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DIY项目:光影灯的制作过程

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lzy1999 发表于 2019-11-16 20:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
去年做过的光影灯,用道林纸制作的,发光效果很美。
51hei图片_20190728134540.jpg 51hei图片_20190728134544.jpg

然后这个灯一直处于落灰状态,一直摆在书柜中间
51hei图片_20190728134526.jpg

今天准备拿出来改造一下,让其亮度可以调整,刚好给大家手把手分享一下关于LED小夜灯的改造方法
先通上电看看线路有没有损坏之类的
51hei图片_20190728135222.jpg

还是依旧很好看的
给大家看一下细节部分
51hei图片_20190728134642.jpg

下面改造开始,先打开光影灯后面的背板
51hei图片_20190728134546.jpg

看到有两条LED灯带作为光源
51hei图片_20190728134549.jpg

我使用的光源是某宝买的12V灯带,一般卖家都是按米卖的,一米大概十来块钱
51hei图片_20190728134551.jpg

我绘制好了电路图,拿出需要的元件,这些元件我会给出型号,大家可以很方便在某包买到
51hei图片_20190728134554.jpg

需要的零件有:
  • Arduino Nano开发板一个
  • IRFZ44n MOS管一个
  • S9013    三极管一个
  • 1K         电阻一个
  • 5.1K      电阻一个
  • 面包板   一块
  • DF滑动变阻器模块 一个

当然,作为调节亮度的输入模块,使用任何变阻器都可以,没必要拘泥于直线的滑动变阻器,使用电位计也可以。
焊接好之后
51hei图片_20190728134557.jpg

下面我讲解一下这个电路的原理以及LED亮度调节的原理
电路图中可以看到,滑动变阻器链接到了Arduino的模拟输入口,Arduino可以调用其芯片内部的数模转换器将引脚上的电压变成对应的数字,然后我们就可以知道滑动变阻器到底在什么位置,以便控制LED亮度。


对于LED亮度的控制其实是我最想说的一点。首先如果对电子知识不是很了解的人来说,控制灯泡的亮度可以理解成给灯泡施加不同的电压,这样灯泡亮度就可以变化,一个非常直观的例子就是手电筒电较满的时候亮度很亮,但是一旦快没电了就会很暗。
那么如何得到我想要的亮度呢?其实很简单,改变给LED灯带供电的电压即可,但是这并非易事,我们使用的绝大多数电源都属于恒压源,它的特性就是会尽量保持输出电压的稳定,但是我现在想要它输出不同的电压的话,显然它并不太愿意。
那么了解过一些电子知识的同学可能听说过电阻分压的原理,即利用电阻的特性去制造压降,将供给LED的电压降下来,但是这样带来个问题:功耗问题,当我想控制LED灯以较暗的亮度发光时,显然使用电阻的方式不太经济,因为此时电阻会分到很大的压降,有欧姆定律公式可知,此时电流较大,大部分能量全部用于电阻发热,不是很明智。


人们为了解决这个问题,引出了PWM这一个概念
2345截图20190728140026.png

我们可以看到上图中三个波的周期都是一样的,但是对外呈现了不同的电压,这是为什么?
51hei图片_20190728134649.jpg

从这张图可以看出,当阴影区域越大的时候,对外表现的电压也就越高
这里引入一个定义,占空比:
51hei图片_20190728134646.jpg

占空比的定义为:高电平时间/周期
所以对于周期相同的方波,如果高电平时间越长,则说明占空比越大


回看第一张图,在占空比越大的情况下,经过一些滤波电路之后,即可得到更大的电压


对于我们控制LED的亮度,采用同样的方法,使用占空比控制led的亮度,而由于人眼存在视觉暂留的现象,因此对于帧数高于24fps的画面来说,不会感觉到不适应,就像家中常用的白炽灯,其工作在50HZ交流下,每秒闪烁50次,由于速度过快,人眼无法察觉。对于Arduino来说,其输出的PWM波形可以达到500HZ左右,所以使用500HZ的PWM波对LED进行周期性开关,人眼不会察觉。


板子焊接完成之后就可以固定到光影灯背后了
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测量一下滑动变阻器行程,准备在光影灯外壳上开槽
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开好槽孔
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放入
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外面盖上帽子,灯光控制部分完成
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下面使用电线对变阻器的线进行延长
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烧录程序,只需要三行,即可完成
51hei图片_20190728134633.jpg 51hei图片_20190728135755.png

固定好Arduino Nano主板
51hei图片_20190728134636.jpg

盖上后盖
51hei图片_20190728134639.jpg

下面测试!
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此光影灯还可以做出酒吧的灯光效果,请看:
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cr8526 发表于 2019-11-17 20:12
不点赞不足以平民愤

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