DIY viedais LED dimmeris, ko kontrolē, izmantojot Bluetooth: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Šajā pamācībā ir aprakstīts, kā izveidot viedu digitālo dimmeri. Dimmeris ir parasts gaismas slēdzis, ko izmanto mājās, viesnīcās un daudzās citās ēkās. Vecākas aptumšošanas slēdžu versijas bija manuālas, un tajās parasti bija rotācijas slēdzis (potenciometrs) vai pogas, lai kontrolētu gaismas līmeni. Šajā pamācībā ir aprakstīts, kā izveidot digitālo dimmeri, kuram ir divi gaismas intensitātes regulēšanas veidi; viedtālrunis un fiziskas pogas. Abi režīmi var nemanāmi strādāt kopā, lai lietotājs varētu palielināt vai samazināt spilgtumu gan ar pogu, gan viedtālruni. Projekts tiek īstenots, izmantojot SLG46620V CMIC, HC-06 Bluetooth moduli, spiedpogas un gaismas diodes.

Mēs izmantosim SLG46620V CMIC, jo tas palīdz samazināt atsevišķus projekta komponentus. GreenPAK ™ IC ir mazi un tiem ir daudzfunkcionāli komponenti, kas ļauj dizainerim samazināt komponentus un pievienot jaunas funkcijas. Turklāt projekta izmaksas vēlāk tiek samazinātas.

SLG46620V vienā sīkā mikroshēmā ir arī SPI savienojuma saskarne, PWM bloki, FSM un daudz noderīgu papildu bloku. Šie komponenti ļauj lietotājam izveidot praktisku viedo dimmeri, ko var vadīt, izmantojot Bluetooth ierīci vai sienas pogas, atbalsta ilgstošu aptumšošanu un papildu funkciju pievienošanu, neizmantojot mikrokontrolleru vai dārgas sastāvdaļas.

Tālāk mēs aprakstījām darbības, kas vajadzīgas, lai saprastu, kā risinājums ir ieprogrammēts, lai izveidotu viedu LED dimmeri, ko kontrolē, izmantojot Bluetooth. Tomēr, ja vēlaties tikai iegūt programmēšanas rezultātu, lejupielādējiet GreenPAK programmatūru, lai apskatītu jau pabeigto GreenPAK dizaina failu. Pievienojiet GreenPAK izstrādes komplektu datoram un nospiediet programmu, lai izveidotu viedo LED dimmeri, ko kontrolē, izmantojot Bluetooth.

1. darbība: projekta iespējas un saskarne

Projekta iezīmes:

1. Divas kontroles metodes; mobilā lietotne un īstas pogas.

2. Gluda gaismas ieslēgšanas-izslēgšanās pāreja. Tas ir veselīgāk patērētāja acīm. Tas arī rada greznāku sajūtu, kas ir pievilcīga viesnīcām un citām pakalpojumu nozarēm.

3. Miega režīma funkcija. Šī būs pievienotā vērtība šai lietojumprogrammai. Kad lietotājs aktivizē šo režīmu, gaismas spilgtums pakāpeniski samazinās 10 minūšu laikā. Tas palīdz cilvēkiem, kuri cieš no bezmiega. Tas ir noderīgi arī bērnu guļamistabām un mazumtirdzniecības veikaliem (slēgšanas laiks).

Projekta saskarne

Projekta saskarnē ir četras spiedpogas, kuras tiek izmantotas kā GreenPAK ieejas:

IESLĒGTS / IZSLĒGTS: ieslēdziet gaismu IESLĒGT (izslēgt ar mīksto startu).

UP: palieliniet gaismas līmeni.

Uz leju: samaziniet gaismas līmeni.

Miega režīms: aktivizējot miega režīmu, gaismas spilgtums pakāpeniski samazinās 10 minūšu laikā. Tas dod lietotājam laiku pirms gulētiešanas un garantē, ka gaisma nedeg visu nakti.

Sistēma izvadīs PWM signālu, kas tiks nodots ārējam LED un miega režīma LED indikatoram.

GreenPAK dizains sastāv no 4 galvenajiem blokiem. Pirmais ir UART uztvērējs, kas saņem datus no Bluetooth moduļa, izvelk pasūtījumus un nosūta tos uz vadības bloku. Otrais bloks ir vadības bloks, kas saņem pasūtījumus no UART uztvērēja vai no ārējām pogām. Vadības bloks nosaka vajadzīgo darbību (ieslēgt/izslēgt, palielināt, samazināt, iespējot miega režīmu). Šī vienība tiek ieviesta, izmantojot LUT.

Trešais bloks piegādā CLK ģeneratorus. Šajā projektā PWM kontrolei tiek izmantots FSM skaitītājs. MFV vērtība mainīsies (uz augšu, uz leju) atbilstoši trīs frekvenču norādījumiem (augsta, vidēja un zema). Šajā sadaļā tiks ģenerētas trīs frekvences un nepieciešamā CLK tiks nodota MFV saskaņā ar nepieciešamo secību; Ieslēdzot/izslēdzot, augstfrekvence pāriet FSM uz mīkstu palaišanu/apturēšanu. Aptumšošanas laikā vidējā frekvence pāriet. Zemā frekvence pāriet miega režīmā, lai lēnāk samazinātu FSM vērtību. Tad arī gaismas spilgtums lēnām samazinās. Ceturtais bloks ir PWM iekārta, kas ģenerē impulsus ārējām gaismas diodēm.

2. solis: GreenPAK dizains

Labākais veids, kā izveidot dimmeri, izmantojot GreenPAK, ir 8 bitu FSM un PWM izmantošana. SLG46620 FSM1 satur 8 bitus, un to var izmantot kopā ar PWM1 un PWM2. Bluetooth modulim jābūt savienotam, kas nozīmē, ka jāizmanto SPI paralēlā izeja. SPI paralēlie izejas biti 0 līdz 7 savienojumi ir sajaukti ar DCMP1, DMCP2 un LF OSC CLK, OUT1, OUT0 OSC izejām. PWM0 iegūst produkciju no FSM0 (16 biti). FSM0 neapstājas pie 255; tas palielinās līdz 16383. Lai ierobežotu skaitītāja vērtību 8 bitos, tiek pievienots cits MFV; FSM1 tiek izmantots kā rādītājs, lai uzzinātu, kad skaitītājs sasniedz 0 vai 255. FSM0 tika izmantots, lai ģenerētu PWM impulsu. Tā kā abu MFV vērtības ir jāmaina vienlaicīgi, lai tām būtu vienāda vērtība, dizains kļūst mazliet sarežģīts, ja abos MFV ir iepriekš noteikts, ierobežots, atlasāms CLK. CNT1 un CNT3 tiek izmantoti kā starpnieki, lai nodotu CLK abiem MFV.

Dizains sastāv no šādām sadaļām:

- UART uztvērējs

- Kontroles vienība

- CLK ģeneratori un multipleksors

- PWM

3. darbība: UART uztvērējs

Pirmkārt, mums ir jāiestata HC06 Bluetooth modulis. HC06 saziņai izmanto UART protokolu. UART apzīmē universālo asinhrono uztvērēju / raidītāju. UART var pārvērst datus uz priekšu un atpakaļ starp paralēlo un sērijas formātu. Tas ietver seriālo līdz paralēlo uztvērēju un paralēlu sērijas pārveidotāju, kas abi ir pulksteņa režīmā atsevišķi. HC06 saņemtie dati tiks pārsūtīti uz mūsu GreenPAK ierīci. Pin 10 dīkstāves stāvoklis ir HIGH. Katra nosūtītā rakstzīme sākas ar loģisku LOW sākuma bitu, kam seko konfigurējams datu bitu skaits un viens vai vairāki loģiski HIGH stopbiti.

HC06 nosūta 1 START bitu, 8 datu bitus un vienu STOP bitu. Tā noklusējuma pārraides ātrums ir 9600. Mēs nosūtīsim datu baitu no HC06 uz GreenPAK SLG46620V SPI bloku.

Tā kā SPI blokam nav START vai STOP bitu vadības, šie biti tiek izmantoti, lai iespējotu un atspējotu SPI pulksteņa signālu (SCLK). Kad 10. tapa kļūst LOW, IC ir saņēmis START bitu, tāpēc mēs izmantojam PDLY krītošās malas detektoru, lai noteiktu sakaru sākumu. Šis krītošās malas detektors pulcē DFF0, kas ļauj SCLK signālam noteikt SPI bloku.

Mūsu pārraides ātrums ir 9600 biti sekundē, tāpēc mūsu SCLK periodam jābūt 1/9600 = 104 µs. Tāpēc mēs iestatījām OSC frekvenci uz 2 MHz un kā frekvences dalītāju izmantojām CNT0.

2 MHz - 1 = 0,5 µs

(104 µs / 0,5 µs) - 1 = 207

Tāpēc mēs vēlamies, lai CNT0 skaitītāja vērtība būtu 207. Lai nodrošinātu, ka dati netiek palaisti garām, SPI pulkstenim tiek pievienota pus pulksteņa cikla aizkave, lai SPI bloks tiktu pulkstenēts pareizajā laikā. Tas tiek panākts, izmantojot CNT6, 2 bitu LUT1 un OSC bloka ārējo pulksteni. CNT6 izlaide nepalielinās līdz 52 µs pēc DFF0 pulksteņa iestatīšanas, kas ir tieši puse no mūsu SCLK perioda 104 µs. Kad tas paaugstinās, 2 bitu LUT1 UN vārti ļauj 2 MHz OSC signālam nonākt EXT. CLK0 ieeja, kuras izeja ir savienota ar CNT0.

4. solis: vadības bloks

Šajā sadaļā komandas tiks izpildītas atbilstoši saņemtajam baitam no UART uztvērēja vai signāliem no ārējām pogām. Tapas 12, 13, 14, 15 tiek inicializētas kā ieejas un ir savienotas ar ārējām pogām.

Katra tapa ir iekšēji savienota ar VAI vārtu ieeju, savukārt vārtu otrā ieeja ir savienota ar atbilstošo signālu, kas nāk no viedtālruņa, izmantojot Bluetooth, kas parādīsies SPI paralēlajā izejā.

DFF6 tiek izmantots, lai aktivizētu miega režīmu, ja tā izvade mainās uz augstu, augošajai malai nākot no 2 bitu LUT4, savukārt DFF10 tiek izmantots, lai saglabātu apgaismojuma statusu, un tā izeja mainās no zemas uz augstu un otrādi, kad nāk katra augšupejošā mala no 3 bitu LUT10 izejas.

FSM1 ir 8 bitu skaitītājs; tas dod lielu impulsu izvadei, kad tā vērtība sasniedz 0 vai 255. Līdz ar to to izmanto, lai novērstu FSM0 (16 bitu) pārsniegtu vērtību 255, jo tā izeja atiestata DFF un maina DFF10 statusu no ieslēgta uz izslēgtu un otrādi, ja apgaismojumu kontrolē pogas +, - un ir sasniegts maksimālais/minimālais līmenis.

Signāli, kas savienoti ar FSM1 ieejām, saglabājas, augšup sasniegs FSM0 caur P11 un P12, lai sinhronizētu un saglabātu to pašu vērtību abos skaitītājos.

5. darbība: CLK ģeneratori un multipleksētājs

Šajā sadaļā tiks ģenerētas trīs frekvences, bet tikai viena vienlaikus skatīs MFV. Pirmā frekvence ir RC OSC, kas tiek iegūta no matricas 0 līdz P0. Otrā frekvence ir LF OSC, kas tiek iegūta arī no matricas 0 līdz P1; trešā frekvence ir CNT7 izeja.

3 bitu LUT9 un 3 bitu LUT11 ļauj iziet vienai frekvencei atbilstoši 3 bitu LUT14 izejai. Pēc tam izvēlētais pulkstenis pārraida FSM0 un FSM1 caur CNT1 un CNT3.

6. darbība: PWM

Visbeidzot, FSM0 vērtība tiek pārveidota par PWM signālu, lai parādītos caur tapu 20, kas tiek inicializēta kā izeja un ir savienota ar ārējām gaismas diodēm.

7. darbība: Android lietotne

Android lietotnei ir virtuāla vadības saskarne, kas ir līdzīga reālajai saskarnei. Tam ir piecas pogas; ON / OFF, UP, DOWN, miega režīms un Connect. Šī Android lietojumprogramma spēs pārvērst pogu nospiešanu komandā un nosūtīs komandas uz veicamo Bluetooth moduli.

Šī lietotne tika izveidota, izmantojot MIT App Inventor, kurai nav nepieciešama programmēšanas pieredze. App Inventor ļauj izstrādātājam izveidot lietojumprogrammu Android OS ierīcēm, izmantojot tīmekļa pārlūkprogrammu, savienojot programmēšanas blokus. Jūs varat importēt mūsu lietotni MIT App Inventor, no sava datora noklikšķinot uz Projekti -> Importēt projektu (.aia) un atlasot šajā lietotnes piezīmē iekļauto.aia failu.

Lai izveidotu Android lietojumprogrammu, ir jāuzsāk jauns projekts. Nepieciešamas piecas pogas: viena ir Bluetooth ierīču saraksta atlasītāja, bet pārējās - vadības pogas. Mums jāpievieno arī Bluetooth klients. 6. attēlā ir attēlots mūsu Android lietojumprogrammas lietotāja interfeiss.

Pēc pogu pievienošanas katrai pogai piešķirsim programmatūras funkciju. Mēs izmantosim 4 bitus, lai attēlotu pogu statusu. Viens bits katrai pogai, tāpēc, nospiežot pogu, konkrēts numurs, izmantojot Bluetooth, tiks nosūtīts uz fizisko ķēdi.

Šie skaitļi ir parādīti 1. tabulā.

Secinājums

Šajā pamācībā aprakstīts gudrs dimmeris, ko var vadīt divos veidos; Android lietotne un īstas pogas. GreenPAK SLG46620V ir iezīmēti četri atsevišķi bloki, kas kontrolē procesa plūsmu, lai palielinātu vai samazinātu gaismas PWM. Turklāt miega režīma funkcija ir aprakstīta kā papildu modulācijas piemērs, kas pieejams lietojumprogrammai. Parādītais piemērs ir zemspriegums, bet to var mainīt augstāka sprieguma ieviešanai.