בקר קישוט דיגיטלי לדלעת: 5 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

שלום אנשים, הרשו לי להכיר לכם את ה- Pumpkin Pi. במילים פשוטות זהו בקר קלט/פלט עבור ה- Raspberry Pi עם שתים עשרה יציאות הניתנות לתכנות, אך עם מעט הוקוס-פוקוס (או קוד פייתון לך ולי) הוא הופך לבקר קישוט דיגיטלי המציע שתי יציאות וידאו עם שמע ותאורה. FX מסונכרן לווידאו.

הרקע האחרון של ליל כל הקדושים החלטתי ליצור תצוגת חלון בנושא כישוף, לאחר שגיליתי לאחרונה את העיטורים הדיגיטליים של AtmosFX הרגשתי השראה לנצל אותם היטב ולשלב אותם בתצוגה שלי.

הייתי צריך דרך להשמיע שני רשימות השמעת וידיאו לסירוגין בשני צגים שונים (טלוויזיה ומקרן) מבלי שהסרטונים יחפפו זה את זה בטעות. רציתי גם לשלב תאורה FX כדי להוסיף לאטמוספירה.

עוד על הבקר מכיוון שהוא בהשראת פרויקט ליל כל הקדושים הרגשתי שהשם Pumpkin Pi מתאים מאוד. הוא נועד לבצע את הפעולות הבאות:

• שלוט עד 12x נוריות בודדות (או 4x רצועות RGB) באמצעות יציאות 12x לתכנות
• לפעול ב -12 וולט באמצעות ספק כוח חיצוני משלה
• 3x מערכי טרנזיסטור NPN מרובעים לתמיכה בזרם פלט 1 אמפר לכל חיבור
• כלול את האפשרות של הפעלת חיישן PIR / תנועה של הפעלה ופעולות
• הפעלת וידאו ושמע באמצעות יכולות הווידאו של ה- Raspberry Pi
• שני קטעי וידאו ניתנים להפעלה בו זמנית או לסירוגין הודות לכך ששני ה- Pis מקושרים באמצעות ה- GPIO שלהם כדי להפעיל פעולות הניתנות לתכנות ולמנוע חפיפה של וידאו לא רצוי.
• סנכרן תאורה FX להפעלת הווידאו
• נוריות מובנות המצביעות על מצב פלט בודד

שימוש חלופי אתה יכול גם להשתמש ב- Pumpkin Pi כמו לוח פריצה עם פטל פטל יחיד ועדיין יש לו 12 יציאות לתכנות לשליטה על נוריות, מנועים, ממסרים וכו '.

הערה: רוצה לראות כיצד השתמשתי ב- Pumpkin Pi בתצוגת ליל כל הקדושים שלי? בדוק את תצוגת ליל כל הקדושים לשעת המכשפות שלי.

שלב 1: דברים שתצטרך

כדי ליצור מחדש את ה- Pumpkin Pi תזדקקו לכלים והרכיבים הבאים:

כלים

• מלחם
• רב מטר
• מספרי תיל
• מברג (השתמשתי בלהב שטוח קטן עם אבני הטרמינל שלי)
• מקדחים ומקדחים (השתמשתי בסיביות קרביד של 0.7 מ"מ ו -1.0 מ"מ)
• ערכת תחריט PCB

רכיבים

• 1x לוח PCB מנחושת (בערך 102 מ"מ X 70 מ"מ)
• נגדים 14x 1kΩ
• נגדים 2x10kΩ
• 1x 4k7Ω נגד
• 1x קבלים (אופציונלי)
• 1x אדום 5 מ"מ LED ונגד הגבלת זרם מתאים
• 12x LEDs צהובים 5 מ"מ עם נגד משולב לאספקת 12V
• 3x מערכי טרנזיסטור זוגות NL Darlington זוג ULN2074B
• שקע IC 3-כיווני
• 1x שקע DC
• 1x כותרת דו כיוונית
• 2x כותרת זכר 2x40 פינים 2x20
• 7x 3-Way 5mm אנכי PCB הר בורג טרמינל
• 1x חיישן PIR (אופציונלי)

הפטל פטל

תזדקק גם ל- Raspberry Pi (או שניים) עם כל מה שצריך כדי לנצל את ה- Pi. זה כולל את ספק הכוח של Pi, כרטיס MicroSD ותוכנת Raspbian. לביצועי הווידאו הטובים ביותר הייתי ממליץ על Raspberry Pi 3.

להפעלת וידאו נשתמש ב- OMXPlayer עם ה- OMXPlayer-Wrapper (אבל עוד על כך בהמשך!).

הערה: הוראה זו מניחה שיש לך ניסיון או ידע בעבודה באלקטרוניקה, הלחמה, ייצור PCB ו- Raspberry Pi. אם אתה מנסה אחת מהמיומנויות הללו בפעם הראשונה הייתי ממליץ לך להסתכל על כמה מהמשאבים הבאים:

• שיעור אלקטרוניקה. כולל מדריך תחילת העבודה ומכסה דברים כמו הלחמה ורכיבים בסיסיים.
• PCB Making Instructable על ידי ASCAS. מכסה את טכניקת ייצור העברת הטונר הנהוגה כאן.
• אם אתה רוצה ללכת רחוק יותר עם לוחות מעגלים, בדוק את שיעור העיצוב של מעגלים.
• כיתת פטל פטל. למד אודות ה- Raspberry Pi, למד כיצד להתקין וכיצד להשתמש בו.

שלב 2: האלקטרוניקה

יצירת המעגל

הדבר הראשון שתצטרך לעשות הוא ליצור מעגל. הדרך הקלה ביותר לייצר אותו מחדש היא לייצר את הלוח המודרני באמצעות שיטת העברת הטונר עם קובצי ה- PDF המעגל ההדפסה המצורף. אם לא ניסית את זה קודם זה הרבה יותר קל ממה שאתה חושב, ואתה צריך רק כמה פריטים כדי להתחיל. אני תמיד ממליץ על לוח המעגלים המותאם אישית (PCB Making) המותאם אישית על ידי ASCAS.

הערה: צירפתי גם את קובץ העיצוב PCB שיצרתי באמצעות DesignSpark.

תצטרך ברזל הלחמה וכמה מיומנויות הלחמה בסיסיות כדי להרכיב הכל על הלוח הלוח, יש הרבה מדריכים על הלחמה למקרה שאתה חדש בזה, יש גם שיעור אלקטרוניקה טוב להנחיה!

אם תהליך ייצור ה- PCB אינו מתאים לך, תוכל גם ליצור אותו מחדש על לוח רצועות (vero) או על לוח לחם (פרשתי את אב הטיפוס שלי, כפי שמוצג בתמונה למעלה). באבטיפוס שלי השתמשתי בטרנזיסטורים בודדים של זוג darlington זוג בניגוד למערכי הטרנזיסטור על מכשיר I. C. (מעגל משולב).

איך זה עובד

זהו בעצם לוח פריצה עבור ה- Pi שמחבר שתים עשרה מהסיכות GPIO של ה- Pi לטרנזיסטורים של זוג darlington NPN (בצורה של שלושה מערכי טרנזיסטורים). כאשר פלט ה- Pi הרלוונטי עולה גבוה, הוא מחליף את הטרנזיסטור להשלמת המעגל.

ישנם גם שני סיכות GPIO נוספות המקשרות את שני ה- Pis יחד באמצעות נגדים נפתחים הפועלים כגורמים מעוררים (עוד על כך בשלב 'תכנות ה- Pi' מאוחר יותר).

כיצד הוא מופעל

ה- Pumpkin Pi מופעל מספק כוח חיצוני של 12 וולט. בעזרת הטרנזיסטורים שבחרתי הוא מסוגל לעד 1.75 אמפר לכל פלט (או 1 אמפר במקרה זה בשל הבחירה שלי במסופי הברגים). ה- Pis מופעל באמצעות ספקי כוח משלהם, ה- Pumpkin Pi מבקש מעט מאוד יכולות הכוח של ה- Pi מכיוון שהוא משמש רק להחלפת טרנזיסטורים. המעגל כולל את האפשרות של קבל החלקה, אבל זה לא חיוני. השתמשתי ב- 2200uF בדירוג 16v (שזה מוגזם, אבל היה לי אותם ביד).

נוריות מחוונים ונגדים

יש שתים עשר נוריות חיווי פלט צהובות ונורית אחת של מצב חשמל אדום. הקפד להשתמש בנורית הגבלת הזרם הנכונה עם נורית הסטטוס האדומה שלך, שלי יש מתח קדימה של 3.2v וזרם קדימה של 20mA, אז בחרתי נגד 470Ω (מבוסס על זרם הכניסה של 12v). אם אינך בטוח כיצד לבחור את הנגד הנכון עבור הנורית שלך, עיין באשף המחשבון הזה.

אולי שמתם לב שאין במעגלים נגדים לכל אחת משנים עשר נוריות החיווי הצהובות. מכיוון שרציתי לחסוך מקום במחשב הלוח בחרתי בעיצוב להשתמש בלדים עם נגדים משולבים לאספקת 12 וולט.

Motion Trigger (חיישן PIR) וביטול

המעגל כולל אפשרות להפעיל תנועה. הוא משתמש בנגד משיכה, כך שבכל פעם שסיכת האזעקה (שכותרתה AL על הלוח הלוח) יורדת היא מעוררת פעולה. זה שימושי אם אתה רוצה שהפעלת הקישוט הדיגיטלי שלך תהיה מופעלת בתנועה.

המעגל כולל גם דריסת הדק. כשהביטול נמצא במצב סגור הוא קושר את הקלט לאדמה, ומאפשר לך להפעיל את הפעולה באופן ידני. השתמש בכותרת לעקיפת הדו-פינים עם מתג או 'מגשר'.

שלב 3: הגדרת ה- Raspberry Pi

התקנת Raspbian

כדי להתחיל בהגדרת ה- Raspberry Pi עליך להכין את כרטיס ה- MicroSD שלך עם התמונה של ה- Raspbian. הורד את התמונה האחרונה כאן (Raspbian Stretch הייתה הגרסה האחרונה בזמן הכתיבה).

כאשר כרטיס ה- MicroSD שלך מוכן, הכנס אותו לתוך ה- Pi והפעל אותו. סביר להניח שתרצה טלוויזיה, מקלדת ועכבר מחוברים בשלב זה. כברירת מחדל, ה- Pi אמור לאתחל במערכת ההפעלה השולחנית של GUI, אני ממליץ לך להגדיר את התאריך והשעה הנכונים ב- Pi שלך ואולי להתחבר ל- WiFi שלך.

בשלב זה אני בדרך כלל מוודא שקישוריות SSH מופעלת כדי שאוכל לגשת למסוף Pi דרך הרשת באמצעות PuTTy, ואז אני מגדיר את ה- Pi לאתחל ל- CLI (ממשק שורת הפקודה) כברירת מחדל במקום שולחן העבודה של GUI, אבל זה תלוי בך.

הערה: הוראה זו מניחה כי אתה כבר מכיר את Raspberry Pi, אם לא תוכל לעקוב אחר המדריך הרשמי של Raspberry Pi להתקנת תמונות מערכת הפעלה בסביבה שלך כאן: Windows, MacOS, Linux.

טיפ: אם אתה חדש לגמרי ב- Raspberry Pi אני ממליץ לך להסתכל על שיעור ההוראות הזה.

לאחר שה- Pi שלך פועל עם Raspbian וההגדרה הבסיסית הושלמה, אתה מוכן לגרום לו לפעול כנגן קישוט דיגיטלי התומך בהפעלת אודיו ווידאו. זכור שאם אתה משתמש בשני Raspberry Pi לפונקציונליות השמעה כפולה, יהיה עליך לחזור על כל השלבים הללו ב- Pi השני.

OMXPlayer-Wrapper עבור Python

כדי להפעיל את סרטוני הקישוט הדיגיטלי שלנו נשתמש ב- OMXPlayer. זה תומך בסרטונים ברזולוציה גבוהה (כולל HD) במספר פורמטי וידאו נפוצים. למרות ש- OMXPlayer כלול ב- Raspbian 'out-of-the-box', בכדי שזה ישחק יפה עם סקריפטים מותאמים אישית של פייתון, ניצור עליך להתקין את OMXPlayer-Wrapper.

לפני התקנת העטיפה אני ממליץ לעדכן את חבילות המערכת. הפעל את הפקודות הבאות ממסוף CLI (ה- Pi חייב להיות מחובר לאינטרנט כדי שזה יעבוד):

עדכן את רשימת החבילות של המערכת:

עדכון sudo apt-get

שדרג את כל החבילות המותקנות שלך לגרסאות העדכניות ביותר:

sudo apt-get dist-upgrade

ניקוי השטח המשמש להורדת חבילות עדכונים:

sudo apt-get clean

בשלב הבא תרצה להוריד את OMXPlayer-Wrapper עצמו. לשם כך הפעל את הפקודה הבאה, שוב ממסוף CLI כאשר ה- Pi מחובר לאינטרנט:

התקן את OMXPlayer-Wrapper:

sudo python3 -m pip התקן omxplayer -wrapper

למידע נוסף על עטיפת omxplayer עיין במסמכים כאן.

טיפ: אם אתה נתקל בשגיאות חיבור DBUS בעת ניסיון להפעיל סרטונים באמצעות OMXPlayer-Wrapper, נסה להתקין את python3-dbus באמצעות הפקודה הבאה:

sudo apt-get להתקין python3-dbus

הגדרות וטוויקים אחרים

פלט שמע ברירת מחדל

ה- Raspberry Pi תומך בהפעלת אודיו באמצעות HDMI או שקע 3.5 מ"מ. אולם אם ה- Pi יזהה שמכשיר ה- HDMI המחובר תומך באודיו, הוא יוגדר כברירת מחדל בהתקן HDMI. אם כמוני יש לך מכשיר HDMI בעל אודיו אבל אתה רוצה שבמקביל יציאת השמע שלך תהיה כברירת מחדל לשקע 3.5 מ"מ, תוכל לאלץ אותו לעשות זאת על ידי הוספת השורה הבאה לקובץ config.txt ב- Pi:

hdmi_ignore_edid_audio = 1

הגדר את פלט המסוף לריק

אם אינך רוצה שפלט הווידאו של ה- Pi יציג את מסך הקונסולה לאחר האתחול, תוכל להגדיר את המסוף ריק על ידי הוספת הדברים לקצה הקובץ /boot/cmdline.txt ב- Pi. שים לב שהוא פרמטר של פקודת ליבה וחייב להיות בשורת טקסט אחת:

consoleblank = 0