Arduino/App Controlled Desk Light: 6 кадам (Сүрөттөр менен)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2025-01-23 14:51

Бул долбоор үчүн мен өзүмө электроника/программалык камсыздоо жөнүндө көбүрөөк үйрөтүүгө мүмкүндүк бере турган нерсени кааладым, бирок мен али кире элекмин.. Мен бул үчүн жакшы платформа болмок деп чечтим.

Мен ойлоп тапкан дизайн түсүн жана жарыктыгын тууралоону камтыган жарыктандыргыч үчүн болгон. Продукцияда ак түстөгү жылуудан муздакка чейинки температура жана жарыктык "шайба" аркылуу көзөмөлдөнөт, анын орду жана багыты буларды өз алдынча өзгөртөт - бул уникалдуу/кызыктуу өз ара аракеттенүү.

Мен ошондой эле буларды тууралоо үчүн, ошондой эле кээ бир RGB светодиоддорун көзөмөлдөө жана күндүн чыгышын ойготуучу кошумча функцияларды кошуу үчүн тиркеме (өзүмдү сынашым мүмкүн) түзүүнү аяктадым. Күн чыккандан кийин ойгонгонго жардам берүү үчүн акырындык менен 30минден ашык жарыктыгын жогорулатат.

Бул менин биринчи Arduino/App долбоорум болгондуктан, кодду аткаруунун жакшы жолдору болот деп ойлоп жатам, андыктан мага жеңил болсун! Бул жаңырат, ошондуктан мен бактылуумун. Эгерде сизде жакшыртуу боюнча сунуштар болсо ж.б уксак жакшы болмок..

Бул долбоордун бардык файлдары (arduino/колдонмо ойлоп табуучунун коду, колдонмо графикасы ж. Б.) Жана App apk. бул шилтемеден тапса болот.

Мен муну Raspberry Pi жана FULL SPECTRUM LASER конкурстарына коштум, андыктан эгер сиз анын татыктуусу деп ойлосоңуз, добуш массалык түрдө бааланат !!

Сизге эмне керек ….

Elec. Компоненттер:

• Arduino Micro
• 12 Сызыктуу радиометрикалык залдын эффект сенсорлору
• DC Jack
• 12V электр менен камсыздоо
• 2x 1W Cool Ак LED (6000K)
• 2x 1W Жылуу Ак LED (2800K)
• 4x Adafruit RGB неопикселдери
• Sparkfun Picobuck 350mA туруктуу ток айдоочу
• HC06 Bluetooth модулу
• Прототип тактасы
• Терминалдык блоктор
• Зымдар

Материалдар:

• Көктөн жасалган материалдар (картон же силикон ж.
• Полиуретан куюу чайыры
• Фанера

Чыгымдалуучу материалдар:

• Solder
• Бояуу
• Sandpaper
• Аралаштыруучу чыны/аралаштыргычтар

Куралдар:

• Кандооч
• Желим курал
• Кычкачтар/отверткалар/бычактар ж.
• Лазердик кескич

Программалык камсыздоо:

• Arduino
• MIT App Inventor (бекер интернетке негизделген)
• Photoshop же App графикасын түзүү үчүн бир нерсе

1 -кадам: Hall Effect Sensors

Продукцияны башкаруу/өз ара аракеттенүү үчүн мен жөн эле терүү же башка нерсе эмес, бир аз башкача нерсени ойлоп тапкым келди.

Электрондук компоненттердин ар кандай түрлөрүн бир аз изилдеп чыккандан кийин, линиялык радиометрикалык залдын эффект сенсорлорун таптым. Булар, негизинен, магнит талаасынын таасири астында турган сенсор. Адатта сенсорлордун чыгымы кирүү чыңалуусунун жарымын түзөт. Бирок, магниттин жанына жакындатылганда, магнит түндүк же түштүк полюсуна жараша чыгым же кирүү чыңалуусуна чейин көтөрүлөт же 0В (каныктыруу чектерине) чейин түшөт.

Мен муну бир залдын сенсорунда эки башка орнотууну көзөмөлдөөгө уруксат берүү үчүн колдоно алаарымды түшүндүм - "шайба" идеясы пайда болду. Магнит лазердик кесилген пачкада катылган жана сенсорлордун тушуна жараша жарыкты же түстүн темп -расын көзөмөлдөйт. Мен кийинчерээк Arduino кодуна кирем, бирок негизинен мен бул сенсорлорду окуп чыгуунун "жогорку триггерден" жогору көтөрүлгөнүн же "төмөн триггерден" түшүп кеткенин издейм. Мен бир нече зал эффектинин сенсорлорун колдонуп, ар биринин түсүнүн темп -расын жана жарыктыгын картага түшүрүүгө мүмкүндүк берем.

2 -кадам: Электрондук жабдыктар

Бул долбоордун биринчи кадамы электроникалык жабдыктарды туташтыруу болгон. Мен Arduino Micro колдонууну туура көрдүм, анткени анын аналогдук окуу казандары көп - бул жөндөө үчүн жетиштүү чечим берүү үчүн бир нече зал эффекти сенсорлорун колдонууга мүмкүндүк берет. 12V DC энергия булагы Arduino менен LED драйверин иштетүү ортосунда бөлүнөт.

Башкаруу аркасында 11 залдын сенсорлору колдонулат, дагы 1и жарыкты өчүрүү үчүн колдонулат. Бул A0-> A5 жана 4, 6, 8, 9, 10, 12. төөнөгүчтөргө туташкан. Алар жалпы 5v жана жер темир жол/төөнөгүч менен бөлүшөт.

Мен колдонгон светодиоддор 1W жана туруктуу ток айдоочуну талап кылат. Sparkfun PicoBuck колдонулган, анткени ал 350мАны 3 чыгаруу каналына чейин жеткирет. 12V камсыздоо айдоочулар Vin пинске туташкан. Айдоочунун PWMди көзөмөлдөө үчүн кирүү казыктары бар, алар Arduino 3 жана 5 -казыктарына туташкан.

Bluetooth модулу андан кийин туташкан. Bluetooth Rx-> Arduino Tx, Tx-> Rx жана 5v.ground.

Светодиоддор өзүнчө тактага орнотулган. Эки муздак ак диод жылыткычтар сыяктуу катар туташтырылган. Булар айдоочунун 1 жана 2 -чыгыштарына туташат. RGB светодиоддору Adafruit Neopixels; бул чынжырлуу модулдар, алар бир Arduino төөнөгүчүнөн түстү жана жарыкты жекече башкара аласыз. Булар пин 11ге жана 5V/жерге казыктарга туташат.

3 -кадам: App Inventor

Колдонмону түзүү үчүн мен MIT App Inventor колдонгом, анын бекер жана үйрөнүүгө/колдонууга оңой. Мен адегенде App экрандарын/графикасын түзүшүм керек болчу - муну фотошопто ж.б. жасаса болот, эгерде экрандарды өзүнчө сүрөттөр/файлдар катары түзгөн бардык компоненттериңиз болсо, App Inventor программасын жеңилдетет.

App Inventor эки көз карашка ээ, алдыңкы визуалдык нерселер үчүн "Дизайнер" өтмөгү жана код үчүн "Блоктор" өтмөгү бар.

"Дизайнер" өтмөгүнүн жардамы менен мен колдонмонун экрандарын түздүм. Мен тапкан бир маселе, bluetooth компоненти бир нече экранда иштебейт, андыктан "саламдашуу" экранынан кийин калгандары (байланыш, RGB, түс темп, сигнал) баары бир экранда түзүлөт - эффективдүү түрдө мен күйгүзөм. /өчүрүү.

Мен колдонгон негизги куралдар 'макет/тегиздөө' жана 'холст' үчүн. Кенеп - бул сүрөт катары көрсөтө турган тийүү сезимтал аймагы.

Визуалдар орнотулгандан кийин, 'Блоктор' өтмөгүнө өтүү жана кодду жазуу убактысы келди. Мен муну кыскача сүрөттөп берем, бирок, эгер сиз менин файлымды App Inventor программасына импорттоп, өзүңүздүн тегерегиңизде ойносоңуз, анда бул оңой болот …

Бул биринчи блоктор экрандар үчүн. Колдонмого Arduinos bluetooth модулуна автоматтык түрдө туташып көрүүгө уруксат берүү үчүн, мен HC06 дарегиме өзгөрмө түзөм. Мен таймерди колдонуп жатканда фондук сүрөттү өзгөртүү үчүн колдоном. Эгерде туташуу ийгиликтүү болсо, анда түс экраны жүктөлөт. Bluetooth автоматтык түрдө туташпай калса, 'түзмөккө туташуу' баскычын басуу керек. Бул телефонуңуз көрө турган бардык Bluetooth түзмөктөрүнүн тизмесин алып келет. 'Bluetoothclient1.connect' буйругу туташуу үчүн ошол тизмеден тандап алган түзмөктүн дарегин колдонот.

Бул блоктор меню баскычтарынын ар бирине тийгенде эмне болорун көзөмөлдөйт - RGB, түс темпи жана сигналдын ортосунда өзгөрүү. Алар тийгенде, тиешелүү визуалдык катмарлар күйгүзүлүп жана өчүрүлөт. Башкача айтканда, RGB меню баскычын таптаганыңызда, ал баскычтардын фонунун караңгы сөлөкөтүнө өтөт, RGB экранын күйгүзөт, экинчисин өчүрөт.

Күчтү жана жарыктыкты көзөмөлдөө RGB жана түстүү темп -экрандар ортосунда бөлүшүлөт. Arduino кайсы светодиоддорду башкарыш керек экенин билиши үчүн, кайсы экран жүктөлгөнүн айтып беришим керек. Форматта (экран) текст сабы? BluetoothClient1. SendText буйругун колдонуу менен телефонуңуз Bluetooth аркылуу жөнөтүлөт.

Бул блок сапты жөнөтөт (Power)? кубат баскычы басылган сайын.

Бул блоктор түс температурасынын жөнгө салынышын көзөмөлдөйт. Кенепке тийгенде, тийүү чекитинин Y координаты 'муздак' өзгөрмөсүн коюу үчүн колдонулат. Y мааниси кенептин пикселдик өлчөмү менен шартталган, андыктан менин учурда 0 менен 450 ортосундагы маани. Мен муну мультипликаторду колдонулуучу PWM маанисине (0-255) айландыруу үчүн колдоном. Мен ошол маанидеги сапты жана идентификаторду түрүнө (Tempvalue) жөнөтөм ?.

Окшош блоктор жогорудагыдай эле, бирок жарыкты көзөмөлдөө үчүн. Бул жолу X координатын жана ар кандай көбөйткүчтөрдү колдонуп, 'Bright' өзгөрмөсүн 10дон 100гө чейин коюңуз.

Бул блоктор RGB көзөмөлү үчүн. "GetPixelColor" деп аталган буйрук бар, ал манжаңыз тийип жаткан пикселдин RGB маанисин алуу үчүн колдонулушу мүмкүн. Бул кандайдыр бир себептерден улам кошумча 255 менен маани берет, ошондуктан мен маанини форматка алуу үчүн бир аз иштейм (RGBredvalue.greenvalue.bluevalue.)? Бул дагы Arduinoго жөнөтүлөт, бирок RGB идентификатор катары.

Блоктордун кийинки бөлүмү сигнал орнотуулары үчүн. Биринчи блок күндү өйдө -ылдый тийгизгенде/сүйрөгөндө эмне болорун көзөмөлдөйт. Дагы, "учурдагы X жана Y алуу" буйруктары манжаңыздын турган жеринин маанисин алуу жана күндүн бийиктигине жараша фондук сүрөттү өзгөртүү үчүн колдонулат. Күндүн позициясы да сигнал иштетилгенби же өчүрүлгөнбү, айдоочуларга бул Bluetooth аркылуу жөнөтүлөт.

Күндү таптап же жылдырууну бүтүргөнүңүздө, ал ойготкуч убактысын коюуга мүмкүндүк берүү үчүн убакыт тандоону алып келет. Бул кийинки блоктун негизги бөлүгү ойготкучту орнотууга чейин канча миллисекунд бар экенин аныктоо үчүн учурдагы убакытты колдонот. Бул баа андан кийин Arduinoго жөнөтүлөт

Кийинки кадамда мен Arduino саптарды кантип окуй турганын жана колдоноорун айтып берем …

4 -кадам: Arduino коду

Колдонмо коду сыяктуу эле, мен муну кыскача айтып берем ….

Биринчиден, мен сенсорлорду жана светодиоддорду туура казыктарга коюп, бардык өзгөрмөлөрүмдү орноттум. Залдын эффект сенсорлорунун чыгышы analogRead функциясын колдонуп окулат, 0 менен 1023 ортосунда маанини берет. Буга чейин айтылгандай магнит жок болгондо жарымын чыгарат, ошондуктан 500дүн тегерегинде. Мен оңой жол берүү үчүн Төмөн жана Жогорку триггер өзгөрмөлөрүн колдоном. шайба сенсордун үстүндө экенин билгенде тууралаңыз.

Неопикселдер бул жерде аныкталган китепкананы талап кылат.

Жараксыз орнотуу сериалдарды баштайт, анткени Micro Rx/Tx казыктары (bluetooth) Serial1ди колдонот.. Түйлүктөр андан кийин киргизүү же чыгаруу болуп, LED өчүрүлгөн.

Эми бул негизги цикл…

Бул биринчи бөлүмдө Колдонмодон кандайдыр бир маалымат алынган -келбегени текшерилет. Serial1.available () сериалды окуп, саптагы байттардын санын алат. Эгерде бул> 0 болсо, мен маалыматтардын келип түшүшүн билем.

Эсиңизде болсо, мен колдонмодон жөнөткөн бардык саптар суроо белгиси менен бүтөт …. башкача айтканда (Bright100)?

Мен.readStringUntil функциясын колдонуп, сериялык маалыматтарды суроо белгисине чейин окуйм (Bright100) жана BTstring өзгөрмөсүн буга койгом. Мен BTstring ')' менен бүткөнүн текшерип, толук буйруктар кабыл алынганын текшерем. Эгерде алар болсо, анда BluetoothProgram цикли чакырылат … бул төмөндө сүрөттөлөт.

Бул кийинки бит күн чыгыш сигналын башкарат. Негизинен, эгер ойготкуч иштетилген жана убакыт туура болсо, анда ал LEDдин өчүп баштайт. Адам көзүнүн жарыкты логарифмдик түрдө кабыл алуусуна байланыштуу, сызыктуу эмес, экспоненциалдык ийри сызык менен светодиоддун ар кандай түрүн жасоо жакшыраак. Демек, теңдеме PWM баалуулуктарын айдайт …

Шайба колдонмону башкарууга тоскоол болбош үчүн, сиз аны колдонуп жатканда өчүрүлөт. Шайбаны кайра активдештирүү үчүн аны 5 секундага жылдырышыңыз керек.. Бул код биринчи жолу бардык сенсорлор туруктуу абалдын маанисин (магнитсиз) чыгарып жаткандыгын текшерет, андан кийин таймерди баштайт. 5 секунд бүткөндөн кийин, BTinControl өзгөрмөсү жалганга кайра коюлат.

Шайбанын коду азыр.. Биринчи сенсорлорду окуу керек.

Эгерде жарык учурда өчүк болсо, анда сенсорлордун бири триггердин чекиттеринин үстүндө же астында экенин текшерет, башкача айтканда шайба жаага коюлган. Эгер андай болсо, анда кайда койсоңуз да, ал ак диоддорду акыркы орнотууңузга чейин өчүрөт.

Светодиоддорду акыркы сенсордукка сактап калуу үчүн, сенсорлор менен байланышкан баалуулуктарды жаңыртуунун ордуна, MovedSinceStandby өзгөрмөсү жалган деп коюлган. Бул коддун кийинки бөлүгү негизинен шайбаны баштапкы абалынан белгиленген суммага жылдырганыңызды текшерет….

Эгерде сиз шайбаны жылдырсаңыз, "MainProgram" жарыктыгын/түс темпин жаңыртуу үчүн чакырылат. Бул дагы төмөндө сүрөттөлөт.

Бул негизги циклдеги акыркы бит шайба кайра күтүү станциясына коюлганын текшерет - бул сенсор 12 триггер чекитинин үстүндө/астындагы маанини окуп жатат. Андай болсо, ал LED кайра өчөт.

Bluetooth укуругу:

Жогоруда айтылгандай, маалымат bluetooth аркылуу алынганда, сап окулат. Эми биз бул саптын эмне деп айтканын текшеришибиз керек …

Жарыктан, түстүн темп -расынан жана RGBден башка бардык саптар менен күрөшүү оңой. Сиз BTstring колдонмодон жөнөтүлгөн текстке барабар экенин текшересиз.

Эсиңизде болсо, колдонмонун экрандарын алмаштырганда, ал bluetooth буйругун жөнөтөт. Бул жерде биз бул үчүн суроо беребиз жана кээ бир өзгөрмөлөрдү чындыкка же жалганга коебуз, андыктан кайсы экранда экениңизди билебиз.

Ар бир бөлүмдүн аягында мен BTinControl өзгөрмөсүн true деп коюп, BTstring маанисин тазалайм.

Колдонмодогу кубат баскычын таптаганыңызда, ал светодиоддорду өйдө же ылдый өчүрөт. Сиз турган экран үчүн жогоруда белгиленген өзгөрмөлөр анын RGB же ак LEDлерин көзөмөлдөп турарын чечүү үчүн колдонулат.

Жарыктык, түстүү темп жана RGB үчүн мен саптарды бир аз башкача окуум керек. Саптын саны өзгөрүп тургандыктан, мен сап толук саптан эмес, идентификаторлордун биринен башталабы деген суроону берем, ошондуктан жөн гана (Bright here..

Эми мен саптан чыныгы жарыктыктын маанисин ажыратышым керек. Колдонмодон жөнөтүлгөн саптын форматы (Brightvalue), ошондуктан мен жарыктыктын мааниси 't' менен '' 'ортосунда болорун билем. 'T' позициясы туруктуу бойдон калат, ал саптын 7 -белгиси болуп калат. Бирок жарыктыктын мааниси 10дон 100гө чейин болушу мүмкүн, анткени ')' позициясы өзгөрөт. Мен.indexOf буйругун '' 'кайда экенин аныктоо үчүн колдоном, ал кандай белги жана андан кийин.substring буйругун колдонуп, 7 -символдун жана') 'символдорунун ортосундагы сапты окуй алат. Бул мага RGBди же ак LEDди экранга жараша тууралоо үчүн колдоно ала турган жарыктык маанисин калтырат.

Түстүн темп -расын жөндөө жогорудагыга окшош процесс, бирок бул жолу 'p' менен ')' ортосунда болот …

RGB жөнгө салуу үчүн бизде саптан алуу үчүн үч баалуулук бар, бирок ал дагы ушундай процесс. Колдонмодон биз саптарды түрүндө алабыз (RGBvalue.value.value)

Ошентип, мен кызыл маани 'B' менен биринчи чекиттин ортосунда болорун билем. Жашыл маани 1/2 чекиттин ортосунда, көк мааниси 2 чекиттин жана ')' ортосунда.

Биз баалуулуктарга ээ болгондон кийин неопиксалдар жаңы түскө коюлат …

Бул жерде биз ойготкуч иштетилгенин же өчүрүлгөнүн текшеребиз. Эгерде ойготкуч убактысы өзгөртүлсө, биз сигнализацияга чейин миллисекундтардын санын камтыган сап жөнөтөбүз. Дагы бул маани саптан алынат жана күндүн чыгышын баштоо убактысын текшерүү үчүн, биз учурдагы убакытка (миллис) өзгөрмө коюшубуз керек.

Шайбаны башкаруу:

Жогоруда айтылгандай, эгер шайба (магнит) бир тарапка өйдө болсо, ал залды сенсордун чыгышын төмөн триггердин астына, ал эми башка жол менен жогорку триггердин өйдө жагына алып барат.

Бул бир жаадагы жарыктыкты жана түстүн темп -расын көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берет.

Сенсорлордун мааниси окулат. Эгерде алардын бирөө триггердин маанисинен төмөн болсо, анда биз түс темп -расын тууралап жатабыз. Доғанын астында 11 сенсор бар, алар өз кезегинде шайба алардын үстүнөн жылганда триггердин астына түшөт. Ар бир сенсор 100% жылуу, 0% салкын 1ден баштап, 0% жылуу, 100% муздак 11ге чейин иштеп, ага каршы салкын жана жылуу LED үчүн PWM маанисине ээ.

Жарыктыкты көзөмөлдөө дал ушундай жол менен жүргүзүлөт.. бул жолу сенсорлордун чыгышы жогорку триггерден жогору экендигин текшерип, ар бир сенсорго жарыктыктын салмактуулук маанисин берет.

Бул жарыктык салмагы түстүн темп -маанисине көбөйтүлүп, жалпы чыгымдын маанисин берет. Ар кандай түстүн темпин каалаган жарыктыкка коюуга уруксат берүү…

5 -кадам: Турак жай

1. Мен корпустун ылдыйкы бөлүгүнө картон жасоо менен баштадым. Башкаруу зонасынын тешиктерин түзүү үчүн менде фанера лазеринин догасы кесилген жана "күтүүчү" док үчүн 5p тыйын колдонулган. Булар залдын эффект сенсорлоруна туура келүүчү туура абалда болушуна көңүл буруп, картон калыпка чапталган.
2. Андан кийин полиуретан чайырын аралаштыруу керек болчу. Мен колдонгон нерселер 1: 1 пропорциясына ээ жана болжол менен 20 мүнөт ичинде айыгат.. андыктан тез иштеш керек!
3. Алгачкы куюу калыптын түбүн толтуруу болчу. Бул топтомдон кийин мен каптал дубалдарды куюуга уруксат берүү үчүн картондун ички дубалын коштум.
4. Светодиоддор отура турган жогорку бөлүктү түзүү үчүн, мен пластикалык түтүктү/чөйчөктү бурч менен кесип, чаптадым. Анан дагы чайыр куюп, коюуга уруксат берди.
5. Азыр турак жай даяр болду, мен бир аз тешиктерди тешип, жакшы кумду беришим керек болчу.
6. Праймер сүйкөлүп, андан соң боектордун акыркы катмары менен чачыранды.

6 -кадам: Ассамблея/Жыйынтык

1. Турак жайдан DC уячасы үчүн оюк кесилди. Андан кийин домкрат жабыштырылат.
2. LED тактасын андан кийин зымдарды астыңкы бөлүгүнө чейин жеткирип, жогорку бөлүктө бурап койсо болот.
3. Светодиоддун жана DC уячасынын зымдары андан кийин туура терминалдык блокторго сайылды.
4. Негизги такта андан кийин корпуска сайылат
5. Андан кийин фанеранын бир бөлүгү корпустун түбүн жабуу үчүн буралат.
6. Акыркы нерсе - "шайбаны" жабыштыруу, магниттин уюлдарын туура "жарыктык" же "түс темп" учунун капкагы менен багыттоо.

Жалпысынан алганда, жарык абдан жакшы иштейт! Программада үтүктөө үчүн бир нече мүчүлүштүктөр бар жана RGB LEDлери жарык болушу мүмкүн. Мен ошондой эле күндүн ичинде "муздак" баштап, түнкүсүн "жылуу" болуп өзгөрүп, түс температурасын автоматтык түрдө өзгөртүү үчүн тышкы жарык сенсорун кошо алам.

Окууңузга алкыш!