Автоматташтырылган үй пардалары - MakerChips 'BluChip (nRF51 BLE) модулу менен чакан долбоор: 7 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Ойгонуп, терезелериңизден күндүн нурун алгыңыз келгенин элестетип көрүңүз, же пардаларды жаап, өзүңүздү пардаларга жакындатууга аракет кылбастан, тескерисинче смартфонуңуздагы баскычты басуу менен уктап кетиңиз. Автоматташтырылган үй пардасы тутуму менен, сиз 90 доллардан ашпаган компоненттер менен буга жетише аласыз!

Бул окуу куралын Githubдан караңыз

1 -кадам: Дизайн

Автоматташтырылган үй пардаларынын тутумунда MakerChipsтин BluChip модулу турат.

BluChip - бул кичинекей 16.6x11.15мм Bluetooth модулу, ал BTLE аркылуу смартфондорго периферия катары кызмат кыла алат.

Bluetooth Low Energy (BTLE) менен таанышуу үчүн бул жерди басыңыз.

Модуль NRF51 SoCден турат Nordic Semiconductors, BLE тиркемелери үчүн эң сонун платформа, анткени ал Android жана Apple колдонмолорунда көптөгөн интеграцияланган функцияларды колдойт.

2 -кадам: BluChip Explorer комплект

Бул долбоорду куруу үчүн, мен MakerChipsтен BluChip Explorer комплектин алдым, ал 2 өзүнчө кутуга, бири CMSIS-DAP программисти үчүн жана башка кутучада BluChip 2 RGB светодиоддору бар, фото-резистор жана CR2032 батареясы бар.

Байкаганыңыздай, BluChip модулу өтө кичинекей, бул кичинекей камтылган Bluetooth долбоорлоруна ылайыктуу. Ал 6x4 0.1 дюймдук нанга гана ылайык келет жана үстөлдүн үстүндө кошумча 0.05 дюймдары бар, коммерциялык FCC тастыкталган пакети үчүн абдан таасирдүү!

Бул жерде MakerChips веб -сайтынан BluChipтин негизги өзгөчөлүктөрү келтирилген:

• 14 жеткиликтүү GPIO казыктары
• ARM Cortex M0 32 бит процессору жана 256 КБ флеш жана 32 КБ оперативдүү
• 16.6 мм x 11.15 мм Эң кичинекей нанга отуруучу Bluetooth ® модулу бар
• Электр менен камсыздоо 1.8V - 3.6V колдойт

• Bluetooth өзгөчөлүктөрү

  • BTLE - Bluetooth аз энергия - (BLE, BT 4.1)
  • Bluetooth® жана Япония, FCC, IC квалификациялуу
  • Интегралдык 32 МГц тутумдук саат
  • Чыгуу күчү: +4dBm типтүү

  • Жыштык: 2402ден 2480 МГцке чейин

    Интеграцияланган жогорку өндүрүмдүүлүк антеннасы

  • Single Mode Bluetooth® Smart Slave/Master
• Колдоого алынган интерфейстер: SPI, UART, I2C жана 8/9/10bit ADC

• Программалоо казыктарынын эки топтому

  • .05 "баштыктары CMSIS-DAP жана J-Link түзмөктөрүнө оңой туташуу үчүн
  • .1 "нан такталары менен иштөө үчүн аталыштар
• Программалык камсыздандыруучу кызыл LED

3 -кадам: NRF Connect колдонмосу

BluChip изилдөөчү кутучасын ачканыңызда, анын жаркыраган светодиоддор менен жанданып жатканын көрөсүз, чынбы?

Бул BLE модулу менен дүкөндө эмне бар экенин көрүү үчүн, келгиле, Google Play же App Store'дон nRF Connect колдонмосун орнотолу.

Биз BluChipке телефонубуз менен туташканы жатабыз, андыктан nRF Connect колдонмосун ачып, саламдашуу экранын карап, Bluetooth'ду күйгүзүү үчүн Иштетүүнү таптаңыз. Андан кийин, Скандоону таптаңыз, ошондо сиз жакында BluChip түзмөгүңүз Сканер өтмөгүнүн алдында жазылганын билесиз.

BluChipке туташуудан мурун, бир LED алып, 026 (+ve) жана 021 (-ve) төөнөгүчтөрүнүн жанына нан тактасына койолу. LED дароо күйүп турушу керек, анткени 026 пин 3.3V (логикалык деңгээл ЖОГОРКУ), ал эми пин 021 логикалык LOW (Жер).

Улантуу жана туташууну таптап, смартфонуңуз менен BluChipтин ортосунда байланыш түзүңүз, андан кийин сизди колдонмодогу түзмөктүн кардар өтмөгүнө алып барат.

BluChip кардар өтмөгү сиздин түзмөктө жеткиликтүү болгон бардык кызматтарды көрсөтөт. Бул жерде бизди кызыктырган нерсе - бул BlueChip GPIO кызматы (Белгисиз кызмат катары көрсөтүлгөн). Аны таптап, андан кийин GPIO модуляциясынын мүнөздөмөсүнүн жанындагы өйдө караган жебени басыңыз (Белгисиз мүнөздүү катары көрсөтүлгөн).

Жазуу мааниси калкып чыгат, бул сизге BluChip түзмөгүңүзгө маалыматтарды жөнөтүү мүмкүнчүлүгүн берет. Биздин учурда, биз светодиодду өчүргүбүз келет, андыктан BYTE ARRAYдин жанындагы жебени басыңыз жана маалыматтын форматын UINT 8ге өзгөртүңүз. Биз пин номерин биринчи маани катары жөнөтөбүз, ошондуктан pin021 үчүн 21ди киргизиңиз. Кийинки маалыматты жөнөтүү үчүн кошумча наркты таптап коюңуз, анын абалы пин орнотулууга тийиш (hex BYTE форматы). Светодиодду өчүрүү үчүн биз 021 пин 3.3V (логикалык деңгээл) орнотобуз, андыктан 01ди киргизип, Жөнөтүүнү таптап коюңуз.

LED дароо өчөт! LEDди кайра күйгүзүү үчүн pin021ге 0x00 (логикалык деңгээл LOW) маанисин жөнөтүңүз. Төмөндө көрсөтүлгөндөй, (0x) 15-01 жөнөтүлгөн мааниси көрсөтүлөт. {[(ондук UINT8) 21 = (hex BYTE) 0x15] + (hex BYTE) 0x01 => (hex BYTEs) 0x1501}

Эгер сиз бул баалуулуктарды Жазуу мааниси калкып чыкмасында ат коюп, андан кийин сактоо таптоо менен сактоону тандасаңыз, аларды келечекте GPIO модуляциясы үчүн алдын ала орнотуулар катары жүктөй аласыз!

4 -кадам: BluChipти программалоо

Жогорудагы видеодон менин телефондогу BluChip түзмөгүнүн аты сиздикинен айырмаланып турганын байкаган болоор элеңиз, андыктан аны өзүбүздүн каалообузга кантип өзгөртүү керек?

BluChipте иштеген тиркеме микрофону ага туташкан смартфондор сыяктуу Борбордук түзмөктөргө (кожоюнга) BLE аркылуу перифериялык түзмөк (кул) катары кызмат кылат. Түзмөгүбүздүн атын өзгөртүү үчүн, келгиле, биздин BluChipке жаркылдаган тиркемени карап көрөлү.

BluChip Explorer комплектине ARM Programmer (CMSIS-DAP) кирет. MakerChips CMSIS-DAP менен BluChipке жаркылдаган микробдордун деталдары боюнча тыкан жол көрсөтмөсүн берди.

Программаны он алтылык файлга чогултуу жана аны жаркылдатуу үчүн бизге Keil, nRF51 Software Development Kit (SDK) жана BluChip программасы керек болот. Баргыла жана аларды MakerChipsтин CMSIS-DAP жана Keil баракчасы менен BluChipти программалоодогу "Программалык камсыздоо" бөлүмүндөгү шилтемелерден жүктөп алыңыз.

Keil орнотуңуз, андан кийин "Hex файлын түзүү" бөлүмүндөгү 1-3 кадамдарды аткарыңыз.

Бул учурда, сиз 4 -кадамды уланта аласыз, бардык максаттуу файлдарды калыбына келтирүү.

Эгер "core_cm0.h" боюнча ката кетсе, аны түзүү үчүн долбоорго анын жолун кошушуңуз керек болот.

Биз жөн гана файлды издеп, анын каталогун табышыбыз керек, ал "\ компоненттер / toolchain / gcc".

Бул жолду биздин долбоорго кошолу. Максаттын Жолдорун чыкылдатып, C/C ++ өтмөгүнө өтүңүз, андан кийин 16 -сүрөттө көрсөтүлгөн жолду кошуңуз.

Керектүү көз карандылыкты кошкондон кийин, биздин долбоор түзүлөт жана биз азыр "nRF51_SDK_10.0.0_dc26b5e / мисалдар / ble_peripheral / ble_app_ahc-master / bluchip / s110_with_dfu / arm4 / _buildnrf5142_xxac" дарегиндеги алты бурчтуу файлды түзө алабыз.

Он алтылык файлды BluChipке күйгүзүү үчүн, "Hex File Transfer" бөлүмүндөгү 1-8-кадамдарды аткарыңыз.

Эми сиз орнотулган түзмөктүн аталышы менен BluChipке камтылган программаны жүктөгөндөн кийин, nRF Connect колдонмосун күйгүзүп, түзмөгүңүздү издеңиз. Сиз азыр анын программалык камсыздоонун DEVICE_NAME ичинде аныктаганыңыздын атынан коюлганын байкайсыз!

Кийинки кадамда биз Автоматташтырылган Үй Перде Системасынын аппараттык, электроника жана программалык камсыздоолорун орното баштайбыз.

5 -кадам: Автоматташтырылган көшөгө куруу

Программабызды түзүүнүн жана жаркылдатуу процессин карап чыккандан кийин, өзүбүздүн Bluetooth пардаларыбызды курууга өтөлү!

Пардаларды ачык жана жабык жылдыруучу убакыт белдемчесин башкаруу үчүн тепкич мотору колдонулат. Stepper мотору BluChip тарабынан көзөмөлдөнө турган Half-H айдоочу IC тарабынан башкарылат.

Бийлик үчүн, моторго берилүүчү 12V AC-DC чыңалуу жөндөгүчүн колдонобуз, LM317 DC-DC чыңалуу жөндөгүчү менен бирге 12Vдан 3.3Vга чейин түшүп, BluChip жана Stepper Driver ICди иштетет.

Сиз өзүңүздүн BluChip модулуңузду MakerChipsтин жаңы дүкөнүнөн Tindieден же MakerChips веб -сайтынан ала аласыз.

Автоматтык көшөгө чогултууну баштоо үчүн BluChip Explorer комплектине кошумча төмөндө көрсөтүлгөн бөлүктөрдү алалы:

• 12V 1A Power адаптери $ 3.40
• Barrel Jack $ 0.68
• LM317T Voltage Regulator $ 0.80
• Резисторлор (200 жана 330 Ом) $ 1.69
• L293D Stepper Driver $ 1.63
• Unipolar Stepper Motor $ 8.00 (же $ 1.66 <= бул кичинекей униполярдыкты биполярдык тепкичке өзгөртүү)
• 6мм убакыт ремени 7,31 доллар
• 6mm Gear $ 0.54 (же Thingiverseден 3D басып чыгаруу)
• 6mm Pulley $ 1.17 (же 3D басып Thingiverse)
• Limit Switch x2 (милдеттүү эмес) $ 1.34
• Долбоордун коробкасы (милдеттүү эмес) $ 1.06
• Breadboard Jumper Wires $ 2.09
• Dupont Jumper Wires $ 2.80
• Резина боолор $ 1.13
• Twist Ties 3.22 доллар
• 22 AWG Wire (милдеттүү эмес) $ 1.22
• Zip галстуктары (милдеттүү эмес) $ 0.63
• Shrink tube (милдеттүү эмес) $ 1.97

Куралдар (милдеттүү эмес):

• Hot Glue Gun $ 3.75
• Solder Iron $ 6.79

GitHubдан (Amazon) Билл материалдарын түшүрүү

Figure 20 сиз кандай өзгөчөлүктөрдү кошууну тандаганыңызга жараша, тутумду кантип туташтырып жатканыңызды көрсөтөт. Эгерде сиз тагыраак кыймыл кылгыңыз келсе, анда долбоорго чектөө алмаштыргычтарын кошмоксуз.

Чектөө которгучтары - бул BluChip ачылып же жабылганын билдирген көшөгөнүн акыркы чекити. Чектүү которгучтарсыз, сиз алдыдагы "Программалык камсыздоону конфигурациялоо" бөлүмүндө көшөгөлөрүңүздүн канчалык алыска жыларын көрсөтүү үчүн микрофонду конфигурациялашыңыз керек.

Figure 20 ошондой эле "Программалык камсыздоонун конфигурациясы" бөлүмүндө конфигурацияланган күнү -түнү аныктоого мүмкүндүк берүүчү кошумча фото резисторду камтыйт.

Аппаратты чогултууну тепкич моторун, шкивди жана убакыт курун пардаларыңыздын чокусуна орнотуу менен баштаңыз. (Figure 21)

Резина менен убакыттын курун убактылуу чыңоо. Кийинчерээк, долбоорду бүтүрүүдөн мурун, аны биротоло кармап туруу үчүн аны байлап коюңуз.

Убакытты куруңузга пардаларды тагуу үчүн, курдун жана перде илгегинин айланасындагы Wire Ties.

Пардаларды курга кантип илиш керек экенин жакшыраак түшүнүү үчүн, 22 -сүрөттү караңыз. Сиз сол пардаңызды зым галстук менен убакыт белдемчесинин арт жагына, ал эми оң пардаңызды ремендин алдыңкы жагына байлайсыз. зым галстук менен.

Сиз курду коргоп, парданы байлап алгандан кийин, stepper моторун алып салыңыз, биз аны башкара турган электрондук схеманы чогултуп, сынап көрө башташыбыз үчүн. Bluchip, L293d IC жана LM317t Voltage Regulator'ду панелге коюу менен электрониканы курууну баштаңыз. Figure 20га чейин.

200 & 330 Ом резисторлорун 20 -сүрөткө ылайык киргизиңиз. Резисторлор LM317дин өндүрүшүн ~ 3.3V камсыздай тургандай кылып тууралашат. (Figure 24)

Өткөргүч зымды, андан кийин 26 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй зымдуу баррель уячасын салыңыз.

Келгиле, кубаттагыч адаптерибизди розеткага сайып, адаптерди баррелдин уячасына туташтырып, 27 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй чыңалуусун текшерип көрөлү.

Туура чыңалуу аныкталгандан кийин, кубаттуулукту алып салгыла жана калган панельдеги секиргич зымдарды 20 -сүрөткө ылайык жайгаштыра баштаңыз.

Кийинки, биз L293d ICге биполярдык тепкич моторубузду өткөрөбүз.

Биринчиден, Dupont секирүүчү зымдарын Figure 29да көрсөтүлгөндөй, stepper мотор туташтыргычына салыңыз.

Кайсы зым кайда кетерин билүү үчүн 30 -сүрөттөгү схеманы аткарыңыз.

Схемада көрүнүп тургандай, бир катушка жетелейт L293D Pin2 & Pin6 барат. Башка катушка Pin11 & Pin14 барат.

Өзгөртүлгөн 28BYJ-48 биполярдык тепкич моторунда Figure 31де көрүнгөн төрт түстүү зым бар.

Биз көккө Pin3кө, сарыга Pin6га, кызгылтка Pin11ге жана кызгылтка Pin2ге Pin2ге L293d.

Негизги схема азыр бүттү!

Эгерде сиз чектөө которгучтарын колдонууну кааласаңыз, NO & Cди 22AWG зымына алып барыңыз. Экинчи четинде, DuPont секиргичтерин тиркелип, нан тактасына туура келүүчү сымдарды түзүңүз. (Figure 32)

Сиз аларды 33 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй көшөгө темир жолуна каучуктар менен орнотсоңуз болот, же колуңузда ысык желим пистолетиңиз болсо, аны темирге байлап койсоңуз болот, андан кийин жылып кетпеши үчүн жакшы өлчөмдөгү ысык желимди сүртүңүз. тегерегинде.

Аларды кайда жайгаштыруу жөнүндө түшүнүк алуу үчүн 34 -сүрөттү караңыз.

Бир чек которгуч биринчи рельс илгич менен экинчисинин ортосуна, көшөгө рельсинин эң сол жагына бекитилет, ошондо пардалар илгичти ачкычты басып, аны иштетет. Башка чектик которгуч темир жолдун так ортосуна, солго каратылган. Ошентип, ал пардалар жабылганда активдешет.

Чек ара которгучтарын 20 -сүрөткө ылайык нан тактасына салыңыз.

Акырында, эгер сиз күндүн батышы менен көшөгөңүздүн ачылышын кааласаңыз, анда 36 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй фото резисторду зым менен туташтырып, таң атканда күндүн нуру тийе турган жерге жакын орнотушуңуз керек.

Панель схемасы орнотулгандан кийин, даярданыңыз жана программисти BluChipке туташтырып, микрофонду жаркылдатыңыз. Камтылган программаны GitHubдан жүктөп алып, мурункудай SDK каталогуна чыгарыңыз.

Githubдан ble_app_ahc.zipди жүктөп алыңыз.

Долбоорду ачыңыз, андан кийин программаны түзүп, BluChipке жүктөңүз.

Аны сынап көрүүдөн мурун, биз нан тактасын коробкага салып, зымдар үчүн тешиктерди жана Парданын Статусунун LEDин жасайбыз.

Нан тактасын корпустун түбүнө коюп, зымдар үчүн тешик жасаңыз. Ачылыш ошондой эле BluChipтин антеннасы аркылуу башка түзмөктөр менен байланышуу пункту катары кызмат кылат. (Figure 37)

Корпустун капталында LED өлчөмүндөгү тешикти бургула жана ага LEDди орнотуңуз. Светодиодго зым 20 -сүрөткө ылайык.

Электр розеткасына жакын, көшөгө рельсинин сол жагындагы корпус кутучасын орнотуу үчүн ылайыктуу жерди табыңыз. Моторду кайра орнотуңуз жана боштук жок экенин текшерип, убакыт курунун акыркы чыңалуусун текшериңиз. (Figure 39)

Эми биздин чогултулган системаны сынап көрүүгө убакыт келди. Күч адаптерин салып, nRF Connect колдонмосун күйгүзүңүз. Сиз Curtains. BluChip аттуу түзмөктү таба аласыз.

Ага туташыңыз, UINT8 1 (Ачык пардалар) маанисин Белгисиз кызматтын белгисиз кызматына жөнөтүңүз жана көшөгөлөрдүн ачылышын караңыз!

Эми сиз системаңызды ийгиликтүү сынагандан кийин, BluChipте шоу иштеп жаткан кээ бир коддорду конфигурациялоону карап көрөлү.

6 -кадам: BluChip жабдыктын конфигурациясы

Автоматташтырылган үй пардасынын камтылган программасы негизинен 4 файлдан турат: main.c, ahc.c, ble_ahc_service.c & ble_ahc_service.h.

Электрониканы жана жабдууларды куруп жатканда, бизде автоматташтырылган тутумубуздун тактыгын жогорулатуу үчүн чектөөчү алмаштыргычтар келсе, тандоо мүмкүнчүлүгү бар болчу.

Ahc.h кодунан LIMIT_SWITCHES үчүн #define көрө алабыз.

#Define LIMIT_SWITCHES менен кодду түзүү жана жаркылдоо пардалар качан ачылып жабылганын аныктоо үчүн эки чектик которгучту колдонууга мүмкүндүк берет.

Эгерде сиз долбооруңузга чектөө которгучтарды кошпоону тандаган болсоңуз, аны #undef LIMIT_SWITCHES деп атоо керек. Бул учурда, CURTAIN_OPEN_STEPS жана CURTAIN_CLOSE_STEPS өзгөрмөлөрүндө пардаңыздын басып өтүүчү жолун такташыңыз керек болот. Бул баалуулуктарды көшөгө аралыкты узартуу же кыскартуу үчүн тууралаңыз.

Башка вариант, фоторезистор кошуп, #undef LDRди #define LDRге өзгөртүү аркылуу иштетсе болот. LDR фоторезистор деп да аталган Жарыкка көз каранды резисторду билдирет. Биз LDRди иштеткенибизде, фоторезистор сыртта качан жарык же караңгы экенин билет жана күндүн башында же аягында пардаларыңызды жабууга же ачууга жардам берет.

Limit Switch жана Photoresistor конфигурациясынан тышкары, көшөгөлөрдү автоматтык түрдө ачууга жана жабууга мүмкүндүк берген коддун башка негизги блокторун карап көрөлү.

Ble_ahc_service.c & ble_ahc_service.h файлдары телефонуңуздан BluChipке маалыматтарды жөнөтүүчү кодду камтыйт.

BluChip маалыматтарды алганда, 0 же 1 жөнөтүлгөнүнө жараша аны талдайт. Андан кийин ал статустук диодду иштетет, мотор кыймылын аткарат, андан кийин LED сигнализациясынын бүтүшүн өчүрөт.

Ahc.h тартып ahc_init () функциясы негизги циклдин башында иштейт жана BluChipтеги бардык казыктарды баштайт.

7 -кадам: Жыйынтык

Жыйынтыктасак, бул BLE негиздерин үйрөнүү үчүн абдан кызыктуу жана абдан оңой долбоор болгон. BluChipтин сындыруучу модулунун нандын тактайына так жайгашуусу, сиз тегерете коюп жаткан ар кандай нан тактасына тез эле прототиптештирүүнү жеңилдетет.

Мен айтаар элем, менин автоматташтырылган көшөгөмдү кургандан кийин, мен буга чейин BluChipти туташтыруу үчүн башка нерселерди ойлоп койгом, анын ичинде акылдуу неопикселдер, санариптик саат түзүү үчүн OLED, смартфондун башкаруучу роботу жана башка көптөгөн кубаты аз электрондук долбоор. компакт зымсыз байланышты талап кылган идеялар!

Электроникага жана программалоого абдан кызыккан ар бир адам BluChipтин сунуштаган нерселерине, ошондой эле долбоорлорду андан да муздакка айландыруу үчүн BLE орнотуунун жана ишке ашыруунун ыңгайлуулугуна таң калат.

Азырынча, мен өзүмдүн автоматташтырылган үй пардаларымдан ырахат алам.