Bluetooth басқарылатын Arduino жарықдиодты кофе үстелі: 10 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Бұл менің алғашқы нағыз Arduino жобасы болды, сонымен қатар менің алғашқы нұсқаулығым, сондықтан түсініктемелерде мейірімді болыңыз:) Мен сізге әуесқойлықты жақсы білетін болсаңыз, егжей -тегжейлі нұсқаулар беруге уақыт бөлген сұрақтарға жауап бергім келді. электроника, содан кейін сіз әр қадамды өткізіп жібере аласыз, бірақ егер сіз жаңадан болсаңыз, ол сізге қажет нәрсенің бәрін қамтамасыз етуі керек.

Жобаның мақсаты - блютуз арқылы басқарылатын және ондағы салқын бөлмеде жарық/ойын ойнауға болатын үстел үстелінде 12 x 12 пиксельді экран құру.

Бұл құрылыс үшін сізге келесі бөліктер қажет:

1. Арудино Мега (немесе клон)-https://www.amazon.co.uk/Arduino-Mega-2560-R3-Micr…
2. Arduino micro SD картасы қалқаны (мен оны қолдандым және тақырыптарды дәнекерледім) -
3. Micro SD картасы - кез келген өлшем болады, бірақ ол FAT32 форматында болуы керек
4. 5 м WS2812B қосымша жарықдиодты жолақ -
5. HC05 Bluetooth модулі -
6. 5 V 6 Amp Қуат көзі-(мен мұны қолдандым, бірақ ebay-де жүздеген басқа адамдар бар)
7. Ikea LACK кестесі (әуесқойлар классикасы) -
8. 3 мм фанера үшін лазерлік кескішке қол жеткізу (немесе өте тұрақты қол). Сіз лазермен кесілген бөлшектерге әр түрлі жерден тапсырыс бере аласыз (мысалы:
9. Ақ спрей бояуы
10. 2 м алюминий T қимасы (1 1/2 x 1 1/2 x 1/8) -
11. 450 мм x 450 мм x 6 мм әйнектің үстіңгі жағы (жергілікті глазурьлердің көпшілігі сіз үшін арнайы бөлшектерді кесе алады, бірақ мен бұл жігіттерді қолдандым
12. 1 x 100 микро Фарад конденсаторы
13. 2 x 1k резистор
14. 1 x 2k резистор
15. 1 x айналмалы потенциометр
16. Әр түрлі секіргіштер (прототиптау кезінде ондаған болуы мүмкін)
17. Дәнекерлеуге арналған салыстырмалы қалың кабельдердің кем дегенде үш түсі (бұл үлкен токтарды тартуы мүмкін, сондықтан мен қуатқа секіргіш сымдарды ұсынбаймын)
18. Ішкі схемаға арналған таспа (алаңдамаңыз, бұл өте қарапайым)

Қажетті құралдар:

1. Пісіргіш + дәнекер
2. Бір жұп мергендік
3. Сымды тазартқыштар
4. Үстелді бөлшектеуге арналған Дремель немесе қандай да бір басқатырғыш. Мен мұны https://www.amazon.co.uk/gp/product/B0078LENZC/ref… спиральды кескіштермен қолдандым

1 -қадам: Бастапқы тест және орналасу

Қоңыраудың бірінші порты - жарық диодты жолақты қажетті ұзындыққа дейін қысқарту. Бұл жарықдиодты жолақты қолдану өте қарапайым, себебі оның тек 3 түйреуіші бар және Arduino -ны нақты жұмыс жасауға мәжбүр етеді. Мен катушканы суретте көрсетілгендей ұзындығы 12 светодиодтың әрқайсысы 12 бөлікке бөліп, үстелдің артына қойдым, бұл менің қайда бара жатқанымды елестетуге көмектеседі.

Менде бірнеше светодиод қалды, сондықтан мен оларды Arduino UNO -ға қостым, олардың жұмыс істеп тұрғанын тексеруге тура келді (сіз жобаның құрылымында көрсетілген Mega -ді де пайдалана аласыз). Мұны істеу үшін мен кейбір еркектерді еркектерге бөліп алып тастадым және оларды жарық диодты жолақтың соңындағы жастықшаларға дәнекерледім. Мен қолданған WS2812 жолағында 5В сымы қызыл, жер ақ және деректер жасыл. Деректерді дұрыс емес бағытта жібермеу үшін WS2812B жолағында басылған бағыт көрсеткішіне назар аударыңыз. Мен 5V желісін Arduino, Ground to GND және Data 5V -ге 5к -ке 1к резисторы бар 6 -пинге жалғадым. WS2812B светодиодтарының фритинг схемасы мен жеткізгендерден сәл өзгеше екенін есте ұстаған жөн - тек деректердің 6 түйреуішке, Gnd жерге және 5 5В қосылғанына көз жеткізіңіз.

Жарық диодтары аз болса (5 немесе одан да көп), Arduino қуатты қамтамасыз ету үшін жақсы болуы керек; алайда сіз көпшілікті қуаттай алмайсыз, өйткені олар толық ақ күйде болғанда, светодиодтар әрқайсысы 60 мА дейін құрайды және Arduino -ны тез басып кетуі мүмкін.

Сізде Arduino IDE бар деп есептесеңіз (егер оны жүктемесеңіз және орнатпасаңыз) чипсет түрін сізде бар Arduino -ға орнатыңыз және COM портының параметрлерінде Arduino көрсетілетін портқа орнатыңыз. Енді FastLED кітапханасын жүктеп алып, оны орнатыңыз (https://fastled.io/). Striptest.h мысалын ашыңыз және эскиздегі жарық диодтарының санын сізде қанша болса, сонша етіп орнатыңыз (менде 5 қалды). Тексеріңіз және (бәрі жақсы болады деп ойласаңыз) оны Arduino -ға жүктеңіз, сонда сіз кішкене жолақта шамдар жанып, түсі өзгеретінін көресіз.

2 -қадам: матрицаны және стриптоны дәнекерлеу

Енді жарықдиодты матрицаны құруды бастау керек.

Сізде бар үш түсті сымның әрқайсысының 11 қысқа ұзындығын кесіңіз. Олардың бір жолақтың соңынан келесі жолақтың басына дейін созылатынына көз жеткізіңіз. Жарық диодты жолақтарды шығарғанда, деректер ағынының көрсеткі жыланға сәйкес келетініне көз жеткізу керек. Бұл қойылғаннан кейін, суретте көрсетілгендей, әрбір жолды келесі қатарға мұқият дәнекерлеңіз. Егер қосылымның әр түрі үшін бір түсті қолдансаңыз, бұл әлдеқайда жеңіл болады.

Енді, дәнекерлеуді көбейту үшін, біз электр желісінен қоректенетін таспаны жасауымыз керек. Мен 5В үшін де, GND үшін де таспадағы екі бағанды дәнекерледім, ол токты жақсы басқарады. Сізге қажет схема үшін берілген схеманы қараңыз. Конденсаторды дәнекерлеу кезінде теріс ұшының 5В емес, GND рельсіне бекітілгеніне көз жеткізіңіз. Таспалы тақта аяқталғаннан кейін бізге +VE мен GND светодиодты жолаққа қосу керек, сонымен қатар Arduino -ны қуат көзіне және таспалы тақтаға қосу үшін бұрын кесілген секіргіштердің екінші жартысын пайдалану керек. Енді файлдарды сақтауға және одан кейін оқуға болатындай, SD картасын Arduino -ға қосудың жақсы уақыты болар еді. SD ажырату тақтасы орнатылғаннан кейін біз 5В рельсін Vin істігіне және GND Arduino кез келген GND түйреуішіне қосамыз.

Ақырында, біз потенциометрді A0 аналогты кірісіне қосуға болады, осылайша бізде жарық диодты жарықтылықты басқару әдісі бар.

Мұның бәрі аяқталғаннан кейін біз жарық диодтарының санын 144 -ке ауыстыра отырып, стриптестің эскизін қайта жүктей аламыз. Бұл эскизді жүктемес бұрын қуат көзі қосылғанына көз жеткізіңіз. Барлық светодиодтар сызықша үлгісінде жануы керек деп үміттенеміз, сондықтан біз бәрі жұмыс істейтінін білеміз.

3 -қадам: Bluetooth модулін біріктіру

Сымның соңғы бөлігі, HC05 қондырғысы схемада көрсетілгендей Arduino Mega -ге қосылады. HC05 қондырғысының мегадағы Rx1 және Tx1 порттарына қосылуын қамтамасыз етіңіз - бұл бағдарламалауды жеңілдетеді және «бағдарламалық қамтамасыз ету» кітапханасын пайдалануды болдырмайды.

Ескерту. HC05 қондырғысы 5В немесе 3,3В кернеуге ие болады және әдетте 3,3В логикада жұмыс істейді, сондықтан мен оны 3,3В рельске жалғадым. Кейбір басқа нұсқаулықтар Tx (Arduino -да) Rx -ке (HC05 қондырғысында) 5 В логикасын Arduino -дан HC05 модулінің бастапқы деңгейіне жеткізу үшін потенциалды бөлгіш схемасы бар екенін көрсетті. Бөлшектер тізімінде менде 1к және 2к резисторлары болды; дегенмен, мен алаңдамадым және менің үстелімде өте бақытты сияқты:)

4 -қадам: кестені бұзу

Енді біз жарықдиодтар мен электроникаға жаңа үй беру үшін үстелді бөлуді бастауымыз керек.

Алдымен LACK үстелінің жоғарғы жағындағы 450 мм х 450 мм шаршыны белгілеңіз. Дремельді (немесе басқатырғышты) пайдаланып, квадратты тік ұстау үшін мүмкіндігінше кесіңіз. Енді біз суретте көрсетілгендей үстіңгі жағы мен картонның ішкі бөліктерін алып тастай аламыз. Дремельді қайтадан қолдана отырып, біз үстелдің төменгі жағындағы тесікті бұрғылай аламыз, осылайша бізде магистральды кабель арқылы өтетін жер бар.

Кесте дайын болғаннан кейін біз келесі қадамдарға өтпес бұрын жарық диодты шамамен дұрыс күйге түсіре аламыз. Мен электрониканың әр қадамнан кейін дұрыс екеніне көз жеткізу пайдалы деп таптым, сондықтан стриптестің эскизін қайталап көріңіз.

Барлығы өз орнында болғаннан кейін сіз кішкене болттарды қолданып, үстелдің жиегіне қуат көзін орнату үшін бірнеше кішкене тесіктер бұрғылай аласыз. Мен Arduino -ны үстелдің сыртына орнатуды шештім, егер мен қаласам, оны оңай қайта бағдарламалай аламын, бірақ ол үстелдің түбіне төңкерілген және оңай көрінбейді. Мен потенциометрді үстелдің төменгі жағына орнаттым, осылайша жарықтықты басқару жақсы және кәсіби көрінеді.

5 -қадам: лазерлік кесу бөліктері

Енді біз квадраттар матрицасын құрайтын лазерлік кесу бөліктерін енгізуіміз керек, сондықтан бізде пиксельдер анықталды. Мен ағаш матрицаны құрайтын лазерлік кесу бөліктеріне арналған dxf файлдарын, сонымен қатар олардың суреттерін қостым, сондықтан олар қандай болуы керек екенін білесіз. Олар екі бөлек бөліктен тұрады, олардың әрқайсысы жарықдиодты жолдардың әрқайсысы бойынша өтеді, ал екіншісі оларды кесіп өтеді. Сымдардың өтуіне рұқсат беру үшін төменгі бөлігінде 10 мм биіктікте саңылау бар, бұл нүктені 5 мм -ге дейін қысқартуға болады, себебі менің ойымша, бір пиксельден екіншісіне жарық аздап ағып жатыр.

Екі бөліктің 11 данасы 3 мм фанерадан лазермен кесілуі керек, содан кейін олардың дұрыс сәйкес келетініне көз жеткізу үшін оларды жинау керек. Сіз бақытты болғаннан кейін, матрицаны қайтадан бөліп, ақ түспен шашыратып, үстелдің рефлексивті сипаттамаларын жақсартыңыз. Құрғақ болған кезде оларды қайтадан біріктіріп, жарықдиодты үстіне қойыңыз. Бүріккеннен кейін оларды бір -бірімен сәйкестендіру қиын болуы мүмкін, себебі олар қазір сәл қалың, бірақ алаңдамаңыз, матрицаны үстелге қоймас бұрын жайлап орнына тигізіңіз.

6 -қадам: Glediator

Енді бізде барлық бағдарламалық жасақтама бар, біз бағдарламалық қамтамасыз етуді қарай аламыз. Мен светодиодтарға анимация жасау үшін Glediator атты бағдарламалық қамтамасыз етуді жүктедім және орнаттым (https://www.solderlab.de/index.php/software/glediat…). Орнату нұсқаулары сәл қате болуы мүмкін, бірақ веб -сайтты мұқият қадағалаңыз, сонда сіз жақсы боласыз. Біз сонымен қатар Gluedator веб -сайтынан Arduino -ға жүктеу үшін эскизді жүктеп алуымыз керек (https://www.solderlab.de/index.php/downloads/catego…). Біз WS2812B светодиодтарын қолданамыз, сондықтан дұрыс жүктеп алғаныңызға көз жеткізіңіз (WS2812 Glediator интерфейсі). Бұл эскизді ашқаннан кейін, NUMBER_OF_PIXELS -ті 144 -ке өзгертіңіз және оны Arduino -ға жүктеңіз.

Glediator орнатылғаннан кейін біз үстел үстінде анимация ойнай бастаймыз. Алдымен біз Glediator бағдарламалық жасақтамасында матрицаның өлшемін 12х12 -ге орнатуымыз керек, сонымен қатар шығыс түрін HSBL - көлденең жылан (бастау) төменгі сол жаққа қоюымыз керек, осылайша біз светодиодты қосамыз және түс ретін GRB -ге өзгертеміз. (бұл үшін светодиодтар деректерді қабылдайды). Шығару қойындысында COM портын ашыңыз, ал LED матрицасы Glediator бағдарламалық жасақтамасының ортаңғы экранында жарық диодты үлгіні көрсете бастайды.

Сіз анимация жасай аласыз және оларды.dat файлына жаза аласыз, оны біз SD картасына жүктей аламыз, яғни сіздің сүйікті анимацияларыңыз ДК қосылмай үстел үстінде көрсетілуі мүмкін. Бұл туралы Интернетте бірнеше оқулықтар бар (мысалы, https://hackaday.io/project/5714-glediator-from-sd…). Мен бұл үшін бірнеше түрлі код көздерін өзгерттім, сондықтан менің кодым жақсы болуы керек.

Анимацияларды сақтаған кезде оларды «animX.dat» ретінде сақтағаныңызға көз жеткізіңіз, мұнда X-1-15 аралығындағы кез келген сан. Сіз менің кодымдағы бірнеше жолды өзгерту арқылы көп нәрсені жүзеге асыра аласыз.

Ескерту- Glediator файлдарын жазған кезде, бағдарламалық жасақтамада қате бар, бұл жарықдиодты жолақты қалай қосқаныңызды есіңізде сақтамайды. Менің кодымда жұп санды жолдардың ретін өзгерту үшін қарапайым функцияны енгіздім, бұл оның бәрі дұрыс көрсетіледі

7 -қадам: Bluetooth сериялық басқару

Смартфон мен Arduino арасында bluetooth байланысын орнату өте қиын болды, бірақ мұны жеңілдететін бірнеше қарапайым қадамдар бар. Біріншіден, сіз смартфонға арналған қосымшаны жүктеуіңіз керек. Мен https://play.google.com/store/apps/details?id=com… қолдандым. бірақ iphone баламасы бар шығар (оны төлеу керек; p)

Сіз HC05 модулінің шағын қосқышы бар екенін байқаған боларсыз. Егер сіз оны қосқышты басу арқылы қоссаңыз, ол AT-режиміне өтеді, яғни сіз ондағы параметрлерді сұрай аласыз және қаласаңыз, оларды өзгерте аласыз.

Бекітілген эскизді Mega -ге жүктеңіз және ДК -дегі сериялық жылдамдықты 9600 -ге орнатыңыз. HC05 құрылғысының қуатын ажыратыңыз, содан кейін оны қайта қосқанда түймені төмен басыңыз. Жыпылықтау енді шамамен екі секундта бір рет болуы керек - енді HC05 AT режимінде.

Енді сериялық мониторда HC05 -ке командалар жіберіп, оның жауабын көре аламыз. «AT» деп теріңіз және жіберуді басыңыз, сонда сіз сериялық мониторда «OK» қайта пайда болатынын көресіз - енді біз оның тыңдалып жатқанын білеміз. Құрылғының bluetooth атауын «AT+NAME = XYZPQR» теру арқылы өзгертуге болады, мұнда XYZPQR модуль шақырылғысы келеді. Мен LightWave -ге қоңырау шалдым. Bluetooth модулінің әдепкі рұқсат коды - 1234 (немесе 0000), бірақ оны «AT+PSWD = 9876» жіберу арқылы өзгертуге болады. Ақырында, HC05 байланыс жылдамдығын «AT+UART = 38400» жіберу арқылы өзгертуге болады. Бұл HC05 модульдерінің көпшілігінің әдепкі жылдамдығы, бірақ менікі басқаша орнатылған, сондықтан сенімді болу үшін оны орнатқан дұрыс. Бұл пәрмендер туралы толығырақ мына жерде: https://www.itead.cc/wiki/Serial_Port_Bluetooth_M… және бұл қадамға қатысты нұсқаулар бар, олар толығырақ https://www.instructables.com/id/Modify -HC-05-…

Енді біз модульге bluetooth құрылғысы арқылы командаларды жіберуге тырысамыз. Алдымен HC05 модулінің қуатын ажыратыңыз, содан кейін оны қайта қосыңыз. Жарықдиодты шамдардың жыпылықтау жылдамдығы әлдеқайда жылдам екенін көру керек - бұл қазір жұптауды күтіп тұрғанын білдіреді. Смартфонда Arduino Bluetooth Controller қосымшасын ашып, HC05 модулін табыңыз. Егер сіз атауды өзгертпесеңіз, ол HC05 немесе соған ұқсас болуы мүмкін. Қалай қосылғыңыз келетінін таңдағанда, Терминал режимін таңдаңыз. Енді бірнеше нөмірлер мен мәтіндерді жіберіп көріңіз және компьютердегі сериялық монитор олардың қабылданғаны туралы хабарлайды. Бізде олар алға жылжи алады деп үміттенеміз, егер сізге бірнеше нұсқаулар беретін нұсқаулар көп болмаса (мысалы, Бұл жерде соңғы нәрсе - контроллердің кірістерін Arduino бірдеңе жасай алатын сандарға салыстыру. Мен келесі мәндерді қолдандым:

Жоғары = 1, Төмен = 2, Сол жақ = 3, Оң = 4, Бастау = 5, = 6 таңдаңыз.

8 -қадам: Ойындар

Мен ойын коды үшін несие алмаймын. Мен мұнда табылған бастапқы кодты қолдандым https://github.com/davidhrbaty/IKEA-LED-Table davidhrbaty жазған. Дегенмен, мен оны бірнеше жолмен өзгерттім:

1. Мен жарықтықты өзгерту үшін потенциометрдің мәніне негізделген жарықтықты шектеу функциясын қостым
2. Мен кірпіш ойынын алып тастадым, себебі оны құрастыра алмадым
3. Мен тетрис блоктарының түстерін кодтауды өзгерттім, сондықтан олар әр түрлі түсті болды
4. Мен мәзірді қайта реттедім
5. Мен SD картасынан анимация ойнату опциясын енгіздім
6. Мен мәзірге жоғары баллды бақылау және жоғары баллды көрсету опциясын қостым

Қосылған код бірден жұмыс істеуі керек, бірақ егер менің ұсынысым қате туралы хабар беретін ойындарды алып тастап, мәселенің қай жерде екенін білмейінше кодты қайта тексеретін болады.

Бұл кодтың түпнұсқа авторы шынымен модульдік және оңай қосылатын нәрсені жасауда керемет жұмыс жасады. Кестеге қосымша функцияларды қосу үшін қосымша жағдайларда қосу қиын емес.

Мәзірдегі опциялар:

1. SD картасы - SD картасында сақталған анимацияларды ойнатады
2. Тетрис
3. Жылан
4. Понг
5. Dice - 1 -ден 6 -ға дейінгі кездейсоқ губернатор
6. Анимация - FastLED кітапханасындағы анимациялар жинағы
7. Жұлдыздар анимациясы - EDIT - Мен қазір бұл анимацияның орнына Conway's Life Game ойынын іске асырдым
8. Радуга анимациясы
9. Жоғары ұпайлар - тетрис пен жылан үшін жоғары баллдарды көрсетеді

Ойнатуды бастамас бұрын SD картасында біреуі «teths.txt», екіншісі «snkhs.txt» деп аталатын екі txt файлын жасау керек. Бұл файлдардың екеуіне де 0 санын қойып, оларды SD картаның түбірлік қалтасына сақтаңыз. Бұл жоғары баллды бақылау файлдары және жоғары ұпай соғылған сайын жаңартылып отырады. Егер сіз оны қалпына келтіргіңіз келсе, дербес компьютердегі мәндерді 0 -ге қайтарыңыз.

LED_table бағдарламасын Arduino -ға жүктегеннен кейін сіз сериялық мониторды аша аласыз, және сіз bluetooth пәрмендерін жіберген кезде көре аласыз - осылайша сіз бәрі жақсы жұмыс істейтінін білесіз.

9 -қадам: ләззат алыңыз

Тек LED -кестенің негізгі кодын Mega -ге жүктеу керек, содан кейін ойнаудан ләззат алып, жоғары ұпайларыңызды маған хабарлаңыз!

Мен әлі де үстелдің үстіңгі бөліктерінің келуін күтемін (T алюминий бөлімі мен шыны), бірақ қазір үстел жақсы жұмыс істейді, мен онымен ойын ойнай аламын.

Егер сізде қандай да бір түсініктеме, түзету немесе мен жасаған қателіктер болса, маған хабарлаңыз.

10 -қадам: жаңарту

Енді ол толығымен аяқталды!:)

Мен ақыры алюминий Т кесіндісін жиектеу үшін алдым және түйістіруді жақсарту үшін бар күшімді салдым (45 градус - бұл ең қиын бұрыштардың бірі), бірақ ол төртбұрышты. Үстіңгі жағы үшін мен қалыңырақ шыны (425 x 425 x 8 мм) алуды шештім және Rustoleum шыныдан жасалған мұздатқыш спрейді қолданып, астыңғы жағын қатырдым. Қажет болса, қосылыстарда аздап иілу болатындай етіп, үстіңгі және бұрыштық бөліктерді біріктіру үшін мен қарапайым тығыздағышты (силиконды тығыздағышты) қолдандым.

Жаңартылған жаңарту. Енді мен Конвейдің Өмір ойынына жұлдыздар анимациясын емес, мәзірге 7 -ші опцияны қостым, өйткені мен оны ешқашан қолданған емеспін. Егер сіз бұл ойынның не екенін білмесеңіз, Google бұл, бірақ негізінен бұл үш қарапайым ережеге негізделген эволюцияны көрсететін нөлдік ойыншы. Конуэйдің өмір ойыны

Жаңарту^3. Мен кодқа кейбір өзгертулер енгіздім, осылайша ол қазір қызыл жарықдиодты күңгірттеуге қатысты қатені түзетуді, сонымен қатар мәзірде 11 -нұсқа ретінде шырша анимациясын қосады. Ләззат алыңыз.