Pametni LED zatemnilnik DIY, upravljan prek Bluetootha: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Ta navodila opisujejo, kako zgraditi pametni digitalni zatemnilnik. Zatemnilnik je običajno stikalo za svetlobo, ki se uporablja v hišah, hotelih in mnogih drugih stavbah. Starejše različice zatemnilnih stikal so bile ročne in so običajno vključevale vrtljivo stikalo (potenciometer) ali gumbe za nadzor nivoja svetlobe. Ta Instructable opisuje, kako zgraditi digitalni zatemnilnik, ki ima dva načina za nadzor jakosti svetlobe; pametni telefon in fizični gumbi. Oba načina lahko brezhibno delujeta skupaj, tako da lahko uporabnik poveča ali zmanjša svetlost tako z gumbom kot s pametnim telefonom. Projekt se izvaja z uporabo SLG46620V CMIC, modula Bluetooth HC-06, potisnih gumbov in LED.

SLG46620V CMIC bomo uporabili, saj pomaga zmanjšati diskretne komponente projekta. IC -ji GreenPAK ™ so majhni in imajo večnamenske komponente, kar oblikovalcu omogoča zmanjšanje komponent in dodajanje novih funkcij. Poleg tega se posledično znižajo stroški projekta.

SLG46620V vsebuje tudi vmesnik za povezavo SPI, PWM bloke, FSM in veliko uporabnih dodatnih blokov v enem drobnem čipu. Te komponente uporabniku omogočajo izdelavo praktičnega zatemnilnika, ki ga je mogoče upravljati prek naprave Bluetooth ali stenskih gumbov, podpirajo daljše zatemnitev in dodajanje izbirnih funkcij brez uporabe mikrokrmilnika ali dragih komponent.

Spodaj smo opisali korake, potrebne za razumevanje, kako je bila rešitev programirana za ustvarjanje pametnega zatemnilnika LED, ki ga nadziramo prek Bluetootha. Če pa želite samo doseči rezultat programiranja, prenesite programsko opremo GreenPAK, če si želite ogledati že dokončano oblikovalsko datoteko GreenPAK. Priključite razvojni komplet GreenPAK v računalnik in pritisnite hitri program za ustvarjanje pametnega zatemnilnika LED, ki ga upravljate prek povezave Bluetooth.

1. korak: Lastnosti projekta in vmesnik

Značilnosti projekta:

1. Dva načina nadzora; mobilno aplikacijo in prave gumbe.

2. Gladki vklop-izklop svetlobe. To je za oči potrošnika bolj zdravo. Prav tako daje bolj razkošen občutek, ki je privlačen za hotele in druge storitvene dejavnosti.

3. Funkcija načina mirovanja. To bo dodana vrednost za to aplikacijo. Ko uporabnik vklopi ta način, se svetlost svetlobe postopoma zmanjša v 10 minutah. To pomaga ljudem, ki trpijo za nespečnostjo. Uporaben je tudi za otroške spalnice in prodajalne (čas zapiranja).

Vmesnik projekta

Projektni vmesnik ima štiri gumbe, ki se uporabljajo kot vhodi GreenPAK:

VKLOP / IZKLOP: vklopite / izklopite luč (mehki zagon / ustavitev).

GOR: povečajte raven svetlobe.

Dol: zmanjša raven svetlobe.

Način mirovanja: z aktiviranjem načina mirovanja se svetlost svetlobe postopoma zmanjšuje v obdobju 10 minut. To daje uporabniku čas pred spanjem in zagotavlja, da luč ne bo svetila celo noč.

Sistem bo oddajal signal PWM, ki bo poslan na zunanjo LED in LED indikator načina mirovanja.

Zasnova GreenPAK je sestavljena iz 4 glavnih blokov. Prvi je sprejemnik UART, ki sprejema podatke iz modula Bluetooth, izvleče naročila in jih pošlje v krmilno enoto. Drugi blok je krmilna enota, ki sprejema naročila, ki prihajajo iz sprejemnika UART ali od zunanjih gumbov. Krmilna enota se odloči za potrebno dejanje (VKLOP/IZKLOP, povečanje, zmanjšanje, omogočanje načina mirovanja). Ta enota se izvaja z uporabo LUT.

Tretji blok napaja generatorje CLK. V tem projektu se za nadzor PWM uporablja števec FSM. Vrednost FSM se bo spremenila (navzgor, navzdol) v skladu z vrstnimi redmi treh frekvenc (visoka, srednja in nizka). V tem razdelku bodo ustvarjene tri frekvence in zahtevani CLK preide v FSM v skladu z zahtevanim vrstnim redom; Pri vklopu/izklopu visoke frekvence preidejo v FSM na mehak zagon/zaustavitev. Med zatemnitvijo prehaja srednja frekvenca. Nizka frekvenca prehaja v način mirovanja, da počasneje zniža vrednost FSM. Nato se tudi svetlost svetlobe počasi zmanjšuje. Četrti blok je enota PWM, ki generira impulze do zunanjih LED.

2. korak: Oblikovanje GreenPAK

Najboljši način za izdelavo zatemnilnika z uporabo GreenPAK-a je uporaba 8-bitnega FSM in PWM. V SLG46620 vsebuje FSM1 8 bitov in se lahko uporablja s PWM1 in PWM2. Modul Bluetooth mora biti priključen, kar pomeni, da je treba uporabiti vzporedni izhod SPI. Vzporedni izhodni bitovi SPI od 0 do 7 so povezani z izhodi DCMP1, DMCP2 in LF OSC CLK, OUT1, OUT0 OSC. PWM0 pridobiva svoj izhod iz FSM0 (16 bitov). FSM0 se ne ustavi pri 255; poveča se na 16383. Za omejitev vrednosti števca pri 8 bitih je dodan še en FSM; FSM1 se uporablja kot kazalec za ugotavljanje, kdaj števec doseže 0 ali 255. FSM0 je bil uporabljen za generiranje impulza PWM. Ker je treba vrednosti FSM istočasno spremeniti, da imata enako vrednost, postane zasnova nekoliko zapletena, če imata v obeh FSM vnaprej določen, omejen in izbirni CLK. CNT1 in CNT3 se uporabljata kot posrednika za prenos CLK na oba FSM.

Zasnova je sestavljena iz naslednjih odsekov:

- sprejemnik UART

- Kontrolna enota

- Generatorji CLK in multiplekserji

- PWM

Korak: UART sprejemnik

Najprej moramo nastaviti modul Bluetooth HC06. HC06 za komunikacijo uporablja protokol UART. UART pomeni univerzalni asinhroni sprejemnik / oddajnik. UART lahko pretvarja podatke naprej in nazaj med vzporednimi in serijskimi formati. Vključuje zaporedni do vzporedni sprejemnik in vzporedni do serijski pretvornik, ki delujeta ločeno. Podatki, prejeti v HC06, bodo poslani v našo napravo GreenPAK. Stanje mirovanja za Pin 10 je VISOKO. Vsak poslani znak se začne z logičnim nizkim začetnim bitom, ki mu sledi nastavljivo število podatkovnih bitov in en ali več logičnih HIGH stop bitov.

HC06 pošilja 1 START bit, 8 podatkovnih bitov in en STOP bit. Njegova privzeta hitrost prenosa je 9600. Podatkovni bajt iz HC06 bomo poslali v blok SPI GreenPAK SLG46620V.

Ker blok SPI nima nadzora bitov START ali STOP, se ti bitovi uporabljajo za omogočanje in onemogočanje signala ure SPI (SCLK). Ko se pin 10 spusti, je IC prejel bit START, zato za zaznavanje začetka komunikacije uporabljamo detektor padca PDLY. Ta detektor padajočih robov ureja DFF0, ki omogoča signalu SCLK, da nastavi blok SPI.

Naša hitrost prenosa je 9600 bitov na sekundo, zato mora biti obdobje SCLK 1/9600 = 104 µs. Zato smo frekvenco OSC nastavili na 2 MHz in kot frekvenčni delilec uporabili CNT0.

2 MHz - 1 = 0,5 µs

(104 µs / 0,5 µs) - 1 = 207

Zato želimo, da je vrednost števca CNT0 207. Za zagotovitev, da se podatki ne zamudijo, se na uri SPI doda zakasnitev pol urnega cikla, tako da se blok SPI zaklene ob pravem času. To dosežemo z uporabo CNT6, 2-bitnega LUT1 in zunanje ure bloka OSC. Izhod CNT6 se ne dvigne visoko do 52 µs po delovanju DFF0, kar je točno polovica našega obdobja SCLK 104 µs. Ko gre visoko, 2-bitna vrata LUT1 IN omogočajo prehod 2CHz OSC signala v EXT. Vhod CLK0, katerega izhod je priključen na CNT0.

4. korak: Krmilna enota

V tem razdelku bodo ukazi izvedeni glede na prejeti bajt iz sprejemnika UART ali glede na signale zunanjih gumbov. Zatiči 12, 13, 14, 15 so inicializirani kot vhodi in so povezani z zunanjimi gumbi.

Vsak pin je notranje povezan z vhodom OR vrata, drugi vhod vrat je povezan z ustreznim signalom, ki prihaja iz pametnega telefona prek Bluetootha, ki se bo pojavil na paralelnem izhodu SPI.

DFF6 se uporablja za aktiviranje načina spanja, kjer se njegov izhod spremeni v visoko z naraščajočim robom, ki prihaja iz 2-bitnega LUT4, medtem ko se DFF10 uporablja za vzdrževanje stanja osvetlitve, njegov izhod pa se spreminja iz nizkega v visoko in obratno z vsakim prihajajočim robom iz 3-bitnega izhoda LUT10.

FSM1 je 8-bitni števec; daje visoko impulz na svojem izhodu, ko njegova vrednost doseže 0 ali 255. Posledično se uporablja za preprečevanje, da FSM0 (16-bitni) preseže vrednost 255, saj njegov izhod ponastavi DFF-je in spremeni stanje DFF10 iz vklopljeno v izklopljeno in obratno, če osvetlitev nadzorujete z gumbi +, - in je dosežena najvišja/najnižja raven.

Signali, povezani z vhodi FSM1, ostanejo navzgor in dosežejo FSM0 do P11 in P12 za sinhronizacijo in ohranitev iste vrednosti na obeh števcih.

5. korak: Generatorji CLK in multiplekser

V tem razdelku bodo ustvarjene tri frekvence, vendar bo le ena hkrati urejala FSM. Prva frekvenca je RC OSC, ki se pridobiva iz matrike 0 do P0. Druga frekvenca je LF OSC, ki je prav tako pridobljena iz matrike 0 do P1; tretja frekvenca je izhod CNT7.

3-bitni LUT9 in 3-bitni LUT11 omogočata prehod ene frekvence v skladu s 3-bitnim izhodom LUT14. Po tem se izbrana ura prenese na FSM0 in FSM1 prek CNT1 in CNT3.

6. korak: PWM

Nazadnje se vrednost FSM0 pretvori v signal PWM, da se prikaže skozi pin 20, ki je inicializiran kot izhod in je priključen na zunanje LED.

7. korak: aplikacija za Android

Aplikacija za Android ima virtualni nadzorni vmesnik, podoben pravemu vmesniku. Ima pet gumbov; ON / OFF, UP, DOWN, Sleep mode in Connect. Ta aplikacija za Android bo lahko pretvorila pritiske gumbov v ukaz in poslala ukaze v modul Bluetooth, ki ga je treba izvesti.

Ta aplikacija je bila narejena z MIT App Inventor, ki ne zahteva nobenih izkušenj s programiranjem. App Inventor omogoča razvijalcu, da s spletnim brskalnikom ustvari aplikacijo za naprave Android OS s povezovanjem programskih blokov. Našo aplikacijo lahko uvozite v aplikacijo MIT App Inventor, tako da v svojem računalniku kliknete Projekti -> Uvozi projekt (.aia) in izberete datoteko.aia, ki je vključena v to opombo k aplikaciji.

Če želite ustvariti aplikacijo za Android, morate zagnati nov projekt. Potrebnih je pet gumbov: eden je izbirnik seznamov za naprave Bluetooth, drugi pa nadzorni gumbi. Dodati moramo tudi odjemalca Bluetooth. Slika 6 prikazuje posnetek zaslona uporabniškega vmesnika naše aplikacije za Android.

Ko dodamo gumbe, bomo vsakemu gumbu dodelili programsko funkcijo. Za prikaz statusa gumbov bomo uporabili 4 bite. En bit za vsak gumb, zato bo ob pritisku na gumb fizično vezje poslano določeno številko prek Bluetootha.

Te številke so prikazane v tabeli 1.

Zaključek

Ta Instructable opisuje pameten zatemnilnik, ki ga je mogoče upravljati na dva načina; aplikacijo za Android in prave gumbe. V GreenPAK SLG46620V so opisani štirje ločeni bloki, ki nadzorujejo procesni tok za povečanje ali zmanjšanje PWM svetlobe. Poleg tega je kot primer dodatne modulacije, ki je na voljo za aplikacijo, opisana funkcija v načinu mirovanja. Prikazan primer je nizkonapetostni, vendar ga je mogoče spremeniti za izvedbe z višjo napetostjo.