Kućno ambijentalno osvjetljenje pomoću PICO -a: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Niste li ikada željeli promijeniti raspoloženje svoje sobe promjenom boje svjetla? Pa, danas ćete naučiti kako to učiniti. Jer, s ovim projektom stvorit ćete RGB sustav ambijentalnog osvjetljenja koji kontrolira Bluetooth i koji možete postaviti bilo gdje u svojoj kući i obojati ga kako želite.

Ovaj će projekt koristiti PICO, LED RGB traku, neke tranzistore i električne komponente te aplikaciju koju ćete naučiti stvarati pomoću izumitelja aplikacija MIT.

Korak 1: Komponente

Ovo su komponente potrebne za stvaranje ovog projekta, a to su:

• PICO, dostupno na mellbell.cc (17,0 USD)
• RGB LED traka od 4 metra (5050 SMD -60 LED - 1 M)
• 3 TIP122 Darlingtonova tranzistora, paket od 10 dostupan na ebayu (1,22 USD)
• 1 PCA9685 16-kanalni 12-bitni PWM upravljački program, dostupan na ebayu (2,07 USD)
• 1 Bluetooth modul HC-05, dostupan na ebayu (3,51 USD)
• Napajanje od 12 volti od 5 ampera
• 3 otpornika od 1 k ohma, paket od 100 na ebayu (0,99 USD)
• 1 Oglasna ploča, dostupna na ebayu (2,32 USD)

Korak 2: Napajanje RGB LED trake

Naravno, LED traku želimo spojiti na naš PICO kako bismo je osvijetlili i kontrolirali.

No, prije svega, moramo malo izračunati kako bismo znali koliku će struju naša LED traka izvući iz izvora napajanja. U traci s kojom radimo, svaka LED dioda u jednoj RGB ćeliji crpi 20mA, za ukupno 60mA za cijelu RGB ćeliju. Naša traka ima 20 RGB ćelija po metru, a mi imamo 4 metra dugačku. Što znači da je naše ukupno strujanje pri maksimalnom intenzitetu:

4 (metara) * 20 (ćelija/metar) * 60 (mA) = 4800mA

Ovo izvlačenje će varirati ovisno o intenzitetu s kojim radite, ali izračunali smo najveće moguće brojke, tako da možemo slobodno i sigurno raditi s RGB trakom. Sada nam je potreban izvor napajanja koji nam može dati 4,8A.

Najbolji izvor napajanja koji možemo upotrijebiti je izvor napajanja/pretvarač koji pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu, također nam je potrebna da ponudi 12 volti i najmanje 4,8 ampera. A imamo upravo to, jer napajanje koje koristimo nudi 12 volti i 5 ampera, što je upravo ono što nam treba.

Korak 3: Spajanje RGB trake na izvor napajanja

Napajanje je električni uređaj koji pretvara jednu vrstu električne energije u drugu. U našem slučaju, koristit ćemo ga za pretvaranje 220v AC napajanja u 12v DC napajanje.

Prva tri terminala su ulazi iz AC izvora napajanja:

• L → uživo
• N → neutralno
• GND → zemlja

Posljednja četiri priključka izlazi su na potreban električni uređaj. Podijeljen je u dva "odjeljka", jedan za pozitivan izlaz, a drugi za negativan. U našem slučaju koristit ćemo sljedeće:

• V- → negativno
• V+ → pozitivno

I povezujemo ih na sljedeći način:

• Smeđa žica (izvor napajanja izmjeničnom strujom) → L (pod naponom)
• Plava žica (izvor napajanja izmjeničnom strujom) → N (neutralno)
• Zelena žica (izvor izmjenične struje) → GND (uzemljenje)

Crvena i crna žica su izlazna 12V DC snaga:

• Crvena žica → izlaz pozitivan (V+)
• Crna žica → negativni izlaz (V-)

Sada spojimo sve naše komponente na PICO!

Korak 4: Spajanje svega na PICO

Kao što smo ranije rekli, LED traci je potrebno 12v i 4.8A za potpuni rad. I znamo da je maksimalna struja koju bilo koji PICO pin može pružiti samo 40 mA, što nije dovoljno. No, za to postoji rješenje, a to je TIP122 Darlington tranzistor, koji se može koristiti za pogon velikih snaga pomoću malih količina struje i napona.

Ožičenje je prilično jednostavno, spojit ćemo bazu tranzistora na PICO -ov D3 pin za kontrolu svjetline LED trake pomoću PWM tehnike, odašiljača na GND i kolektora s opterećenjem.

• Baza (TIP122) → D3 (PICO)
• Kolektor (TIP122) → B (LED traka)
• Odašiljač (TIP122) → GND

Također koristimo gumb za uključivanje ili isključivanje LED trake.

Gumb je komponenta koja povezuje dvije točke u krugu samo kada je pritisnuta, nema polaritet pa ga možemo povezati bez brige koja noga ide na koju stranu. U našem slučaju, povezat ćemo jednu nogu s gumbom na GND preko otpornog otpornika, a drugu nogu spojiti na VCC (5 volti). Nakon toga povezat ćemo PICO -ov D2 s nogom gumba koja je spojena na GND.

Dakle, kada se pritisne tipka, PICO -ov D2 pin će čitati VISINA (5 volti), a kada nije pritisnut, PICO -ov D2 pin će čitati nisko (0 volti).

Zatim ćemo LED spojiti na napajanje i tranzistor TIP122.

• +12 (LED traka) → pozitivni izlaz od 12 V (napajanje)
• B (LED traka) → kolektor (TIP122).

Ne zaboravite spojiti negativnu žicu izlaza napajanja (crna žica) s PICO -ovim GND pinom

Korak 5: Spajanje RGB trake s PCA9685

Sada kada možemo kontrolirati jednu boju s RGB trake, učinimo da možemo kontrolirati sve boje RGB trake. Da bismo to učinili, moramo koristiti PWM signale za kontrolu trake.

Kao što znamo, PICO ima samo jedan PWM izlaz, a popravak za to je PCA9685 PWM pinski modul za proširenje. Ovaj modul proširuje PWM pinove vaše ploče, a mi ćemo ga koristiti zajedno s nekim TIP122 Darlington tranzistorima za rješavanje ovog problema.

Ožičenje kruga je vrlo jednostavno i ide ovako:

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

Moramo napajati modul PCA9685 pomoću PICO -a kako bi mogao ispravno funkcionirati.

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

Ovdje povezujemo pinove SCL I2C protokola PCA9685 za SC2 i SDA na PICO -ove D3 i D2, tako da mogu međusobno komunicirati.

Zatim povezujemo +12 RGB trake s pozitivnim izvorom napajanja, a G, R, B vodiče RGB trake s pinovima kontrolera TIP122 za napajanje LED trake potrebnom snagom iz vanjskog napajanja.

Kôd je vrlo jednostavan, samo moramo uključiti i isključiti sve tri boje LED trake, svaku zasebno, zasebno, tako da za svaku boju izrađujemo dva za petlje, prva za petlju za povećanje svjetlosti intenzitet, a drugi je za smanjenje intenziteta svjetla,

Korak 6: Izrada mobilne aplikacije

Sada želimo izgraditi mobilnu aplikaciju koja će nam omogućiti kontrolu intenziteta svake boje pojedinačno. Za to ćemo upotrijebiti alat za pronalaženje aplikacija MIT.

Prvo morate otići na službenu web stranicu izumitelja aplikacija MIT i stvoriti račun sa svojom e -poštom.

U dizajnu koji ćemo koristiti imamo:

• Jedan birač popisa, "Povežite se sa sustavom ambijentalnog osvjetljenja". Pritiskom na ovaj popis/gumb otvorit će se izbornik s uparenim Bluetooth uređajima na kojem ćemo odabrati svoj Bluetooth uređaj.
• Tri klizača za kontrolu pojedinih boja
• Oznaka iznad svakog klizača koja će se ažurirati ovisno o položaju klizača
• Dodavanjem komponente klijenta Bluetooth, da biste aplikaciji dali dopuštenje za upotrebu Bluetootha uređaja

Kod će biti podijeljen u dva dijela:

Bluetooth povezivanje

Prva dva retka koda obrađuju Bluetooth komunikacijski proces jer vam daju mogućnost dodavanja uređaja i odabira s čime se upariti.

Slanje podataka

Ostatak koda služi za slanje podataka. Kako kontrolira što klizni klizači znače za PICO, ažurira i očitanja oznaka klizača.

Aplikaciju možete preuzeti ako je ne želite sami izraditi. Također ga možete preuzeti, a zatim ga uvesti zajedno s dizajnom u alatu izumitelja aplikacija MIT i prilagoditi ga po vlastitom nahođenju.

Korak 7: Povezivanje HC-05 Bluetooth modula

Sada samo trebamo dodati Bluetooth vezu našem PICO-u, a to ćemo učiniti pomoću HC-05 Bluetooth modula.

Ovaj je modul vrlo jednostavan i lagan za korištenje jer je to SPP (Serial Port Protocol) modul, što znači da mu za komunikaciju s PICO -om trebaju samo dvije žice (Tx i Rx). Ovaj modul također radi kao slave i master, a raspon povezivanja je oko 15 metara.

Isključivanje Bluetooth modula HC-05:

• EN ili KLJUČ → Ako se prije uključivanja dovede na VISOKO, forsira način postavljanja AT naredbi.
• VCC → +5 snaga
• GND → Negativno
• Tx → Prijenos podataka iz HC-05 modula na PICO-ov serijski prijemnik
• Rx → Prima serijske podatke od PICO -ovog serijskog odašiljača
• Stanje → Kaže je li uređaj spojen ili nije

Evo kako ga povezujete s PICO -om:

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

Sada kada imamo Bluetooth modul spojen na PICO, dopustimo da uredimo naš program tako da možemo kontrolirati LED traku s našeg telefona.

Korak 8: Kodiranje Bluetooth modula

Prema našem planu, htjeli smo mogućnost upravljanja LED trakama s našeg telefona. I nismo samo htjeli kontrolirati LED traku, već smo željeli kontrolirati svaku boju zasebno.

To ćemo učiniti tako da svaki klizač iz naše aplikacije pošalje različit skup vrijednosti u PICO:

• Klizač crvene boje šalje vrijednost između 1000 i 1010
• Klizač zelene boje šalje vrijednost između 2000-2010
• Klizač plave boje šalje vrijednost između 3000-3010

Koristit ćemo uvjet "ako" za provjeru podataka i znati koji se raspon vrijednosti mijenja. Na primjer: ako se vrijednost mijenja između 1000 i 1010, PICO će znati da mijenjamo crvenu boju i prema tome će je preslikati. To će učiniti i za sve vrijednosti koje ste stvorili, dopuštajući vam da kontrolirate svaku boju zasebno pomoću klizača.

Korak 9: Vaš projekt svijetli

Naučili smo kako izračunati potrebnu snagu za RGB LED traku, kako koristiti tranzistore za upravljanje trenutnim vrijednostima i kako se odlučiti za napajanje potrebno za sve to. Naučili smo i kako izraditi mobilnu aplikaciju pomoću alata izumitelja aplikacija MIT te kako je povezati putem Bluetootha na PICO.

Uz sve vaše nove vještine uspjeli ste stvoriti LED traku koju možete postaviti bilo gdje u svojoj kući i osvijetliti je u bilo kojoj boji, koliko je to super?

Ne zaboravite postaviti bilo kakva pitanja ako ih imate i vidimo se uskoro u sljedećem projektu: D