Teplomer RGB pomocou PICO: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

To bol konečný výsledok nášho dnešného úsilia. Jedná sa o teplomer, ktorý vám oznámi, ako je vo vašej miestnosti teplo, a to pomocou RGB LED pásika umiestneného v akrylovej nádobe, ktorý je pripojený k teplotnému senzoru na čítanie teploty. A pomocou programu PICO uvedieme tento projekt do života.

Krok 1: Komponenty

• PICO, dostupné na mellbell.cc (17 dolárov)
• 1 meter RGB LED pás
• 3 TIP122 Darlingtonov tranzistor, zväzok 10 kusov na eBay (3,31 dolára)
• 1 16-kanálový 12-bitový ovládač PWM PCA9685, dostupný na ebay (2,12 dolára)
• Zdroj 12v
• 3 odpory 1 k ohm, balík 100 na eBay (0,99 dolára)
• Breadboard, dostupný na ebay (2,30 dolára)
• Mužsko -ženské prepojovacie drôty, balík 40 na eBay (0,95 dolára)

Krok 2: Napájanie pruhu RGB tranzistormi a zdrojom energie

LED pásy sú flexibilné dosky plošných spojov, ktoré sú osadené diódami LED. Používajú sa mnohými spôsobmi, pretože ich môžete použiť doma, v aute alebo na bicykli. Môžete pomocou nich dokonca vytvárať skvelé nositeľné zariadenia RGB.

Ako teda fungujú? Je to vlastne celkom jednoduché. Všetky LED diódy v páse LED sú zapojené paralelne a fungujú ako jedna obrovská LED dióda RGB. A aby to fungovalo, stačí pásik pripojiť k vysokonapäťovému zdroju napájania 12 V.

Na ovládanie LED pásika pomocou mikrokontroléra potrebujete oddeliť zdroj energie od zdroja ovládania. Pretože pásik LED potrebuje 12 V a náš mikrokontrolér nemôže ponúkať toľko výstupného napätia, a preto pripájame externý vysokonapäťový zdroj 12 V pri odosielaní riadiacich signálov z nášho PICO.

Súčasný odber každého RGB článku je vysoký, pretože každá jedna LED v ňom - červená, zelená a modrá LED - potrebuje na svoju činnosť 20 mA, čo znamená, že na rozsvietenie jednej RGB bunky potrebujeme 60 mA. A to je veľmi problematické, pretože naše GPIO piny môžu dodávať maximálne 40mA na pin a priame pripojenie RGB pásu k PICO ho spáli, takže to prosím nerobte.

Existuje však riešenie a nazýva sa to Darlingtonský tranzistor, čo je pár tranzistorov, ktoré majú veľmi vysoký prúdový zisk, čo nám pomôže zvýšiť prúd tak, aby spĺňal naše potreby.

Poďme sa najskôr dozvedieť viac o súčasnom zisku. Zisk prúdu je vlastnosťou tranzistorov, čo znamená, že prúd prechádzajúci tranzistorom sa ním znásobí a jeho rovnica vyzerá takto:

záťažový prúd = vstupný prúd * zisk tranzistora.

V Darlingtonovom tranzistore je to ešte silnejšie, pretože je to pár tranzistorov, ktorý nie je ani jeden, a ich efekty sa navzájom znásobujú, čo nám dáva obrovské prúdové zisky.

Teraz pripojíme pásik LED k nášmu externému zdroju energie, tranzistoru a samozrejme k nášmu PICO.

• Základňa (tranzistor) → D3 (PICO)
• Kolektor (tranzistor) → B (pásik LED)
• Vysielač (tranzistor) → GND
• +12 (pásik LED) → +12 (zdroj napájania)

Nezabudnite pripojiť GND PICO k uzemneniu zdrojov energie

Krok 3: Ovládanie farieb RGB LED pásu

Vieme, že naše PICO má jeden pin PWM (D3), čo znamená, že nemôže natívne ovládať našich 16 LED diód. Preto predstavujeme 16-kanálový 12-bitový modul PWM I2C PCA9685, ktorý nám umožňuje rozšíriť PWM piny PICO.

Po prvé, čo je I2C?

I2C je komunikačný protokol, ktorý zahŕňa iba 2 vodiče na komunikáciu s jedným alebo viacerými zariadeniami adresovaním adresy zariadenia a údajov, ktoré sa majú odoslať.

Existujú dva typy zariadení: prvým je hlavné zariadenie, ktoré je zodpovedné za odosielanie údajov, a druhým podradeným zariadením, ktoré prijíma údaje. Tu sú vývody modulu PCA9685:

• VCC → Toto je výkon samotnej dosky. 3-5 V max.
• GND → Toto je záporný kolík a na dokončenie obvodu musí byť pripojený k GND.
• V+ → Toto je voliteľný napájací kolík, ktorý bude napájať serva, ak máte k modulu pripojené akékoľvek z nich. Ak nepoužívate žiadne servá, môžete ho nechať odpojený.
• SCL → Sériový hodinový kolík a pripojíme ho k SCL PICO.
• SDA → Sériový dátový kolík a pripojíme ho k SDA od PICO.
• OE → výstup povolený pin, tento pin je aktívny NÍZKE, keď je pin NÍZKY, sú povolené všetky výstupy, keď je VYSOKÝ, všetky výstupy sú deaktivované. A tento voliteľný kolík sa používa na rýchle povolenie alebo zakázanie kolíkov modulu.

K dispozícii je 16 portov, každý port má V+, GND, PWM. Každý pin PWM beží úplne nezávisle a je nastavený pre serva, ale môžete ich ľahko použiť pre diódy LED. Každý PWM zvládne prúd 25mA, takže buďte opatrní.

Teraz, keď vieme, aké piny nášho modulu a čo robí, umožníme ho použiť na zvýšenie počtu PWM pinov PICO, aby sme mohli ovládať náš pás RGB LED.

Tento modul použijeme spolu s tranzistormi TIP122 a takto by ste ich mali pripojiť k svojmu PICO:

• VCC (PCA9685) → VCC (PICO).
• GND (PCA9685) → GND.
• SDA (PCA9685) → D2 (PICO).
• SCL (PCA9685) → D3 (PICO).
• PWM 0 (PCA9685) → BASE (prvý TIP122).
• PWM 1 (PCA9685) → BASE (druhý TIP122).
• PWM 2 (PCA9685) → BASE (tretí TIP122).

Nezabudnite prepojiť GND PICO s GND zdroja napájania. Dbajte na to, aby ste NEPRIPÁJALI pin PCA9685 VCC k napájaciemu zdroju +12 voltov, inak dôjde k jeho poškodeniu

Krok 4: Ovládajte farbu pruhu LED RGB v závislosti od hodnoty snímača

Toto je posledný krok v tomto projekte a spolu s ním sa náš projekt zmení z „hlúposti“na múdrosť a schopnosť správať sa v závislosti od svojho prostredia. Za týmto účelom prepojíme naše PICO s teplotným snímačom LM35DZ.

Tento snímač má analógové výstupné napätie, ktoré závisí od teploty okolo neho. Začína sa pri 0 V, čo zodpovedá 0 stupňom Celzia, a napätie sa zvyšuje o 10 mV pre každý stupeň nad 0 c. Táto súčasť je veľmi jednoduchá a má iba 3 nohy a sú prepojené nasledovne:

• VCC (LM35DZ) → VCC (PICO)
• GND (LM35DZ) → GND (PICO)
• Výstup (LM35DZ) → A0 (PICO)

Krok 5: Konečný kód

Teraz, keď máme všetko pripojené k nášmu PICO, začnime ho programovať tak, aby diódy LED menili farbu v závislosti od teploty.

Na to potrebujeme nasledujúce:

Konšt. premenná s názvom „tempSensor“s hodnotou A0, ktorá prijíma svoje údaje z teplotného senzora

Celočíselná premenná s názvom „sensorReading“s počiatočnou hodnotou 0. Toto je premenná, ktorá uloží nespracované údaje zo senzora

Plávajúca premenná s názvom „volty“s počiatočnou hodnotou 0. Toto je premenná, ktorá uloží skonvertovanú hrubú hodnotu snímača do voltov

Plávajúca premenná s názvom „temp“s počiatočnou hodnotou 0. Toto je premenná, ktorá uloží prevedené hodnoty senzora do voltov a prevedie ich na teplotu

Celočíselná premenná s názvom „namapovaná“s počiatočnou hodnotou 0. Tým sa uloží hodnota PWM, do ktorej namapujeme premennú temp, a táto premenná riadi farbu pásu LED

Pomocou tohto kódu PICO bude čítať údaje snímača teploty, prevádzať ich na volty, potom na stupne Celzia a nakoniec mapuje stupeň Celzia na hodnotu PWM, ktorú dokáže prečítať náš LED pásik, a presne to potrebujeme.

Krok 6: Hotovo

Vyrobili sme aj akrylový kontajner na LED pás, aby pekne stál. Súbory CAD nájdete tu, ak si ich chcete stiahnuť.

Teraz máte úžasne vyzerajúci LED teplomer, ktorý vám automaticky oznámi teplotu, keď sa na to pozriete, čo je prinajmenšom veľmi praktické: P

Ak máte nejaké návrhy alebo spätnú väzbu, zanechajte komentár a nezabudnite nás sledovať na Facebooku alebo nás navštívte na mellbell.cc, kde nájdete ďalší úžasný obsah.