LED simlarini ishlatadigan DIY IoT qurilmalari: 9 qadam (rasmlar bilan)

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

(Ogohlantirishlar: Men ingliz tilida so'zlashuvchi emasman.)

Biroz oldin, rafiqam kechasi bog'ni yoritish uchun bir nechta LED chiziqli chiroqlar sotib oldi. Ular juda yaxshi muhit yaratdilar. Ularni daraxtlar atrofiga o'rab qo'yishdi, lekin nima bo'lishini taxmin qiling, biz daraxtlarni kesayotganda ipni kesib tashladik …

Men bugun sizga ko'rsatmoqchi bo'lgan narsa - bu LED chiziqlar singari buzilgan narsalarni qanday qutqarish va siz o'zingizning smartfoningiz orqali boshqarishingiz mumkin bo'lgan qiziqarli ulangan qurilmalarni yaratish.

Siz LEDlarni boshqarish uchun mikrokontroller va tranzistordan qanday foydalanishni, qurilmangizni Internetga qanday ulashni va smartfondan qurilmani boshqarishni o'rganasiz. Menimcha, sizda Ohm qonunini qanday qo'llash kerakligi kabi elektronika haqida ba'zi asosiy bilimlar bor. Agar siz oldin Arduino dasturlashtirgan bo'lsangiz, bundan ham yaxshiroq.

Men yaratmoqchi bo'lgan qurilmalardan boshlaylik. Kesilgan iplarning yaxshi tomoni shundaki, kamida ikkita bo'lak bor. Shunday qilib, men kamida ikkita qurilmani qura olaman. Men stolga qo'yadigan ulangan chiroqdan boshlayman, keyin esa yangi yotoqxonani yoritish uchun ulangan LED chizig'idan. Men xohlagan narsa - bu smartfon yordamida chiroqlarni yoqish va o'chirish.

Lekin birinchi navbatda, biz chiroqlarni qayta ishlatish uchun qanday ishlaganini ko'rishimiz kerak.

1 -qadam: teskari muhandislik

Bizda ikkita LED chizig'i bor, lekin biz pimlarning kuchlanish pasayishi va ular talab qiladigan oqimni bilmaymiz. Afsuski, menda bu qiymatlarni olish uchun ma'lumotlar varag'i yo'q.

Bunday holda, biz hamma narsani o'zimiz hal qilishimiz kerak. Keling, korpusni ajratib olaylik.

Tornavida yordamida ba'zi vintlarni olib tashlaganimizdan so'ng, biz juda oddiy sxemani ko'rishimiz mumkin. Qiziqarli qism LED simli pinlar atrofida, biz voltaj regulyatorini (3 pinli komponent), qarshilikni (qora quti 100 ta) va LED simli pinlarni ko'ramiz. Biroz yaqinroq qarab turibmiz (sxema dizayni), biz regulyatorning chiqishi LED simiga ulanganini ko'ramiz, u o'z navbatida erga 10 ohmli rezistor orqali ulanadi (100 degani 10x10e0). Keling, bir nechta batareyalarni joylashtiramiz va simli pimlarda va regulyatorning chiqishi bilan er orasidagi kuchlanish pasayishini o'lchaymiz.

Multimetrdan foydalanib, biz simli pimlarda 3V atrofida kuchlanish pasayishini o'lchashimiz mumkin (rasmlarda ko'rsatilgan). Shuningdek, biz regulyator chiqishi va er o'rtasida 4,5V o'lchaymiz. Shunday qilib, biz 10 ohmli rezistorda 1,5V kuchlanish pasayishi borligini aniqlaymiz; biz ham uni o'lchashimiz mumkin. Ohm qonunidan (U = RI) foydalanib, biz bilamizki, tarmoq orqali oqim 1,5V / 10 ohm = 0,150A yoki 150mA. Yana biz oqimni o'lchay olamiz, lekin multimetrni ketma -ket ketma -ket qo'yishimiz kerak bo'ladi, bu oson emas.

Endi biz LED chiziqlarini qanday boshqarishni bilamiz. Keling, qurilmamizni quraylik.

2 -qadam: Materiallar va asboblar

Qurilmalarni yaratish uchun sizga quyidagilar kerak bo'ladi:

- ba'zi tornavidalar narsalarni yiqitadi, menga bunday to'plam yoqadi

- ba'zi LED chiziqli chiroqlar, agar siz qurilmalarni qayta ishlab chiqarishni xohlasangiz

- ESP8266, bu bizning qurilmamizning miyasi bo'ladi

- non paneli va ba'zi simlar, biz ulardan prototip yaratish uchun foydalanamiz

- qarshilik assortimenti to'plami va tranzistorlar assortimenti to'plami, siz ko'plab foydali komponentlarni o'z ichiga olgan kattaroq to'plamni sotib olishingiz mumkin, faqat kerakli komponentlarni sotib olish ham mumkin.

Agar siz doimiy sxemani yaratmoqchi bo'lsangiz, sizga ba'zi asboblar va protoboardlar kerak bo'ladi:

- siz lehim to'plamini juda arzon narxda sotib olishingiz mumkin, siz o'zingizning ishingizni teskari yo'naltirish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan ko'p metrli asbobni topasiz, faqat asosiy tarmoqqa ulangan qurilmalarni yoki hatto 30Vdan yuqori kuchlanishli qurilmalarni boshqarishdan ehtiyot bo'ling.

- kesuvchi simlar va komponentlar uchlarini kesish uchun juda foydali

- ba'zi protobardlar

- bir nechta qattiq sim

Ishni boshlash juda ko'p tuyulishi mumkin, lekin sizda bo'lishi mumkin bo'lgan boshqa loyihalar uchun zaxira qurasiz. Agar kutishga qarshi bo'lmasangiz, Aliexpress -da hamma narsani ancha arzon narxda buyurtma qilishingiz mumkin. Boshqa variant sifatida, agar siz ushbu vositalarni sotib olishni xohlamasangiz, siz ham eng yaqin xakerlar makoniga o'tishingiz mumkin.

Nihoyat, hamma narsani qurish uchun sizga bir necha soat kerak bo'ladi (agar siz faqat ushbu darslikka amal qilsangiz).

3 -qadam: Transistordan qanday foydalanish kerak

Biz bilamizki, LED chizig'i 150mA ni talab qiladi, lekin bu ESP8266 chiqish pimlariga xavfsiz etkazib berishidan ko'ra ko'proq. Siz mikrokontroldagi har bir GPIO piniga 12mA dan ortiq haydashni xohlamaysiz. Ushbu cheklovni aylanib o'tish uchun mikrokontroller tomonidan boshqariladigan qandaydir kalit kerak bo'ladi. Eng keng tarqalgan kalitlar - o'rni va tranzistor. O'rnimizni, albatta, ishlaydi, lekin katta, qimmatroq bo'ladi va ko'pincha siz o'rni haydash uchun tranzistordan foydalanishni xohlaysiz.

Biz ikkala qurilma uchun ham tranzistorlardan foydalanamiz. Transistordan kalit kabi foydalanish uchun biz uning bazasi orqali tokni o'tkazishimiz kerak. LED chizig'idan o'tadigan oqim tayanch orqali o'tadigan oqimga mutanosib bo'ladi.

Tinkercad -da Arduino va tranzistor bilan o'ynashingiz mumkin. Men siz sozlashingiz mumkin bo'lgan asosiy simulyatsiyani yaratdim. Agar siz Tinkercad haqida ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz, siz ushbu ajoyib qo'llanmani kuzatib borishingiz mumkin: Tinkercad -dan uskunangizni sinab ko'rish va amalga oshirish uchun.

Ko'rib turganingizdek, tranzistor GPIO chiqishi yuqori bo'lganida yopiq kalit va GPIO chiqishi past bo'lganda ochiq kalit kabi ishlaydi. Shuningdek, siz rezistorlar qiymatlari bilan o'ynashingiz mumkin. LED bilan ketma -ket qarshilik LED orqali oqim oqimini cheklaydi va tranzistor tagiga ulangan qarshilik LED orqali o'tadigan maksimal oqimni boshqaradi. Agar siz asosiy rezistorni oshirsangiz, siz LED uchun etarli kuch sarflamaysiz va yorug'lik xira bo'ladi.

Qurilmalar uchun qanday qarshilik qiymatlarini tanlaganimni bilish uchun siz mening yozuvlarimni ko'rib chiqishingiz mumkin. Men 5V kuchlanish o'rniga 3,3V kuchlanishni ishlatgan bo'lardim, lekin menda kontaktlarning zanglashiga mos keladigan rezistorlar bo'lmas edi. Transistorlar daromadini qidirish uchun tranzistor ma'lumotlar jadvalini o'qishdan tortinmang.

Keling, prototipni yarataylik.

4 -qadam: O'chirish prototipini yarating

Biz LED chiziqli simni tayyorlashimiz kerak bo'ladi. Avval batareyalar ushlagichini ajratish uchun birinchi yarmini kesib tashlaylik. Keyin simni echib oling, men LED simini non paneliga ulash uchun terminal blokidan foydalandim. Bizga ESP8266 kerak bo'ladi, men D1 mini klonini, ikkita rezistorni va tranzistorni ishlatardim.

Men tranzistor uchun p2222a ni tanlayman, lekin siz har qanday NPN tranzistorini tanlashingiz mumkin. Siz faqat tranzistorlarning ma'lumotlar varaqasida topishingiz mumkin bo'lgan tranzistor daromadiga qarab rezistorlar qiymatlarini ko'rib chiqishingiz kerak bo'ladi. Men 1k ohmli asosiy qarshilikni va 15 ohmli LED qarshiligini tanlayman. Baza GPIO5 yoki D1 tomonidan boshqariladi.

Batareya ushlagichini ushlab turing, chunki bu boshqa loyiha yoki hatto yangi yaratilgan qurilmalarni quvvatlantirish uchun foydali bo'lishi mumkin.

Dasturni Arduino IDE bilan ESP8266 -ga qanday yuklash, LED_BUILTIN o'rniga D1 -ni o'rnini bosuvchi dasturni yuklash bo'yicha ko'rsatmalarni bajaring va endi siz miltillovchi LED chizig'idan bahramand bo'lishingiz mumkin.

Agar sxema siz uchun ishlamasa, LED simlarini almashtirishga harakat qiling, chunki siz anodni LED rezistoriga ulashingiz kerak. Men har doim simlarni teskari aylantiraman …

Multimetrdan foydalanib, ulanish va kuchlanish pasayishini tekshiring. Chiqish baland bo'lganda D1 va er o'rtasida 3.3V ni ko'rishingiz kerak. Bundan tashqari, LED simlari orasidagi 3V kuchlanishni ko'rishingiz kerak.

Yonib -o'chib turadigan LED chizig'i yaxshi, lekin qanday qilib biz LED simini smartfon bilan boshqaramiz?

5 -qadam: LED chiroqlarini boshqarish uchun smartfondan foydalanish - I qism

Siz smartfoningizga Blynk ilovasini o'rnatishingiz kerak bo'ladi.

Ilova o'rnatilgach, yangi loyiha yarating. Blynk sizga ESP8266 dasturi uchun kerak bo'lgan tokenli (olti burchakli belgilar) elektron pochta xabarini yuboradi. Kalit vazifasini bajaradigan tugma yarating. Tugma ESP8266 ning GPIO5 yoki D1 pinini boshqarishi kerak. Endi siz loyihangizni o'ynashingiz mumkin. E'tibor bering, ilova sizga qurilma oflayn ekanligini bildiradi.

Chiroqlarni boshqaradigan taymerlarni qo'shish uchun siz keyinchalik loyihani o'zgartirishingiz mumkin.

6 -qadam: LED chiroqlarini boshqarish uchun smartfondan foydalanish - II qism

Arduino IDE -ni oching. Blynk kutubxonasini o'rnatishingiz kerak bo'ladi; Buning uchun men qilgan ekran tasvirlarini kuzatib boring. "Asboblar" menyusiga o'ting, "Kutubxonalarni boshqarish" ni bosing, "Blynk" ni qidiring va oxirgi versiyasini o'rnating.

Siz hozir ESP8266 -da Blynk -ni o'rnatadigan misolni ochishingiz mumkin. Misol ekran tasvirlarida ko'rsatilgan.

To'g'ri taxtani, mening holatimda "D1 mini" ni va to'g'ri portni tanlaganingizga ishonch hosil qiling.

Kodni Wi -Fi SSID va parol bilan yangilang (odatda Internet qutisidagi WPA yoki WEP kaliti), siz elektron pochta orqali olgan tokenni to'ldirishingiz kerak bo'ladi.

Endi siz kodni ESP8266 -ga yuklashingiz mumkin. Kod yuklangandan so'ng, qurilmangiz Wi -Fi orqali Internet -yo'riqchiga ulanganligini tekshirish uchun bir necha soniya kuting va siz yaratgan Blynk tugmasi yordamida chiroqlarni boshqarishingiz mumkin bo'ladi.

Endi sizda IoT qurilmasi bor! Agar xohlasangiz, shu erda to'xtashingiz mumkin, lekin "Resurslar" bo'limini o'qishni unutmang. Agar siz ko'proq vaqt o'tkazishni va doimiy zanjir va korpus qurishni xohlasangiz, o'qishni davom ettiring.

7 -qadam: Doimiy davrani yarating (bonus)

Doimiy sxemani yaratish vaqti keldi. Lehimlash haqida ma'lumot olish uchun siz bu va bu videoni ko'rishingiz mumkin. Men ESP8266 uchun sarlavhali standart proto -taxtadan foydalanardim. Shunday qilib, agar men mikrokontrolderni boshqa loyiha uchun qayta ishlatmoqchi bo'lsam. Siz mikrokontrolderni to'g'ridan -to'g'ri protokolda lehimlashni tanlashingiz mumkin. Agar o'zingizga ishonchingiz komil bo'lmasa, non paneliga o'xshash proto -taxtani tanlang; siz taxtali ulanishlarni qayta ishlata olasiz.

Men birinchi qurilmam bilan ikkita xato qildim. Men LED chizig'i uchun terminal blokidan foydalanmadim … va simlarni teskari burdim. Siz salbiy yoki ijobiy simni belgilashingiz mumkin, lekin terminal blokidan foydalanish tavsiya etiladi. Ikkinchi xato shundaki, men LED simini haydash uchun 3.3V ishlatdim, natijada xira yorug'lik paydo bo'ldi. Agar siz ham men kabi xato qilsangiz, xavotir olmang, lehimni olib tashlash, rezistorlar qiymatini o'zgartirish yoki ulanishlarni yangilash oson. Hatto keyinroq qo'shimcha komponentlarni qo'shishingiz mumkin!

Endi sizda doimiy zanjir bor, uning korpusini qurish vaqti keldi.

8 -qadam: Korpus yarating (bonus)

Men qurilmalarim uchun korpus yaratish uchun Tinkercad -da sparkfun qo'llanmasiga amal qildim. Men korpusni yangi sotib olgan Prusa i3 MK3 yordamida PLA filamentli (20% to'ldirish va 0,2 mm) bosdim. Bu men uchun aslida birinchi va men rasmlarda ko'rishingiz mumkin bo'lgan ikkita xato qildim. Mening birinchi muhofazamda USB vilkasi uchun kerakli joy yo'q edi va teshiklar tekislanmagan. Keyin men qopqoqni ushlab turishi mumkin bo'lgan yangi versiyani ishlab chiqdim. Vaqtni tejashingiz va pulni tejashingiz mumkin.

Sizda Blynk yordamida boshqariladigan ikkita IoT qurilmasi bor. Osmon chegarasi. Loyihani chiroqlarni boshqaruvchi, detektor yordamida, ma'lum vaqtdan keyin chiroqlarni o'chiradigan taymer yordamida yoki hatto LED chiziqli chiroqlarni xabarnoma tizimi sifatida butunlay kengaytirish mumkin; masalan, elektron pochta xabarini olganingizda, ular miltillashi mumkin.

Baxtli xakerlik!

9 -qadam: Resurslar

Men bu kitobni etarli darajada tavsiya qila olmayman: Ishlab chiqarish: elektronika: kashfiyot orqali o'rganish. Siz tranzistorlar, kondansatörler va elektronika haqida ko'plab qiziqarli narsalarni bilib olishingiz mumkin. U elektron komponentlar bilan ishlashni boshlash uchun kerakli bilimlarga ega. ESP8266, Blynk va Tinkerpad haqidagi yangi bilimlaringiz bilan bir qatorda, siz juda qiziqarli narsalarni qura olasiz.

Youtube videolarini tomosha qilishda siz ko'p narsalarni o'rganishingiz mumkin. Men quyidagi kanallarni tavsiya qilaman:

- EEVblog

- Ajoyib Skott!

- Xon akademiyasi

Menimcha, siz juda jasursiz, IOT yoki elektronika haqida edx yoki kurs kurslari bo'yicha ko'proq ma'lumotga ega bo'lishingiz mumkin.