Dimmer LED Pintar DIY Dikawal Melalui Bluetooth: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Instructable ini menerangkan cara membina dimmer digital pintar. Dimmer adalah suis lampu biasa yang digunakan di rumah, hotel, dan banyak bangunan lain. Versi suis dimmer yang lebih lama adalah manual, dan biasanya akan memasukkan suis putar (potensiometer) atau butang untuk mengawal tahap cahaya. Instructable ini menerangkan bagaimana membina dimmer digital yang mempunyai dua cara untuk mengawal intensiti cahaya; telefon pintar dan butang fizikal. Kedua-dua mod ini dapat berfungsi dengan lancar sehingga pengguna dapat meningkatkan atau mengurangkan cahaya dari butang dan telefon pintar. Projek ini dilaksanakan dengan menggunakan SLG46620V CMIC, modul Bluetooth HC-06, butang tekan, dan LED.

Kami akan menggunakan CMG SLG46620V kerana ia membantu mengurangkan komponen projek yang diskrit. GreenPAK ™ IC kecil dan mempunyai komponen pelbagai guna, yang membolehkan pereka mengurangkan komponen dan menambah ciri baru. Selain itu, kos projek kemudiannya dikurangkan.

SLG46620V juga mengandungi antara muka sambungan SPI, blok PWM, FSM, dan banyak blok tambahan yang berguna dalam satu cip kecil. Komponen-komponen ini membolehkan pengguna membina peredam pintar praktikal yang dapat dikendalikan melalui peranti Bluetooth atau butang dinding, menyokong peredupan jangka masa panjang, dan penambahan fitur yang dapat dipilih tanpa menggunakan mikrokontroler atau komponen mahal.

Di bawah ini kami menerangkan langkah-langkah yang diperlukan untuk memahami bagaimana penyelesaian telah diprogramkan untuk membuat dimmer LED pintar yang dikendalikan melalui Bluetooth. Namun, jika anda hanya ingin mendapatkan hasil pengaturcaraan, muat turun perisian GreenPAK untuk melihat Fail Reka Bentuk GreenPAK yang sudah siap. Pasang GreenPAK Development Kit ke komputer anda dan tekan program untuk membuat dimmer LED pintar yang dikendalikan melalui Bluetooth.

Langkah 1: Ciri dan Antaramuka Projek

Ciri projek:

1. Dua kaedah kawalan; aplikasi mudah alih dan butang sebenar.

2. Peralihan on-off yang lancar untuk cahaya. Ini lebih sihat bagi pengguna. Ini juga memberikan perasaan yang lebih mewah, yang menarik bagi hotel dan industri perkhidmatan lain.

3. Ciri mod tidur. Ini akan menjadi nilai tambah untuk aplikasi ini. Apabila pengguna mengaktifkan mod ini, kecerahan cahaya berkurang secara beransur-ansur dalam 10 minit. Ini membantu orang yang menderita insomnia. Ia juga berguna untuk bilik tidur kanak-kanak dan kedai runcit (waktu tutup).

Antaramuka Projek

Antara muka projek mempunyai empat butang tekan, yang digunakan sebagai input GreenPAK:

ON / OFF: hidupkan lampu ON / OFF (soft-start / stop).

UP: tingkatkan tahap cahaya.

Bawah: turunkan tahap cahaya.

Mod Tidur: dengan mengaktifkan mod tidur, kecerahan cahaya menurun secara beransur-ansur dalam jangka masa 10 minit. Ini memberi masa kepada pengguna sebelum tidur dan menjamin bahawa cahaya tidak akan menyala sepanjang malam.

Sistem akan mengeluarkan isyarat PWM, yang akan diteruskan ke LED luaran dan penunjuk LED mod tidur.

Reka bentuk GreenPAK terdiri daripada 4 blok utama. Yang pertama adalah penerima UART, yang menerima data dari modul Bluetooth, mengambil pesanan, dan menghantarnya ke unit kawalan. Blok kedua adalah unit kawalan, yang menerima pesanan yang datang dari penerima UART atau dari butang luaran. Unit kawalan memutuskan tindakan yang diperlukan (Hidupkan / NONAKTIFKAN, Naikkan, turunkan, aktifkan mod tidur). Unit ini dilaksanakan menggunakan LUT.

Blok ketiga membekalkan penjana CLK. Dalam projek ini, kaunter FSM digunakan untuk mengawal PWM. Nilai FSM akan berubah (naik, turun) mengikut pesanan yang diberikan oleh 3 frekuensi (tinggi, sederhana, dan rendah). Pada bahagian ini tiga frekuensi akan dihasilkan dan CLK yang diperlukan dihantar ke FSM mengikut urutan yang diperlukan; Dalam menghidupkan / mematikan operasi, frekuensi tinggi berlalu ke FSM ke permulaan / berhenti yang lembut. Semasa redup, frekuensi sederhana berlalu. Frekuensi rendah berlalu dalam mod tidur untuk mengurangkan nilai FSM dengan lebih perlahan. Kemudian, kecerahan cahaya juga menurun dengan perlahan. Blok keempat adalah unit PWM, yang menghasilkan denyutan ke LED luaran.

Langkah 2: Reka Bentuk GreenPAK

Kaedah terbaik untuk membina dimmer menggunakan GreenPAK adalah dengan menggunakan FSM 8-bit dan PWM. Dalam SLG46620, FSM1 mengandungi 8 bit dan dapat digunakan dengan PWM1 dan PWM2. Modul Bluetooth mesti disambungkan, yang bermaksud output selari SPI mesti digunakan. Bit output selari SPI 0 hingga 7 sambungan disekat dengan output DCMP1, DMCP2, dan LF OSC CLK, OUT1, OUT0 OSC. PWM0 memperoleh outputnya dari FSM0 (16 bit). FSM0 tidak berhenti pada 255; ia meningkat hingga 16383. Untuk mengehadkan nilai pembilang pada 8 bit FSM lain ditambah; FSM1 digunakan sebagai penunjuk untuk mengetahui bila kaunter mencapai 0 atau 255. FSM0 digunakan untuk menghasilkan nadi PWM. Oleh kerana kedua-dua nilai FSM mesti diubah pada masa yang sama untuk mempunyai nilai yang sama, reka bentuk menjadi sedikit rumit di mana di kedua FSM mempunyai CLK yang telah ditentukan, terhad, yang dapat dipilih. CNT1 dan CNT3 digunakan sebagai orang tengah untuk menyampaikan CLK ke kedua FSM.

Reka bentuk terdiri daripada bahagian berikut:

- Penerima UART

- Unit Kawalan

- Penjana CLK dan multiplexer

- PWM

Langkah 3: Penerima UART

Pertama, kita perlu menyediakan modul Bluetooth HC06. HC06 menggunakan protokol UART untuk komunikasi. UART bermaksud Penerima / Pemancar Asinkron Sejagat. UART dapat menukar data bolak-balik antara format selari dan bersiri. Ia merangkumi penerima siri ke selari dan penukar selari ke siri yang kedua-duanya dicatat secara berasingan. Data yang diterima dalam HC06 akan dihantar ke peranti GreenPAK kami. Keadaan tidak aktif untuk Pin 10 adalah TINGGI. Setiap watak yang dihantar dimulakan dengan bit permulaan RENDAH logik, diikuti dengan bilangan bit data yang dapat dikonfigurasi, dan satu atau lebih bit berhenti TINGGI logik.

HC06 menghantar 1 bit MULAI, 8 bit data, dan satu bit STOP. Kadar baud lalai adalah 9600. Kami akan menghantar bait data dari HC06 ke blok SPI GreenPAK SLG46620V.

Oleh kerana blok SPI tidak mempunyai kawalan bit MULAI atau BERHENTI, bit tersebut sebaliknya digunakan untuk mengaktifkan dan mematikan isyarat jam SPI (SCLK). Apabila Pin 10 berjalan RENDAH, IC telah menerima bit MULAI, jadi kami menggunakan pengesan tepi jatuh PDLY untuk mengenal pasti permulaan komunikasi. Pengesan tepi jatuh itu mengacu pada DFF0, yang membolehkan isyarat SCLK mencatat blok SPI.

Kadar baud kami adalah 9600 bit sesaat, jadi tempoh SCLK kami harus 1/9600 = 104 µs. Oleh itu, kami menetapkan frekuensi OSC menjadi 2 MHz dan menggunakan CNT0 sebagai pembahagi frekuensi.

2 MHz - 1 = 0.5 µs

(104 µs / 0.5 µs) - 1 = 207

Oleh itu, kami mahu nilai penghitung CNT0 menjadi 207. Untuk memastikan data tidak terlewat, penundaan kitaran setengah jam pada jam SPI ditambahkan sehingga blok SPI dicatat pada waktu yang tepat. Ini dicapai dengan menggunakan CNT6, LUT1 2-bit, dan Jam Luaran OSC. Keluaran CNT6 tidak naik tinggi sehingga 52 µs setelah DFF0 dicatat, yang betul-betul separuh daripada tempoh SCLK kami 104 µs. Apabila naik tinggi, pintu LUT1 AND 2-bit membenarkan isyarat OSC 2 MHz masuk ke EXT. Input CLK0, yang outputnya disambungkan ke CNT0.

Langkah 4: Unit Kawalan

Pada bahagian ini, perintah akan dilaksanakan mengikut bait yang diterima dari penerima UART, atau sesuai dengan isyarat dari butang luaran. Pin 12, 13, 14, 15 diinisialisasi sebagai input dan disambungkan ke butang luaran.

Setiap pin dihubungkan secara dalaman ke input gerbang OR, sementara input kedua gerbang dihubungkan dengan isyarat yang sesuai yang datang dari telefon pintar melalui Bluetooth yang akan muncul pada output SPI Parallel.

DFF6 digunakan untuk mengaktifkan mod tidur di mana outputnya berubah menjadi tinggi dengan tepi naik berasal dari LUT4 2-bit, sementara DFF10 digunakan untuk mempertahankan status pencahayaan, dan outputnya berubah dari rendah ke tinggi dan sebaliknya dengan setiap tepi naik dari output LUT10 3-bit.

FSM1 adalah pembilang 8-bit; ia memberikan nadi yang tinggi pada outputnya apabila nilainya mencapai 0 atau 255. Akibatnya, ia digunakan untuk mencegah FSM0 (16-bit) melebihi nilai 255, kerana outputnya menetapkan semula DFF dan ia mengubah status DFF10 dari terus ke mati dan sebaliknya jika pencahayaan dikendalikan oleh butang +, - dan tahap maksimum / minimum telah dicapai.

Isyarat yang disambungkan ke input FSM1 tetap, naik akan mencapai FSM0 hingga P11 dan P12 untuk menyegerakkan dan mengekalkan nilai yang sama pada kedua-dua kaunter.

Langkah 5: Penjana CLK dan Multiplexer

Di bahagian ini, tiga frekuensi akan dihasilkan, tetapi hanya satu yang akan menggerakkan FSM dalam satu masa. Frekuensi pertama adalah RC OSC, yang diambil dari matriks 0 hingga P0. Frekuensi kedua adalah LF OSC yang juga diambil dari matriks 0 hingga P1; frekuensi ketiga ialah output CNT7.

3-bit LUT9 dan 3-bit LUT11 membolehkan satu frekuensi berlalu, mengikut output LUT14 3-bit. Selepas itu, jam yang dipilih dihantar ke FSM0 dan FSM1 melalui CNT1 dan CNT3.

Langkah 6: PWM

Akhirnya, nilai FSM0 berubah menjadi isyarat PWM untuk muncul melalui pin 20 yang dimulakan sebagai output dan ia disambungkan ke LED luaran.

Langkah 7: Aplikasi Android

Aplikasi Android mempunyai antara muka kawalan maya yang serupa dengan antara muka sebenar. Ia mempunyai lima butang; ON / OFF, UP, BAWAH, Mod tidur, dan Sambungkan. Aplikasi Android ini akan dapat mengubah penekanan tombol menjadi perintah dan akan mengirimkan perintah ke modul Bluetooth yang akan dijalankan.

Aplikasi ini dibuat dengan MIT App Inventor, yang tidak memerlukan pengalaman pengaturcaraan. App Inventor memungkinkan pengembang membuat aplikasi untuk peranti OS Android menggunakan penyemak imbas web dengan menghubungkan blok pengaturcaraan. Anda boleh mengimport Aplikasi kami ke MIT App Inventor dengan mengklik Projects -> Import project (.aia) dari komputer saya, dan memilih fail.aia yang disertakan dengan App App ini.

Untuk membuat Aplikasi Android, projek baru mesti dimulakan. Lima butang diperlukan: satu adalah pemilih senarai untuk peranti Bluetooth, dan yang lain adalah butang kawalan. Kita juga perlu menambah klien Bluetooth. Gambar 6 adalah tangkapan skrin antara muka pengguna Aplikasi Android kami.

Setelah kami menambah butang, kami akan menetapkan fungsi perisian untuk setiap butang. Kami akan menggunakan 4 bit untuk mewakili status butang. Satu bit untuk setiap butang, oleh itu, apabila anda menekan butang, nombor tertentu akan dihantar melalui Bluetooth ke rangkaian fizikal.

Nombor-nombor ini ditunjukkan dalam Jadual 1.

Kesimpulannya

Instructable ini menerangkan dimmer pintar yang dapat dikawal dengan dua cara; aplikasi Android dan butang sebenar. Empat blok berasingan digariskan dalam GreenPAK SLG46620V yang mengawal aliran proses untuk meningkatkan atau menurunkan PWM cahaya. Selain itu, ciri mode Tidur digariskan sebagai contoh modulasi tambahan yang tersedia untuk aplikasi. Contoh yang ditunjukkan adalah voltan rendah, tetapi dapat diubah suai untuk pelaksanaan voltan yang lebih tinggi.