Namų aplinkos apšvietimas naudojant PICO: 9 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Ar niekada nenorėjote pakeisti savo kambario nuotaikos keisdami šviesos spalvą? Na, šiandien jūs sužinosite, kaip tai padaryti. Kadangi, įgyvendindami šį projektą, sukursite „Bluetooth“valdomą RGB aplinkos apšvietimo sistemą, kurią galėsite pastatyti bet kurioje savo namų vietoje ir nuspalvinti taip, kaip norite.

Šiame projekte bus naudojamas PICO, LED RGB juostelė, kai kurie tranzistoriai ir elektriniai komponentai bei programa, kurią išmoksite kurti naudodami MIT programėlių išradėją.

1 žingsnis: komponentai

Tai yra komponentai, reikalingi šiam projektui sukurti, ir jie yra:

• PICO, galima rasti mellbell.cc (17,0 USD)
• 4 metrų RGB LED juostelė (5050 SMD- 60 LED - 1 M)
• 3 TIP122 Darlingtono tranzistoriai, 10 paketas prieinamas „ebay“(1,22 USD)
• 1 PCA9685 16 kanalų 12 bitų PWM tvarkyklė, prieinama „ebay“(2,07 USD)
• 1 „HC-05“„Bluetooth“modulis, prieinamas „ebay“(3,51 USD)
• 12 voltų 5 amperų maitinimo šaltinis
• 3 1 k omų rezistoriai, 100 paketas „ebay“(0,99 USD)
• 1 „Breadboard“, galima įsigyti „ebay“(2,32 USD)

2 veiksmas: įjunkite RGB šviesos diodų juostą

Mes, žinoma, norime prijungti LED juostą prie mūsų PICO, kad ji užsidegtų ir ją valdytų.

Bet prieš ką nors turime atlikti matematiką, kad žinotume, kiek srovės mūsų LED juostelė ims iš maitinimo šaltinio. Juostelėje, su kuria mes dirbame, kiekvienas šviesos diodas vienoje RGB ląstelėje pritraukia 20 mA, iš viso 60 mA visos RGB ląstelės. Mūsų juostelėje yra 20 RGB ląstelių vienam metrui, o mes turime 4 metrų ilgio. Tai reiškia, kad bendras mūsų srovės stipris esant maksimaliam intensyvumui yra:

4 (metrai) * 20 (ląstelė/metras) * 60 (mA) = 4800 mA

Šis traukimas skirsis priklausomai nuo intensyvumo, su kuriuo dirbate, tačiau mes skaičiavome kuo didesniais skaičiais, kad galėtume laisvai ir saugiai dirbti su RGB juostele. Dabar mums reikia maitinimo šaltinio, galinčio suteikti mums 4,8A.

Geriausias energijos šaltinis, kurį galime naudoti, yra maitinimo šaltinis/keitiklis, konvertuojantis kintamosios srovės maitinimą į nuolatinę srovę, mums taip pat reikia 12 voltų ir mažiausiai 4,8 amperų. Ir mes turime būtent tai, nes mūsų naudojamas maitinimo šaltinis siūlo 12 voltų ir 5 amperų, o tai yra būtent tai, ko mums reikia.

3 žingsnis: RGB juostelės prijungimas prie maitinimo šaltinio

Maitinimo šaltinis yra elektros prietaisas, kuris vienos rūšies elektros energiją paverčia kita. Mūsų atveju mes ketiname jį naudoti 220 V kintamosios srovės maitinimo konvertavimui į 12 V nuolatinės srovės maitinimą.

Pirmieji trys gnybtai yra įėjimai iš kintamosios srovės šaltinio:

• L → gyvai
• N → neutralus
• GND → žemė

Paskutiniai keturi gnybtai yra jums reikalingo elektros prietaiso išėjimai. Jis yra padalintas į dvi „sekcijas“, viena skirta teigiamam rezultatui, o kita - neigiamam. Mūsų atveju naudosime šiuos dalykus:

• V- → neigiamas
• V+ → teigiamas

Ir mes juos sujungiame taip:

• Ruda viela (kintamosios srovės šaltinis) → L (gyva)
• Mėlyna viela (kintamosios srovės šaltinis) → N (neutrali)
• Žalia viela (kintamosios srovės šaltinis) → GND (žemė)

Raudoni ir juodi laidai yra 12 V nuolatinės srovės maitinimas:

• Raudona viela → išėjimas teigiamas (V+)
• Juoda viela → išėjimas neigiamas (V-)

Dabar prijunkite visus mūsų komponentus prie PICO!

4 veiksmas: viską prijunkite prie PICO

Kaip jau minėjome anksčiau, LED juostai visiškai veikti reikia 12v ir 4,8A. Ir mes žinome, kad maksimali srovė, kurią gali suteikti bet kuris PICO kaištis, yra tik 40 mA, o to nepakanka. Tačiau tam yra sprendimas, tai yra TIP122 Darlingtono tranzistorius, kuris gali būti naudojamas didelės galios apkrovoms valdyti naudojant nedidelį srovės ir įtampos kiekį.

Laidai yra gana paprasti, mes prijungsime tranzistoriaus pagrindą prie PICO D3 kaiščio, kad valdytume šviesos diodų juostos ryškumą naudojant PWM techniką, emiterį prie GND ir kolektorių su apkrova.

• Bazė (TIP122) → D3 (PICO)
• Kolektorius (TIP122) → B (LED juostelė)
• Skleidėjas (TIP122) → GND

Be to, mes naudojame mygtuką, norėdami įjungti arba išjungti LED juostą.

Mygtukas yra komponentas, jungiantis du grandinės taškus tik paspaudus, jis neturi poliškumo, todėl galime jį sujungti nesirūpindami, kuri koja eina į kurią pusę. Mūsų atveju vieną iš mygtukų kojelių prijungsime prie GND per ištraukiamą rezistorių, o kitą-prie VCC (5 voltų). Po to mes prijungsime PICO D2 su mygtuko koja, kuri yra prijungta prie GND.

Taigi, kai paspaudžiamas mygtukas, PICO D2 kištukas rodys AUKŠTĄ (5 voltai), o kai jis nebus paspaustas, PICO D2 kaištis bus žemas (0 voltų).

Tada mes prijungsime šviesos diodą prie maitinimo šaltinio ir TIP122 tranzistoriaus.

• +12 (LED juostelė) → teigiamas 12 voltų išėjimas (maitinimas)
• B (LED juostelė) → kolektorius (TIP122).

Nepamirškite prijungti neigiamo maitinimo šaltinio laido (juodo laido) prie PICO GND kaiščio

5 veiksmas: RGB juostos prijungimas prie PCA9685

Dabar, kai galime valdyti vieną spalvą iš RGB juostos, leiskite mums valdyti visas RGB juostos spalvas. Norėdami tai padaryti, mes turime naudoti PWM signalus, kad valdytume juostą.

Kaip žinome, PICO turi tik vieną PWM išvestį, o pataisymas yra PCA9685 PWM kaiščių išplėtimo modulis. Šis modulis išplečia jūsų plokštės PWM kaiščius, ir mes naudosime jį kartu su kai kuriais TIP122 Darlingtono tranzistoriais, kad išspręstume šią problemą.

Grandinės laidai yra labai paprasti ir vyksta taip:

• VCC (PCA9685) → VCC (PICO)
• GND (PCA9685) → GND (PICO)

Turime maitinti PCA9685 modulį naudodami PICO, kad jis galėtų tinkamai veikti.

• SCL (PCA9685) → D3 (PICO)
• SDA (PCA9685) → D2 (PICO)

Čia mes prijungiame PCA9685 I2C protokolo kaiščius SCL ir SDA prie PICO D3 ir D2, kad jie galėtų bendrauti tarpusavyje.

Tada RGB juostos +12 prijungiame prie teigiamo maitinimo šaltinio, o RGB juostos G, R, B laidus prie TIP122 valdiklio kaiščių, kad LED juostelė būtų aprūpinta reikiama išorinio maitinimo šaltinio energija.

Kodas yra labai paprastas, mums tereikia įjungti ir išjungti visas tris LED juostos spalvas, kiekviena atskirai, todėl kiekvienai spalvai gaminame dvi kilpas, o pirmoji - šviesai padidinti intensyvumas, o antrasis - šviesos intensyvumui mažinti,

6 veiksmas: sukurkite programą mobiliesiems

Dabar norime sukurti programą mobiliesiems, kuri leistų mums kontroliuoti kiekvienos spalvos intensyvumą atskirai. Norėdami tai padaryti, mes naudosime MIT programų išradėjo įrankį.

Pirmiausia turite apsilankyti oficialioje MIT programų išradėjo svetainėje ir susikurti paskyrą naudodami savo el.

Kuriame dizainą, kurį naudosime:

• Vienas sąrašo parinkiklis „Prisijunkite prie aplinkos apšvietimo sistemos“. Paspaudus šį sąrašą/mygtuką, bus atidarytas meniu su „Bluetooth“suporuotais įrenginiais, iš kurių pasirinksime „Bluetooth“įrenginį.
• Trys slankikliai atskiroms spalvoms valdyti
• Etiketė virš kiekvieno slankiklio, kuri bus atnaujinta priklausomai nuo slankiklio padėties
• Pridedamas „Bluetooth“kliento komponentas, kad programai būtų suteiktas leidimas naudoti įrenginio „Bluetooth“

Kodas bus padalintas į dvi dalis:

„Bluetooth“ryšys

Pirmosios dvi kodo eilutės tvarko „Bluetooth“ryšio procesą, nes jos suteikia galimybę pridėti įrenginių ir pasirinkti, su kuo susieti.

Siunčiami duomenys

Likusi kodo dalis skirta duomenims siųsti. Kadangi jis kontroliuoja, ką reiškia slankiklių stumdymas PICO, jis taip pat atnaujina slankiklio etikečių rodmenis.

Programą galite atsisiųsti, jei nenorite jos kurti patys. Taip pat galite jį atsisiųsti, tada importuoti kartu su dizainu „MIT“programos išradėjo įrankyje ir pritaikyti pagal savo skonį.

7 žingsnis: „HC-05“„Bluetooth“modulio sąsaja

Dabar mums tereikia pridėti „Bluetooth“ryšį prie mūsų PICO, ir tai padarysime naudodami „Bluetooth“modulį HC-05.

Šis modulis yra labai paprastas ir lengvai naudojamas, nes tai yra SPP (Serial Port Protocol) modulis, o tai reiškia, kad jam reikia tik dviejų laidų (Tx ir Rx), kad galėtų bendrauti su PICO. Šis modulis taip pat veikia kaip vergas ir valdytojas, o jo ryšio diapazonas yra apie 15 metrų.

„HC-05“„Bluetooth“modulio kištukai:

• LT arba RAKTAS → Jei įjungta HIGH prieš įjungiant maitinimą, jis priverčia AT komandų nustatymo režimą.
• VCC → +5 galia
• GND → Neigiamas
• Tx → Perduokite duomenis iš HC-05 modulio į PICO nuoseklųjį imtuvą
• Rx → Priima serijinius duomenis iš PICO serijinio siųstuvo
• Būsena → Nurodo, ar įrenginys prijungtas, ar ne

Štai kaip jį prijungti prie PICO:

• VCC (HC-05) → VCC (PICO)
• GND (HC-05) → GND (PICO)
• Tx (HC-05) → Rx (PICO)
• Rx (HC-05) → Tx (PICO)

Dabar, kai prie „PICO“prijungtas „Bluetooth“modulis, leiskite redaguoti savo programą, kad galėtume valdyti LED juostą iš savo telefono.

8 veiksmas: „Bluetooth“modulio kodavimas

Pagal mūsų planą norėjome, kad būtų galima valdyti LED juostas iš savo telefono. Ir mes ne tik norėjome valdyti LED juostą, bet ir kiekvieną spalvą.

Ir mes tai padarysime, jei kiekvienas mūsų programos slankiklis PICO atsiųs skirtingą reikšmių rinkinį:

• Raudonos spalvos slankiklis siunčia vertę nuo 1000 iki 1010
• Žalios spalvos slankiklis siunčia vertę nuo 2000 iki 2010 m
• Mėlynos spalvos slankiklis siunčia vertę tarp 3000–3010

Mes naudosime sąlygą „jei“, kad patikrintume duomenis ir žinotume, koks verčių diapazonas keičiasi. Pavyzdžiui: jei vertė kinta nuo 1000 iki 1010, PICO žinos, kad keičiame raudoną spalvą, ir atitinkamai ją pakeis. Tai taip pat bus padaryta visoms jūsų sukurtoms vertėms, leisdama valdyti kiekvieną spalvą atskirai jos slankikliu.

9 žingsnis: jūsų projektas užsidega

Mes sužinojome, kaip apskaičiuoti reikalingą RGB LED juostos galią, kaip naudoti tranzistorius, kad būtų galima manipuliuoti dabartinėmis vertėmis, ir kaip nuspręsti dėl maitinimo šaltinio, reikalingo visa tai padaryti. Mes taip pat sužinojome, kaip sukurti programą mobiliesiems naudojant MIT programų išradėjo įrankį ir kaip ją prijungti per „Bluetooth“prie PICO.

Su visais naujais įgūdžiais sugebėjote sukurti šviesos diodų juostą, kurią galite pastatyti bet kurioje savo namų vietoje ir apšviesti bet kokia norima spalva, kaip tai nuostabu?

Nepamirškite užduoti klausimų, jei turite klausimų, ir iki greito pasimatymo kitame projekte: D