Oświetlenie RGB monitora sterowane przez Arduino

[Usohaki]

Cześć,

Myślę że każdy kojarzy monitory, które mają wbudowane oświetlenie z tyłu. Zawsze uważałem to za fajny dodatek, jednak producenci często słono sobie za takie monitory liczą. Dlatego postanowiłem, że stworzę własną wersję w oparciu o Arduino i taśmę LED RGB i chciałbym się z Wami podzielić efektami mojej pracy.

Zacznę od spisu niezbędnych materiałów:

• Arduino Nano (ja użyłem klona)
• Taśma LED RGB 12V
• Zasilacz 12V, minimum 1A
• 3 tranzystory MOSFET IRL540N
• 3 tact switche
• Przełącznik bistabilny suwakowy
• 3 rezystory 10k
• Listwa goldpin żeńska
• Płytka prototypowa
• Przewody

Niezbędna będzie też lutownica (i oczywiście cyna), przydatny jest także pistolet z klejem na ciepło oraz płytka stykowa i pojedyncza dioda RGB ze wspólną anodą (i 3 rezystory 330R) w celu sprawdzenia czy układ działa poprawnie zanim zaczniemy lutować.

Jak już mamy skompletowany cały zestaw możemy zabierać się do pracy.

Na początek schemat układu:

Całość ma działać w taki sposób, że po naciśnięciu przycisku jasność danego koloru wzrasta, a jeżeli przestawimy pozycję przełącznika to tym samym przyciskiem będziemy przyciemniać wybrany kolor. Natężenie światła będzie regulowane przez sygnał PWM na portach Arduino, które będą podłączone do bramek tranzystorów unipolarnych.

Warto zacząć od złożenia całości na płytce stykowej w celu skontrolowania czy układ działa poprawnie. U mnie wygląda to tak:

Oczywiście żeby dioda zaświeciła potrzebny jest program dla Arduino:

#define oswietlenieG 10                   //PWM do bramki tranzystorów sterujących oświetleniem (przez R 10k)
#define oswietlenieR 11                   // -//-
#define oswietlenieB 9                    // -//-
#define przyciskG 3                       //przycisk zmieniajacy natezenie B
#define przyciskB 4                       //przycisk zmieniajacy natezenie G
#define przyciskR 5                       //przycisk zmieniajacy natezenie R
#define przycisk 2                        //przelacznik do zmiany znaku "zmiany"
int R=0;                                  //jasność koloru czerwonego
int G=0;                                  //jasność koloru zielonego
int B=0;                                  //jasność koloru niebieskiego
int zmiana=5;                             //wartość o jaką zmieni się natężenie przy pojedynczym kliknięciu

void setup() 
{
  pinMode(przycisk,INPUT_PULLUP);         //definiowanie pinów
  pinMode(przyciskR,INPUT_PULLUP);
  pinMode(przyciskG,INPUT_PULLUP);
  pinMode(przyciskB,INPUT_PULLUP);
  pinMode(oswietlenieR,OUTPUT);
  pinMode(oswietlenieG,OUTPUT);
  pinMode(oswietlenieB,OUTPUT);

}

void loop() 
{
   if(digitalRead(przycisk)==LOW)       //sprawdzenie czy przełącznik jest w pozycji "on"
  {
    if(digitalRead(przyciskR)==LOW)     //sprawdzenie czy przycisk do zmiany koloru czerwonego jest wciśnięty
    {
      R=R-zmiana;                       //zmniejszenie wypełnienia
      if(R<=0)
        R=0;
      delay(20);                        //niwelacja drgań styków
    }
    if(digitalRead(przyciskG)==LOW)
      {
      G=G-zmiana;
      if(G<=0)
        G=0;
      delay(20);
    }
    if(digitalRead(przyciskB)==LOW)
      {
      B=B-zmiana;
      if(B<=0)
        B=0;
      delay(20);
    }
  }
  else
  {
    if(digitalRead(przyciskR)==LOW)
      {
      R=R+zmiana;
      if(R>=255)
        R=255;
      delay(20);
    }
    if(digitalRead(przyciskG)==LOW)
      {
      G=G+zmiana;
      if(G>=255)
        G=255;
      delay(20);
    }
    if(digitalRead(przyciskB)==LOW)
      {
      B=B+zmiana;
      if(B>=255)
        B=255;
      delay(20);
    }
  }
  
  analogWrite(oswietlenieR,R);             //ustawienie zadanego wypełnienia na pinie R
  analogWrite(oswietlenieG,G);             // -//- G
  analogWrite(oswietlenieB,B);             // -//- B
}

Jeżeli wszystko jest połączone poprawnie dioda powinna zmieniać kolor gdy naciskamy przyciski.

Jak już wiemy, że nasz układ działa, możemy przejść do lutowania go na płytce prototypowej.

Zacząłem od przylutowania listwy goldpin do której będziemy wpinać nasze Arduino. Co prawda powinno się zaczynać od małych elementów, jednak w ten sposób łatwiej jest określić gdzie mają się znajdować tranzystory. Kolejno na płytce pojawiły się rezystory oraz mosfety.

Na koniec przylutowałem wyprowadzenia zasilacza, przewody które będą biegły do modułu z przyciskami i piny z taśmy LED. Trzeba pamiętać o podłączeniu zasilania do wejścia taśmy. Do tworzenia połączeń bardzo dobrze się nadają odcięte końcówki wyprowadzeń rezystorów. Gotowa płytka wygląda u mnie tak:

 

(tył jest lekko ubrudzony, bo pokryłem całość klejem na ciepło i nie udało mi się usunąć całego do zdjęcia)

Następnie stworzyłem moduł sterowania. Połączyłem każdy przycisk, oraz wyprowadzenie przełącznika do wspólnej masy a do poszczególnych przycisków dolutowałem przewody z płytki. Całość zamknąłem w tekturowym opakowaniu, które zalałem klejem na ciepło:

Co prawda nie wygląda to zbyt ładnie, jednak przykleiłem to na bocznej ściance głośnika, więc nie jest to widoczne.

Teraz jest dobry moment żeby przeprowadzić test całości, jeszcze zanim pokryjemy całość klejem na ciepło (ja popełniłem ten błąd że nie zrobiłem testu i miałem przez to dodatkową robotę z usuwaniem kleju jak okazało się że jeden z tranzystorów nie działa).

Jeżeli wszystko jest tak jak powinno możemy przejść do przycinania taśmy na właściwą długość a następnie polutowania odpowiednich wyprowadzeń (ponownie przydatne są ucięte "nóżki" od rezystorów) tak żeby stworzyć prostokąt który będzie pasował do naszego monitora. Gdy taśma jest już gotowa warto ponownie zrobić test i jeżeli wszystko działa poprawnie "zaizolować" łączenia za pomocą kleju na ciepło a następnie przykleić taśmę do monitora. Ja moją dodatkowo dokleiłem za pomocą taśmy izolacyjnej, żeby się lepiej trzymała:

Teraz wystarczy podłączyć taśmę do naszej płytki, wpiąć Arduino i całość powinna nam pięknie świecić:

Mam nadzieję, że mój projekt się Wam spodoba i sami spróbujecie stworzyć takie oświetlenie, bo efekt jest naprawdę warty poświęcenia czasu.

PS. Zamiast przycisków można by użyć np. modułu bluetooth albo odbiornika podczerwieni i dowolnego pilota od telewizora, ale ze względu na to, że sterowanie w moim przypadku znajduje się w łatwo dostępnym miejscu uznałem że byłaby to niepotrzebna komplikacja.

Pozdrawiam

~Usohaki

Edytowano Styczeń 11, 2019 przez Treker
Poprawiłem formatowanie.

[Treker (Damian Szymański)]

Właśnie zaakceptowałem Twój opis, możesz go teraz zgłosić do akcji rabatowej umieszczając link w temacie zbiorczym. Dziękuję za przedstawienie ciekawego projektu, zachęcam do prezentowania kolejnych DIY oraz aktywności na naszym forum

[Leoneq]

Znowu ktoś wyprzedził mnie z pomysłem :< Projekt tak czy siak fajny, dość elegancko zrobiony. Minusem jest jego prostota - moje ledy miały być sterowane z pilota IR dedykowanemu taśmom ledowym. Bardzo fajnym pomysłem byłoby też użycie mikrofonu - ledy migające w rytm muzyki, to byłby bajer  Sam projekt mi się podoba i życzę dalszych sukcesów

 

[Usohaki]

@Leoneq Dzięki za miłe słowa, cieszę się że komuś podoba się mój projekt. Co do sterowania uznałem że proste rozwiązanie będzie w tym przypadku najlepsze. Siedząc przy biurku mam bezpośredni dostęp do przycisków  Pomysł z mikrofonem jest super, chętnie spróbuję wykorzystać go do rozbudowy układu. Sterowanie przez pilota IR wykorzystałem w innym projekcie, który w wolnej chwili na pewno opiszę na forum, jednak na razie nie mam na to czasu  

Pozdrawiam i życzę miłego dnia  

[matiut2]

Fajnym pomysłem byłoby również automatyczne przechodzenie przez kolejne kolory z możliwością regulacji prędkości przechodzenia, mała modyfikacja 2 przęłączniki i 1 microswitch i gotowe, sterowanie nie byłoby problemem. 

[Usohaki]

@matiut2 pewnie, sposobów na rozbudowę jest całe mnóstwo więc to dodatkowy plus projektu. Myślałem też nad zrobieniem generatora liczb losowych, tak żeby kolory zmieniały się co jakiś czas w dowolny sposób 

[MatiPl01]

Dnia 20.01.2019 o 13:48, Leoneq napisał:

Znowu ktoś wyprzedził mnie z pomysłem :< Projekt tak czy siak fajny, dość elegancko zrobiony. Minusem jest jego prostota - moje ledy miały być sterowane z pilota IR dedykowanemu taśmom ledowym. Bardzo fajnym pomysłem byłoby też użycie mikrofonu - ledy migające w rytm muzyki, to byłby bajer  Sam projekt mi się podoba i życzę dalszych sukcesów

 

Jakbyś zrobił projekt na ledy migające w rytm muzyki, miło by było, gdybyś podlinkował :).