à fusible

- cosses à sertir

- Alimentation 1A 12v

- Câbles de démarrage mâle-femelle de 20 cm

-Enceinte

Outils

- Jeu de tournevis de précision

- Scie à coupe fine

- Outil multifonction Dremel/rotatif

- Percer

- Multimètre

- Règle ou équerre combinée

- Clés Allen/hexagonales

- Jeu de clés/douilles

- Outil de cosse à sertir

- Pince à dénuder

- Pince à bec effilé

Étape 1: fabrication de la plaque de montage et de la disposition

Nous devons fabriquer une plaque pour s'asseoir au fond de notre boîtier afin d'y monter nos composants. J'ai utilisé un morceau de contreplaqué de 6 mm, vous pouvez utiliser presque n'importe quel matériau en feuille mais assurez-vous qu'il est rigide et non conducteur. Des matériaux plus fins facilitent le montage et prennent moins de place. Certains boîtiers sont fournis avec des plaques de base, celles-ci adhéreront à diverses normes relatives à la conductivité et aux propriétés au feu.

maintenant que vous avez votre plaque de montage correctement dimensionnée, vous pouvez placer les composants sur le dessus pour créer une disposition. Il est crucial de réussir cette étape pour s'assurer que le reste de la construction est facile et que le câblage est soigné. Pensez aux chemins de câbles, en laissant suffisamment d'espace entre les pièces, la hauteur de la prise de courant, etc.

Une fois que vous êtes satisfait du positionnement, marquez les positions, percez les trous appropriés et montez vos composants. J'ai huilé le contreplaqué avant le montage.

Étape 2: Découpez des trous pour les entrées/sorties dans le boîtier

Les prises de courant sont montées sur le boîtier lui-même. J'ai choisi d'utiliser des douilles IEC car elles sont fiables et relativement universelles, cependant elles ont une forme difficile lorsqu'il s'agit de découper les trous pour le montage. J'ai joint un modèle PDF pour les deux types de sockets utilisés ici. Cela peut être imprimé et utilisé pour marquer avant de couper, vous pouvez également créer votre propre modèle à partir de carton comme je l'ai fait.

Il existe un outil pour couper ces prises, mais si vous lisez ce Instructable, vous n'aurez probablement pas accès à un. Je n'en possède pas, alors j'ai percé des trous au centre de la zone délimitée et utilisé un Dremel pour grignoter le périmètre.

Nous utilisons une prise mâle pour l'entrée d'alimentation et des prises femelles pour les prises. Ceci afin d'éliminer la possibilité d'avoir des broches sous tension exposées. Les broches sous tension doivent être dissimulées comme elles le sont sur les prises femelles. Ce principe doit normalement être utilisé lors de l'utilisation de connecteurs à haute tension.

Étape 3: Câblage du côté haute tension

AVERTISSEMENT - Les appareils électriques à haute tension peuvent être dangereux et ne doivent être effectués que par des personnes compétentes. Si vous n'avez aucune expérience dans ce domaine ou si vous n'êtes pas sûr, veuillez faire vérifier l'électricité par un électricien avant de brancher.

Utilisez les câbles flexibles tri-classés de 1,5 mm pour tous les éléments suivants. Utilisez des couleurs applicables aux normes de votre pays. Au Royaume-Uni, nous utilisons généralement le marron, le bleu et le jaune/vert pour Live, neutre et terre respectivement - cela peut différer dans votre localité.

Commencez par câbler vos barres omnibus à l'aide de rangées de borniers 8x. Ceux-ci distribueront le courant à chacune des prises de courant. Pour ce faire, nous créons des câbles de raccordement pour joindre chaque terminal d'un côté.

une fois que vous avez réalisé vos barres omnibus, faites passer un câble de chacune des bornes (phase, neutre, terre) de l'entrée d'alimentation à la première borne des barres omnibus respectives des borniers L, N et E.

Vous pouvez faire passer les câbles des barres omnibus sous tension et neutre directement aux prises de courant, en utilisant des bornes à sertir aux extrémités pour les joindre aux bornes de la prise.

Nous utiliserons le neutre pour la commutation, alors faites passer le câblage entre la borne centrale (commune) de chaque relais et chacune des bornes de la barre omnibus neutre.

Vous devrez ensuite faire passer un autre câble de la borne NO (normalement ouverte) sur chacun des relais à chacune des prises de courant. Cela signifie que le circuit sera « normalement ouvert » et nous devrons activer le relais à l'aide de l'Arduino pour le « fermer » et ainsi allumer les lumières.

vous devrez brancher les câbles Marron et Bleu sur votre alimentation 12v pour lui fournir une alimentation. Ceux-ci peuvent être sertis dans les bornes directement connectées à l'entrée d'alimentation principale C14, ou peuvent être connectés aux barres omnibus L + N.

La propreté est la clé ici.

Étape 4: Câblage du côté basse tension

L'Arduino est utilisé pour activer les relais et fermer le circuit. L'Arduino fonctionne à partir d'une « tension de niveau logique », ce qui signifie qu'il produit environ 5 V lorsqu'une broche est définie sur « ÉLEVÉE » (activée). Cependant, nous pouvons alimenter l'Arduino lui-même en utilisant entre 9 et 12 V dans la broche VIN. Je choisis souvent d'utiliser une alimentation 12v comme je l'ai fait dans ce cas car c'est assez standard et il y a beaucoup de composants disponibles qui fonctionnent sur 12v. Vous pouvez également alimenter l'Arduino avec un USB qui fournit une alimentation 5v.

Nous avons choisi d'utiliser un module de relais 5v car cela correspond à la sortie 5v que l'Arduino donne pour l'alimenter et le commuter.

Donc, pour commencer, poussez l'Arduino Nano sur la planche à pain, en vous assurant qu'il traverse le centre afin que les broches de chaque côté ne soient pas connectées.

Remarque - Vous pourrez voir que j'ai soudé mes câbles de démarrage sur le module de relais, utiliser des câbles de démarrage mâle à femelle est plus facile mais je n'en avais pas.

Poussez les fils rouge et noir de l'alimentation 12v dans les rangées de la maquette adjacentes aux broches VIN et GND respectivement pour alimenter l'Arduino.

Exécutez un câble de démarrage noir d'un emplacement dans la planche à pain sur la rangée GND de l'Arduino à la broche GND sur le module de relais

Exécutez un câble de démarrage rouge de 5v sur l'Arduino à VCC sur le module de relais.

Exécutez (de couleur différente si disponible) des câbles de démarrage de D2-D9 sur l'Arduino à 1-8 sur le module de relais. Ceux-ci seront utilisés pour activer/commuter les relais.

Étape 5: Codage et test

Pour tester, vous pouvez télécharger le code ci-joint (ouvrez-le à l'aide du logiciel gratuit à télécharger Arduino IDE). C'est très basique mais jette les bases de la modification. Ce code allume simplement chaque prise de courant (de 1 à 8) à des intervalles de 10 secondes, puis éteint enfin tout avant de répéter. Cela a permis des tests simples. Comme Jim a toutes les ampoules que j'ai testées à l'aide d'un multimètre sur les broches, il serait assez facile de câbler une ampoule de test qui pourrait être plus fiable.

Jim voulait que la commutation de la lumière suive une « chorégraphie », alors j'ai simplement modifié la commutation et les durées pour répondre à ses exigences. Le code pour cela est similaire et pas plus complexe que le code de test, bien qu'avec des boucles plus longues.

Étape 6: Installation finale

Nous avons monté le boîtier de commande au centre de la structure d'éclairage et avons simplement dû câbler les alimentations vers les étagères d'éclairage en flex à partir de leurs boîtes de jonction et les terminer dans une prise mâle IEC c14, cette fois pas un montage sur panneau IEC.

Nous avons utilisé ces combinaisons fiche/prise pour rendre l'installation facile à assembler et à démonter, car elle pourrait être installée dans de futurs spectacles. Cependant, il n'y aurait aucun problème de câblage dans les lumières et d'éviter le coût des prises s'il s'agissait d'un luminaire permanent.

Étape 7: Portée + Possibilités

Ce projet est une bonne première étape dans l'utilisation de modules de relais et l'apprentissage de la connexion de systèmes à tension divisée avec l'Arduino. Cependant je pense que c'est aussi une bonne base pour créer des projets qui vont un peu plus loin avec quelques ajouts et modifications. L'Arduino est très polyvalent et facile à utiliser, voici quelques idées rapides pour des projets basés sur celui que j'ai imaginé en écrivant ce tutoriel…

- Contrôler d'autres éléments. Les modules de relais peuvent prendre beaucoup de courant. Une configuration comme celle-ci pourrait être utilisée pour contrôler toutes sortes de choses. Connecter et commuter 8 robots culinaires pour créer une bande son ? allumer votre bouilloire au réveil ?

- Utilisation d'un capteur et création d'une boucle de rétroaction. L'Arduino a des entrées analogiques pour l'utilisation de capteurs. Beaucoup sont disponibles et sont destinés à être utilisés avec l'Arduino, ce qui les rend faciles à utiliser. Un boîtier de commande comme celui-ci avec un capteur de lumière pourrait être utilisé pour allumer une variété de lumières lorsque les niveaux de lumière extérieure atteignaient certains points, les détecteurs de mouvement pourraient allumer différentes ampoules lorsque vous vous déplacez dans différentes zones d'un espace ou d'un bâtiment, capteurs de courant peut être utilisé pour allumer une machine à laver lorsque votre téléphone est complètement chargé. Un buzzer peut retentir lorsque votre chien franchit un périmètre, etc. Voir quelques capteurs pour faire circuler vos idées ici

- Utilisation des données du Web. Diverses organisations et sites Web publieront des clés API (Application Programming Interface) qui vous permettront d'utiliser leurs divers services et données pour votre propre application. Vous pouvez utiliser divers ensembles de données en direct pour fournir des données pour une boucle de rétroaction pour votre Arduino. Par exemple, vous pouvez utiliser le réseau de qualité de l'air de LAQN pour évaluer la qualité de l'air dans votre localité, ce qui pourrait entraîner l'allumage d'une ampoule lorsque les niveaux de dioxyde de carbone sont à un point bas, afin que vous puissiez faire un tour dans les magasins pendant les niveaux de qualité de l'air optimaux. Des idées plus utiles sont disponibles. Vérifiez le ici

- À l'aide de boutons ou d'un clavier - Les lumières connectées au contrôleur peuvent être commutées à l'aide d'un certain nombre de boutons (le plus évidemment 8). Cette fonctionnalité pourrait être intégrée à un synthétiseur qui produit des sons ainsi que des lumières allumées lorsqu'il est joué pour une expérience visuelle et audible complète.