Aurora Digitalis: Lyser i norra (5 / 9 steg)

Steg 5: Elektronik

Istället för att köpa dyr kommersiell DMX ljus dimmers, beslutade vi att bygga vårt eget. Medan det visade sig vara mycket svårare än vi förväntat oss, fick vi en värdefull inlärning på design och tillverkning av elektronik. Du kan hämta våra scheman och mönsterkortslayout, och källkoden för mikrokontroller.

Kraven för varje dimmer var enkel: Använd en DMX signal för att styra sexton strängar av lysdioder.

Power

Även om en modern switchade nätaggregat är mycket effektivare, beslutade vi att sticka med en enkel linjär strömförsörjning. Nätaggregatet har tre huvuddelar: en isolerad RS-485 mottagare supply, en mikrokontroller leverans och LED driver leverans.

DMX tillförsel av kretskort använder en separat Matningsspänning för att driva ett RS-485 mottagare chip och är helt isolerad genom en optocoupler. Mikrokontroller har sin egen 3,3 V matning, men delar en gemensam negativ med LED drivrutiner.

Vi säger "negativa" och inte "marken" eftersom LED drivrutiner drivs direkt av unisoltated, rättas 115 V elnätet. Den negativa järnvägen har en 80 V potential när det gäller jorden marken. Detta är definitivt inte den bästa designen, men det eliminerar behovet av en skrymmande och dyra isolering transformator kan driva alla lampor. En luftskruv resistor ansluten över huvudsakliga kondensatorn säkert rinner ut resterande avgifter.

Data

RS-458 mottagare chip omvandlar den differentiella signalen till UART, som läses av den microcontroller seriell port. Vi använde en PIC18F24 för att avkoda DMX protokoll. DMX är en industri standardprotokoll för att kontrollera teater lampor, att göra vår krets helt förenlig med befintlig utrustning. Fem DIP-switchar ger oss möjlighet att välja vilken 512 adresser i DMX universum lamporna kommer att svara på.

Från mikrokontroller, tas två PCA9624 LED förare upp över I2C-protokollet. Dessa drivrutiner utgång en PWM-signal för var och en av de 16 kanalerna av ljus. Varje kanal är förstärkt med en FET föraren, och slutligen en stor MOSFET. Den resulterande utdata kan köra en sträng av lysdioder och är fullt dimbar med åtta bitar av upplösning.

Du kan faktiskt styra våra lampor, använde vi ett program som heter Q Light Controller och en USB till DMX-gränssnitt. Våra lampor var mödosamt sekvenserade till musik, koreografera en visuellt stimulerande show. Detta var en av de längsta processerna i hela projektet, men i slutändan showen kunde startas med en enda knapptryckning.