Bluetooth Nəzarətli Arduino LED Qəhvə Masası: 10 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu mənim ilk həqiqi Arduino layihəm idi və eyni zamanda mənim ilk təlimatçımdır, şərhlərdə nəzakətli olun:) Hobbiçi ilə çox tanışsınızsa, ətraflı təlimat vermək üçün vaxt ayıran sualları cavablandırmaq istədim. elektronika, ehtimal ki, hər bir addımı atlaya bilərsiniz, ancaq bu işdə yenisinizsə, sizə lazım olan hər şeyi təmin etməlidir.

Layihənin məqsədi, bluetooth vasitəsilə idarə oluna bilən və sərin bir otaqda işıq/oyun kimi istifadə edilə bilən bir sehpa içərisində 12 x 12 piksellik bir ekran yaratmaq idi.

Bu quruluş üçün bu hissələrə ehtiyacınız olacaq:

1. Arudino Mega (və ya klon)-https://www.amazon.co.uk/Arduino-Mega-2560-R3-Micr…
2. Arduino micro SD Card Shield (mən bunu istifadə etdim və başlıqları lehimlədim) -
3. Micro SD kart - İstənilən ölçüdə olacaq, ancaq FAT32 formatında olmalıdır
4. 5 m WS2812B Əlavə edilə bilən LED şeridi -
5. HC05 Bluetooth modulu -
6. 5 V 6 Amp Enerji təchizatı-(bunu istifadə etdim, amma ebayda yüz başqası var)
7. Ikea LACK masası (klassik həvəskarlar) -
8. 3 mm kontrplak üçün lazer kəsiciyə giriş (və ya çox möhkəm bir əl). Lazerlə kəsilmiş hissələri müxtəlif yerlərdə onlayn sifariş edə bilərsiniz (https://www.hobbytronics.co.uk/laser-cutting məsələn)
9. Ağ sprey boyası
10. 2 m alüminium T bölmə (1 1/2 x 1 1/2 x 1/8) -
11. 450 mm x 450 mm x 6 mm şüşə üst (əksər yerli şüşələr sizin üçün xüsusi parçalar kəsə bilər, amma mən bu adamlardan istifadə etdim
12. 1 x 100 mikro Farad kondansatörü
13. 2 x 1k rezistor
14. 1 x 2k rezistor
15. 1 x xətti fırlanan potansiyometr
16. Müxtəlif tullananlar (ehtimal ki, prototip hazırlama zamanı onlarla)
17. Lehim üçün ən az üç rəng nisbətən qalın kabellər (bu, bəzi böyük cərəyanları çəkə bilər, buna görə də güc üçün tullanan tellər tövsiyə etməzdim)
18. Daxili dövrə üçün zolaq (narahat olmayın, çox sadədir)

Alətlər tələb olunur:

1. Bir lehimləmə dəmiri + lehim
2. Bir cüt zibil
3. Tel çıxarıcılar
4. Masanı parçalamaq üçün bir növ Dremel və ya Yapboz. Bunu istifadə etdim https://www.amazon.co.uk/gp/product/B0078LENZC/ref… spiral kəsici bitlərlə

Addım 1: İlkin Test və Layout

İlk zəng nöqtəsi, LED şeridini lazım olan uzunluğa kəsməkdir. Bu LED şeridi istifadə etmək çox asandır, çünki yalnız 3 sancağa malikdir və Arduinonu əsl işi görməyə məcbur edir. Şəkildə göstərildiyi kimi makaranı hər biri uzunluğu 12 LED olan 12 hissəyə ayırdım və bununla hara getdiyimi görməyimə kömək etmək üçün masanın arxasına qoydum.

Ardından bir neçə LED -lərim qaldı, buna görə də onların işlədiklərini yoxlamaq məcburiyyətində qaldığım bir Arduino UNO -ya bağladım (layihə konturunda qeyd olunan Meqadan da istifadə edə bilərsiniz). Bunu etmək üçün bir neçə kişini kişi başlıqlarından kəsib soydum və LED şeridinin ucundakı yastiqlərə lehim etdim. İstifadə etdiyim WS2812 zolağında 5V tel qırmızı, torpaq ağ və məlumatlar yaşıldır. Məlumatları yanlış istiqamətə göndərməməyiniz üçün WS2812B zolağında yazılmış istiqamət oxuna diqqət yetirdiyinizə əmin olun. 5V xəttini Arduino, Ground to GND və Data üzərindəki 5V -ə 5k -ə 1k rezistorla 6 pinlə bağladım. WS2812B LED -lərinin Fritzing sxeminin çatdırdığımdan bir qədər fərqləndiyini unutmayın - yalnız məlumatların 6 pininə, Gnd -in yerə və 5 -in 5V -ə qoşulduğundan əmin olun.

Bu qədər az LED (5 və ya daha çox) ilə Arduino güc təmin etmək üçün yaxşı olmalıdır; tam ağ rəngdə olduqda LED -lərin hər biri 60mA -a qədər çəkə bilər və Arduino -nu tez bir zamanda aşa bilər.

Arduino IDE -yə sahib olduğunuzu (yükləməyib quraşdırmasanız), çipset növünü sahib olduğunuz Arduinoya qoyun və COM portunu seçimlərdə Arduino göstərənə qoyun. İndi FastLED kitabxanasını yükləyin və quraşdırın (https://fastled.io/). Striptest.h nümunəsini açın və eskizdəki LEDlərin sayını nə qədəriniz varsa qoyun (5 ədədim qaldı). Doğrulayın və (hər şeyin yaxşı olduğunu düşünürsünüzsə) Arduinoya yükləyin və kiçik zolaqdakı işıqların yandığını və rənginin dəyişdiyini görməlisiniz.

Addım 2: Matrix və Stripboardun lehimlənməsi

İndi LED matrisini yaratmağa başlamağın vaxtı gəldi.

Sahib olduğunuz üç rəngli telin hər birinin 11 qısa uzunluğunu kəsin. Bir zolağın sonundan digərinin əvvəlinə keçmək üçün kifayət qədər uzun olduğundan əmin olun. LED şeridlərini çəkərkən, məlumat axını oxunun bir ilanı izlədiyinə əmin olmalısınız. Bu düzəldildikdən sonra, hər bir led sırasını şəkildə göstərildiyi kimi bir -birinin ardınca diqqətlə lehimləyin. Hər bir əlaqə növü üçün eyni rəngdən istifadə etsəniz bu daha asan olar.

İndi, daha çox lehimləmə, elektrik şəbəkəsindən gələn enerjini idarə edəcək bir lövhə yaratmalıyıq. Stripboardda iki sütunu 5V və GND üçün birlikdə lehimlədim ki, cərəyanı daha yaxşı idarə etsin. Yaratmaq istədiyiniz dövrə üçün əlavə edilmiş sxemə baxın. Kondansatörü lehimləyərkən, mənfi ucun 5V deyil, GND rayına bağlandığından əmin olun. Stripboard bitdikdən sonra +VE və GND -ni LED şeridinə bağlamalı və Arduino -nu enerji təchizatı və lövhəyə bağlamaq üçün əvvəllər kəsdiyimiz atlayıcıların digər yarısını istifadə etməliyik. Faylları saxlaya biləcəyimiz və daha sonra oxuya biləcəyimiz üçün SD bölmə lövhəsini Arduinoya əlavə etmək üçün yaxşı bir vaxt olardı. SD qırılma lövhəsi yerində olduqdan sonra 5V rayını Vin pininə və GND -ni Arduino -dakı hər hansı bir GND pininə bağlaya bilərik.

Nəhayət, potensialiometrini göstərildiyi kimi analog giriş A0 -a qoşa bilərik ki, LED -lərin parlaqlığını idarə edə bilək.

Bütün bunlar edildikdən sonra yenidən LEDlərin sayını 144 olaraq dəyişərək striptest eskizini yükləyə bilərik. Bu eskizi yükləməzdən əvvəl enerji təchizatı aktiv olduğundan əmin olun. Ümid edirik ki, bütün LEDlər striptest eskiz nümunələrində yanmalıdır, buna görə də hər şeyin işlədiyini bilirik.

Addım 3: Bluetooth Modulu İnteqrasiyası

HC05 -in son naqili, sxemdə göstərildiyi kimi Arduino Mega -ya qoşulur. HC05 vahidinin mega üzərindəki Rx1 və Tx1 portlarına qoşulduğundan əmin olun - bu, proqramlaşdırmanı xeyli asanlaşdırır və "proqram təminatı" kitabxanasının istifadəsindən çəkinir.

NB. HC05 qurğusu ya 5V və ya 3.3V gücündə olacaq və ümumiyyətlə 3.3V məntiqlə işləyir, buna görə onu 3.3V rayına bağladım. Bəzi digər təlimatlar, Arduinodan 5 V məntiqini HC05 modulu üçün yerli səviyyəyə endirmək üçün potensial bölücü dövrə ilə Tx (Arduino -da) Rx -ə (HC05 vahidində) göstərdi. Parça siyahısında 1k və 2k rezistorlara sahib olmağımın səbəbi budur; Ancaq narahat olmadım və masamda çox xoşbəxt görünürəm:)

Addım 4: Masa Hacking

İndi LEDlərimizə və elektronikaya yeni bir ev vermək üçün masanı parçalamağa başlamalıyıq.

Əvvəlcə LACK masasının üst hissəsinin ortasında 450 mm x 450 mm ölçülü bir kvadrat işarələyin. Dremel (və ya yapboz) istifadə edərək, düz saxlamaq üçün bacardığınız qədər kvadrat kəsin. İndi yuxarıdakı və karton iç hissələrini şəkildəki kimi boş bir masa üstü ilə birlikdə çıxara bilərik. Yenidən Dremel istifadə edərək, masanın altındakı küncdə bir çuxur qaza bilərik, belə ki, elektrik kabelini keçmək üçün bir yerimiz var.

Cədvəl hazırlandıqdan sonra, növbəti addımlara keçməzdən əvvəl LED -ləri təxminən lazımi mövqelərə yapışdıra bilərik. Hər bir addımdan sonra elektronikanın düzgün olduğundan əmin olmağı faydalı hesab etdim, buna görə də yenidən striptest eskizini sınayın.

Rahat olduğunuzda hər şey öz yerindədir, sonra kiçik boltlardan istifadə edərək elektrik kənarını masanın kənarına bağlamaq üçün bir neçə kiçik delik aça bilərsiniz. Arduino'yu masanın xaricinə bağlamağı seçdim, istəsəm asanlıqla yenidən proqramlaşdıra bilərəm, ancaq masanın dibinə tərs quraşdırılıb və asanlıqla görünmür. Parlaqlıq nəzarətinin gözəl və peşəkar görünməsi üçün potensiometrini masanın altına keçirtdim.

Addım 5: Lazer kəsmə hissələri

İndi müəyyən edilmiş piksellərə sahib olmaq üçün kvadrat matrisini meydana gətirən lazer kəsmə hissələrini təqdim etməliyik. Taxta matrisi meydana gətirən lazer kəsmə hissələri üçün dxf sənədlərini və onların görünüşlərini daxil etdim ki, necə görünməli olduğunu biləsiniz. İki ayrı parçadan hazırlanmışdır, biri LED -lərin hər biri boyunca gedir, digəri isə onları keçir. Çarpaz olan hissələrin, naqillərin keçməsi üçün altdan kəsilmiş 10 mm yüksəklikdə bir boşluq var. Bir pikseldən digərinə bir az işıq sızması göründüyü üçün bu boşluq 5 mm -ə endirilə bilər.

Hər iki hissənin 11 nüsxəsi 3 mm kontrplakdan lazerlə kəsilməli və sonra düzgün şəkildə oturduğundan əmin olmaq üçün yığılmalıdır. Xoşbəxt olduqdan sonra, cədvəlin əks etdirici xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün matrisi yenidən ayırın və ağ rəngə səpin. Quruduqda onları yenidən bir yerə qoyun və LED -lərin üzərinə qoyun. Püskürtmədən sonra onları bir -birinə bağlamaq bir az daha çətin ola bilər, çünki indi bir az qalındır, ancaq matrisi masaya qoymadan əvvəl yumşaq bir şəkildə vurun.

Addım 6: Glediator

İndi proqram təminatına baxmağa başlaya biləcəyimiz bütün avadanlıqlar var. LEDlər üçün animasiyalar yaratmaq üçün Glediator adlı proqramı endirdim və quraşdırdım (https://www.solderlab.de/index.php/software/glediat…). Quraşdırma təlimatları bir az anlaşılmaz ola bilər, ancaq veb saytı yaxından izləyin və yaxşı olmalısınız. Arduinoya yükləmək üçün eskizi Glediator veb saytından da yükləməliyik (https://www.solderlab.de/index.php/downloads/catego…). WS2812B LED -lərindən istifadə edirik, buna görə düzgün olanı yüklədiyinizə əmin olun (WS2812 Glediator Arayüzü). Bu eskizi açdıqdan sonra NUMBER_OF_PIXELS -i 144 olaraq dəyişdirin və Arduinoya yükləyin.

Glediator quraşdırıldıqdan sonra masada animasiyalar oynamağa başlaya bilərik. Birincisi, Glediator proqramında matris ölçüsünü 12 x 12 olaraq təyin etməliyik və eyni zamanda LED -ləri bağladığımız və rəng sırasını GRB olaraq dəyişdirdiyimiz üçün çıxış növünü HSBL - Horizontal Snake (Start) Alt Sol olaraq təyin etməliyik. (LED -lər bunun üçün məlumat alırlar). Çıxış sekmesinde, COM portunu açın və LED matrisi, Glediator proqramının orta ekranında LED modelini göstərməyə başlamalıdır.

Animasiyalar yarada və onları SD karta yükləyə biləcəyimiz bir.dat faylına yaza bilərsiniz ki, bu da ən çox sevdiyiniz animasiyaların PC -yə qoşulmasına ehtiyac olmadan masada göstərilə bilər. Bu barədə onlayn olaraq bir neçə dərs var (məsələn, https://hackaday.io/project/5714-glediator-from-sd…). Bunun üçün bir neçə fərqli kod qaynağını dəyişdirdim, buna görə kodum yaxşı olmalıdır.

Animasiyalarınızı saxlayarkən, onları "animX.dat" olaraq saxladığınızdan əmin olun, burada X 1-15 arasında olan hər hansı bir rəqəmdir. Kodumdakı bir neçə sətri dəyişdirərək daha çox tətbiq edə bilərsiniz.

Qeyd- Glediator fayllarını qeyd edərkən, proqramda bir səhv var, yəni LED şeridini necə bağladığınızı xatırlamır. Kodumda, hamısının düzgün göstərildiyi mənasını verən cüt ədədlərin sırasını dəyişdirmək üçün sadə bir funksiya tətbiq etdim

Addım 7: Bluetooth Serial Nəzarəti

Bir smartfon və Arduino arasında bluetooth əlaqəsinin qurulması təəccüblü dərəcədə çətin oldu, lakin bunu çox asanlaşdıracaq bir neçə sadə addım var. Əvvəlcə smartfonunuz üçün bir proqram yükləməlisiniz. Https://play.google.com/store/apps/details?id=com… istifadə etdim. amma yəqin ki, bir iphone ekvivalenti var (bunun üçün ödəməlisiniz; p)

HC05 modulunda kiçik bir açarın olduğunu fərq etmiş ola bilərsiniz. Bu düyməni basıldıqda işə salırsınızsa AT rejiminə keçir, yəni parametrləri sorğu-suala tuta bilərsiniz və istəsəniz dəyişdirə bilərsiniz.

Əlavə edilmiş eskizi Mega -ya yükləyin və kompüterinizdəki serial sürətini 9600 olaraq təyin edin. HC05 cihazının gücünü kəsin və yenidən bağladığınız zaman üzərindəki düyməni basın. Yanıp sönmə təxminən hər iki saniyədə bir olmalıdır - indi HC05 AT rejimindədir.

İndi serial monitorda HC05 -ə əmrlər göndərə və cavabını görə bilərik. "AT" yazın və "Göndər" düyməsini basın və serial monitorunda "Tamam" ın geri döndüyünü görməlisiniz - indi dinlədiyini bilirik. Cihazın bluetooth adı, "AT+NAME = XYZPQR" yazaraq dəyişdirilə bilər, burada XYZPQR, modulun çağırılmasını istəyir. LightWave -ə zəng etdim. Bluetooth modulu üçün standart parol 1234 (və ya 0000) -dur, lakin məsələn "AT+PSWD = 9876" göndərməklə də dəyişdirilə bilər. Nəhayət, "AT+UART = 38400" göndərərək HC05 -in əlaqə sürətini dəyişə bilərik. Bu, əksər HC05 modulları üçün standart nisbətdir, lakin mənimki fərqli şəkildə qurulmuşdur, buna görə əmin olmaq üçün bunu etmək yaxşı bir təcrübədir. Burada bu əmrlər haqqında daha çox məlumat var: https://www.itead.cc/wiki/Serial_Port_Bluetooth_M… və bu addımla bağlı daha çox detallara malik olan təlimatlar da var https://www.instructables.com/id/Modify -HC-05-…

İndi bluetooth cihazı vasitəsilə modula əmrlər göndərməyi sınaya bilərik. Əvvəlcə HC05 modulunun gücünü ayırın və sonra yenidən qoşun. LED -in yanıp sönmə sürətinin daha sürətli olduğunu görməlisiniz - bu, indi cütləşməyi gözləyir. Smartfonunuzda Arduino Bluetooth Controller tətbiqini açın və HC05 modulunu tapın. Adı dəyişdirməmisinizsə, ehtimal ki, HC05 və ya bənzər adlandırılacaq. Bağlanmaq istədiyiniz variantlar verildikdə, Terminal rejimi seçin. İndi bəzi nömrələr və mətn göndərməyə çalışın və kompüterdəki serial monitorun alındığını bildirir. Ümid edirik ki, davam edə bilərik, əgər sizə bir neçə göstəriş verə biləcək çoxlu təlimat yoxdursa (məsələn, Burada ediləcək son şey, nəzarətçi girişlərini Arduinonun bir şey edə biləcəyi nömrələrlə xəritələməkdir. Aşağıdakı dəyərləri istifadə etdim:

Yuxarı = 1, Aşağı = 2, Sol = 3, Sağ = 4, Başlama = 5, Seçin = 6.

Addım 8: Oyunlar

Oyun kodu üçün heç bir kredit götürmürəm. Burada tapılan mənbə kodundan istifadə etdim https://github.com/davidhrbaty/IKEA-LED-Tablo tərəfindən yazılmış davidhrbaty. Ancaq bir neçə fərqli şəkildə dəyişdirdim:

1. Parlaqlığı dəyişə biləcəyimiz üçün potensiometr dəyərinə əsaslanan bir parlaqlıq məhdudlaşdırma funksiyası əlavə etdim
2. Kərpic oyununu yığa bilmədiyim üçün sildim
3. Tetris bloklarının rəng kodlarını dəyişdirdim, belə ki hamısı fərqli rəngdə idi
4. Menyu yenidən sifariş etdim
5. SD kartdan animasiyalar oynamaq üçün bir seçim tətbiq etdim
6. Menyuda yüksək bal izləmə və yüksək hesab göstərmə seçimi əlavə etdim

Əlavə edilmiş kod dərhal işləməlidir, amma olmasaydı, mənim təklifim səhv mesajlarına səbəb olan oyunları silmək və problemin harada olduğunu öyrənənə qədər kodu yenidən yoxlamaq olardı.

Bu kodun orijinal müəllifi, həqiqətən modul və əlavə etmək asan olan bir şey quraraq fantastik bir iş gördü. Cədvələ daha çox funksiya əlavə etmək üçün əlavə hallarda əlavə etmək o qədər də çətin deyil.

Menyudakı seçimlər bunlardır:

1. SD Kart - SD kartda saxlanılan animasiyaları oxuyur
2. Tetris
3. İlan
4. Pong
5. Zar - 1 ilə 6 arasında təsadüfi nuber generatoru
6. Animasiya - FastLED kitabxanasından animasiyalar toplusu
7. Stars Animation - EDIT - İndi bu animasiya əvəzinə Conway -in Həyat Oyununu həyata keçirmişəm
8. Göy qurşağı animasiyası
9. Yüksək Skorlar - Tetris və ilan üçün yüksək balları göstərir

Oynamağa başlamazdan əvvəl SD kartda biri "teths.txt", digəri "snkhs.txt" adlı iki txt faylı yaratmalısınız. Bu faylların hər ikisində 0 rəqəmini qoyun və sonra SD kartın kök qovluğunda saxlayın. Bunlar yüksək hesab izləmə sənədləridir və hər dəfə yüksək hesab döyüldükdə yenilənəcək. Sıfırlamaq istəyirsinizsə, bir PC -də dəyərləri yenidən 0 -a dəyişdirin.

LED_table proqramını Arduinoya yüklədikdən sonra serial monitoru aça bilərsiniz və göndərdiyiniz zaman bluetooth əmrlərini görə biləcəksiniz - beləliklə hər şeyin yaxşı işlədiyini bilirsiniz.

Addım 9: Zövq alın

Qalan şey, əsas LED masa kodunu Mega yükləmək və sonra oynamaqdan zövq almaq və yüksək ballarınızı mənə bildirməkdir!

Hələ də stolüstü hissələrin gəlməsini gözləyirəm (Alüminium T bölmə və şüşə), amma masa indi yaxşı işləyir və üzərində oyun oynaya bilərəm.

Hər hansı bir şərhiniz, düzəlişiniz varsa və ya etdiyim səhvləri görsəniz mənə bildirin.

Addım 10: Yeniləyin

İndi tamamilə tamamlandı!:)

Nəhayət, kənar üçün alüminium T hissəsinin çatdırılmasını götürdüm və birləşməni kəsmək üçün əlimdən gələni etdim (45 dərəcə daha çətin açılardan biridir), amma demək olar ki, tamamilə düzbucaqlıdır. Üst üçün daha qalın bir şüşə (425 x 425 x 8 mm) almaq qərarına gəldim və Rustoleum şüşə buzlanma spreyindən istifadə edərək altını buzladım. Lazım gələrsə, birləşmələrdə bir az əyilmək üçün üst və bucaq hissələrini birləşdirmək üçün adi dolgu (silikon mastik) istifadə etdim.

Yenilənmiş yeniləmə. İndi Conway -in Həyat Oyununa heç istifadə etmədiyim üçün ulduz animasiyasını deyil, menyuda 7 -ci seçim kimi əlavə etdim. Bu oyunun nə olduğunu bilmirsinizsə, Google, amma əsasən üç sadə qaydaya əsaslanan təkamülü göstərən sıfır oyunçu oyunudur. Conwayin Həyat Oyunu

Yeniləmə^3. Kodda bəzi dəyişikliklər etdim ki, indi qırmızı LED -lərin qaralması ilə əlaqədar bir səhv düzəlişi və həmçinin Menyuda Seçim 11 olaraq bir Milad ağacı animasiyasını ehtiva etsin. Zövq alın.