Magic Hercules - מנהל התקן עבור נוריות LED דיגיטליות: 10 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

סקירה מהירה:

מודול Magic Hercules הוא ממיר בין ה- SPI הידוע והפשוט לפרוטוקול NZR. כניסות המודול בעלות סובלנות של +3.3 V, כך שתוכל לחבר בבטחה כל בקרי מיקרו הפועלים במתח של +3.3 V.

השימוש בפרוטוקול SPI לשליטה על נוריות דיגיטליות הוא גישה חדשנית בין הפתרונות הנוכחיים, כגון ספריות מוכנות עבור Arduino. עם זאת, הוא מאפשר מעבר לכל פלטפורמה ללא קשר למשפחת המיקרו -בקר (כגון ARM: STM / Cypress PSoC, Raspberry Pi, AVR, PIC, Arduino) וללא קשר לשפת התכנות (למשל C, Arduino C ++, Python או אחר התומך בפרוטוקול SPI). גישה זו לתכנות נוריות LED דיגיטליות היא מאוד ידידותית למתחילים מכיוון שכל מה שאתה צריך זה הכרת פרוטוקול SPI.

מודול MH מאפשר גם מספר מצבי בדיקת פסי LED דיגיטליים, כולל בדיקת סדר הצבעים בדיודה (RGB, BGR, RGBW וכו '), בדיקת כל הרצועות או הצגים (עד 1024 נוריות).

שלב 1: מדוע אני עובד על מודול הקסמים הרקולס?

אני עובד עם נוריות LED דיגיטליות כגון WS2812, WS2815 או SK6812 במשך זמן רב, שאני בדרך כלל מכנה Magic LED.

בדקתי רצועות, טבעות ותצוגות רבות (אפילו שלי) על סמך Magic LED (אפילו עם סוג RGBW). השתמשתי ב- Arduino, Nucleo (עם STM), Raspberry Pi ולוחות משלי עם מיקרו -בקרי AVR.

ללא קשר לפלטפורמה, קשה לכתוב תוכנת שליטה על נוריות הקסם (בשל הצורך בתוכנת פרוטוקול NZR), אלא אם אתה משתמש בספריות מוכנות שמקלות על, אך עדיין אינן אופטימליות לחלוטין מבחינת השימוש בקוד, הפרעה תגובות, או ניצול זיכרון, ועבודה רק בפלטפורמות ספציפיות (העברת אותן למשל מ- פקדים למיקרו -בקרי AVR היא בלתי אפשרית).

בשל העובדה שאני מרבה להשתמש בפלטפורמות שונות, היה לי צורך בקוד התוכנית להיות תואם ככל האפשר עם Arduino, Raspberry Pi, ARM / STM (Nucleo) או AVR - במיוחד כשמדובר באפקטים של תאורה.

אני עובד על ערוץ היוטיוב במשך זמן רב והכנתי יותר ממדריך אחד לתכנות דיודות דיגיטליות בשפת C עבור מיקרו -בקרי AVR (אך בינתיים רק בפולנית לעת עתה). לעתים קרובות יש לי קשר עם מתחילים המתמודדים עם תכנות נוריות קסם. כמובן שחלקם, בהתאם לפלטפורמה, בוחרים בספריות מוכנות לפרויקטים החד פעמיים שלהם. עם זאת, אנשים רבים מחפשים פתרונות אחרים או מנסים ללמוד את סודות התכנות ואני אחד מהם.

שלב 2: המרת SPI ל- NZR

החלטתי להכין מודול שיעשה את העבודה המלוכלכת עבור המשתמש באמצעות פרוטוקול NZR. המודול שישמש כממיר SPI ל- NZR ובדיוק כמו SPI, ניתן להשתמש בו בכל פלטפורמה בקלות. צילום המסך למעלה מציג את ההמרה של אותות SPI לפרוטוקול NZR במודול Magic Hercules.

שלב 3: מודול הקסם הרקולס כבוחן רצועות LED דיגיטלי

בעת חיבור נוריות LED דיגיטליות למערכות שונות, יש לזכור לגבי סובלנות המתח המתאימה לבקרים שונים. רוב סיכות הקלט / פלט של מיקרו -בקרי ARM עובדים בתקן +3.3 V ואילו מיקרו -בקרי AVR עובדים בתקן TTL. בשל כך, לסיכות הכניסה של מודול Magic Hercules יש סובלנות של +3.3 V, כך שניתן לחבר אותן בבטחה למשל ל- Raspberry P או לכל מיקרו -בקר מבוסס ARM המונע +3.3 V.

כפי שציינתי קודם, אני עובד לעתים קרובות עם סוגים שונים של נוריות דיגיטליות. בהתאם ליצרן, צבעים בודדים בנורות הלדים יכולים להיות במיקומים שונים, למשל RGB, BGR, GRB, RGBW, GRBW וכו '. אין זה נדיר שבתיעוד של היצרן מציינים את רצף ה- RGB, אך למעשה הוא נראה שונה. ציידתי את מודול הרקולס במבחן רצף צבעים כך שלא תהיה בעיה להבין במהירות כיצד לכתוב תוכנית לפי סדר הצבעים הנכון. מספר פונקציות נוספות של הבוחן מאפשרות לך לבדוק במהירות אם רצועת הלד הדיגיטלית בכלל עובדת, האם כל הצבעים בכל נורית על פני הרצועה (עד 1024 נוריות!) עובדים כראוי (ללא פיקסלים מתים). וכל זה מבלי לחבר מיקרו -בקר ולכתוב שום תוכנית.

שלב 4: מודול Magic Hercules - פתרון אוניברסלי חדש ללדים דיגיטליים

אני לא חושב שעדיין היה דבר כזה, לשלוט על נוריות דיגיטליות באמצעות פרוטוקול SPI פשוט ונפוץ, אותו ניתן להפעיל בכל פלטפורמה או משפחת מיקרו -בקרים.

כמובן שישנן דרכים רבות לשלוט על נוריות LED דיגיטליות, חלקן אופטימליות יותר ואחרות פחות אופטימליות. מודול הקסם הרקולס הוא אופציה נוספת ומעשית מאוד עבורי. אני חושב שמישהו עשוי לאהוב את הפתרון יוצא הדופן הזה. לאחרונה המצאתי בפלטפורמת מימון ההמונים - קיקסטארטר, שם הכנתי תיאור רחב יותר של מודול הקסם הרקולס בכמה סרטונים, כולל כמה קל לעבוד איתו על Arduino, Nucleo (STM), Raspberry Pi ועל AVR ו- PIC בקרי מיקרו. אם ברצונך לתמוך בפרויקט Magic Hercules, בדוק זאת:

פרויקט מודול הקסם הרקולס שלי ב- kickstarter

הכנתי תוכנית בשפת C - אפקט סטארגייט פשוט, המבוסס על פעולות שולחן ושליחות רציפות של המאגר בלולאה הראשית. הודות למודול Magic Hercules, הצלחתי להעביר את קוד המקור בקלות לשפות ופלטפורמות אחרות - בדוק את השלבים הבאים - קודי מקור.

שלב 5: מודול Magic Hercules עם Atmega32 ו- C

סרטון המכיל תרשים מפושט, מצגת חיבור ב- ATB 1.05a (AVR Atmega32), קוד מקור (ב- Eclipse C/C ++ IDE) והאפקט הסופי בצורה של אפקט אור stargate.

קישור לסרטון ביוטיוב

שלב 6: מודול Magic Hercules עם Arduino ו- Arduino C ++

סרטון המכיל תרשים מפושט, מצגת חיבור על לוח Arduino 2560, קוד מקור ב- Arduino IDE והאפקט הסופי בצורה של אפקט אור stargate.

קישור לסרטון ביוטיוב

שלב 7: מודול קסם הרקולס עם PIC ו- C

סרטון המכיל תרשים מפושט, מצגת חיבור ב- ATB 1.05a עם מגן PIC (PIC24FJ64GA004 על הלוח), קוד מקור ב- MPLAB וההשפעה הסופית בצורה של אפקט אור stargate.

קישור לסרטון ביוטיוב

שלב 8: מודול מג'יק הרקולס עם פטל פיית ופייתון

סרטון המכיל דיאגרמה פשוטה, מצגת חיבור ב- Raspberry Pi 4, קוד מקור ב- Python והאפקט הסופי בצורה של אפקט אור stargate.

קישור לסרטון ביוטיוב

שלב 9: מודול קסם הרקולס עם ARM - STM32 Nucleo ו- C

סרטון המכיל דיאגרמה פשוטה, מצגת חיבור על לוח STM32 Nucleo, קוד מקור ב- STM32CubeIDE והאפקט הסופי בצורה של אפקט אור stargate.

קישור לסרטון ביוטיוב

שלב 10:

אני חושב ש- MH יכול להיות מודול ידידותי למתחילים במיוחד, ללא קשר לפלטפורמה ולשפה שבה הם משתמשים. מספיק להכיר את פרוטוקול SPI הידוע, והאפשרות להתחיל לבדוק האם פס הלדים הדיגיטלי עובד בכלל ואיזה רצף צבעים הוא רק יתרון.

אם אתה רוצה לקחת חלק בפרויקט שלי על קיקסטארטר - בדוק את הקישור הזה:

פרויקט מודול הקסם הרקולס שלי ב- kickstarter