Domáce okolité osvetlenie pomocou PICO: 9 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Nechceli ste niekedy zmeniť náladu vo svojej izbe zmenou farby svetla? Dnes sa naučíte, ako to urobiť. Pretože s týmto projektom vytvoríte systém RGB okolitého osvetlenia ovládaný Bluetooth, ktorý môžete umiestniť kdekoľvek vo svojom dome a nechať ho zafarbiť, ako len chcete.

Tento projekt bude používať PICO, LED pásik RGB, niektoré tranzistory a elektrické súčiastky a aplikáciu, ktorú sa naučíte vytvárať pomocou vynálezcu aplikácie MIT.

Krok 1: Komponenty

Toto sú komponenty potrebné na vytvorenie tohto projektu a sú to tieto:

• PICO, dostupné na mellbell.cc (17,0 dolárov)
• 4 metrový RGB LED pás (5050 SMD- 60 LED - 1 M)
• 3 tranzistory TIP122 Darlington, balík 10 kusov dostupný na ebay (1,22 dolára)
• 1 16-kanálový 12-bitový ovládač PWM PCA9685, dostupný na ebay (2,07 dolára)
• 1 modul Bluetooth HC-05, dostupný na ebay (3,51 dolára)
• Napájanie 12 V 5 A
• 3 odpory 1 k ohm, balík 100 na eBay (0,99 dolára)
• 1 Breadboard, dostupný na ebay (2,32 dolára)

Krok 2: Napájanie RGB LED pásika

LED pásik samozrejme chceme k nášmu PICO pripojiť, aby sa rozsvietil a ovládal.

Predtým však musíme urobiť matematiku, aby sme vedeli, koľko prúdu bude náš pás LED čerpať zo zdroja energie. V páse, s ktorým pracujeme, každá LED dióda v jednom RGB článku čerpá 20mA, teda celkom 60mA pre celý RGB článok. Náš pás má 20 RGB buniek na meter a máme 4 metre dlhý. To znamená, že náš celkový odber prúdu pri maximálnej intenzite je:

4 (metre) * 20 (bunka/meter) * 60 (mA) = 4800mA

Tento ťah sa bude líšiť v závislosti od intenzity, s ktorou pracujete, ale matematiku sme urobili s čo najvyššími číslami, aby sme mohli s pásikom RGB pracovať voľne a bezpečne. Teraz potrebujeme zdroj energie, ktorý nám môže poskytnúť 4,8 A.

Najlepším zdrojom energie, ktorý môžeme použiť, je napájací zdroj/menič, ktorý prevádza striedavý prúd na jednosmerný prúd, potrebujeme ho aj na to, aby ponúkal 12 voltov a najmenej 4,8 ampéra. A presne to máme, pretože napájací zdroj, ktorý používame, ponúka 12 voltov a 5 ampérov, čo je presne to, čo potrebujeme.

Krok 3: Pripojenie pruhu RGB k napájaciemu zdroju

Napájací zdroj je elektrické zariadenie, ktoré premieňa jeden druh elektrickej energie na iný. V našom prípade ho použijeme na konverziu napájania 220 V AC na 12 V DC.

Prvé tri svorky sú vstupy zo zdroja striedavého prúdu:

• L → naživo
• N → neutrálny
• GND → zem

Posledné štyri svorky predstavujú výstupy k elektrickému zariadeniu, ktoré potrebujete. Je rozdelená na dve „sekcie“, jednu pre pozitívny výstup a druhú pre negatívny. V našom prípade použijeme nasledujúce:

• V- → negatívne
• V+ → pozitívne

A spojíme ich nasledovne:

• Hnedý vodič (zdroj striedavého prúdu) → L (pod napätím)
• Modrý vodič (zdroj striedavého prúdu) → N (neutrálny)
• Zelený vodič (zdroj striedavého prúdu) → GND (uzemnenie)

A červený a čierny vodič sú výstupné 12 V jednosmerné napätie:

• Červený vodič → kladný výstup (V+)
• Čierny vodič → záporný výstup (V-)

Teraz pripojme všetky naše komponenty k PICO!

Krok 4: Pripojenie všetkého k PICO

Ako sme už povedali, LED pásik potrebuje na svoju plnú prevádzku 12 V a 4,8 A. A vieme, že maximálny prúd, ktorý môže poskytnúť akýkoľvek pin PICO, je iba 40 mA, čo nestačí. Existuje však riešenie a je to Darlingtonský tranzistor TIP122, ktorý je možné použiť na pohon vysokých výkonových záťaží pomocou malého množstva prúdu a napätia.

Zapojenie je veľmi jednoduché, základňu tranzistora spojíme s kolíkom D3 PICO na ovládanie jasu LED pásika pomocou techniky PWM, vysielača do GND a kolektora so záťažou.

• Základňa (TIP122) → D3 (PICO)
• Zberač (TIP122) → B (LED pásik)
• Vysielač (TIP122) → GND

Tiež používame tlačidlo na zapnutie alebo vypnutie pásu LED.

Tlačidlo je komponent, ktorý spája dva body v obvode iba vtedy, keď je stlačený, nemá polaritu, takže ho môžeme pripojiť bez obáv, ktorá noha ide na ktorú stranu. V našom prípade pripojíme jednu z tlačidlových nôh k GND pomocou sťahovacieho odporu a druhú nohu pripojíme k VCC (5 voltov). Potom spojíme PICO D2 s nožičkou tlačidla, ktorá je pripojená k GND.

Takže keď je tlačidlo stlačené, pin DIC PICO bude čítať HIGH (5 voltov), a keď nie je stlačený, pin PICO D2 bude čítať nízko (0 voltov).

Potom pripojíme LED k napájaciemu zdroju a tranzistoru TIP122.

• +12 (pásik LED) → kladný 12 voltový výstup (napájanie)
• B (pásik LED) → kolektor (TIP122).

Nezabudnite prepojiť záporný vodič (čierny vodič) výstupu zdroja napájania s kolíkom GND PICO

Krok 5: Pripojenie pruhu RGB k počítaču PCA9685

Teraz, keď môžeme ovládať jednu farbu z pásu RGB, urobme to tak, že môžeme ovládať všetky farby pásu RGB. Na to musíme použiť signály PWM na ovládanie pásu.

Ako vieme, PICO má iba jeden výstup PWM a opravou je rozširujúci modul pinov PWM PCA9685. Tento modul rozširuje piny PWM vašej dosky a na vyriešenie tohto problému ho použijeme spolu s niektorými tranzistormi TIP122 Darlington.

Zapojenie obvodu je veľmi jednoduché a prebieha nasledovne:

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

Modul PCA9685 musíme napájať pomocou PICO, aby mohol správne fungovať.

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

Tu pripájame piny protokolu I2C PCL9685 SCL a SDA k D3 a D2 PICO, aby mohli navzájom komunikovať.

Potom spojíme +12 RGB pásika s kladným vodičom napájacieho zdroja a vodiče G, R, B RGB pásu s kolíkmi TIP122, aby sme napájali LED pás s potrebným výkonom z externého zdroja.

Kód je veľmi jednoduchý, stačí zapnúť a vypnúť všetky tri farby LED pásika, každú samostatne, takže pre každú farbu vytvárame dve pre slučky, prvá pre slučku je na zvýšenie svetla. intenzita a druhá je na zníženie intenzity svetla,

Krok 6: Vytvorenie mobilnej aplikácie

Teraz chceme vytvoriť mobilnú aplikáciu, ktorá nám umožní ovládať intenzitu každej farby jednotlivo. A použijeme na to nástroj vynálezcu aplikácie MIT.

Najprv musíte prejsť na oficiálnu webovú stránku vynálezcu aplikácie MIT a vytvoriť si účet pomocou svojho e -mailu.

V dizajne, ktorý budeme používať, máme:

• Jeden výber zoznamu: „Pripojte sa k svojmu systému okolitého osvetlenia“. Stlačením tohto zoznamu/tlačidla sa otvorí ponuka so spárovanými zariadeniami Bluetooth, z ktorej si vyberieme naše zariadenie Bluetooth.
• Tri posuvníky na ovládanie jednotlivých farieb
• Štítok nad každým posuvníkom, ktorý sa bude aktualizovať v závislosti od polohy posúvača
• Pridanie klientskeho komponentu Bluetooth, ktorý aplikácii poskytne povolenie používať Bluetooth zariadenia

Kód bude rozdelený na dve časti:

Pripojenie Bluetooth

Prvé dva riadky kódu zvládajú proces komunikácie Bluetooth, pretože vám umožňujú pridať zariadenia a vybrať, s čím sa majú spárovať.

Odosielanie údajov

Zvyšok kódu je na odosielanie údajov. Pretože riadi, čo posúvanie posúvačov znamená pre PICO, aktualizuje tiež údaje na štítkoch posúvača.

Aplikáciu si môžete stiahnuť, ak si ju nechcete vytvoriť sami. Môžete si ho tiež stiahnuť a potom importovať spolu s dizajnom v nástroji pre vynálezcov aplikácií MIT a prispôsobiť ho podľa svojich predstáv.

Krok 7: Pripojenie modulu Bluetooth HC-05

Teraz stačí k nášmu PICO pridať pripojenie Bluetooth a urobíme to pomocou modulu Bluetooth HC-05.

Tento modul je veľmi jednoduchý a ľahko sa používa, pretože ide o modul SPP (Serial Port Protocol), čo znamená, že na komunikáciu s PICO potrebuje iba dva vodiče (Tx a Rx). Tento modul funguje aj ako podradený a hlavný a má dosah pripojenia asi 15 metrov.

Výstupy modulu Bluetooth HC-05:

• SK alebo KEY → Ak sa pred použitím napájania prepne na HIGH, vynúti režim nastavenia príkazov AT.
• VCC → +5 výkon
• GND → negatívny
• Tx → Preneste údaje z modulu HC-05 do sériového prijímača PICO
• Rx → Prijíma sériové údaje zo sériového vysielača PICO
• Stav → Informuje, či je zariadenie pripojené alebo nie

A takto ho prepojíte s PICO:

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

Teraz, keď máme modul Bluetooth pripojený k PICO, upravme náš program, aby sme mohli ovládať pásik LED z telefónu.

Krok 8: Kódovanie modulu Bluetooth

Podľa nášho plánu sme chceli možnosť ovládať LED pásy z nášho telefónu. A nechceli sme ovládať iba LED pás, ale chceli sme ovládať každú farbu jednotlivo.

Urobíme to tak, že každý posúvač z našej aplikácie odošle do PICO inú sadu hodnôt:

• Jazdec červenej farby odosiela hodnotu medzi 1000 a 1010
• Posuvník zelenej farby odosiela hodnotu v rokoch 2000-2010
• Modrý posúvač odosiela hodnotu medzi 3 000-30 10

Na kontrolu údajov a zistenie, aký rozsah hodnôt sa mení, použijeme podmienku „ak“. Napríklad: ak sa hodnota mení medzi 1000 a 1010, PICO bude vedieť, že meníme červenú farbu, a podľa toho ju premapuje. Urobí to aj pre všetky hodnoty, ktoré ste vytvorili, čo vám umožní ovládať každú farbu samostatne pomocou posuvníka.

Krok 9: Váš projekt svieti

Naučili sme sa, ako vypočítať potrebný výkon pre pásik RGB LED, ako používať tranzistory na manipuláciu s aktuálnymi hodnotami a ako sa rozhodnúť pre napájanie potrebné na to všetko. Dozvedeli sme sa tiež, ako vytvoriť mobilnú aplikáciu pomocou nástroja na vytváranie aplikácií MIT a ako ju prepojiť pomocou Bluetooth s PICO.

A so všetkými svojimi novými schopnosťami ste dokázali vytvoriť LED pásik, ktorý môžete umiestniť kdekoľvek vo svojom dome, a nechať ho svietiť ľubovoľnou farbou, aké chcete, aké je to cool?

Nezabudnite položiť akékoľvek otázky, ak máte, a čoskoro sa uvidíme v ďalšom projekte: D