Arduino供电、传感器控制的褪色LED灯带

描述

我最近更新了我的厨房，并且知道照明会“提升”橱柜的外观。3）不要使组件过热（重要！！！）-如果它似乎没有流动，让它冷却，过一会儿再试，也不要在同一个区域工作太久。4) 除非你有三只手或有拿筷子的经验，否则买一个 Helping Hands 的东西来把组件固定在一起（例如https://amzn.to/2VFJJC4 ）。

为了让生活更轻松，我还拆焊了 MOSFET 板上的 3 针连接器。为此，将一些焊料熔化到现有的焊料连接处以帮助其再次流动，然后在焊料仍处于熔化状态时使用一把钳子将引脚拉过。如果您有一个脱焊泵或灯芯在拉出组件之前将熔化的焊料吸走，这会有所帮助（例如https://amzn.to/2Z8P9aT ），但您可以不用它。同样，如果你愿意，你可以直接焊接到引脚上（不过，如果你直接连接到电路板上会更整洁）。

现在，看一下接线图。

拿一根细单芯线，从末端取下一点绝缘层（我发现 rolson 剥线钳和切割器https://amzn.to/2DcSkom很好）然后扭动电线并在上面熔化一点焊料把他们抱在一起。将电线穿过板上的孔，然后将电线焊接到位。

继续将所有电线连接到我列出的 Arduino（使用您需要的数字引脚数量 - 我有 4 组灯，但您可以使用更多或更少）。最好使用符合用途的彩色电缆（例如 12V 红色、GND 黑色等）。

为了使事情整洁并防止短路，我建议在焊接之前为每个连接在电线上滑动一小块热缩套管 ( https://amzn.to/2Dc6lD3 )。焊接时将它拿得远一点，然后一旦接头冷却并在测试完所有内容后，将其滑到连接处并用热风枪加热几秒钟。它缩小以形成整齐的接头。

注意：我在某处读到，Arduino D12 或 D8 上的某些引脚之间存在一些串扰。为安全起见，我将 D3 用于第四个输出 - 但如果您想尝试其他输出，请随意，只是不要忘记在代码中更新它。

将电缆切割成合理的长度以放入盒子内，然后再次切割末端并镀锡。这一次，将电缆焊接到引脚上的 MOSFET 板上，如图所示。每个数字输出（D9、D10、D11 和 D3）应焊接到四块板之一。对于 GND 输出，我将它们全部放在一起并用一团焊料将它们连接起来——这不是最简洁的方法，但无论如何它们都藏在一个盒子里……

Arduino 到 MOSFET

输入电压我以相同的方式连接 +12V 和 GND，并将它们和一些较短的 2 芯电缆放入 Chocblock 中。这让我可以使用 Choblock 来消除来自 LED 驱动器/PSU 的输入电源的应力，还可以让更粗的 2 芯电缆更整齐地连接起来。我最初在电缆的末端镀锡，但发现它们在 MOSFET 板上的连接中不太合适，所以最终切断了镀锡的末端并且它们更适合。

我又拿了一些 4 厘米长的 2 芯电缆，并将它们焊接到 2.1 插座上。请注意，它们上面有三个引脚，其中一个用于在移除连接时提供馈电。使用内部引脚 (12V) 和外部 (GND) 的连接，并使第三个引脚断开连接。然后将每根电缆穿过盒子侧面的孔，加上螺母，然后将它们插入MOSFET连接器输出端子并拧紧。

连接传感器

使用一些四芯电缆，剪下足够长的长度，以便从您隐藏 PSU 和盒子的位置到您要放置传感器的位置（确保这是一个在您走进该区域时会抓住您的位置，但当有人从隔壁房间走过时不会绊倒！）。

将电线焊接到传感器板上的针脚（如果愿意，可以移除针脚），并使用短电缆（黑色！）连接一根连接电缆，将 GND 电缆连接到开关的一侧。然后将另一根电线从 4 芯电缆焊接到开关的另一侧。

将传感器和开关放入白盒中，然后将电缆绕过您的房间，然后将电缆的另一端推入黑盒中的孔并将电线焊接到 Arduino 上的正确引脚上。

在盒子内部的电缆周围放置一个小电缆扎带，以帮助防止电缆被拉扯并损坏您与 Arduino 的连接。

力量

我买的 LED 驱动器（电源）有两个输出尾部 - 都有 12V 和 GND 输出，所以我同时使用了这两个并分开使用，这样 2 个 LED 通过两个 MOSFET 并由其中一个供电电源输出，其他2个LED来自另一个输出。根据您使用的 LED 的负载，您可能选择了不同的电源并且只有一个输出。

因此，我的盒子有 2 个孔供电源线进入，然后我在里面放了一个 Chocblock 以进行连接并提供应力消除。

第 4 步：Arduino 程序

该程序（随附）应该是相对不言自明的，我已尝试在整个过程中提供评论。请随时根据您自己的项目要求对其进行修改。

重要提示：我最初是在一套零件和一个 Arduino UNO 上设置的。如果您随后使用 Arduino NANO 板，它们上的引导加载程序可能会更旧。你不需要更新这个（有一种方法可以做到这一点，但这个项目不需要）。您需要做的就是确保在Tools>Board中选择 Arduino NANO ，然后在Tools>Processor 中选择正确的。选择 COM 端口后，如果连接到串行控制台（工具 > 串行监视器），您还可以选择查看发生了什么。

这是我的第一个 Arduino 项目，我很高兴下载、安装和使用 Arduino 编程工具（让您输入程序并将它们上传到电路板的东西）真的很容易。（从https://www.arduino.cc/en/main/software下载 IDE ）

只需将电路板插入 USB 端口，它就会显示为一个设备，您可以将程序上传到电路板并运行代码！

代码如何工作

基本上，在我定义所有内容的顶部有一些设置。在这里，您可以更改用于灯的引脚、灯的最大亮度（最大 255）、淡出的速度以及淡出的速度。

还有一个偏移值，它是一个光衰落到下一个光衰落之间的间隙 - 因此您无需等待每个光衰落 - 您可以在前一个光衰落完成之前开始下一个淡入淡出。

我选择了对我有用的价值观，但请随意尝试。但是：1）我不建议将最大亮度调得太高——虽然它可以工作，但我觉得灯光太亮而且不微妙（而且，对于一长串 LED，额外的电流会使 MOSFET 变热——其中换一个更通风的盒子）。2) 偏移适用于当前值，但由于 LED 不会根据施加的功率以线性方式增加亮度，您可能会发现还需要调整其他参数，直到获得良好效果。3) 在渐亮例程中，我将台下灯的最大亮度设置为 255（它们消耗的电流较少，因此不会使 MOSFET 过热，而且我想看看我在煮什么！）。

在设置部分之后，有一个大循环。

这从板载 LED 上的一两个闪光灯开始（因此您可以看到它正在工作，并且还可以作为延迟让您有机会走出传感器的范围）。然后代码进入循环，等待传感器触发的变化。

一旦它得到这个，它就会调用 TurnOn 路由，它会从 0 开始计数到所有 4 个设备的总值处于所选最大值，增加您在 FadeSpeed1 值中指定的数量。它使用约束命令来防止每个输出大于最大亮度。

然后它位于另一个循环中，如果再次触发传感器则重置一个值。如果这没有重置，那么当 Arduino 的计时器达到这一点时，它会跳出循环并调用 TurnOff 例程。

在“开启状态”循环期间的任何时候，如果按下开关超过几毫秒，我们就会使灯闪烁以确认，然后设置一个标志，使定时器值始终被重置——因此灯永远不会熄灭再次。第二次按下开关会使灯再次闪烁并退出循环，从而使灯淡出并重置。

第 5 步：将其全部放入盒子中

一旦你把所有东西都连接起来，就该测试它了。

我发现传感器的原始位置不起作用，所以我缩短了电缆并将其放置在新位置 - 我暂时用一滴热熔胶将其粘起来，但它在那里工作得很好，我有让它卡在那里而不是使用维可牢尼龙搭扣垫。

在传感器上，有几个可变电位器，可让您调整 PIR 的灵敏度以及传感器被触发的时间。由于我们在代码中控制“多长时间”元素，您可以将其保留在最低值，但可以随意调整灵敏度选项。还有一个跳线——我把它留在了默认位置，它允许传感器被“重新触发”——如果它只检测到你一次然后总是超时，那么是时候移动这个开关了！

为了帮助测试，我暂时将灯亮的时间缩短到 12 秒左右，而不是等待 2 分钟左右。请注意，如果您使其小于完全淡入所需的时间，代码将始终超过最长时间并立即淡出。

对于 LED 灯条，您需要在灯条上标记的点处切割灯条。然后，使用一把锋利的刀（但要注意不要切透！），切开防水涂层直至金属条，然后将其剥离，露出两个焊盘。在这些上面放一些焊料（再次注意不要使它们过热）并连接一根双芯线。然后在电线的另一端，焊接一个插头，这样你就可以把它插到插座上，让电路驱动。

注意：虽然我为 LED 灯条购买了一些 90 度连接器，您可以简单地滑动，但我发现它们的连接非常糟糕，以至于它们会闪烁或失败。因此，我将条带切割成我想要的尺寸，并在 LED 条带之间焊接了一根连接电缆。当我不得不运行橱柜下的条带时，这也有帮助，因为我必须在洗碗机和冰箱所在的位置进行更长的连接。

将所有东西插在一起，然后将电源插入主电源。然后，如果您靠近 PIR 传感器，它应该会触发，您应该会看到灯光以优雅的方式逐渐变暗。

如果像我一样，灯以错误的顺序淡出，只需弄清楚哪根电缆是哪根电缆，然后将电缆拔出/交换到另一个插座，直到它很好地褪色。

您可能还想调整程序设置（我注意到 LED 灯条越长，它们在“全亮度”下显示的越暗），您只需将 arduino 插入计算机并重新上传新程序即可。

虽然我在某处读到将两个电源插入 Arduino 不是一个好主意（USB 也提供电源），但我最终将 arduino 插入电源，然后将 USB 连接插入计算机，以便我可以使用串行端口监视器监视正在发生的事情。这对我来说效果很好，所以如果你也想这样做，我已经在代码中留下了串行消息。

确认一切正常后，就可以将所有东西都装进盒子里了。为此，我只使用了热胶。

如果你看一下盒子里所有东西的位置，你会看到 MOSFET 板可以放在盒子的任一侧，然后可以将这些环路输出的电缆和 2.1mm 插座放在旁边通过孔和连接到 MOSFET 本身的螺母将其固定到位。一点点胶水有助于将它们固定到位，但如果需要，它们仍然可以再次拉下。

Arduino 应该侧向放置在盒子的顶部，用于电源输入的巧克力块应该位于底部。

如果你有时间测量并重新焊接所有的电缆，请随意这样做，但因为它既在一个盒子里又藏在我的台面下面，我把我的“老鼠窝”电线留在了中间空间盒子（远离 MOSFET 上的散热器，以防它们变热）。

然后只需盖上盒子的盖子，插上电源即可享用！

第 6 步：总结和未来

我希望你觉得这很有用，虽然我是为我的新厨房设计的（有四个 LED 元件），但它很容易适应其他用途。

我发现我们不倾向于使用主厨房灯，因为这些 LED 灯可以为大多数用途提供足够的光线，并使厨房成为一个更有趣的地方。

这是我的第一个 Arduino 项目，当然不会是我的最后一个项目，因为编码部分允许我使用我的（生锈的！）编码技能而不是电子设计过程，并且 Arduino 连接和支持提供了许多非常酷的功能而不需要做很多电路。

我本可以自己购买 MOSFET（或使用其他方法）来驱动 LED 灯条的高电流，但这意味着购买支持组件（二极管、电阻器等），板上的 SMD LED 很有用，所以我觉得为电路板多付一点钱是合理的。

您可能想要修改它以驱动其他类型的照明电路，甚至是特定项目中的风扇或其他电机电路。它应该工作相同，脉冲宽度调制方法应该适用于这些设备。

在我们的厨房里，灯应该是用来强调的，所以我们一直都在使用它们。然而，我最初考虑添加一个光传感器，以仅在足够暗的情况下启用“ON”状态。由于代码中的分阶段循环，很容易将光敏电阻器添加到 Arduino 上的模拟引脚之一，然后更改“OFF”循环中的断开条件以简单地等待传感器和 LDR 到低于某个值，例如while ((digitalRead(SENSOR) == LOW) and (LDR <= 128)); .

让我知道你的想法或你对这个以及任何其他建议的看法！