Rozhodl jsem se po stavbu osvitové jednotky pro fotocitlivé desky plošných spojů, které používám při výrobě kusových desek. Požadavkem bylo využití jiného zdroje světla než je známé “horské sluníčko”, které způsobovalo nenávratné škody na pokojových rostlinách. Nakonec jsem se rozhodl použit nastříhaný pásek ultra fialových LED. Nově jsem se pokusil o tvorbu řídící části založenou na Arduino, to umožní stavbu každému včetně začátečníků, bez potřeby výroby DPS, programátorů a znalostí osazování součástek na DPS. Posledním požadavkem byl nějaký slušně vypadající kryt, který pak ukázal být nejdražší částí osvitky.
Zařízení je umístěno do laserem řezané dřevěné desky MDF v tloušťce 6mm o rozměrech cca 190 x 92 x 240mm. Velikost osvětlovací plochy je 120 x 160mm, tvořené sklem tloušťky 5mm o rozměrech 130 x 170mm. Pro výrobu jsem použil služeb portálu iDílna.cz , zde doporučuji neposílat soubory e-mailem, ale použít zadávacího systému na stránkách, protože ušetříte za zpracování objednávky (podstatná část z ceny). Potřebné soubory DXF jsou přiloženy na konci článku. Toto je pouze možnost, jak si usnadnit výrobu, rozměry si může každý zvolit podle svého, elektronika je univerzální a jednoduchá.
Nyní se již zaměřím na samotnou konstrukci elektronické části. Napájecí zdroj je tvořen nějakým spínaným zdrojem, který nám zbyl myslím od nějakého routeru Mikrotik (12v/3A). Můžete použít podle vašich možností, důležité je pouze dodržet výstupní napětí 12V, kterým je napájeno Arduino ( 12V je maximální napájecí napětí) a LED pásky. Případně lze do otvoru umístit samotný konektor a zdroj použít i jiného rozměru.
Arduino je použito v provedení UNO (328), lze použít nějaký z jeho klonů (na ebay jsem kupoval kolem $9, dnes lepší nakoupit na www.banggood.com, což je obdoba asi známějšího www.dx.com) a jako LCD zobrazovač je použit už hotový shield opět z ebay (pomoci by vám měl tento odkaz, ceny kolem $4). Deska obsahuje i tlačítka, která jsou pak snímána ADC převodníkem jako odporový dělič. Na samotné tlačítka pak přilepte plastovou tyčku, tak aby vystupovala skrze vypálené otvory. Jedinou úpravou je přeletování trimru pro řízení kontrastu na spodní část desky, protože jinak by vadil umístění do krytu. Propojení obou desek je pak pomocí kablíků, stačí propojit pouze zapojené piny podle schématu. Z Arduino jsem odletoval napájecí konektor a připevnil pomocí sloupků tak, že USB konektor je na boční straně a umožňuje případnou změnu firmware.
Osvětlovací část je tvořena nastříhaným LED UV páskem. Použil jsem pásek s 60 LED 5050 na 1m o příkonu 14,4W a standardním napájecím napětí 12V. Do prostoru se vešlo 54 LED, což odpovídá 13W. Pásek je nastříhán na 6 kusů o 12cm dlouhé kousky, ty jsou pak přilepeny na hliníkový plech, který tvoří chlazení a reflektor. Ve vnitřním prostoru je celek uchycen na distanční sloupky a okolí nastříkáno stříbrnou barvou.
Při tomto výkonu mi vychází ideální čas osvitu pro desky koupené u GME a TME na 5-7min. Ještě jsem zkoušel nějakou desku, která je cca 18let stará, ale byla uložená ve tmě a i ta kupodivu byla funkční s dobou osvitu 3-5min. Bohužel nemám možnost otestovat desky pokryté lakem “POSITIV 20″, tak pokud by mi někdo zaslal kousek cca 4×10 cm nebo 4 kousky 4×2,5cm rád otestuji vhodné doby. K vytištění předlohy používám laserovou tiskárnu (nejzákladnější model od Xeroxu) a tisknu na transparentní fólii opět od Xeroxu s výrobním označením “003R98205″ (balení 50ks velikosti A4). Vzor vytisknu na jednu stránku na dvě místa, pak rozstřihnu a přiložím na sebe (fixuji malířskou páskou), tím docílím dokonalého neprůsvitného vzoru.
Výkonový tranzistor N-MOS je možné volit podle toho co najdete doma. Já našel vzorky od NXP, které jsou trošku předimenzované s jejich spínacím odporem pouhých 7mΩ a proudem 100A. Vy můžete volit nějaký typ, který bude dostatečný pro spínané proudy do LED okolo 1,2A. Tranzistor je umístěn na UNI desce, kde část desky tvoří případný chladič. Ještě je zde umístěný malinký reproduktor, který jsem vypájel z nějaké staré základní desky (odpor 47Ω) v sérii s odporem 220Ω.
Co se týká obslužného programu, jde o mojí prvotinu s prostředím Arduino a tak prosím o shovívavost. Z tohoto důvodu jsem použil jako základ nějaký program, který byl původně kuchyňskou minutkou a nakonec z něj zůstala pouze část měřící čas.
Obsluha je jednoduchá, nejdříve zvolíte počet minut, následně přejdete na volbu desítek sekund a poslední volbou je možnost změnit výkon svitu LED. V průběhu osvitu je možnost osvit pozastavit a nebo úplně ukončit. Samozřejmostí je pamatování si posledního nastaveného času, zvuková a světelná indikace na konci osvitu.
UPDATE v1.1:
– bugfix dlouhého držení kláves
– přidáno potvrzení před zahájením osvitu s možností návratu do menu
– přidána zvuková indikace stisku kláves
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 |
// OSVITKA v.1.1 // casovac pro osvetlovaci jednotku DPS // // v.1.1 // rozsireni menu o moznost navratu // bug fix dlouheho stisku // pridani zvukove odezvy tlacitek #include <LiquidCrystal.h> #include "pitches.h" #include "EEPROM.h" //Pin assignments for SainSmart LCD Keypad Shield LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); // voltage values for the buttons - zde mozne provadet korekci const int ADC_KEY_VOLTAGE[5] ={30, 150, 360, 535, 760 }; // how many butons we have const int NUM_KEYS = 5; // constants for the buttons const int RIGHT = 0; const int UP = 1; const int DOWN = 2; const int LEFT = 3; const int OK = 4; // backlight pin const int BKLIGHT_PIN = 10; // LED pin const int LED_PIN = 3; // speaker pin const int TONE_PIN = 11; // tune notes const int TUNE_NOTES[] = {NOTE_C4, NOTE_G3, NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3, 0, NOTE_B3, NOTE_C4}; // tune note durations const int TUNE_TIMES[] = {4, 8, 8, 4,4,4,4,4}; // tune length (no of notes) const int TUNE_LENGTH = 8; // delay before key repeating starts const int KEY_REPEAT_DELAY = 800; // delay between individual key repeats const int KEY_REPEAT_INTERVAL = 200; byte c_down[8] = { B00000, B00000, B00000, B01110, B01110, B11111, B01110, B00100, }; byte c_play[8] = { B00000, B11000, B11110, B11111, B11110, B11000, B00000, B00000, }; byte c_stop[8] = { B00000, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B00000, B00000, }; byte c_pause[8] = { B00000, B11011, B11011, B11011, B11011, B11011, B00000, B00000, }; byte c_ecko[8] = { B01010, B00100, B01110, B10001, B11111, B10000, B01110, B00000, }; byte c_acko[8] = { B00010, B00100, B01110, B00001, B01111, B10001, B01111, B00000, }; byte c_right[8] = { B00000, B00100, B00010, B11111, B00010, B00100, B00000, B00000, }; int oldkey=-1; // State is one of: // 60: waiting for input min // 61: waiting for input sec // 62: waiting for input power out // 63: confirm set or back // 11: counting down // 12: pause to next stop // 13: pause to next play // 2: flashing screen // 3: playing tone // 4: end state: user is up int state = 60; // current brightness for the backlight int brightness = 100; // minutes value int mins; int minsold = mins; int minspause = 0; // seconds value int secs; int secsold = secs; int secspause = 0; // performance output LED int power; // repeat sound int tuneRepeat = 0; // time alarm is due unsigned long alarmTime = 0; // time we started counting down unsigned long startTime = 0; // time we started playing the tune unsigned long tuneStart = 0; // last time a new key press event started unsigned long keyPressStart = 0; // is the user already up (we've been in state 4 before) boolean awake = false; unsigned long remainingTime; void setup() { pinMode(BKLIGHT_PIN, OUTPUT); // pin for backlight control pinMode(LED_PIN, OUTPUT); // pin for output LED digitalWrite(LED_PIN, LOW); delay(10); lcd.createChar(1,c_down); lcd.createChar(2,c_play); lcd.createChar(3,c_stop); lcd.createChar(4,c_pause); lcd.createChar(5,c_right); lcd.createChar(7,c_ecko); lcd.createChar(8,c_acko); lcd.begin(16, 2); analogWrite(BKLIGHT_PIN, brightness); mins = EEPROM.read(0); secs = EEPROM.read(1); power = EEPROM.read(2); if (mins == 255 || secs == 255 || power == 255) { mins = 8; secs = 0; power = 100; } lcd.clear(); // start test LCD, LED and beep lcd.print("OSVITKA v1.1"); lcd.setCursor(2,1); lcd.print("by BorgMcz"); delay(1500); lcd.setCursor(2,1); lcd.print("www.dccmm.cz"); testLed(); delay(500); lcd.clear(); lcd.setCursor(1, 0); lcd.write(1); displayPower(power); } void loop() { int key = getKey(); if(state == 60) { // reading input mins if(key == UP){ mins++; if(mins >= 100) mins = 99; } else if(key == DOWN){ mins--; if(mins < 0) mins = 0; } else if(key == OK) { state = 61; lcd.setCursor(1, 0); lcd.print(" "); lcd.write(1); } displayTime(mins, secs); } else if(state == 61) { // reading input sec if(key == UP){ secs+= 10; if(secs >= 60) secs = 50; } else if(key == DOWN){ secs-= 10; if(secs < 0) secs = 0; } else if(key == OK) { state = 62; lcd.setCursor(4, 0); lcd.print(" "); lcd.setCursor(14,0); lcd.write(1); minsold = mins; secsold = secs; EEPROM.write (0, mins); EEPROM.write (1, secs); } displayTime(mins, secs); } else if(state == 62) { // reading input power if(key == UP){ power+= 10; if(power >= 100) power = 100; } else if(key == DOWN){ power-= 10; if(power < 10) power = 10; } else if(key == OK) { EEPROM.write (2, power); state = 63; lcd.setCursor(14,0); lcd.print(" "); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("+ osvit - zp"); lcd.write(7); lcd.print("t"); } displayPower(power); } else if(state == 63) { // reading input power if(key == UP){ state = 11; lcd.print(" "); state = 11; startTime = 0; analogWrite(LED_PIN, (power * 2.55)); } else if(key == DOWN){ state = 60; lcd.home(); lcd.print(" STOP "); delay(1000); lcd.clear(); lcd.setCursor(1, 0); lcd.write(1); displayPower(power); } } else if(state == 12) { // pause next stop lcd.setCursor(14,0); lcd.write(5); lcd.write(3); if(key == UP){ state = 13; } else if(key == DOWN){ state = 13; } else if(key == OK) { lcd.home(); lcd.print(" STOP "); delay(1000); state = 60; reset(); } } else if(state == 13) { // pause next play lcd.setCursor(15,0); lcd.write(2); if(key == UP){ state = 12; } else if(key == DOWN){ state = 12; } else if(key == OK) { state = 11; lcd.setCursor(14,0); lcd.print(" "); alarmTime = 0; startTime = 0; tuneStart = 0; analogWrite(LED_PIN, (power * 2.55)); } } else if(state == 11) { // counting down unsigned long time = millis(); if(startTime == 0) { // just started counting down startTime = time; // calculate the target time alarmTime = startTime+ 60000ul * mins + 1000ul * secs; lcd.clear(); lcd.write(2); lcd.print(" ..OSVIT.."); displayPower(power); // start dimming the lights } if(alarmTime > time) { // we're still waiting // if any key is pressed, turn on the light if(key >= 0) { // POUZIJI PRO PRERUSENI ZA BEHU analogWrite(LED_PIN, 0); lcd.home(); lcd.write(4); lcd.print(" PAUSA "); state = 12; mins = (remainingTime / 60000); secs = ((remainingTime % 60000) / 1000); } remainingTime = alarmTime - time; // update the time shown displayTime(remainingTime / 60000, (remainingTime % 60000) / 1000); } else { // we're done waiting state = 2; } } else if(state == 2) { // blink for 10 seconds lcd.home(); lcd.write(3); lcd.print(" HOTOVO "); analogWrite(LED_PIN, 0); if(key >= 0) { // if any key pressed, stop state = 60; reset(); } else { unsigned long elapsedTime = millis() - alarmTime; if(elapsedTime < 6000) { int sign = (elapsedTime / 1000) %2; brightness = (elapsedTime % 1000) / 4; if(sign == 1) brightness = 255 - brightness; } else { brightness = 100; state = 3; } } } else if(state == 3) { // play a tune if(key >= 0) { // if any key pressed, stop noTone(TONE_PIN); state = 60; reset(); } else { unsigned long time = millis(); if(tuneStart == 0) tuneStart = time; long tuneTime = time - tuneStart; for(int i = 0; i < TUNE_LENGTH && tuneTime > 0; i++) { tuneTime -= (1000 / TUNE_TIMES[i]); if(tuneTime <= 0) { // current note tone(TONE_PIN, TUNE_NOTES[i]); } } if(tuneTime > 0) { // song over; noTone(TONE_PIN); if(tuneTime > 1000) { // play again, after a second tuneStart = 0; // number of repeats sounds if(tuneRepeat == 2) { state = 4; tuneRepeat = 0; } else { tuneRepeat++; } } } } } else if(state == 4) { // end state if(!awake) { brightness = 100; lcd.clear(); // lcd.write(3); lcd.print(" HOTOVO "); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Stisk pro n"); lcd.write(8); lcd.print("vrat"); awake = true; } if(key >= 0) { reset(); } } analogWrite(BKLIGHT_PIN, brightness); delay(20); } void reset() { state = 60; brightness = 100; mins = minsold; secs = secsold; alarmTime = 0; startTime = 0; tuneStart = 0; awake = false; lcd.clear(); lcd.setCursor(1, 0); lcd.write(1); analogWrite(BKLIGHT_PIN, brightness); displayPower(power); } // Read a key (if any was pressed) // Convert ADC value to key number int getKey() { int k = decodeKey(); if (k == -1) { // no key pressed keyPressStart = 0; } else { // possible new key press event: debounce and re-read delay(20); k = decodeKey(); if (k == -1){ // false start: No valid key pressed keyPressStart = 0; } else { // key press confirmed if(keyPressStart == 0) { // it's a new event keyPressStart = millis(); oldkey = k; tone(TONE_PIN, NOTE_C8, 100); } else { if(oldkey == k) { // long press of oldKey unsigned long duration = millis() - keyPressStart; if(duration >= KEY_REPEAT_DELAY) { // return a key, and schedule a new one after KEY_REPEAT_INTERVAL keyPressStart = keyPressStart + duration - KEY_REPEAT_DELAY + KEY_REPEAT_INTERVAL; tone(TONE_PIN, NOTE_C8, 100); } else { // we're waiting, so we report no key press k = -1; } } else { // new key now pressed keyPressStart = millis(); oldkey = k; } } } } return k; } // Reads a key input from the input pin int decodeKey() { unsigned int input = analogRead(0); // read the value from the sensor int k; for (k = 0; k < NUM_KEYS; k++) { if (input < ADC_KEY_VOLTAGE[k]) { //return k; break; } } if (k >= NUM_KEYS) { k = -1; // No valid key pressed } return k; } void displayTime(int mins, int secs) { lcd.setCursor(0, 1); //line=2, x=0 char minMsg[3] = {'0' + (mins / 10), '0' + (mins % 10), 0}; lcd.print(minMsg); lcd.print(":"); char secMsg[3] = {'0' + (secs / 10), '0' + (secs % 10), 0}; lcd.print(secMsg); } void displayPower(int power) { lcd.setCursor(12, 1); //line=2, x=13 if (power == 100) { lcd.print("100%"); } else { lcd.print(" "); char powerMsg[3] = {'0' + (power / 10), '0' + (power % 10), 0}; lcd.print(powerMsg); lcd.print("%"); } } void testLed() { tone(TONE_PIN, NOTE_C5, 300); delay(350); for (int x=1; x <= 255; x++){ analogWrite(LED_PIN, x); delay(10); } tone(TONE_PIN, NOTE_C3, 300); delay(350); for (int x=255; x >= 0; x--){ analogWrite(LED_PIN, x); delay(10); } analogWrite(LED_PIN, 0); } |
Jak se pracuje s Arduino nebudu nijak rozvádět, protože je článků plný internet. Snad jen pro úplné začátečníky uvedu domácí stránky www.arduino.cc (zde zdarma stáhnete vývojové prostředí) a například tento popis práce v češtině, zde také popis z Robodoupě.cz a poslední z Root.cz.
V případě zájmu mám doma ještě 3 x 1m UV LED pásku a kvalitní zdroje 230V – 12V/2A v provedení “open frame”.
—————————————————————————————————————————————————
Soubory ke stažení:
______________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________