Տնային միջավայրի լուսավորություն PICO- ի միջոցով. 9 քայլ

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

Երբևէ չե՞ք ցանկացել փոխել ձեր սենյակի տրամադրությունը `փոխելով լույսի գույնը: Դե, այսօր դուք կսովորեք, թե ինչպես դա անել հենց դա: Որովհետև այս նախագծով դուք կստեղծեք Bluetooth- ով վերահսկվող RGB միջավայրի լուսավորության համակարգ, որը կարող եք տեղադրել ձեր տան ցանկացած վայրում և այն գունավորել, ինչպես ցանկանում եք:

Այս նախագիծը կօգտագործի PICO, LED RGB ժապավեն, որոշ տրանզիստորներ և էլեկտրական բաղադրիչներ և ծրագիր, որը դուք կսովորեք, թե ինչպես ստեղծել MIT ծրագրի գյուտարարի միջոցով:

Քայլ 1: Բաղադրիչներ

Սրանք այն բաղադրիչներն են, որոնք անհրաժեշտ են այս նախագիծը ստեղծելու համար, և դրանք են.

• PICO, հասանելի է mellbell.cc կայքում ($ 17.0)
• 4 մետր RGB LED ժապավեն (5050 SMD- 60 LED - 1 Մ)
• 3 TIP122 Darlington տրանզիստոր, 10 -ի փաթեթը հասանելի է ebay- ում ($ 1.22)
• 1 PCA9685 16-ալիքային 12-բիթանոց PWM վարորդ, հասանելի է ebay- ում ($ 2.07)
• 1 HC-05 Bluetooth մոդուլ, հասանելի է ebay- ում ($ 3.51)
• 12 վոլտ հզորությամբ 5 ամպեր
• 3 1 կ Օմ դիմադրություն, 100 փաթեթ ՝ ebay- ում ($ 0.99)
• 1 տախտակ, հասանելի է ebay- ում ($ 2.32)

Քայլ 2: Միացրեք RGB LED ժապավենը

Մենք, իհարկե, ցանկանում ենք LED ժապավենը միացնել մեր PICO- ին `այն լուսավորելու և վերահսկելու համար:

Բայց, ամեն ինչից առաջ, մենք պետք է որոշակի մաթեմատիկա անենք ՝ իմանալու համար, թե որքան հոսանք է մեր LED շերտի հոսքը հոսանքի աղբյուրից: Այն շերտում, որի հետ մենք աշխատում ենք, յուրաքանչյուր LED մեկ RGB բջիջում նկարում է 20 մԱ, ընդհանուր RGB բջիջի համար `60 մԱ: Մեր ժապավենը մեկ մետրի համար ունի 20 RGB բջիջ, իսկ մենք ՝ 4 մետր երկարությամբ: Դա նշանակում է, որ մեր ընդհանուր ընթացիկ խաղարկությունը առավելագույն ինտենսիվությամբ հետևյալն է.

4 (մետր) * 20 (բջիջ/մետր) * 60 (մԱ) = 4800 մԱ

Այս վիճակահանությունը կտարբերվի ՝ կախված այն ինտենսիվությունից, որով դուք աշխատում եք, բայց մենք մաթեմատիկան կատարեցինք հնարավորինս մեծ թվերով, որպեսզի մենք կարողանանք ազատ և ապահով աշխատել RGB շերտով: Այժմ մենք կարիք ունենք էներգիայի աղբյուրի, որը կարող է մեզ տրամադրել 4.8A:

Էլեկտրաէներգիայի լավագույն աղբյուրը, որը մենք կարող ենք օգտագործել, սնուցման աղբյուր/փոխարկիչ է, որը AC հոսանքը փոխակերպում է DC- ի: Եվ մենք ունենք հենց դա, քանի որ էներգիայի մատակարարումը, որը մենք օգտագործում ենք, առաջարկում է 12 վոլտ և 5 ամպեր, ինչը հենց այն է, ինչ մեզ պետք է:

Քայլ 3: RGB ժապավենը միացնելով սնուցման աղբյուրին

Էլեկտրաէներգիայի մատակարարումը էլեկտրական սարք է, որը փոխակերպում է էլեկտրական էներգիայի մի տեսակ մյուսին: Մեր դեպքում մենք մտադիր ենք այն օգտագործել 220V AC հոսանքը 12V DC հոսանքի փոխարկելու համար:

Առաջին երեք տերմինալները AC հոսանքի աղբյուրի մուտքերն են.

• L → ուղիղ եթերում
• N- չեզոք
• GND → երկիր

Վերջին չորս տերմինալները էլեկտրական սարքի ելքերն են, որոնք անհրաժեշտ են: Այն բաժանված է երկու «բաժնի» ՝ մեկը դրական արդյունքի համար, իսկ մյուսը ՝ բացասական: Մեր դեպքում մենք պատրաստվում ենք օգտագործել հետևյալը.

• V- → բացասական
• V+ → դրական

Եվ մենք դրանք կապում ենք հետևյալ կերպ.

• Շագանակագույն մետաղալար (AC հոսանքի աղբյուր) → L (կենդանի)
• Կապույտ մետաղալար (AC էներգիայի աղբյուր) → N (չեզոք)
• Կանաչ մետաղալար (AC հոսանքի աղբյուր) → GND (երկիր)

Իսկ կարմիր և սև լարերը 12 վ DC հոսանքի հզորություն են.

• Կարմիր մետաղալար → ելքային դրական (V+)
• Սև մետաղալար → ելքային բացասական (V-)

Այժմ եկեք միացնենք մեր բոլոր բաղադրիչները PICO- ին:

Քայլ 4: Ամեն ինչ միացրեք PICO- ին

Ինչպես արդեն ասել էինք, LED շերտի համար անհրաժեշտ է 12v և 4.8A լիարժեք գործելու համար: Եվ մենք գիտենք, որ առավելագույն հոսանքը, որը կարող է ապահովել ցանկացած PICO քորոց, ընդամենը 40 մԱ է, ինչը բավարար չէ: Բայց դրա համար կա լուծում, և դա TIP122 Darlington Transistor- ն է, որը կարող է օգտագործվել բարձր հզորության բեռներ վարելու համար ՝ օգտագործելով փոքր քանակությամբ հոսանք և լարում:

Էլեկտրամոնտաժը բավականին պարզ է, մենք տրանզիստորի հիմքը կկապենք PICO- ի D3 քորոցին ՝ PWM տեխնիկայով առաջնորդվող շերտի պայծառությունը վերահսկելու, թողարկողը ՝ GND- ին, իսկ կոլեկտորը ՝ բեռով:

• Հիմք (TIP122) → D3 (PICO)
• Հավաքիչ (TIP122) → B (LED ժապավեն)
• Emitter (TIP122) → GND

Նաև մենք օգտագործում ենք սեղմման կոճակ ՝ LED ժապավենը միացնելու կամ անջատելու համար:

Կոճակը մի բաղադրիչ է, որը միացնում է շղթայի երկու կետերը միայն այն ժամանակ, երբ սեղմված է, այն չունի բևեռականություն, այնպես որ մենք կարող ենք այն միացնել առանց մտահոգության, թե որ ոտքը որ կողմ է գնում: Մեր դեպքում մենք միացնող կոճակի ոտքերից մեկը միացնող ռեզիստորի միջոցով միացնում ենք GND- ին, իսկ մյուս ոտքը միացնում ենք VCC- ին (5 վոլտ): Դրանից հետո մենք PICO- ի D2- ը կկապենք GND- ին միացված կոճակի ոտքի հետ:

Այսպիսով, երբ կոճակը սեղմվում է, PICO- ի D2 քորոցը կկարդա HIGH (5 վոլտ), իսկ երբ այն սեղմված չէ, PICO- ի D2 քորոցը ցածր է կարդալու (0 վոլտ):

Այնուհետև մենք LED- ը կմիացնենք սնուցման աղբյուրին և TIP122 տրանզիստորին:

• +12 (LED ժապավեն) → դրական 12 վոլտ ելք (սնուցման աղբյուր)
• B (LED շերտ) → կոլեկցիոներ (TIP122):

Մի մոռացեք էներգիայի մատակարարման թողարկման բացասական մետաղալարը (սև մետաղալար) միացնել PICO- ի GND քորոցին:

Քայլ 5. RGB ժապավենի միացում PCA9685- ի հետ

Այժմ, երբ մենք կարող ենք վերահսկել մեկ գույնը RGB շերտից, թույլ տվեք այնպես անել, որ կարողանանք վերահսկել RGB շերտի բոլոր գույները: Դա անելու համար մենք պետք է օգտագործենք PWM ազդանշանները ՝ ժապավենը վերահսկելու համար:

Ինչպես գիտենք, PICO- ն ունի միայն մեկ PWM ելք, և դրա շտկումը PCA9685 PWM կապումներն ընդլայնող մոդուլն է: Այս մոդուլն ընդլայնում է ձեր տախտակի PWM կապերը, և մենք այն կօգտագործենք TIP122 Darlington տրանզիստորների կողքին ՝ այս խնդիրը շտկելու համար:

Շղթայի էլեկտրագծերը շատ պարզ են և անցնում են հետևյալ կերպ.

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

Մենք պետք է միացնենք PCA9685 մոդուլը PICO- ի միջոցով, որպեսզի այն կարողանա ճիշտ գործել:

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

Այստեղ մենք միացնում ենք PCA9685- ի I2C արձանագրության կապերը SCL- ը և SDA- ն PICO- ի D3- ին և D2- ին, որպեսզի նրանք կարողանան շփվել միմյանց հետ:

Այնուհետև մենք RGB- ի ժապավենը +12- ը կապում ենք էլեկտրամատակարարման դրական կապի հետ, իսկ RGB շերտի G, R, B հոսանքները `TIP122 վերահսկիչի կապումներին, որպեսզի LED շերտը սնվի արտաքին էներգիայի մատակարարման անհրաժեշտ ուժով:

Կոդը շատ պարզ է, մենք պարզապես պետք է միացնենք և անջատենք LED շերտի բոլոր երեք գույները ՝ յուրաքանչյուրը առանձին -առանձին, ուստի յուրաքանչյուր գույնի համար մենք պատրաստում ենք երկու օղակ, առաջինը ՝ հանգույցը լույսը մեծացնելու համար: ինտենսիվությունը, իսկ երկրորդը `լույսի ուժգնությունը նվազեցնելու համար,

Քայլ 6: Ստեղծեք բջջային հավելված

Այժմ մենք ցանկանում ենք կառուցել բջջային հավելված, որը թույլ կտա մեզ վերահսկել յուրաքանչյուր գույնի ինտենսիվությունը առանձին: Եվ մենք պատրաստվում ենք օգտագործել MIT հավելվածի գյուտարար գործիքը դրա համար:

Նախ, դուք պետք է գնաք MIT ծրագրի գյուտարարի պաշտոնական կայք և հաշիվ ստեղծեք ձեր էլ.

Դիզայնի մեջ, որը մենք կօգտագործենք, մենք ունենք.

• Մեկ ցուցակ ընտրող ՝ «Միացեք ձեր շրջապատի լուսավորության համակարգին»: Այս ցուցակը/կոճակը սեղմելը կբացի Bluetooth- ի հետ զուգակցված սարքերով ընտրացանկ, որտեղից մենք կընտրենք մեր Bluetooth սարքը:
• Երեք սահնակ `առանձին գույները վերահսկելու համար
• Պիտակը յուրաքանչյուր սահողից վերև, որը կթարմացվի `կախված սահիչի դիրքից
• Ավելացնելով Bluetooth հաճախորդի բաղադրիչը ՝ հավելվածին թույլ տալ օգտագործել սարքի Bluetooth- ը

Կոդը կբաժանվի երկու մասի

Bluetooth միացում

Կոդի առաջին երկու տողերը կարգավորում են Bluetooth հաղորդակցության գործընթացը, քանի որ դրանք ձեզ հնարավորություն են տալիս ավելացնել սարքեր և ընտրել, թե ինչի հետ զուգակցվել:

Տվյալների ուղարկում

Մնացած ծածկագիրը տվյալների ուղարկման համար է: Քանի որ վերահսկում է, թե ինչ են նշանակում սահող սահիչները PICO- ի համար, այն նաև թարմացնում է սահողի պիտակների ընթերցումները:

Դուք կարող եք ներբեռնել ծրագիրը, եթե չեք ցանկանում այն ինքներդ ստեղծել: Կարող եք նաև ներբեռնել այն, այնուհետև դիզայնի հետ ներմուծել MIT հավելվածի գյուտարար գործիքի մեջ և հարմարեցնել այն ըստ ձեր ցանկության:

Քայլ 7: HC-05 Bluetooth մոդուլի միացում

Այժմ մենք պարզապես պետք է Bluetooth- ի միացում ավելացնենք մեր PICO- ին, և դա կանենք ՝ օգտագործելով HC-05 Bluetooth մոդուլը:

Այս մոդուլը շատ պարզ է և հեշտ օգտագործման համար, քանի որ դա SPP (Serial Port Protocol) մոդուլ է, ինչը նշանակում է, որ PICO- ի հետ հաղորդակցվելու համար նրան անհրաժեշտ է ընդամենը երկու լար (Tx և Rx): Այս մոդուլը գործում է նաև որպես ստրուկ և վարպետ, և ունի կապի միջակայք մոտ 15 մետր:

HC-05 Bluetooth մոդուլի քորոցը դուրս է գալիս

• EN կամ ԲԱՆԱՅԻՆ → Եթե հոսանքի միացումից առաջ բերվի HIGH, այն ստիպում է AT հրամանների կարգաբերման ռեժիմին:
• VCC → +5 հզորություն
• GND → Բացասական
• Tx → Տվյալները փոխանցեք HC-05 մոդուլից PICO- ի սերիալ ընդունիչին
• Rx → Ստանում է սերիական տվյալներ PICO- ի սերիական հաղորդիչից
• Վիճակը → Տեղեկացնում է ՝ սարքը միացված է, թե ոչ

Ահա թե ինչպես եք այն միացնում PICO- ին

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

Այժմ, երբ մենք ունենք Bluetooth մոդուլը միացված PICO- ին, թույլ տվեք խմբագրել մեր ծրագիրը, որպեսզի կարողանանք կառավարել LED ժապավենը մեր հեռախոսից:

Քայլ 8: Bluetooth մոդուլի կոդավորում

Ըստ մեր ծրագրի, մենք ցանկանում էինք, որ կարողանանք վերահսկել LED շերտերը մեր հեռախոսից: Եվ մենք ոչ միայն ցանկանում էինք վերահսկել LED ժապավենը, այլ ցանկանում էինք վերահսկել յուրաքանչյուր գույնը առանձին:

Եվ մենք դա կանենք, եթե մեր ծրագրից յուրաքանչյուր սահող ուղարկի PICO- ին տարբեր արժեքների շարք.

• Կարմիր գույնի սահիկը ուղարկում է արժեք 1000 -ից 1010 -ի միջև
• Կանաչ գույնի սահիկը արժեք է ուղարկում 2000-2010 թվականների միջև
• Կապույտ գույնի սահիկը ուղարկում է 3000-3010 արժեք

Մենք կօգտագործենք «եթե» պայման ՝ տվյալները ստուգելու և իմանալու համար, թե ինչ արժեքների միջակայք է փոխվում: Օրինակ `եթե արժեքը փոխվում է 1000 -ից 1010 -ի միջև, PICO- ն կիմանա, որ մենք փոխում ենք կարմիր գույնը, և այն համապատասխանաբար կվերափոխի այն: Դա նաև կկատարի ձեր ստեղծած բոլոր արժեքների համար ՝ թույլ տալով վերահսկել յուրաքանչյուր գույն առանձին ՝ իր սահողով:

Քայլ 9: Ձեր նախագիծը լուսավորված է:

Մենք սովորեցինք, թե ինչպես հաշվարկել RGB LED շերտի անհրաժեշտ էներգիան, ինչպես օգտագործել տրանզիստորները ընթացիկ արժեքները շահարկելու համար և ինչպես որոշել այդ ամենի համար անհրաժեշտ էներգիայի աղբյուրը: Մենք սովորեցինք նաև, թե ինչպես ստեղծել բջջային հավելված MIT հավելվածի գյուտարար գործիքի միջոցով և ինչպես այն Bluetooth- ով միացնել PICO- ին:

Եվ ձեր բոլոր նոր հմտությունների շնորհիվ դուք կարողացաք ստեղծել LED շերտ, որը կարող եք տեղադրել ձեր տան ցանկացած վայրում և լուսավորել այն ձեր ցանկացած գույնով, որքան թույն է դա:

Մի մոռացեք որևէ հարց տալու, եթե ունեք, և շուտով կհանդիպենք հաջորդ նախագծում: D