Avtomatik Ev Pərdələri - MakerChips 'BluChip (nRF51 BLE) Modulu ilə Mini Layihə: 7 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Pəncərələrdən günəş şüası almaq istədiyinizi və ya pərdələri bağladığınızı düşünün, özünüzü pərdələrə yaxınlaşdırmaq üçün səy göstərmədən, daha doğrusu smartfonunuzdakı bir düyməyə toxunaraq. Avtomatlaşdırılmış Ev Pərdə Sistemi ilə, qiyməti 90 dollardan çox olmayan komponentlərlə buna nail olursunuz!

Github -da bu təlimata baxın

Addım 1: Dizayn

Avtomatlaşdırılmış Ev Pərdə Sisteminin mərkəzində MakerChips -in BluChip modulu dayanır.

BluChip, 16.6x11.15 mm -lik kiçik bir Bluetooth moduludur və BTLE vasitəsi ilə smartfonlara periferik olaraq xidmət edə bilər.

Bluetooth Low Energy (BTLE) ilə tanış olmaq üçün bura vurun.

Modul, həm Android, həm də Apple tətbiqlərində bir çox inteqrasiya olunmuş xüsusiyyətləri dəstəklədiyi üçün BLE tətbiqləri üçün əla bir platforma olan Nordic Semiconductors nRF51 SoC -dən ibarətdir.

Addım 2: BluChip Explorer Kit

Bu layihəni qurmaq üçün, MakerChips-dən BluChip Explorer Kitini 2 ayrı qutuda, biri CMSIS-DAP proqramçısı üçün, digərində isə 2 RGB LED, fotoşəkil rezistoru və CR2032 batareyası olan bir çörək taxtasında BluChip olan bir qutuda əldə etdim.

Diqqət yetirdiyiniz kimi, BluChip modulu son dərəcə kiçikdir və bu, kiçik quraşdırılmış aşağı güclü Bluetooth layihələri üçün mükəmməl edir. Çörək taxtasındakı cəmi 6x4 0.1 "başlıqların ayaq izinə uyğundur və lövhənin üstündə əlavə 0.05" başlıqları var, ticari olaraq FCC sertifikalı bir paket üçün olduqca təsir edicidir!

MakerChips veb saytından BluChip -in bəzi əsas xüsusiyyətləri bunlardır:

• 14 Əlçatan GPIO Pins
• ARM Cortex M0 32 bit prosessor və 256 KB flaş və 32 KB RAM
• 16.6 mm x 11.15 mm Ən kiçik çörək taxıla bilən Bluetooth ® modulu
• Enerji təchizatı 1.8V - 3.6V dəstəkləyir

• Bluetooth Xüsusiyyətləri

  • BTLE - Bluetooth Aşağı Enerji - (BLE, BT 4.1)
  • Bluetooth® və Yaponiya, FCC, IC keyfiyyətinə malikdir
  • İnteqrasiya edilmiş 32 Mhz Sistem Saatı
  • Çıxış gücü: +4dBm tipik
  • Tezlik: 2402 ilə 2480 MHz arasında

    İnteqrasiya edilmiş yüksək performanslı model antenası

  • Tək Modlu Bluetooth® Smart Slave/Master
• Dəstəklənən interfeyslər: SPI, UART, I2C və 8/9/10bit ADC

• İki proqramlaşdırma sancağı

  • .05 "başlıqları, CMSIS-DAP və J-Link cihazlarına asanlıqla qoşulur
  • .1 "çörək lövhələri ilə əlaqə qurmaq üçün başlıqlar
• Proqram tərəfindən idarə olunan qırmızı LED

Addım 3: NRF Connect Tətbiqi

BluChip kəşfiyyatçı qutusunu açan kimi, onun yanıb -sönən LED -lərlə canlandığını görürsünüz, elə deyilmi?

Bu BLE modulu ilə nələrin hazır olduğunu görmək üçün davam edək və nRF Connect tətbiqini Google Play və ya App Store -dan quraşdıraq.

Telefonumuzla BluChip -ə qoşulacağıq, buna görə də nRF Connect tətbiqini açın, qarşılama ekranına baxın və Bluetooth -u yandırmaq üçün Aktiv et vurun. Sonra, Tara vurun və tezliklə BluChip cihazınızın Skaner sekmesinin altında siyahıya alındığını öyrənəcəksiniz.

BluChip-ə həqiqətən qoşulmadan əvvəl, bir LED alaq və 026 (+ve) və 021 (-ve) sancaqlarının yanındakı çörək taxtasına yerləşdirək. LED dərhal yandırılmalıdır, çünki pin 026 3.3V (məntiq səviyyəsi YÜKSƏK), pin 021 məntiq LOW (Zəmin) dir.

Davam edin və smartfonunuzla BluChip arasında əlaqə qurmaq üçün qoşulun, sonra sizi tətbiqdəki cihazın müştəri sekmesine aparır.

BluChip müştəri nişanı cihazınızda mövcud olan bütün xidmətləri göstərir. Burada bizi maraqlandıran şey BlueChip GPIO Xidmətidir (Bilinməyən Xidmət olaraq siyahıya alınmışdır). Bunun üzərinə vurun və sonra GPIO Modulyasiya Xarakteristikasının (Naməlum Xarakterik olaraq siyahıya alınmışdır) yanındakı yuxarı baxan oxa vurun.

BluChip cihazınıza məlumat göndərmək imkanı verən bir yazma dəyəri açılır. Bizim vəziyyətimizdə, LED -i söndürmək istəyirik, buna görə də BYTE ARRAY -ın yanındakı oxu vurun və məlumat formatını UINT 8 olaraq dəyişdirin. Pin nömrəsini ilk dəyər olaraq göndərəcəyik, buna görə pin021 üçün 21 daxil edin. Pinin vəziyyətinin təyin ediləcəyi növbəti məlumat parçasını göndərmək üçün əlavə dəyər vurun (hex BYTE formatı). LED'i söndürmək üçün 021 pinini 3.3V (məntiq səviyyəsi yüksək) olaraq təyin edəcəyik, buna görə 01 daxil edin və Göndər vurun.

LED dərhal sönür! LED -i yenidən yandırmaq üçün pin021 -ə 0x00 (LOQ məntiqi səviyyəsi) dəyərini göndərin. Listelenen xarakteristikanın altında göründüyü kimi (0x) 15-01 göndərilən dəyəri göstərilir. {[(decimal UINT8) 21 = (hex BYTE) 0x15] + (hex BYTE) 0x01 => (hex BYTEs) 0x1501}

Bu dəyərləri bir ad verərək və sonra qənaət etmə vuraraq Yazma dəyəri açılan pəncərəsində saxlamağı seçsəniz, gələcəkdə asan GPIO modulyasiyası üçün ön ayarlar olaraq yükləyə bilərsiniz!

Addım 4: BluChip proqramlaşdırılması

Yuxarıdakı videodan telefonumdakı BluChip cihazının adının sizinkindən fərqli olduğunu fərq edərdiniz, buna görə öz zövqümüzə uyğun olaraq necə dəyişək?

BluChip -də işləyən proqram təminatı, ona qoşulmuş smartfonlar kimi BLE -dən Mərkəzi cihazlara (master) periferik cihaz (qul) kimi xidmət edir. Cihazımızın adını dəyişdirmək üçün, BluChip -in üzərindəki yanıb -sönən tətbiq proqramını araşdıraq.

BluChip Explorer dəstinə ARM Programmer (CMSIS-DAP) daxildir. MakerChips, CMSIS-DAP ilə BluChip-də yanıb-sönən proqram təminatının detalları haqqında düzgün bir təlimat təqdim etdi.

Firmware proqramını bir hex faylına yığmaq və onu yandırmaq üçün Keil, nRF51 Software Development Kit (SDK) və BluChip firmware proqramına ehtiyacımız olacaq. Davam edin və onları MakerChips-in BluChip-in CMSIS-DAP və Keil ilə proqramlaşdırılmasındakı "Proqram təminatı" bölməsindəki bağlantılardan yükləyin.

Keil'i quraşdırın, sonra "Hex Faylının Yaradılması" bölməsindəki 1-3 addımları izləyin.

Bu nöqtədə, bütün hədəf fayllarını yenidən quraraq 4 -cü addıma davam edə bilərsiniz.

"Core_cm0.h" ilə əlaqədar bir səhv alsanız, onu tərtib etmək üçün onun yolunu layihəyə əlavə etməlisiniz.

Sadəcə olaraq faylı axtarmalı və "\ komponentlər / toolchain / gcc" olan qovluğunu tapmalıyıq.

Bu yolu layihəmizə daxil edək. Hədəf Seçimlərini vurun, C/C ++ sekmesine keçin və sonra Şəkil 16 -da göstərildiyi kimi yolu daxil edin.

Lazımi asılılıqları daxil etdikdən sonra, layihəmiz tərtib edilir və "nRF51_SDK_10.0.0_dc26b5e / örnekler / ble_perifer / ble_app_ahc-master / bluchip / s110_with_dfu / arm4 / _buildnrf51422_xx" ünvanında xüsusi bir hex fayl olan tərtib edilmiş çıxışı görə bilərik.

Hex faylını BluChip-ə yandırmaq üçün "Hex faylının köçürülməsi" bölməsində 1-8-ci addımları izləyin.

Xüsusi bir cihaz adı ilə BluChip -ə firmware yüklədiyinizdən sonra, nRF Connect tətbiqini işə salın və cihazınızı axtarın. İndi bunun firmware proqramında DEVICE_NAME -də təyin etdiyiniz şeyin adını aldığını görəcəksiniz!

Növbəti addımda, Avtomatlaşdırılmış Ev Pərdə Sistemimizin aparat, elektronika və proqram təminatını qurmağa başlayacağıq.

Addım 5: Avtomatlaşdırılmış Pərdələrin Qurulması

Firmware -nin tərtib edilməsi və yanıb -sönmə prosesini nəzərdən keçirdikdən sonra, öz bluetooth pərdələrimizi qurmağa davam edək!

Pərdələri açan və bağlayan bir zamanlama kəmərini idarə etmək üçün bir step motor istifadə ediləcək. Step motoru, BluChip tərəfindən idarə olunacaq Half-H sürücü IC ilə idarə olunur.

Güc üçün, mühərrikə verilən 12V AC-DC gərginlik tənzimləyicisini, LM317 DC-DC gərginlik tənzimləyicisi ilə birlikdə BluChip və Stepper Driver IC-ni gücləndirəcək 12V-dan 3.3V-ə qədər azaltmaq üçün istifadə edəcəyik.

Öz BluChip modulunuzu MakerChips -in Tindie üzərindəki yeni mağazasından və ya MakerChips Veb saytından əldə edə bilərsiniz.

Avtomatik pərdələrin yığılmasına başlamaq üçün BluChip Explorer Kit -ə əlavə olaraq aşağıda sadalanan hissələri əldə edək:

• 12V 1A güc adapteri $ 3.40
• Barel Cek $ 0.68
• LM317T Gərginlik Tənzimləyicisi $ 0.80
• Rezistorlar (200 və 330 Ohm) $ 1.69
• L293D Stepper Sürücü $ 1.63
• Unipolar Stepper Motor $ 8.00 (və ya $ 1.66 <= bu kiçik unipolarını bipolyar stepperə dəyişdirin)
• 6mm Zamanlama Kəməri 7.31 dollar
• 6mm Gear $ 0.54 (və ya Thingiverse -dən 3D çap edilə bilər)
• 6mm Kasnak 1.17 dollar (və ya Thingiverse -dən 3D çap edilə bilər)
• Limit Switch x2 (isteğe bağlı) $ 1.34
• Layihə Qutusu (isteğe bağlı) $ 1.06
• Breadboard Jumper Wires 2.09 dollardır
• Dupont Jumper Telləri 2.80 dollardır
• Kauçuk Bantlar $ 1.13
• Qıvrım bağları $ 3.22
• 22 AWG Tel (isteğe bağlı) $ 1.22
• Fermuar bağları (isteğe bağlı) $ 0.63
• Boru kiçilt (isteğe bağlı) 1.97 dollar

Alətlər (isteğe bağlı):

• İsti Yapışqan Tabancası 3.75 dollar
• Lehim Dəmir 6.79 dollar

GitHub -dan Bill Amazon materiallarını yükləyin (Amazon)

Şəkil 20, əlavə etməyi seçdiyiniz xüsusiyyətlərdən asılı olaraq sistemi necə bağlayacağınızı göstərir. Daha dəqiq hərəkət etmək istəyirsinizsə, layihəyə limit açarları əlavə edərdiniz.

Limit açarları, BluChip -in açıldığı və ya bağlandığını bildirən pərdələrin son nöqtələridir. Limit Açarları olmadan, qarşıdakı "Firmware Konfiqurasiyası" bölməsində pərdələrinizin nə qədər irəlilədiyini göstərmək üçün proqram təminatını konfiqurasiya etməlisiniz.

Şəkil 20, həm də "Firmware Konfiqurasiyası" bölməsində konfiqurasiya edilə bilən gündüz və gecə aşkarlanmasına imkan verən əlavə bir foto rezistoru da əhatə edir.

Pərdələrinizin üstünə step motoru, kasnağı və zamanlama kəmərini quraşdıraraq aparatın montajına başlayın. (Şəkil 21)

Zamanlama kəmərini rezin bantla müvəqqəti olaraq gərginləşdirin. Daha sonra, layihəni bitirməzdən əvvəl, daimi saxlamaq üçün bir -birinə bağlayacaqsınız.

Pərdələri zamanlama kəmərinizə bağlamaq üçün kəmərin və pərdə çəngəlinin ətrafındakı Tel Bağlarını bağlayın.

Pərdələri kəmərə necə bağlayacağınız barədə daha yaxşı fikir əldə etmək üçün Şəkil 22 -ni izləyin. Sol pərdəni vaxt bağlama kəmərinin arxasına tel kəmərlə, sağ pərdəni də kəmərin önünə bağlayacaqsınız. tel bağlama ilə.

Kəməri bağladıqdan və pərdəni bağladıqdan sonra, onu idarə edəcək elektron dövrəni yığmağa və sınaqdan keçirməyə başlaya biləcəyimiz üçün step motorunu çıxarın. Şəkil 20 -ə.

Şəkil 20 -yə uyğun olaraq 200 və 330 ohm rezistorları daxil edin. Rezistorlar LM317 -nin çıxışını ~ 3.3V təmin edəcək şəkildə tənzimləyirlər. (Şəkil 24)

Atlama telini, sonra Şəkil 26 -da göstərildiyi kimi telli bir lövhə yuvasını daxil edin.

Güc adapterimizi elektrik prizinə bağlayaq və Şəkil 27 -də göründüyü kimi gərginliyi yoxlamaq üçün adapteri lülə yuvasına bağlayaq.

Doğru gərginliklər müəyyən edildikdən sonra, elektrik prizini çıxarın və Şəkil 20 -yə uyğun olaraq qalan çörək taxtası tullanan tellərini yerləşdirməyə başlayın.

Bundan sonra, bipolyar step motorumuzu L293d IC -yə bağlayacağıq.

Əvvəlcə Dupont keçid tellərini Şəkil 29 -da göstərildiyi kimi step motor konnektoruna yerləşdirin.

Hansı telin hara getdiyini bilmək üçün Şəkil 30 -dakı sxemə əməl edin.

Şematik olaraq göründüyü kimi, bir bobindən qaynaqlar L293D -nin Pin2 və Pin6 -na gedir. Digər bobindən gələnlər Pin11 və Pin14 -ə gedir.

Dəyişdirilmiş 28BYJ-48 bipolyar pilləli motor, Şəkil 31-də göründüyü kimi istifadə edilə bilən dörd rəngli teldən ibarətdir.

L293d -də mavi Pin3 -ə, Sarı -Pin -6 -a, Narıncı -Pin -11 -ə və Çəhrayı -Pin14 -ə Pin14 -ə tel bağlayırıq.

Əsas sxem artıq tamamlandı!

Limit açarlarını tətbiq etmək istəyirsinizsə, NO & C -ni 22AWG telə bağlayın. Digər tərəfdən, çörək taxtasına uyğun olan qurğular yaratmaq üçün DuPont atlayıcılarını bağlayın. (Şəkil 32)

Onları Şəkil 33 -də göstərildiyi kimi kauçuk bantlarla pərdə rayına bağlaya bilərsiniz və ya əlinizdə isti yapışqan silahı varsa, dəmir yolu ilə bağlaya bilərsiniz, sonra hərəkət etməməsi üçün yaxşı miqdarda isti yapışqan çəkin. ətrafında.

Onların harada yerləşdiriləcəyi barədə fikir əldə etmək üçün Şəkil 34 -ə baxın.

Pərdələrin ilk sol kancası ilə ikincisi arasında, bir pərdə rayının ən sol ucuna bərkidilir ki, pərdələr açıldıqda çəngəl açara basar və onu işə salar. Digər limit açarı, sola baxaraq birbaşa dəmir yolunun mərkəzinə yerləşdirilir. Beləliklə, pərdələr bağlandıqda aktivləşir.

Limit açarlarını Şəkil 20 -yə uyğun olaraq çörək taxtasına daxil edin.

Nəhayət, günəş çıxanda pərdələrinizin açılmasını və batanda bağlanmasını istəyirsinizsə, Şəkil 36 -da göstərildiyi kimi foto rezistoru bağlamalı və şəfəq vaxtı günəş işığına çıxa biləcəyi yerə yaxın qurmalısınız.

Çörək taxtası dövrə qurmağı bitirdikdən sonra hazır olun və firmware proqramını flaş etmək üçün proqramçınızı BluChip -ə qoşun. Firmware proqramını GitHub -dan yükləyin və əvvəllər etdiyiniz kimi SDK qovluğunuza çıxarın.

Github -dan ble_app_ahc.zip yükləyin.

Layihəni açın, sonra firmware -ni tərtib edin və BluChip -ə yükləyin.

Test etməzdən əvvəl çörək taxtasını bir qutuya bağlayacağıq və tellər və Pərdə Statusu LEDimiz üçün deşiklər edəcəyik.

Çörək taxtasını korpus qutusunun əsasına qoyun və tellər üçün bir açılış edin. Açılış, BluChip -in antenası vasitəsi ilə digər cihazlarla əlaqə qurması üçün də bir nöqtə olaraq xidmət edir. (Şəkil 37)

Qutunun yan tərəfində LED ölçüsündə bir çuxur qazın və üzərinə LED quraşdırın. LED -i Şəkil 20 -yə uyğun olaraq bağlayın.

Qoşma qutusunu pərdə rayının solunda, elektrik prizinə yaxın yerə quraşdırmaq üçün uyğun bir yer tapın. Motoru yenidən bağlayın və boşluq olmadığından əmin olun və zamanlama kəmərinin son gərginlik testini edin. (Şəkil 39)

İndi yığılmış sistemimizi sınamağın vaxtı gəldi. Güc adapterini daxil edin və nRF Connect tətbiqinizi yandırın. Curtains. BluChip adlı bir cihaz kəşf edəcəksiniz.

Ona qoşulun, UINT8 1 (Açıq pərdələr) dəyərini Bilinməyən xidmət altında Naməlum Xüsusiyyətə göndərin və pərdələrin açılmasına baxın!

Sisteminizi uğurla sınaqdan keçirdiyiniz üçün, BluChip -də şou işlədən bəzi kodların konfiqurasiyasına baxaq.

Addım 6: BluChip Firmware Konfiqurasiyası

Avtomatik Ev Pərdəsi firmware layihəsi əsasən 4 fayldan ibarətdir: main.c, ahc.c, ble_ahc_service.c & ble_ahc_service.h.

Elektronika və aparat qurarkən, avtomatlaşdırılmış sistemimizin dəqiqliyini artırmaq üçün limit açarları istəyəcəyimizi seçmək seçimimiz var idi.

Ahc.h kodunda LIMIT_SWITCHES üçün #define görə bilərik.

#Define LIMIT_SWITCHES ilə kod tərtib etmək və pərdələrin açıldığını və bağlandığını təyin etmək üçün hər iki limit açarından istifadə etməyə imkan verir.

Layihəniz üçün limit açarları daxil etməməyi seçdiyiniz təqdirdə #undef LIMIT_SWITCHES olaraq yenidən adlandırmaq lazımdır. Bu vəziyyətdə, pərdənin gedəcəyi məsafəni CURTAIN_OPEN_STEPS və CURTAIN_CLOSE_STEPS dəyişənlərində dəqiq tənzimləməlisiniz. Pərdə hərəkət məsafəsini uzatmaq və ya qısaltmaq üçün bu dəyərləri tənzimləyin.

Bir fotorezistor əlavə edərək digər seçim, #undef LDR -ni #define LDR olaraq dəyişdirərək aktivləşdirilə bilər. LDR, fotorezistor olaraq da bilinən İşıqdan asılı rezistor deməkdir. LDR -ni işə saldığımız zaman, fotorezist çöldə nə vaxt işıqlı və ya qaranlıq olduğunu bilir və günün əvvəlində və ya sonunda pərdələrinizi bağlamanıza və açmağınıza kömək edir.

Limit Açarları və Fotoresistoru konfiqurasiya etməklə yanaşı, pərdələri avtomatik açıb bağlamağa imkan verən digər əsas kod bloklarına da nəzər salaq.

Ble_ahc_service.c & ble_ahc_service.h sənədlərində telefonunuzdan məlumatları BluChip -ə ötürən kod var.

BluChip məlumatları aldıqda, 0 və ya 1 göndərildiyinə görə təhlil edir. Daha sonra vəziyyət LEDini aktivləşdirir, motor hərəkətini yerinə yetirir və sonra LED siqnalının tamamlanmasını deaktiv edir.

Ahc.h -dən ahc_init () funksiyası, əsas döngənin əvvəlində işləyir və BluChip -dəki bütün sancaqları işə salır.

Addım 7: Xülasə

Nəticə olaraq, bu BLE əsaslarını öyrənmək üçün son dərəcə əyləncəli və olduqca asan bir layihə idi. BluChip -in kəsmə modulunun bir çörək taxtasına möhkəm oturması, ətrafınızda qoya biləcəyiniz hər hansı bir çörək taxtasına prototip yazmağı həqiqətən asanlaşdırır.

Deyərdim ki, avtomatlaşdırılmış pərdələrimi düzəltdikdən sonra, ağıllı neopiksellər, rəqəmsal saat yaratmaq üçün bir OLED, ağıllı telefonla idarə olunan robot və bir çox digər aşağı güclü elektron layihələr də daxil olmaqla BluChip -i bağlamaq üçün başqa şeylər düşündüm. kompakt simsiz ünsiyyətə ehtiyac duyacaq fikirlər!

Elektronikaya və proqramlaşdırmaya böyük marağı olan hər kəs, BluChip -in təqdim etdiyi şeylərə, həmçinin layihələri daha da sərin olanlara çevirmək üçün BLE qurmaq və tətbiq etmək rahatlığına xoş təəccüblənəcəkdir.

İndiyə qədər, lazımlı avtomatlaşdırılmış Ev Pərdələrimdən zövq alacağam.