Drita e tavolinës e kontrolluar nga Arduino/Aplikacioni: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Për këtë projekt doja diçka që do të më lejonte të mësoja më shumë rreth elektronikës/softuerit, diçka në të cilën nuk jam futur akoma.. Vendosa që një dritë do të ishte një platformë e mirë për këtë.

Dizajni që kam dalë ishte për një ndriçues i cili përmban rregullimin e ngjyrës dhe shkëlqimit. Në produkt, temperatura dhe shkëlqimi i ngjyrave të bardha të ngrohta në të ftohta kontrollohen përmes "topit", pozicioni dhe orientimi i tij i ndryshon ato në mënyrë të pavarur - një ndërveprim unik/argëtues.

Unë gjithashtu përfundova duke krijuar një Aplikacion (gjithashtu mund të sfidoj veten) për t'i rregulluar këto, si dhe duke shtuar funksione shtesë për të kontrolluar disa LED RGB dhe për të vendosur një alarm të lindjes së diellit. Alarmi i lindjes së diellit gradualisht rrit shkëlqimin mbi 30 minuta për t'ju ndihmuar të zgjoheni.

Meqenëse ky është projekti im i parë Arduino/Aplikacioni, unë supozoj se patjetër që do të ketë mënyra më të mira për të bërë kodin, kështu që më bëni më të lehtë! Po fshihet, kështu që unë jam i lumtur. Nëse keni sugjerime për përmirësime etj do të ishte mirë të dëgjoni..

Të gjithë skedarët për këtë projekt (kodi i shpikës arduino/aplikacioni, grafika e aplikacioneve etj) dhe Apk -ja e Aplikacionit. mund të gjendet në këtë lidhje.

Unë e kam futur këtë në garat Raspberry Pi dhe FULL SPECTRUM LASER, kështu që nëse mendoni se një votë e denjë për të do të vlerësohej masivisht !!

Ajo që ju nevojitet….

Zgjedhje Përbërësit:

• Arduino Micro
• 12 Sensorë Linear Radiometrik të Efektit të Sallës
• DC Jack
• Furnizimi me energji 12V
• LED 2x 1W Cool White (6000K)
• LED 2x 1W të bardhë të ngrohtë (2800K)
• 4x Neopixel Adafruit RGB
• Shofer Sparkfun Picobuck 350mA me rrymë konstante
• Moduli Bluetooth HC06
• Prototip bordi
• Blloqe terminale
• Telat

Materiale:

• Materiale për prodhimin e mykut (kartoni ose silikoni, etj.)
• Rrëshirë poliuretani për derdhje
• Kompensatë

Materialet e konsumit:

• Saldator
• Bojë llak
• Letër zmerile
• Përzierja e gotave/trazuesve

Mjetet:

• Makine per ngjitjen e metalit
• Armë ngjitëse
• Pincë/kaçavida/thika etj.
• Prerës Laser

Softuer:

• Arduino
• Shpikësi i aplikacioneve MIT (i bazuar në ueb falas)
• Photoshop ose diçka për të krijuar grafikë aplikacioni

Hapi 1: Sensorët e Efektit Hall

Për kontrollin/ndërveprimin e produktit unë po kërkoja të dilja me diçka pak më ndryshe, jo vetëm një dial ose diçka.

Pas një hulumtimi të vogël në lloje të ndryshme të përbërësve elektronikë, gjeta sensorë linearë të efektit radiometrik të sallës. Këto janë në thelb një sensor që dalja ndikohet nga fushat magnetike. Zakonisht dalja e sensorëve është gjysma e tensionit të hyrjes. Sidoqoftë, kur një magnet sillet pranë tij, prodhimi ose do të rritet në tensionin e hyrjes ose do të bjerë në 0V (kufijtë e ngopjes) në varësi të faktit nëse është poli verior ose jugor i magnetit.

Kuptova se mund ta shfrytëzoja këtë për të më lejuar të kontrolloja dy cilësime të ndryshme në një sensor të vetëm të sallës - lindi ideja e "topit". Një magnet fshihet në topin e prerë me lazer dhe do të kontrollojë shkëlqimin ose temperaturën e ngjyrave në varësi të cilës skaj ishte përballur me sensorët. Shkoj në kodin Arduino më vonë, por në thelb i lexoj këta sensorë dhe kërkoj nëse prodhimi është rritur mbi një 'shkas të lartë' ose ka rënë nën 'shkas të ulët'. Unë përdor sensorë të shumtë të efektit të sallës për të më lejuar të hartoj një temperaturë të caktuar ngjyrash dhe vlerë ndriçimi në secilën, të cilat aktivizohen ndërsa rrëshqitni topin rreth harkut.

Hapi 2: Pajisje Elektronike

Hapi i parë i këtij projekti ishte lidhja e pajisjeve elektronike. Zgjodha të përdor një Arduino Micro pasi ka një numër të mirë të kunjave analoge të leximit - duke më lejuar të përdor sensorë të shumtë të efektit të sallës për të dhënë rezolucion të mjaftueshëm për rregullimin e cilësimit. Një furnizim me energji 12V DC ndahet midis fuqizimit të drejtuesit Arduino dhe LED.

Harku i kontrollit përdor 11 sensorë salle, me një tjetër të përdorur për të fikur dritën. Këto u lidhën në kunjat A0-> A5 dhe 4, 6, 8, 9, 10, 12. Ata ndajnë një hekurudhë/kunj të përbashkët 5v dhe tokësor.

LED -të që kam përdorur janë 1W dhe kërkojnë një drejtues konstant aktual. Sparkfun PicoBuck u përdor pasi jep një konstante 350mA deri në 3 kanale dalëse. Furnizimi 12V është i lidhur me kunjat e drejtuesve Vin. Shoferi ka kunja hyrëse për të kontrolluar PWM të daljeve, këto ishin të lidhura me kunjat 3 dhe 5 të Arduino.

Moduli bluetooth u lidh më pas. Bluetooth Rx-> Arduino Tx, Tx-> Rx dhe 5v. Terren.

LED janë montuar në një tabelë të veçantë. Dy LED të ftohtë të bardhë janë të lidhur në seri, siç janë ato të ngrohta. Këto lidhen me daljet 1 dhe 2 të drejtuesit. LED -të RGB janë Adopruit Neopixels; këto janë module të lidhura me zinxhir që mund të kontrolloni ngjyrën dhe shkëlqimin individualisht nga një kunj Arduino. Këto lidhen në kunjin 11 dhe kunjat 5V/tokëzues.

Hapi 3: Shpikësi i aplikacioneve

Për të krijuar Aplikacionin kam përdorur MIT App Inventor, i cili është falas dhe mjaft i lehtë për tu mësuar/përdorur. Së pari më duhej të krijoja ekranet/grafikat e aplikacioneve - kjo mund të bëhet në Photoshop etj. Kjo e bën më të lehtë në App Inventor nëse i keni të gjithë përbërësit që përbëjnë ekranet si imazhe/skedarë të veçantë.

App Inventor ka dy pamje, ka skedën "Designer" për gjërat vizuale të përparme dhe skedën "Blocks" për kodin.

Duke përdorur skedën "Designer", unë ndërtova ekranet e aplikacioneve. Një çështje që kam gjetur është se komponenti bluetooth nuk funksionon nëpër ekrane të shumta kështu që pas ekranit 'mirëseardhje' të gjitha të tjerat (lidhja, RGB, temperatura e ngjyrave, alarmi) janë krijuar të gjitha në të njëjtin ekran - në mënyrë efektive shtresa që ndez /fikur

Mjetet kryesore që kam përdorur janë për 'paraqitjen/shtrirjen' dhe 'kanavacën'. Një kanavacë është një zonë e ndjeshme në prekje që mund ta shfaqni si imazh.

Pasi të vendosen pamjet vizuale, është koha për të kaluar në skedën "Blocks" dhe për të shkruar kodin. Do ta përshkruaj shkurtimisht, por është ndoshta më e lehtë nëse e importoni skedarin tim në App Inventor dhe keni një lojë rreth vetes …

Këto blloqe të para janë për ekranet e lidhjes. Për të lejuar që Aplikacioni të përpiqet të lidhet automatikisht me modulin blu Arduinos, krijoj dhe vendos një ndryshore në adresën e HC06 tim. Unë përdor një kohëmatës për të ndryshuar imazhin e sfondit ndërsa është duke u lidhur. Nëse lidhja është e suksesshme, atëherë ngarkon ekranin e temperaturës me ngjyra. Nëse bluetooth nuk arrin të lidhet automatikisht, duhet të shtypni butonin 'lidheni me pajisjen'. Kjo do të sjellë një listë të të gjitha pajisjeve bluetooth që telefoni juaj mund të shohë. Komanda 'bluetoothclient1.connect' përdor adresën e pajisjes që zgjidhni nga ajo listë për t'u lidhur.

Këto blloqe kontrollojnë atë që ndodh kur prekni secilën nga butonat e menysë - ndryshoni midis RGB, temperaturës së ngjyrave dhe alarmit. Ndërsa preken, shtresat vizuale të zbatueshme ndizen dhe fiken. Domethënë kur prekni butonin e menysë RGB ai kalon imazhin e sfondit të kanavacës së butonave në ikonën e errët, ndez ekranin RGB dhe tjetri fiket.

Kontrolli i fuqisë dhe ndriçimit ndahet midis ekraneve RGB dhe temperaturës me ngjyra. Në mënyrë që Arduino të dijë cilat LED duhet të kontrollohen, duhet të tregoj se cili ekran është i ngarkuar. Një varg teksti në format (ekran)? dërgohet nga telefonat tuaj bluetooth duke përdorur komandën BluetoothClient1. SendText.

Ky bllok dërgon vargun (Fuqia)? sa herë që përgjohet butoni i energjisë.

Këto blloqe kontrollojnë rregullimin e temperaturës së ngjyrës. Kur prekni kanavacën, koordinata Y e pikës tuaj të prekjes përdoret për të vendosur ndryshoren 'cool'. Vlera Y nxitet nga madhësia e pikselit të kanavacës, kështu që në rastin tim një vlerë midis 0 dhe 450. Unë përdor shumëzuesin për ta kthyer atë në një vlerë të përdorshme PWM (0-255). Pastaj dërgoj një varg me atë vlerë dhe një identifikues në formën (Tempvalue) ?.

Blloqe të ngjashme si më sipër, por për kontrollin e shkëlqimit. Duke përdorur koordinatën X këtë herë dhe shumëzues të ndryshëm për të vendosur ndryshoren 'Bright' në një vlerë midis 10 dhe 100.

Këto blloqe janë për kontrollin RGB. Ekziston një komandë e quajtur 'GetPixelColor' që mund të përdoret për të marrë një vlerë RGB të pikselit që gishti juaj po prek. Ajo nxjerr vlerën me një shtesë prej 255 në fund për ndonjë arsye, kështu që unë bëj pak punë për ta futur vlerën në format (RGBredvalue.greenvalue.bluevalue.)? Përsëri kjo pastaj i dërgohet Arduino, por me RGB si identifikues në varg.

Seksioni tjetër i blloqeve është për cilësimet e alarmit. Blloku i parë kontrollon se çfarë ndodh kur prekni/tërhiqni diellin lart e poshtë. Përsëri, komandat "merrni aktuale X dhe Y" përdoren për të marrë një vlerë për vendin ku është gishti juaj dhe për të ndryshuar imazhin e sfondit në varësi të lartësisë së diellit. Pozicioni Suns gjithashtu drejton nëse alarmi është i aktivizuar ose i çaktivizuar, ky dërgohet me bluetooth.

Kur prekni ose përfundoni lëvizjen e diellit, shfaqet zgjedhësi i kohës për t'ju lejuar të vendosni një orë alarmi. Pjesa kryesore e këtij blloku tjetër është përdorimi i kohës aktuale për të përcaktuar se sa milisekonda ka deri në vendosjen e alarmit. Kjo vlerë më pas i dërgohet Arduino

Në hapin tjetër unë mbuloj sesi Arduino lexon dhe përdor vargjet …

Hapi 4: Kodi Arduino

Ashtu si me kodin e aplikacionit, unë do ta mbuloj këtë shkurtimisht….

Së pari i konfigurova të gjitha ndryshoret e mia, duke i caktuar sensorët dhe LED -të në kunjat e duhur. Dalja nga sensorët e efektit të sallës do të lexohet duke përdorur funksionin analogRead, duke dhënë një vlerë midis 0 dhe 1023. Siç është përshkruar më parë, del gjysma kur nuk ka magnetë të pranishëm, pra rreth 500. Unë përdor variablat e shkrepjes Low dhe High për të më lejuar që të rregulloni kur e di që top hokeji është mbi sensorin.

Neopixelët kërkojnë një bibliotekë në mënyrë që të përcaktohet këtu..

Konfigurimi i zbrazëtisë fillon serialet, për kunjat Micro the Rx/Tx (bluetooth) përdorin Serial1.. Kunjat më pas vendosen të jenë hyrje ose dalje dhe LED -të të fikura.

Tani është laku kryesor…

Ky seksion i parë po kontrollon nëse po merren të dhëna nga Aplikacioni. Serial1.available () është leximi i serialit dhe marrja e numrit të bajtëve në varg. Nëse është> 0 Unë i di të dhënat që vijnë.

Nëse ju kujtohet, të gjitha vargjet që dërgoj nga Aplikacioni përfundojnë me një pikëpyetje…. dmth (Bright100)?

Unë përdor funksionin.readStringUntil për të lexuar të dhënat serike deri në pikëpyetjen (Bright100) dhe për të vendosur ndryshoren BTstring në këtë. Unë kontrolloj nëse BTstring përfundon me një ')' për t'u siguruar që komandat e plota po merren. Nëse janë, atëherë laku BluetoothProgram thirret … kjo përshkruhet më poshtë..

Ky element tjetër kontrollon alarmin e lindjes së diellit. Në thelb, nëse alarmi është aktivizuar dhe koha është e saktë, atëherë do të fillojë të zbehet deri në LED. Për shkak të syrit të njeriut që percepton dritën në mënyrë logaritmike është më mirë të bësh çdo lloj zbehje të LED -ve lart/poshtë me një kurbë eksponenciale dhe jo lineare. Prandaj një ekuacion po nxit vlerat e PWM…

Për të shmangur ndërhyrjen e topit me kontrollin e aplikacionit, çaktivizohet kur përdorni aplikacionin. Për të riaktivizuar topin ju duhet ta zhvendosni atë nga produkti për 5 sekonda. Ky bit i kodit së pari kontrollon nëse të gjithë sensorët dalin në një vlerë të qëndrueshme (pa magnet) dhe pastaj fillon një kohëmatës. Kur të përfundojnë 5 sekonda, ndryshorja BTinControl kthehet në false.

Kodi për topin tani.. Së pari sensorët duhet të lexohen.

Nëse drita është aktualisht e fikur, ajo do të kontrollojë nëse ndonjëri nga sensorët janë mbi ose poshtë pikave të shkaktimit, domethënë topi është vendosur në hark. Nëse është, atëherë do të zbehet me LED -të e bardhë në cilësimin tuaj të fundit, pavarësisht se ku e vendosni.

Për të mbajtur LED të vendosur në cilësimin tuaj të fundit në vend që të azhurnoni në vlerat që lidhen me çfarëdo sensorë që shkakton, ndryshorja MovedSinceStandby është vendosur në false. Ky copë tjetër e kodit në thelb kontrollon nëse e keni lëvizur topin nga pozicioni i tij fillestar me një sasi të caktuar….

Nëse lëvizni topin, programi "MainProgram" thirret për të azhurnuar temperaturën e shkëlqimit/ngjyrës. Kjo përshkruhet më poshtë.

Pjesa e fundit në këtë lak kryesor kontrollon nëse topi është vendosur përsëri në bankën e gatishmërisë - është sensori 12 që lexon një vlerë mbi/nën një pikë nxitjeje. Nëse është kështu, zbehet LED përsëri..

Laku bluetooth:

Siç u përshkrua më lart kur të dhënat merren përmes bluetooth -it, vargu lexohet. Tani duhet të kontrollojmë se çfarë thotë ai varg…

Të gjitha vargjet përveç shkëlqimit, temperaturës së ngjyrave dhe RGB janë mjaft të lehta për tu trajtuar. Ju kontrolloni nëse BTstring është e barabartë me tekstin e dërguar nga Aplikacioni.

Nëse ju kujtohet, sa herë që ndryshoni ekranet në Aplikacion do të dërgojë një komandë bluetooth. Këtu ne pyesim për këtë dhe vendosim disa ndryshore në të vërteta ose të rreme, në mënyrë që të dimë se në cilin ekran jeni.

Vini re në fund të secilit seksion unë vendos ndryshoren BTinControl në të vërtetë dhe pastroj vlerën e BTstring.

Kur prekni butonin e energjisë në Aplikacion, ato do të zbehen LED -të lart ose poshtë. Variablat e vendosur më lart për cilin ekran jeni përdorur përdoren për të vendosur nëse kontrollohen LED -të e tyre RGB apo të bardhë.

Për shkëlqimin, temperaturën e ngjyrave dhe RGB më duhet të lexoj vargjet në një mënyrë paksa të ndryshme. Për shkak se pjesa numerike e vargut do të ndryshojë, pyes nëse vargu fillon me një nga identifikuesit jo me vargun e plotë, kështu që vetëm (E ndritshme këtu..

Tani më duhet të veçoj vlerën aktuale të shkëlqimit nga vargu. Formati i vargut të dërguar nga Aplikacioni është (Brightvalue) kështu që unë e di që vlera e shkëlqimit do të jetë midis 't' dhe ')'. Pozicioni i 't' do të mbetet konstant, gjithmonë do të jetë karakteri i 7 -të në varg. Por për shkak se vlera e shkëlqimit mund të jetë midis 10 dhe 100 pozicioni i ')' do të ndryshojë. Unë përdor komandën.indexOf për të kuptuar se ku është ')', çfarë karakteri është dhe pastaj mund të përdor komandën.substring për të lexuar vargun midis karakterit të 7 -të dhe pozicionit të karakterit ')'. Kjo më lë vetëm me vlerën e shkëlqimit që mund të përdor për të rregulluar RGB ose LED të bardhë në varësi të ekranit.

Rregullimi i temperaturës së ngjyrave është një proces i ngjashëm me atë të mësipërm, por vlera do të jetë midis 'p' dhe ')' kësaj radhe …

Për rregullimin RGB kemi tre vlera për të nxjerrë nga vargu, por është përsëri një proces i ngjashëm. Nga aplikacioni marrim vargje në formën (RGBvalue.value.value)

Kështu që unë e di se vlera e kuqe do të jetë midis 'B' dhe ndalesës së parë të plotë. Vlera e gjelbër është midis ndalesave të para 1/2 dhe vlera blu është midis ndalesës së 2 -të dhe ')'.

Pasi të kemi vlerat, neopixles vendosen në ngjyrën e re …

Këtu ne kontrollojmë nëse alarmi është duke u aktivizuar ose çaktivizuar. Nëse koha e alarmit ndryshon, do të na dërgohet një varg me numrin e milisekonda nga tani deri në alarm. Përsëri kjo vlerë nxirret nga vargu dhe për të qenë në gjendje të kontrollojmë nëse është koha për të filluar lindjen e diellit, duhet të vendosim një ndryshore në kohën aktuale (milis).

Kontrollet e topit:

Siç është përshkruar më parë nëse topi (magneti) është një drejtim më lart ai do të çojë daljen e sensorit të sallës nën këmbëzën e ulët dhe nëse në anën tjetër mbi këmbëzën e lartë.

Kjo ju lejon të kontrolloni shkëlqimin dhe temperaturën e ngjyrave në të njëjtin hark.

Vlerat e sensorëve lexohen. Nëse ndonjëra prej tyre është më e vogël se vlera e ulët e nxitësit, atëherë ne po rregullojmë temperaturën e ngjyrave. Ka 11 sensorë nën zonën e harkut, daljet e të cilëve nga ana e tyre do të shkojnë nën pikën e shkaktimit ndërsa topi lëviz mbi to. Çdo sensor ka një vlerë PWM për LED -të e ftohtë dhe të ngrohtë kundër tij, duke filluar me sensorin 1 në 100% të ngrohtë, 0% të ftohtë dhe duke punuar në të 11 -in me 0% të ngrohtë, 100% të ftohtë.

Kontrolli i shkëlqimit bëhet në të njëjtën mënyrë.. duke kontrolluar nëse daljet e sensorëve janë mbi shkasën e lartë këtë herë dhe duke i dhënë secilit sensor një vlerë të peshimit të shkëlqimit.

Ky peshim i shkëlqimit shumëzohet më pas me vlerën e temperaturës së ngjyrës për të dhënë vlerën e përgjithshme të daljes. Duke ju lejuar të vendosni çdo temperaturë ngjyrash në çdo shkëlqim…

Hapi 5: Strehimi

1. Fillova duke bërë një myk nga kartoni për pjesën e poshtme të strehimit. Për të krijuar prerjet për zonën e kontrollit mora një copë lazer kompensatë të prerë në formën e harkut dhe përdor një monedhë 5p për bankën e gatishmërisë. Këto ishin ngjitur në mykun e kartonit, duke i kushtuar vëmendje për t'i vendosur ato në pozicionin e duhur që do të përputheshin me sensorët e efektit të sallës.
2. Tjetra ishte përzierja e rrëshirës poliuretani. Gjërat që përdor kanë një raport të thjeshtë 1: 1 dhe kurohen brenda rreth 20 minutash … kështu që duhet të punoni mjaft shpejt!
3. Derdhja fillestare ishte mbushja e pjesës së poshtme të mykut. Pas këtij grupi shtova një mur të brendshëm prej kartoni për të më lejuar të derdh muret anësore.
4. Për të krijuar pjesën e sipërme, në të cilën do të uleshin LED -të, unë preva dhe ngjita disa tuba/filxhanë plastikë në vend në një kënd. Dhe përsëri rrëshira u derdh dhe u lejua të fiksohet.
5. Tani strehimi ishte gati, më duhej të bëja disa vrima dhe t'i jepja një rërë të mirë poshtë.
6. Primeri u aplikua dhe më pas u spërkat me shtresën përfundimtare të bojës.

Hapi 6: Asambleja/Përfundimi

1. Një çarë për folenë DC u pre nga strehimi. Foleja është ngjitur më pas.
2. Bordi LED pastaj mund të vidhet poshtë në pjesën e sipërme, me telat që futen në pjesën e poshtme.
3. Telat nga priza LED dhe DC u vidhosën më pas në blloqet e sakta të terminalit.
4. Bordi kryesor është i dehur pastaj në strehim
5. Një copë kompensatë më pas vidhet për të mbuluar pjesën e poshtme të strehimit.
6. Gjëja e fundit është që të ngjisni 'topin' së bashku, duke u siguruar që të orientoni polet e magnetit me kapakun e duhur 'shkëlqimi' ose 'temp temp color'.

Në përgjithësi, drita funksionon mirë! Ka disa gabime në softuer për të hekurosur dhe LED -të RGB mund të jenë më të ndritshëm. Unë gjithashtu mund të shtoj një sensor të dritës së ambientit për të ndryshuar automatikisht temperaturën e ngjyrës, duke filluar 'e ftohtë' gjatë ditës dhe duke u ndryshuar në 'e ngrohtë' gjatë natës.

Urime për leximin!