„Pumpkin Pi“skaitmeninio dekoravimo valdiklis: 5 žingsniai (su paveikslėliais)

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

Sveiki žmonės, leiskite jums pristatyti „Pumpkin Pi“. Paprasčiau tariant, tai yra „Raspberry Pi“įvesties/išvesties valdiklis su dvylika programuojamų išėjimų, tačiau su nedideliu „hocus-pocus“(arba „Python“kodu jums ir man) jis tampa skaitmeniniu dekoravimo valdikliu, siūlančiu du vaizdo išėjimus su garsu ir apšvietimu. FX sinchronizuotas su vaizdo įrašu.

Paskutinis Helovinas nusprendžiau sukurti „Witching“teminį lango ekraną, neseniai atradęs „AtmosFX“skaitmenines dekoracijas, jaučiausi įkvėptas jas tinkamai panaudoti ir įtraukti į savo ekraną.

Man reikėjo būdo, kaip paleisti pakaitomis du vaizdo įrašų grojaraščius dviejuose skirtinguose ekranuose (televizoriuje ir projektoriuje), vaizdo įrašams netyčia nepersidengiant. Aš taip pat norėjau integruoti apšvietimą FX, kad pridėčiau prie atmosferos.

Daugiau apie „Controller“Kadangi jis buvo įkvėptas Helovino projekto, maniau, kad pavadinimas „Pumpkin Pi“buvo labai tinkamas. Jis skirtas atlikti šiuos veiksmus:

• Valdykite iki 12x atskirų šviesos diodų (arba 4x RGB juostelių) per 12x programuojamų išėjimų
• Dirbkite 12 V įtampa per savo išorinį maitinimo šaltinį
• 3x keturių NPN tranzistorių matricos, palaikančios 1 A išėjimo srovę kiekvienam ryšiui
• Įtraukite galimybę PIR / judesio jutikliui paleisti atkūrimą ir veiksmus
• Vaizdo ir garso atkūrimas naudojant „Raspberry Pi“vaizdo galimybes
• Du vaizdo įrašai gali būti atkuriami vienu metu arba pakaitomis, nes abu „Pis“yra susieti per savo GPIO, kad būtų galima atlikti programuojamus veiksmus ir išvengti nepageidaujamo vaizdo įrašų sutapimo
• Sinchronizuokite apšvietimą FX su vaizdo atkūrimu
• Įmontuoti šviesos diodai, rodantys individualią išvesties būseną

Taip pat galite naudoti „Pumpkin Pi“kaip pertraukimo plokštę su vienu „Raspberry Pi“ir vis tiek turite 12 kartų programuojamų išėjimų, skirtų šviesos diodams, varikliams, relėms ir pan.

Pastaba: Norite pamatyti, kaip aš naudoju „Pumpkin Pi“savo Helovino ekrane? Peržiūrėkite mano raganavimo valandos Helovino ekrano instrukciją.

1 žingsnis: reikalingi dalykai

Norėdami iš naujo sukurti „Pumpkin Pi“, jums reikės šių įrankių ir komponentų:

Įrankiai

• Lituoklis
• Kelių metrų
• Vielos pjaustytuvai
• Atsuktuvas (su gnybtų blokais naudojau mažą plokščią ašmenį)
• Gręžtuvai ir grąžtai (naudojau 0,7 mm ir 1,0 mm karbido antgalius)
• PCB ėsdinimo rinkinys

Komponentai

• 1x varinė PCB plokštė (maždaug 102 mm x 70 mm)
• 14x 1kΩ rezistoriai
• 2x 10 kΩ rezistoriai
• 1x 4k7Ω rezistorius
• 1x kondensatorius (neprivaloma)
• 1x raudonas 5 mm šviesos diodas ir tinkamas srovės ribojimo rezistorius
• 12x geltonos spalvos 5 mm šviesos diodai su integruotu 12V maitinimo rezistoriumi
• 3x ULN2074B keturių NPN Darlingtono porų tranzistorių masyvai
• 3x 16 krypčių IC lizdas
• 1x DC lizdas
• 1x 2 krypčių antraštė
• 2x 40 kontaktų 2x20 vyrų antraštė
• 7x 3 krypčių 5 mm vertikalus PCB tvirtinimo varžto gnybtų blokas
• 1x PIR jutiklis (pasirinktinai)

„Raspberry Pi“

Jums taip pat reikės „Raspberry Pi“(ar dviejų) su viskuo, kas būtina „Pi“naudojimui. Tai apima „Pi“maitinimo šaltinį, „MicroSD“kortelę ir „Raspbian“programinę įrangą. Norėdami gauti geriausią vaizdo įrašo našumą, rekomenduočiau „Raspberry Pi 3“.

Vaizdo įrašams atkurti naudosime OMXPlayer su OMXPlayer-Wrapper (bet daugiau apie tai vėliau!).

Pastaba: šioje instrukcijoje daroma prielaida, kad turite tam tikros patirties ar darbo žinių apie elektroniką, litavimą, PCB gamybą ir „Raspberry Pi“. Jei pirmą kartą bandote kurį nors iš šių įgūdžių, rekomenduočiau pažvelgti į kai kuriuos iš šių išteklių:

• Elektronikos klasė. Apima darbo pradžios vadovą ir apima tokius dalykus kaip litavimas ir pagrindiniai komponentai.
• PCB gamyba, kurią gali atlikti ASCAS. Apima čia naudojamą dažų perkėlimo technologiją.
• Jei norite eiti toliau su grandinės plokštėmis, patikrinkite plokštės dizaino klasę.
• Raspberry Pi klasė. Sužinokite apie „Raspberry Pi“, sužinokite, kaip nustatyti ir kaip juo naudotis.

2 žingsnis: Elektronika

Grandinės kūrimas

Pirmas dalykas, kurį turėsite padaryti, yra sukurti savo grandinę. Lengviausias būdas jį pakartotinai gaminti yra PCB gamyba naudojant dažų perkėlimo metodą su pridedamais spausdintinės grandinės PDF failais. Jei to nebandėte anksčiau, tai yra daug lengviau, nei manote, ir jums reikia tik kelių elementų, kad galėtumėte pradėti. Aš visada rekomenduoju „Pasidaryk pats“plokštę (PCB gamyba), kurią gali įdiegti ASCAS.

Pastaba: taip pat įtraukiau PCB dizaino failą, kurį sukūriau naudodami „DesignSpark“.

Jums reikės lituoklio ir tam tikrų pagrindinių litavimo įgūdžių, kad surinktumėte viską ant PCB, yra daug instrukcijų, susijusių su litavimu, jei esate naujas, taip pat yra gera Instructables elektronikos klasė!

Jei PCB gamybos procesas jums netinka, galite jį iš naujo sukurti ant juostos (vero) plokštės arba ant lentos (aš padėjau savo prototipą, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje). Savo prototipe aš naudojau atskirus NPN darlingtono poros tranzistorius, o ne tranzistorių matricas I. C. (integrinis grandynas).

Kaip tai veikia

Iš esmės tai yra „Pi“pertraukimo plokštė, jungianti dvylika „Pi“GPIO kaiščių prie NPN darlingtono poros tranzistorių (trijų tranzistorių masyvų pavidalu). Kai atitinkamas Pi išėjimas yra didelis, jis perjungia tranzistorių, kad užbaigtų grandinę.

Taip pat yra dar du GPIO kaiščiai, kurie „susieja“abu „Pis“per ištraukiamus rezistorius, kurie veikia kaip trigeriai (daugiau apie tai skiltyje „Pi programavimas“).

Kaip jis veikia

„Pumpkin Pi“maitinamas iš savo išorinio 12 V maitinimo šaltinio. Naudojant mano pasirinktus tranzistorius, jis gali išlaikyti iki 1,75 Amp srovę vienam išėjimui (arba 1 Amp šiuo atveju dėl mano pasirinkto varžtų gnybtų). „Pis“maitinami naudojant savo „Pi“maitinimo šaltinius, o „Pumpkin Pi“labai mažai reikalauja „Pi“maitinimo galimybių, nes jis naudojamas tik tranzistoriams perjungti. Grandinėje yra išlyginamojo kondensatoriaus galimybė, tačiau tai nėra būtina. Aš naudojau 2200uF, kurio įtampa yra 16 V (tai yra per daug, bet turėjau juos po ranka).

Indikatoriniai šviesos diodai ir rezistoriai

Yra dvylika geltonų išėjimo indikatorių ir vienas raudonas maitinimo būsenos šviesos diodas. Būtinai naudokite teisingą srovės ribojimo šviesos diodą su raudonu būsenos šviesos diodu, mano priekinė įtampa yra 3,2 V, o priekinė - 20 mA, todėl aš pasirinkau 470Ω rezistorių (remiantis 12 V įėjimo srove). Jei nesate tikri, kaip pasirinkti tinkamą LED rezistorių, peržiūrėkite šį skaičiuotuvo vedlį.

Galbūt pastebėjote, kad grandinėje nėra rezistorių kiekvienam iš dvylikos geltonų indikatoriaus šviesos diodų. Kadangi norėjau sutaupyti vietos PCB, nusprendžiau naudoti šviesos diodus su integruotais rezistoriais 12 V maitinimo šaltiniui.

Judesio aktyviklis (PIR jutiklis) ir nepaisymas

Grandinėje yra judesio paleidimo priemonė. Jame naudojamas ištraukiamasis rezistorius, todėl kai aliarmo kaištis (pažymėtas kaip AL ant PCB) nusileidžia žemai, jis pradeda veikti. Tai naudinga, jei norite, kad skaitmeninės dekoracijos atkūrimas būtų suaktyvintas judesiu.

Grandinė taip pat apima trigerio nepaisymą. Kai nepaisymas yra uždarytas, jis susieja įvestį su žeme ir leidžia rankiniu būdu suaktyvinti veiksmą. Naudokite dviejų kontaktų nepaisymo antraštę su jungikliu arba „trumpikliu“.

3 žingsnis: nustatykite „Raspberry Pi“

„Raspbian“diegimas

Norėdami pradėti nustatyti „Raspberry Pi“, turite paruošti „MicroSD“kortelę su „Raspbian“atvaizdu. Atsisiųskite naujausią vaizdą čia („Raspbian Stretch“buvo naujausia versija rašymo metu).

Paruošę „MicroSD“kortelę, įdėkite ją į „Pi“ir įjunkite. Tikriausiai šiuo metu norėsite prijungti televizorių, klaviatūrą ir pelę. Pagal numatytuosius nustatymus „Pi“turėtų būti paleistas į GUI darbalaukio OS, rekomenduoju „Pi“nustatyti teisingą datą ir laiko juostą ir galbūt prisijungti prie „WiFi“.

Šiuo metu aš paprastai įsitikinu, kad SSH ryšys yra įjungtas, kad galėčiau pasiekti Pi terminalą tinkle per „PuTTy“, tada nustatiau, kad „Pi“būtų paleistas į CLI (komandinės eilutės sąsają) pagal numatytuosius nustatymus, o ne GUI darbalaukį, tačiau tai priklauso nuo tavęs.

Pastaba: šioje instrukcijoje daroma prielaida, kad jūs jau esate susipažinęs su „Raspberry Pi“, jei ne, vadovaukitės oficialiu „Raspberry Pi“vadovu, kaip įdiegti operacinės sistemos vaizdus savo aplinkoje: „Windows“, „MacOS“, „Linux“.

Patarimas: jei esate visiškai naujas „Raspberry Pi“, rekomenduoju pažvelgti į šią instrukcijų klasę.

Kai jūsų „Pi“pradės veikti su „Raspbian“ir pagrindinė sąranka bus baigta, būsite pasiruošę, kad jis veiktų kaip skaitmeninės dekoracijos grotuvas, palaikantis garso ir vaizdo įrašų atkūrimą. Atminkite, kad jei naudojate du „Raspberry Pi“, kad galėtumėte atlikti dvigubą atkūrimą, turėsite pakartoti visus šiuos veiksmus antrame „Pi“.

„OMXPlayer-Wrapper“, skirtas „Python“

Norėdami paleisti skaitmeninius dekoravimo vaizdo įrašus, naudosime „OMXPlayer“. Tai palaiko didelės skiriamosios gebos vaizdo įrašus (įskaitant HD) daugeliu įprastų vaizdo formatų. Nors „OMXPlayer“yra įtrauktas į „Raspbian“„iš karto“, kad jis būtų malonus žaisti su mūsų sukurtais „Python“scenarijais, turėsite įdiegti „OMXPlayer-Wrapper“.

Prieš diegdami apvalkalą rekomenduoju atnaujinti sistemos paketus. Vykdykite šias komandas iš CLI terminalo (kad tai veiktų, Pi turi būti prijungtas prie interneto):

Atnaujinkite sistemos paketų sąrašą:

sudo apt-get atnaujinimas

Atnaujinkite visus įdiegtus paketus į naujausias versijas:

sudo apt-get dist-upgrade

Išvalykite vietą, naudojamą atnaujinimo paketams atsisiųsti:

sudo apt-išvalyti

Tada norėsite atsisiųsti patį „OMXPlayer-Wrapper“. Norėdami tai padaryti, paleiskite šią komandą dar kartą iš CLI terminalo, kai Pi yra prijungtas prie interneto:

Įdiekite „OMXPlayer-Wrapper“:

sudo python3 -m pip įdiegti „omxplayer -wrapper“

Norėdami gauti daugiau informacijos apie „omxplayer-wrapper“, peržiūrėkite čia esančius dokumentus.

Patarimas: Jei bandydami leisti vaizdo įrašus naudodami „OMXPlayer-Wrapper“susiduriate su DBUS ryšio klaidomis, pabandykite įdiegti „python3-dbus“naudodami šią komandą:

sudo apt-get install python3-dbus

Kiti nustatymai ir pakeitimai

Numatytoji garso išvestis

„Raspberry Pi“palaiko garso atkūrimą per HDMI arba 3,5 mm lizdą. Tačiau jei „Pi“nustato, kad prijungtas HDMI įrenginys palaiko garsą, jis bus numatytasis HDMI įrenginys. Jei, kaip ir aš, turite garsą palaikantį HDMI įrenginį, bet norite, kad jūsų garso išvestis būtų numatytoji į 3,5 mm lizdą, galite priversti tai padaryti, pridėdami šią eilutę prie failo config.txt „Pi“:

hdmi_ignore_edid_audio = 1

Nustatykite konsolės išvestį į tuščią

Jei nenorite, kad „Pi“vaizdo išvestis rodytų konsolės ekraną po įkrovos, galite nustatyti, kad konsolė būtų tuščia, pridėdami šį failo „/boot/cmdline.txt“pabaigoje. Atminkite, kad tai yra branduolio komandos parametras ir turi būti vienoje teksto eilutėje:

pultas = 0