Hjemmebelysning med PICO: 9 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Har du ikke noen gang ønsket å endre stemningen på rommet ditt ved å endre lysets farge? Vel, i dag lærer du hvordan du gjør akkurat det. Fordi med dette prosjektet vil du opprette et Bluetooth -kontrollert RGB -omgivelsesbelysningssystem som du kan plassere hvor som helst i huset ditt, og få det farget slik du vil.

Dette prosjektet vil bruke PICO, en LED RGB -stripe, noen transistorer og elektriske komponenter, og en app som du vil lære å lage ved hjelp av MIT -appen.

Trinn 1: Komponenter

Dette er komponentene som trengs for å lage dette prosjektet, og de er:

• PICO, tilgjengelig på mellbell.cc ($ 17,0)
• En 4 meter RGB LED -stripe (5050 SMD- 60 LED - 1 M)
• 3 TIP122 Darlington -transistorer, en pakke med 10 tilgjengelig på eBay ($ 1,22)
• 1 PCA9685 16-kanals 12-biters PWM-driver, tilgjengelig på eBay ($ 2,07)
• 1 HC-05 Bluetooth-modul, tilgjengelig på eBay ($ 3,51)
• En 12 volt 5 amp strømforsyning
• 3 1 k ohm motstander, en bunt med 100 på eBay ($ 0,99)
• 1 brødbrett, tilgjengelig på eBay ($ 2,32)

Trinn 2: Slå på RGB LED -stripen

Vi ønsker selvfølgelig å koble LED -stripen til vår PICO for å tenne den og kontrollere den.

Men før alt må vi gjøre noen matematikk for å vite hvor mye strøm LED -stripen vår kommer til å trekke fra strømkilden. I stripen som vi jobber med, trekker hver LED i en enkelt RGB -celle 20mA, totalt 60mA for hele RGB -cellen. Stripen vår har 20 RGB -celler per meter, og vi har en 4 meter lang. Hvilket betyr at vår totale strømtrekking ved maksimal intensitet er:

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

Denne trekningen vil variere avhengig av intensiteten du jobber med, men vi regnet med de høyest mulige tallene, slik at vi kan jobbe fritt og trygt med RGB -stripen. Nå trenger vi en strømkilde som kan gi oss 4,8A.

Den beste strømkilden vi kan bruke er en strømforsyning/omformer som konverterer vekselstrøm til likestrøm, vi trenger den også for å tilby 12 volt og minst 4,8 ampere. Og vi har akkurat det, ettersom strømforsyningen vi bruker tilbyr 12 volt og 5 ampere, noe som er akkurat det vi trenger.

Trinn 3: Koble RGB -stripen til strømforsyningen

En strømforsyning er en elektrisk enhet som konverterer en type elektrisk kraft til en annen. I vårt tilfelle skal vi bruke den til å konvertere 220v vekselstrøm til 12v likestrøm.

De tre første terminalene er inngangene fra vekselstrømkilden:

• L → live
• N → nøytral
• GND → jord

De fire siste terminalene er utgangene til den elektriske enheten du trenger. Den er delt inn i to "seksjoner", en for den positive produksjonen, og den andre for den negative. I vårt tilfelle kommer vi til å bruke følgende:

• V- → negativ
• V+ → positiv

Og vi kobler dem sammen som følger:

• Brun ledning (vekselstrømkilde) → L (strømførende)
• Blå ledning (vekselstrømkilde) → N (nøytral)
• Grønn ledning (vekselstrømkilde) → GND (jord)

Og de røde og svarte ledningene er utgang 12v likestrøm:

• Rød ledning → positiv utgang (V+)
• Svart ledning → negativ utgang (V-)

La oss nå koble alle våre komponenter til PICO!

Trinn 4: Koble alt til PICO

Som vi sa tidligere, trenger LED -stripen 12v og 4.8A for å fungere fullt ut. Og vi vet at maksimal strøm som en hvilken som helst PICO -pinne kan gi er bare 40mA, noe som ikke er nok. Men det er en løsning på dette, og det er TIP122 Darlington -transistoren, som kan brukes til å drive høye effektbelastninger ved å bruke små mengder strøm og spenning.

Ledningene er ganske enkle, vi vil koble transistorens base til PICOs D3 -pinne for å kontrollere lysdiodens lysstyrke ved hjelp av PWM -teknikken, emitteren til GND og kollektoren med lasten.

• Base (TIP122) → D3 (PICO)
• Samler (TIP122) → B (LED -stripe)
• Emitter (TIP122) → GND

Vi bruker også en trykknapp for å slå LED -stripen på eller av.

En trykknapp er en komponent som bare kobler to punkter i en krets når den trykkes, den har ingen polaritet, så vi kan koble den uten bekymring for hvilket ben som går til hvilken side. I vårt tilfelle vil vi koble ett av trykknappbeina til GND gjennom en nedtrekksmotstand, og koble det andre benet til VCC (5 volt). Etter det vil vi koble PICOs D2 med trykknappens ben som er koblet til GND.

Så når du trykker på knappen vil PICOs D2 -pinne lese HØY (5 volt), og når den ikke trykkes, vil PICOs D2 -pinne lese lavt (0 volt).

Deretter kobler vi LED -en til strømforsyningen og TIP122 -transistoren.

• +12 (LED -stripe) → positiv 12 volt utgang (strømforsyning)
• B (LED -stripe) → oppsamler (TIP122).

Ikke glem å koble den negative ledningen til strømforsyningen (svart ledning) med PICOs GND -pinne

Trinn 5: Koble til RGB -stripen med PCA9685

Nå som vi kan kontrollere en enkelt farge fra RGB -stripen, kan vi gjøre det slik at vi kan kontrollere alle RGB -stripens farger. For å gjøre dette må vi bruke PWM -signaler for å kontrollere stripen.

Som vi vet, har PICO bare en enkelt PWM -utgang, og fiksen for det er PCA9685 PWM -pinnens utvidelsesmodul. Denne modulen utvider brettets PWM -pins,, og vi vil bruke den sammen med noen TIP122 Darlington -transistorer for å fikse dette problemet.

Kretsens ledninger er veldig enkle, og det går som følger:

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

Vi må drive PCA9685 -modulen med PICO, slik at den kan fungere skikkelig.

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

Her kobler vi PCA9685s I2C -protokollpinner SCL og SDA til PICOs D3 og D2, slik at de kan kommunisere med hverandre.

Vi kobler deretter RGB -stripens +12 med den positive ledningen til strømforsyningen, og G, R, B -ledningene til RGB -stripen til TIP122 -kontrollerpinnene for å mate LED -stripen med nødvendig strøm fra den eksterne strømforsyningen.

Koden er veldig enkel, vi trenger bare å slå av og på alle de tre fargene på LED -stripen hver for seg hver for seg, så vi lager en to for sløyfer for hver farge, den første for sløyfe er for å øke lyset intensitet og den andre er for å redusere lysintensiteten,

Trinn 6: Opprette mobilappen

Vi ønsker nå å bygge mobilappen som lar oss kontrollere intensiteten til hver farge individuelt. Og vi kommer til å bruke MIT app -oppfinnerverktøyet til å gjøre det.

Først må du gå til MIT app inventor offisielle nettsted og opprette en konto med e -posten din.

I designet vi skal bruke har vi:

• En listevelger, "Koble til ditt omgivende belysningssystem". Ved å trykke på denne listen/knappen åpnes en meny med Bluetooth -sammenkoblede enheter der vi vil velge vår Bluetooth -enhet.
• Tre glidebrytere for å kontrollere de enkelte fargene
• En etikett over hver glidebryter som oppdateres avhengig av glidebryterens posisjon
• Legger til Bluetooth -klientkomponenten for å gi appen tillatelse til å bruke enhetens Bluetooth

Koden vil bli delt inn i to deler:

Bluetooth -tilkobling

De to første linjene i koden håndterer Bluetooth -kommunikasjonsprosessen, ettersom de gir deg muligheten til å legge til enheter og velge hva du vil koble til.

Sender data

Resten av koden er for sending av data. Siden den styrer hva glidebryterne betyr for PICO, oppdaterer den også avlesningene til glidebryterens etiketter.

Du kan laste ned appen hvis du ikke vil lage den selv. Du kan også laste den ned og deretter importere den sammen med designet i MIT app -oppfinnerverktøyet og tilpasse det etter din smak.

Trinn 7: Grensesnitt for HC-05 Bluetooth-modulen

Nå trenger vi bare å legge til Bluetooth-tilkobling til vår PICO, og vi vil gjøre det ved å bruke HC-05 Bluetooth-modulen.

Denne modulen er veldig enkel og enkel å bruke, siden den er en SPP -modul (Serial Port Protocol), noe som betyr at den bare trenger to ledninger (Tx og Rx) for å kommunisere med PICO. Denne modulen fungerer også som slave og master, og har tilkoblingsområdet på omtrent 15 meter.

HC-05 Bluetooth-modulens pinner:

• EN eller KEY → Hvis den bringes til HIGH før strømmen slås på, tvinger den oppsettsmodusen AT -kommandoer.
• VCC → +5 effekt
• GND → Negativt
• Tx → Overfør dataene fra HC-05-modulen til PICOs serielle mottaker
• Rx → Mottar serielle data fra PICOs serielle sender
• Status → Forteller om enheten er tilkoblet eller ikke

Og slik kobler du den til PICO:

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

Nå som vi har Bluetooth -modulen koblet til PICO, kan vi redigere programmet vårt slik at vi kan kontrollere LED -stripen fra telefonen.

Trinn 8: Koding av Bluetooth -modulen

I henhold til planen vår ønsket vi muligheten til å kontrollere LED -stripene fra telefonen. Og vi ville ikke bare kontrollere LED -stripen, men vi ville kontrollere hver farge individuelt.

Og vi vil gjøre det ved at hver glidebryter fra appen vår sender et annet sett med verdier til PICO:

• Glidebryteren for rød farge sender en verdi mellom 1000 og 1010
• Glidebryteren for grønn farge sender en verdi mellom 2000-2010
• Glidebryteren for blå farge sender en verdi mellom 3000-3010

Vi vil bruke en "hvis" -betingelse for å kontrollere dataene og vite hvilket verdiområde som endres. For eksempel: hvis verdien endres mellom 1000 og 1010, vil PICO vite at vi endrer den røde fargen, og den vil omforme den deretter. Det vil også gjøre dette for alle verdiene du opprettet, slik at du kan kontrollere hver farge separat med glidebryteren.

Trinn 9: Prosjektet ditt er tent

Vi lærte å beregne nødvendig strøm for en RGB LED -stripe, hvordan vi bruker transistorer til å manipulere nåværende verdier, og hvordan vi bestemmer hvilken strømforsyning som trengs for å gjøre alt dette. Vi lærte også hvordan du oppretter en mobilapp ved hjelp av MIT app -oppfinnerverktøyet, og hvordan du kobler den via Bluetooth til PICO.

Og med alle dine nye ferdigheter klarte du å lage en LED -stripe som du kan plassere hvor som helst i huset ditt, og få den lys med hvilken som helst farge du vil, hvor kult er det?

Ikke glem å stille noen spørsmål hvis du har noen, og vi sees snart i neste prosjekt: D