Fyrverkeri-kontrollmodulen (7 / 22 steg)

Steg 7: Power förordning Board

Displayen som jag har designat för detta rinner av av NeoPixels (WS2812B LEDs). Det är ett enkelt sätt att skapa en enkel anpassad visning och jag har använt dem i många andra projekt. De är mycket glada att köra från 5v och det är precis vad vi ska göra här. De är, emellertid, också makt hungrig att drivas av den Arduino ombord regulator så vi måste bygga en separat spänning förordning krets att köra parallellt.

Effektbehovet

Med Adafruits riktlinjer vi antar en maximal strömförbrukning av 20mA per färg. RGB-lysdioder har 3 färger ger en total strömförbrukning av 60mA per LED. Detta projekt använder 34 pixlar för att ge en total maximal strömförbrukning 34 * 60 mA = 2.040 mA. Vi kommer inte att använda nära det mycket i detta projekt som vi inte kommer att sätta ljusstyrkan till max och vi kommer att bara använda en färg i taget. Som du kommer att se senare i min kod vi använder bara färgerna grön och röd och vi inte blanda dem på någon given LED på samma gång. Så vi kan därför anta förbrukar varje LED ca 20mA när lit. Jag också definiera den maximala ljusstyrkan som 150 av 255, medan detta inte linjär på strömförbrukningen har jag observerat tidigare att en ljusstyrka på 150 allmänt kommer att förbruka ca 70% av maxpuls. Så nu är vi ner till 20mA * 0,70 = 14mA per LED.

Vi tar det konservativa antagandet att vi måste ge makten under förutsättning att alla LED lyser (aldrig programvaran tillåter alla att tändas) samtidigt ger oss 14mA per LED * 34 lysdioder = 476mA. Detta är en betydligt mer hanterbart belopp men är för mycket skatt den Arduino ombord regulator med (500mA). Men det är ett program som vi kan lätt hantera med en LM7805 linjär spänningsregulator med ingen extra värme sink krävs. LM7805 kan säkert skingra 2W under normala omgivningsförhållanden och beräkningen är enkel. (Inspänning - reglerad spänning) * aktuella i ampere = watt att försvinna. Så i vårt fall har vi en 9v leverans, 5v regleras med en 476 mA draw. So... (9v - 5v) * 0.476 A = 1.9W.

De återstående elektronik i projektet är alla mycket minimal strömförbrukning och en inköpta av 5v bussen av Arduino.

LM7805 inställningar

På grund av min egen okunnighet försökt jag till sätta upp LM7805 genom att bara ange 9 volt i marken och tar de 5 volt ut direkt till min last. Medan min multimeter sade att allt var bra med denna setup och jag fick en fin, ren 5 volt när jag skulle sätta någon belastning på systemet skulle 5 volt leverans misslyckas och bete sig oförutsägbart. Efter några snabba efterforskningar på nätet fann jag att jag behövde utjämning kondensatorer på vardera sidan av inkommande och utgående spänning. De tekniska uppgiftsbladen hittade jag efterlyste en 0,33 micro farad keramiska cap mellan 9v och GND och en 0.1 micro farad keramiska kondensator mellan 5v och marken. Med de två på plats tillsynsmyndigheten arbetat vackert.

Andra komponenter på moderkortet

Det finns en stor elektrolytisk kondensator ombord ansluten mellan 5v och jord att jämna den makt går till NeoPixels. Adafruit rekommenderar ett 1000 micro farad mössa här, men eftersom vi bara har en liten mängd pixlar här gick jag med något mycket mindre som jag har på många andra projekt. Jag tror detta är en 47 micro farad mössa och den arbetat vackert.

Det finns tre uppsättningar av pins visas också här. Den första uppsättningen på nederst vänstra är helt enkelt mata in av Vbatt och GND som levererar inspänningen (9v) och GND till LM7805. Nästa uppsättning är botten mitten och är en enda stift, detta tar data signal från Arduino pin 22 och helt enkelt agerar-skicka det tillsammans vår nästa uppsättning stift. Den tredje typen av stift (top-mitten) är 5v (från LM7805), GND (gemensam) och Data (från enda stift ovan) och detta fungerar som en en stoppa tre stift att ansluta NeoPixels från displayen som vi knäppning allt upp på slutmontering.

Det finns några trådar som körs på undersidan av styrelsens här att du inte kan se men med Fritzing diagrammet bör det tydligt hur alla dessa kopplas upp.