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

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

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.