Pametni LED prigušivač DIY upravljan putem Bluetootha: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Ovaj Instructable opisuje kako izgraditi pametni digitalni zatamnjivač. Prigušivač svjetla uobičajen je prekidač za svjetlo koji se koristi u kućama, hotelima i mnogim drugim zgradama. Starije verzije prekidača za prigušivanje bile su ručne i obično su uključivale okretni prekidač (potenciometar) ili gumbe za kontrolu razine svjetla. Ovaj Instructable opisuje kako izgraditi digitalni prigušivač koji ima dva načina kontrole intenziteta svjetla; pametni telefon i fizičke tipke. Dva načina rada mogu raditi besprijekorno zajedno, tako da korisnik može povećati ili smanjiti svjetlinu i s tipke i s pametnog telefona. Projekt se provodi pomoću SLG46620V CMIC, HC-06 Bluetooth modula, tipki i LED dioda.

Koristit ćemo SLG46620V CMIC jer pomaže smanjiti diskretne komponente projekta. GreenPAK ™ IC -ovi su mali i imaju višenamjenske komponente, što dizajneru omogućuje smanjenje komponenti i dodavanje novih značajki. Dodatno, troškovi projekta se naknadno smanjuju.

SLG46620V također sadrži sučelje za SPI vezu, PWM blokove, FSM i puno korisnih dodatnih blokova u jednom sićušnom čipu. Ove komponente omogućuju korisniku izradu praktičnog pametnog prigušivača koji se može kontrolirati putem Bluetooth uređaja ili zidnih gumba, podržavaju produženo zatamnjivanje i dodavanje mogućnosti odabira bez upotrebe mikrokontrolera ili skupih komponenti.

U nastavku smo opisali korake potrebne za razumijevanje načina na koji je rješenje programirano za stvaranje pametnog LED zatamnjivača kojim se upravlja putem Bluetootha. Međutim, ako samo želite dobiti rezultat programiranja, preuzmite GreenPAK softver kako biste vidjeli već dovršenu datoteku za dizajn GreenPAK. Priključite GreenPAK Development Kit na svoje računalo i hit program za stvaranje pametnog LED zatamnjivača kojim se upravlja putem Bluetootha.

Korak 1: Značajke projekta i sučelje

Značajke projekta:

1. Dvije metode kontrole; mobilna aplikacija i pravi gumbi.

2. Lagani prijelaz uključivanja i isključivanja svjetla. Ovo je zdravije za oči potrošača. Također daje luksuzniji osjećaj, privlačan hotelima i drugim uslužnim djelatnostima.

3. Značajka načina mirovanja. To će biti dodatna vrijednost za ovu aplikaciju. Kad korisnik aktivira ovaj način rada, svjetlina svjetla postupno se smanjuje za 10 minuta. To pomaže ljudima koji pate od nesanice. Također je korisno za dječje spavaće sobe i trgovine (vrijeme zatvaranja).

Sučelje projekta

Sučelje projekta ima četiri tipke koje se koriste kao GreenPAK ulazi:

UKLJUČENO / ISKLJUČENO: uključite / isključite svjetlo (soft start / stop).

GORE: povećava razinu svjetla.

Dolje: smanjuje razinu svjetla.

Način mirovanja: aktiviranjem načina mirovanja, svjetlina svjetla postupno se smanjuje u razdoblju od 10 minuta. To daje korisniku vrijeme prije spavanja i jamči da svjetlo neće ostati upaljeno cijelu noć.

Sustav će emitirati PWM signal koji će se proslijediti na vanjski LED i LED indikator načina mirovanja.

Dizajn GreenPAK sastoji se od 4 glavna bloka. Prvi je UART prijemnik, koji prima podatke iz Bluetooth modula, izdvaja narudžbe i šalje ih u upravljačku jedinicu. Drugi blok je upravljačka jedinica koja prima narudžbe koje dolaze s UART prijemnika ili s vanjskih tipki. Upravljačka jedinica odlučuje o potrebnoj radnji (UKLJUČI/ISKLJUČI, Povećaj, smanji, omogući stanje mirovanja). Ova jedinica je implementirana pomoću LUT -ova.

Treći blok opskrbljuje CLK generatore. U ovom projektu, FSM brojač se koristi za kontrolu PWM -a. Vrijednost FSM -a mijenjat će se (gore, dolje) prema redoslijedu danom na 3 frekvencije (visoka, srednja i niska). U ovom odjeljku bit će generirane tri frekvencije i potrebni CLK prelazi u FSM prema traženom redoslijedu; Prilikom uključivanja/isključivanja, visoka frekvencija prelazi u FSM na meki start/stop. Tijekom zatamnjenja srednja frekvencija prolazi. Niska frekvencija prolazi u stanju mirovanja kako bi se vrijednost FSM smanjila sporije. Zatim se i svjetlina svjetla polako smanjuje. Četvrti blok je PWM jedinica, koja generira impulse prema vanjskim LED diodama.

Korak 2: GreenPAK dizajn

Najbolji način za izgradnju prigušivača pomoću GreenPAK-a je pomoću 8-bitnog FSM-a i PWM-a. U SLG46620, FSM1 sadrži 8 bitova i može se koristiti s PWM1 i PWM2. Bluetooth modul mora biti spojen, što znači da se mora koristiti paralelni izlaz SPI. SPI paralelni izlazni bitovi od 0 do 7 veza su muksirani s DCMP1, DMCP2 i LF OSC CLK, OUT1, OUT0 OSC izlazima. PWM0 dobiva svoj izlaz iz FSM0 (16 bita). FSM0 se ne zaustavlja na 255; povećava se do 16383. Za ograničenje vrijednosti brojača na 8 bita dodaje se još jedan FSM; FSM1 se koristi kao pokazivač da se zna kada brojač dosegne 0 ili 255. FSM0 je korišten za generiranje PWM impulsa. Kako se dvije vrijednosti FSM -a moraju istodobno mijenjati kako bi imale istu vrijednost, dizajn postaje pomalo složen gdje u oba FSM -a postoji unaprijed definiran, ograničen i odabran CLK. CNT1 i CNT3 koriste se kao posrednici za prosljeđivanje CLK -a na oba FSM -a.

Dizajn se sastoji od sljedećih odjeljaka:

- UART prijemnik

- Kontrolna jedinica

- CLK generatori i multiplekser

- PWM

Korak 3: UART prijemnik

Prvo moramo postaviti HC06 Bluetooth modul. HC06 koristi UART protokol za komunikaciju. UART označava univerzalni asinkroni prijamnik / odašiljač. UART može pretvoriti podatke naprijed -natrag između paralelnog i serijskog formata. Uključuje serijski do paralelni prijemnik i paralelni serijski pretvarač koji se rade odvojeno. Podaci primljeni u HC06 bit će preneseni na naš GreenPAK uređaj. Stanje mirovanja za Pin 10 je VISOKO. Svaki poslani znak započinje logičkim LOW početnim bitom, nakon čega slijedi konfigurirani broj podatkovnih bitova i jedan ili više logičkih HIGH stop bitova.

HC06 šalje 1 START bit, 8 bitova podataka i jedan STOP bit. Zadana brzina prijenosa mu je 9600. Poslat ćemo bajt podataka s HC06 u SPI blok GreenPAK SLG46620V.

Budući da SPI blok nema kontrolu bitova START ili STOP, ti se bitovi umjesto toga koriste za omogućavanje i onemogućavanje signala takta SPI (SCLK). Kad pin 10 padne, IC je primio START bit, pa koristimo PDLY detektor padajućih rubova za identifikaciju početka komunikacije. Taj detektor padajućih rubova radi na frekvenciji DFF0, koja omogućuje signalu SCLK da taktira SPI blok.

Naša brzina prijenosa iznosi 9600 bita u sekundi, pa naše razdoblje SCLK -a mora biti 1/9600 = 104 µs. Stoga smo postavili OSC frekvenciju na 2 MHz i koristili CNT0 kao razdjelnik frekvencije.

2 MHz - 1 = 0,5 µs

(104 µs / 0,5 µs) - 1 = 207

Stoga želimo da vrijednost brojača CNT0 bude 207. Kako bi se osiguralo da se podaci ne propuštaju, dodaje se kašnjenje polučasovnog ciklusa na SPI satu tako da se SPI blok taktira u odgovarajuće vrijeme. To se postiže korištenjem CNT6, 2-bitnog LUT1 i vanjskog sata OSC bloka. Izlaz CNT6 ne raste visoko do 52 µs nakon taktiranja DFF0, što je točno polovica našeg SCLK razdoblja od 104 µs. Kad se podigne, 2-bitna vrata LUT1 AND omogućuju 2CHz OSC signal da prođe u EXT. CLK0 ulaz, čiji je izlaz spojen na CNT0.

Korak 4: Upravljačka jedinica

U ovom odjeljku naredbe će se izvršavati prema primljenom bajtu s UART prijemnika ili prema signalima iz vanjskih gumba. Igle 12, 13, 14, 15 su inicijalizirane kao ulazi i spojene su na vanjske tipke.

Svaki pin je interno spojen na ulaz ILI vrata, dok je drugi ulaz vrata povezan odgovarajućim signalom koji dolazi sa pametnog telefona putem Bluetootha, a koji će se pojaviti na SPI paralelnom izlazu.

DFF6 se koristi za aktiviranje načina mirovanja gdje se njegov izlaz mijenja na visoko s rastućim rubom koji dolazi iz 2-bitnog LUT4, dok se DFF10 koristi za održavanje statusa osvjetljenja, a njegov izlaz se mijenja s niskog na visoko i obrnuto sa svakim nadolazećim rubom iz 3-bitnog LUT10 izlaza.

FSM1 je 8-bitni brojač; daje visoki impuls na svom izlazu kada njegova vrijednost dosegne 0 ili 255. Slijedom toga, koristi se za sprječavanje da FSM0 (16-bitni) premaši vrijednost 255, jer njegov izlaz poništava DFF-ove i mijenja status DFF10 iz uključeno u isključeno i obrnuto, ako se osvjetljenjem upravlja tipkama +, - i postignuta je maksimalna/minimalna razina.

Signali spojeni na ulaze FSM1 zadržavaju se, gore će doseći FSM0 do P11 i P12 radi sinkronizacije i zadržavanja iste vrijednosti na oba brojača.

Korak 5: CLK generatori i multiplekser

U ovom odjeljku generirat će se tri frekvencije, ali samo jedna će u isto vrijeme okretati FSM -ove. Prva frekvencija je RC OSC, koja se dohvaća iz matrice 0 do P0. Druga frekvencija je LF OSC koja se također preuzima iz matrice 0 do P1; treća frekvencija je izlaz CNT7.

3-bitni LUT9 i 3-bitni LUT11 dopuštaju prolaz jedne frekvencije, prema 3-bitnom izlazu LUT14. Nakon toga odabrani sat prenosi na FSM0 i FSM1 putem CNT1 i CNT3.

Korak 6: PWM

Konačno, vrijednost FSM0 se pretvara u PWM signal kako bi se pojavio preko pina 20 koji je inicijaliziran kao izlaz i spojen je na vanjske LED diode.

Korak 7: Android aplikacija

Aplikacija za Android ima virtualno upravljačko sučelje slično stvarnom sučelju. Ima pet gumba; UKLJUČENO / ISKLJUČENO, GORE, DOLJE, Način spavanja i Povezivanje. Ova Android aplikacija moći će pretvoriti pritiske gumba u naredbu i poslati će naredbe u Bluetooth modul da se izvrši.

Ova je aplikacija napravljena s MIT App Inventor -om, koji ne zahtijeva nikakvo iskustvo u programiranju. App Inventor omogućuje razvojnom programeru da izradi aplikaciju za Android OS uređaje pomoću web preglednika povezivanjem programskih blokova. Našu aplikaciju možete uvesti u MIT App Inventor klikom na Projekti -> Uvezi projekt (.aia) s mog računala i odabirom.aia datoteke uključene u ovu napomenu o aplikaciji.

Za izradu Android aplikacije mora se pokrenuti novi projekt. Potrebno je pet gumba: jedan je birač popisa za Bluetooth uređaje, a drugi su upravljački gumbi. Moramo dodati i Bluetooth klijent. Slika 6 prikazuje snimku zaslona korisničkog sučelja naše Android aplikacije.

Nakon što dodamo gumbe, dodijelit ćemo softversku funkciju svakom gumbu. Koristit ćemo 4 bita za prikaz statusa gumba. Jedan bit za svaki gumb, stoga će, kada pritisnete gumb, određeni broj biti poslan putem Bluetootha u fizički krug.

Ti su brojevi prikazani u tablici 1.

Zaključak

Ovaj Instructable opisuje pametan zatamnjivač kojim se može upravljati na dva načina; aplikaciju za Android i prave gumbe. Četiri zasebna bloka su ocrtana unutar GreenPAK SLG46620V koji kontroliraju protok procesa za povećanje ili smanjenje PWM svjetla. Dodatno, značajka načina mirovanja navedena je kao primjer dodatne modulacije dostupne za aplikaciju. Prikazani primjer je niskonaponski, ali se može modificirati za implementacije višeg napona.