Op deze pagina beschrijf ik de bouw van een verlichting controller voor poppenhuizen met 5 geschakelde groepen. (aan/uit en groep 2 t/m 5 lichtsterkte) Ik ga hiervan een aantal versies maken. De eerste is geschikt voor het aansturen van LED verlichting. Dat kan een enkele LED zijn of enkele LED's in serie. De controller wordt bedient d.m.v. een IR-afstandsbediening. De controller bevat 9 geheugenplaatsen voor opslag van verlichting patronen. Verder is er een mode waarbij de verlichting pas aan gaat als het donker wordt.
Voor de bakkerswinkel die mijn vrouw en ik aan het maken zijn voor onze kleindochter hebben we o.a. zitten nadenken over de verlichting die er in het winkeltje moet komen. Ik wilde de verlichting toch wat geavanceerder maken dan alleen een AAN/UIT schakelaar voor alle lampen tegelijk. Dus moet er een stukje elektronica aan te pas komen.
De elektronica is opgedeeld in twee modules.
De Li-ion Powermodule.
De Li-ion module is een batterij pack waarin twee Li-ion type 18650 cellen zitten elk met een capaciteit van 2000 mAh. Deze cellen staan in principe in serie dus blijft de capaciteit 2000 mAh maar dan wel bij de dubbele spanning. Omdat het Li-ion cellen zijn moet er een speciale laadcontroller in zitten om de cellen veilig te laden. Vandaar de elektronica bovenop de print. Als laadpoort wordt een USB-C connector gebruikt waarmee de cellen opgeladen worden. Deze modules zijn in verschillende versies te koop. Het verschil zit hem met name in de uitgangsspanning. De volgende versies zijn verkrijgbaar:
Voor het bakkerswinkeltje gebruik ik in eerste instantie de 9V versie. Als je de module koopt zit er nog geen Li-ion cellen in. Die moeten apart gekocht worden.
Deze versie van de verlichting controller is in eerste instantie niet bedoelt voor 12V lampjes.
In principe is de uitgangsspanning van de module vrij simpel te wijzigen door de waarde van R7 op de module aan te passen volgens de onderstaande formule.
R7 = (Uout / 1.24 - 1) x 10kohm = nieuwe waarde.
Op de module zit een rood LED (D6) Deze blijft altijd branden ook al wordt er geen stroom afgenomen. Uiteindelijk zal de stroom die door het LED loopt heel langzaam de cellen uitputten waardoor deze op een gegeven moment kunnen beschadigen als de cel-spanning onder de 2,6V komt. Door deze LED te verwijderen zal de zelfontlading minder worden. ( ~72 uA) maar uiteindelijk niet 0 uA zijn.
Het blijft wel verstandig om de cellen uit de module te halen als deze gedurende lange tijd niet gebruikt gaat worden.
Als je toch 12V lampjes wilt gaan gebruikt dan is het verstandig om de 12V versie te kopen.
De modules zijn o.a. te verkrijgen bij Ali-Express of via deze website.
De verlichting controller kan ook zonder Li-ion module gebruikt worden. Er moet dan een power adapter van min. 7,5 Vdc 1 Amp. worden gebruikt die dan direct op de verlichting controller kan worden aangesloten.
De verlichting controller.
De verlichting controller is een printplaat die b.v. kan worden ingebouwd in een poppenhuis. De controller bestaat qua functionaliteit uit twee delen. Het eerste deel is een micro processor print (de ARDUINO UNO) die twee functies heeft. Ten eerste decodeert de processor de IR-signalen die van de IR-afstandsbediening komt. De IR-sensor kan b.v. worden ingebouwd in de voorkant van een poppenhuis. Dit is naar een kleine sensor die nagenoeg onopvallend kan worden ingebouwd. Wat wel handig is dat er ook een detectie LED wordt ingebouwd. Dat kan een rode LED zijn die gaat knipperen als er een IR-signaal wordt ontvangen. De micro processor vertaald de IR-commando's naar signalen voor het aansturen van de LED's.
Dat is meteen de tweede functie van de verlichting controller. Uitgangspunt was dat er 5 groepen van LED's geschakeld moeten kunnen worden en dat elke groep, of uit een enkele LED bestaat, of dat er meerdere LED's in serie kunnen staan. Elke groep bestaat dus uit 2 uitgangen. In totaal zijn er 10 uitgangen. Het schakelen van de groepen wil ik niet met losse schakelaars doen naar via een IR-afstandsbediening. Met dezelfde afstandsbediening kunnen de 5 groepen in- of uitgeschakeld worden en van groep 2 t/m 5 ook in lichtsterkte worden geregeld. Dus elke groep , die bestaat uit twee uitgangen, kan worden geschakeld. De twee uitgangen gaan gelijk aan of uit of veranderen in lichtsterkte.
De controller heeft ook een ingang waarop een lichtsensor kan worden aangesloten. Als deze sensor geactiveerd wordt (via de DIP-SW schakelaars) zal de verlichting als het donker wordt automatisch aan gaan. Verder bevat de controller 9 geheugenplaatsen waarin verlichting instellingen kunnen worden opgeslagen.
De verlichting controller is standaard uitgevoerd voor LED's die doormiddel van een serie weerstand werken op 5V. De serie weerstand die per uitgang op de controller print zit is afhankelijk van de toegepaste LED's en heeft een waarde tussen de 300 en 500 Ohm. (standaard 330 Ohm) Standaard kunnen er alleen LED's gebruikt worden die geen serieweerstand bevatten in de bedrading.
Er wordt voor de "+5V" spanningskeuze gekozen d.m.v. een rij headers. Als er meerdere LED's in serie gebruikt gaan worden dan moeten de headers op de stand "+Vled" gezet worden. De LED-voeding is dan 9V. (bij gebruik van een 9V powermodule)
Op de onderstaande afbeelding is een voorbeeld te zien van het headerveld. We zien de nummers 1 t/m 10 die corresponderen met de uitgangen 1 t/m 10. De jumper, die de verbindeng tussen de gekozen rijen maakt, wordt op de bovenste twee verticale pennen gezet als er een spanning nodig is die hoger is dan 5 V. (meerdere LED's in serie) en op de onderste twee verticale pennen gezet als er een enkele LED gebruikt wordt. (5V)
Op de onderstaande afbeelding is een voorbeeld van de verlichting controller module te zien zoals deze op de computer is gemaakt.
De 2 uitgangen per groep zitten in verticale lijn boven elkaar. Op de print staat in tekst hoe dat in elkaar zit.
Bij elke LED-uitgang staat een indicatie: +(a) -(c) of -(c) +(a)
De betekenis hiervan is de volgende. Een LED is in feite een diode (Light Emitting Diode) en is polariteit gevoelig. Er zitten twee pootjes aan een LED. De naam van deze pootjes is "anode" en "cathode". De anode is de + zijde van de LED en de cathode is de min zijde. De stroom door een LED loopt van + (anode) naar - (cathode) De aanduiding op de print geeft aan waarop de anode en de cathode van de LED moet worden aangesloten. Het is vaak wel moeilijk om te zien wat de anode en de cathode is van een LED. Als een LED nieuw is, dus de pootjes zijn nog niet kort geknipt dan is er altijd 1 pootje langer dan de andere. De korte is de cathode. In het Nederlands is het kathode en de vuistregel is: "Kathode: Kort"
Als je het niet weet dan kan er met een simpele schakeling worden bepaalt wat de anode is van de LED. Als je een spanning van 5Vdc neemt en je sluit in serie met de +pool van de voeding een weerstand aan van b.v. 330 Ohm en daar weer mee in serie de te gebruiken LED dan zal de LED in de ene positie wel oplichten en in de andere positie niet oplichten. In de positie waarbij de LED oplicht is het pootje van de LED die aan de weerstand van 330 Ohm in verbonden de kathode (de -) van de LED. Ook voor smd LEDs is deze methode te gebruiken.
Nu volgt een beschrijving van de functies van de toetsen op de afstandsbediening. In het onderstaande plaatje is nogmaals de afstandsbediening weergegeven maar dan is er met kleurtjes de groepen toetsen aangegeven die een bij elkaar horende functies hebben.
In de bovenstaande beschrijving is al aangegeven dat de verlichting controller bestaat uit 5 groepen. Deze groepen kunnen aangesproken worden met de toetsen 1 t/m 5. We moeten even in gedachte houden dat binnen een groep er 2 uitgangen zijn die qua gedrag gelijk aan elkaar zijn. Dus als groep 1 wordt gekozen (toets 1) dan zullen LED-1 en LED-2 zich identiek gedragen.
Even een opsomming van de toetsen van de afstandsbediening.
Nu volgen een paar voorbeelden hoe de verlichting kan worden ingesteld. De toets die ingedrukt moet worden, wordt in de voorbeelden aangegeven met <TOETS> waarbij op de plek van TOETS de werkelijk toets naam wordt gegeven.
De verlichting controller heeft nog een extra functie n.l. een geheugenfunctie. Hiermee kan een ingestelde licht configuratie worden opgeslagen en weer worden opgeroepen als de controller weer wordt aangezet. Er zijn in totaal 9 geheugenplaatsen beschikbaar om een verlichting configuratie in op te slaan. Deze blijven dus in het geheugen staan ook als de verlichting controller uit staat.
De verschillende verlichting configuraties kunnen met de volgende toetsen worden ingesteld of opgeroepen.
Ook nu weer een paar voorbeelden hoe deze functie kan worden gebruikt.
Het getal (de geheugen positie) kan variëren tussen de 1 en 9.
Als de verlichting controller wordt aangezet dan zal de laatste licht configuratie, die ingesteld was voordat de controller werd uitgezet, weer opnieuw geladen worden.
Om de verlichting controller weer in de mode te zetten zodat deze weer een nieuw commando kan ontvangen kan de <"OK"> toets 1 of meerdere keren worden ingedrukt. Meestal is dat niet nodig maar het is een escape als de controller niet juist reageerd op de comando's.
Op de verlichting controller zit een blokje met 4 schakelaars. (DIP-switch) De DIP-switch zit onder de micro processor print. Nadat de spanning is uitgezet op de verlichting controller kan de micro processor print van de basisprint worden afgenomen. De print zit met twee rijen met pootjes vast dus het verwijderen gaan best wel wat zwaar.
We beginnen bij de meest rechter schakelaar. De instelling is actief als de desbetreffende schakelaar op "ON" staat.
1: Instellen niveau van de automatische avondverlichting.
De verlichting controller heeft als optie een sensor aansluiting voor een lichtsensor. Deze lichtsensor kan b.v. worden ingebouwd in het dak of in het voorfront van een object. De plek moet zodanig zijn dat er voldoende daglicht op kan vallen en enig sinds afgeschermd is voor kunstlicht. Het instellen gaat als volgt.
Doe deze instelling rond het moment dat je de verlichting aan wilt laten gaan.
Verwijder de spanning van de verlichting controller en haal voorzichtig de micro processor print van de basisprint af. Zet schakelaar SW-1 in de stand "ON". Zorg ervoor dat alle drie de andere schakelaars (SW-2, SW-3 en SW-4) uit staan.
Plaats het micro processor board weer op de basisprint en sluit de spanning weer aan. In deze stand gaan alle lampjes die aangesloten zitten op de verlichting controller branden.
Pak nu de IR-afstandsbediening en zoek met de "UP" en "DOWN" toets het punt waarbij de verlichting aan of uit gaat. kies dan de stand waarbij de verlichting net aangaat.
Schakel de spanning weer af van de verlichting controller en verwijder weer de micro processor print. Zet de schakelaar SW-1 weer in de stand "OFF" en zet de schakelaar SW-2 in de stand "ON" om de automatische avondverlichting te activeren. Plaats de micro processor print weer terug op het basisboard. Nu is de verlichting controller ingesteld.
2: Activeer de automatische avond verlichting.
Met deze schakelaar (SW-2) wordt de automatische avondverlichting geactiveerd.
3: Automatische verlichting tijd instellen.
tekst
4: Handbediening via buttons.
tekst
Het eind resultaat.
De verlichting controller is gebouwd en daarbovenop is de Arduino UNO gemonteerd. De Arduino UNO processor zit op zijn kop gemonteerd op de basis print van de verlichting controller. Voor testdoeleinde is er alleen een enkele LED per groep gemonteerd. Rechts in de bovenhoek zie je het kabeltje van de IR-sensor.
Voor het bakkerswinkeltje, waarvoor deze controller is ontworpen, zal deze in het dak van het winkeltje worden gemonteerd vlak naast de power module.
We hebben je toestemming nodig om de vertalingen te laden
Om de inhoud van de website te vertalen gebruiken we een externe dienstverlener, die mogelijk gegevens over je activiteiten verzamelt. Lees het privacybeleid van de dienst en accepteer dit, om de vertalingen te bekijken.