Tabela e kafesë Arduino LED e kontrolluar nga Bluetooth: 10 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Ky ishte projekti im i parë i vërtetë Arduino dhe është gjithashtu udhëzuesi im i parë, prandaj tregohuni të sjellshëm në komente:) Doja të provoja dhe t'u përgjigjesha pyetjeve që më morën pak kohë për të kuptuar dhe dhënë udhëzime të hollësishme, kështu që nëse jeni shumë të njohur me hobbyistin elektronikë atëherë me siguri mund të kaloni nëpër çdo hap, por nëse jeni i ri në këtë, duhet t'ju sigurojë gjithçka që ju nevojitet.

Qëllimi i projektit ishte krijimi i një ekrani 12 x 12 piksel në një tavolinë kafeje që mund të kontrollohet përmes bluetooth -it dhe të përdoret si dritë e ftohtë në dhomë/të luani lojëra në të.

Për këtë ndërtim do t'ju duhen këto pjesë:

1. Arudino Mega (ose klon)-https://www.amazon.co.uk/Arduino-Mega-2560-R3-Micr…
2. Arduino micro SD Card Shield (e kam përdorur këtë dhe i bashkova titujt) -
3. Kartë Micro SD - Çdo madhësi do të bëjë, por duhet të jetë e formatuar në FAT32
4. 5m WS2812B Rrip LED i drejtueshëm -
5. Moduli Bluetooth HC05 -
6. Furnizimi me energji 5 V 6 Amp-(e kam përdorur këtë por ka njëqind të tjerë në ebay)
7. Tabela IKEA LACK (hobiistët klasikë) -
8. Qasje në një prestar lazer për kompensatë 3 mm (ose një dorë shumë të qëndrueshme). Mund të porositni pjesë të prera me lazer në internet në vende të ndryshme (https://www.hobbytronics.co.uk/laser-cutting për shembull)
9. Bojë me llak të bardhë
10. Seksioni 2 m alumini T (1 1/2 x 1 1/2 x 1/8) -
11. Sipërfaqe xhami 450 mm x 450 mm x 6 mm (shumica e xhamave lokalë mund të presin copa të personalizuara për ju, por unë i kam përdorur këta djem
12. 1 x 100 mikro Farad Kondensator
13. 2 x 1k rezistencë
14. 1 x 2k rezistencë
15. 1 x potenciometër rrotullues linear
16. Kërcyes të ndryshëm (ndoshta një duzinë gjatë prototipimit)
17. Të paktën tre ngjyra të kabllove relativisht të trasha për bashkim (kjo mund të tërheqë disa rryma të mëdha, kështu që nuk do të rekomandoja telat e kërcyesit për fuqinë)
18. Stripboard për qarkun e brendshëm (mos u shqetësoni është shumë e thjeshtë)

Mjetet e kërkuara:

1. Një hekur bashkues + saldim
2. Një palë snips
3. Zhveshëset e telave
4. Një Dremel ose një bashkim pjesësh figure për të copëtuar tryezën. Kam përdorur këtë https://www.amazon.co.uk/gp/product/B0078LENZC/ref… me copa prerëse spirale

Hapi 1: Testi fillestar dhe paraqitja

Porta e parë e thirrjes është prerja e shiritit LED në gjatësinë që ju nevojitet. Kjo shirit LED është vërtet e lehtë për t'u përdorur sepse ka vetëm 3 kunja dhe e bën Arduino të bëjë punën e vërtetë. E ndava spinën në 12 pjesë secila me gjatësi 12 LED siç tregohet në figurë dhe i vendosa në pjesën e pasme të tryezës për të më ndihmuar të përfytyroj se ku po shkoja me këtë.

Më pas më mbetën disa LED, kështu që i lidha me një Arduino UNO që më duhej të provoja nëse funksiononin (mund të përdorni edhe Mega -n e përmendur në skicën e projektit). Për ta bërë këtë, unë preva dhe hoqa disa kokë nga meshkujt në meshkuj dhe i ngjita në jastëkët në fund të shiritit LED. Në shiritin WS2812 kam përdorur tela 5V është e kuqe, toka është e bardhë dhe të dhënat janë jeshile. Sigurohuni që t'i kushtoni vëmendje shigjetës drejtuese të shtypur në shiritin WS2812B në mënyrë që të mos provoni dhe dërgoni të dhëna në drejtim të gabuar. Lidhja linjën 5V me 5V në Arduino, Ground në GND dhe Data në pin 6 me një rezistencë 1k në seri. Mbani në mend se skema Fritzing e LED -ve WS2812B është paksa e ndryshme nga ato që kisha dhënë - mjafton të them, vetëm sigurohuni që të dhënat janë të lidhura me pin 6, Gnd është i lidhur me tokën dhe 5 është i lidhur me 5V.

Me kaq pak LED (5 ose më shumë), Arduino duhet të jetë mirë për të siguruar energjinë; megjithatë ju nuk mund të fuqizoni shumë pasi kur ato janë në ngjyrë të bardhë, LED -të tërheqin deri në 60mA secila dhe mund të mposhtin shpejt Arduino.

Duke supozuar se keni Arduino IDE (nëse nuk e shkarkoni dhe instaloni) vendosni llojin e chipset -it në Arduino që keni dhe vendosni portën COM në atë që tregon një Arduino në opsionet. Tani shkarkoni bibliotekën FastLED dhe instalojeni (https://fastled.io/). Hapni shembullin më striptest.h dhe vendosni numrin e LED -ve në skicë sa të keni (më kishin mbetur 5). Godit verifikimin dhe (duke supozuar se gjithçka shkon mirë) ngarkojeni atë në Arduino dhe duhet të shihni që dritat në shiritin e vogël të ndizen dhe të ndryshojnë ngjyrën.

Hapi 2: Bashkimi i Matricës dhe Stripboard

Tani është koha për të filluar krijimin e matricës LED.

Pritini 11 gjatësi të shkurtra të secilës prej tre ngjyrave të telit që keni. Sigurohuni që ato të jenë mjaft të gjata për të kaluar nga fundi i një rripi në fillim të tjetrit. Kur vendosni shiritat LED, duhet të siguroheni që shigjeta e rrjedhës së të dhënave ndjek një gjarpër. Pasi të jetë vendosur, lidhni me kujdes çdo rresht të udhëhequr në rreshtin tjetër siç tregohet në figurë. Kjo është shumë më e lehtë nëse përdorni të njëjtën ngjyrë për secilin lloj lidhjeje.

Tani, më shumë bashkim, ne duhet të krijojmë stripboard që do të trajtojë energjinë nga furnizimi me energji elektrike. Kam bashkuar dy kolona në dërrasën e shiritit së bashku për 5V dhe GND në mënyrë që të trajtojë më mirë rrymën. Shihni skemën e bashkangjitur për qarkun që duhet të krijoni. Kur bashkoni kondensatorin, sigurohuni që skaji negativ të jetë ngjitur në shinën GND, jo atë 5V. Sapo të mbarojë stripboardi ne duhet të lidhim +VE dhe GND me shiritin LED dhe gjithashtu të përdorim gjysmën tjetër të kërcyesve që kemi prerë më herët për të lidhur Arduino me furnizimin me energji dhe stripboard. Tani do të ishte një kohë e mirë për të shtuar tabelën e ndarjes SD në Arduino, në mënyrë që të ruajmë skedarë në të dhe të lexojmë prej tij më vonë. Pasi të jetë vendosur bordi i ndarjes SD, ne mund të lidhim hekurudhën 5V me kunjin Vin dhe GND me çdo kunj GND në Arduino.

Së fundmi, ne mund të lidhim një potenciometër me hyrjen analoge A0 siç tregohet në mënyrë që të kemi një mënyrë për të kontrolluar shkëlqimin e LED -ve.

Pasi të jetë bërë e gjithë kjo, ne mund të ngarkojmë skicën më të hollë përsëri duke ndryshuar numrin e LED -ve në 144. Sigurohuni që të keni furnizimin me energji aktive para se të ngarkoni këtë skicë. Shpresojmë që të gjitha LED -të të ndizen në modelet e skicës më të hollë, në mënyrë që të dimë se gjithçka po funksionon.

Hapi 3: Integrimi i modulit Bluetooth

Pjesa e fundit e instalimeve elektrike tani, njësia HC05 lidhet me Arduino Mega siç tregohet në skemën. Sigurohuni që njësia HC05 të lidhet me portat Rx1 dhe Tx1 në mega - kjo e bën shumë më të lehtë programimin dhe shmang përdorimin e bibliotekës "softwareserial".

NB Njësia HC05 do të marrë ose 5V në ose 3.3V brenda dhe në përgjithësi funksionon me logjikë 3.3V kështu që e lidha atë me hekurudhën 3.3V. Disa udhëzime të tjera kanë treguar Tx (në Arduino) në Rx (në njësinë HC05) me një qark ndarës të mundshëm për të rrëzuar logjikën 5 V nga Arduino në nivelin amë për modulin HC05. Kjo është arsyeja pse kisha rezistencat 1k dhe 2k në listën e pjesëve; megjithatë, nuk u shqetësova dhe duket krejtësisht e lumtur në tryezën time:)

Hapi 4: Hacking i tryezës

Tani duhet të fillojmë të presim tryezën për t'i dhënë LED -ve dhe elektronikës sonë një shtëpi të re.

Së pari shënoni një katror 450 mm x 450 mm në mes të pjesës së sipërme të tavolinës LACK. Duke përdorur Dremel (ose një bashkim pjesësh figure) prerë katrorin sa më mirë që të mundeni për ta mbajtur atë drejt. Tani mund të heqim pjesën e sipërme dhe pjesët e brendshme të kartonit duke ju lënë me një tavolinë të zbrazur siç tregohet në foto. Duke përdorur përsëri Dremel, ne mund të shpojmë një vrimë në cep të pjesës së poshtme të tryezës, kështu që kemi diku për të kaluar kabllon kryesor.

Pasi të jetë përgatitur tryeza, ne mund t'i lidhim LED -et në pozicionet e duhura para se të kalojmë në hapat e ardhshëm. Më dukej e dobishme të sigurohesha që pajisjet elektronike ishin menjëherë pas çdo hapi, kështu që provoni përsëri skicën më të hollë.

Pasi të jeni të rehatshëm, gjithçka është në vendin e duhur, atëherë mund të shponi disa vrima të vogla për të montuar furnizimin me energji elektrike brenda buzës së tryezës duke përdorur bulona të vogla. Zgjodha të montoja Arduino jashtë tryezës, në mënyrë që të riprogramoj me lehtësi nëse dua, por është montuar me kokë poshtë në fund të tryezës dhe nuk është lehtë e dukshme. Unë gjithashtu montova potenciometrin në pjesën e poshtme të tryezës në mënyrë që kontrolli i shkëlqimit të duket i bukur dhe profesional.

Hapi 5: Pjesët e prera me lazer

Tani duhet të prezantojmë pjesët e prera me lazer që formojnë matricën e katrorëve, kështu që ne kemi përcaktuar piksele. Unë kam përfshirë skedarët dxf për pjesët e prera me lazer që formojnë matricën prej druri dhe gjithashtu imazhet e tyre në mënyrë që të dini se si duhet të duken. Ato janë bërë nga dy pjesë të veçanta, njëra shkon përgjatë secilës rresht LED dhe tjetra i kalon ato. Pjesët që kalojnë kanë një hendek prej 10 mm të lartë të prerë në pjesën e poshtme për të lejuar që telat të kalojnë. Ky hendek mund të zvogëlohet në 5 mm pasi duket se kam pak rrjedhje drite nga një piksel në tjetrin.

11 kopje të të dy pjesëve duhet të priten me lazer nga kompensatë 3 mm dhe pastaj t'i montoni ato për t'u siguruar që përshtaten në mënyrë korrekte. Pasi të jeni të lumtur, ndani përsëri matricën dhe spërkateni me të bardhë për të përmirësuar karakteristikat reflektuese të tryezës. Kur thahen vendosini përsëri së bashku dhe vendosini mbi LED. Mund të jetë pak më e vështirë për t'i bashkuar ato pas spërkatjes pasi ato tani janë pak më të trasha, por mos u shqetësoni, thjesht vendosni butësisht në vend para se të vendosni matricën në tryezë.

Hapi 6: Glediator

Tani kemi të gjithë harduerin e zbatuar, mund të fillojmë të shikojmë softuerin. Kam shkarkuar dhe instaluar softuer të quajtur Glediator për të krijuar animacione për LED (https://www.solderlab.de/index.php/software/glediat…). Udhëzimet e instalimit mund të jenë pak të vështira, por ndiqni nga afër faqen e internetit dhe duhet të jeni mirë. Ne gjithashtu duhet të shkarkojmë skicën nga faqja e internetit e Glediator për ta ngarkuar në Arduino (https://www.solderlab.de/index.php/downloads/catego…). Ne po përdorim LED WS2812B prandaj sigurohuni që të shkarkoni atë të duhurin (WS2812 Glediator Interface). Pasi ta hapni këtë skicë, ndryshoni NUMBER_OF_PIXELS në 144 dhe ngarkojeni atë në Arduino.

Pasi të instalohet Glediator mund të fillojmë të luajmë animacione në tryezë. Së pari ne duhet të vendosim madhësinë e matricës në 12 x 12 në programin Glediator dhe gjithashtu të vendosim llojin e daljes në HSBL - Gjarpri Horizontal (duke filluar) Nga poshtë majtas pasi kjo është mënyra se si i kemi lidhur LED -et dhe ndryshojmë rendin e ngjyrave në GRB (kjo është ajo për të cilën LED marrin të dhëna). Në skedën dalëse, hapni portën COM dhe matrica LED duhet të fillojë të shfaqë modelin LED në ekranin e mesëm të softuerit Glediator.

Ju mund të krijoni animacione dhe t'i regjistroni ato në një skedar.dat që ne mund t'i ngarkojmë në kartën SD që do të thotë që animacionet tuaja të preferuara mund të shfaqen në tryezë pa pasur nevojë që një kompjuter të lidhet. Ka disa mësime në internet në lidhje me këtë (https://hackaday.io/project/5714-glediator-from-sd… për shembull). Unë kam modifikuar disa burime të ndryshme të kodit për të punuar për këtë, kështu që kodi im duhet të jetë i mirë.

Kur ruani animacionet tuaja, sigurohuni që t'i ruani si "animX.dat" ku X është çdo numër nga 1-15. Ju mund të zbatoni më shumë duke ndryshuar disa rreshta në kodin tim.

NB- Kur regjistroni skedarë Glediator, softueri ka një defekt në të që do të thotë se nuk mban mend se si e lidhët shiritin LED. Në kodin tim kam zbatuar një funksion të thjeshtë për të ndryshuar rendin e rreshtave me numër çift që do të thotë se të gjitha shfaqen saktë

Hapi 7: Kontrolli Serial i Bluetooth

Vendosja e komunikimit bluetooth midis një smartphone dhe Arduino rezultoi çuditërisht e ndërlikuar, por ka disa hapa të thjeshtë që do ta bëjnë këtë shumë më të lehtë. Së pari, do t'ju duhet të shkarkoni një aplikacion për smartphone tuaj. Kam përdorur https://play.google.com/store/apps/details?id=com…. por ndoshta ka një ekuivalent të iphone (për të cilin duhet të paguani; p)

Ju mund të keni vënë re se moduli HC05 ka një çelës të vogël në të. Nëse e ndizni me këtë çelës të shtypur, ai hyn në modalitetin AT, që do të thotë se mund të pyesni parametrat në të dhe t'i ndryshoni ato nëse dëshironi.

Ngarko skicën e bashkangjitur në Mega dhe vendos normën serike në kompjuterin tënd në 9600. Shkëputeni energjinë nga njësia HC05 dhe më pas shtypni butonin mbi të kur ta rilidhni. Pulsimi tani duhet të jetë afërsisht një herë në dy sekonda - tani HC05 është në modalitetin AT.

Tani në monitorin serik mund të dërgojmë komanda te HC05 dhe të shohim përgjigjen e tij. Shtypni "AT" dhe shtypni send dhe duhet të shihni "OK" të kthehet në monitorin serik - tani e dimë që po dëgjon. Emri bluetooth i pajisjes mund të ndryshohet duke shtypur "AT+NAME = XYZPQR" ku XYZPQR është ajo që dëshironi që moduli të quhet. Unë e thirra timen LightWave. Kodi i paracaktuar për modulin bluetooth është 1234 (ose 0000), por ky mund të ndryshohet gjithashtu duke dërguar "AT+PSWD = 9876" për shembull. Së fundi, ne mund të ndryshojmë shkallën e komunikimit të HC05 duke dërguar "AT+UART = 38400". Kjo është norma e paracaktuar për shumicën e moduleve HC05, por e imja është vendosur ndryshe, kështu që është praktikë e mirë ta vendosni atë për të qenë të sigurt. Ka shumë më shumë detaje rreth këtyre komandave këtu: https://www.itead.cc/wiki/Serial_Port_Bluetooth_M… dhe ka edhe udhëzime për këtë hap që kanë shumë më tepër detaje https://www.instructables.com/id/Modify -The-HC-05-…

Tani mund të provojmë dërgimin e komandave në modul përmes një pajisje bluetooth. Së pari shkëputeni energjinë nga moduli HC05 dhe pastaj rilidheni atë. Duhet të shihni që shkalla e ndezjes së LED është shumë më e shpejtë - kjo do të thotë se tani është duke pritur për t'u çiftuar. Në smartphone tuaj, hapni aplikacionin Arduino Bluetooth Controller dhe gjeni modulin HC05. Nëse nuk e keni ndryshuar emrin, ka të ngjarë të quhet HC05 ose i ngjashëm. Kur ju jepen opsionet se si dëshironi të lidheni, zgjidhni modalitetin e terminalit. Tani provoni të dërgoni disa numra dhe tekst dhe të shihni nëse monitori serik në PC raporton se janë marrë. Shpresojmë se ata kanë kështu që ne mund të vazhdojmë, nëse jo ka shumë udhëzime që mund t'ju japin disa sugjerime (https://www.instructables.com/id/Bluetooth-Hc-05-W… për shembull).

Gjëja e fundit për të bërë këtu është të hartoni hyrjet e kontrolluesit në numrat me të cilët Arduino mund të bëjë diçka. Kam përdorur vlerat e mëposhtme:

Lart = 1, Poshtë = 2, Majtas = 3, Djathtas = 4, Fillimi = 5, Zgjidh = 6.

Hapi 8: Lojërat

Unë nuk marr asnjë meritë për kodin e lojës. Kam përdorur kodin burimor që gjendet këtu https://github.com/davidhrbaty/IKEA-LED-Tabela e shkruar nga davidhrbaty. Sidoqoftë, unë e kam modifikuar atë në disa mënyra të ndryshme:

1. Shtova një funksion të kufizimit të shkëlqimit bazuar në vlerën e potenciometrit në mënyrë që të mund të ndryshojmë shkëlqimin
2. E hoqa lojën e tullave sepse nuk arrita ta përpiloj
3. Ndryshova kodimin e ngjyrave të blloqeve tetris kështu që ato ishin të gjitha me ngjyra të ndryshme
4. Riorganizova menunë
5. Kam zbatuar një mundësi për të luajtur animacione nga karta SD
6. Shtova gjurmimin e rezultateve të larta dhe një opsion të shfaqjes së rezultateve të larta në menu

Kodi i bashkangjitur duhet të funksionojë menjëherë, por nëse jo sugjerimi im do të ishte heqja e lojërave që duket se po shkaktojnë mesazhe gabimi dhe verifikimi i kodit përsëri derisa të zbuloni se ku është problemi. Pastaj gradualisht shtoni përsëri në më shumë kompleksitet.

Autori origjinal i këtij kodi bëri një punë fantastike duke ndërtuar diçka që është vërtet modulare dhe e lehtë për tu shtuar. Nuk është aq e vështirë të shtosh në raste shtesë për të shtuar më shumë funksione në tabelë.

Opsionet në meny janë:

1. Kartë SD - Luan animacionet e ruajtura në kartën SD
2. Tetris
3. Gjarpër
4. Pong
5. Zare - Gjenerator nuber i rastësishëm midis 1 dhe 6
6. Animacion - Një koleksion animacionesh nga biblioteka FastLED
7. Stars Animation - EDIT - Tani kam zbatuar lojën e jetës të Conway në vend të kësaj animacioni
8. Animacion Ylberi
9. Rezultate të larta - Shfaq rezultate të larta për tetris dhe gjarpër

Para se të filloni të luani, duhet të krijoni dy skedarë txt në kartën SD, njëra e quajtur "teths.txt" dhe tjetra e quajtur "snkhs.txt". Në të dyja këto skedarë vendosni numrin 0 pastaj ruajini në dosjen rrënjësore të kartës SD. Këto janë skedarët e përcjelljes me rezultate të larta dhe do të azhurnohen sa herë që rezultati i lartë goditet. Nëse doni ta rivendosni atë, thjesht ndryshoni vlerat përsëri në 0 në një kompjuter.

Pasi të keni ngarkuar programin LED_table në Arduino mund të hapni monitorin serik dhe duhet të jeni në gjendje të shihni komandat bluetooth kur i dërgoni - në këtë mënyrë ju e dini që gjithçka po funksionon mirë.

Hapi 9: Shijoni

E tëra çfarë mbetet për të bërë është të ngarkoni kodin kryesor të tabelës LED në Mega dhe pastaj të kënaqeni duke luajtur dhe më njoftoni rezultatet tuaja të larta!

Unë jam ende duke pritur që pjesët e tavolinës të mbërrijnë (pjesa e aluminit T dhe xhami), por tryeza tani funksionon mirë dhe mund të luaj lojëra në të.

Më tregoni nëse keni ndonjë koment, modifikim ose vëreni ndonjë gabim që kam bërë.

Hapi 10: Përditësoni

Tani është përfunduar plotësisht!:)

Më në fund mora pjesën e aluminit T për tehun dhe bëra punën time më të mirë në zbutjen e nyjës (rezulton se 45 gradë është një nga këndet më të vështira), por është pothuajse plotësisht katror. Për pjesën e sipërme vendosa të marr një fletë xhami më të trashë (425 x 425 x 8mm) dhe e mbulova pjesën e poshtme duke përdorur llak për ngrirjen e xhamit Rustoleum. Kam përdorur shtresën e zakonshme (ngjitëse silikoni) për të bashkuar pjesët e sipërme dhe të këndit në mënyrë që të ketë pak përkulje në lidhjet nëse kërkohet.

Përditësim i përditësuar. Tani kam shtuar në lojën e jetës të Conway si opsioni 7 në menu dhe jo animacionin e yjeve pasi nuk e kam përdorur kurrë. Nëse nuk e dini se çfarë është kjo lojë, kërkoni në Google, por në thelb është një lojë me zero lojtarë e cila tregon evolucionin bazuar në tre rregulla të thjeshta. Loja e jetës e Conway

Përditëso^3. Unë kam bërë disa modifikime në kod në mënyrë që tani të përfshijë një rregullim të metave në lidhje me zbehjen e LED -ve të kuqe dhe gjithashtu përfshin një animacion të pemës së Krishtlindjes si Opsioni 11 në Menu. Shijoni.