Kućno ambijentalno osvjetljenje pomoću PICO -a: 9 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-13 06:57

Zar nikada niste htjeli promijeniti raspoloženje u sobi promjenom boje svjetla? Pa, danas ćete naučiti kako to učiniti. Jer, s ovim projektom stvorit ćete RGB sistem ambijentalnog osvjetljenja koji kontrolira Bluetooth i koji možete postaviti bilo gdje u svojoj kući i obojati ga kako želite.

Ovaj projekt će koristiti PICO, LED RGB traku, neke tranzistore i električne komponente te aplikaciju koju ćete naučiti kako stvoriti pomoću izumitelja aplikacija MIT.

Korak 1: Komponente

Ovo su komponente potrebne za kreiranje ovog projekta, a to su:

• PICO, dostupno na mellbell.cc (17,0 USD)
• RGB LED traka od 4 metra (5050 SMD -60 LED - 1 M)
• 3 TIP122 Darlington tranzistora, paket od 10 dostupnih na ebayu (1,22 USD)
• 1 PCA9685 16-kanalni 12-bitni PWM upravljački program, dostupan na ebayu (2,07 USD)
• 1 HC-05 Bluetooth modul, dostupan na ebayu (3,51 USD)
• Napajanje od 12 volti od 5 Amp
• 3 otpornika od 1 k ohma, paket od 100 na ebayu (0,99 USD)
• 1 Breadboard, dostupno na ebayu (2,32 USD)

Korak 2: Napajanje RGB LED trake

Naravno, želimo spojiti LED traku na naš PICO kako bismo je osvijetlili i kontrolirali.

No, prije svega, moramo malo izračunati kako bismo znali koliku će struju naša LED traka izvući iz izvora napajanja. U traci s kojom radimo, svaka LED dioda u jednoj RGB ćeliji crpi 20mA, za ukupno 60mA za cijelu RGB ćeliju. Naša traka ima 20 RGB ćelija po metru, a mi imamo 4 metra dugačku. Što znači da je naše ukupno strujanje pri maksimalnom intenzitetu:

4 (metara) * 20 (ćelija/metar) * 60 (mA) = 4800mA

Ovo izvlačenje će varirati ovisno o intenzitetu s kojim radite, ali izračunali smo najveće moguće brojeve, tako da možemo slobodno i sigurno raditi s RGB trakom. Sada nam je potreban izvor napajanja koji nam može dati 4,8A.

Najbolji izvor napajanja koji možemo koristiti je izvor napajanja/pretvarač koji pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu, također nam je potrebna da ponudi 12 volti i najmanje 4,8 ampera. A imamo upravo to, jer napajanje koje koristimo nudi 12 volti i 5 ampera, što je upravo ono što nam treba.

Korak 3: Spajanje RGB trake na izvor napajanja

Napajanje je električni uređaj koji pretvara jednu vrstu električne energije u drugu. U našem slučaju, koristit ćemo ga za pretvaranje 220v AC napajanja u 12v DC napajanje.

Prva tri terminala su ulazi iz AC izvora napajanja:

• L → uživo
• N → neutralno
• GND → zemlja

Posljednja četiri terminala su izlazi na električni uređaj koji vam je potreban. Podijeljen je u dva "odjeljka", jedan za pozitivan izlaz, a drugi za negativan. U našem slučaju koristit ćemo sljedeće:

• V- → negativno
• V+ → pozitivno

I povezujemo ih na sljedeći način:

• Smeđa žica (izvor napajanja naizmjeničnom strujom) → L (pod naponom)
• Plava žica (izvor napajanja naizmjeničnom strujom) → N (neutralno)
• Zelena žica (izvor napajanja naizmjeničnom strujom) → GND (uzemljenje)

Crvena i crna žica su izlazna 12V DC snaga:

• Crvena žica → izlaz pozitivan (V+)
• Crna žica → negativan izlaz (V-)

Sada spojimo sve naše komponente na PICO!

Korak 4: Povežite sve na PICO

Kao što smo ranije rekli, LED traci je potrebno 12v i 4.8A za potpuni rad. I znamo da je maksimalna struja koju bilo koji PICO pin može dati samo 40mA, što nije dovoljno. No, za to postoji rješenje, a to je TIP122 Darlington tranzistor, koji se može koristiti za pogon velikih snaga pomoću malih količina struje i napona.

Ožičenje je prilično jednostavno, povezat ćemo bazu tranzistora s PICO -ovim D3 pinom za kontrolu svjetline LED trake pomoću PWM tehnike, odašiljača na GND i kolektora s opterećenjem.

• Baza (TIP122) → D3 (PICO)
• Kolektor (TIP122) → B (LED traka)
• Odašiljač (TIP122) → GND

Takođe koristimo dugme za uključivanje ili isključivanje LED trake.

Gumb je komponenta koja povezuje dvije točke u krugu samo kada je pritisnuta, nema polaritet pa ga možemo povezati bez brige koja noga ide na koju stranu. U našem slučaju, povezat ćemo jednu nogu s gumbom s GND-om preko padajućeg otpornika, a drugu nogu spojiti na VCC (5 volti). Nakon toga povezat ćemo PICO -ov D2 s nogom tipke koja je spojena na GND.

Dakle, kada je dugme pritisnuto, PIC -ov D2 pin će čitati HIGH (5 volti), a kada nije pritisnut, PICO -ov D2 pin će čitati nisko (0 volti).

Zatim ćemo LED spojiti na napajanje i tranzistor TIP122.

• +12 (LED traka) → pozitivni izlaz od 12 volti (napajanje)
• B (LED traka) → kolektor (TIP122).

Ne zaboravite spojiti negativnu žicu na izlazu napajanja (crna žica) s PICO -ovim GND pinom

Korak 5: Povezivanje RGB trake s PCA9685

Sada kada možemo kontrolirati jednu boju s RGB trake, učinimo da možemo kontrolirati sve boje RGB trake. Da bismo to učinili, moramo koristiti PWM signale za kontrolu trake.

Kao što znamo, PICO ima samo jedan PWM izlaz, a rješenje za to je PCA9685 PWM pinovni modul za proširenje. Ovaj modul proširuje PWM pinove vaše ploče, a mi ćemo ga koristiti zajedno s nekim TIP122 Darlington tranzistorima za rješavanje ovog problema.

Ožičenje kruga je vrlo jednostavno i ide ovako:

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

Moramo napajati PCA9685 modul pomoću PICO -a kako bi mogao pravilno funkcionirati.

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

Ovdje povezujemo pinove SCL I2C protokola PCA9685 SCL i SDA na PICO -ove D3 i D2, tako da mogu međusobno komunicirati.

Zatim povezujemo +12 RGB trake s pozitivnim izvorom napajanja, a G, R, B vodiče RGB trake s pinovima kontrolera TIP122 za napajanje LED trake potrebnom snagom iz vanjskog izvora napajanja.

Kôd je vrlo jednostavan, samo moramo uključiti i isključiti sve tri boje LED trake, svaku zasebno, svaka pojedinačno, tako da za svaku boju izrađujemo dva za petlje, prva za petlju za povećanje svjetlosti intenzitet, a drugi je za smanjenje intenziteta svjetla,

Korak 6: Kreiranje mobilne aplikacije

Sada želimo izgraditi mobilnu aplikaciju koja će nam omogućiti kontrolu intenziteta svake boje pojedinačno. Za to ćemo upotrijebiti alat za pronalaženje aplikacija MIT.

Prvo morate otići na službenu web stranicu izumitelja aplikacije MIT i otvoriti račun sa svojom e -poštom.

U dizajnu koji ćemo koristiti imamo:

• Jedan birač popisa, "Povežite se sa sistemom ambijentalnog osvjetljenja". Pritiskom na ovu listu/dugme otvorit će se izbornik s uparenim Bluetooth uređajima u kojem ćemo odabrati naš Bluetooth uređaj.
• Tri klizača za kontrolu pojedinačnih boja
• Oznaka iznad svakog klizača koja će se ažurirati ovisno o položaju klizača
• Dodavanjem komponente klijenta Bluetooth, kako biste aplikaciji dali dopuštenje za upotrebu Bluetooth uređaja

Kod će biti podijeljen u dva dijela:

Bluetooth povezivanje

Prva dva retka koda obrađuju Bluetooth komunikacijski proces jer vam daju mogućnost dodavanja uređaja i odabira s čime se upariti.

Slanje podataka

Ostatak koda služi za slanje podataka. Kako kontrolira šta klizni klizači znače za PICO, ažurira i očitanja oznaka klizača.

Aplikaciju možete preuzeti ako je ne želite sami izraditi. Također ga možete preuzeti, a zatim ga uvesti zajedno s dizajnom u alat za pronalazače aplikacija MIT -a i prilagoditi ga prema vašim željama.

Korak 7: Povezivanje HC-05 Bluetooth modula

Sada samo trebamo dodati Bluetooth vezu našem PICO-u, a to ćemo učiniti pomoću HC-05 Bluetooth modula.

Ovaj modul je vrlo jednostavan i lagan za korištenje, budući da je SPP (Serial Port Protocol) modul, što znači da su mu potrebne samo dvije žice (Tx i Rx) za komunikaciju s PICO -om. Ovaj modul radi i kao slave i master, a raspon povezivanja je oko 15 metara.

Isključivanje Bluetooth modula HC-05:

• EN ili KLJUČ → Ako se prije uključivanja dovede na VISOKO, forsira način postavljanja AT naredbi.
• VCC → +5 snaga
• GND → Negativno
• Tx → Prenesite podatke iz HC-05 modula u PICO serijski prijemnik
• Rx → Prima serijske podatke od PICO serijskog predajnika
• Stanje → Kaže je li uređaj povezan ili nije

Evo kako to možete povezati s PICO -om:

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

Sada kada imamo Bluetooth modul spojen na PICO, dozvolite nam da uredimo naš program tako da možemo kontrolirati LED traku s našeg telefona.

Korak 8: Kodiranje Bluetooth modula

Prema našem planu, htjeli smo mogućnost upravljanja LED trakama s našeg telefona. I nismo samo htjeli kontrolirati LED traku, već smo htjeli kontrolirati svaku boju pojedinačno.

To ćemo učiniti tako što će svaki klizač iz naše aplikacije poslati drugačiji skup vrijednosti u PICO:

• Klizač crvene boje šalje vrijednost između 1000 i 1010
• Klizač zelene boje šalje vrijednost između 2000-2010
• Klizač plave boje šalje vrijednost između 3000-3010

Koristit ćemo "if" uvjet za provjeru podataka i znati koji se raspon vrijednosti mijenja. Na primjer: ako se vrijednost mijenja između 1000 i 1010, PICO će znati da mijenjamo crvenu boju i prema tome će je preslikati. To će učiniti i za sve vrijednosti koje ste stvorili, omogućavajući vam da kontrolirate svaku boju zasebno pomoću klizača.

Korak 9: Vaš projekat je upaljen

Naučili smo kako izračunati potrebnu snagu za RGB LED traku, kako koristiti tranzistore za manipulaciju trenutnim vrijednostima i kako se odlučiti za napajanje potrebno za sve to. Naučili smo i kako stvoriti mobilnu aplikaciju pomoću alata za pronalaženje aplikacija MIT te kako je povezati putem Bluetootha na PICO.

A sa svim vašim novim vještinama uspjeli ste stvoriti LED traku koju možete postaviti bilo gdje u svojoj kući i osvijetliti je u bilo kojoj boji, koliko je to super?

Ne zaboravite postaviti bilo kakva pitanja ako ih imate i vidimo se uskoro u sljedećem projektu: D