Voorbereiding voor een nieuw seizoen houtbewerken – gebaren gestuurde schemerlamp (deel 1, de elektronica)

Shoji_lamp_001Nu de lente bijna begonnen is, ben ik me aan het voorbereiden op het komende seizoen houtbewerken. Die voorbereiding bestaat uit het slijpen van de beitels en handschaven, het oliën van mijn handgereedschap en het opruimen van mijn schuur. Voor dat laatste moet ik eerst de schoenenkast afronden, want mijn werkbank ligt nog vol met onderdelen en ingesteld gereedschap voor dat project. Maar omdat ik echt weer in dat project moet komen, wil ik eerst wat kleinere projecten doen. Gewoon om het gevoel met het hout en het gereedschap weer te krijgen.

De afgelopen maanden ben ik flink bezig geweest met elektronica projecten, waarvan sommige zeker terug komen in de normale projecten.  Een van die elektronica projecten is een langgekoesterde droom. Toen ik net met de Arduino begon, wist ik al meteen dat ik een schemerlamp wilde maken, die ik met handgebaren kan besturen. En die daarnaast ook op een centraal systeem aangesloten kan worden. Toen wist ik nog niet van het bestaan van Domoticz en MySensors af, waardoor het destijds een veel te hoog gegrepen was.

Het ontwerp wat ik voor de lamp voor ogen heb, is een Japanse lamp met Shoji (rijstpapier). Ik heb nog geen volledig ontwerp, maar om je een beeld te geven heb ik een voorbeeld opgenomen.

LampDe rest van dit artikel gaat voornamelijk over de elektronica, mocht je alleen voor het houtbewerken op mijn blog komen, zul je nog even geduld moeten hebben.

Voor dit project maak ik gebruik van de APDS-9960. Dit is een zeer intelligente sensor die o.a. gebaren die je met je hand maakt begrijpt. Waarschijnlijk is hij daarom ook zo duur. Want hij kost €18,10 en ik heb hem in Nederland alleen maar bij Antatrek kunnen vinden. Nu kon je hem voor veel goedkoper krijgen bij de Chinese webwinkels, daar kost hij $15,00, maar ik heb daar ooit eens wat besteld en kreeg direct een Douane heffing.

GestureControlledLamp_bbSpeciaal voor degenen die hem ook willen bouwen, heb ik een Fritzing breadboard lay-out gemaakt. Qua onderdelen valt de schakeling wel mee. Er zitten alleen veel spanningsregelaars op. En het leek me een mooi moment om te laten zien hoe ik mijn MySensors projecten stabiliseer. Als je goed kijkt dan heeft het schema eigenlijk maar drie componenten naast de Arduino ProMini 3.3V:

  • De NRF24L01+ radio. Dit is de radio waarmee de MySensors sensoren met de MySensors Gateway communiceren. HobbyElectronica levert deze het goedkoopst.
  • Een N-Channel Mosfet. Het type dat ik hier gebruik is een MOSFET die de grond van – in dit geval een witte ledstrip – aanstuurt. In veel gevallen moet je de positieve kant aansturen, maar in vrijwel alle ledstrip zit er een gezamenlijke positieve draad. En worden de kleuren aangestuurd met Pulse Modulatie op de grond van de betreffende kleur. Vandaar een N-Channel i.p.v. een P-Channel Mosfet. Ik gebruik hier de IRL8721 en dus heb ik bij Kiwi Electronics gevonden.
  • De APDS-9960, hiervoor moet je dus bij Antatrek zijn. Tenzij je meer lef hebt dan ik en ze bij een Chinese webwinkel koopt. Je moet dan ook geduld hebben want de levertijd bij die winkels is meestal enkele weken.

Naast de Arduino Pro Mini 3.3V – Hackerstore levert ze vanaf 6 euro – heb je wat simpele elektronica componenten nodig:

  • 1 x 4.7 uF Elco (voor de stabilisatie van de antenne)
  • 4 x 10 uF Elco (voor de spanningsregelaars)
  • 1 x LD33V een low drop 3.3V spanningsregelaar
  • 1 L7805CV spanningsregelaar
  • Een witte ledstrip (€ 15,00 euro bij de action compleet met voeding, IR aanstuur kastje en afstandsbediening).
  • 3 x TO0220 hitte schildjes

Omdat ik maar een kleinstuk van de 5 meter ledstrip ga gebruiken, hoop ik de voeding van de ledstrip te kunnen gebruiken voor het voeden van de ledstrip, de componenten en de Arduino. Die voeding levert 12V en dat is te veel voor de Pro Mini. Hoewel SparkFun zegt dat hun ProMini 12V aankan, kunnen de klonen van Hackerstore dat niet. Daar ben ik achtergekomen tijdens het testen. Ik heb van 1 Pro Mini de RAW pin opgeblazen. Verder geen probleem ik kan hem via de FDTI pen voeden, maar het blijft zonde.

Goed. We krijgen 12V van de voeding en we hebben 5V nodig om de ProMini te voeden. Ook hier zou dat volgens de specs met 3.3V moeten kunnen. Maar bij mij was dat te weinig en wilde de Arduino niet opstarten. Om een 12V spanning om te zetten naar een stabiele 5V maak ik gebruik van een L7805 regulator. Dit IC zorgt voor die omzetting en houdt de spanning ook stabiel. Op de Fritzing zie je dat ik zowel op de 12V ingangs als de 5V uitgang een 10 uF Elco heb gezet. Of dit de juiste waarden zijn geloof ik niet helemaal, maar ik kwam dit schema op google tegen en bij mij werkt het prima.

Nu we de Arduino kunnen voeden hebben we alleen nog 3.3V nodig voor het voeden van de gebaren sensor en de NRF24L01+ radio. Hiervoor gebruik ik een LD33V regulator. DIt IC heeft maar weinig ingangsspanning nodig om een stabiele 3.3V te leveren. Om deze stabilisator heen hem ik dezelfde Elco’s gezet. Dit komt uit hetzelfde schema dat ik op Google vond.

Een Elco fungeert o.a. als een batterij. Zodra er spanning opkomt begint hij zich op te laden en als de spanning wegvalt, dan ontlaadt hij zich. Hierdoor weet je zeker dat je voedingsregulator altijd een stabiele spanning levert. Nu heb ik alle spanningen gereed om het schema op te bouwen. Maar eerst moet ik de ledstrip van de Action demonteren.

Shoji_lamp_006Wat je niet op de bovenstaande foto ziet, is dat de er bij de set ook een klein wit blokje zit waarin de eigenlijke elektronica zit. Als je voorzichtig een schroevendraaier in de zijkant steekt kreeg je dat blokje makkelijk open.

Shoji_lamp_007Veel elektronica zit er niet. Maar genoeg voor dit project en ook nog wat goodies voor vervolg projecten.

Shoji_lamp_005Shoji_lamp_004Ik soldeeer de IR ontvanger eraf en bewaar deze voor een vervolg project. De connectoren soldeer ik eraf voor dit project. Het desolderen kost maar een paar minuten.

Shoji_lamp_003Omdat ik geen ProMini 3V meer beschikbaar had, moest ik er eerst een solderen. Misschien dat ik daar in de toekomst een artikel aan besteed. Hij wordt in elk geval zo geleverd.

Shoji_lamp_002Nu heb ik alles om de schakeling op een breadboard op te bouwen. Op de foto ontbreekt de L7805 nog. Gedurende de ontwikkeling heb ik voor het gemak twee voedingen gepakt. Een 5V voor de schakeling en de 12V adapter die bij de ledstrip zat.

Shoji_lamp_001Om er zeker van te zijn, dat je bij jou alles goed aansluit, kun je voor de APDS deze link gebruiken. Voor het aansluiten van de NRF24L01+ heeft MySensors de beste aanwijzingen. Controleer goed de pen lay-out van jouw Arduino. Bij de mijne zitten A4 en A5 aan de zijkant. Maar ik heb er ook waar ze midden op de print zitten. De A4 en A5 pennen heb je nodig, omdat de APDS met i2c aangestuurd wordt.

Ik gebruik in dit project de ProMini 3V om meerdere redenen. De belangrijkste is dat de APDS-9960 geen hogere spanningen dan 3V accepteer op al zijn pinnen. Elke andere Arduino is dus niet geschikt. Want die hebben allemaal 5V pennen. Nu kun je hier omheen werken door een Bi-directionele Logical Level converter te gebruiken. Maar dan ben je weer een paar euro kwijt. En voor de componenten die ik nu gebruik was ik – incl de ledstrip met voeding – een kleine €40,00 kwijt.

Hopelijk is het voor de meeste mensen duidelijker geworden hoe je spanningsregelaars kunt gebruiken om sensoren e.d. op de Adruino aan te sluiten. Schroom niet om vragen te stellen. De volgende keer ga ik wat dieper op de code in. Tot die tijd speel ik nog even verder met de gebaren gestuurde lamp, want het is vooral leuk om de lamp op je hand te zien reageren.

One thought on “Voorbereiding voor een nieuw seizoen houtbewerken – gebaren gestuurde schemerlamp (deel 1, de elektronica)

  1. Pingback: Waarom ik blog op houtbewerken voor dummies | Houtbewerken voor dummies

Leave a Reply