Контроллер день-ночь на базе Arduino

Главное предназначение этого устройства – контролировать включение источника света во время наступления темноты. Но устройство можно использовать и для других целей. В настоящей статье разъяснены все аспекты процесса изготовления. Данный проект сложновато реализовать без контроллера Arduino; это хороший пример, как при помощи микроконтроллера можно сделать схему намного проще, с меньшим количеством проб и ошибок при подборе компонентов.

Спецификация

Диапазон входного напряжения: от 7 до 18 вольт постоянного тока
Ток коммутации: 3 ампера (Добавление реле может значительно увеличить ток коммутации)
Диапазон регулировки света: переменный, от очень яркого до темного

Список компонентов

R1 1 кОм 1/8 ватт
R2 10 кОм 1/8 ватт
R4 Фоторезисторы (276-1657)
Q1 TIP122 составной транзистор с объединенными коллекторами
TO-220 радиатор
Контроллер Arduino

Принцип работы

Для данного проекта нам потребуется контроллер Arduino, программное обеспечение и схемное решение.

Схема состоит из двух блоков: светочувствительного блока и блока коммутации питания. Светочувствительная часть схемы состоит из фоторезистора R4, подсоединенного как делитель напряжения к R2. Поскольку сопротивление фоторезистора изменяется в зависимости от величины света, который на него попадает, то коэффициент усиления напряжения делителя напряжения зависит от количества падающего света. Напряжение, проходящее через данный элемент схемы, составляет 5 вольт dc, и подается от платы Arduino на разъем J4. Следовательно, делитель напряжения делит напряжение между максимальным значением 5 вольт и минимальным значением 0 вольт. Arduino контролирует это напряжение на выводе "Analog Pin 0", который подсоединен к разъему J3 схемы. Этот вывод называется "analogRead," он делит напряжение от 0 до 5 вольт на 1024 (10 бит, или 2^10) и может определять изменение напряжения величиной 0.0048 вольта.

Блок коммутации питания достаточно прост; он использует NPN переключающий транзистор Q1, который контролируется платой Arduino посредством вывода 'Digital Pin 3', подсоединенного к схеме через разъем J2. Он коммутирует отрицательное напряжение источника питания от J1. Разъем J5 представляет собой точку, куда подсоединяют источник освещения с низким напряжением или какой-либо другой блок, который хотят включать и выключать.

Я приложил две различные разводки для печатной платы – одна имеет земляную шину, а другая нет. Используйте любую по своему усмотрению.

Я не включил описание блоков Arduino, так как по ним уже достаточно много сопутствующей документации. Изображение сверху показывает, как необходимо выполнить соединения. Следует обратить внимание на джампер PWR SEL между USB и PWR коннектором, который нужно переключить на EXT, если питание берется не от USB.

Программный код находится в файле Code.zip и работает по следующему алгоритму:

Печатная плата

Оригинал статьи

Теги:

• Перевод
• Arduino
• Освещение