Arduino/Tətbiqlə İdarə Edilən Masa İşığı: 6 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Bu layihə üçün elektronika/proqram təminatı haqqında özümə daha çox şey öyrətməyimə imkan verəcək bir şey istədim, hələ də daxil olmadığım bir şey.. Bir işığın bunun üçün yaxşı bir platforma olacağına qərar verdim.

Düşündüyüm dizayn, rəng və parlaqlıq tənzimləməsi olan bir işıqlandırıcı üçün idi. Məhsulda, isti -soyuq rəngli ağ rəng temperaturu və parlaqlığı 'disk' vasitəsi ilə idarə olunur, mövqeyi və istiqaməti bunları müstəqil olaraq dəyişir - olduqca bənzərsiz/əyləncəli bir əlaqə.

Bunları tənzimləmək üçün bir App (özümə də meydan oxuya bilər) yaratmağı, həmçinin bəzi RGB LED -lərini idarə etmək və günəş çıxışı həyəcanı qurmaq üçün əlavə funksiyalar əlavə etməklə sona çatdım. Günəşin çıxması siqnalı, yuxudan oyanmanıza kömək etmək üçün 30 dəqiqədən çox parlaqlığı artırır.

Bu mənim ilk Arduino/Tətbiq layihəm olduğundan, kodu yerinə yetirmək üçün mütləq daha yaxşı yolların olacağını düşünürəm, buna görə də mənimlə asanlaş! İşləyir, buna görə xoşbəxtəm. Təkmilləşdirmə və s. Haqqında təklifləriniz varsa, eşitmək yaxşı olar.

Bu layihə üçün bütün fayllar (arduino/app ixtiraçı kodu, tətbiq qrafiki və s.) Və App apk. bu linkdə tapa bilərsiniz.

Mən bunu Raspberry Pi və FULL SPECTRUM LASER yarışmalarına daxil etdim, buna görə də layiqli olduğunu düşünürsənsə, bir səs kütləvi şəkildə təqdir ediləcəkdir !!

Nəyə ehtiyacınız var ….

Elec. Komponentlər:

• Arduino Micro
• 12 Xətti Radiometrik Zal Təsir Sensorları
• DC Jack
• 12V enerji təchizatı
• 2x 1W Sərin Ağ LED (6000K)
• 2x 1W İsti Ağ LED (2800K)
• 4x Adafruit RGB Neopixels
• Sparkfun Picobuck 350mA sabit cərəyan sürücüsü
• HC06 Bluetooth modulu
• Prototip lövhəsi
• Terminal blokları
• Tellər

Materiallar:

• Kalıp hazırlama materialları (karton və ya silikon və s.)
• Poliuretan tökmə qatranı
• Kontrplak

Sarf materialları:

• Lehim
• Sprey boya
• Zımpara
• Qarışdırıcı stəkanlar/qarışdırıcılar

Alətlər:

• Lehimleme dəmir
• Yapışqan silah
• Pense/tornavida/bıçaq və s.
• Lazer kəsici

Proqram təminatı:

• Arduino
• MIT App Inventor (pulsuz veb əsaslı)
• Photoshop və ya App qrafiki yaratmaq üçün bir şey

Addım 1: Hall Təsiri Sensorları

Məhsulun idarə edilməsi/qarşılıqlı əlaqəsi üçün yalnız bir yığım və ya başqa bir şey deyil, bir az fərqli bir şey ortaya çıxarmaq istəyirdim.

Müxtəlif növ elektron komponentlər üzərində bir az araşdırma apardıqdan sonra xətti radiometrik zal effekti sensorları tapdım. Bunlar əsasən maqnit sahələrindən çıxan bir sensordur. Sensorların çıxışı ümumiyyətlə giriş gərginliyinin yarısıdır. Ancaq bir maqnit yaxınlaşdırıldıqda, maqnitin şimal və ya cənub qütbündən asılı olaraq çıxış ya giriş gərginliyinə yüksələcək, ya da 0V -ə (doyma həddi) düşəcək.

Bir zal sensorunda iki fərqli ayarı idarə etməyimə icazə vermək üçün bundan istifadə edə biləcəyimi başa düşdüm - 'disk' fikri yarandı. Bir maqnit lazer kəsmə diskində gizlidir və hansı ucun sensorlarla üzləşdiyindən asılı olaraq ya parlaqlığı, ya da rəng tempini idarə edir. Arduino koduna daha sonra daxil oluram, amma əslində bu sensorları oxuyuram və çıxışın 'yüksək tetikleyicinin' üstünə çıxdığını və ya 'aşağı tetikleyicinin' altına düşüb -düşmədiyini axtarıram. Hər birində müəyyən bir rəng istiliyi və parlaqlıq dəyərini xəritələməyə icazə vermək üçün çoxlu zal effektli sensorlar istifadə edirəm ki, bu da diskləri qövs ətrafında sürüşdürərkən işə düşür.

Addım 2: Elektronika Təchizatı

Bu layihənin ilk addımı elektronik cihazlarını birləşdirmək idi. Arduino Micro istifadə etməyi seçdim, çünki oxşar ox oxları çoxdur - ayar tənzimlənməsi üçün kifayət qədər qətnamə vermək üçün birdən çox zal effekti sensoru istifadə etməyə imkan verir. 12V DC enerji təchizatı Arduino və LED sürücüsü arasında bölünür.

Nəzarət qövsündə 11 zal sensoru istifadə olunur, digər 1 işığı söndürmək üçün istifadə olunur. Bunlar A0-> A5 və 4, 6, 8, 9, 10, 12 sancaqlarına bağlandı. Ümumi 5v və yerüstü ray/pin paylaşırlar.

İstifadə etdiyim LED 1W -dir və sabit bir cərəyan sürücüsü tələb edir. Sparkfun PicoBuck, 3 çıxış kanalına 350mA sabit bir sürət təmin etdiyi üçün istifadə edildi. 12V təchizatı sürücü pin pinlərinə qoşulur. Sürücünün çıxışların PWM -ni idarə etmək üçün giriş pinləri var, bunlar Arduinonun 3 və 5 -ci pinlərinə qoşuldu.

Sonra Bluetooth modulu qoşuldu. Bluetooth Rx-> Arduino Tx, Tx-> Rx və 5v.round.

LED -lər ayrı bir lövhəyə quraşdırılmışdır. İki soyuq ağ LED, isti olanları olduğu kimi ardıcıl olaraq bağlanır. Bunlar sürücünün 1 və 2 -ci çıxışlarına qoşulur. RGB LED -lər Adafruit Neopixels; bunlar tək bir Arduino pinindən rəngini və parlaqlığını idarə edə biləcəyiniz zəncirvari modullardır. Bunlar pin 11 və 5V/torpaq pinlərinə bağlanır.

Addım 3: App Inventor

Tətbiqi yaratmaq üçün MIT App Inventor -dan istifadə etdim, pulsuz və öyrənilməsi/istifadəsi olduqca asandır. Əvvəlcə tətbiq ekranlarını/qrafiklərini yaratmaq məcburiyyətində qaldım - bu fotoshopda edilə bilər və s. Ayrı -ayrı şəkillər/fayllar kimi ekranları təşkil edən bütün komponentlərə sahibsinizsə App Inventor -da işinizi asanlaşdırır.

App Inventor -un iki görünüşü var, ön tərəfdəki vizual əşyalar üçün 'Dizayner' nişanı və kod üçün 'Bloklar' sekmesi var.

'Dizayner' sekmesini istifadə edərək tətbiq ekranlarını qurdum. Tapdığım bir problem, bluetooth komponentinin birdən çox ekranda işləməməsidir, buna görə də "xoş gəldiniz" ekranından sonra qalanların hamısı (əlaqə, RGB, rəng tempi, həyəcan) eyni ekranda yaradılır - effektiv şəkildə açdığım təbəqələr /söndür.

İstifadə etdiyim əsas vasitələr 'layout/alignment' və 'canvas' üçün. Kətan, bir görüntü olaraq göstərə biləcəyiniz toxunuşa həssas bir sahədir.

Vizuallar qurulduqdan sonra 'Bloklar' sekmesine keçmək və kodu yazmaq vaxtıdır. Qısaca təsvir edəcəm, ancaq faylımı App Inventor -a idxal etsəniz və ətrafınızda bir oyun oynasanız, yəqin ki, daha asan olar …

Bu ilk bloklar əlaqə ekranları üçündür. Tətbiqə avtomatik olaraq Arduinos bluetooth moduluna qoşulmağa cəhd etməsinə icazə vermək üçün HC06 ünvanımı dəyişirəm. Bağlandıqda arxa plan şəklini dəyişdirmək üçün taymerdən istifadə edirəm. Bağlantı uğurlu olarsa, rəng temp ekranını yükləyir. Bluetooth avtomatik olaraq bağlana bilmirsə, 'cihaza qoşul' düyməsini basmalısınız. Bu, telefonunuzun görə biləcəyi bütün bluetooth cihazlarının siyahısını açacaq. 'Bluetoothclient1.connect' əmri, qoşulmaq üçün həmin siyahıdan seçdiyiniz cihaz ünvanından istifadə edir.

Bu bloklar, hər bir menyu düyməsinə toxunduğunuzda nə baş verdiyini nəzarət edir - RGB, rəng istiliyi və həyəcan. Toxunduqda, tətbiq olunan vizual təbəqələr açılır və sönür. Yəni RGB menyu düyməsinə toxunduğunuzda, düymələrin arxa planını qaranlıq işarəyə çevirir, RGB ekranını açar və digərini söndürər.

Güc və parlaqlıq nəzarəti RGB və rəng istiliyi ekranları arasında paylaşılır. Arduinonun hansı LED -lərin idarə olunacağını bilməsi üçün hansı ekranın yükləndiyini bildirməliyəm. Mətn sətri format (ekran)? BluetoothClient1. SendText əmrindən istifadə edərək telefonlarınız bluetooth tərəfindən göndərilir.

Bu blok simli (Güc) göndərir? güc düyməsinə hər dəfə toxunduqda.

Bu bloklar rəng temperaturu tənzimlənməsini idarə edir. Kətana toxunduğunuzda, toxunma nöqtənizin Y koordinatı 'sərin' dəyişənini təyin etmək üçün istifadə olunur. Y dəyəri kətanın piksel ölçüsü ilə idarə olunur, buna görə də mənim vəziyyətimdə 0 ilə 450 arasında bir dəyər var. Bunu istifadə edilə bilən bir PWM dəyərinə çevirmək üçün çarpan istifadə edirəm (0-255). Sonra bu dəyərə malik bir simli və formada bir identifikator göndərirəm (Tempvalue)?

Yuxarıdakı kimi oxşar bloklar, lakin parlaqlıq nəzarətinə aiddir. Bu dəfə X koordinatını və fərqli çarpanlardan istifadə edərək 'Bright' dəyişənini 10 ilə 100 arasında bir dəyərə təyin edin.

Bu bloklar RGB nəzarət üçündür. Barmağınızın toxunduğu pikselin RGB dəyərini əldə etmək üçün istifadə edilə bilən 'GetPixelColor' adlı bir əmr var. Nədənsə sonunda əlavə 255 ilə dəyəri çıxarır, buna görə də dəyəri formatlaşdırmaq üçün bir az iş görürəm (RGBredvalue.greenvalue.bluevalue.)? Yenə bu daha sonra Arduino -ya göndərilir, lakin simli bir identifikator olaraq RGB ilə.

Blokların növbəti bölməsi siqnalizasiya parametrləri üçündür. Birinci blok, günəşə yuxarı və aşağı toxunduğunuzda/sürüklədiyinizdə baş verənləri idarə edir. Yenə də 'cari X və Y al' əmrləri, barmağınızın olduğu yerə bir dəyər əldə etmək və günəşin hündürlüyündən asılı olaraq fon şəklini dəyişdirmək üçün istifadə olunur. Günəşin mövqeyi həm həyəcan siqnalı aktiv olsun, həm də söndürülsün, bu bluetooth ilə göndərilir.

Günəşə toxunduğunuzda və ya hərəkət etməyinizi başa vurduğunuzda, həyəcan vaxtı təyin etməyinizə imkan verən vaxt seçicisini gətirir. Bu növbəti blokun əsas hissəsi, həyəcan siqnalı verilənə qədər neçə milisaniyənin olduğunu öyrənmək üçün cari vaxtdan istifadə etməkdir. Bu dəyər daha sonra Arduinoya göndərilir

Növbəti addımda Arduinonun simləri necə oxuduğunu və istifadə etdiyini izah edəcəyəm …

Addım 4: Arduino Kodu

Tətbiq kodunda olduğu kimi bunu qısa şəkildə izah edəcəyəm ….

Əvvəlcə bütün dəyişənlərimi qururam, sensorlar və LED -ləri doğru sancaqlar üçün təyin edirəm. Zal effekti sensorlarından çıxan çıxış, 0 ilə 1023 arasında bir dəyər verən analogRead funksiyasından istifadə edərək oxunacaq. Daha əvvəl təsvir edildiyi kimi, maqnit olmadıqda, təxminən 500 -ə bərabərdir. diskin sensorun üzərində olduğunu bildikdə tənzimləyin.

Neopiksellər burada müəyyən edilmiş bir kitabxana tələb edir.

Boşluq qurğusu serialları işə salır, çünki Micro Rx/Tx pinləri (bluetooth) Serial1 istifadə edir. Sonra pinlər giriş və ya çıxış olaraq təyin olunur və LED söndürülür.

İndi əsas döngə…

Bu birinci hissə, tətbiqdən hər hansı bir məlumatın alındığını yoxlayır. Serial1.available () serialı oxuyur və simli baytların sayını alır. Bu> 0 olarsa, daxil olan məlumatları bilirəm.

Xatırlayırsınızsa, Tətbiqdən göndərdiyim bütün sətirlər sual işarəsi ilə bitir …. yəni (Bright100)?

Serial məlumatlarını sual işarəsinə (Bright100) qədər oxumaq və BTstring dəyişənini buna təyin etmək üçün.readStringUntil funksiyasından istifadə edirəm. Tam əmrlərin alındığından əmin olmaq üçün BTstring -in ')' ilə bitib -bitmədiyini yoxlayıram. Əgər belədirsə, onda BluetoothProgram döngəsi çağırılır … bu daha aşağıda təsvir edilmişdir.

Bu sonrakı bit günəş çıxışı siqnalını idarə edir. Əsasən siqnalizasiya aktivdirsə və vaxt düzgündürsə, o zaman LED -lər sönməyə başlayacaq. İnsan gözü işığı logarifmik olaraq qəbul etdiyinə görə, hər hansı bir LED -in xətti yox, eksponensial əyrisi ilə yuxarı/aşağı solması daha yaxşıdır. Beləliklə, bir tənlik PWM dəyərlərini idarə edir …

Diskin App nəzarətinə müdaxilə etməməsi üçün Tətbiqdən istifadə etdiyiniz zaman söndürülür. Diski yenidən aktivləşdirmək üçün məhsulu 5 saniyə kənara çıxarmalısınız.. Bu kod biti əvvəlcə bütün sensorların sabit bir vəziyyət (maqnit yoxdur) çıxarıb-çıxarmadığını yoxlayır və sonra bir taymer işə salır. 5 saniyə tamamlandıqda, BTinControl dəyişəni false olaraq təyin olunur.

Diskin kodu indi.. Əvvəlcə sensorların oxunması lazımdır.

İşıq hazırda sönürsə, sensorlardan hər hansı birinin tətik nöqtələrinin üstündə və ya altında olub olmadığını yoxlayacaq, yəni disk qövsə qoyulub. Əgər belədirsə, harada yerləşdirməyinizdən asılı olmayaraq ağ LED -ləri son parametrinizə qədər söndürəcəkdir.

LED -lərin tetikleyicisi olan sensorlar ilə əlaqəli dəyərləri yeniləmək əvəzinə sonuncu ayarı saxlamaq üçün MovedSinceStandby dəyişəni yanlış olaraq təyin olunur. Növbəti kod biti, diskin başlanğıc mövqeyindən müəyyən bir məbləğə köçürülüb -köçürülmədiyinizi yoxlayır ….

Diski hərəkət etdirirsinizsə, parlaqlığı/rəng tempini yeniləmək üçün 'MainProgram' çağırılır. Bu daha aşağıda təsvir edilmişdir.

Bu əsas döngədəki son bit, diskin yenidən gözləmə yuvasına yerləşdirilib -qoymadığını yoxlayır - sensor 12 -nin tətik nöqtəsindən yuxarı/aşağı bir dəyər oxumasıdır. Əgər belədirsə, LED yenidən sönür.

Bluetooth döngəsi:

Məlumat bluetooth vasitəsilə alındıqda yuxarıda təsvir edildiyi kimi, simli oxunur. İndi bu sətrin nə dediyini yoxlamalıyıq …

Parlaqlıq, rəng tempi və RGB -dən başqa bütün simlərlə işləmək olduqca asandır. BTstring -in Tətbiqdən göndərilən mətnə bərabər olub olmadığını yoxlayırsınız.

Xatırlayırsınızsa, Tətbiqdəki ekranları dəyişdirdiyiniz zaman bir bluetooth əmri göndərəcək. Burada bunun üçün sual veririk və bəzi dəyişənləri doğru və ya yanlış olaraq təyin edirik ki, hansı ekranda olduğunuzu bilək.

Hər bölmənin sonunda BTinControl dəyişənini doğru olaraq təyin etdiyimi və BTstring dəyərini təmizlədiyimi nəzərə alın.

Tətbiqdəki güc düyməsinə toxunduğunuzda LEDlər yuxarı və ya aşağı solacaq. Hansı ekranda olduğunuz üçün yuxarıda təyin olunan dəyişənlər, RGB və ya ağ LED -lərin idarə ediləcəyinə qərar vermək üçün istifadə olunur.

Parlaqlıq, rəng tempi və RGB üçün sətirləri bir az fərqli bir şəkildə oxumalıyam. Sətrin sayı hissəsi dəyişəcəyindən, simli tam simli deyil, identifikatorlardan biri ilə başlayacağını soruşuram, buna görə də (Burada parlaq..

İndi həqiqi parlaqlıq dəyərini simdən ayırmaq lazımdır. Tətbiqdən göndərilən sətrin formatı (Brightvalue) olduğu üçün parlaqlıq dəyərinin 't' ilə ')' arasında olacağını bilirəm. 'T' mövqeyi sabit qalacaq, hər zaman sətirdə 7 -ci simvol olacaq. Ancaq parlaqlıq dəyəri 10 ilə 100 arasında ola biləcəyi üçün ')' mövqeyi dəyişəcək. ')' Nin harada olduğunu, hansı xarakter olduğunu öyrənmək üçün.indexOf əmrindən istifadə edirəm və sonra.substring əmrini istifadə edərək 7 -ci simvol ilə ')' xarakter mövqeyi arasındakı sətri oxuya bilərəm. Bu, ekrandan asılı olaraq RGB və ya ağ LED -ləri tənzimləmək üçün istifadə edə biləcəyim parlaqlıq dəyərini mənə buraxır.

Rəng istiliyinin tənzimlənməsi yuxarıdakılara bənzər bir prosesdir, lakin bu dəfə 'p' ilə ')' arasında olacaq …

RGB tənzimlənməsi üçün simdən çıxarmaq üçün üç dəyərimiz var, amma yenə də oxşar bir prosesdir. Tətbiqdən simlər şəklində alırıq (RGBvalue.value.value)

Qırmızı dəyərin 'B' ilə ilk nöqtə arasında olacağını bilirəm. Yaşıl dəyər 1/2 nöqtə arasında, mavi dəyər isə 2 nöqtə ilə ')' arasındadır.

Dəyərlərə sahib olduqdan sonra neopikslər yeni rəngə qurulur …

Burada həyəcanın aktiv olub -olmadığını yoxlayırıq. Siqnal vaxtı dəyişdirilərsə, indidən siqnalizasiyaya qədər milisaniyələrin sayı olan bir simli alacağıq. Yenə bu dəyər simdən çıxarılır və günəşin doğma vaxtının olub olmadığını yoxlamaq üçün cari vaxta (milis) bir dəyişən təyin etməliyik.

Disk nəzarət:

Daha əvvəl təsvir edildiyi kimi, disk (maqnit) bir tərəf yuxarıdırsa, salon sensoru çıxışını aşağı tətikin altına, digər tərəfdən isə yüksək tətikin üstünə aparacaq.

Bu, eyni qövsdə həm parlaqlığı, həm də rəng tempini idarə etməyə imkan verir.

Sensorların dəyərləri oxunur. Onlardan biri aşağı tətik dəyərindən aşağıdırsa, rəng tempini tənzimləyirik. Qövs sahəsinin altında 11 sensorlar var ki, bu disklər onların üstündə hərəkət edərkən tətik nöqtəsinin altına enəcəkdir. Hər bir sensörün 100% isti, 0% sərinlik sensoru 1 -dən başlayaraq, 0% isti, 100% sərin 11 -ci ilə qədər işləyən sərin və isti LEDlər üçün PWM dəyərinə malikdir.

Parlaqlıq nəzarəti eyni şəkildə həyata keçirilir.. bu dəfə sensorların çıxışlarının yüksək tetikleyicinin üstündə olub -olmadığını yoxlamaq və hər bir sensora parlaqlıq ağırlıq dəyəri vermək.

Bu parlaqlıq çəkisi daha sonra ümumi çıxış dəyərini vermək üçün rəng tempi dəyəri ilə vurulur. İstənilən rəng istiliyini istənilən parlaqlığa təyin etməyə imkan verir …

Addım 5: Mənzil

1. Korpusun alt hissəsi üçün kartondan kalıp hazırlamağa başladım. Nəzarət sahəsi üçün girintilər yaratmaq üçün qövs şəklində kəsilmiş bir kontrplak lazer parçası aldım və 'gözləmə' doku üçün 5p sikkə istifadə etdim. Bunlar, salon effekti sensorları ilə uyğunlaşacaq doğru mövqedə olmalarına diqqət yetirərək karton qəlibə yapışdırıldı.
2. Sonrakı poliuretan qatranı qarışdırmaq idi. İstifadə etdiyim məhsullar sadə 1: 1 nisbətinə malikdir və təxminən 20 dəqiqə ərzində sağalır.. buna görə kifayət qədər tez işləməlisiniz!
3. İlkin tökmə kalıbın dibini doldurmaq idi. Bu dəstdən sonra yan divarları tökməyimə icazə vermək üçün içəri karton divar əlavə etdim.
4. LED -lərin oturacağı üst hissəni yaratmaq üçün bir az plastik borunu/fincanı bir açı ilə kəsib yapışdırdım. Və yenidən qatran töküldü və qoyulmasına icazə verildi.
5. İndi mənzil hazır idi, bir neçə deşik açıb yaxşı bir qum verməliydim.
6. Astar tətbiq olunduqdan sonra son boya lak ilə püskürtülür.

Addım 6: Məclis/Nəticə

1. DC yuvası üçün yuva korpusdan kəsildi. Sonra kriko yapışdırılır.
2. Daha sonra LED lövhəsi yuxarı hissədə vidalana bilər, tellər aşağı hissəyə keçir.
3. LED və DC jakından gələn tellər daha sonra düzgün terminal bloklarına vidalanmışdır.
4. Daha sonra ana lövhə korpusa vidalanır
5. Daha sonra gövdənin altını örtmək üçün bir kontrplak vidalanır.
6. Son şey, maqnitin dirəklərini düzgün 'parlaqlıq' və ya 'rəng tempi' son qapağı ilə istiqamətləndirdiyinizdən əmin olaraq 'disk' yapışdırmaqdır.

Ümumiyyətlə, işıq çox yaxşı işləyir! Proqramda ütüləmək üçün bir neçə səhv var və RGB LEDləri daha parlaq ola bilər. Rəng istiliyini avtomatik olaraq dəyişdirmək üçün gündüz "sərin" dən başlayaraq gecə "isti" olaraq dəyişmək üçün ətraf işıq sensoru da əlavə edə bilərəm.

Oxumağınız mübarək!