Ar Bluetooth vadāms Arduino LED kafijas galdiņš: 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Šis bija mans pirmais īstais Arduino projekts, un tas ir arī mans pirmais pamācāmais, tāpēc esiet laipni komentāros:) Es gribēju mēģināt atbildēt uz jautājumiem, kas man prasīja zināmu laiku, lai izdomātu un sniegtu detalizētus norādījumus, ja jūs esat ļoti pazīstams ar hobiju elektronika, tad jūs, iespējams, varat izlaist katru soli, bet, ja esat jauns, tas jums nodrošinās visu nepieciešamo.

Projekta mērķis bija izveidot 12 x 12 pikseļu ekrānu kafijas galdiņā, ko var vadīt, izmantojot Bluetooth un izmantot kā vēsas istabas gaismu/spēlēt spēles uz tā.

Šai konstrukcijai jums būs nepieciešamas šādas detaļas:

1. Arudino Mega (vai klons)-https://www.amazon.co.uk/Arduino-Mega-2560-R3-Micr…
2. Arduino micro SD kartes vairogs (es izmantoju šo un lodēju galvenes) -
3. Micro SD karte - derēs jebkura izmēra, bet tai jābūt formatētai FAT32
4. 5m WS2812B Pievienojama LED sloksne -
5. HC05 Bluetooth modulis -
6. 5 V 6 A barošanas avots-(es to izmantoju, bet ebay ir vēl simts citu)
7. Ikea LACK galds (hobiju klasika) -
8. Piekļuve lāzera griezējam 3 mm saplāksnim (vai ļoti stabilai rokai). Jūs varat pasūtīt lāzergrieztas detaļas tiešsaistē dažādās vietās (piemēram,
9. Balta aerosola krāsa
10. 2 m alumīnija T sekcija (1 1/2 x 1 1/2 x 1/8) -
11. 450 mm x 450 mm x 6 mm stikla virsma (lielākā daļa vietējo stiklotāju var jums sagriezt pielāgotus gabalus, bet es izmantoju šos puišus
12. 1 x 100 mikro Farad kondensators
13. 2 x 1k rezistors
14. 1 x 2k rezistors
15. 1 x lineārs rotējošs potenciometrs
16. Dažādi džemperi (prototipa veidošanas laikā, iespējams, ducis)
17. Vismaz trīs krāsu samērā biezi kabeļi lodēšanai (tas var piesaistīt dažas lielas strāvas, tāpēc es neiesaku strāvas vadus)
18. Stripboard iekšējai shēmai (neuztraucieties, tas ir ļoti vienkārši)

Nepieciešamie rīki:

1. Lodāmurs + lodēt
2. Pāris izgriezumu
3. Stiepļu noņēmēji
4. Dremel vai kāda veida finierzāģis, lai sagrautu galdu. Es izmantoju šo https://www.amazon.co.uk/gp/product/B0078LENZC/ref… ar spirālveida griešanas uzgaļiem

1. darbība: sākotnējā pārbaude un izkārtojums

Pirmais zvana ports ir sagriezt LED sloksni vajadzīgajā garumā. Šī LED sloksne ir patiešām viegli lietojama, jo tai ir tikai 3 tapas, un tā liek Arduino veikt īsto darbu. Es sagriezu spoli 12 daļās, kuru garums ir 12 gaismas diodes, kā parādīts attēlā, un noliku tās galda aizmugurē, lai palīdzētu man iztēloties, kurp es ar to dotos.

Pēc tam man bija palikušas dažas gaismas diodes, tāpēc es tās savienoju ar Arduino UNO, un man bija jāpārbauda, vai tās darbojas (varat izmantot arī projekta aprakstā minēto Mega). Lai to izdarītu, es sagriezu un atdalīju dažus vīriešu kārtas galvenes un pielodēju pie spilventiņiem LED sloksnes galā. WS2812 sloksnē es izmantoju 5V vadu sarkanu, zemi baltu un datus zaļu. Noteikti pievērsiet uzmanību virziena bultiņai, kas uzdrukāta uz WS2812B sloksnes, lai nemēģinātu nosūtīt datus nepareizā virzienā. Es savienoju 5V līniju ar 5V uz Arduino, Ground uz GND un Data uz pin 6 ar virkni 1k rezistoru. Paturiet prātā, ka WS2812B gaismas diodes Fritzing shēma nedaudz atšķiras no manis piegādātajām - pietiek teikt, tikai pārliecinieties, vai dati ir pievienoti 6. tapai, Gnd ir pievienots zemei un 5 ir pievienots 5 V.

Ar tik maz gaismas diodēm (5 vai vairāk) Arduino vajadzētu būt labi, lai nodrošinātu enerģiju; tomēr jūs nevarat barot daudzus, jo, kad tie ir pilnīgi balti, gaismas diodes sasniedz līdz 60 mA un var ātri pārspēt Arduino.

Pieņemot, ka jums ir Arduino IDE (ja ne lejupielādējiet un instalējiet to), iestatiet mikroshēmojuma tipu uz Arduino, kas jums ir, un iestatiet COM portu uz to, kas opcijās parāda Arduino. Tagad lejupielādējiet FastLED bibliotēku un instalējiet to (https://fastled.io/). Atveriet piemēru striptest.h un iestatiet skicē esošo gaismas diožu skaitu uz tik daudz, cik jums ir (man palika 5). Noklikšķiniet uz verificēt un (pieņemot, ka viss ir kārtībā) augšupielādējiet to Arduino, un jums vajadzētu redzēt, kā mazās sloksnes gaismas iedegas un maina krāsu.

2. solis: Matricas un sloksnes dēļu lodēšana

Tagad ir pienācis laiks sākt veidot LED matricu.

Nogrieziet 11 īsus garumus no katras trīs jūsu izvēlētās stieples krāsas. Pārliecinieties, ka tie ir pietiekami ilgi, lai pārietu no vienas sloksnes beigām līdz nākamās sloksnes sākumam. Izklājot LED sloksnes, jums jāpārliecinās, ka datu plūsmas bultiņa seko čūskai. Kad tas ir izkārtots, uzmanīgi pielodējiet katru vadīto rindu uz nākamo, kā parādīts attēlā. Tas ir ievērojami vieglāk, ja katram savienojuma veidam izmantojat vienu un to pašu krāsu.

Tagad, vairāk lodējot, mums ir jāizveido sloksnes, kas apstrādās strāvas padevi no tīkla. Es lodēju divas kolonnas uz sloksnes kopā gan 5V, gan GND, lai tas labāk izturētu strāvu. Izveidoto shēmu skatiet pievienotajā shēmā. Lodējot kondensatoru, pārliecinieties, ka negatīvais gals ir piestiprināts pie GND sliedes, nevis 5V. Kad sloksnes plāksne ir pabeigta, mums ir jāpievieno +VE un GND ar LED sloksni, kā arī jāizmanto otra puse no džemperiem, kurus mēs iepriekš izgriezām, lai savienotu Arduino ar barošanas avotu un sloksnes dēli. Tagad būtu īstais laiks Arduino pievienot SD sadalīšanas paneli, lai mēs tajā varētu saglabāt failus un no tiem lasīt. Kad SD sadalīšanas dēlis ir ievietots, mēs varam savienot 5V sliedi ar Vin tapu un GND ar jebkuru GND tapu Arduino.

Visbeidzot, mēs varam savienot potenciometru ar analogo ieeju A0, kā parādīts attēlā, lai mums būtu veids, kā kontrolēt gaismas diodes spilgtumu.

Kad tas viss ir izdarīts, mēs varam augšupielādēt striptesta skici, mainot gaismas diožu skaitu uz 144. Pirms šīs skices augšupielādes pārliecinieties, vai strāvas padeve ir aktīva. Cerams, ka visām gaismas diodēm vajadzētu iedegties striptest skices modeļos, lai mēs zinātu, ka viss darbojas.

3. darbība: Bluetooth moduļa integrācija

Pēdējais vadu gabals tagad HC05 ierīce tiek savienota ar Arduino Mega, kā parādīts shēmā. Pārliecinieties, ka HC05 ierīce ir savienota ar mega portiem Rx1 un Tx1 - tas ievērojami atvieglo programmēšanu un izvairās no programmatūras izmantošanas.

NB! HC05 iekārta uzņems vai nu 5 V, vai 3,3 V in, un parasti tā darbojas ar 3,3 V loģiku, tāpēc es to savienoju ar 3,3 V sliedi. Daži citi norādījumi ir parādījuši Tx (uz Arduino) līdz Rx (uz HC05 vienības) ar potenciālu dalītāja ķēdi, lai pārslēgtu 5 V loģiku no Arduino uz HC05 moduļa sākotnējo līmeni. Šī iemesla dēļ detaļu sarakstā man bija 1k un 2k rezistori; tomēr es neuztraucos un tas šķiet pilnīgi laimīgs uz mana galda:)

4. solis: tabulas uzlaušana

Tagad mums jāsāk griezt galds, lai mūsu gaismas diodēm un elektronikai piešķirtu jaunas mājas.

Vispirms atzīmējiet kvadrātu 450 mm x 450 mm LACK galda virsmas augšdaļas vidū. Izmantojot Dremel (vai finierzāģi), pēc iespējas labāk izgrieziet kvadrātu, lai tas būtu taisns. Tagad mēs varam noņemt augšējo daļu un kartona iekšējos gabalus, atstājot jums dobu galda virsmu, kā parādīts attēlā. Vēlreiz izmantojot Dremel, mēs varam izurbt caurumu galda apakšdaļas stūrī, lai mums būtu kur izvadīt tīkla kabeli.

Kad galds ir sagatavots, mēs varam pielīmēt gaismas diodes aptuveni pareizajās pozīcijās, pirms mēs pārietam uz nākamajām darbībām. Man šķita lietderīgi pārliecināties, vai elektronika ir pareizi pēc katra soļa, tāpēc vēlreiz izmēģiniet striptesta skici.

Kad esat ērti, viss ir savās vietās, tad varat izurbt pāris mazus caurumus, lai, izmantojot mazās skrūves, uzstādītu barošanas bloku galda malā. Es izvēlējos uzstādīt Arduino ārpus galda, lai es varētu viegli pārprogrammēt, ja vēlos, bet tas ir uzstādīts otrādi līdz galda apakšai un nav viegli pamanāms. Es arī uzstādīju potenciometru caur galda apakšdaļu, lai spilgtuma kontrole izskatās jauki un profesionāli.

5. solis: lāzera griezuma daļas

Tagad mums ir jāievieš lāzera griezuma daļas, kas veido kvadrātu matricu, tāpēc mums ir noteikti pikseļi. Esmu iekļāvis lāzera griezuma detaļu dxf failus, kas veido koka matricu, kā arī to attēlus, lai jūs zināt, kā tiem vajadzētu izskatīties. Tie ir izgatavoti no diviem atsevišķiem gabaliem, viens iet gar katru LED rindu, bet otrs šķērso tos. Daļām, kas šķērso, apakšā ir izgriezta 10 mm augsta sprauga, lai vadi varētu iziet cauri. Šo spraugu varētu samazināt līdz 5 mm, jo, man šķiet, ir neliela gaismas noplūde no viena pikseļa uz nākamo.

Abu detaļu 11 kopijas ir jāizgriež ar lāzeru no 3 mm saplākšņa un pēc tam jāsamontē, lai pārliecinātos, ka tās ir pareizi ievietotas. Kad esat laimīgs, atkal izjauciet matricu un izsmidziniet to baltā krāsā, lai uzlabotu galda atstarojošās īpašības. Kad tie ir sausi, atkal tos salieciet kopā un novietojiet virs gaismas diodēm. Pēc izsmidzināšanas tos var būt nedaudz grūtāk salikt kopā, jo tie tagad ir nedaudz biezāki, taču neuztraucieties, pirms matricas ievietošanas galdā viegli piesitiet tiem vietā.

6. solis: Glediator

Tagad mums ir ieviesta visa aparatūra, lai mēs varētu sākt meklēt programmatūru. Es lejupielādēju un instalēju programmatūru ar nosaukumu Glediator, lai izveidotu gaismas diožu animācijas (https://www.solderlab.de/index.php/software/glediat…). Instalēšanas instrukcijas var būt nedaudz sarežģītas, taču rūpīgi sekojiet vietnei, un jums vajadzētu būt kārtībā. Mums arī jālejupielādē skice no Glediator vietnes, lai augšupielādētu to Arduino (https://www.solderlab.de/index.php/downloads/catego…). Mēs izmantojam WS2812B gaismas diodes, tāpēc noteikti lejupielādējiet pareizo (WS2812 Glediator Interface). Kad esat atvēris šo skici, nomainiet NUMBER_OF_PIXELS uz 144 un augšupielādējiet to Arduino.

Kad Glediator ir instalēts, mēs varam sākt spēlēt animācijas uz galda. Pirmkārt, Glediator programmatūrā ir jāiestata matricas izmērs uz 12 x 12, kā arī jānosaka izvades veids uz HSBL - Horizontālā čūska (sākuma) apakšā pa kreisi, jo šādā veidā mēs esam saslēguši gaismas diodes un mainījuši krāsu secību uz GRB (tas ir tas, ko gaismas diodes ņem datus). Izvades cilnē atveriet COM portu, un LED matricai jāsāk parādīt LED modelis Glediator programmatūras vidējā ekrānā.

Jūs varat izveidot animācijas un ierakstīt tās.dat failā, ko mēs varam augšupielādēt SD kartē, kas nozīmē, ka jūsu iecienītākās animācijas var tikt parādītas uz galda, nepievienojot datoru. Tiešsaistē ir dažas apmācības par to (piemēram, https://hackaday.io/project/5714-glediator-from-sd…). Esmu mainījis dažus dažādus koda avotus, lai tas darbotos, tāpēc manam kodam vajadzētu būt kārtībā.

Saglabājot animācijas, noteikti saglabājiet tās kā "animX.dat", kur X ir jebkurš skaitlis no 1 līdz 15. Jūs varētu ieviest vairāk, mainot dažas rindiņas manā kodā.

NB- Ierakstot Glediator failus, programmatūrā ir kļūda, kas nozīmē, ka tā neatceras, kā savienojāt LED sloksni. Savā kodā esmu ieviesis vienkāršu funkciju, lai mainītu pāra skaitļu rindu secību, kas nozīmē, ka tas viss tiek parādīts pareizi

7. darbība: Bluetooth sērijas vadība

Bluetooth sakaru iestatīšana starp viedtālruni un Arduino izrādījās pārsteidzoši sarežģīta, taču ir dažas vienkāršas darbības, kas to padarīs daudz vieglāku. Pirmkārt, jums būs jālejupielādē viedtālruņa lietotne. Es izmantoju vietni https://play.google.com/store/apps/details?id=com…. bet iespējams ir kāds iphone ekvivalents (par ko jāmaksā; p)

Jūs, iespējams, pamanījāt, ka HC05 modulim ir neliels slēdzis. Ja jūs to ieslēdzat, nospiežot šo slēdzi, tas pārslēdzas AT režīmā, kas nozīmē, ka varat iztaujāt tā parametrus un mainīt tos, ja vēlaties.

Augšupielādējiet pievienoto skici Mega un iestatiet datora sērijas ātrumu uz 9600. Atvienojiet strāvas padevi HC05 ierīcei un pēc tam nospiediet uz tās esošo pogu, kad to atkal pievienojat. Mirgošanai vajadzētu būt aptuveni vienai reizi divās sekundēs - tagad HC05 ir AT režīmā.

Tagad sērijveida monitorā mēs varam nosūtīt komandas uz HC05 un redzēt tā atbildi. Ierakstiet “AT” un nospiediet sūtīt, un sērijveida monitorā vajadzētu redzēt “OK” - tagad mēs zinām, ka tas klausās. Ierīces Bluetooth nosaukumu var mainīt, ierakstot "AT+NAME = XYZPQR", kur XYZPQR ir tas, kā vēlaties izsaukt moduli. Es saucu savu LightWave. Bluetooth moduļa noklusējuma piekļuves kods ir 1234 (vai 0000), taču to var mainīt arī, piemēram, nosūtot “AT+PSWD = 9876”. Visbeidzot, mēs varam mainīt HC05 sakaru ātrumu, nosūtot “AT+UART = 38400”. Šī ir noklusējuma likme lielākajai daļai HC05 moduļu, bet manējais tika iestatīts citādi, tāpēc ir laba prakse to iestatīt, lai tā būtu droša. Plašāku informāciju par šīm komandām var atrast šeit: https://www.itead.cc/wiki/Serial_Port_Bluetooth_M…, un ir arī norādījumi par šo soli, kuriem ir daudz sīkāka informācija https://www.instructables.com/id/Modify -The-HC-05-…

Tagad mēs varam mēģināt nosūtīt komandas modulim, izmantojot Bluetooth ierīci. Vispirms atvienojiet HC05 moduļa strāvu un pēc tam pievienojiet to vēlreiz. Jums vajadzētu redzēt, ka gaismas diodes mirgošanas ātrums ir daudz ātrāks - tas nozīmē, ka tagad gaida savienošanu pārī. Viedtālrunī atveriet lietotni Arduino Bluetooth Controller un atrodiet HC05 moduli. Ja neesat mainījis nosaukumu, tas, visticamāk, tiks saukts par HC05 vai līdzīgu. Kad tiek dotas iespējas izveidot savienojumu, atlasiet Termināla režīms. Tagad mēģiniet nosūtīt dažus numurus un tekstu un redzēt, vai datora sērijas monitors ziņo, ka tie ir saņemti. Cerams, ka viņiem tas ir izdevies, lai mēs varētu turpināt, ja ne, tad ir daudz pamācību, kas varētu sniegt dažus padomus (piemēram, Pēdējā lieta, kas šeit jādara, ir kontroliera ievades kartēšana līdz skaitļiem, ar kuriem Arduino var kaut ko darīt. Es izmantoju šādas vērtības:

Uz augšu = 1, Uz leju = 2, Pa kreisi = 3, Pa labi = 4, Sākums = 5, Izvēlieties = 6.

8. solis: spēles

Es neuzņemos nekādu atzinību par spēles kodu. Es izmantoju šeit atrodamo avota kodu https://github.com/davidhrbaty/IKEA-LED-Table, ko uzrakstīja davidhrbaty. Tomēr es to mainīju vairākos veidos:

1. Es pievienoju spilgtuma ierobežošanas funkciju, pamatojoties uz potenciometra vērtību, lai mēs varētu mainīt spilgtumu
2. Es noņēmu ķieģeļu spēli, jo nevarēju to apkopot
3. Es mainīju tetris bloku krāsu kodējumu, lai tie visi būtu dažādās krāsās
4. Pārkārtoju ēdienkarti
5. Es ieviesu iespēju atskaņot animācijas no SD kartes
6. Izvēlnē es pievienoju augstu rezultātu izsekošanu un augsta rezultāta parādīšanas iespēju

Pievienotajam kodam vajadzētu darboties uzreiz, bet, ja ne, mans ieteikums būtu noņemt spēles, kas, šķiet, izraisa kļūdu ziņojumus, un vēlreiz pārbaudīt kodu, līdz uzzināsit, kur ir problēma. Pēc tam pakāpeniski pievienojiet to sarežģītāk.

Sākotnējais šī koda autors paveica fantastisku darbu, veidojot kaut ko patiešām modulāru un viegli pievienojamu. Nav tik grūti pievienot papildu gadījumus, lai tabulā pievienotu vairāk funkciju.

Izvēlnē ir šādas iespējas:

1. SD karte - atskaņo SD kartē saglabātās animācijas
2. Tetris
3. Čūska
4. Teniss
5. Kauliņi - izlases veida ģenerators starp 1 un 6
6. Animācija - animāciju kolekcija no FastLED bibliotēkas
7. Stars Animation - EDIT - Tagad šīs animācijas vietā esmu ieviesis Konveja dzīves spēli
8. Varavīksnes animācija
9. Labākie rādītāji - parāda augstus rezultātus tetris un čūskai

Pirms sākat spēlēt, SD kartē ir jāizveido divi txt faili, no kuriem viens saucas “teths.txt”, bet otrs - “snkhs.txt”. Abos šajos failos ievietojiet skaitli 0, pēc tam saglabājiet tos SD kartes saknes mapē. Šie ir augsta rezultāta izsekošanas faili, un tie tiks atjaunināti katru reizi, kad tiek pārspēts augstākais rādītājs. Ja vēlaties to atiestatīt, datorā vienkārši mainiet vērtības uz 0.

Kad esat augšupielādējis LED_table programmu Arduino, varat atvērt seriālo monitoru, un jums vajadzētu redzēt sūtīšanas laikā Bluetooth komandas - tādā veidā jūs zināt, ka viss darbojas labi.

9. solis: izbaudiet

Atliek tikai augšupielādēt galveno LED galda kodu Mega un pēc tam baudīt spēli un paziņot man savus labākos rezultātus!

Es joprojām gaidu, kad pienāks galda virsmas daļas (alumīnija T sekcija un stikls), bet galds tagad darbojas labi, un es varu uz tā spēlēt spēles.

Ļaujiet man zināt, vai jums ir kādi komentāri, labojumi vai pamanāt kļūdas.

10. darbība: atjauniniet

Tagad tas ir pilnībā pabeigts!:)

Beidzot es piegādāju alumīnija T sekciju apmalei un darīju visu iespējamo, lai nojauktu savienojumu (izrādās, 45 grādi ir viens no grūtākajiem leņķiem), bet tas ir gandrīz pilnīgi kvadrātveida. Augšpusē es nolēmu iegūt biezāku stikla loksni (425 x 425 x 8 mm), un es matēju apakšpusi, izmantojot Rustoleum stikla matēšanas aerosolu. Es izmantoju parasto blīvējumu (silikona hermētiķi), lai savienotu augšdaļu un leņķa gabalus tā, lai savienojumos, ja nepieciešams, būtu nedaudz elastības.

Atjaunināts atjauninājums. Tagad izvēlnē Conway's Game of Life esmu pievienojis 7. opciju, nevis zvaigžņu animāciju, jo es to nekad neesmu izmantojis. Ja jūs nezināt, kas ir šī spēle, meklējiet to Google, bet būtībā tā ir nulles spēlētāja spēle, kas parāda evolūciju, pamatojoties uz trim vienkāršiem noteikumiem. Konveja dzīves spēle

Atjaunināt^3. Esmu veicis dažas izmaiņas kodā, lai tajā tagad būtu iekļauts kļūdu labojums attiecībā uz sarkano gaismas diodes aptumšošanu, kā arī iekļauta Ziemassvētku eglītes animācija kā 11. opcija izvēlnē. Izbaudi.