Aurora Digitalis : Lumières du Nord (5 / 9 étapes)

Étape 5: L’électronique

Au lieu d’acheter chers gradateurs de lumière DMX commerciales, nous avons décidé de construire notre propre. Alors qu’il s’est avéré pour être beaucoup plus difficile que prévu, nous avons acquis une précieuse expérience d’apprentissage sur la conception et de fabrication électronique. Vous pouvez télécharger nos schémas et disposition de carteet le code source pour le microcontrôleur.

Les exigences pour chaque gradateur était simple : un signal DMX permettent de contrôler seize chaînes de LED.

Puissance

Bien qu’une alimentation moderne mode commuté est beaucoup plus efficace, nous avons décidé de rester avec une simple alimentation linéaire. L’alimentation comporte trois sections principales : une alimentation électrique du récepteur RS-485 isolée, un approvisionnement de microcontrôleur et l’approvisionnement de pilote de LED.

L’entrée DMX du circuit imprimé utilise une tension externe pour alimenter une puce de récepteur RS-485 et est coupée par un optocoupleur. Le microcontrôleur a sa propre alimentation en 3,3 V, mais partage un négatif commun avec les pilotes de LED.

Nous disons « négative » et pas « terre » parce que les pilotes de LED sont alimentés directement par l’unisoltated, rectifiées 115 secteur V. Le rail négatif a un 80 V potentiel en ce qui concerne la mise à la terre. Ce n’est certainement pas la meilleure conception, mais il élimine le besoin d’un transformateur d’isolation encombrant et coûteux capable d’alimenter toutes les lumières. Une résistance de purge connectée en toute sécurité à travers le condensateur principal draine toute charge résiduelle.

Données

La puce du récepteur RS-458 convertit le signal différentiel UART, qui est lu par le port série du micro-contrôleur. Nous avons utilisé un PIC18F24 pour décoder le protocole DMX. DMX est un protocole standard pour contrôler les lumières théâtrales, rendant notre circuit entièrement compatible avec les équipements existants.  Cinq commutateurs DIP permet afin de sélectionner des adresses dans l’univers DMX 512 les lumières répondra aux.

Depuis le microcontrôleur, deux pilotes de PCA9624 LED sont traitées via le protocole I2C. Ces pilotes de sortie un signal PWM pour chacun des 16 canaux de lumières. Chaque canal est amplifié avec un pilote de FET et enfin un gros MOSFET. Le résultat peut conduire à une chaîne de diodes lumineuses et est entièrement réglable avec résolution de huit bits.

Pour réellement contrôler nos lumières, nous avons utilisé un programme appelé contrôleur lumière Q et un port USB pour l’interface DMX. Nos lampes ont été séquencés laborieusement à la musique, chorégraphiant un spectacle visuellement stimulant. Il s’agissait d’un processus plus longs dans l’ensemble du projet, mais en fin de compte, le spectacle pourrait être démarré avec une seule touche.