სახლის გარემოს განათება PICO– ს გამოყენებით: 9 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

არასოდეს გსურდათ თქვენი ოთახის განწყობის შეცვლა სინათლის ფერის შეცვლით? დღეს, თქვენ შეისწავლით თუ როგორ უნდა გააკეთოთ ზუსტად ეს. იმის გამო, რომ ამ პროექტით თქვენ შექმნით Bluetooth– ით კონტროლირებად RGB გარე განათების სისტემას, რომელიც შეგიძლიათ განათავსოთ ნებისმიერ ადგილას თქვენს სახლში და იყოს ფერადი როგორც გსურთ.

ეს პროექტი გამოიყენებს PICO- ს, LED RGB ზოლს, რამდენიმე ტრანზისტორს და ელექტრულ კომპონენტს და აპლიკაციას, რომლის სწავლასაც ისწავლით MIT აპლიკაციის გამომგონებლის გამოყენებით.

ნაბიჯი 1: კომპონენტები

ეს არის კომპონენტები, რომლებიც საჭიროა ამ პროექტის შესაქმნელად და ისინი არიან:

• PICO, ხელმისაწვდომია mellbell.cc ($ 17.0)
• 4 მეტრი RGB LED ზოლები (5050 SMD- 60 LED - 1 მ)
• 3 TIP122 დარლინგტონის ტრანზისტორი, 10 პაკეტი ხელმისაწვდომია ebay– ზე ($ 1.22)
• 1 PCA9685 16 არხიანი 12 ბიტიანი PWM დრაივერი, ხელმისაწვდომია ebay– ზე ($ 2.07)
• 1 HC-05 Bluetooth მოდული, ხელმისაწვდომია ebay– ზე ($ 3.51)
• 12 ვოლტიანი 5 ამპერიანი კვების წყარო
• 3 1 k ohm რეზისტორი, 100 პაკეტი ebay– ზე ($ 0.99)
• 1 პურის დაფა, ხელმისაწვდომია ebay– ზე ($ 2.32)

ნაბიჯი 2: ჩართეთ RGB LED ზოლები

ჩვენ, რა თქმა უნდა, გვინდა LED ზოლები დავუკავშიროთ ჩვენს PICO- ს, რათა ის განათდეს და გავაკონტროლოთ.

მაგრამ, სანამ რამეს გავაკეთებთ, ჩვენ უნდა შევასრულოთ მათემატიკა, რათა ვიცოდეთ, რამდენად მიმდინარე დენის ენერგიის გამომუშავებას აპირებს ჩვენი LED ზოლები. იმ ზოლში, რომელთანაც ჩვენ ვმუშაობთ, თითოეული LED ერთ RGB უჯრედში 20mA- ს იძენს, ჯამში 60mA მთელი RGB უჯრედისთვის. ჩვენს ზოლს აქვს 20 RGB უჯრედი მეტრზე და ჩვენ გვაქვს 4 მეტრი სიგრძის. რაც იმას ნიშნავს, რომ ჩვენი მთლიანი მიმდინარე გათამაშება მაქსიმალური ინტენსივობით არის:

4 (მეტრი) * 20 (უჯრედი/მეტრი) * 60 (mA) = 4800mA

ეს გათამაშება განსხვავდება იმ ინტენსივობის მიხედვით, რომელთანაც თქვენ მუშაობთ, მაგრამ ჩვენ მათემატიკა გავაკეთეთ რაც შეიძლება მაღალი რიცხვებით, ასე რომ ჩვენ შეგვიძლია თავისუფლად და უსაფრთხოდ ვიმუშაოთ RGB ზოლით. ახლა, ჩვენ გვჭირდება ენერგიის წყარო, რომელსაც შეუძლია მოგვაწოდოს 4.8A.

საუკეთესო ენერგიის წყარო, რომელიც შეგვიძლია გამოვიყენოთ, არის კვების ბლოკი/გადამყვანი, რომელიც გარდაქმნის AC ენერგიას DC- ზე, ჩვენ ასევე გვჭირდება ის, რომ შევთავაზოთ 12 ვოლტი და მინიმუმ 4.8 ამპერი. ჩვენ გვაქვს ზუსტად ეს, რადგან ელექტროენერგიის წყარო, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ, გთავაზობთ 12 ვოლტს და 5 ამპერს, რაც არის ზუსტად ის, რაც ჩვენ გვჭირდება.

ნაბიჯი 3: RGB ზოლის დაკავშირება კვების ბლოკთან

ელექტრომომარაგება არის ელექტრო მოწყობილობა, რომელიც გარდაქმნის ერთი ტიპის ელექტროენერგიას მეორეზე. ჩვენს შემთხვევაში, ჩვენ ვაპირებთ გამოვიყენოთ ის 220 ვ AC სიმძლავრის, 12 ვ DC სიმძლავრეზე გადასაყვანად.

პირველი სამი ტერმინალი არის AC ენერგიის წყაროს შეყვანა:

• L → პირდაპირ ეთერში
• N ნეიტრალური
• GND - დედამიწა

ბოლო ოთხი ტერმინალი არის გამომავალი ელექტრული მოწყობილობისთვის, რომელიც გჭირდებათ. ის იყოფა ორ „ნაწილად“, ერთი პოზიტიური გამომავალი, მეორე კი ნეგატიური. ჩვენს შემთხვევაში ჩვენ გამოვიყენებთ შემდეგს:

• V- → უარყოფითი
• V+ → დადებითი

და ჩვენ ვაკავშირებთ მათ შემდეგნაირად:

• ყავისფერი მავთულები (დენის წყარო) → L (ცოცხალი)
• ლურჯი მავთული (AC კვების წყარო) → N (ნეიტრალური)
• მწვანე მავთული (AC დენის წყარო) → GND (დედამიწა)

და წითელი და შავი მავთულები არის გამომავალი 12 ვ DC სიმძლავრე:

• წითელი მავთული → გამომავალი დადებითი (V+)
• შავი მავთული → გამომავალი უარყოფითი (V-)

ახლა მოდით დავუკავშიროთ ჩვენი ყველა კომპონენტი PICO- ს!

ნაბიჯი 4: ყველაფრის დაკავშირება PICO– სთან

როგორც უკვე ვთქვით, LED ზოლს სჭირდება 12v და 4.8A სრულად მუშაობისთვის. და ჩვენ ვიცით, რომ მაქსიმალური დენი, რომელსაც ნებისმიერი PICO pin შეუძლია უზრუნველყოს არის მხოლოდ 40mA, რაც არ არის საკმარისი. მაგრამ, არსებობს გამოსავალი და ეს არის TIP122 დარლინგტონის ტრანზისტორი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაღალი სიმძლავრის ტვირთის გადასატანად მცირე რაოდენობის დენის და ძაბვის გამოყენებით.

გაყვანილობა საკმაოდ მარტივია, ჩვენ დავაკავშირებთ ტრანზისტორის ფუძეს PICO– ს D3 პინთან, რათა გავაკონტროლოთ led ზოლის სიკაშკაშე PWM ტექნიკის გამოყენებით, გამცემი GND– ზე და კოლექტორი დატვირთვით.

• ბაზა (TIP122) → D3 (PICO)
• კოლექტორი (TIP122) → B (LED ზოლები)
• გამცემი (TIP122) → GND

ასევე ჩვენ ვიყენებთ ღილაკს, რომ ჩართოთ ან გამორთოთ LED ზოლები.

ღილაკზე დაჭერა არის კომპონენტი, რომელიც აკავშირებს წრედის ორ წერტილს მხოლოდ დაჭერისას, მას არ აქვს პოლარობა, ასე რომ ჩვენ შეგვიძლია დავაკავშიროთ იგი ყოველგვარი შეშფოთების გარეშე, რომელი ფეხი რომელ მხარეს მიდის. ჩვენს შემთხვევაში, ჩვენ დავაკავშირებთ ღილაკზე ერთ – ერთ ფეხს GND– ს ჩამოსაშლელი რეზისტორის საშუალებით, ხოლო მეორე ფეხს ვუერთებთ VCC– ს (5 ვოლტი). ამის შემდეგ, ჩვენ დავაკავშირებთ PICO- ს D2 ღილაკზე ფეხს, რომელიც დაკავშირებულია GND- თან.

ამრიგად, ღილაკზე დაჭერისას PICO– ს D2 პინი ამოიკითხავს HIGH (5 ვოლტი), ხოლო როდესაც ის არ არის დაჭერილი PICO– ს D2 პინი დაბალ (0 ვოლტს) წაიკითხავს.

შემდეგ ჩვენ LED დავუკავშირდებით კვების ბლოკს და TIP122 ტრანზისტორს.

• +12 (LED ზოლები) → დადებითი 12 ვოლტი გამომავალი (დენის წყარო)
• B (LED ზოლები) or კოლექტორი (TIP122).

ნუ დაგავიწყდებათ დენის წყაროს უარყოფითი მავთულის (შავი მავთულის) დაკავშირება PICO– ს GND პინთან

ნაბიჯი 5: RGB ზოლის დაკავშირება PCA9685– ით

ახლა, როდესაც ჩვენ შეგვიძლია გავაკონტროლოთ ერთი ფერი RGB ზოლებიდან, მოდით გავაკეთოთ ის, რომ ჩვენ შეგვიძლია გავაკონტროლოთ RGB ზოლის ყველა ფერი. ამისათვის ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ PWM სიგნალები ზოლის გასაკონტროლებლად.

როგორც ვიცით, PICO– ს აქვს მხოლოდ ერთი PWM გამომავალი და ამის გამოსწორება არის PCA9685 PWM ქინძისთავების გაფართოების მოდული. ეს მოდული აფართოებს თქვენი დაფის PWM ქინძისთავებს და ჩვენ გამოვიყენებთ მას რამდენიმე TIP122 დარლინგტონის ტრანზისტორთან ერთად ამ საკითხის მოსაგვარებლად.

მიკროსქემის გაყვანილობა ძალიან მარტივია და შემდეგნაირად ხდება:

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

ჩვენ უნდა გავააქტიუროთ PCA9685 მოდული PICO– ს გამოყენებით, რათა მან შეძლოს სწორად ფუნქციონირება.

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

აქ ჩვენ ვაკავშირებთ PCA9685– ის I2C პროტოკოლის ქინძისთავებს SCL და SDA PICO– ს D3 და D2– თან, რათა მათ შეეძლოთ ერთმანეთთან ურთიერთობა.

შემდეგ ჩვენ ვაკავშირებთ RGB- ის ზოლს +12 დენის წყაროს პოზიტიურ უპირატესობასთან, ხოლო RGB R- ს ზოლები RGB- ს მივყავართ TIP122 კონტროლერის ქინძისთავებთან, რათა LED ზოლები გამოკვებოთ გარე კვების ბლოკიდან საჭირო ენერგიით.

კოდი ძალიან მარტივია, ჩვენ უბრალოდ უნდა ჩავრთოთ და გამორთოთ LED ზოლის სამივე ფერი, თითოეული ცალ -ცალკე, ასე რომ, ჩვენ ვამზადებთ ორ მარყუჟს თითოეული ფერისთვის, პირველი მარყუჟისთვის არის სინათლის გაზრდა ინტენსივობა და მეორე არის სინათლის ინტენსივობის შესამცირებლად,

ნაბიჯი 6: შექმენით მობილური აპლიკაცია

ჩვენ ახლა გვინდა შევქმნათ მობილური აპლიკაცია, რომელიც საშუალებას მოგვცემს გავაკონტროლოთ თითოეული ფერის ინტენსივობა ინდივიდუალურად. ჩვენ ვაპირებთ გამოვიყენოთ MIT აპლიკაციის გამომგონებელი ინსტრუმენტი ამისათვის.

პირველ რიგში, თქვენ უნდა შეხვიდეთ MIT აპლიკაციის გამომგონებლის ოფიციალურ ვებგვერდზე და შექმნათ ანგარიში თქვენი ელ.ფოსტის საშუალებით.

დიზაინში, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ, გვაქვს:

• ერთი სიის ამომრჩევი, "დაუკავშირდით თქვენს გარემოს განათების სისტემას". ამ სიის/ღილაკის დაჭერით გაიხსნება მენიუ Bluetooth დაწყვილებული მოწყობილობებით, საიდანაც ჩვენ ვირჩევთ ჩვენს Bluetooth მოწყობილობას.
• სამი სლაიდერი ინდივიდუალური ფერების გასაკონტროლებლად
• ეტიკეტი თითოეული სლაიდერის ზემოთ, რომელიც განახლდება სლაიდერის პოზიციის მიხედვით
• Bluetooth კლიენტის კომპონენტის დამატება, რათა აპს მისცეს მოწყობილობის Bluetooth- ის გამოყენების ნებართვა

კოდი დაიყოფა ორ ნაწილად:

Bluetooth კავშირი

კოდის პირველი ორი ხაზი ამუშავებს Bluetooth– ის საკომუნიკაციო პროცესს, რადგან ისინი გაძლევთ შესაძლებლობას დაამატოთ მოწყობილობები და აირჩიოთ რა უნდა დააწყვილოთ.

მონაცემთა გაგზავნა

დანარჩენი კოდი არის მონაცემების გაგზავნისთვის. რადგან ის აკონტროლებს რას ნიშნავს სლაიდერი PICO– სთვის, ის ასევე განაახლებს სლაიდერის ეტიკეტების კითხვას.

შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ აპლიკაცია, თუ არ გსურთ მისი შექმნა. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გადმოწეროთ, შემდეგ შეიტანოთ იგი დიზაინთან ერთად MIT აპლიკაციის გამომგონებელ ინსტრუმენტში და დააკონფიგურიროთ თქვენი სურვილისამებრ.

ნაბიჯი 7: HC-05 Bluetooth მოდულის დაკავშირება

ახლა ჩვენ უბრალოდ უნდა დავამატოთ Bluetooth კავშირი ჩვენს PICO– ს და ჩვენ ამას გავაკეთებთ HC-05 Bluetooth მოდულის გამოყენებით.

ეს მოდული ძალიან მარტივი და მარტივი გამოსაყენებელია, რადგან ეს არის SPP (სერიული პორტის პროტოკოლი) მოდული, რაც იმას ნიშნავს, რომ PICO– სთან კომუნიკაციისთვის მას მხოლოდ ორი მავთული (Tx და Rx) სჭირდება. ეს მოდული ასევე მუშაობს როგორც მონა და ოსტატი და აქვს კავშირის დიაპაზონი დაახლოებით 15 მეტრი.

HC-05 Bluetooth მოდულის პინი გამოდის:

• EN ან KEY → თუ ენერგიის გამოყენებამდე მიიყვანეს HIGH- მდე, ის აიძულებს AT ბრძანებების დაყენების რეჟიმს.
• VCC → +5 სიმძლავრე
• GND → უარყოფითი
• Tx → მონაცემების გადაცემა HC-05 მოდულიდან PICO– ს სერიულ მიმღებზე
• Rx → იღებს სერიულ მონაცემებს PICO– ს სერიული გადამცემიდან
• მდგომარეობა → გეუბნებათ მოწყობილობა დაკავშირებულია თუ არა

აქ არის ის, თუ როგორ აკავშირებთ მას PICO– სთან:

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

ახლა, როდესაც ჩვენ გვაქვს Bluetooth მოდული დაკავშირებული PICO– სთან, მოდით შევცვალოთ ჩვენი პროგრამა ისე, რომ ჩვენ შეგვიძლია გავაკონტროლოთ LED ზოლები ჩვენი ტელეფონიდან.

ნაბიჯი 8: Bluetooth მოდულის კოდირება

ჩვენი გეგმის თანახმად, ჩვენ გვსურდა ჩვენი ტელეფონის LED ზოლების კონტროლის შესაძლებლობა. ჩვენ არ გვსურს მხოლოდ LED ზოლის გაკონტროლება, არამედ გვსურს თითოეული ფერის ინდივიდუალურად გაკონტროლება.

ჩვენ ამას გავაკეთებთ ისე, რომ თითოეული სლაიდერი ჩვენი აპლიკაციიდან PICO- ს გაუგზავნოს ღირებულებების განსხვავებული ნაკრები:

• წითელი ფერის სლაიდერი აგზავნის მნიშვნელობას 1000 -დან 1010 -მდე
• მწვანე ფერის სლაიდერი აგზავნის მნიშვნელობას 2000-2010 წლებში
• ლურჯი ფერის სლაიდერი აგზავნის მნიშვნელობას 3000-3010-ს შორის

ჩვენ გამოვიყენებთ "თუ" პირობას, რომ შევამოწმოთ მონაცემები და ვიცოდეთ რა ღირებულებების დიაპაზონი იცვლება. მაგალითად: თუ მნიშვნელობა იცვლება 1000 -დან 1010 -მდე, PICO იცნობს, რომ ჩვენ ვცვლით წითელ ფერს და ის შესაბამისად გადააკეთებს მას. ეს ასევე გააკეთებს თქვენს მიერ შექმნილ ყველა ღირებულებას, საშუალებას მოგცემთ გააკონტროლოთ თითოეული ფერი ცალკე თავისი სლაიდერით.

ნაბიჯი 9: თქვენი პროექტი დასრულებულია

ჩვენ ვისწავლეთ როგორ გამოვთვალოთ საჭირო სიმძლავრე RGB LED ზოლისთვის, როგორ გამოვიყენოთ ტრანზისტორები მიმდინარე მნიშვნელობებით მანიპულირებისთვის და როგორ გადავწყვიტოთ კვების წყარო, რომელიც საჭიროა ამ ყველაფრისთვის. ჩვენ ასევე ვისწავლეთ როგორ შევქმნათ მობილური აპლიკაცია MIT აპლიკაციის გამომგონებელი ინსტრუმენტის გამოყენებით და როგორ დავუკავშიროთ ის Bluetooth– ით PICO– ს.

და ყველა თქვენი ახალი უნარებით თქვენ შეძელით LED ზოლის შექმნა, რომელიც შეგიძლიათ განათავსოთ ნებისმიერ ადგილას თქვენს სახლში და განათებული იყოს ნებისმიერი ფერით, რა მაგარია?

არ დაგავიწყდეთ კითხვების დასმა, თუკი გაქვთ და მალე შევხვდებით შემდეგ პროექტში: D