Arduino-controlled RGB LED Infinity spiegel (3 / 13 stap)

Stap 3: Hoe werkt het Circuit?

Dit is een ruwe uitleg van de werking van het circuit en wat de onderdelen zijn voor. Doorgewinterde veteranen kunnen u deze stap overslaan, maar lees verder als je nieuwsgierig bent. Ik heb geen tijd om te schrijven een hele inleidende hoofdstuk op circuits, dus ik heb het geprobeerd om relevante links indien mogelijk.

• De vat jack adapter biedt een + 12V levering aan het breadboard. Dit is vereist voor het aandrijven van de LED strips, en ook de bevoegdheden de Arduino via de Vin pin. Technisch, van de Arduino ingebouwde vat plug accepteert een + 12V levering, die u vervolgens via de Vin pin bekijken kunt, maar de LEDs huidige - veel meer tekenen dan je wilt uitvoeren via de Arduino board. Op deze manier de huidige "splitst" - de Arduino trekt alleen wat het nodig heeft, en de hoge stroom gaat rechtstreeks naar de LEDs door het breadboard. Speciale dank aan de Adafruit ondersteuning forum voor portie mij postuur zulks uiterlijk.
• The SPDT schakelaar slechts fungeert als een knevel om te selecteren welke "modus" is het programma. De details van de code worden toegelicht in de volgende stap, maar in wezen het net wordt geschakeld tussen een "kleur vervagen"-modus die roteert via verschillende kleuren en een direct-control waar u individuele rode, groene en blauwe LED helderheid controle. De middelste pin van de switch is aangesloten op een van de digitale ingang pinnen van de Arduino en de buitenste twee pinnen zijn aangesloten op + 5V en ground. Ja, afhankelijk van welke kant de schakelaar is gespiegeld, het programma leest een digitale hoog of laag met de digitalRead() functie en dienovereenkomstig handelt (Opmerking: SPDT staat voor "eenpolige dubbel-throw", de Wikipedia-pagina op switches heeft een mooi tabel samenvatten van de verschillende soorten schakelaars, met diagrammen).
• De potentiometers zijn uw "Besturing", afhankelijk van welke modus is het programma in. Individu-control mode bepalen de drie potentiometers respectievelijk helderheid van de rode, groene en blauwe LEDs. In kleur-fade-modus bepaalt een enkele potentiometer de snelheid van de fading. De potentiometers hebben drie pinnen. Als de schakelaar, één pin is verbonden met + 5V, en één pin op grond. Echter, in tegenstelling tot de switch, draaien de potentiometer maakt de spanning op de middelste pin variëren voortdurend tussen 0V en 5V, in plaats van alleen schakelen tussen de twee. Dus, de middelste pinnen van de potentiometers zijn aangesloten op de analoge ingangen van de Arduino. Vervolgens met behulp van de functie van de analogRead() , de Arduino die spanning converteert naar een getal tussen 0 en 1023 voor gebruik in het programma (zie volgende stap).
• The MOSFETs zijn waarschijnlijk het lastigste onderdeel te begrijpen voor een nieuwkomer tot elektronica. Deze zijn verplicht te rijden "high power" apparaten zoals motoren, elektromagneten en LED strips, waarvoor vaak meer stroom dan de Arduino kan leveren. De Wikipedia-pagina over deze is eigenlijk vrij dicht, dus ik proberen zal hier een vereenvoudigde uitleg te geven. De MOSFET heeft drie pinnen, genaamd de "poort" (G) "drain" (D) en de "bron" (S). In zijn eenvoudigste vorm fungeert de MOSFET als een klep waarmee de stroom van de afvoer naar de bron. De "poort" bepaalt dit ventiel (denk aan openen en sluiten van een klep naar een tuinslang), behalve dat controle elektrische in plaats van een mechanische. Een spanning toegepast op de poort van een van de Arduino de output pinnen bochten de MOSFET "op" - waardoor hoge stroom te vloeien voort uit de afvoer naar de bron, zonder daadwerkelijk tekening een stroom van de Arduino. Als de spanning aan de poort van de Arduino nul is, de MOSFET uitgeschakeld stopt en huidige uit stroomt. Op deze manier u kunt zelfs enorme motoren en verlichting met een klein beetje Arduino, zo lang als u een externe voeding die groot genoeg is om het te behandelen.
• Ik moet ook vermelden puls breedte modulatie (PWM). Dit is een gemeenschappelijke techniek gebruikt om controle van de helderheid van de LED met een Arduino. Kortom, de de Arduino output pinnen zijn digitale, zodat ze alleen een hoge of een lage (5V of 0V uitvoeren kunnen). Ze kunnen niet voortdurend hun spanning om te passen iets als LED helderheid of motorsnelheid variëren. In plaats daarvan, wat ze kunnen doen is sturen zeer snelle pulsen (ongeveer 500 keer per seconde met de Arduino), veel sneller dan het menselijk oog kan zien. Elke puls bestaat uit een hoog segment en een lage segment en de relatieve verhouding tussen de twee bepaalt de "helderheid" die we eigenlijk zien. Een puls die hoge 0% en 100% lage eruit net als "uit". 100% hoog en 0% laag zal "volledige helderheid", en 50% high/50% laag zal zitten zowat helft-helderheid. Je krijgt het idee. In dit circuit, wordt een PWM-signaal verzonden naar de MOSFETs, die vervolgens bepaalt de hoge huidige gaan door de LED's, waardoor een "fading" effect en instelbare helderheid.