Pumpkin Pi digitalni upravljač za ukrašavanje: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Pozdrav ljudi, dopustite mi da vam predstavim Pumpkin Pi. Jednostavno rečeno, to je U/I kontroler za Raspberry Pi s dvanaest programabilnih izlaza, ali s malo hokus-pokusa (ili Python koda vama i meni) postaje digitalni regulator dekoracije koji nudi dva video izlaza sa zvukom i rasvjetom FX sinkroniziran s videom.

BackgroundLast Halloween Odlučio sam stvoriti prozor s temom Vještice, nakon što sam nedavno otkrio AtmosFX -ove digitalne ukrase i osjetio sam se nadahnutim da ih dobro iskoristim i ugradim u svoj zaslon.

Trebao mi je način naizmjenične reprodukcije dva video popisa za reprodukciju na dva različita zaslona (TV i projektor), a da se video zapisi slučajno ne preklapaju. Također sam htio integrirati rasvjetu FX kako bih dodao atmosferu.

Više o Controller -u Budući da je inspiriran Halloween projektom, osjetio sam da je ime Pumpkin Pi vrlo prikladno. Namjerava se učiniti sljedeće:

• Upravljajte do 12x pojedinačnim LED diodama (ili 4x RGB trakama) putem 12x programabilnih izlaza
• Radite na 12v putem vlastitog vanjskog izvora napajanja
• 3x četverostruki NPN tranzistorski nizovi za podršku izlazne struje od 1 Amp po priključku
• Uključuje opciju PIR -a / senzora pokreta za pokretanje reprodukcije i radnji
• Reprodukcija videa i zvuka pomoću video mogućnosti Raspberry Pi
• Dva videozapisa mogu se reproducirati istovremeno ili naizmjence zahvaljujući tome što su oba Pis povezana putem svojih GPIO -ova kako bi pokrenuli programirane radnje i spriječili neželjeno preklapanje videa
• Sinkronizirajte osvjetljenje FX s reprodukcijom videozapisa
• Ugrađene LED diode za označavanje statusa pojedinačnog izlaza

Alternativna upotreba Pumpkin Pi možete koristiti i kao probojnu ploču s jednom Raspberry Pi, a još uvijek imate 12x programabilnih izlaza za upravljanje LED diodama, motorima, relejima itd.

Napomena: Želite li vidjeti kako sam koristio Pumpkin Pi u svom Halloween prikazu? Pogledajte moj Witching Hour Halloween Display Instructable.

Korak 1: Stvari koje će vam trebati

Za ponovno stvaranje Pumpkin Pi-a trebat će vam sljedeći alati i komponente:

Alati

• Lemilica
• Višemetarski
• Rezači žice
• Odvijač (koristio sam malu plosnatu oštricu sa priključnim blokovima)
• Bušilica i svrdla (koristio sam nastavke od tvrdog metala od 0,7 mm i 1,0 mm)
• Komplet za urezivanje PCB -a

Komponente

• 1x bakrena ploča (približno 102 mm x 70 mm)
• 14x 1kΩ otpornici
• 2x 10 kΩ otpornika
• 1x 4k7Ω otpornik
• 1x kondenzator (opcionalno)
• 1x crvena LED dioda od 5 mm i odgovarajući otpornik za ograničavanje struje
• 12x žute 5 mm LED diode s integriranim otpornikom za napajanje od 12 V.
• 3x ULN2074B Quad NPN nizovi tranzistorskih parova Darlington
• 3x 16-smjerna IC utičnica
• 1x DC utičnica
• 1x dvosmjerni zaglavlje
• 2x 40-pinski 2x20 muški zaglavlje
• 7x 3-smjerni 5 mm okomiti priključni blok za montažu na PCB
• 1x PIR senzor (opcionalno)

Raspberry Pi

Trebat će vam i Raspberry Pi (ili dva) sa svime što je potrebno za korištenje Pi. To uključuje napajanje Pi, MicroSD karticu i softver Raspbian. Za najbolje video performanse preporučio bih Raspberry Pi 3.

Za reprodukciju videa koristit ćemo OMXPlayer s OMXPlayer-Wrapperom (ali više o tome kasnije!).

Napomena: Ovaj Instructable pretpostavlja da imate određeno iskustvo ili radno znanje o elektronici, lemljenju, proizvodnji PCB -a i Raspberry Pi. Ako pokušavate neku od ovih vještina po prvi put, preporučio bih vam da pogledate neke od sljedećih izvora:

• Klasa elektronike. Uključuje vodič za početak rada i obuhvaća stvari poput lemljenja i osnovnih komponenti.
• ASCAS daje instrukcije za izradu PCB -a. Obuhvaća ovdje korištenu tehniku izrade prijenosa tonera.
• Ako želite ići dalje s pločama, provjerite klasu dizajna pločica.
• Raspberry Pi klase. Saznajte o Raspberry Pi -u, naučite kako se postaviti i kako ga koristiti.

Korak 2: Elektronika

Stvaranje sklopa

Prvo što trebate učiniti je stvoriti svoj krug. Najlakši način za ponovnu proizvodnju je izrada PCB-a metodom prijenosa tonera s priloženim PDF-ovima za ispis. Ako ovo prije niste probali, puno je lakše nego što mislite, a za početak vam je potrebno samo nekoliko stavki. Uvijek preporučujem DIY prilagođenu pločicu (izradu PCB -a) koju može uputiti ASCAS.

Napomena: Uključio sam i datoteku za dizajn PCB -a koju sam stvorio pomoću DesignSparka.

Za sastavljanje svega na PCB -u trebat će vam lemilica i neke osnovne vještine lemljenja, postoji mnogo instrukcija o lemljenju u slučaju da ste tek počeli s njom, postoji i dobra klasa elektronike Instructables!

Ako proces izrade PCB-a nije za vas, možete ga ponovno stvoriti na strip (vero) ploči ili na matičnoj ploči (ja sam svoj prototip napravio kao žicu, kao što je prikazano na gornjoj slici). U svom prototipu koristio sam pojedinačne NPN darlington parne tranzistore za razliku od tranzistorskih nizova na I. C. (integrirani krug).

Kako radi

To je u osnovi ploča za prekidanje veze koja povezuje dvanaest Pi -ovih GPIO pinova s NPN darlington parnim tranzistorima (u obliku tri tranzistorska niza). Kad relevantni Pi izlaz pređe, prebacuje tranzistor kako bi dovršio krug.

Postoje i još dva GPIO pina koji "povezuju" dva Pisa zajedno preko padajućih otpornika koji djeluju kao okidači (više o tome kasnije u koraku "Programiranje Pi").

Kako se napaja

Pumpkin Pi se napaja vlastitim vanjskim napajanjem od 12 V. Korištenjem tranzistora koje sam odabrao sposoban je do 1,75 Amp struje po izlazu (ili 1 Amp u ovom slučaju zbog mog izbora vijčanih stezaljki). Pis se napaja vlastitim Pi izvorima napajanja, Pumpkin Pi postavlja vrlo malu potražnju za Pi -jevim mogućnostima napajanja jer se koristi samo za prebacivanje tranzistora. Krug uključuje opciju zaglađivanja kondenzatora, ali to nije bitno. Koristio sam 2200uF na 16v (što je pretjerano, ali imao sam ih pri ruci).

LED indikatori i otpornici

Postoji dvanaest žutih LED indikatora izlaza i jedna crvena LED statusa napajanja. Svakako upotrijebite ispravnu LED za ograničavanje struje sa svojom crvenom LED za status, moja ima prednji napon od 3,2 V i prednju struju od 20 mA, pa sam odabrao otpornik od 470 Ω (na temelju ulazne struje od 12 V). Ako niste sigurni kako odabrati odgovarajući otpornik za svoju LED diodu, pogledajte ovog čarobnjaka za kalkulator.

Možda ste primijetili da u krugu nema otpornika za svaku od dvanaest žutih LED dioda. Budući da sam želio uštedjeti prostor na tiskanoj ploči, odlučio sam se za dizajn koristiti LED diode s integriranim otpornicima za napajanje od 12 V.

Okidač pokreta (PIR senzor) i poništavanje

Krug uključuje opciju pokretača pokreta. Koristi pull-up otpornik, pa kad god alarmni pin (označen kao AL na PCB-u) padne, aktivira radnju. Ovo vam dobro dolazi ako želite da se reprodukcija vašeg digitalnog ukrasa aktivira pokretom.

Krug također uključuje poništavanje okidača. Kad je nadjačavanje u zatvorenom stanju, povezuje ulaz s uzemljenjem, što vam omogućuje ručno pokretanje radnje. Upotrijebite zaglavlje s dvije iglice s prekidačem ili 'kratkospojnikom'.

Korak 3: Postavljanje Raspberry Pi

Instaliranje Raspbiana

Za početak postavljanja Raspberry Pi morate pripremiti svoju MicroSD karticu sa Raspbian slikom. Ovdje preuzmite najnoviju sliku (Raspbian Stretch je bila najnovija verzija u vrijeme pisanja).

Kad je vaša MicroSD kartica spremna, umetnite je u Pi i uključite. Vjerojatno ćete u ovom trenutku htjeti spojiti TV, tipkovnicu i miša. Prema zadanim postavkama Pi bi se trebao pokrenuti u OS -u radne površine GUI -ja, preporučujem da postavite točan datum i vremensku zonu na svom Pi -u i možda se povežete na WiFi.

U ovom trenutku obično provjeravam je li SSH povezivanje omogućeno kako bih mogao pristupiti Pi terminalu preko mreže putem PuTTyja, a zatim sam postavio Pi da se prema zadanim postavkama pokreće na CLI (sučelje naredbenog retka), ali na radnoj površini grafičkog sučelja na tebi je.

Napomena: Ovaj Instructable pretpostavlja da ste već upoznati s Raspberry Pi, ako ne, možete slijediti službeni vodič za Raspberry Pi za instaliranje slika operativnog sustava u vašem okruženju ovdje: Windows, MacOS, Linux.

Savjet: Ako ste potpuno novi u Raspberry Pi, preporučujem vam da pogledate ovaj tečaj Instructables.

Kad vaš Pi bude pokrenut s Raspbian-om i osnovno postavljanje dovršeno, spremni ste za rad kao player za digitalnu dekoraciju koji podržava reprodukciju zvuka i videa. Upamtite da ćete, ako koristite dva Raspberry Pi -a za dvostruku reprodukciju, morati ponoviti sve ove korake na drugom Pi -u.

OMXPlayer-Wrapper za Python

Za reprodukciju naših video zapisa o digitalnoj dekoraciji koristit ćemo OMXPlayer. Ovo podržava videozapise visoke razlučivosti (uključujući HD) u brojnim uobičajenim video formatima. Iako je OMXPlayer uključen u Raspbian "out-of-the-box", kako biste se lijepo igrali s prilagođenim Python skriptama koje ćemo stvarati, morate instalirati OMXPlayer-Wrapper.

Prije instaliranja omota preporučujem ažuriranje paketa sustava. Pokrenite sljedeće naredbe s CLI terminala (Pi mora biti spojen na internet da bi ovo funkcioniralo):

Ažurirajte popis paketa sustava:

sudo apt-get ažuriranje

Nadogradite sve instalirane pakete na najnovije verzije:

sudo apt-get dist-upgrade

Očistite prostor koji se koristi za preuzimanje paketa ažuriranja:

sudo apt-get clean

Zatim ćete htjeti preuzeti sam OMXPlayer-Wrapper. Da biste to učinili, pokrenite sljedeću naredbu, opet s CLI terminala s Pi spojenim na internet:

Instalirajte OMXPlayer-Wrapper:

sudo python3 -m pip install omxplayer -wrapper

Za više informacija o omxplayer-omotu provjerite dokumente ovdje.

Savjet: Ako naiđete na pogreške DBUS veze pri pokušaju reprodukcije videozapisa pomoću programa OMXPlayer-Wrapper, pokušajte instalirati python3-dbus sa sljedećom naredbom:

sudo apt-get install python3-dbus

Ostale postavke i podešavanja

Zadani audio izlaz

Raspberry Pi podržava reprodukciju zvuka putem HDMI -a ili priključnice od 3,5 mm. Međutim, ako Pi otkrije da povezani HDMI uređaj podržava zvuk, bit će zadani HDMI uređaj. Ako poput mene imate HDMI uređaj sa audio sposobnošću, ali umjesto toga želite da vaš audio izlaz bude zadan na utičnicu od 3,5 mm, možete ga prisiliti na to dodavanjem sljedećeg retka u datoteku config.txt na Pi:

hdmi_ignore_edid_audio = 1

Postavite izlaz konzole na prazno

Ako ne želite da video izlaz Pi prikazuje zaslon konzole nakon pokretanja, možete postaviti konzolu na prazno dodavanjem sljedećeg na kraj datoteke /boot/cmdline.txt na Pi. Imajte na umu da je to naredbeni parametar jezgre i mora se nalaziti u jednom retku teksta:

consoleblank = 0