Pencahayaan Suasana Rumah Menggunakan PICO: 9 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Tidakkah anda pernah mahu mengubah suasana bilik anda dengan mengubah warna cahaya? Nah, hari ini anda akan belajar bagaimana melakukan perkara itu. Kerana, dengan projek ini, anda akan membuat sistem pencahayaan ambien RGB Bluetooth yang boleh anda letakkan di mana sahaja di rumah anda, dan warnakan mengikut kehendak anda.

Projek ini akan menggunakan PICO, jalur LED RGB, beberapa transistor dan komponen elektrik, dan aplikasi yang akan anda pelajari bagaimana membuat menggunakan penemu aplikasi MIT.

Langkah 1: Komponen

Ini adalah komponen yang diperlukan untuk membuat projek ini, dan ia adalah:

• PICO, boleh didapati di mellbell.cc ($ 17.0)
• Jalur LED RGB 4 meter (5050 SMD- 60 LED - 1 M)
• 3 TIP122 transistor Darlington, sekumpulan 10 tersedia di ebay ($ 1.22)
• 1 pemacu PWM 12-bit 16-saluran PCA9685, boleh didapati di ebay ($ 2.07)
• 1 modul Bluetooth HC-05, tersedia di ebay ($ 3.51)
• Bekalan kuasa 12 volt 5 Amp
• 3 1 k ohm perintang, sekumpulan 100 di ebay ($ 0.99)
• 1 Breadboard, boleh didapati di ebay ($ 2.32)

Langkah 2: Menghidupkan Jalur LED RGB

Sudah tentu kami mahu menyambungkan jalur LED ke PICO kami untuk menyalakannya dan mengawalnya.

Tetapi, sebelum apa-apa, kita perlu melakukan beberapa matematik untuk mengetahui berapa banyak jalur LED yang akan diambil dari sumber kuasa. Di jalur yang kami bekerjasama, setiap LED dalam satu sel RGB menarik 20mA, dengan jumlah 60mA untuk keseluruhan sel RGB. Jalur kami mempunyai 20 sel RGB per meter, dan kami mempunyai panjang 4 meter. Yang bermaksud bahawa jumlah tarikan semasa kami pada intensiti maksimum adalah:

4 (meter) * 20 (sel / meter) * 60 (mA) = 4800mA

Cabutan ini akan berbeza-beza bergantung pada intensiti yang anda bekerjasama, tetapi kami melakukan matematik dengan angka tertinggi, sehingga kami dapat bekerja dengan bebas dan selamat dengan jalur RGB. Sekarang, kita memerlukan sumber kuasa yang dapat memberi kita 4.8A.

Sumber kuasa terbaik yang boleh kita gunakan ialah bekalan kuasa / penukar yang menukar kuasa AC ke DC, kita juga memerlukannya untuk menawarkan 12 volt dan sekurang-kurangnya 4.8 amp. Dan kita mempunyai persis seperti itu, kerana bekalan kuasa yang kita gunakan menawarkan 12 volt dan 5 amp, itulah yang kita perlukan.

Langkah 3: Menyambungkan Jalur RGB ke Bekalan Kuasa

Bekalan kuasa adalah alat elektrik yang menukar satu jenis kuasa elektrik ke yang lain. Dalam kes kami, kami akan menggunakannya untuk menukar kuasa 220v AC, menjadi kuasa 12v DC.

Tiga terminal pertama adalah input dari sumber kuasa AC:

• L → langsung
• N → neutral
• GND → bumi

Empat terminal terakhir adalah output ke peranti elektrik yang anda perlukan. Ia dibahagikan kepada dua "bahagian", satu untuk hasil positif, dan satu lagi untuk negatif. Dalam kes kami, kami akan menggunakan yang berikut:

• V- → negatif
• V + → positif

Dan kami menghubungkannya seperti berikut:

• Kawat coklat (sumber kuasa AC) → L (langsung)
• Kawat biru (sumber kuasa AC) → N (neutral)
• Kawat hijau (sumber kuasa AC) → GND (bumi)

Dan wayar merah dan hitam adalah kuasa DC 12v output:

• Kawat merah → output positif (V +)
• Kawat hitam → output negatif (V-)

Sekarang mari kita sambungkan semua komponen kita ke PICO!

Langkah 4: Menghubungkan Segalanya ke PICO

Seperti yang kami katakan sebelumnya, jalur LED memerlukan 12v dan 4.8A untuk beroperasi sepenuhnya. Dan kita tahu bahawa arus maksimum yang dapat diberikan oleh pin PICO hanya 40mA, yang tidak mencukupi. Tetapi, ada penyelesaian untuk ini, dan itu adalah TIP122 Darlington Transistor, yang dapat digunakan untuk mendorong beban daya tinggi dengan menggunakan arus dan voltan dalam jumlah kecil.

Pendawaiannya cukup mudah, kami akan menghubungkan dasar transistor ke pin D3 PICO untuk mengawal kecerahan jalur yang dipimpin menggunakan teknik PWM, pemancar ke GND, dan pemungut dengan beban.

• Pangkalan (TIP122) → D3 (PICO)
• Pemungut (TIP122) → B (jalur LED)
• Pemancar (TIP122) → GND

Kami juga menggunakan butang tekan untuk menghidupkan atau mematikan jalur LED.

Butang tekan adalah komponen yang menghubungkan dua titik dalam litar hanya apabila ditekan, ia tidak mempunyai kekutuban sehingga kita dapat menghubungkannya tanpa mempedulikan kaki mana yang menuju ke sisi mana. Dalam kes kami, kami akan menghubungkan salah satu kaki butang tekan ke GND melalui perintang tarik, dan menghubungkan kaki yang lain ke VCC (5 volt). Selepas itu, kami akan menghubungkan PICO's D2 dengan kaki butang tekan yang disambungkan ke GND.

Jadi, apabila butang ditekan, pin D2 PICO akan membaca TINGGI (5 volt), dan apabila tidak ditekan, pin D2 PICO akan membaca rendah (0 volt).

Kemudian kita akan menyambungkan LED ke bekalan kuasa dan transistor TIP122.

• +12 (Jalur LED) → output 12 volt positif (bekalan kuasa)
• B (jalur LED) → pengumpul (TIP122).

Jangan lupa untuk menyambungkan wayar negatif output bekalan kuasa (wayar hitam) dengan pin GND PICO

Langkah 5: Menyambungkan Jalur RGB Dengan PCA9685

Sekarang kita dapat mengawal satu warna dari jalur RGB, memungkinkan kita dapat mengawal semua warna jalur RGB. Untuk melakukannya, kita mesti menggunakan isyarat PWM untuk mengawal jalur.

Seperti yang kita ketahui, PICO hanya mempunyai output PWM tunggal, dan penyelesaiannya ialah modul pengembangan pin PCA9685 PWM. Modul ini memperluas pin PWM papan anda, dan kami akan menggunakannya bersama beberapa transistor TIP122 Darlington untuk menyelesaikan masalah ini.

Pendawaian litar sangat mudah, dan seperti berikut:

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

Kita harus menghidupkan modul PCA9685 menggunakan PICO, sehingga dapat berfungsi dengan baik.

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

Di sini kami menyambungkan pin protokol I2C PCA9685 SCL, dan SDA ke D3, dan D2 PICO, supaya mereka dapat berkomunikasi antara satu sama lain.

Kami kemudian menyambungkan +12 jalur RGB dengan petunjuk positif bekalan kuasa, dan petunjuk G, R, B jalur RGB ke pin pengawal TIP122 untuk memberi makan jalur LED dengan kuasa yang diperlukan dari bekalan kuasa luaran.

Kodnya sangat mudah, kita hanya perlu menghidupkan dan mematikan ketiga-tiga warna jalur LED masing-masing secara sendiri, jadi kita membuat dua untuk gelung untuk setiap warna, yang pertama untuk gelung adalah untuk meningkatkan cahaya intensiti dan yang kedua adalah untuk mengurangkan intensiti cahaya,

Langkah 6: Membuat Aplikasi Mudah Alih

Kami sekarang ingin membina aplikasi mudah alih yang membolehkan kami mengawal intensiti setiap warna secara individu. Dan kami akan menggunakan alat penemu aplikasi MIT untuk melakukannya.

Pertama, anda mesti pergi ke laman web rasmi penemu aplikasi MIT dan membuat akaun dengan e-mel anda.

Dalam reka bentuk yang akan kita gunakan, kita mempunyai:

• Pemilih satu senarai, "Sambungkan ke sistem pencahayaan persekitaran anda". Menekan senarai / butang ini akan membuka menu dengan peranti berpasangan Bluetooth di mana kita akan memilih peranti Bluetooth kita.
• Tiga gelangsar untuk mengawal warna individu
• Label di atas setiap slaid yang akan dikemas kini bergantung pada kedudukan slider
• Menambah komponen klien Bluetooth, untuk memberi izin kepada aplikasi untuk menggunakan Bluetooth peranti

Kod tersebut akan dibahagikan kepada dua bahagian:

Kesambungan Bluetooth

Dua baris pertama kod mengendalikan proses komunikasi Bluetooth, kerana mereka memberi anda kemampuan untuk menambah peranti dan memilih apa yang hendak dipasangkan.

Menghantar Data

Selebihnya kod adalah untuk menghantar data. Kerana mengawal maksud slaid slider untuk PICO, ia juga mengemas kini bacaan label slider.

Anda boleh memuat turun aplikasi jika anda tidak mahu membuatnya sendiri. Anda juga boleh memuat turunnya kemudian mengimportnya bersama dengan reka bentuk dalam alat pencipta aplikasi MIT dan menyesuaikannya mengikut keinginan anda.

Langkah 7: Memadankan Modul Bluetooth HC-05

Sekarang kita hanya perlu menambahkan sambungan Bluetooth ke PICO kita, dan kita akan melakukannya dengan menggunakan modul Bluetooth HC-05.

Modul ini sangat mudah dan mudah digunakan, kerana merupakan modul SPP (Serial Port Protocol), yang bermaksud bahawa ia hanya memerlukan dua wayar (Tx, dan Rx) untuk berkomunikasi dengan PICO. Modul ini juga berfungsi sebagai hamba dan tuan, dan mempunyai jarak sambungan sekitar 15 meter.

Pin modul Bluetooth HC-05 keluar:

• EN atau KEY → Jika dibawa ke TINGGI sebelum daya digunakan, ia memaksa mod penyediaan perintah AT.
• Kuasa VCC → +5
• GND → Negatif
• Tx → Hantarkan data dari modul HC-05 ke penerima bersiri PICO
• Rx → Menerima data bersiri dari pemancar bersiri PICO
• Nyatakan → Beritahu sama ada peranti disambungkan atau tidak

Dan inilah cara anda menghubungkannya ke PICO:

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

Setelah modul Bluetooth disambungkan ke PICO, mari kita edit program kita supaya kita dapat mengawal jalur LED dari telefon kita.

Langkah 8: Pengekodan Modul Bluetooth

Menurut rancangan kami, kami mahukan kemampuan untuk mengawal jalur LED dari telefon bimbit kami. Dan kami tidak hanya mahu mengawal jalur LED, tetapi kami mahu mengawal setiap warna secara berasingan.

Dan kami akan melakukan setiap slaid dari aplikasi kami menghantar set nilai yang berbeza ke PICO:

• Gelangsar warna merah menghantar nilai antara 1000 dan 1010
• Gelangsar warna hijau menghantar nilai antara tahun 2000-2010
• Gelangsar warna biru menghantar nilai antara 3000-3010

Kami akan menggunakan keadaan "if" untuk memeriksa data dan mengetahui julat nilai yang berubah. Sebagai contoh: jika nilainya berubah antara 1000 dan 1010, PICO akan mengetahui bahawa kita mengubah warna merah, dan akan memetakannya semula dengan sewajarnya. Ia juga akan melakukan ini untuk semua nilai yang anda buat, membiarkan anda mengawal setiap warna secara berasingan dengan gelangsarnya.

Langkah 9: Projek Anda Sedap

Kami belajar bagaimana mengira daya yang diperlukan untuk jalur LED RGB, bagaimana menggunakan transistor untuk memanipulasi nilai semasa, dan bagaimana memutuskan bekalan kuasa yang diperlukan untuk melakukan semua itu. Kami juga belajar bagaimana membuat aplikasi mudah alih menggunakan alat pencipta aplikasi MIT, dan bagaimana menghubungkannya melalui Bluetooth ke PICO.

Dan dengan semua kemahiran baru anda dapat membuat jalur LED yang boleh anda letakkan di mana sahaja di rumah anda, dan mempunyai cahaya dengan warna yang anda mahukan, betapa kerennya itu?

Jangan lupa untuk mengemukakan sebarang pertanyaan jika ada, dan sampai jumpa di projek seterusnya: D