Raspberry Pi Light Pema e Krishtlindjeve Trego: 15 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Përditësim: Unë kam paraqitur një evolucion të azhurnuar të kësaj Peme për 2017 në këtë

Ky projekt përfshin përdorimin e një Raspberry Pi për të drejtuar 8 priza AC të lidhura me grupet e dritave të Pemës së Krishtlindjes. Dritat AC janë fije të thjeshta me një ngjyrë, por për t'i dhënë një gamë më dinamike shfaqjes së dritës ka edhe një yll LED të programueshëm RGB me 25. Një nga përfitimet e përdorimit të Raspberry Pi në vend të një kontrolluesi Arduino është se unë mund të nxjerr audion nga Raspberry Pi për të pasur dritat e caktuara me muzikë (për të mos përmendur përfitimin që ka një lidhje WiFi për të punuar në softuer në distancë) Me

Hapi 1: Materialet

Mbani në mend se materialet e mëposhtme janë ato që kam përdorur për këtë projekt. Në shumë raste mund të përdoren pjesë/zgjidhje alternative.

Këtu janë materialet që kam përdorur për këtë projekt:

Për kontrolluesin:

1. Raspberry Pi (B Model është ajo që kam përdorur)

   • Kartë SD
   • Përshtatës USB Wifi

2. Bordi i moduleve SainSmart 8 Channel 5V SSR - Amazon

   Unë i shmanga stafetat mekanike pasi tingulli i klikimit të ndërprerësit do të dëgjohet dukshëm, dhe ne shkuam tek SSR -të. Ky tabelë vlerësohet deri në 2 AMP për SSR, e cila është e mjaftueshme për të ndezur një sërë dritash të Krishtlindjeve

3. Telat Jumper - Mund të gjenden të lirë në Ebay
4. JST SM Plug + Receptacles - Adafruit
5. Rrotull 32 metrash tela (ose katër pjesë teli 8 ft)
6. Kabllo zgjatimi x 8
7. Blloku i shpërndarjes së energjisë x 2 - AdaFruit
8. Rrip energjie

9. Furnizimet me energji elektrike

   • 5 Volt, 3 Amper ose më shumë për të drejtuar LED dhe Pi
   • 5 Volt, 1 Amp ose më shumë për të drejtuar modulin SSR
10. Rrethim
11. Folësit

Për yllin:

1. LED 12mm RGB (fillesa prej 25) - Çipi AdafruitWS2801 në këtë produkt lejon që Pi thjesht të pulsojë fijen një herë në vend që të pulsojë vazhdimisht vijën për të mbajtur LED të ndriçuar.
2. Fletë plastike ABS për të mbajtur LED në vend - Walmart
3. Fletë lexan për të shpërndarë LED - Lowes
4. Bojë me llak të zi
5. Bojë me llak të bardhë
6. Dru

Për pemën:

1. Fijet e bardha 100 të lehta x 4
2. Fijet e bardha 50 të lehta
3. Fijet e kuqe 100 të lehta x 2
4. Gjelbër 100 fije dritë x 2
5. Blu 100 fije të lehta x 2

Hapi 2: Konfiguroni Raspberry Pi

Para se të zhyten në instalime elektrike, unë doja të aktivizoja Pi -in së pari për të provuar përbërësit ashtu siç ishin lidhur. Ky konfigurim është bërë para konfigurimit të rrethimit dhe përfshin Raspberry Pi të lidhur përmes energjisë USB me një monitor dhe tastierë. Qëllimi është që sistemi të konfigurohet në pikën që zhvillimi mund të vazhdojë në Pi në rrethim.

Instalimi i paracaktuar Pi nuk ka bibliotekat e nevojshme për të drejtuar siç duhet LED -et WS2801 në yll, kështu që unë instalova sistemin operativ AdaFruit's Occidentalis në Pi.

Pas instalimit të Occidnetalis u përfshi një konfigurim i vogël shtesë:

1) Konfiguroni Pi për të nisur në një Command Prompt (jo ndërfaqja GUI)

2) Vendosni ndërfaqen e rrjetit pa tel në Pi duke redaktuar/etc/network/interfaces. Sigurohuni që të zgjidhni një adresë IP statike në mënyrë që të hyni në një adresë të njohur për të punuar në Pi

3) Instaloni shërbimet Telnet dhe FTP.

4) Instaloni Pygame. Biblioteka përdoret në skriptet python për të luajtur skedarë MP3/WAV

Udhëzimet e hollësishme për instalimin/konfigurimin mund të gjenden lehtësisht përmes kërkimeve në Internet. Mjaft burime ekzistojnë në Pi online.

Pas kësaj pike unë mund të shkëpus çdo video jashtë dhe tastierë sepse Pi mund të jetë ju mund të regjistroheni nga distanca.

Hapi 3: Filloni të vendosni rrethimin

Unë nuk do të hyj në shumë detaje se si të ndërtoj rrethimin pasi është vetëm një kuti prej druri. Unë shpova mbajtëset me diametër 1.5 në skajet e rrethimit. Në të djathtë është vrima ku mbarojnë të gjithë litarët e zgjatjes dhe kordonin e yllit dhe e majta është vrima ku punohet shiriti i energjisë dhe dalja audio.

Komponentët e parë për t'u montuar janë shiriti i energjisë dhe Raspberry Pi. Për të fuqizuar Pi unë jam duke përdorur të njëjtin transformator 5V për të fuqizuar yllin dhe Pi (treguar në të gjelbër). Për shkak të kësaj unë kam fuqinë që shkon në një bllok terminali (e theksuar e bardhë) ku 5V shkon në telat e yjeve dhe në Pi

Pin 2 = 5V

Pin 6 = Ground

Pasi të lidheni ndizni energjinë dhe Pi duhet të ndizet dhe të jetë i arritshëm përmes Telnet si konfigurim në hapin e mëparshëm.

Hapi 4: Lidhja e Raspberry Pi me modulin e stafetës

Me të gjithë fikjen (Furnizimet me energji dhe Pi), lidhni 5 Volt me dy lidhësit e poshtëm të burimit të jashtëm të energjisë. Unë e drejtova këtë me një furnizim të dedikuar 5 Volt të bashkangjitur në rripin e energjisë. Kjo ndodh në mënyrë që Pi të mos ketë të gjithë ngarkesën e drejtimit të stafetës (shqetësimi është 8 stafetë të njëkohshëm të angazhuar) dhe në vend të kësaj mund të drejtojë vetëm një tranzistor për të përfshirë fuqinë e jashtme në stafetë.

Tani përcaktoni vendndodhjen e GPIO0 përmes GPIO7 në Raspberry Pi. Në modelin tim B që është:

GPIO0 = Pin 11

GPIO1 = Pin 12

GPIO2 = Pin 13

GPIO3 = Pin 15

GPIO4 = Pin 16

GPIO5 = Pin 18

GPIO6 = Pin 22

GPIO7 = Pin 7

Ground/0V = Pin 6, Pin 9, Pin 14, Pin 20, Pin 25

Meqenëse lidhja në Modulin SSR është e dehur në shtylla, unë e shkurtova secilin kërcyes në madhësinë e duhur bazuar në mënyrën se si i ndaja komponentët. Lidhni të 8 kanalet hyrëse si dhe tokëzimin nga Pi në tabelë. Pincat e hundës me gjilpërë ndihmojnë në uljen e duhur të kërcyesve në kokën Pi.

Çdo kanal ka një LED në Modulin SSR që do të ndizet kur GPIO shkon lart në Pi. Drejtoni një program të thjeshtë testimi për të kontrolluar të gjitha lidhjet, të bashkangjitura si test.py, ku secili GPIO0-7 është vendosur lartë për dy sekonda.

Hapi 5: Pritini dhe Përgatitni Litarët e Zgjatjes

Në secilën kordon zgjatues ndërpriteni skajin e prizës duke lënë gjatësinë maksimale të disponueshme në skajin e fiksuar të kordonit pasi ndoshta do të duhet të shkojë në majë të pemës. Në kordon ndani skajet e telit duke prerë copën e hollë të plastikës që mban të dy telat së bashku. Tani hiqni skajet në mënyrë që rreth 1/4 tela të ekspozohet për vidën në lidhëset.

Përdorni një shënues Sharpie në çdo fund të vendosur në kordonin për të shkruar numrat 1 deri në 8, në mënyrë që të mund të identifikoni me lehtësi se cila prizë shkon në cilin kanal në modulin SSR.

Ne gjithashtu do të kemi nevojë për një prizë dhe gjithashtu një tel shtesë për hapin tjetër, kështu që ose kanibalizoni një kordon zgjatimi të 9 -të ose lini një vend shtesë në 8 litarët e zgjatjes kur ndërprisni fundin e prizës.

Hapi 6: Lidhja e kabllove të zgjatjes AC

Hapi tjetër lidh fundin dalës të modulit SSR me 8 kordona zgjatues. Meqenëse sasia e telave këtu mund të grumbullohet shumë lehtë, unë përdor një bllok shpërndarës të energjisë dhe një armë kryesore për të provuar dhe mbajtur gjithçka në vend.

Me fikjen e energjisë, merrni fundin e prizës së prerë nga hapi i mëparshëm dhe lidheni atë në shiritin e energjisë. Zhvishni dy skajet e tjera dhe lidheni secilën me bllokun e shpërndarjes së energjisë së sipërme dhe të poshtme dhe lidhni këto dy lidhje poshtë.

Tani lidhni një nga litarët e zgjatur të prerë nga hapi i mëparshëm. Në rastin tim kam një rrethim me një vrimë me diametër 1.5 që të gjithë litarët të dalin jashtë, kështu që e theksuar me ngjyrë të gjelbër është një nga litarët me njërin skaj të lidhur me bllokun e shpërndarjes dhe tjetrin me skajin dalës të modulit SSR. Për të përfunduar qarkun ne kemi nevojë për një tel shumë më të shkurtër (treguar në ngjyrë blu) që lidh bllokun tjetër të shpërndarjes me modulin SSR. Prisni dhe bëni për të mbajtur gjithçka sa më të pastër të jetë e mundur. Jo vetëm që elementi kryesor i mban gjërat të pastra, por gjithashtu shërben lehtësimi i tendosjes në mënyrë që çdo tërheqje dhe tërheqje kur lidhni dritat me pemën nuk do të tërheqë lidhjet nga përbërësit. Needshtë e panevojshme të thuhet, kur me kapëse nuk keni shpimin kryesor tela ose izolimin.

Hapi 7: Provoni lidhjet e rrymës AC

Në vend që të lidhja vargjet e plota të Dritave të Krishtlindjeve, lidha dritat e lira të natës prej 1 $ në secilën kordon shtesë për të provuar dhe zhvilluar animacionet para se pema të ishte ngritur. I pikturova dritat e lidhura me litarët që do të kontrollonin telat e dritës së Kuqe, Jeshile, Blu.

Drejtoni të njëjtin program testimi të përdorur për të testuar modulin SSR dhe për të siguruar që çdo lidhje të ndizet siç duhet.

Kutia e dritave tregoi se secili varg do të tërhiqte 0.34 Amper, dhe për dritat me ngjyra unë do të lidhja dy grupe së bashku, të cilat duhet të rezultojnë në një tërheqje totale prej 0.68 Amper. Kjo është shumë më poshtë vlerësimit të SSR të cilat janë 75 - 200 VAC në 2 Amps, megjithatë unë doja të kontrolloja dy herë pasi siguresa në modulin SSR është ngjitur në tabelë duke e bërë të vështirë zëvendësimin.

Hapi 8: Krijimi i Yllit

Hapi i parë në krijimin e yllit është bërja e një modeli të printueshëm për të ndihmuar në formësimin e kornizës së drurit dhe plastikës. Pas shkallëzimit dhe printimit të modelit në madhësinë e duhur, mora një copë druri 4.25 "x 0.125" nga dyqani artizanal dhe mata distancën e nevojshme për secilën anë të yllit. Unë në fakt nuk pjerrësova asnjë nga nyjet kur i preja, kështu që formimi i yllit kërkonte mbështetje për t'i mbajtur pjesët në vend gjatë ngjitjes.

Duke e vendosur shabllonin poshtë në sipërfaqen e punës që kam përdorur mbështetës për të mbajtur dy pjesët e drurit në vend siç tregohet me ngjyrë kafe në figurë. Me prekjen e dy skajeve të drurit, zam u aplikua në të dyja anët e nyjës. Pastaj duke marrë një copë të hollë balsa, unë preva një trekëndësh për t'i rregulluar të dy pjesët së bashku dhe e ngjita atë në yll. Arsyeja e përdorimit të balsas është se sapo ylli të jetë bashkuar fort, unë kam qenë në gjendje të fshij me lehtësi trekëndëshin poshtë që të përputhet me konturin e yllit, të treguar të rrethuar në imazhin e yllit.

Për shkak të metodës së ndërtimit, më duhej të prisja disa orë në secilën nyje që zam të thahej para se të kaloja në nyjen tjetër.

Pasi u formua i gjithë ylli, unë përdor spackle drywall për të mbuluar boshllëqet ku dy copa druri u takuan në majat e yllit.

Unë pastaj ngjita në disa tapa të vegjël rreth brendësisë së yllit për të ndihmuar në uljen e montimit të LED në vend kur futet, e theksuar me një drejtkëndësh. Unë nuk besoj se ato janë në të vërtetë të nevojshme pasi graviteti bën një punë për të mbajtur kuvendin LED në vend.

Vendoseni yllin e mbledhur poshtë në fletën Lexan, gjurmoni formën e yllit dhe hiqni yllin nga Lexan. Pasi të keni prerë yllin Lexan, verifikoni që ai përshtatet në kornizën e drurit dhe më pas aplikoni 2 shtresa bojë të bardhë me llak në njërën anë të Lexan dhe lërini të thahen për 24 orë. Kjo lejon që LED -të të shpërndahen, si dhe t'i fshehin ato nga pamja.

Për të fshehur kapakun midis yllit Lexan dhe kornizës prej druri, unë përdor një rrip të vogël 0.25 "me dru balsa dhe e preva në formë dhe" mbulova "kornizën në mënyrë që balsa të mbulonte hendekun.

Më në fund shtoi një shkop/kunj për të ndihmuar në lidhjen e yllit në majë të pemës.

Hapi 9: Krijoni montimin LED

Duke përdorur të njëjtin model për të formuar yllin prej druri, prerë fletën plastike ABS në madhësi, por pak më të vogël për të qenë në gjendje të futet brenda yllit prej druri. Provoni se përshtatet mirë brenda yllit prej druri.

Pastaj duke përdorur shabllonin me vendet e vrimave, shponi 25 vrimat LED. LED -të nga AdaFruit kanë një fllanxhë silikoni në pjesën e jashtme të tyre kështu që ato montohen në mënyrë perfekte në vrimat e shpuara në 12mm. Në foto ju mund të shihni fllanxhën dhe unë kam përdorur një vijë të gjelbër për të treguar se ku plastika ABS do të përfshijë fllanxhën për të mbajtur LED në vend.

Filloni me njërën prej këshillave dhe punoni në pjesën e jashtme të yllit, pastaj kaloni në 5 montimet e brendshme për të përfunduar pjesën. Në programin tim kam pozicionet LED të lidhura siç tregohet në mënyrë numerike në figurë, me 1 që është LED i parë pas lidhësit.

Aplikoni një shirit elektrik në skajet e kuqe dhe blu të kabllit. Ato janë hyrje dytësore për energji që ne nuk do t'i përdorim, dhe në vend të kësaj përdorin lidhjen e kuqe/blu me lidhjen e orës/sinjalit mbi vetë kabllon.

Hapi 10: Krijimi i telave shtesë për Yllin LED

Tjetra është krijimi i një kabllo 8 ft për të kaluar nga mbyllja në yllin në majë të pemës.

Pritini 4 copa me gjatësi të barabartë prej teli 8 ft dhe në njërën skaj të paketës së kabllit përdorni ose shirit elektrik ose lidhëse me zinxhir për ta mbajtur paketën së bashku dhe të pastër. Bëni këtë në të gjithë gjatësinë e paketës me 4 kabllo çdo dy inç.

Në të dyja skajet e paketës hiqni telat dhe ngjiteni në lidhësit JST në mënyrë që tela të lidhë njërin skaj me rrethimin dhe tjetrin me yllin. Duke qenë të sigurt për të mbajtur pozicionin relativ të telave në rendin e duhur në mënyrë që kur lidhen në yll lidhjet Blu/Jeshile/Verdhë/Kuqe të përputhen në skajin tjetër të kabllit. Përdorni një multimetër për të kontrolluar kabllon për t'u siguruar që është i lidhur siç duhet.

Hapi 11: Lidhni yllin në Pi

Tani duhet të krijojmë enën në mbyllje që teli yll/shtrirje të lidhet.

E kuqe = 5 volt

Blu = Tokë

Kështu që ne mund t'i lidhim këto dy rreshta në lidhësin JST në bllokun e terminalit të cilit i është bashkangjitur fuqia e Raspberry Pi.

Dy lidhjet e tjera janë:

E verdhë = Të dhëna = MOSI = Pin 19

E gjelbër = Ora = SCLK = Pin 23

Kam ndjekur instalimet elektrike nga mësimi i AdaFruit. Pra, hiqni skajet e dy kabllove kërcyes në mënyrë që ato të ngjiten në lidhësin JST.

Pasi të jeni të sigurt se instalimet elektrike do të marrin sinjalet e duhura për LED -të, mund ta vendosni lidhësin në mbyllje për lehtësimin e tendosjes, në mënyrë që çdo tërheqje në kabllon zgjatues të mos i shqyejë kërcyesit nga Pi.

Hapi 12: Testoni Yllin LED

Me yllin LED të lidhur me Pi. Drejtoni një program të thjeshtë testimi për të verifikuar që ndriçimi po funksionon siç duhet. Pjesa më e madhe e kodit tim është përshtatur nga AdaFruit Tutorial, si dhe një postim në forum në faqen e internetit në lidhje me përshtatjen e kodit mësimor për t'iu përshtatur LED -ve që ne po përdorim..

Ledtest.py e bashkangjitur do të ketë që ylli të kthehet ngadalë nga bluja e pastër në të kuqe të pastër.

Hapi 13: Lidhni altoparlantët, krijoni një majë rrethimi

Asgjë e veçantë këtu, thjesht bashkojini altoparlantët në audio jashtë Raspberry Pi dhe futini në prizën e energjisë. Një altoparlant i thjeshtë i fuqizuar me një çelës rregullimi të volumit do të funksionojë.

Për pjesën e sipërme doja të isha në gjendje të shikoja në rrethim, kështu që vendosa një copë xhami 8.5 x 11 (nga një kornizë fotografish) në kapak dhe përdor Velcro në krye, në mënyrë që të mund ta hiqja shpejt pjesën e sipërme nëse ishte e nevojshme. Një pjesë e madhe e rrethimit ka 110 VAC të ekspozuar, kështu që është e rëndësishme që pjesa e sipërme të sigurojë mbrojtje nga askush ose asgjë nga kontakti aksidentalisht.

Hapi 14: Lidhni Ndriçimin me Pemën

Zgjodha paraqitjen e kanaleve në Pemën e Krishtlindjes për të më dhënë fleksibilitetin maksimal për të gjeneruar lloje të ndryshme të lëvizjes/efekteve. Bashkangjitur është një fotografi se si e vendosa ndriçimin për 5 fijet e bardha. Tre kanalet e mbetura ishin secila një grup prej dy dritash 100 ngjyra të lehta: E kuqe, jeshile, blu.

Kordoni i veçantë i shtrirjes që lidhni në secilën fije nuk është kritik pasi në hapin tjetër mund të personalizoj hartëzimin midis GPIO0-7 dhe dritave që janë në pemë.

Hapi 15: Ngarkoni/Krijoni Muzikë, Softuer, Sekuenca…

Ka shumë sekuenca të dritës së Krishtlindjeve në dispozicion në internet për Raspberry Pi, por unë kodova një të thjeshtë nga e para. Të gjitha sekuencat u krijuan duke rreshtuar kohën e rrahjeve/masave në Audacity (redaktuesi audio) në komanda të veçanta për sekuencerin tim.

rxmas.py

Ky program do të zgjedhë rastësisht një paraqitje statike për pemën çdo minutë. Unë e kam këtë skenar që funksionon në fillimin e Raspberry Pi (përmes një pune cron) si sjellje e paracaktuar kur lidhni njësinë.

Krishtlindjet.py

Ky është programi sekuencues, i cili merr një hyrje të një skedari sekuence dhe një MP3

setup.txt

Në hapin e mëparshëm, unë sigurova paraqitjen që përdor për secilin kanal logjik. Ky skedar harton çdo GPIO0-7 aktual në kanalin logjik. Pra, në setup.txt që kam bashkangjitur, kordoni zgjatues i GPIO0 drejton kanalin logjik 8 (Blu), GPIO1 drejton kanalin logjik 6 (E kuqe), etj …

test.mp3 / test.txt

Ky është një rast i thjeshtë testimi i një numërimi audio të numrave 1 deri në 8 me vargjet ekuivalente të dritës që ndriçojnë

Pra, për të thirrur këtë shembull shembull:

./xmas.py test.txt test.mp3

carol.txt

Dosja e sekuencerit për Krishtlindjet në Sarajevë nga Orkestra Trans-Siberiane

LetItGo.txt

Skedari sekuencues për Let It Go nga Disney's Frozen Movie

rusisht.txt

Dosja e sekuencerit për "Krishtlindjet e një Rusie të çmendur" nga Orkestra Trans-Siberiane

Ju do të duhet të siguroni skedarët tuaj LetItGo.mp3 dhe carol.mp3 padyshim! Thjesht blini ato jashtë Amazon.

SHENIM: Videoja e ngulitur në YouTube shpejtohet deri në 110% shpejtësi, kështu që mund të tingëllojë pak e çuditshme

Çmimi i parë në Make it Glow!