DIY IoT սարքեր ՝ օգտագործելով LED տողեր. 9 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

(Հրաժարում. Ես բնիկ անգլերեն խոսող չեմ):

Քիչ առաջ կինս գնեց մի քանի լուսադիոդային լուսարձակներ ՝ այգին գիշերը լուսավորելու համար: Նրանք ստեղծեցին շատ գեղեցիկ մթնոլորտ: Դրանք դրվեցին ծառերի շուրջը, բայց կռահեք, թե ինչ պետք է պատահեր, մենք ծառերը կտրելիս կտրեցինք տողերը…

Այն, ինչ այսօր ուզում եմ ձեզ ցույց տալ, այն է, թե ինչպես կարելի է փրկել այդ LED լարերի նման կոտրված իրերը և ստեղծել հետաքրքիր միացված սարքեր, որոնք կարող եք կառավարել ձեր սմարթֆոնով:

Դուք կսովորեք, թե ինչպես օգտագործել միկրոկառավարիչ և տրանզիստոր LED- ները վարելու համար, ինչպես միացնել ձեր սարքը ինտերնետին և ինչպես կառավարել սարքը ձեր սմարթֆոնից: Ես պարզապես ենթադրում եմ, որ դուք ունեք մի քանի հիմնական էլեկտրոնային գիտելիքներ, ինչպիսիք են ՝ ինչպես կիրառել Օմի օրենքը: Եթե երբևէ ծրագրավորել եք Arduino- ն, այն ավելի լավ կլինի:

Սկսենք այն սարքերից, որոնք ես ուզում եմ կառուցել: Կտրված տողերի լավն այն է, որ կա առնվազն երկու կտոր: Այսպիսով, ես կարող եմ կառուցել առնվազն երկու սարք: Ես կսկսեմ միացված լամպով, որը կդնեմ սեղանի վրա, այնուհետև միացված LED լարով, որը ես կօգտագործեմ իմ նոր ննջասենյակը լուսավորելու համար: Իմ ուզածը միայն սմարթֆոնի միջոցով լույսերը միացնելու և անջատելու միջոց է:

Բայց առաջին հերթին, մենք պետք է տեսնենք, թե ինչպես են աշխատել լույսերը կրկին օգտագործելու համար:

Քայլ 1: Հակադարձ ճարտարագիտություն

Մենք ունենք երկու LED տող, բայց մենք չգիտենք լարերի կապում լարման անկումը և դրանց պահանջվող հոսանքը: Sadավոք, ես չունեմ տվյալների արժեք ՝ այդ արժեքները ստանալու համար:

Այդ դեպքերում մենք պետք է ամեն ինչ ինքնուրույն պարզենք: Եկեք առանձնացնենք պարիսպը:

Պտուտակահանով որոշ պտուտակներ հանելուց հետո մենք կարող ենք տեսնել շատ պարզ միացում: Հետաքրքիր հատվածը LED լարային կապում է, մենք տեսնում ենք լարման կարգավորիչ (3 կապում բաղադրիչ), դիմադրություն (սև արկղը 100 -ով) և LED լարային կապում: Մի փոքր մոտիկից նայելով (սխեմայի ձևավորում), մենք տեսնում ենք, որ կարգավորիչի ելքը միացված է LED լարին, որն իր հերթին միացված է գետնին 10 օմ դիմադրիչի միջոցով (100 -ը նշանակում է 10x10e0): Եկեք մի քանի մարտկոց դնենք և չափենք լարման անկումը լարային կապում և կարգավորիչի ելքի և գետնի միջև:

Մուլտիմետրի օգնությամբ մենք կարող ենք չափել մոտ 3 Վ լարման անկում լարային կապում (ինչպես ցույց է տրված նկարներում): Մենք նաև չափում ենք 4.5 Վ կարգավորիչի ելքի և գետնի միջև: Այսպիսով մենք եզրակացնում ենք, որ լարման անկում կա 1.5 Վ լարման 10 օմ դիմադրության վրա. մենք նույնպես կարող ենք դա չափել: Օգտագործելով Օմի օրենքը (U = RI), մենք գիտենք, որ ճյուղի միջով հոսանքը 1.5V / 10 ohm = 0.150A կամ 150mA է: Կրկին մենք կարող ենք չափել հոսանքը, բայց մենք պետք է բազմիմետրը շարքի մեջ դնենք լարով, ինչը հեշտ չէ անել:

Այժմ մենք գիտենք, թե ինչպես վարել LED լարերը: Եկեք կառուցենք մեր սարքը:

Քայլ 2: Նյութեր և գործիքներ

Ահա այն, ինչ ձեզ հարկավոր կլինի սարքերը կառուցելու համար.

- պտուտակահաններ ՝ պատռելու համար, ինձ դուր է գալիս նման հանդերձանքը

- որոշ LED լարային լույսեր, եթե ցանկանում եք վերարտադրել սարքերը

- ESP8266, դա կլինի մեր սարքի ուղեղը

- տախտակ և որոշ լարեր, դրանք կօգտագործենք նախատիպը կառուցելու համար

- ռեզիստորների տեսականի և տրանզիստորների տեսականի, կարող եք նաև գնել ավելի մեծ հավաքածու, որը պարունակում է բազմաթիվ օգտակար բաղադրիչներ, միայն անհրաժեշտ բաղադրամասերի գնումը նույնպես տարբերակ է

Եթե ցանկանում եք ստեղծել մշտական միացում, ձեզ հարկավոր են որոշ գործիքներ և որոշ նախատախտակներ.

- սկսելու համար կարող եք բավականին էժան գնել զոդման հավաքածու, կգտնեք բազմաչափ, որը կարող է օգտագործվել ձեր սեփական իրերը ինժեներացնելու համար, պարզապես զգուշացեք, որ չկաշկանդեք հիմնական կամ նույնիսկ սարքերին միացված սարքերը, որոնք օգտագործում են ավելի քան 30 Վ լարման հոսանք:

- կտրիչը շատ օգտակար է լարերը և բաղադրիչ լարերը կտրելու համար

- որոշ նախատախտակներ

- որոշ պինդ մետաղալարեր

Սկսելը շատ բան կարող է թվալ, բայց դուք կարող եք ձեռք բերել բաժնետոմսեր ցանկացած այլ նախագծի համար, որը կարող է ունենալ: Եթե դեմ չեք սպասել, կարող եք ամեն ինչ պատվիրել Aliexpress- ում ՝ շատ ավելի ցածր գնով: Որպես այլընտրանք, եթե չեք ցանկանում գնել այդ գործիքները, կարող եք գնալ նաև ամենամոտ հաքերային տարածք:

Վերջապես, ամեն ինչ կառուցելու համար ձեզ հարկավոր կլինի մի քանի ժամ (ավելի քիչ, եթե պարզապես հետևեք այս ձեռնարկին):

Քայլ 3. Ինչպես օգտագործել տրանզիստոր

Մենք գիտենք, որ LED լարը պահանջում է 150 մԱ, բայց դա շատ ավելին է, քան այն, ինչ ESP8266- ը կարող է ապահով կերպով ապահովել իր ելքային կապում: Դուք չեք ցանկանում միկրոկառավարիչի վրա մեկ GPIO կապում 12 մԱ -ից ավելի քշել: Այս սահմանափակումը շրջանցելու համար անհրաժեշտ կլինի մի քանի անջատիչ, որը կարող է կառավարվել միկրոկառավարիչի կողմից: Ամենատարածված անջատիչներն են ռելեն և տրանզիստորը: Էստաֆետը, անշուշտ, կաշխատի, բայց կլինի ավելի զանգվածային, ավելի թանկ, և ժամանակի մեծ մասը կցանկանաք օգտագործել տրանզիստոր `ռելե վարելու համար:

Երկու սարքերի համար մենք կօգտագործենք տրանզիստորներ: Անջատիչի նման տրանզիստոր օգտագործելու համար մենք պետք է ընթացք տանք դրա հիմքի միջով: Ընթացիկ հոսանքը, որը հոսում է LED լարի միջով, համաչափ կլինի հոսանքին, որը հոսում է բազայի միջով:

Դուք կարող եք խաղալ Arduino- ի և տրանզիստորի հետ Tinkercad- ում ՝ գործերի ընթացքի մասին պատկերացում կազմելու համար: Ես ստեղծեցի հիմնական մոդելավորում, որը կարող եք շտկել: Եթե ցանկանում եք ավելին իմանալ Tinkercad- ի մասին, կարող եք հետևել այս զարմանահրաշ ձեռնարկին. Ինչպես օգտագործել Tinkercad- ը ՝ ձեր սարքավորումները փորձարկելու և իրականացնելու համար:

Կարող եք տեսնել, որ տրանզիստորը աշխատում է փակ անջատիչի պես, երբ GPIO- ի ելքը բարձր է, և ինչպես բաց անջատիչը, երբ GPIO- ի ելքը ցածր է: Կարող եք նաև խաղալ ռեզիստորների արժեքների հետ: LED- ի հետ սերիայի դիմադրությունը կսահմանափակի LED- ի միջոցով ընթացիկ հոսքը, իսկ տրանզիստորի հիմքին միացած դիմադրությունը կվերահսկի LED- ով հոսող առավելագույն հոսանքը: Եթե բարձրացնեք բազային ռեզիստորը, ապա LED- ի համար բավականաչափ ընթացք չեք տա, և լույսը ավելի թույլ կլինի:

Դուք կարող եք նայել իմ գրառումներին `տեսնելու համար, թե ինչպիսի դիմադրության արժեքներ եմ ընտրում սարքերի համար: Ես կարող էի օգտագործել 3.3 Վ ելքը 5 Վ ելքի փոխարեն, բայց այդ դեպքում ես չէի ունենա համապատասխան ռեզիստորներ `շղթան կառուցելու համար: Մի հապաղեք կարդալ տրանզիստորի տվյալների թերթիկը `տրանզիստորի շահույթը փնտրելու համար:

Եկեք հիմա կառուցենք նախատիպ:

Քայլ 4. Կառուցեք շրջանի նախատիպը

Մենք պետք է պատրաստենք LED լարային մետաղալար: Նախ եկեք կտրենք առաջին կեսը `մարտկոցների պահոցը առանձնացնելու համար: Այնուհետև, հեռացրեք մետաղալարը, ես տերմինալային բլոկով միացրի LED տողը հացաթղթին: Մեզ նույնպես պետք կգա ESP8266- ը, ես օգտագործել եմ D1 մինի կլոն, երկու ռեզիստոր և տրանզիստոր:

Ես ընտրում եմ p2222a տրանզիստորի համար, բայց դուք կարող եք ընտրել ցանկացած NPN տրանզիստոր: Դուք պարզապես պետք է վերանայեք ռեզիստորների արժեքները ՝ ըստ տրանզիստորի շահույթի, որը կարող եք գտնել տրանզիստորի տվյալների թերթիկում: Ես ընտրում եմ 1k ohm բազային ռեզիստոր և 15 ohm LED դիմադրություն: Հիմքը ղեկավարվում է GPIO5- ով կամ D1- ով:

Պահեք մարտկոցների պահիչը, քանի որ այն կարող է օգտակար լինել մեկ այլ նախագծի համար կամ նույնիսկ ձեր նորաստեղծ սարքերը սնուցելու համար:

Հետևեք ձեռնարկին, թե ինչպես կարելի է ծրագիր վերբեռնել ESP8266- ում Arduino IDE- ով, վերբեռնել թարթման ծրագիրը ՝ փոխարինելով LED_BUILTIN- ը D1- ով, և այժմ կարող եք վայելել թարթող LED լար:

Եթե սխեման չի աշխատում ձեզ համար, փորձեք փոխանակել LED լարերը, քանի որ անհրաժեշտ է անոդը LED դիմադրիչին միացնելու համար: Ես միշտ շրջում եմ լարերը…

Օգտագործեք ձեր բազմաչափը `կապը և լարման անկումը ստուգելու համար: Դուք պետք է տեսնեք 3.3V D1- ի և հողի միջև, երբ ելքը բարձր է: Դուք նաև պետք է տեսնեք 3 Վ լարման LED լարային լարերի միջև:

Լավ թարթող լուսադիոդ ունենալը լավ է, բայց ինչպե՞ս կարող ենք մեր սմարթֆոնով կառավարել լուսադիոդային լարերը:

Քայլ 5. Ձեր սմարթֆոնի միջոցով LED լարերի լույսերը վարելու համար - մաս I

Դուք պետք է տեղադրեք Blynk ծրագիրը ձեր սմարթֆոնի վրա:

Հավելվածը տեղադրվելուց հետո ստեղծեք նոր նախագիծ: Բլինկը ձեզ էլ -նամակ կուղարկի նշանով (վեցանկյուն շարքեր), որոնք ձեզ անհրաժեշտ կլինեն ձեր ESP8266 ծրագրի համար: Ստեղծեք կոճակ, որը հանդես կգա որպես անջատիչ: Կոճակը պետք է վարի ESP8266- ի GPIO5 կամ D1 կապը: Այժմ կարող եք խաղալ ձեր նախագիծը: Նկատի ունեցեք, որ ծրագիրը ձեզ կասի, որ սարքն անցանց է:

Դուք կարող եք հետագայում խմբագրել նախագիծը ՝ ժամաչափեր ավելացնելու համար, որոնք կվերահսկեն լույսերը:

Քայլ 6. Ձեր սմարթֆոնի միջոցով LED լարերի լույսերը վարելու համար - Մաս II

Բացեք ձեր Arduino IDE- ն: Ձեզ հարկավոր է տեղադրել Blynk գրադարանը; դրա համար պարզապես հետևեք իմ պատրաստած սքրինշոթներին: Գնացեք «Գործիքներ» ընտրացանկ, կտտացրեք «Գրադարանների կառավարում», որոնեք «Blynk» և տեղադրեք վերջին տարբերակը:

Այժմ կարող եք բացել օրինակ, որը Blynk- ը ձեզ համար կկարգավորի ESP8266- ում: Օրինակը ցուցադրվում է սքրինշոթերում:

Համոզվեք, որ ընտրել եք ճիշտ տախտակը, իմ դեպքում «D1 mini» և ճիշտ նավահանգիստը:

Թարմացրեք ծածկագիրը ձեր wifi SSID- ով և գաղտնաբառով (սովորաբար ինտերնետային տուփի WPA կամ WEP բանալին), նաև պետք է լրացնեք էլ.

Այժմ կարող եք վերբեռնել կոդը ESP8266- ում: Կոդը վերբեռնելուց հետո սպասեք մի քանի վայրկյան ՝ ապահովելու համար, որ ձեր սարքը WiFi- ով միացված է ձեր ինտերնետային երթուղիչին, և դուք կկարողանաք կառավարել լույսերը ՝ օգտագործելով ձեր ստեղծած Blynk կոճակը:

Դուք այժմ ունեք IoT սարք: Եթե ցանկանում եք, կարող եք կանգ առնել այնտեղ, բայց մի մոռացեք կարդալ «Ռեսուրսներ» բաժինը: Եթե ցանկանում եք ավելի շատ զվարճանալ և կառուցել մշտական շրջան և պարիսպ, շարունակեք կարդալ:

Քայլ 7: Ստեղծեք մշտական շրջան (բոնուս)

Isամանակն է ստեղծել մշտական միացում: Դուք կարող եք դիտել այս և այս տեսահոլովակը, որպեսզի իմանաք զոդման մասին: Ես օգտագործել եմ ստանդարտ նախատախտակ ՝ ESP8266- ի համար որոշ վերնագրերով: Այդ կերպ, եթե ես ուզում եմ միկրոկառավարիչը նորից օգտագործել մեկ այլ նախագծի համար, կարող եմ: Կարող եք ընտրել միկրոկառավարիչը միացնել ուղղակիորեն ձեր նախատախտակին: Եթե վստահ չեք, ընտրեք նախատախտակ, որը նման է հացահատիկի: դուք կկարողանաք կրկին օգտագործել ձեր տախտակի միացումները:

Ես երկու սխալ թույլ տվեցի իմ առաջին սարքի հետ: Ես չեմ օգտագործել տերմինալային բլոկը LED լարի համար … և ես շրջեցի լարերը: Կարող եք նշել բացասական կամ դրական մետաղալարը, սակայն խորհուրդ է տրվում օգտագործել տերմինալային բլոկ: Երկրորդ սխալն այն է, որ ես օգտագործել եմ 3.3 Վ լարման լարը վարելու համար, որի արդյունքում ստացվել է ավելի թույլ լույս: Եթե դուք, ինչպես և դուք, սխալներ եք թույլ տալիս, մի անհանգստացեք, հեշտ է հեռացնել զոդումը և փոխել ռեզիստորների արժեքները կամ թարմացնել կապերը: Հետագայում կարող եք նույնիսկ ավելի շատ բաղադրիչներ ավելացնել:

Այժմ, երբ դուք ունեք մշտական շրջան, ժամանակն է կառուցել դրա պարիսպը:

Քայլ 8: Կառուցեք պարիսպ (բոնուս)

Ես հետևեցի spinkfun- ի ձեռնարկին Tinkercad- ում `իմ սարքերի համար պարիսպ կառուցելու համար: Ես տպել եմ պարիսպը ՝ օգտագործելով իմ նոր ձեռք բերված Prusa i3 MK3- ը ՝ որոշ PLA թելերով (20% լցոնում և 0.2 մմ): Դա իրականում առաջինն է ինձ համար, և ես արդեն թույլ եմ տվել երկու սխալ, որոնք կարող եք տեսնել նկարներում: Իմ առաջին պարիսպը չուներ USB խրոցակի համար անհրաժեշտ տարածք և անցքերն իրար հավասարեցված չէին: Այնուհետև ես նախագծեցի նոր տարբերակ `ավելի լավ տեղավորմամբ, որը կարող է նաև աջակցել կափարիչին: Դուք կարող եք խնայել որոշ ժամանակ և որոշակի գումար, միայն տպելով պարիսպի պահանջվող մասը `միացման հետ միացումը ստուգելու համար:

Այժմ դուք ունեք երկու IoT սարք, որոնք կարող եք վերահսկել Blynk- ի միջոցով: Երկինքը սահմանն է. Դուք կարող եք ամբողջությամբ ընդլայնել նախագիծը ներկայության դետեկտորով, որը վերահսկում է լույսերը, ժամաչափով, որն անջատում է լույսերը որոշակի ժամանակ անց կամ նույնիսկ օգտագործելով LED լարային լույսերը որպես ծանուցման համակարգ; դրանք կարող են թարթել, երբ օրինակ նամակ ես ստանում:

Շնորհավոր հաքերություն:

Քայլ 9: Ռեսուրսներ

Ես չեմ կարող բավականաչափ խորհուրդ տալ այս գիրքը ՝ Make: Electronics: Learning Through Discovery: Դուք կարող եք սովորել տրանզիստորների, կոնդենսատորների և էլեկտրոնիկայի մասին շատ այլ հետաքրքիր նյութերի մասին: Այն ունի անհրաժեշտ գիտելիքներ ՝ էլեկտրոնիկայի բաղադրիչների հետ շփում սկսելու համար: ESP8266- ի, Blynk- ի և Tinkerpad- ի մասին ձեր նոր ձեռք բերված գիտելիքների հետ միասին դուք կկարողանաք կառուցել շատ հետաքրքիր իրեր:

Դուք կարող եք շատ բան սովորել ՝ դիտելով Youtube- ի տեսանյութեր: Ես խորհուրդ եմ տալիս հետևյալ ալիքները.

- EEVblog

- GreatScott!

- Խանի ակադեմիա

Եթե դուք բավական համարձակ եք, կարող եք ավելի շատ գիտելիքներ ձեռք բերել IoT կամ էլեկտրոնիկայի վերաբերյալ edx կամ coursera դասընթացներից հետո: