Bluetooth арқылы басқарылатын DIY ақылды жарықдиодты диммер: 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Бұл нұсқаулық ақылды сандық диммерді қалай құруға болатынын сипаттайды. Диммер - бұл үйлерде, қонақ үйлерде және басқа да көптеген ғимараттарда қолданылатын қарапайым жарық қосқышы. Диммерлік қосқыштардың ескі нұсқалары қолмен жұмыс істейтін және әдетте айналу қосқышын (потенциометрді) немесе жарық деңгейін басқаруға арналған түймелерді қамтиды. Бұл нұсқаулық жарық қарқындылығын басқарудың екі әдісі бар цифрлық диммерді қалай құру керектігін сипаттайды; смартфон мен физикалық түймелер. Бұл екі режим біртіндеп жұмыс жасай алады, осылайша пайдаланушы түйме мен смартфонның жарықтығын арттырады немесе азайтады. Жоба SLG46620V CMIC, HC-06 Bluetooth модулі, түймелер мен жарықдиодты шамдар көмегімен жүзеге асады.

Біз SLG46620V CMIC қолданамыз, себебі бұл жобаның дискретті компоненттерін азайтуға көмектеседі. GreenPAK ™ IC -лері шағын және көп компоненттері бар, бұл дизайнерге компоненттерді азайтуға және жаңа мүмкіндіктерді қосуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, кейіннен жоба құны төмендейді.

SLG46620V құрамында SPI қосылу интерфейсі, PWM блоктары, FSM және көптеген пайдалы блоктар бар. Бұл компоненттер пайдаланушыға Bluetooth құрылғысы немесе қабырға түймелері арқылы басқарылатын практикалық ақылды диммер құруға мүмкіндік береді, ұзақ уақыт күңгірттеуді қолдайды және микроконтроллерді немесе қымбат компоненттерді пайдаланбай таңдалатын мүмкіндіктерді қосады.

Төменде біз Bluetooth арқылы басқарылатын ақылды жарықдиодты диммерді құру үшін шешім қалай бағдарламаланғанын түсіну үшін қажет қадамдарды сипаттадық. Алайда, егер сіз бағдарламалаудың нәтижесін алғыңыз келсе, GreenPAK бағдарламалық жасақтамасын жүктеп алып, аяқталған GreenPAK дизайн файлын қараңыз. GreenPAK әзірлеу жинағын компьютерге қосыңыз және Bluetooth арқылы басқарылатын ақылды жарықдиодты диммерді құру үшін бағдарламаны басыңыз.

1 -қадам: Жобаның ерекшеліктері мен интерфейсі

Жобаның ерекшеліктері:

1. Бақылаудың екі әдісі; мобильді қосымша және нақты түймелер.

2. Жарыққа жұмсақ қосылу-ауысу. Бұл тұтынушының көзі үшін сау. Бұл сонымен қатар қонақүйлер мен басқа да қызмет көрсету салаларын қызықтыратын сәнді сезім береді.

3. Ұйқы режимінің мүмкіндігі. Бұл қосымша үшін қосымша құн болады. Пайдаланушы бұл режимді қосқанда, жарық жарықтығы 10 минут ішінде біртіндеп төмендейді. Бұл ұйқысыздықтан зардап шегетін адамдарға көмектеседі. Бұл балалар жатын бөлмелері мен бөлшек сауда дүкендері үшін де пайдалы (жабылу уақыты).

Жоба интерфейсі

Жоба интерфейсінде GreenPAK кірістері ретінде қолданылатын төрт түйме бар:

ҚОСУ / ӨШІРУ: шамды ҚОСУ / ӨШІРУ (жұмсақ бастау / тоқтату).

ЖОҒАРЫ: жарық деңгейін жоғарылату.

Төмен: жарық деңгейін төмендету.

Ұйқы режимі: ұйқы режимін қосу арқылы жарық жарықтығы 10 минут ішінде біртіндеп төмендейді. Бұл қолданушыға ұйықтар алдында уақыт береді және жарық түні бойы жанбайтынына кепілдік береді.

Жүйе PWM сигналын шығарады, ол сыртқы жарықдиодты және ұйқы режимінің жарықдиодты индикаторына беріледі.

GreenPAK дизайны 4 негізгі блоктан тұрады. Біріншісі - Bluetooth модулінен деректерді қабылдайтын, тапсырыстарды шығаратын және оларды басқару блогына жіберетін UART қабылдағышы. Екінші блок - бұл UART қабылдағышынан немесе сыртқы түймелерден келетін тапсырыстарды қабылдайтын басқару блогы. Басқару блогы қажетті әрекетті шешеді (ҚОСУ/ӨШІРУ, Өсу, азайту, ұйқы режимін қосу). Бұл қондырғы LUT көмегімен жүзеге асады.

Үшінші блок CLK генераторларын жеткізеді. Бұл жобада PWM басқару үшін FSM есептегіші қолданылады. FSM мәні 3 жиіліктегі (жоғары, орташа және төмен) берілген бұйрықтарға сәйкес өзгереді (жоғары, төмен). Бұл бөлімде үш жиілік шығарылады және қажетті CLK FSM -ге қажетті тәртіп бойынша өтеді; Қосу/өшіру кезінде жоғары жиілік FSM -ге жұмсақ іске қосуға/тоқтатуға өтеді. Күңгірттеу кезінде орташа жиілік өтеді. Төмен жиілік FSM мәнін баяу төмендету үшін ұйқы режимінде өтеді. Содан кейін жарықтың жарықтығы баяу төмендейді. Төртінші блок - сыртқы жарықдиодты импульстарды тудыратын PWM қондырғысы.

2 -қадам: GreenPAK дизайны

GreenPAK көмегімен диммерді құрудың ең жақсы әдісі-8 биттік FSM мен PWM. SLG46620 -де FSM1 құрамында 8 бит бар және оларды PWM1 мен PWM2 -де қолдануға болады. Bluetooth модулі қосылуы керек, яғни SPI параллель шығысы қолданылуы керек. 0 -ден 7 -ге дейінгі SPI параллель шығыс биттері DCMP1, DMCP2 және LF OSC CLK, OUT1, OUT0 OSC шығысымен біріктіріледі. PWM0 FSM0 (16 бит) шығысын алады. FSM0 255 -те тоқтамайды; ол 16383 дейін өседі. Есептегіш мәнін 8 битке шектеу үшін басқа FSM қосылады; Есептегіш 0 немесе 255 -ке жеткенде FSM1 көрсеткіш ретінде пайдаланылады. FSM0 PWM импульсін генерациялау үшін қолданылған. Бірдей мәнге ие болу үшін екі FSM мәні бір мезгілде өзгеруі керек болғандықтан, дизайн біршама күрделі болады, онда екі FSM де алдын ала анықталған, шектеулі, таңдалатын CLK бар. CNT1 және CNT3 CLK -ті екі FSM -ге беру үшін делдал ретінде қолданылады.

Дизайн келесі бөлімдерден тұрады:

- UART қабылдағышы

- Басқару блогы

- CLK генераторлары мен мультиплексоры

- PWM

3 -қадам: UART қабылдағышы

Біріншіден, HC06 Bluetooth модулін орнату керек. HC06 байланыс үшін UART протоколын қолданады. UART әмбебап асинхронды қабылдағыш / таратқышты білдіреді. UART деректерді параллель және сериялық форматтар арасында алға -артқа түрлендіре алады. Ол параллельді қабылдағыш пен параллельді түрлендіргішті қамтиды, олардың екеуі де бөлек. HC06 -да алынған деректер біздің GreenPAK құрылғысына жіберіледі. 10 -түйреуіштің бос күйі ЖОҒАРЫ. Жіберілген әрбір таңба логикалық LOW бастау битінен басталады, одан кейін деректер биттерінің конфигурацияланатын саны және бір немесе бірнеше логикалық HIGH stop биттерінен басталады.

HC06 1 START битін, 8 бит битін және бір STOP битін жібереді. Оның әдепкі жіберу жылдамдығы - 9600. Біз HC06 деректер байтын GreenPAK SLG46620V SPI блогына жібереміз.

SPI блогында START немесе STOP бит басқаруы болмағандықтан, бұл биттер SPI сағат сигналын (SCLK) қосу және ажырату үшін қолданылады. Pin 10 төмен болғанда, IC старт битін алды, сондықтан біз байланыс басталуын анықтау үшін PDLY құлап кететін детекторды қолданамыз. Бұл құлайтын жиектің детекторы SCLK сигналына SPI блогын бақылауға мүмкіндік беретін DFF0 сағаттарын береді.

Біздің жіберу жылдамдығымыз секундына 9600 бит, сондықтан біздің SCLK кезеңі 1/9600 = 104 мкс болуы керек. Сондықтан біз OSC жиілігін 2 МГц -ке қойдық және жиілік бөлгіш ретінде CNT0 қолдандық.

2 МГц - 1 = 0,5 микс

(104 мик / 0,5 мкс) - 1 = 207

Сондықтан біз CNT0 есептегішінің мәні 207 болғанын қалаймыз. Деректерді жіберіп алмауды қамтамасыз ету үшін, SPI блогының уақытына сәйкес уақытты анықтау үшін SPI сағаты бойынша жарты сағаттық цикл кешігуі қосылады. Бұл CNT6, 2-разрядты LUT1 және OSC блогының сыртқы сағатын қолдану арқылы жүзеге асады. CNT6 шығысы DFF0 сағаты орнатылғаннан кейін 52 микс дейін жоғарыламайды, бұл біздің SCLK кезеңінің 104 мкс дәл жартысы. Жоғары көтерілгенде, 2-разрядты LUT1 AND қақпасы 2 МГц OSC сигналының EXT-ке өтуіне мүмкіндік береді. CLK0 кірісі, оның шығысы CNT0 қосылған.

4 -қадам: басқару блогы

Бұл бөлімде командалар UART қабылдағышынан алынған байт бойынша немесе сыртқы түймелерден келетін сигналдар бойынша орындалады. 12, 13, 14, 15 түйреуіштер кіріс ретінде инициализацияланады және сыртқы түймелерге қосылады.

Әрбір түйреуіш OR қақпасының кірісіне ішкі түрде қосылады, ал қақпаның екінші кірісі SPI параллель шығысында пайда болатын Bluetooth арқылы смартфоннан келетін тиісті сигналмен байланысты.

DFF6 ұйқы режимін белсендіру үшін қолданылады, онда оның шығысы 2-разрядты LUT4-тен жоғары көтерілу жиілігіне қарай өзгереді, ал DFF10 жарық күйін ұстап тұру үшін пайдаланылады, ал оның шығысы төменнен жоғарыға және керісінше әр көтерілген жиектің келуімен өзгереді. 3 биттік LUT10 шығысынан.

FSM1-8 биттік есептегіш; ол 0 немесе 255 мәніне жеткенде оның шығуына жоғары импульс береді. Демек, ол FSM0 (16-разрядты) 255 мәнінен асып кетпеу үшін қолданылады, себебі оның шығысы DFF-ті қалпына келтіреді және DFF10 күйін қосады-өшіреді және керісінше, егер жарықтандыру +, - түймелерімен басқарылатын болса және максималды/минималды деңгейге жеткен болса.

FSM1 кірістеріне қосылған сигналдар синхрондау және екі есептегіште бірдей мәнді сақтау үшін P11 және P12 арқылы FSM0 жетеді.

5 -қадам: CLK генераторлары мен мультиплексоры

Бұл бөлімде үш жиілік шығарылады, бірақ тек біреуі FSM -ді бір уақытта қосады. Бірінші жиілік RC OSC, ол 0 мен Р0 матрицасынан алынады. Екінші жиілік - LF OSC, ол 0 мен Р1 матрицасынан алынады; үшінші жиілік - CNT7 шығысы.

3 биттік LUT9 және 3 биттік LUT11 3 биттік LUT14 шығысына сәйкес бір жиілікті өткізуге мүмкіндік береді. Осыдан кейін таңдалған сағат FSM0 және FSM1 -ге CNT1 және CNT3 арқылы өтеді.

6 -қадам: PWM

Ақырында, FSM0 мәні PWM сигналына айналады, ол шығыс ретінде инициализацияланған және сыртқы жарықдиодтарға қосылған 20 түйреуіш арқылы пайда болады.

7 -қадам: Android қосымшасы

Android қосымшасында нақты интерфейске ұқсас виртуалды басқару интерфейсі бар. Оның бес түймесі бар; ҚОСУ / ӨШІРУ, ЖОҒАРЫ, ТӨМЕН, Ұйқы режимі және Қосылу. Бұл Android қосымшасы түймелерді басуды командаға түрлендіре алады және орындалатын Bluetooth модуліне командаларды жібереді.

Бұл бағдарлама MIT App Inventor көмегімен жасалған, ол ешқандай бағдарламалау тәжірибесін қажет етпейді. App Inventor әзірлеушіге бағдарламалық блоктарды қосу арқылы веб -шолғышты қолдана отырып, Android ОЖ құрылғыларына қосымшаны құруға мүмкіндік береді. Сіз біздің қосымшаны MIT App Inventor бағдарламасына импорттауға болады, ол үшін менің компьютерімнен Projects -> Import project (.aia) түймесін басып, осы Қолданбалы ескертуде қамтылған.aia файлын таңдау арқылы.

Android қосымшасын жасау үшін жаңа жобаны бастау керек. Бес түйме қажет: бірі - Bluetooth құрылғыларының тізімін таңдаушы, ал қалғандары басқару түймелері. Біз сондай -ақ Bluetooth клиентін қосуымыз керек. 6 -сурет - бұл біздің Android қосымшасының пайдаланушы интерфейсінің экраны.

Түймешіктерді қосқаннан кейін біз әр түйме үшін бағдарламалық қамтамасыз етуді тағайындаймыз. Біз түймелердің күйін көрсету үшін 4 бит қолданамыз. Әр түйме үшін бір бит, сондықтан түймені басқанда, нақты нөмір Bluetooth арқылы физикалық схемаға жіберіледі.

Бұл сандар 1 -кестеде көрсетілген.

Қорытынды

Бұл нұсқаулық екі жолмен басқарылатын ақылды диммерді сипаттайды; Android қосымшасы және нақты түймелер. GreenPAK SLG46620V ішінде жарықтың PWM жоғарылату немесе азайту процесінің ағынын бақылайтын төрт бөлек блок көрсетілген. Сонымен қатар, ұйқы режимінің мүмкіндігі қосымша үшін қосымша модуляцияның мысалы ретінде көрсетілген. Көрсетілген мысал төмен кернеу, бірақ оны жоғары кернеу үшін өзгертуге болады.