Bluetooth boshqaruvidagi Arduino LED kofe stoli: 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Bu mening birinchi haqiqiy Arduino loyiham edi, shuningdek, mening birinchi ko'rsatmam, shuning uchun izohlarda xushmuomala bo'ling:) Men o'zimni qiziqtirgan narsalarni yaxshi bilsangiz, batafsil ko'rsatmalarni berishga vaqt ajratgan savollarga javob berishni xohlardim. Elektronika, ehtimol siz har bir qadamni bosib o'tishingiz mumkin, lekin agar siz yangi bo'lsangiz, u sizga kerak bo'lgan hamma narsani berishi kerak.

Loyihaning maqsadi - kofe stolida bluetooth orqali boshqarilishi mumkin bo'lgan 12 x 12 pikselli ekranni yaratish va uni salqin xonada yorug'lik/o'yin sifatida ishlatish.

Ushbu qurilish uchun sizga quyidagi qismlar kerak bo'ladi:

1. Arudino Mega (yoki klon)-https://www.amazon.co.uk/Arduino-Mega-2560-R3-Micr…
2. Arduino micro SD -karta qalqoni (men uni ishlatardim va sarlavhalarni lehimladim) -
3. Micro SD -karta - har qanday o'lchamda bo'ladi, lekin uni FAT32 formatlash kerak
4. 5 m WS2812B qo'shiladigan LED tasmasi -
5. HC05 Bluetooth moduli -
6. 5 V 6 Amp quvvat manbai-(men buni ishlatganman, lekin ebayda yuzlab boshqalar bor)
7. Ikea LACK jadvali (sevimli mashg'ulotlarning klassikasi) -
8. 3 mm kontrplak uchun lazerli kesgichga kirish (yoki juda barqaror qo'l). Siz lazer bilan kesilgan qismlarni Internetda turli joylarda buyurtma qilishingiz mumkin (masalan,
9. Oq purkagichli bo'yoq
10. 2 m alyuminiy T qismi (1 1/2 x 1 1/2 x 1/8) -
11. 450 mm x 450 mm x 6 mm oynali tepa (ko'pchilik mahalliy yaltiroqchilar siz uchun maxsus bo'laklarni kesishi mumkin, lekin men bu odamlardan foydalandim
12. 1 x 100 mikro Farad kondansatkichi
13. 2 x 1k qarshilik
14. 1 x 2k qarshilik
15. 1 x chiziqli aylanadigan potentsiometr
16. Har xil o'tish moslamalari (ehtimol, prototiplash paytida o'nlab)
17. Lehimlash uchun kamida uchta qalin kabel
18. Ichki devor uchun tasma (xavotir olmang, bu juda oddiy)

Kerakli vositalar:

1. Lehimlash temir + lehim
2. Bir juft snipp
3. Tel -chiziqlar
4. Jadvalni buzish uchun Dremel yoki boshqa turdagi jigsaw. Men buni https://www.amazon.co.uk/gp/product/B0078LENZC/ref… spiral kesuvchi uchlari bilan ishlatganman

1 -qadam: Dastlabki sinov va tartib

Birinchi qo'ng'iroq porti - bu LED tasmasini kerakli uzunlikka kesish. Bu LED tasmasini ishlatish juda oson, chunki u faqat 3 ta pinli va Arduinoni haqiqiy ishni bajarishga majbur qiladi. Men g'altakni rasmda ko'rsatilgandek uzunligi 12 ta LEDning har biridan 12 qismga kesib tashladim va bu bilan qayerga ketayotganimni tasavvur qilishim uchun stolning orqa tomoniga qo'ydim.

Keyin menda bir nechta LEDlar qoldi, shuning uchun men ularni Arduino UNO -ga uladim, ular ishlayotganini sinab ko'rishim kerak edi (siz loyihaning konturida ko'rsatilgan Mega -dan ham foydalanishingiz mumkin). Buning uchun men bir nechta erkakni erkak boshidan erkak boshigacha kesib tashladim va ularni LED chizig'ining uchidagi prokladkalarga lehimladim. Men ishlatgan WS2812 tasmasida 5V sim qizil, tuproq oq va ma'lumotlar yashil rangda edi. Ma'lumotni noto'g'ri yo'nalishda yubormaslik uchun WS2812B tasmasida bosilgan ko'rsatgichga e'tibor qaratganingizga ishonch hosil qiling. Men 5V liniyasini Arduino -dagi 5V ga, Ground to GND va Data -ga 6k pinli ketma -ket 1k qarshilik bilan uladim. Shuni yodda tutingki, WS2812B svetodiodlarining Fritzing sxemasi men etkazib berganlardan biroz farq qiladi. Aytish kifoya, ma'lumotlarning 6 -pinga, Gndning erga va 5 -ning 5V ga ulanganligiga ishonch hosil qiling.

Kam sonli LEDlar (5 yoki undan ko'p) bilan Arduino quvvat bilan ta'minlanishi kerak; Biroq, ko'pchilikni quvvatlantira olmaysiz, chunki ular to'liq oq rangda bo'lganda, LEDlarning har biri 60 mAgacha chiziladi va Arduino -ni tezda bosib ketishi mumkin.

Agar sizda Arduino IDE mavjud bo'lsa (uni yuklamang va o'rnating), chipset turini sizda mavjud bo'lgan Arduino -ga o'rnating va COM portini variantlarda Arduino ko'rsatadigan qilib o'rnating. Endi FastLED kutubxonasini yuklab oling va o'rnating (https://fastled.io/). Striptest.h misolini oching va eskizdagi LEDlar sonini qancha ko'p bo'lsa (shunda menda 5 ta qoldi). Tasdiqlang va (hammasi yaxshi bo'ladi deb o'ylab) Arduino -ga yuklang, shunda siz kichik chiziqdagi chiroqlar yonib, rangini o'zgartirasiz.

2 -qadam: Matritsa va Stripboardni lehimlash

Endi LED matritsasini yaratishni boshlash vaqti keldi.

Sizda mavjud bo'lgan uchta rangdagi simlarning har biridan 11 ta qisqa uzunlikni kesib oling. Ularning uzunligi bir chiziqning oxiridan keyingisining boshigacha o'tish uchun etarlicha uzunligiga ishonch hosil qiling. LED chizig'ini qo'yayotganda, ma'lumot oqimi o'qi ilonni kuzatib borishiga ishonch hosil qilishingiz kerak. Bu qo'yilgandan so'ng, rasmda ko'rsatilgandek, har bir etakchi qatorni keyingisiga ehtiyotkorlik bilan lehimlang. Agar har bir ulanish turi uchun bir xil rangdan foydalansangiz, bu ancha oson bo'ladi.

Endi, ko'proq lehimlash uchun, biz tarmoqdan quvvat oladigan tarmoqli taxtani yaratishimiz kerak. Men tasmani ikkita ustunni 5V va GND uchun lehimladim, shunda u tokni yaxshiroq boshqaradi. Siz yaratishingiz kerak bo'lgan sxemaning biriktirilgan sxemasiga qarang. Kondensatorni lehimlashda, salbiy uchi 5V emas, balki GND temir yo'liga ulanganligiga ishonch hosil qiling. Stripboard tugagandan so'ng, biz +VE va GND ni LED chizig'iga ulashimiz kerak, shuningdek Arduino -ni quvvat manbai va lenta taxtasiga ulash uchun biz ilgari kesib o'tgan o'tish moslamalarining ikkinchi yarmini ishlatishimiz kerak. Fayllarni saqlash va undan keyin o'qish uchun Arduino -ga SD -kartani qo'shish yaxshi vaqt bo'lardi. SD kesish taxtasi o'rnatilgandan so'ng, biz 5V temir yo'lini Vin piniga va GND ni Arduino -dagi har qanday GND piniga ulashimiz mumkin.

Va nihoyat, biz potentsiometrni A0 analog kirishiga ulanishimiz mumkin, shunda bizda LEDlarning yorqinligini boshqarish mumkin.

Bularning hammasi bajarilgandan so'ng, biz yana striptest eskizni yuklay olamiz, LEDlar sonini 144 ga o'zgartiramiz. Bu eskizni yuklashdan oldin quvvat manbai faol ekanligiga ishonch hosil qiling. Umid qilamanki, barcha LEDlar eng eskiz naqshlarida yonishi kerak, shuning uchun biz hamma narsa ishlayotganini bilamiz.

3 -qadam: Bluetooth modulini birlashtirish

HC05 simlarining oxirgi qismi, sxemada ko'rsatilganidek, Arduino Mega -ga ulanadi. HC05 qurilmasi megada Rx1 va Tx1 portlariga ulanganligiga ishonch hosil qiling - bu dasturlashni ancha osonlashtiradi va "dasturiy ta'minot" kutubxonasidan foydalanishni oldini oladi.

NB. HC05 qurilmasi 5V yoki 3.3V kuchlanish oladi va odatda 3.3V mantiqda ishlaydi, shuning uchun uni 3.3V temir yo'lga uladim. Boshqa ba'zi ko'rsatmalar Tx (Arduino -da) ni Rx -ga (HC05 qurilmasida) ko'rsatdi, 5 V mantig'ini Arduino -dan HC05 moduli uchun mahalliy darajaga etkazish uchun potentsial bo'luvchi sxemasi. Shuning uchun menda qismlar ro'yxatida 1k va 2k rezistorlar bor edi; ammo, men bezovta qilmadim va mening stolimda juda baxtli ko'rinadi:)

4 -qadam: Jadvalni buzish

Endi biz LED va elektronikaga yangi uy berish uchun stolni ajratishni boshlashimiz kerak.

Birinchidan, LACK stolining yuqori qismidagi 450 mm x 450 mm kvadratni belgilang. Dremel (yoki jigsaw) yordamida kvadratni to'g'ri ushlab turish uchun iloji boricha kesib oling. Endi biz rasmda ko'rsatilgandek, ichi bo'sh stolni qoldiradigan yuqori va karton ichki qismlarini olib tashlashimiz mumkin. Dremel -dan foydalanib, biz stol tagining burchagida teshik ochishimiz mumkin, shuning uchun bizda tarmoq kabelini o'tkazish uchun joy bor.

Jadval tayyorlangandan so'ng, biz keyingi bosqichlarga o'tishdan oldin LEDlarni taxminan to'g'ri joylarga yopishtirib olamiz. Men har bir qadamdan keyin elektronikaning to'g'ri ekanligiga ishonch hosil qilishni foydali deb topdim, shuning uchun yana chizilgan eskizni qayta sinab ko'ring.

Hamma o'z joyida bo'lganidan so'ng, siz kichik murvat yordamida stol chetiga elektr ta'minotini o'rnatish uchun bir nechta kichik teshiklarni burishingiz mumkin. Men Arduino -ni stol tashqarisiga o'rnatishni tanladim, agar xohlasam, uni qayta dasturlashim mumkin, lekin u stolning pastki qismiga teskari o'rnatilgan va oson ko'rinmaydi. Men potentsiometrni stolning pastki qismiga o'rnatdim, shunda yorqinlikni boshqarish chiroyli va professional ko'rinadi.

5 -qadam: Lazer qismlari

Endi biz kvadrat matritsasini tashkil etuvchi lazerli kesilgan qismlarni joriy qilishimiz kerak, shuning uchun biz piksellarni aniqladik. Men yog'och matritsani tashkil etuvchi lazer kesim qismlari uchun dxf fayllarini va ularning tasvirlarini o'z ichiga oldim, shunda ular qanday bo'lishi kerakligini bilasiz. Ular ikkita alohida bo'lakdan yasalgan, bittasi LEDlarning har bir qatori bo'ylab o'tadi, ikkinchisi esa ularni kesib o'tadi. Kesishgan qismlar pastdan 10 mm balandlikdagi bo'shliqqa ega bo'lib, simlar o'tishi uchun bu bo'shliqni 5 mm gacha qisqartirish mumkin.

Ikkala qismning 11 nusxasi 3 mm kontrplakdan lazer bilan kesilgan bo'lishi kerak va keyin to'g'ri yig'ilganligiga ishonch hosil qilish uchun ularni yig'ish kerak. Siz baxtli bo'lganingizdan so'ng, jadvalning aks etuvchi xususiyatlarini yaxshilash uchun matritsani yana ajratib oling va uni oq seping. Quriganida ularni yana bir joyga qo'ying va ularni LEDlar ustiga qo'ying. Chiqishdan keyin ularni bir -biriga yopishtirish biroz qiyinroq bo'lishi mumkin, chunki ular biroz qalinroq, lekin xavotir olmang, matritsani stolga qo'yishdan oldin ularni joyiga tekkizing.

6 -qadam: Gladiator

Endi bizda barcha uskunalar mavjud, biz dasturiy ta'minotni ko'rishni boshlashimiz mumkin. Men LEDlar uchun animatsiya yaratish uchun Glediator nomli dasturni yukladim va o'rnatdim (https://www.solderlab.de/index.php/software/glediat…). O'rnatish ko'rsatmalari biroz noto'g'ri bo'lishi mumkin, lekin veb -saytni diqqat bilan kuzatib boring va siz yaxshi bo'lishingiz kerak. Shuningdek, biz Arduino -ga yuklash uchun eskizni Glediator veb -saytidan yuklab olishimiz kerak (https://www.solderlab.de/index.php/downloads/catego…). Biz WS2812B LED -laridan foydalanmoqdamiz, shuning uchun to'g'ri yuklab oling (WS2812 Glediator interfeysi). Ushbu eskizni ochganingizdan so'ng, NUMBER_OF_PIXELS ni 144 ga o'zgartiring va Arduino -ga yuklang.

Glediator o'rnatilgandan so'ng, biz stol ustida animatsiyalarni o'ynashni boshlashimiz mumkin. Birinchidan, biz Glediator dasturida matritsaning o'lchamini 12 x 12 ga o'rnatishimiz kerak, shuningdek chiqish turini HSBL - gorizontal ilon (boshida) pastki chapga o'rnatishimiz kerak, chunki biz shu tarzda LEDlarni ulashimiz va rang tartibini GRB ga o'zgartirishimiz kerak. (buning uchun LEDlar ma'lumot oladi). Chiqish ko'rinishida, COM portini oching va LED matritsasi Gladiator dasturining o'rta ekranida LED naqshini ko'rsatishni boshlashi kerak.

Siz animatsiyalarni yaratishingiz va ularni.dat fayliga yozib olishingiz mumkin, biz uni SD -kartaga yuklashimiz mumkin, ya'ni sizning sevimli animatsiyalaringiz kompyuterga ulanmasdan stol ustida ko'rsatilishi mumkin. Bu haqda Internetda bir nechta darsliklar mavjud (masalan, https://hackaday.io/project/5714-glediator-from-sd…). Buning uchun men bir nechta kod manbalarini o'zgartirdim, shuning uchun mening kodim yaxshi bo'lishi kerak.

Animatsiyalarni saqlaganingizda, ularni "animX.dat" sifatida saqlaganingizga ishonch hosil qiling, bu erda X 1-15 gacha bo'lgan har qanday raqam. Siz mening kodimdagi bir nechta satrlarni o'zgartirib, ko'proq narsani amalga oshirishingiz mumkin.

Eslatma- Glediator fayllarini yozganda, dasturiy ta'minotda xato bor, bu sizning LED tasmasini qanday ulaganingizni eslay olmaydi. Mening kodimda, hatto raqamli qatorlar tartibini o'zgartirish uchun oddiy funktsiyani amalga oshirdim, ya'ni hamma to'g'ri ko'rsatiladi

7 -qadam: Bluetooth -ni ketma -ket boshqarish

Smartfon va Arduino o'rtasida bluetooth aloqasini o'rnatish hayratlanarli darajada murakkab bo'lib chiqdi, lekin bu ishni osonlashtiradigan bir necha oddiy qadamlar mavjud. Birinchidan, siz smartfon uchun dasturni yuklab olishingiz kerak. Men https://play.google.com/store/apps/details?id=com… dan foydalanganman. lekin, ehtimol, iPhone -ning ekvivalenti bor (buning uchun siz to'lashingiz kerak; p)

HC05 modulida kichik kalit borligini payqagan bo'lishingiz mumkin. Agar siz uni shu tugmachani bosgan holda yoqsangiz, u AT-rejimiga o'tadi, demak siz undagi parametrlarni so'roq qilishingiz va xohlasangiz o'zgartirishingiz mumkin.

Qo'shilgan eskizni Mega -ga yuklang va shaxsiy kompyuteringizning ketma -ket tezligini 9600 ga o'rnating. HC05 qurilmasining quvvatini uzing va keyin qayta ulanganda undagi tugmani bosing. Miltillovchi har ikki soniyada bir marta bo'lishi kerak - hozir HC05 AT rejimida.

Endi ketma -ket monitorda biz HC05 -ga buyruq yuborishimiz va uning javobini ko'rishimiz mumkin. "AT" ni kiriting va yuborish tugmachasini bosing, shunda ketma -ket monitorda "OK" qaytishini ko'rasiz - endi biz eshitayotganimizni bilamiz. Qurilmaning bluetooth nomini "AT+NAME = XYZPQR" yozish orqali o'zgartirish mumkin, bu erda XYZPQR - modul chaqiriladi. Men LightWave -ga qo'ng'iroq qildim. Bluetooth moduli uchun standart parol 1234 (yoki 0000), lekin buni "AT+PSWD = 9876" yuborish orqali o'zgartirish mumkin. Nihoyat, biz "AT+UART = 38400" yuborish orqali HC05 aloqa tezligini o'zgartirishimiz mumkin. Bu HC05 modullarining ko'pchiligi uchun standart ko'rsatkich, lekin meniki boshqacha o'rnatildi, shuning uchun uni ishonch hosil qilish yaxshi amaliyotdir. Bu erda bu buyruqlar haqida batafsil ma'lumot bor: https://www.itead.cc/wiki/Serial_Port_Bluetooth_M… va bu qadam haqida batafsilroq ko'rsatmalari bor https://www.instructables.com/id/Modify -HC-05- …

Endi biz bluetooth qurilmasi orqali modulga buyruqlar yuborishga urinib ko'rishimiz mumkin. Avval HC05 modulining quvvatini uzing va keyin uni qayta ulang. Siz LEDning miltillash tezligi ancha tezroq ekanligini ko'rishingiz kerak - demak u endi juftlikni kutmoqda. Smartfoningizda Arduino Bluetooth Controller ilovasini oching va HC05 modulini toping. Agar siz ismingizni o'zgartirmagan bo'lsangiz, u HC05 yoki shunga o'xshash deb nomlanishi mumkin. Qanday ulanishni xohlasangiz, terminal rejimini tanlang. Endi raqamlar va matnlarni yuborishga harakat qilib ko'ring va kompyuterdagi ketma -ket monitor ularning qabul qilinganligi haqida xabar beradimi? Umid qilamanki, ular bizni oldinga siljitadi, agar sizga ko'rsatma beradigan bir qancha maslahatlar bo'lmasa (masalan, Bu erda qilish kerak bo'lgan oxirgi narsa - bu Arduino biror narsa qila oladigan raqamlarga tekshirgich kirishini kiritish. Men quyidagi qiymatlardan foydalandim:

Yuqoriga = 1, Pastga = 2, Chap = 3, O'ng = 4, Boshlanish = 5, = 6 ni tanlang.

8 -qadam: O'yinlar

O'yin kodi uchun hech qanday qarz olmayman. Men bu erda topilgan manba kodini ishlatdim https://github.com/davidhrbaty/IKEA-LED-Tabel tomonidan yozilgan davidhrbaty. Biroq, men uni turli yo'llar bilan o'zgartirdim:

1. Men yorqinlikni o'zgartirish uchun potentsiometr qiymatiga asoslangan yorqinlikni cheklash funktsiyasini qo'shdim
2. Men g'isht o'yinini olib tashladim, chunki uni kompilyatsiya qila olmadim
3. Men tetris bloklarning rang kodini o'zgartirdim, shuning uchun hammasi har xil rangda edi
4. Menyuni qayta tartibladim
5. Men SD -kartadan animatsiyalarni ijro etish imkoniyatini qo'lladim
6. Men menyuga yuqori ball kuzatishni va yuqori ball ko'rsatish variantini qo'shdim

Qo'shilgan kod darhol ishlashi kerak, lekin agar bo'lmasa, mening taklifim xato xabarlarini keltirib chiqaradigan o'yinlarni olib tashlash va muammoning qaerdaligini bilmaguningizcha kodni qayta tekshirish, keyin esa asta -sekin murakkablikni qaytarish.

Ushbu kodning asl muallifi haqiqatan ham modulli va qo'shilishi oson bo'lgan narsani yaratishda ajoyib ish qildi. Jadvalga qo'shimcha funktsiyalarni kiritish uchun qo'shimcha holatlarda qo'shish unchalik qiyin emas.

Menyuda quyidagi variantlar mavjud:

1. SD -karta - SD -kartada saqlangan animatsiyalarni ijro etadi
2. Tetris
3. Ilon
4. Pong
5. Zar - tasodifiy nuber generatori 1 dan 6 gacha
6. Animatsiya - FastLED kutubxonasidagi animatsiyalar to'plami
7. Yulduzlar animatsiyasi - EDIT - Men hozir bu animatsiya o'rniga Konveyning Hayot O'yinini amalga oshirdim
8. Kamalak animatsiyasi
9. Yuqori ballar - tetris va ilon uchun yuqori ballarni ko'rsatadi

O'ynashni boshlashdan oldin SD -kartada ikkita "teths.txt", ikkinchisiga "snkhs.txt" deb nomlangan ikkita txt fayl yaratish kerak. Ikkala faylga ham 0 raqamini qo'ying, so'ng ularni SD -kartaning ildiz papkasida saqlang. Bu yuqori ball kuzatuv fayllari va har safar yuqori ball urilganda yangilanadi. Agar siz uni qayta tiklamoqchi bo'lsangiz, kompyuterda qiymatlarni 0 ga qaytaring.

LED_table dasturini Arduino -ga yuklaganingizdan so'ng, siz ketma -ket monitorni ochishingiz mumkin va siz bluetooth buyruqlarini yuborganingizda ularni ko'rishingiz mumkin - shu tarzda hamma narsa yaxshi ishlayotganini bilasiz.

9 -qadam: rohatlaning

Qolgan narsa - LED -jadvalning asosiy kodini Mega -ga yuklash, keyin o'ynashdan zavqlanish va menga yuqori ballaringizni bildirish!

Men stol usti qismlari kelishini kutmoqdaman (alyuminiy T qismi va shisha), lekin hozir stol yaxshi ishlaydi va men unda o'yinlar o'ynay olaman.

Agar sizda sharhlar, tahrirlar yoki men qilgan xatolarni aniqlasangiz, menga xabar bering.

10 -qadam: yangilash

Endi u butunlay tugadi!:)

Oxir -oqibat, men alyuminiy T qismini qirralarga etkazib berdim va bo'g'inni kesish uchun qo'limdan kelganicha harakat qildim (45 gradus - eng qiyin burchaklardan biri), lekin u deyarli to'rtburchaklar shaklida. Yuqori qismi uchun men qalinroq oynani (425 x 425 x 8 mm) olishga qaror qildim va Rustoleum shisha muzlatgich yordamida pastki qismini muzlatdim. Agar kerak bo'lsa, bo'g'inlarda ozgina egilish bo'lishi uchun men yuqori va burchakli bo'laklarni bir -biriga yopishtirish uchun oddiy qobiq (silikon plomba) ishlatardim.

Yangilangan yangilanish. Endi men Konveyning "Hayot o'yini" menyusiga yulduzlar animatsiyasidan ko'ra 7 -variantni qo'shdim, chunki men uni hech qachon ishlatmaganman. Agar siz bu o'yin nima ekanligini bilmasangiz, Google, lekin asosan bu uchta oddiy qoidaga asoslangan evolyutsiyani ko'rsatadigan nolinchi o'yinchi o'yini. Konveyning hayot o'yini

Yangilash^3. Men kodga ba'zi o'zgartirishlar kiritdim, shunda u qizil LEDlarning xiralashuvi bilan bog'liq xatolarni tuzatishni o'z ichiga oladi, shuningdek menyuda 11 -variant sifatida Rojdestvo daraxti animatsiyasini o'z ichiga oladi. Xursand bo'ling.