Bluetooth ilə idarə olunan DIY Ağıllı LED Dimmer: 7 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Bu Təlimat, ağıllı bir rəqəmsal dimmerin necə qurulacağını izah edir. Bir dimmer, evlərdə, otellərdə və bir çox binalarda istifadə olunan ümumi bir işıq açarıdır. Dimmer açarlarının köhnə versiyaları əl ilə idi və ümumiyyətlə işıq səviyyəsini idarə etmək üçün fırlanan bir keçid (potansiyometr) və ya düymələri özündə birləşdirirdi. Bu Təlimat, işığın intensivliyini idarə etməyin iki üsulu olan rəqəmsal dimmerin necə qurulacağını təsvir edir; bir smartfon və fiziki düymələr. İstifadəçi həm bir düymədən, həm də ağıllı telefondan parlaqlığı artıra və ya azalda bilər ki, bu iki rejim birlikdə sorunsuz işləyə bilər. Layihə SLG46620V CMIC, HC-06 Bluetooth modulu, düymələr və LED-lərdən istifadə etməklə həyata keçirilir.

SLG46620V CMIC -dən istifadə edəcəyik, çünki ayrı -ayrı layihə komponentlərini minimuma endirir. GreenPAK ™ IC -ləri kiçikdir və dizaynerə komponentləri azaltmağa və yeni xüsusiyyətlər əlavə etməyə imkan verən çox istifadəli komponentlərə malikdir. Bundan əlavə, sonradan layihənin dəyəri azalır.

SLG46620V, eyni zamanda kiçik bir çipdə bir SPI əlaqə interfeysi, PWM blokları, FSM və bir çox faydalı əlavə bloklar ehtiva edir. Bu komponentlər, istifadəçiyə bir Bluetooth cihazı və ya divar düymələri ilə idarə oluna bilən, uzun müddət qaralmağı dəstəkləyən və mikrokontrolör və ya bahalı komponentlərdən istifadə etmədən seçilən xüsusiyyətlərin əlavə edilməsini təmin edən praktik bir ağıllı dimmer qurmağa imkan verir.

Aşağıda, Bluetooth vasitəsilə idarə olunan ağıllı bir LED dimmer yaratmaq üçün həllin necə proqramlaşdırıldığını anlamaq üçün lazım olan addımları təsvir etdik. Ancaq proqramlaşdırmanın nəticəsini əldə etmək istəyirsinizsə, artıq tamamlanmış GreenPAK Dizayn Faylına baxmaq üçün GreenPAK proqramını yükləyin. GreenPAK İnkişaf Kitini kompüterinizə qoşun və Bluetooth vasitəsilə idarə olunan ağıllı LED dimmer yaratmaq üçün proqramı vurun.

Addım 1: Layihə Xüsusiyyətləri və Arayüzü

Layihənin xüsusiyyətləri:

1. İki nəzarət üsulu; mobil tətbiq və real düymələr.

2. İşıq üçün hamar açılma-keçid. Bu istehlakçının gözü üçün daha sağlamdır. Otellərə və digər xidmət sahələrinə müraciət edən daha lüks bir hiss verir.

3. Yuxu rejimi xüsusiyyəti. Bu tətbiq üçün əlavə dəyər olacaq. İstifadəçi bu rejimi aktivləşdirəndə işıq parlaqlığı 10 dəqiqə ərzində tədricən azalır. Bu, yuxusuzluqdan əziyyət çəkən insanlara kömək edir. Uşaq yataq otaqları və pərakəndə mağazalar üçün də faydalıdır (bağlanma vaxtı).

Layihə İnterfeysi

Layihə interfeysində GreenPAK girişləri kimi istifadə olunan dörd düymə var:

ON / OFF: işığı ON / OFF (yumşaq başlanğıc / dayandır).

YUKARI: işıq səviyyəsini artırın.

Aşağı: işıq səviyyəsini azaldın.

Yuxu rejimi: yuxu rejimini aktivləşdirərək işıq parlaqlığı 10 dəqiqə ərzində tədricən azalır. Bu, istifadəçiyə yatmazdan əvvəl vaxt verir və işığın bütün gecə AÇIQ qalmayacağına zəmanət verir.

Sistem xarici LED və yuxu rejimi LED göstəricisinə keçəcək bir PWM siqnalı çıxaracaq.

GreenPAK dizaynı 4 əsas blokdan ibarətdir. Birincisi, Bluetooth modulundan məlumat alan, sifarişləri çıxaran və idarəetmə qurğusuna göndərən UART qəbuledicisidir. İkinci blok, UART qəbuledicisindən və ya xarici düymələrdən gələn sifarişləri alan bir idarəetmə blokudur. İdarəetmə vahidi lazım olan hərəkətə qərar verir (AÇMA/KAPATMA, Artırmaq, azaltmaq, yuxu rejimini aktivləşdirmək). Bu bölmə LUT -lərdən istifadə etməklə həyata keçirilir.

Üçüncü blok CLK generatorlarını təchiz edir. Bu layihədə, PWM idarə etmək üçün bir FSM sayğacı istifadə olunur. FSM -in dəyəri 3 tezlik (yüksək, orta və aşağı) tərəfindən verilən əmrlərə uyğun olaraq (yuxarı, aşağı) dəyişəcək. Bu bölmədə üç tezlik yaradılacaq və tələb olunan CLK tələb olunan qaydada FSM -ə keçir; Açma/söndürmə əməliyyatında, yüksək tezlik FSM -ə yumşaq başlanğıc/dayandırmağa keçir. Karartma zamanı orta tezlik keçir. Aşağı tezlik FSM dəyərini daha yavaş azaltmaq üçün yuxu rejimində keçir. Sonra işıq parlaqlığı da yavaş -yavaş azalır. Dördüncü blok, xarici LED -lərə impulslar verən PWM blokudur.

Addım 2: GreenPAK Dizaynı

GreenPAK istifadə edərək dimmer qurmağın ən yaxşı yolu 8 bit FSM və PWM istifadə etməkdir. SLG46620 -də FSM1 8 bitdən ibarətdir və PWM1 və PWM2 ilə istifadə edilə bilər. Bluetooth modulu bağlanmalıdır, yəni SPI paralel çıxışı istifadə edilməlidir. 0 -dan 7 -ə qədər olan SPI paralel çıxış bitləri DCMP1, DMCP2 və LF OSC CLK, OUT1, OUT0 OSC çıxışları ilə qarışdırılır. PWM0, FSM0 (16 bit) çıxışını əldə edir. FSM0 255 -də dayanmır; 16383 -ə qədər artır. Sayaç dəyərini 8 bitlə məhdudlaşdırmaq üçün başqa bir FSM əlavə olunur; FSM1, sayğacın 0 və ya 255 -ə çatdığını bilmək üçün göstərici kimi istifadə olunur. FSM0, PWM nəbzini yaratmaq üçün istifadə edilmişdir. Eyni dəyərə sahib olmaq üçün iki FSM dəyərinin eyni anda dəyişdirilməsi lazım olduğundan, dizayn hər iki FSM -də əvvəlcədən təyin edilmiş, məhdudlaşdırılmış, seçilə bilən CLK -ya malik olduğu bir qədər mürəkkəb hala gəlir. CLNT -ni hər iki FSM -ə ötürmək üçün vasitəçi olaraq CNT1 və CNT3 istifadə olunur.

Dizayn aşağıdakı bölmələrdən ibarətdir:

- UART qəbuledicisi

- İdarə etmə modulu

- CLK generatorları və multipleksor

- PWM

Addım 3: UART Alıcısı

Əvvəlcə HC06 Bluetooth modulunu qurmalıyıq. HC06 ünsiyyət üçün UART protokolundan istifadə edir. UART Universal Asenkron Alıcı / Verici deməkdir. UART, məlumatları paralel və serial formatları arasında irəli və geri çevirə bilər. Paralel paralel alıcı və paralel serial çeviricini ehtiva edir, hər ikisi də ayrıca saatlanır. HC06 -da alınan məlumatlar GreenPAK cihazımıza ötürüləcəkdir. Pin 10 üçün boş vəziyyət yüksəkdir. Göndərilən hər bir simvol LOW aşağı başlanğıc biti ilə başlayır, sonra konfiqurasiya edilə bilən çox sayda məlumat biti və bir və ya daha çox məntiqi HIGH stop biti ilə başlayır.

HC06 1 START bit, 8 data bit və bir STOP bit göndərir. Varsayılan baud dərəcəsi 9600 -dir. Məlumat baytını HC06 -dan GreenPAK SLG46620V -nin SPI blokuna göndərəcəyik.

SPI blokunda START və ya STOP bit nəzarətləri olmadığından, bu bitlər SPI saat siqnalını (SCLK) aktiv etmək və söndürmək üçün istifadə olunur. Pin 10 aşağı düşdükdə, IC bir başlanğıc biti aldı, buna görə ünsiyyətin başlanğıcını təyin etmək üçün PDLY düşən kənar detektorundan istifadə edirik. Düşən kənar detektoru, SCLK siqnalının SPI blokunu izləməsinə imkan verən DFF0 saatıdır.

Baud sürətimiz saniyədə 9600 bitdir, buna görə SCLK müddətimizin 1/9600 = 104 µs olması lazımdır. Buna görə OSC tezliyini 2 MHz olaraq təyin etdik və CNT0 -ni tezlik bölücü olaraq istifadə etdik.

2 MHz - 1 = 0.5 µs

(104 µs / 0.5 µs) - 1 = 207

Buna görə də, CNT0 sayğacının dəyərinin 207 olmasını istəyirik. Məlumatların qaçırılmamasını təmin etmək üçün SPI blokunun vaxtında işlənməsini təmin etmək üçün SPI saatına yarım saatlıq bir gecikmə əlavə olunur. Bu, CNT6, 2-bit LUT1 və OSC blokunun Xarici Saatı istifadə etməklə həyata keçirilir. CNT6 -nın çıxışı, DFF0 saatlandıqdan sonra 52 µs -ə qədər yüksəlmir, bu da SCLK dövrümüzün 104 µs -un tam yarısıdır. Yüksələn zaman 2 bit LUT1 AND qapısı 2 MHz OSC siqnalının EXT-ə keçməsinə imkan verir. Çıxışı CNT0 ilə əlaqəli olan CLK0 girişi.

Addım 4: Nəzarət vahidi

Bu bölmədə əmrlər UART qəbuledicisindən alınan bayta və ya xarici düymələrdən gələn siqnallara görə icra ediləcək. 12, 13, 14, 15 pinləri giriş olaraq işə salınır və xarici düymələrə bağlanır.

Hər bir pin daxili olaraq bir OR qapısı girişinə, ikinci giriş isə SPI Paralel çıxışında görünəcək Bluetooth vasitəsilə smartfondan gələn müvafiq siqnalla bağlıdır.

DFF6 yuxu rejimini aktivləşdirmək üçün istifadə olunur, 2 bitli LUT4-dən çıxan kənarın çıxışı yüksək olduqda, DFF10 işıqlandırma vəziyyətini qorumaq üçün istifadə olunur və çıxışı hər yüksələn kənar ilə aşağıdan yuxarıya və əksinə dəyişir. 3-bit LUT10 çıxışından.

FSM1 8 bitlik sayğacdır; dəyəri 0 və ya 255-ə çatdıqda çıxışında yüksək bir nəbz verir. Nəticədə, FSM0 (16-bit) dəyərinin 255-i keçməsini maneə törətmək üçün istifadə olunur, çünki onun çıxışı DFF-ləri sıfırlayır və DFF10 vəziyyətini dəyişir. işıqlandırma +, - düymələri ilə idarə olunursa və maksimum/minimum səviyyəyə çatılıbsa.

FSM1 girişlərinə bağlı olan siqnallar, hər iki sayğacda sinxronizasiya etmək və eyni dəyəri saxlamaq üçün P11 və P12 vasitəsilə FSM0 -a çatacaq.

Addım 5: CLK Generatorları və Multiplexer

Bu bölmədə üç tezlik yaradılacaq, ancaq bir dəfə FSM -ləri bir anda işləyəcək. İlk tezlik 0 ilə P0 matrisindən alınan RC OSC -dir. İkinci tezlik, 0 -dan P1 matrisinə qədər gətirilən LF OSC -dir; üçüncü tezlik CNT7 çıxışıdır.

3 bit LUT9 və 3 bit LUT11, 3 bit LUT14 çıxışına görə bir tezliyin keçməsinə imkan verir. Bundan sonra seçilmiş saat CNT1 və CNT3 vasitəsilə FSM0 və FSM1 -ə ötürülür.

Addım 6: PWM

Nəhayət, FSM0 dəyəri PWM siqnalına çevrilərək, çıxış kimi başlanılan və xarici LED -lərə qoşulan pin 20 vasitəsilə görünür.

Addım 7: Android tətbiqi

Android tətbiqi, real interfeysə bənzər bir virtual idarəetmə interfeysinə malikdir. Beş düymə var; ON / OFF, YUKARI, AŞAĞI, Yuxu rejimi və Bağlan. Bu Android tətbiqi düymələri bir əmrə çevirə biləcək və əmrləri yerinə yetiriləcək Bluetooth moduluna göndərəcək.

Bu proqram heç bir proqramlaşdırma təcrübəsi tələb etməyən MIT App Inventor ilə hazırlanmışdır. App Inventor, proqramlaşdırma bloklarını birləşdirərək veb brauzerdən istifadə edərək Android OS cihazları üçün bir tətbiq yaratmağa imkan verir. Kompüterimdən Projects -> Import project (.aia) düyməsini basaraq və bu App Qeydinə daxil olan.aia faylını seçərək Tətbiqimizi MIT App Inventor -a idxal edə bilərsiniz.

Android tətbiqini yaratmaq üçün yeni bir layihəyə başlamaq lazımdır. Beş düymə tələb olunur: biri Bluetooth cihazları üçün bir siyahı seçici, digəri isə idarəetmə düymələridir. Bluetooth müştəri də əlavə etməliyik. Şəkil 6, Android Tətbiqimizin istifadəçi interfeysinin ekran görüntüsüdür.

Düymələri əlavə etdikdən sonra hər düymə üçün bir proqram funksiyası təyin edəcəyik. Düymələrin vəziyyətini göstərmək üçün 4 bitdən istifadə edəcəyik. Hər düymə üçün bir bit, buna görə də düyməni basdığınız zaman Bluetooth vasitəsilə fiziki dövrə müəyyən bir nömrə göndəriləcək.

Bu rəqəmlər Cədvəl 1 -də göstərilmişdir.

Nəticə

Bu Təlimat iki şəkildə idarə oluna bilən ağıllı bir dimmer təsvir edir; bir Android tətbiqi və real düymələr. GreenPAK SLG46620V içərisində bir işığın PWM -ni artırmaq və ya azaltmaq üçün proses axını idarə edən dörd ayrı blok təsvir edilmişdir. Əlavə olaraq, yuxu rejimi xüsusiyyəti tətbiq üçün mövcud olan əlavə modulyasiyanın nümunəsi olaraq təsvir edilmişdir. Göstərilən nümunə aşağı gərginlikdir, lakin daha yüksək gərginlik tətbiqləri üçün dəyişdirilə bilər.