Otthoni környezeti világítás a PICO használatával: 9 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Nem akarta valaha megváltoztatni a szoba hangulatát a fény színének megváltoztatásával? Nos, ma megtanulja, hogyan kell pontosan ezt megtenni. Mivel ezzel a projekttel létrehoz egy Bluetooth vezérlésű RGB környezeti világítási rendszert, amelyet bárhol elhelyezhet a házában, és tetszés szerint színezheti.

Ez a projekt a PICO -t, egy LED RGB szalagot, néhány tranzisztorot és elektromos komponenst, valamint egy alkalmazást fog használni, amelyet megtanulhat létrehozni az MIT app feltalálójával.

1. lépés: Alkatrészek

Ezek a komponensek szükségesek a projekt létrehozásához, és ezek:

• PICO, elérhető a mellbell.cc oldalon (17,0 USD)
• 4 méteres RGB LED szalag (5050 SMD- 60 LED - 1 M)
• 3 TIP122 Darlington tranzisztor, 10 db -os csomag az ebay -en ($ 1.22)
• 1 PCA9685 16 csatornás 12 bites PWM illesztőprogram, elérhető az ebay-en (2,07 dollár)
• 1 HC-05 Bluetooth modul, elérhető az ebay-en ($ 3,51)
• 12 voltos 5 amper tápegység
• 3 1 k ohmos ellenállás, 100 db -os csomag az ebay -en (0,99 USD)
• 1 kenyeretábla, elérhető az ebay -en (2,32 USD)

2. lépés: Az RGB LED szalag bekapcsolása

Természetesen szeretnénk csatlakoztatni a LED szalagot a PICO -hoz, hogy világítsunk és vezéreljük.

De mielőtt bármit megtennénk, némi számítást kell végeznünk, hogy megtudjuk, mennyi áramot vesz fel a LED szalagunk az áramforrásból. A szalagon, amellyel dolgozunk, minden LED egyetlen RGB cellában 20 mA -t húz, összesen 60 mA -t a teljes RGB cella számára. Csíkunk 20 RGB cellát tartalmaz méterenként, és van egy 4 méter hosszú. Ez azt jelenti, hogy a maximális intenzitású áramfelvételünk:

4 (méter) * 20 (cella/méter) * 60 (mA) = 4800 mA

Ez a sorsolás az alkalmazott intenzitástól függően változhat, de mi a lehető legnagyobb számokkal végeztük a számítást, hogy szabadon és biztonságosan dolgozhassunk az RGB csíkkal. Most szükségünk van egy áramforrásra, amely 4.8A -t tud biztosítani számunkra.

A legjobb áramforrás, amelyet használhatunk, az a tápegység/átalakító, amely a váltakozó áramot DC -re alakítja, és szükségünk van rá 12 volt és legalább 4,8 amper felajánlására is. És pontosan ez a helyzet, mivel az általunk használt tápegység 12 voltot és 5 amper -t kínál, pontosan erre van szükségünk.

3. lépés: Az RGB csík csatlakoztatása a tápegységhez

A tápegység olyan elektromos eszköz, amely az egyik elektromos áramot átalakítja egy másikra. Esetünkben a 220 voltos váltóáram 12 V egyenáramúvá alakítására használjuk.

Az első három terminál a váltakozó áramú áramforrás bemenetei:

• L → élőben
• N → semleges
• GND → föld

Az utolsó négy terminál a szükséges elektromos eszköz kimenetei. Két "szakaszra" van osztva, az egyik a pozitív kimenetre, a másik a negatívra vonatkozik. Esetünkben a következőket fogjuk használni:

• V- → negatív
• V+ → pozitív

És a következőképpen kapcsoljuk össze őket:

• Barna vezeték (váltakozó áramú forrás) → L (feszültség alatt)
• Kék vezeték (váltakozó áramforrás) → N (semleges)
• Zöld vezeték (váltakozó áramforrás) → GND (föld)

És a piros és fekete vezetékek a 12 V egyenáramú tápellátás:

• Piros vezeték → pozitív kimenet (V+)
• Fekete vezeték → kimenet negatív (V-)

Most csatlakoztassuk minden alkatrészünket a PICO -hoz!

4. lépés: Minden csatlakoztatása a PICO -hoz

Amint korábban említettük, a LED szalagnak 12 V -ra és 4,8 A -ra van szüksége a teljes működéshez. És tudjuk, hogy a maximális áram, amelyet bármelyik PICO -tű nyújthat, csak 40 mA, ami nem elegendő. Erre azonban van megoldás, és ez a TIP122 Darlington tranzisztor, amely kis áram és feszültség felhasználásával használható nagy teljesítményű terhelések meghajtására.

A bekötés meglehetősen egyszerű, a tranzisztor bázisát a PICO D3 -as csatlakozójához csatlakoztatjuk, hogy a led szalag fényerejét a PWM technikával, az emittert a GND -hez és a kollektorot a terheléssel vezéreljük.

• Alap (TIP122) → D3 (PICO)
• Gyűjtő (TIP122) → B (LED szalag)
• Emitter (TIP122) → GND

Ezenkívül nyomógombbal kapcsolhatjuk be vagy ki a LED szalagot.

A nyomógomb olyan alkatrész, amely csak akkor nyomja össze az áramkör két pontját, ha megnyomják, nincs polaritása, így gond nélkül összekapcsolhatjuk, hogy melyik láb melyik oldalra megy. Esetünkben az egyik nyomógomb lábát a lehúzható ellenálláson keresztül a GND-hez csatlakoztatjuk, a másik lábat pedig a VCC-hez (5 volt). Ezt követően összekapcsoljuk a PICO D2 -t a nyomógomb lábával, amely a GND -hez van csatlakoztatva.

Tehát, ha megnyomja a gombot, a PICO D2 érintkezője HIGH (5 volt), és ha nem nyomja meg, akkor a PICO D2 csapja alacsony (0 volt) lesz.

Ezután csatlakoztatjuk a LED -et a tápegységhez és a TIP122 tranzisztorhoz.

• +12 (LED szalag) → pozitív 12 voltos kimenet (tápegység)
• B (LED szalag) → kollektor (TIP122).

Ne felejtse el csatlakoztatni a tápegység kimeneti negatív vezetékét (fekete vezeték) a PICO GND csapjához

5. lépés: Az RGB csík csatlakoztatása a PCA9685 -hez

Most, hogy egyetlen színt vezérelhetünk az RGB szalagról, tegyük lehetővé, hogy az RGB szalag összes színét szabályozhatjuk. Ehhez PWM jeleket kell használnunk a szalag vezérléséhez.

Mint tudjuk, a PICO csak egyetlen PWM kimenettel rendelkezik, és ennek javítása a PCA9685 PWM csapok bővítő modul. Ez a modul kibővíti az alaplap PWM csapjait, és néhány TIP122 Darlington tranzisztorral együtt használjuk a probléma megoldásához.

Az áramkör bekötése nagyon egyszerű, és a következőképpen történik:

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

A PCA9685 modult a PICO segítségével kell táplálni, hogy megfelelően működjön.

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

Itt összekötjük a PCA9685 I2C protokoll SCL és SDA csapjait a PICO D3 és D2 -vel, hogy kommunikálni tudjanak egymással.

Ezután csatlakoztatjuk az RGB szalag +12 -et a tápegység pozitív vezetékével, az RGB -szalag G, R, B vezetékét pedig a TIP122 vezérlőcsapokhoz, hogy a LED -szalagot a külső tápegység szükséges energiájával táplálja.

A kód nagyon egyszerű, csak be kell kapcsolnunk és ki kell kapcsolnunk a LED -szalag mindhárom színét, külön -külön a sajátjukban, ezért kettőt készítünk a hurkokhoz minden színhez, az első ciklus a fény növeléséhez intenzitás, a második pedig a fényintenzitás csökkentésére szolgál,

6. lépés: A mobilalkalmazás létrehozása

Most szeretnénk létrehozni egy mobilalkalmazást, amely lehetővé teszi az egyes színek intenzitásának egyéni szabályozását. Ehhez pedig az MIT app feltaláló eszközét fogjuk használni.

Először is el kell mennie az MIT app inventor hivatalos webhelyére, és létre kell hoznia egy fiókot az e -mail címével.

Az általunk használt kialakításban a következők vannak:

• Egy listaválasztó, "Csatlakozás a környezeti világítási rendszerhez". Ha megnyomja ezt a listát/gombot, megnyílik egy menü a Bluetooth -párosított eszközökkel, ahol kiválasztjuk Bluetooth -eszközünket.
• Három csúszka az egyes színek vezérléséhez
• Egy címke minden csúszka felett, amely a csúszka helyzetétől függően frissül
• A Bluetooth ügyfél összetevő hozzáadása, hogy az alkalmazás engedélyezze az eszköz Bluetooth használatát

A kód két részre lesz osztva:

Bluetooth kapcsolat

A kód első két sora kezeli a Bluetooth kommunikációs folyamatot, mivel lehetővé teszi eszközök hozzáadását és a párosítás kiválasztását.

Adatok küldése

A kód többi része az adatok küldésére szolgál. Mivel szabályozza a csúszkák csúsztatásának jelentését a PICO számára, frissíti a csúszka címkéinek leolvasását is.

Letöltheti az alkalmazást, ha nem szeretné saját maga létrehozni. Letöltheti, majd importálhatja a dizájnnal együtt az MIT app feltaláló eszközében, és testreszabhatja ízlése szerint.

7. lépés: A HC-05 Bluetooth modul illesztése

Most már csak hozzá kell adnunk a Bluetooth-kapcsolatot a PICO-hoz, és ezt a HC-05 Bluetooth modul használatával tehetjük meg.

Ez a modul nagyon egyszerű és könnyen használható, mivel SPP (Serial Port Protocol) modul, ami azt jelenti, hogy csak két vezetékre (Tx és Rx) van szüksége a PICO -val való kommunikációhoz. Ez a modul slave és masterként is működik, és a csatlakozási tartomány körülbelül 15 méter.

A HC-05 Bluetooth modul tűkimenetei:

• HU vagy KULCS → Ha az áramellátás bekapcsolása előtt HIGH értékre állítja, akkor kényszeríti az AT parancsok beállítási módját.
• VCC → +5 teljesítmény
• GND → Negatív
• Tx → Adatok továbbítása a HC-05 modulból a PICO soros vevőjére
• Rx → Soros adatokat fogad a PICO soros adójától
• Állapot → Jelzi, hogy az eszköz csatlakoztatva van -e vagy sem

És így csatlakoztathatja a PICO -hoz:

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

Most, hogy a Bluetooth modul csatlakoztatva van a PICO -hoz, engedjük szerkeszteni a programunkat, hogy a telefonról vezérelhessük a LED szalagot.

8. lépés: A Bluetooth modul kódolása

Terveink szerint azt akartuk, hogy a LED -szalagokat a telefonunkról vezérelhessük. És nem csak a LED szalagot akartuk szabályozni, hanem minden színt külön -külön.

Mi pedig ezt tesszük, ha az alkalmazásunk minden csúszkája eltérő értékkészletet küld a PICO -nak:

• A piros színű csúszka 1000 és 1010 közötti értéket küld
• A zöld színű csúszka 2000-2010 közötti értéket küld
• A kék színű csúszka 3000-3010 közötti értéket küld

Az "if" feltételt használjuk az adatok ellenőrzésére, és megtudjuk, milyen értéktartomány változik. Például: ha az érték 1000 és 1010 között változik, a PICO tudni fogja, hogy megváltoztatjuk a piros színt, és ennek megfelelően alakítja át. Ez az összes létrehozott értékre is vonatkozik, lehetővé téve az egyes színek külön -külön történő szabályozását a csúszkával.

9. lépés: A projekt világít

Megtanultuk, hogyan kell kiszámítani a szükséges teljesítményt egy RGB LED szalaghoz, hogyan kell tranzisztorokkal kezelni az aktuális értékeket, és hogyan kell eldönteni, hogy mindezekhez milyen tápegységre van szükség. Azt is megtanultuk, hogyan lehet mobilalkalmazást létrehozni az MIT app feltaláló eszközével, és hogyan lehet Bluetooth -on keresztül csatlakoztatni a PICO -hoz.

És minden új készségével létrehozhatott egy LED szalagot, amelyet bárhol elhelyezhet a házában, és tetszőleges színnel világíthat, mennyire hűvös ez?

Ne felejtsen el kérdéseket feltenni, ha van, és hamarosan találkozunk a következő projektben: D