מדחום RGB באמצעות PICO: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

זו הייתה התוצאה הסופית של המאמץ שלנו היום. זהו מדחום שיאפשר לכם לדעת כמה חם לכם בחדר, בעזרת רצועת LED מסוג RGB המונחת במיכל אקרילי, המחוברת לחיישן טמפרטורה כדי לקרוא את הטמפרטורה. ואנו נשתמש ב- PICO כדי להקים את הפרויקט הזה לחיים.

שלב 1: רכיבים

• PICO, זמין ב- mellbell.cc (17 $)
• רצועת LED RGB בגודל 1 מטר
• 3 TIP122 טרנזיסטור דרלינגטון, צרור של 10 ב- eBay ($ 3.31)
• 1 PCA9685 16-ערוץ 12 סיביות PWM, זמין ב- eBay ($ 2.12)
• מקור מתח 12V
• 3 נגדים של 1k אוהם, צרור של 100 ב- eBay ($ 0.99)
• לוח לחם, זמין ב- eBay ($ 2.30)
• זכר - חוטי מגשר נקבה, צרור של 40 ב- eBay ($ 0.95)

שלב 2: הפעלת רצועת ה- RGB באמצעות טרנזיסטורים ומקור חשמל

פסי LED הם מעגלים גמישים המאוכלסים עם נוריות LED. הם משמשים בדרכים רבות, כפי שאתה יכול להשתמש בהם בבית שלך, במכונית שלך, או באופניים. אתה יכול אפילו ליצור פריטי לבוש RGB מגניבים באמצעותם.

אז איך הם עובדים? זה בעצם די פשוט. כל הלדים ברצועת הלד מחוברים במקביל, והם פועלים כמו נורית RGB ענקית אחת. וכדי להפעיל אותו, אתה פשוט צריך לחבר את הרצועה למקור חשמל בעל זרם גבוה של 12 וולט.

כדי לשלוט ברצועת הלד באמצעות מיקרו -בקר, עליך להפריד בין מקור הכוח למקור הבקרה. מכיוון שרצועת ה- LED זקוקה ל -12 וולט, והמיקרו -בקר שלנו אינו יכול להציע מתח יציאה כה רב, ולכן אנו מחברים מקור כוח חיצוני בעל זרם גבוה של 12 וולט, תוך שליחת אותות הבקרה מה- PICO שלנו.

כמו כן, הציור הנוכחי של כל תא RGB גבוה, מכיוון שכל נורית בודדת בו - הנורות האדומות, הירוקות והכחולות - זקוקה ל -20mA כדי לפעול, מה שאומר שאנחנו צריכים 60mA כדי להדליק תא RGB יחיד. וזה מאוד בעייתי, כי סיכות ה- GPIO שלנו יכולות לספק רק 40mA לכל סיכה, וחיבור רצועת ה- RGB ל- PICO ישרוף אותה ישירות, אז נא לא לעשות זאת.

אבל, יש פתרון, והוא נקרא טרנזיסטור דרלינגטון שהוא זוג טרנזיסטורים בעלי רווח גבוה מאוד של זרם, שיעזור לנו להגביר את הזרם שלנו כדי למלא את צרכינו.

בואו ללמוד קודם כל יותר על הרווח הנוכחי. רווח נוכחי הוא נכס של טרנזיסטורים שמשמעותו היא שהזרם העובר בטרנזיסטור יוכפל בו, ומשוואתו נראית כך:

עומס הנוכחי = זרם הכניסה * רווח הטרנזיסטור.

זה אפילו חזק יותר בטרנזיסטור של דרלינגטון, מכיוון שמדובר בזוג טרנזיסטורים לא אחד, וההשפעות שלהם מוכפלות זו בזו, מה שמקנה לנו רווחי זרם עצומים.

כעת נחבר את רצועת ה- LED למקור החשמל החיצוני שלנו, הטרנזיסטור, וכמובן ה- PICO שלנו.

• בסיס (טרנזיסטור) → D3 (PICO)
• אספן (טרנזיסטור) → B (רצועת LED)
• פולט (טרנזיסטור) → GND
• +12 (רצועת LED) → +12 (מקור חשמל)

אל תשכח לחבר את ה- GND של PICO לקרקע מקורות החשמל

שלב 3: שליטה על הצבעים של רצועת LED RGB

אנו יודעים של- PICO שלנו יש סיכת PWM אחת (D3) מה שאומר שהוא לא יכול לשלוט באופן מקורי על 16 הנורות שלנו. זו הסיבה שאנו מציגים את מודול ה- PCA9685 16 ערוצים 12 סיביות PWM I2C, המאפשר לנו להרחיב את סיכות ה- PWM של PICO.

קודם כל, מהו I2C?

I2C הוא פרוטוקול תקשורת הכולל רק 2 חוטים לתקשורת עם מכשיר אחד או יותר על ידי פנייה לכתובת המכשיר ואילו נתונים לשלוח.

ישנם שני סוגים של מכשירים: הראשון הוא התקן הראשי, שהוא האחראי לשליחת נתונים, והשני הוא מכשיר העבדים, המקבל את הנתונים. להלן נקודות החוצה של מודול PCA9685:

• VCC → זהו הכוח ללוח עצמו. מקסימום 3-5v
• GND → זהו הסיכה השלילית, ויש לחבר אותו ל- GND כדי להשלים את המעגל.
• V+ → זהו סיכת חשמל אופציונלית שתספק כוח לסרוואות אם יש לך כל אחד מהם מחובר למודול שלך. אתה יכול להשאיר אותו מנותק אם אתה לא משתמש בסרווואים.
• SCL → סיכת שעון טורי, ואנו מחברים אותו ל- SCL של PICO.
• SDA → סיכת נתונים סידוריים, ואנו מחברים אותו ל- SDA של PICO.
• OE → סיכה מופעלת פלט, סיכה זו פעילה LOW, כאשר הסיכה נמוכה כל היציאות מופעלות, כשהיא גבוהה כל הפלט מושבת. וסיכה אופציונלית זו משמשת להפעלה או השבתה מהירה של סיכות המודול.

יש 16 יציאות, לכל יציאה יש V+, GND, PWM. כל סיכת PWM פועלת באופן עצמאי לחלוטין, והם מוגדרים עבור סרוווס אך ניתן להשתמש בהם עבור נוריות LED בקלות. כל PWM יכול להתמודד עם 25mA של זרם אז היזהר.

כעת, כשאנחנו יודעים מה הסיכות של המודול שלנו ומה הוא עושה, מאפשר להשתמש בו כדי להגדיל את מספר סיכות ה- PWM של PICO, כך שנוכל לשלוט ברצועת ה- RGB LED שלנו.

אנו הולכים להשתמש במודול זה יחד עם טרנזיסטורים TIP122, וכך עליך לחבר אותם ל- PICO שלך:

• VCC (PCA9685) → VCC (PICO).
• GND (PCA9685) → GND.
• SDA (PCA9685) → D2 (PICO).
• SCL (PCA9685) → D3 (PICO).
• PWM 0 (PCA9685) → BASE (TIP122 הראשון).
• PWM 1 (PCA9685) → BASE (TIP122 השני).
• PWM 2 (PCA9685) → BASE (TIP122 השלישי).

אל תשכח לחבר את ה- GND של PICO עם ה- GND של ספק הכוח. וודא שלא לחבר את סיכת ה- VCC PCA9685 עם 12 וולט של ספק הכוח או שהיא תיפגע

שלב 4: שלוט בצבע רצועת LED RGB בהתאם לקריאת החיישן

זהו השלב האחרון בפרויקט זה, ואיתו הפרויקט שלנו יהפוך מ"טיפש "להיות חכם ובעלי יכולת להתנהג בהתאם לסביבתו. לשם כך אנו הולכים לחבר את ה- PICO שלנו עם חיישן הטמפרטורה LM35DZ.

לחיישן זה יש מתח יציאה אנלוגי התלוי בטמפרטורה סביבו. זה מתחיל ב 0v המתאים ל 0 צלזיוס, והמתח עולה ב 10mV עבור כל תואר מעל 0c. רכיב זה פשוט מאוד וכולל רק 3 רגליים, והן מחוברות כך:

• VCC (LM35DZ) → VCC (PICO)
• GND (LM35DZ) → GND (PICO)
• פלט (LM35DZ) → A0 (PICO)

שלב 5: הקוד הסופי

כעת, לאחר שהכל מחובר ל- PICO שלנו, אפשר להתחיל לתכנת אותו כך שהנוריות ישנו את הצבע בהתאם לטמפרטורה.

לשם כך אנו צריכים את הדברים הבאים:

קבוע. משתנה בשם "tempSensor" עם הערך A0 שמקבל את הקריאה שלו מחיישן הטמפרטורה

משתנה שלם בשם "sensorReading" עם ערך התחלתי 0. זהו המשתנה שיחסוך את קריאת החיישן הגולמית

משתנה צף בשם "וולט" עם הערך ההתחלתי 0. זהו המשתנה שיחסוך את ערך הקריאה הגולמית של החיישן המומר לוולט

משתנה צף בשם "טמפ '" עם ערך התחלתי 0. זהו המשתנה שיחסוך את קריאות וולט החיישן המומר וימיר אותו לטמפרטורה

משתנה שלם בשם "ממופה" עם ערך התחלתי 0. זה יחסוך את ערך ה- PWM שאנו מייפים אליו את משתנה הטמפ ', ומשתנה זה שולט על צבע רצועת ה- LED

באמצעות קוד זה, PICO יקרא את נתוני חיישן הטמפרטורה, יהפוך אותם לוולט, ואז לצלסיוס, ולבסוף הוא ממפה את תואר צלזיוס לערך PWM שניתן לקרוא על ידי רצועת הלד שלנו, וזה בדיוק מה שאנחנו צריכים.

שלב 6: סיימת

יצרנו גם מיכל אקרילי עבור רצועת הלד כך שיעמוד בצורה יפה. אתה יכול למצוא את קבצי CAD כאן אם אתה רוצה להוריד אותם.

כעת יש לך מדחום LED מדהים המראה לך אוטומטית את הטמפרטורה כאשר אתה מסתכל עליו, וזה די נוח בלשון המעטה: P

השאר הערה אם יש לך הצעות או משוב, ואל תשכח לעקוב אחרינו בפייסבוק או לבקר אותנו ב- mellbell.cc לקבלת תוכן מדהים יותר.