DIY intelligens LED fényerő -szabályozó Bluetooth -on keresztül: 7 lépés

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-06-01 06:09

Ez az útmutató leírja az intelligens digitális fényerő -szabályozó felépítésének módját. A fényerő -szabályozó egy gyakori fénykapcsoló, amelyet házakban, szállodákban és sok más épületben használnak. A fényerő -szabályozó kapcsolók régebbi verziói manuálisak voltak, és jellemzően forgókapcsolót (potenciométert) vagy gombokat tartalmaztak a fényerő szabályozására. Ez az útmutató leírja, hogyan lehet olyan digitális fényerő -szabályozót építeni, amelynek két módja van a fényerősség szabályozására; okostelefon és fizikai gombok. A két üzemmód zökkenőmentesen működhet együtt, így a felhasználó növelheti vagy csökkentheti a fényerőt mind a gomb, mind az okostelefon segítségével. A projekt megvalósítása SLG46620V CMIC, HC-06 Bluetooth modul, nyomógombok és LED-ek segítségével történik.

Az SLG46620V CMIC -t fogjuk használni, mivel segít minimalizálni a diszkrét projektkomponenseket. A GreenPAK ™ IC -k kicsik, és többcélú komponenseket tartalmaznak, ami lehetővé teszi a tervező számára, hogy csökkentse az alkatrészeket és új funkciókat adjon hozzá. Ezenkívül a projekt költségeit később csökkentik.

Az SLG46620V SPI csatlakozási interfészt, PWM blokkokat, FSM -t és sok hasznos kiegészítő blokkot is tartalmaz egy apró chipben. Ezek az összetevők lehetővé teszik a felhasználó számára, hogy praktikus intelligens fényerő-szabályozót építsen, amelyet Bluetooth-eszközzel vagy fali gombokkal lehet vezérelni, támogatja a hosszú távú fényerő-szabályozást és a választható funkciók hozzáadását mikrokontroller vagy drága alkatrészek használata nélkül.

Az alábbiakban leírtuk azokat a lépéseket, amelyek szükségesek ahhoz, hogy megértsük, hogyan programozták a megoldást egy Bluetooth -on keresztül vezérelt intelligens LED fényerő -szabályozó létrehozására. Ha azonban csak a programozás eredményét szeretné elérni, töltse le a GreenPAK szoftvert a már elkészült GreenPAK tervezési fájl megtekintéséhez. Csatlakoztassa a GreenPAK fejlesztőkészletet a számítógépéhez, és nyomja meg a programot, hogy létrehozza a Bluetooth -on keresztül vezérelt intelligens LED fényerőt.

1. lépés: A projekt jellemzői és kezelőfelülete

A projekt jellemzői:

1. Két ellenőrzési módszer; mobilalkalmazás és valódi gombok.

2. Sima be-ki átmenet a fény számára. Ez egészségesebb a fogyasztó szemében. Fényűzőbb érzést is ad, ami vonzó a szállodák és más szolgáltató iparágak számára.

3. Alvó üzemmód funkció. Ez hozzáadott érték lesz az alkalmazás számára. Amikor a felhasználó aktiválja ezt az üzemmódot, a fényerősség 10 perc alatt fokozatosan csökken. Ez segít az álmatlanságban szenvedőknek. Gyerekszobákban és kiskereskedelmi üzletekben is hasznos (zárási idő).

Projekt interfész

A projekt felületén négy nyomógomb található, amelyeket GreenPAK bemenetként használnak:

BE / KI: kapcsolja BE / KI a lámpát (lágyindítás / leállítás).

FEL: növeli a fényerőt.

Le: a fényerő csökkentése.

Alvó üzemmód: az alvó üzemmód aktiválásával a fényerő fokozatosan csökken 10 perc alatt. Ez időt ad a felhasználónak lefekvés előtt, és garantálja, hogy a fény nem fog világítani egész éjjel.

A rendszer PWM jelet bocsát ki, amelyet egy külső LED és az alvó üzemmód LED jelzője továbbít.

A GreenPAK kialakítása 4 fő blokkból áll. Az első egy UART vevő, amely adatokat fogad a Bluetooth modulból, kivonja a rendeléseket és elküldi azokat a vezérlőegységnek. A második blokk egy vezérlőegység, amely az UART vevőtől vagy a külső gomboktól érkező megrendeléseket fogadja. A vezérlőegység határozza meg a szükséges műveletet (BE/KI, Növelés, Csökkentés, Alvó mód engedélyezése). Ez az egység LUT -ok használatával valósul meg.

A harmadik blokk a CLK generátorokat látja el. Ebben a projektben egy FSM számlálót használnak a PWM vezérlésére. Az MSZÁ értéke változik (felfelé, lefelé) a 3 frekvencia (magas, közepes és alacsony) által adott sorrendnek megfelelően. Ebben a szakaszban a három frekvencia létrejön, és a szükséges CLK áthalad az FSM -nek a kívánt sorrend szerint; A be- és kikapcsolási üzemmódban a magas frekvencia áthalad az FSM -hez, hogy lágy indítást/leállítást végezzen. A tompítás során a középfrekvencia áthalad. Az alacsony frekvencia áthalad alvó üzemmódban, hogy lassabban csökkentse az FSM értékét. Ezután a fényerősség is lassan csökken. A negyedik blokk a PWM egység, amely impulzusokat generál a külső LED -ekhez.

2. lépés: GreenPAK tervezés

A legjobb módja annak, hogy GreenPAK segítségével fényerőt készítsen a 8 bites FSM és a PWM használatával. Az SLG46620 -ban az FSM1 8 bitet tartalmaz, és használható a PWM1 és a PWM2 -vel. A Bluetooth modult csatlakoztatni kell, ami azt jelenti, hogy az SPI párhuzamos kimenetet kell használni. Az SPI párhuzamos kimeneti bitek 0-7 kapcsolatai DCMP1, DMCP2 és LF OSC CLK, OUT1, OUT0 OSC kimenetekkel vannak összekeverve. A PWM0 a kimenetét az FSM0 -ból szerezi (16 bit). Az FSM0 nem áll meg 255 -nél; 16383 -ig nő. A számláló értékének 8 bitre történő korlátozásához újabb FSM -t adunk hozzá; Az FSM1 -et mutatóként használják, hogy megtudják, mikor éri el a számláló a 0 -t vagy a 255 -öt. Az FSM0 -t használták a PWM -impulzus generálására. Mivel a két FSM értékét egyszerre kell megváltoztatni, hogy azonos értékűek legyenek, a kialakítás kissé összetetté válik, ahol mindkét FSM -ben előre meghatározott, korlátozott, választható CLK van. A CNT1 és a CNT3 közvetítőként szolgál a CLK átadására mindkét FSM -nek.

A tervezés a következő szakaszokból áll:

- UART vevő

- Vezérlőegység

- CLK generátorok és multiplexerek

- PWM

3. lépés: UART vevő

Először is be kell állítanunk a HC06 Bluetooth modult. A HC06 az UART protokollt használja a kommunikációhoz. Az UART jelentése univerzális aszinkron vevő / adó. Az UART képes oda -vissza konvertálni az adatokat a párhuzamos és soros formátumok között. Tartalmaz egy soros -párhuzamos vevőt és egy párhuzamos -soros átalakítót, amelyek mindegyikét külön -külön órajelzi. A HC06 -ban kapott adatok továbbítódnak GreenPAK készülékünkre. A 10 -es csap tétlen állapota HIGH. Minden elküldött karakter logikai LOW kezdőbittel kezdődik, amelyet egy konfigurálható számú adatbit és egy vagy több logikai HIGH stop bit követ.

A HC06 1 START bitet, 8 adatbitet és 1 STOP bitet küld. Alapértelmezett adatátviteli sebessége 9600. Az adatbájtokat a HC06 -ból a GreenPAK SLG46620V SPI blokkjába küldjük.

Mivel az SPI blokk nem rendelkezik START vagy STOP bitvezérléssel, e biteket az SPI órajel (SCLK) engedélyezésére és letiltására használják. Amikor a 10 -es érintkező LOW -ra megy, az IC START bitet kapott, ezért a PDLY esőél -érzékelőt használjuk a kommunikáció kezdetének azonosítására. A leeső élérzékelő a DFF0 órát mutatja, amely lehetővé teszi az SCLK jelnek az SPI mondat figyelését.

Átviteli sebességünk 9600 bit másodpercenként, tehát az SCLK periódusunknak 1/9600 = 104 µs -nak kell lennie. Ezért az OSC frekvenciát 2 MHz -re állítottuk, és a CNT0 -t használtuk frekvenciaosztóként.

2 MHz - 1 = 0,5 µs

(104 µs / 0,5 µs) - 1 = 207

Ezért azt szeretnénk, ha a CNT0 számláló értéke 207 lenne. Annak biztosítása érdekében, hogy az adatok ne maradjanak ki, az SPI óra fél órás cikluskésleltetése hozzáadásra kerül, hogy az SPI blokk a megfelelő időben legyen. Ez a CNT6, a 2 bites LUT1 és az OSC blokk külső órájának használatával érhető el. A CNT6 kimenete nem emelkedik magasra, amíg 52 µs a DFF0 órajele után, ami pontosan fele a 104 µs SCLK periódusunknak. Amikor magas, a 2 bites LUT1 ÉS kapu lehetővé teszi a 2 MHz-es OSC jel átjutását az EXT-be. CLK0 bemenet, amelynek kimenete CNT0 -hoz van csatlakoztatva.

4. lépés: Vezérlőegység

Ebben a részben a parancsokat az UART vevőtől kapott bájt vagy a külső gombok jelei szerint hajtják végre. A 12, 13, 14, 15 érintkezők bemenetként vannak inicializálva, és külső gombokhoz vannak csatlakoztatva.

Mindegyik tű belsőleg csatlakozik egy VAGY kapu bemenethez, míg a kapu második bemenete a megfelelő jelhez kapcsolódik, amely az okostelefonról érkezik Bluetooth -on keresztül, és megjelenik az SPI párhuzamos kimeneten.

A DFF6 az alvó üzemmód aktiválására szolgál, ahol a kimenete magasra változik a 2 bites LUT4 felől érkező emelkedő éllel, míg a DFF10 a megvilágítás állapotának fenntartására szolgál, és a kimenet alacsonyról magasra változik, és fordítva minden emelkedő éllel 3 bites LUT10 kimenetről.

Az FSM1 egy 8 bites számláló; nagy impulzust ad a kimenetén, amikor értéke eléri a 0 vagy 255 értéket. Következésképpen arra szolgál, hogy megakadályozza az FSM0 (16 bites) 255 érték túllépését, mivel a kimenete visszaállítja a DFF-eket, és a DFF10 állapotát be- és kikapcsolja, és fordítva, ha a világítást a +, - gombok vezérlik, és elérte a maximális/minimális szintet.

Az FSM1 bemenetekhez csatlakoztatott jelek megmaradnak, a felfelé érkező FSM0 eléri a P11 -et és a P12 -et, hogy szinkronizálja és ugyanazt az értéket tartsa mindkét számlálón.

5. lépés: CLK generátorok és multiplexerek

Ebben a szakaszban három frekvencia jön létre, de egyszerre csak egy fogja figyelni az FSM -eket. Az első frekvencia az RC OSC, amely a 0 -tól P0 -ig terjedő mátrixból származik. A második frekvencia az LF OSC, amely szintén a 0 mátrixból P1 -be kerül; a harmadik frekvencia a CNT7 kimenet.

A 3 bites LUT9 és a 3 bites LUT11 lehetővé teszi egy frekvencia áthaladását a 3 bites LUT14 kimenetnek megfelelően. Ezt követően a kiválasztott óra a CNT1 és CNT3 -on keresztül továbbítja az FSM0 és FSM1 készülékeket.

6. lépés: PWM

Végül az FSM0 érték átalakul PWM jellé, hogy megjelenjen a 20 érintkezőn keresztül, amely kimenetként inicializálódik, és a külső LED -ekhez van csatlakoztatva.

7. lépés: Android -alkalmazás

Az Android alkalmazás virtuális vezérlőfelülettel rendelkezik, hasonlóan a valódi felülethez. Öt gombja van; BE / KI, FEL, LE, Alvó mód és Csatlakozás. Ez az Android alkalmazás képes lesz a gombnyomásokat parancsmá alakítani, és elküldi a parancsokat a végrehajtandó Bluetooth modulnak.

Ez az alkalmazás az MIT App Inventor programmal készült, amely nem igényel programozói tapasztalatot. Az App Inventor lehetővé teszi a fejlesztő számára, hogy programozási blokkok összekapcsolásával hozzon létre egy alkalmazást az Android operációs rendszerű eszközökhöz egy webböngésző segítségével. Importálhatja alkalmazásunkat a MIT App Inventor programba, ha a Projects -> Project import (.aia) elemre kattint a számítógépről, és kiválasztja az alkalmazásjegyzethez tartozó.aia fájlt.

Az Android -alkalmazás létrehozásához új projektet kell elindítani. Öt gomb szükséges: az egyik a Bluetooth -eszközök listaválasztója, a többi pedig a vezérlőgomb. Hozzá kell adnunk egy Bluetooth klienst is. A 6. ábra Android alkalmazásunk felhasználói felületének képernyőképe.

Miután hozzáadtuk a gombokat, minden gombhoz szoftverfunkciót rendelünk. 4 bitet fogunk használni a gombok állapotának ábrázolására. Minden gombhoz egy bit, ezért amikor megnyomja a gombot, egy adott szám Bluetooth -on keresztül kerül elküldésre a fizikai áramkörbe.

Ezeket a számokat az 1. táblázat tartalmazza.

Következtetés

Ez az útmutató egy intelligens fényerőszabályozót ír le, amely kétféleképpen vezérelhető; Android -alkalmazás és valódi gombok. A GreenPAK SLG46620V négy különálló blokkot tartalmaz, amelyek szabályozzák a folyamat áramlását a fény PWM növelése vagy csökkentése érdekében. Ezenkívül egy alvó üzemmódot ismertetünk az alkalmazás számára elérhető extra moduláció példájaként. A bemutatott példa alacsony feszültségű, de módosítható nagyobb feszültségű megvalósításokhoz.