Mājas apgaismojums, izmantojot PICO: 9 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Vai jūs kādreiz negribējāt mainīt savas telpas noskaņojumu, mainot gaismas krāsu? Nu, šodien jūs uzzināsit, kā tieši to izdarīt. Tā kā ar šo projektu jūs izveidosit Bluetooth kontrolētu RGB apkārtējā apgaismojuma sistēmu, kuru varēsit novietot jebkurā vietā savā mājā un nokrāsot, kā vēlaties.

Šajā projektā tiks izmantots PICO, LED RGB josla, daži tranzistori un elektriskie komponenti, kā arī lietotne, kuru jūs uzzināsit, kā izveidot, izmantojot MIT lietotņu izgudrotāju.

1. darbība: sastāvdaļas

Šīs ir sastāvdaļas, kas nepieciešamas, lai izveidotu šo projektu, un tās ir:

• PICO, pieejams vietnē mellbell.cc (17,0 ASV dolāri)
• 4 metru RGB LED sloksne (5050 SMD- 60 LED - 1 M)
• 3 TIP122 Darlingtonas tranzistori, 10 komplekts pieejams ebay (1,22 ASV dolāri)
• 1 PCA9685 16 kanālu 12 bitu PWM draiveris, pieejams ebay (2,07 ASV dolāri)
• 1 HC-05 Bluetooth modulis, pieejams ebay (3,51 USD)
• 12 voltu barošanas avots ar 5 ampēriem
• 3 1 k ohm rezistori, 100 saišķis ebay (0,99 ASV dolāri)
• 1 maizes dēlis, pieejams ebay (2,32 ASV dolāri)

2. darbība: RGB LED sloksnes barošana

Mēs, protams, vēlamies savienot LED sloksni ar mūsu PICO, lai to iedegtu un kontrolētu.

Bet, pirms kaut kā, mums ir jādara matemātika, lai uzzinātu, cik daudz strāvas mūsu LED sloksne gūs no barošanas avota. Joslā, ar kuru mēs strādājam, katra gaismas diode vienā RGB šūnā ievelk 20 mA, kopā 60 mA visai RGB šūnai. Mūsu joslā ir 20 RGB šūnas uz metru, un mums ir 4 metrus gara. Tas nozīmē, ka mūsu kopējā pašreizējā maksimālā intensitāte ir šāda:

4 (metri) * 20 (šūna/metrs) * 60 (mA) = 4800 mA

Šī izloze mainīsies atkarībā no intensitātes, ar kādu strādājat, bet mēs veicām matemātiku ar vislielākajiem iespējamajiem skaitļiem, lai mēs varētu brīvi un droši strādāt ar RGB joslu. Tagad mums ir nepieciešams barošanas avots, kas var nodrošināt mūs ar 4.8A.

Labākais enerģijas avots, ko mēs varam izmantot, ir barošanas avots/pārveidotājs, kas maiņstrāvu pārveido par līdzstrāvu, un mums tas ir nepieciešams arī, lai piedāvātu 12 voltus un vismaz 4,8 ampērus. Un mums ir tieši tas, jo mūsu izmantotais barošanas avots piedāvā 12 voltus un 5 ampērus, kas ir tieši tas, kas mums vajadzīgs.

3. darbība. RGB sloksnes pievienošana barošanas avotam

Barošanas avots ir elektriskā ierīce, kas pārveido viena veida elektroenerģiju citā. Mūsu gadījumā mēs to izmantosim, lai pārveidotu 220 voltu maiņstrāvu uz 12 voltu līdzstrāvu.

Pirmie trīs termināli ir maiņstrāvas avota ieejas:

• L → tiešraidē
• N → neitrāls
• GND → zeme

Pēdējie četri termināļi ir nepieciešamās elektriskās ierīces izejas. Tas ir sadalīts divās "sadaļās", no kurām viena attiecas uz pozitīvo izlaidi, bet otra - uz negatīvo. Mūsu gadījumā mēs izmantosim sekojošo:

• V- → negatīvs
• V+ → pozitīvs

Un mēs tos savienojam šādi:

• Brūns vads (maiņstrāvas avots) → L (dzīvs)
• Zils vads (maiņstrāvas avots) → N (neitrāls)
• Zaļais vads (maiņstrāvas avots) → GND (zemējums)

Un sarkanie un melnie vadi ir 12 V līdzstrāvas izejas jauda:

• Sarkans vads → izeja pozitīva (V+)
• Melns vads → izeja negatīva (V-)

Tagad savienosim visus mūsu komponentus ar PICO!

4. darbība: visu savienojiet ar PICO

Kā jau teicām iepriekš, LED sloksnei ir nepieciešami 12V un 4,8A, lai tā pilnībā darbotos. Un mēs zinām, ka maksimālā strāva, ko var nodrošināt jebkura PICO tapa, ir tikai 40 mA, kas nav pietiekami. Bet tam ir risinājums, un tas ir TIP122 Darlingtonas tranzistors, ko var izmantot, lai vadītu lielas jaudas slodzes, izmantojot nelielu strāvas un sprieguma daudzumu.

Elektroinstalācija ir diezgan vienkārša, mēs savienosim tranzistora pamatni ar PICO D3 tapu, lai kontrolētu vadītās sloksnes spilgtumu, izmantojot PWM tehniku, emitētāju uz GND un kolektoru ar slodzi.

• Bāze (TIP122) → D3 (PICO)
• Kolektors (TIP122) → B (LED sloksne)
• Emitētājs (TIP122) → GND

Arī mēs izmantojam spiedpogu, lai ieslēgtu vai izslēgtu LED sloksni.

Spiedpoga ir sastāvdaļa, kas savieno divus ķēdes punktus tikai tad, kad tā ir nospiesta, tai nav polaritātes, tāpēc mēs varam to savienot, neraizējoties par to, kura kāja iet uz kuru pusi. Mūsu gadījumā mēs savienosim vienu no spiedpogas kājām ar GND, izmantojot nolaižamo rezistoru, un otru kāju pievienosim VCC (5 volti). Pēc tam mēs savienosim PICO D2 ar spiedpogas kāju, kas ir savienota ar GND.

Tātad, nospiežot pogu, PICO D2 tapa rādīs HIGH (5 volti), un, ja tā nav nospiesta, PICO D2 tapa būs zema (0 volti).

Tad mēs pievienosim gaismas diodi pie barošanas avota un TIP122 tranzistora.

• +12 (LED sloksne) → pozitīva 12 voltu izeja (barošana)
• B (LED sloksne) → kolektors (TIP122).

Neaizmirstiet savienot barošanas avota negatīvo vadu (melno vadu) ar PICO GND tapu

5. darbība: RGB sloksnes pievienošana ar PCA9685

Tagad, kad mēs varam kontrolēt vienu krāsu no RGB joslas, ļaujiet mums kontrolēt visas RGB joslas krāsas. Lai to izdarītu, mums ir jāizmanto PWM signāli, lai kontrolētu joslu.

Kā mēs zinām, PICO ir tikai viena PWM izeja, un tās labojums ir PCA9685 PWM tapas paplašināšanas modulis. Šis modulis paplašina jūsu paneļa PWM tapas, un mēs to izmantosim kopā ar dažiem Dārlingtonas TIP122 tranzistoriem, lai atrisinātu šo problēmu.

Ķēdes elektroinstalācija ir ļoti vienkārša, un tā notiek šādi:

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

Lai varētu pareizi darboties, PCA9685 modulis ir jāieslēdz, izmantojot PICO.

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

Šeit mēs savienojam PCA9685 I2C protokola tapas SCL un SDA ar PICO D3 un D2, lai tās varētu sazināties savā starpā.

Pēc tam mēs savienojam RGB sloksnes +12 ar barošanas avota pozitīvo vadu, un RGB joslas G, R, B vadus ar TIP122 kontroliera tapām, lai barotu LED sloksni ar nepieciešamo strāvu no ārējā barošanas avota.

Kods ir ļoti vienkāršs, mums vienkārši jāieslēdz un jāizslēdz visas trīs LED sloksnes krāsas, katra atsevišķi, tāpēc katrai krāsai mēs izgatavojam divas cilpas, pirmā cilpai ir paredzēta gaismas palielināšanai intensitāte, bet otrā ir paredzēta gaismas intensitātes samazināšanai,

6. darbība. Mobilās lietotnes izveide

Tagad mēs vēlamies izveidot mobilo lietotni, kas ļaus mums individuāli kontrolēt katras krāsas intensitāti. Lai to izdarītu, mēs izmantosim MIT lietotņu izgudrotāja rīku.

Pirmkārt, jums jāiet uz MIT lietotņu izgudrotāja oficiālo vietni un jāizveido konts ar savu e -pastu.

Izmantotajā dizainā mums ir:

• Viens saraksta atlasītājs "Savienojiet ar apkārtējās vides apgaismojuma sistēmu". Nospiežot šo sarakstu/pogu, tiks atvērta izvēlne ar Bluetooth pārī savienotajām ierīcēm, no kurām mēs izvēlēsimies savu Bluetooth ierīci.
• Trīs slīdņi atsevišķu krāsu vadīšanai
• Iezīme virs katra slīdņa, kas tiks atjaunināta atkarībā no slīdņa pozīcijas
• Pievienojot Bluetooth klienta komponentu, lai piešķirtu lietotnei atļauju izmantot ierīces Bluetooth

Kods tiks sadalīts divās daļās:

Bluetooth savienojums

Pirmās divas koda rindas apstrādā Bluetooth saziņas procesu, jo tās dod iespēju pievienot ierīces un izvēlēties, ar ko savienot.

Datu sūtīšana

Pārējais kods ir paredzēts datu nosūtīšanai. Tā kontrolē slīdņu slīdēšanas nozīmi PICO, tā arī atjaunina slīdņa etiķešu rādījumus.

Jūs varat lejupielādēt lietotni, ja nevēlaties to izveidot pats. Varat arī to lejupielādēt, pēc tam importēt kopā ar dizainu MIT lietotņu izgudrotāja rīkā un pielāgot to pēc savas patikas.

7. darbība: saskarne ar HC-05 Bluetooth moduli

Tagad mums vienkārši jāpievieno Bluetooth savienojums mūsu PICO, un mēs to darīsim, izmantojot Bluetooth moduli HC-05.

Šis modulis ir ļoti vienkāršs un viegli lietojams, jo tas ir SPP (Serial Port Protocol) modulis, kas nozīmē, ka tam ir nepieciešami tikai divi vadi (Tx un Rx), lai sazinātos ar PICO. Šis modulis darbojas arī kā vergs un meistars, un tā savienojamības diapazons ir aptuveni 15 metri.

HC-05 Bluetooth moduļa kontaktdakšas:

• LV vai taustiņš → Ja pirms strāvas padeves tiek iestatīts HIGH, tas piespiež AT komandu iestatīšanas režīmu.
• VCC → +5 jauda
• GND → Negatīvs
• Tx → Pārsūtiet datus no moduļa HC-05 uz PICO sērijas uztvērēju
• Rx → Saņem sērijas datus no PICO sērijas raidītāja
• Statuss → norāda, vai ierīce ir pievienota vai nav

Lūk, kā to savienot ar PICO:

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

Tagad, kad Bluetooth modulis ir savienots ar PICO, ļaujiet rediģēt mūsu programmu, lai mēs varētu kontrolēt LED sloksni no sava tālruņa.

8. solis: Bluetooth moduļa kodēšana

Saskaņā ar mūsu plānu mēs vēlējāmies iespēju kontrolēt LED sloksnes no sava tālruņa. Un mēs ne tikai gribējām kontrolēt LED sloksni, bet mēs vēlējāmies kontrolēt katru krāsu atsevišķi.

Un mēs to darīsim, ja katrs mūsu lietotnes slīdnis nosūtīs PICO atšķirīgu vērtību kopu:

• Sarkanās krāsas slīdnis nosūta vērtību no 1000 līdz 1010
• Zaļās krāsas slīdnis nosūta vērtību no 2000. līdz 2010. gadam
• Zilās krāsas slīdnis nosūta vērtību no 3000 līdz 3010

Mēs izmantosim nosacījumu “ja”, lai pārbaudītu datus un zinātu, kāds vērtību diapazons mainās. Piemēram: ja vērtība mainās no 1000 līdz 1010, PICO zinās, ka mēs mainām sarkano krāsu, un attiecīgi pārveidos to. Tas tiks darīts arī visām jūsu izveidotajām vērtībām, ļaujot jums katru krāsu kontrolēt atsevišķi, izmantojot slīdni.

9. solis: jūsu projekts ir izgaismots

Mēs uzzinājām, kā aprēķināt nepieciešamo jaudu RGB LED sloksnei, kā izmantot tranzistorus, lai manipulētu ar pašreizējām vērtībām, un kā izlemt par barošanas avotu, kas nepieciešams, lai to visu izdarītu. Mēs arī uzzinājām, kā izveidot mobilo lietotni, izmantojot MIT lietotņu izgudrotāja rīku, un kā to savienot, izmantojot Bluetooth, ar PICO.

Un ar visām savām jaunajām prasmēm jūs varējāt izveidot LED sloksni, kuru varat novietot jebkurā vietā savā mājā un izgaismot ar jebkuru vēlamo krāsu, cik forši tas ir?

Neaizmirstiet uzdot visus jautājumus, ja jums tādi ir, un uz drīzu tikšanos nākamajā projektā: D