RGB termometrs, izmantojot PICO: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Tas bija mūsu šodienas centienu gala rezultāts. Tas ir termometrs, kas ļaus jums uzzināt, cik silts ir jūsu istabā, izmantojot akrila traukā ievietotu RGB LED sloksni, kas ir savienota ar temperatūras sensoru, lai nolasītu temperatūru. Un mēs izmantosim PICO, lai iedzīvinātu šo projektu.

1. darbība: sastāvdaļas

• PICO, pieejams vietnē mellbell.cc (17 ASV dolāri)
• 1 metra RGB LED sloksne
• 3 TIP122 Darlingtonas tranzistors, 10 saišķis ebay (3,31 ASV dolāri)
• 1 PCA9685 16 kanālu 12 bitu PWM draiveris, pieejams ebay (2,12 ASV dolāri)
• 12V barošanas avots
• 3 1k omu rezistori, 100 komplekts ebay (0,99 ASV dolāri)
• Maizes dēlis, pieejams ebay (2,30 USD)
• Vīrietis - sieviešu džemperu stieples, 40 saišķis ebay (0,95 ASV dolāri)

2. darbība. RGB sloksnes barošana ar tranzistoriem un barošanas avotu

LED sloksnes ir elastīgas shēmas plates, kurās ir gaismas diodes. Tos izmanto daudzos veidos, jo jūs varat tos izmantot savā mājā, automašīnā vai velosipēdā. Izmantojot tos, jūs pat varat izveidot lieliskus RGB valkājamos priekšmetus.

Tātad, kā viņi strādā? Patiesībā tas ir diezgan vienkārši. Visas LED sloksnes gaismas diodes ir savienotas paralēli, un tās darbojas kā viena milzīga RGB gaismas diode. Un, lai to palaistu, jums vienkārši jāpievieno sloksne 12 V lielas strāvas avotam.

Lai kontrolētu LED sloksni ar mikrokontrolleru, jums ir jāatdala barošanas avots no vadības avota. Tā kā LED sloksnei ir nepieciešami 12 volti, un mūsu mikrokontrolleris nevar piedāvāt tik lielu izejas spriegumu, un tāpēc mēs pievienojam ārēju 12 V lielas strāvas avotu, vienlaikus nosūtot vadības signālus no mūsu PICO.

Turklāt katras RGB šūnas pašreizējais zīmējums ir augsts, jo katrai tajā esošajai gaismas diodei - sarkanām, zaļām un zilām gaismas diodēm - ir nepieciešami 20 mA, lai darbotos, kas nozīmē, ka mums ir nepieciešami 60 mA, lai iedegtos viena RGB šūna. Un tas ir ļoti problemātiski, jo mūsu GPIO tapas var piegādāt maksimāli 40 mA uz vienu tapu, un RGB sloksnes tieša pieslēgšana PICO to sadedzinās, tāpēc, lūdzu, nedariet to.

Bet ir risinājums, un to sauc par Dārlingtonas tranzistoru, kas ir tranzistoru pāris ar ļoti lielu strāvas pieaugumu, kas palīdzēs mums palielināt mūsu strāvu, lai apmierinātu mūsu vajadzības.

Vispirms uzzināsim vairāk par pašreizējo peļņu. Pašreizējais pieaugums ir tranzistoru īpašums, kas nozīmē, ka strāva, kas iet caur tranzistoru, tiks reizināta ar to, un tā vienādojums izskatās šādi:

slodzes strāva = ieejas strāva * tranzistora pieaugums.

Tas ir vēl spēcīgāks Darlingtonas tranzistorā, jo tas ir tranzistoru pāris, nevis viens, un to sekas tiek reizinātas viena ar otru, dodot mums milzīgu strāvas pieaugumu.

Tagad mēs savienosim LED sloksni ar mūsu ārējo barošanas avotu, tranzistoru un, protams, mūsu PICO.

• Bāze (tranzistors) → D3 (PICO)
• Kolektors (tranzistors) → B (LED sloksne)
• Emitētājs (tranzistors) → GND
• +12 (LED sloksne) → +12 (barošanas avots)

Neaizmirstiet savienot PICO GND ar barošanas avotu zemējumu

3. darbība: RGB LED sloksnes krāsu kontrole

Mēs zinām, ka mūsu PICO ir viena PWM tapa (D3), kas nozīmē, ka tā nevar dabiski kontrolēt mūsu 16 gaismas diodes. Tāpēc mēs ieviešam PCA9685 16 kanālu 12 bitu PWM I2C moduli, kas ļauj paplašināt PICO PWM tapas.

Pirmkārt, kas ir I2C?

I2C ir saziņas protokols, kas ietver tikai 2 vadus, lai sazinātos ar vienu vai vairākām ierīcēm, norādot ierīces adresi un nosūtāmos datus.

Ir divu veidu ierīces: pirmā ir galvenā ierīce, kas ir atbildīga par datu nosūtīšanu, un otra ir vergu ierīce, kas saņem datus. Šeit ir PCA9685 moduļa tapas:

• VCC → Šī ir tā dēļa jauda. Maks. 3-5v
• GND → Šī ir negatīvā tapa, un tai jābūt savienotai ar GND, lai pabeigtu ķēdi.
• V+ → Šī ir papildu barošanas tapa, kas piegādās elektroenerģiju servos, ja kāds no tiem ir pievienots jūsu modulim. Jūs varat atstāt to atvienotu, ja neizmantojat nevienu servo.
• SCL → Sērijveida pulksteņa tapa, un mēs to savienojam ar PICO SCL.
• SDA → Sērijas datu tapa, un mēs to savienojam ar PICO SDA.
• OE → izeja iespējota tapa, šī tapa ir aktīva LOW, ja tapa ir LOW, visas izejas ir iespējotas, ja tas ir HIGH, visas izejas ir atspējotas. Un šo papildu tapu izmanto, lai ātri iespējotu vai atspējotu moduļa tapas.

Ir 16 porti, katrā ostā ir V+, GND, PWM. Katra PWM tapa darbojas pilnīgi neatkarīgi, un tie ir iestatīti servos, bet jūs varat tos viegli izmantot gaismas diodēm. Katrs PWM var apstrādāt 25 mA strāvu, tāpēc esiet piesardzīgs.

Tagad, kad mēs zinām, kas ir mūsu moduļa tapas un ko tā dara, ļaujim to izmantot, lai palielinātu PICO PWM tapas skaitu, lai mēs varētu kontrolēt savu RGB LED sloksni.

Mēs izmantosim šo moduli kopā ar TIP122 tranzistoriem, un šādi jums tie jāpievieno savam PICO:

• VCC (PCA9685) → VCC (PICO).
• GND (PCA9685) → GND.
• SDA (PCA9685) → D2 (PICO).
• SCL (PCA9685) → D3 (PICO).
• PWM 0 (PCA9685) → BĀZE (pirmais TIP122).
• PWM 1 (PCA9685) → BĀZE (otrais TIP122).
• PWM 2 (PCA9685) → BĀZE (trešais TIP122).

Neaizmirstiet savienot PICO GND ar barošanas avota GND. Un pārliecinieties, ka PCA9685 VCC tapu nedrīkst savienot ar barošanas avota +12 voltiem, pretējā gadījumā tas tiks sabojāts

4. darbība: kontrolējiet RGB LED sloksnes krāsu atkarībā no sensora rādījumiem

Šis ir pēdējais solis šajā projektā, un līdz ar to mūsu projekts no “stulba” pārvērtīsies par gudru un spēju uzvesties atkarībā no vides. Lai to izdarītu, mēs savienosim mūsu PICO ar LM35DZ temperatūras sensoru.

Šim sensoram ir analogs izejas spriegums, kas ir atkarīgs no apkārtējās temperatūras. Tas sākas ar 0 V, kas atbilst 0 Celsija, un spriegums palielinās par 10 mV par katru grādu virs 0 c. Šī sastāvdaļa ir ļoti vienkārša, un tai ir tikai 3 kājas, un tās ir savienotas šādi:

• VCC (LM35DZ) → VCC (PICO)
• GND (LM35DZ) → GND (PICO)
• Izeja (LM35DZ) → A0 (PICO)

5. solis: galīgais kods

Tagad, kad viss ir savienots ar mūsu PICO, sāksim to programmēt, lai gaismas diodes mainītu krāsu atkarībā no temperatūras.

Šim nolūkam mums ir nepieciešams:

A konst. mainīgais ar nosaukumu "tempSensor" ar vērtību A0, kas nolasās no temperatūras sensora

Vesels skaitlis mainīgais ar nosaukumu "sensorReading" ar sākotnējo vērtību 0. Šis ir mainīgais, kas saglabās neapstrādātus sensora rādījumus

Pludiņa mainīgais ar nosaukumu "volti" ar sākotnējo vērtību 0. Šis ir mainīgais, kas saglabās pārveidoto sensora neapstrādāto nolasīšanas vērtību voltos

Pludiņa mainīgais ar nosaukumu "temp" ar sākotnējo vērtību 0. Šis ir mainīgais, kas saglabās pārveidotos sensora voltu rādījumus un pārvērš to temperatūrā

Vesela skaitļa mainīgais ar nosaukumu "kartēts" ar sākotnējo vērtību 0. Tādējādi tiks saglabāta PWM vērtība, kurā mēs kartējam temp mainīgo, un šis mainīgais kontrolē LED sloksnes krāsu

Izmantojot šo kodu, PICO nolasīs temperatūras sensora datus, pārveidos tos voltos, pēc tam Celsija grādos, un visbeidzot, tas kartēs Celsija grādu PWM vērtībā, ko var nolasīt mūsu LED sloksne, un tas ir tieši tas, kas mums vajadzīgs.

6. solis: esat pabeidzis

Mēs izgatavojām arī akrila trauku LED sloksnei, lai tā jauki pieceltos. Šeit varat atrast CAD failus, ja vēlaties tos lejupielādēt.

Tagad jums ir brīnišķīga izskata LED termometrs, kas automātiski norāda temperatūru, kad to aplūkojat, kas ir vismaz ērti: P

Atstājiet komentāru, ja jums ir kādi ieteikumi vai atsauksmes, un neaizmirstiet sekot mums Facebook vai apmeklēt mūs vietnē mellbell.cc, lai iegūtu vairāk satriecoša satura.