Avtomatlashtirilgan uy pardalari - MakerChips BluChip (nRF51 BLE) moduli bilan mini loyiha: 7 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Tasavvur qiling -a, uyg'onib, derazalaringizdan quyosh nurini olishni xohlaysizmi yoki pardalarni yopasiz, shunda siz o'zingizni pardalarga yaqinlashishga harakat qilmasdan, balki uxlash uchun, aksincha, smartfoningiz tugmachasini bosish bilan uxlaysiz. Avtomatlashtirilgan uy pardalari tizimi yordamida siz bunga 90 dollardan oshmaydigan komponentlar yordamida erishasiz!

Github -da ushbu qo'llanmani ko'ring

1 -qadam: Dizayn

Avtomatlashtirilgan uy pardalari tizimining markazida MakerChips BluChip moduli yotadi.

BluChip - bu 16.6x11.15 mm o'lchamdagi kichik Bluetooth moduli, u BTLE orqali smartfonlar uchun periferiya bo'lib xizmat qilishi mumkin.

Bluetooth past energiya (BTLE) bilan tanishish uchun shu erni bosing.

Modul nordic semiconductors nRF51 SoC -dan iborat bo'lib, u BLE ilovalari uchun ajoyib platformadir, chunki u Android va Apple -dagi ko'plab birlashtirilgan funktsiyalarni qo'llab -quvvatlaydi.

2 -qadam: BluChip Explorer to'plami

Ushbu loyihani yaratish uchun men MakerChips-dan BluChip Explorer to'plamini oldim, u ikkita alohida qutiga, biri CMSIS-DAP dasturchisiga, ikkinchisi esa BluChip-ni 2 ta RGB LEDli, rasmli rezistorli va CR2032 batareyali.

Ko'rib turganingizdek, BluChip moduli juda kichkina bo'lib, u kichik quvvatli Bluetooth loyihalari uchun juda mos keladi. U faqat 6x4 0,1 dyuymli non paneliga mos keladi va taxtaning yuqori qismida 0,05 dyuymli qo'shimcha sarlavhalar mavjud, bu tijorat FCC sertifikati bilan qadoqlangan paket uchun juda ta'sirli!

MakerChips veb -saytidan BluChip -ning ba'zi asosiy xususiyatlari:

• 14 ta kirish mumkin bo'lgan GPIO pinlari
• ARM Cortex M0 32 bitli protsessor va 256KB fleshli va 32KB tezkor
• 16,6 mm x 11,15 mm Eng kichik nonga qo'yiladigan Bluetooth ® moduli
• Quvvat manbai 1,8 V - 3,6 V ni qo'llab -quvvatlaydi

• Bluetooth xususiyatlari

  • BTLE - Bluetooth kam energiya - (BLE, BT 4.1)
  • Bluetooth® va Yaponiya, FCC, IC malakali
  • Birlashtirilgan 32 MGts tizimli soat
  • Chiqish quvvati: +4dBm tipik
  • Chastotasi: 2402 dan 2480 MGts gacha

    O'rnatilgan yuqori samarali antenna

  • Yagona rejim Bluetooth® Smart Slave/Master
• Qo'llab -quvvatlanadigan interfeyslar: SPI, UART, I2C va 8/9/10bit ADC

• Dasturlash pinlarining ikkita to'plami

  • CMSIS-DAP va J-Link qurilmalariga oson ulanish uchun.05 dyuymli sarlavhalar
  • .1 dyuymli panellar bilan ishlash uchun sarlavhalar
• Dastur boshqariladigan qizil LED

3 -qadam: NRF Connect ilovasi

BluChip kashfiyotchi qutisini ochganingizda, u yonib -o'chib turgan LEDlar bilan hayotga kirganini ko'rasiz, shunday ajoyib manzara, shunday emasmi?

Bu BLE modulida nima borligini bilish uchun, davom etamiz va nRF Connect ilovasini Google Play yoki App Store -dan o'rnatamiz.

Biz BluChip -ga telefon bilan ulanamiz, shuning uchun nRF Connect ilovasini oching, xush kelibsiz ekranni ko'rib chiqing va Bluetooth -ni yoqish uchun Enable -ni bosing. Keyin, Skanerlash -ni bosing va tez orada BluChip qurilmangiz Skaner yorlig'i ostida joylashganligini bilib olasiz.

BluChip-ga ulanishdan oldin, biz LEDni olamiz va uni non paneliga 026 (+ve) va 021 (-ve) pinlari yoniga qo'yamiz. LED darhol yonib turishi kerak, chunki pin 026 3.3V (mantiq darajasi YUQORI), pin 021 mantiq LOW (Ground).

Smartfoningiz va BluChip o'rtasida aloqa o'rnatish uchun ulanishni bosing va u sizni ilovadagi qurilmaning mijozlar yorlig'iga olib boradi.

BluChip mijoz yorlig'i qurilmangizda mavjud bo'lgan barcha xizmatlarni ko'rsatadi. Bu erda bizni qiziqtiradigan narsa BlueChip GPIO xizmati (noma'lum xizmat sifatida ro'yxatga olingan). Unga teging va keyin GPIO modulyatsiyasining xarakteristikasi yonidagi yuqoriga qaragan o'qni bosing (noma'lum belgi sifatida ko'rsatilgan).

Yozuv qiymati oynasi paydo bo'ladi, bu sizga ma'lumotlarni BluChip qurilmangizga yuborish imkoniyatini beradi. Bizning holatda, biz LEDni o'chirmoqchimiz, shuning uchun BYTE ARRAY yonidagi o'qni bosing va ma'lumotlar formatini UINT 8 ga o'zgartiring. Biz pin raqamini birinchi qiymat sifatida yuboramiz, shuning uchun pin021 uchun 21 kiriting. PIN -kodning holati belgilanadigan keyingi ma'lumotlarni yuborish uchun qiymat qo'shish -ga teging (BYTE formatidagi oltilik). LEDni o'chirish uchun biz 021 pinini 3,3V ga o'rnatamiz (mantiq darajasi yuqori), shuning uchun 01 kiriting va "Yuborish" ga teging.

LED darhol o'chadi! LEDni qayta yoqish uchun pin021 raqamiga 0x00 (mantiq darajasi LOW) qiymatini yuboring. Ko'rsatilgan xarakteristikaning quyida ko'rsatilganidek, (0x) 15-01 yuborilgan qiymati ko'rsatiladi. {[(o'nlik UINT8) 21 = (o'n oltilik BYTE) 0x15] + (oltilik BYTE) 0x01 => (oltilik BYTE) 0x1501}

Agar siz ushbu qiymatlarni "Yozish qiymati" oynasida saqlashni tanlasangiz, unga nom berib, so'ngra saqlash tugmachasini bosganingizda, ularni kelajakda GPIO modulyatsiyasi uchun oldindan sozlash sifatida yuklashingiz mumkin!

4 -qadam: BluChip dasturlash

Siz yuqoridagi videodan mening telefonimdagi BluChip qurilmasining nomi siznikidan farq qilishini payqagan bo'lardingiz, shuning uchun uni o'z xohishiga ko'ra qanday o'zgartirish kerak?

BluChip -da ishlaydigan dasturiy ta'minot dasturi unga ulangan smartfonlar kabi BLE -dan markaziy qurilmalarga (master) periferik qurilma (qul) vazifasini bajaradi. Qurilmamiz nomini o'zgartirish uchun, keling, BluChip -da yonib turgan dasturiy ta'minot dasturini ko'rib chiqaylik.

BluChip Explorer to'plamiga ARM Programmer (CMSIS-DAP) kiradi. MakerChips, CMSIS-DAP yordamida BluChip-da yonib turadigan dasturiy ta'minot tafsilotlari haqida aniq ko'rsatma berdi.

Dasturiy ta'minotni olti burchakli faylga yig'ish va uni o'chirish uchun bizga Keil, nRF51 Software Development Kit (SDK) va BluChip firmware kerak bo'ladi. Davom eting va ularni MakerChips-ning BluChip-ni CMSIS-DAP va Keil bilan dasturlashidagi "Dasturiy ta'minot" bo'limidagi havolalardan yuklab oling.

Keil-ni o'rnating, so'ng "Hex faylini yaratish" bo'limidagi 1-3-qadamlarni bajaring.

Bu vaqtda siz barcha maqsadli fayllarni qayta tiklash 4 -bosqichiga o'tishingiz mumkin.

Agar siz "core_cm0.h" bilan bog'liq xatolarga duch kelsangiz, uni kompilyatsiya qilish uchun uning yo'lini loyihaga qo'shishingiz kerak bo'ladi.

Biz shunchaki faylni qidirishimiz va "\ komponentlar / toolchain / gcc" katalogini topishimiz kerak bo'ladi.

Keling, bu yo'lni loyihamizga qo'shamiz. Maqsad variantlari -ni bosing, C/C ++ yorlig'iga o'ting va 16 -rasmda ko'rsatilgan yo'lni kiriting.

Kerakli bog'liqliklar qo'shilgandan so'ng, bizning loyihamiz kompilyatsiya qilinadi va biz hozirda "nRF51_SDK_10.0.0_dc26b5e / misollar / ble_perifer / ble_app_ahc-master / bluchip / s110_with_dfu / arm4 / _buildnrf5141_xxac."

Olti burchakli faylni BluChip-ga o'chirish uchun "Hex faylini uzatish" bo'limining 1-8 bosqichlarini bajaring.

Endi BluChip -ga maxsus qurilma nomi bilan dasturiy ta'minotni yuklaganingizdan so'ng, nRF Connect ilovasini ishga tushiring va qurilmangizni qidiring. Siz hozir uning dasturiy ta'minotidagi DEVICE_NAME -da aniqlaganingiz nomini olganini ko'rasiz!

Keyingi bosqichda biz avtomatlashtirilgan uy pardalari tizimining apparat, elektronika va dasturiy ta'minotini o'rnatishni boshlaymiz.

5 -qadam: Avtomatlashtirilgan pardalar qurish

Dasturiy ta'minotni yig'ish va o'chirish jarayonini ko'rib chiqqandan so'ng, keling, o'z bluetooth pardalarimizni qurishga o'taylik!

Vaqt kamarini boshqarish uchun qadamli dvigatel ishlatiladi, u pardalarni ochadi va yopadi. Bosqichli motor BluChip tomonidan boshqariladigan Half-H drayveri IC tomonidan boshqariladi.

Quvvat uchun biz dvigatelga etkazib beriladigan 12V AC-DC kuchlanish regulyatoridan, LM317 DC-DC kuchlanish regulyatori bilan birga 12V dan 3.3V gacha pastga tushamiz, bu BluChip va Stepper Driver IC-ni quvvatlaydi.

Siz o'zingizning BluChip modulingizni MakerChips -ning Tindie -dagi yangi do'konidan yoki MakerChips veb -saytidan olishingiz mumkin.

Avtomatik pardalarni yig'ishni boshlash uchun BluChip Explorer to'plamiga qo'shimcha ravishda quyida keltirilgan qismlarni olaylik.

• 12V 1A quvvat adapteri $ 3.40
• Barrel Jek - $ 0,68
• LM317T kuchlanish regulyatori $ 0,80
• Rezistorlar (200 va 330 Ohm) $ 1.69
• L293D qadam haydovchisi $ 1,63
• Bir qutbli qadam dvigateli $ 8.00 (yoki $ 1.66 <= bu kichik unipolyarni bipolyar qadamga aylantiring)
• 6 mm vaqt kamari - 7,31 dollar
• 6mm Gear $ 0.54 (yoki Thingiverse -dan 3D bosib chiqarish)
• 6 mm kasnaq $ 1,17 (yoki Thingiverse -dan 3D bosib chiqarish)
• Limit kaliti x2 (ixtiyoriy) $ 1,34
• Loyiha qutisi (ixtiyoriy) $ 1.06
• Breadboard jumper simlari $ 2.09
• Dupont jumper simlari $ 2,80
• Kauchuk tasmalar 1.13 dollar
• Twist rishtalari $ 3.22
• 22 AWG Wire (ixtiyoriy) $ 1.22
• Zip -rishtalar (ixtiyoriy) $ 0,63
• Shrink trubkasi (ixtiyoriy) $ 1.97

Asboblar (ixtiyoriy):

• Issiq yopishtiruvchi qurol 3.75 dollar
• Lehimlovchi temir - 6,79 dollar

GitHub -dan materiallar ro'yxatini yuklab oling (Amazon)

20 -rasmda siz qanday funktsiyalarni qo'shishni tanlashingizga qarab tizimni qanday ulashingiz ko'rsatilgan. Agar siz aniqroq harakatni xohlasangiz, loyihaga chegara kalitlarini qo'shasiz.

Limit kalitlari - bu BluChip -ni ochilganda yoki yopilganda bildiradigan pardalarning so'nggi nuqtalari. Limit kalitlari bo'lmasa, siz kelgusi "Firmware Configuration" bo'limida pardalaringiz qanchalik uzoqlashishini ko'rsatadigan dasturiy ta'minotni sozlashingiz kerak bo'ladi.

20 -rasmda, shuningdek, "dasturiy ta'minot konfiguratsiyasi" bo'limida sozlanadigan, kunduzi ham, kechasi ham aniqlash imkonini beruvchi ixtiyoriy foto rezistor mavjud.

Pardalarning yuqori qismiga step motorini, kasnaqni va vaqt kamarini o'rnatish orqali uskunani yig'ishni boshlang. (21 -rasm)

Vaqt kamarini rezina tasma bilan vaqtincha torting. Keyinchalik, loyihani tugatishdan oldin, siz uni doimiy ravishda ushlab turish uchun bog'lab qo'yasiz.

Pardalarni vaqt kamariga mahkamlash uchun kamar va kancaning atrofidagi simli bog'lamalarni bog'lang.

Pardalarni kamarga qanday bog'lash haqida yaxshiroq tasavvurga ega bo'lish uchun 22 -rasmga rioya qiling. Siz chap pardani vaqt kamarining orqa qismiga simli galstuk bilan, o'ng pardani esa bilaguzukning old qismiga bog'lab qo'yasiz. tel galstuk bilan.

Agar siz kamarni mahkam bog'lab, pardani bog'lab qo'ysangiz, step motorini chiqarib oling, shunda biz uni boshqaradigan elektron zanjirni yig'ishni va sinovdan o'tkazishni boshlashimiz mumkin. Bluchip, L293d IC va LM317t kuchlanish regulyatorini mos ravishda non paneliga qo'yib, elektronikani qurishni boshlang. 20 -rasmga.

200 va 330 ohmli rezistorlarni 20 -rasmga binoan joylashtiring. Rezistorlar LM317 ning chiqishini ~ 3,3V kuchlanish bilan ta'minlaydilar. (24 -rasm)

O'tish simini, so'ngra 26 -rasmda ko'rsatilgandek, simli bochkani joylashtiring.

Keling, quvvat adapterimizni rozetkaga ulaymiz va 27 -rasmda ko'rsatilgan kuchlanishlarni tekshirish uchun adapterni barrel raz'emiga ulaymiz.

To'g'ri kuchlanish aniqlangandan so'ng, quvvat rozetkasini chiqarib oling va 20 -rasmga muvofiq qolgan taxtali o'tish simlarini joylashtirishni boshlang.

Keyinchalik, biz bipolyar step motorini L293d IC ga ulashni rejalashtirmoqdamiz.

Birinchidan, 29 -rasmda ko'rsatilgandek, Dupont o'tish simlarini step vosita ulagichiga joylashtiring.

Qaysi sim qaerga ketishini bilish uchun 30 -rasmdagi sxemaga amal qiling.

Sxemada ko'rinib turibdiki, bitta lasanning simlari L293D ning Pin2 va Pin6 ga o'tadi. Boshqa lasan Pin11 va Pin14 ga o'tadi.

O'zgartirilgan 28BYJ-48 bipolyar qadamli dvigatelda 31-rasmda ko'rsatilgan to'rtta rangli rangli simlar mavjud.

Biz Pin2 -ga ko'k, Pin6 -ga sariq, Pin11 -ga to'q sariq va L293d -dagi Pin14 -ga pushti simlarni bog'laymiz.

Asosiy sxema endi tugadi!

Agar siz chegara kalitlarini ishlatmoqchi bo'lsangiz, NO & C simlarini 22AWG simga ulang. Boshqa tomondan, DuPont o'tish moslamalarini ulang, ular non paneliga mos keladi. (32 -rasm)

Siz ularni rezina bantlar bilan 33 -rasmda ko'rsatilgandek parda panjarasiga o'rnatishingiz mumkin yoki agar qo'lingizda issiq yopishtiruvchi qurol bo'lsa, uni zanjirga bog'lab qo'yishingiz mumkin, keyin uning harakatlanmasligi uchun yaxshi miqdorda issiq elim suring. atrofida.

Ularni qaerga joylashtirish haqida tasavvurga ega bo'lish uchun 34 -rasmga qarang.

Birinchi chekka va ikkinchi panjara o'rtasida bitta chekka kalit o'rnatiladi, shunda pardalar kanca ochilganda kalitni bosadi va uni ishga tushiradi. Boshqa chegara tugmasi to'g'ridan -to'g'ri temir yo'lning o'rtasiga, chapga qaragan holda joylashtiriladi. Shunday qilib, pardalar yopilganda u faollashadi.

20 -rasmga binoan, chegara tugmachalarini non paneliga joylashtiring.

Nihoyat, agar siz pardalaringiz quyosh chiqqanda ochilishini va u botganda yopilishini xohlasangiz, 36 -rasmda ko'rsatilgandek, rezistorni sim bilan ulashingiz va uni tong otganda quyosh nuri tushadigan joyga o'rnatishingiz kerak bo'ladi.

Tarmoqli panelni o'rnatishni tugatgandan so'ng, tayyor bo'l va dasturchini o'chirish uchun dasturchini BluChip -ga ulang. Dasturiy ta'minotni GitHub -dan yuklab oling va uni avvalgidek SDK katalogingizga chiqarib oling.

Github -dan ble_app_ahc.zip -ni yuklab oling.

Loyihani oching, so'ngra dasturiy ta'minotni kompilyatsiya qiling va BluChip -ga yuklang.

Sinab ko'rishdan oldin, biz taxtani qutiga joylashtiramiz va simlar va Pardalar holati LEDlari uchun teshiklar qilamiz.

Non panelini qutining tagiga qo'ying va simlar uchun teshik qiling. Ochilish, shuningdek, BluChip -ning antennasi orqali boshqa qurilmalar bilan aloqa o'rnatishi uchun xizmat qiladi. (37 -rasm)

Korpusning yon tomonidagi LED o'lchamidagi teshikni burang va unga LEDni o'rnating. LEDni 20 -rasmga muvofiq ulang.

Panjara panjarasining chap tomonidagi panjara qutisini elektr manbaiga yaqin o'rnatish uchun mos joy toping. Dvigatelni qayta o'rnating va bo'shliq yo'qligiga ishonch hosil qilib, vaqt kamarining oxirgi kuchlanish sinovini o'tkazing. (39 -rasm)

Endi biz yig'ilgan tizimni sinab ko'rish vaqti keldi. Quvvat adapterini joylashtiring va nRF Connect ilovasini yoqing. Siz Curtains. BluChip nomli qurilmani topasiz.

Unga ulaning, UINT8 1 (Ochiq pardalar) qiymatini Noma'lum xizmat noma'lum xizmatiga yuboring va pardalarning ochilishini tomosha qiling!

Endi siz tizimingizni muvaffaqiyatli sinab ko'rdingiz, keling, BluChip -da ko'rsatuvni boshqaradigan ba'zi kodlarni sozlashni ko'rib chiqaylik.

6 -qadam: BluChip dasturiy ta'minotini sozlash

Avtomatlashtirilgan uy pardasi dasturiy ta'minoti loyihasi asosan 4 ta fayldan iborat: main.c, ahc.c, ble_ahc_service.c & ble_ahc_service.h.

Elektron va texnikani qurishda, biz avtomatlashtirilgan tizimimizning aniqligini oshirish uchun chegara kalitlarini xohlaymizmi, tanlash imkoniyatiga ega bo'ldik.

Ahc.h kodida biz LIMIT_SWITCHES uchun #define ni ko'rishimiz mumkin.

Kodni #define LIMIT_SWITCHES yordamida kompilyatsiya qilish va miltillash pardalarning ochilgan va yopilganligini aniqlash uchun ikkala chegara kalitini ishlatishga imkon beradi.

Agar siz loyihangiz uchun chegara kalitlarini kiritmaslikni tanlagan bo'lsangiz, uni #undef LIMIT_SWITCHES deb o'zgartirish kerak. Bunday holda, siz pardani bosib o'tadigan masofani CURTAIN_OPEN_STEPS va CURTAIN_CLOSE_STEPS parametrlarida aniq sozlashingiz kerak bo'ladi. Bu qiymatlarni pardaning harakatlanish masofasini uzaytirish yoki qisqartirish uchun sozlang.

Boshqa variantni, fotorezistor qo'shib, #undef LDRni #define LDR ga o'zgartirish orqali yoqish mumkin. LDR yorug'lik nuriga bog'liq qarshilikni anglatadi, uni fotorezistor deb ham atashadi. Biz LDR -ni yoqganimizda, fotorezistor tashqarida uning qorong'i yoki qorong'i bo'lishini biladi va kunning boshida yoki oxirida pardalaringizni yopishingiz yoki ochishingizga yordam beradi.

Limit kalitlari va fotoresistorni sozlashdan tashqari, keling, pardalarni avtomatik ravishda ochish va yopishga imkon beruvchi boshqa asosiy kod bloklarini ko'rib chiqaylik.

Ble_ahc_service.c & ble_ahc_service.h fayllari telefoningizdan ma'lumotlarni BluChip -ga uzatadigan kodni o'z ichiga oladi.

BluChip ma'lumotlarni qabul qilganda, uni 0 yoki 1 yuborilganiga qarab tahlil qiladi. Keyin u LED holatini faollashtiradi, vosita harakatini bajaradi va keyin LED signalizatsiyasining tugashini o'chiradi.

Ahc.h dan ahc_init () funktsiyasi asosiy tsikl boshida ishlaydi va BluChip -dagi barcha pinlarni ishga tushiradi.

7 -qadam: Xulosa

Xulosa qilib aytish mumkinki, bu BLE asoslarini o'rganish uchun juda qiziqarli va juda oson loyiha edi. BluChip -ning uzilish moduli non paneliga mahkam o'rnashib olgani, siz taxta taxtasida tezda prototip yaratishni osonlashtiradi.

Aytmoqchimanki, avtomatlashtirilgan pardalarimni qurganimdan so'ng, men BluChip -ni ulash uchun boshqa narsalarni o'ylab topdim, shu jumladan aqlli neopiksellar, raqamli soatlar yaratish uchun OLED, smartfon boshqariladigan robot va boshqa kam quvvatli elektron loyihalar. ixcham simsiz aloqaga muhtoj bo'lgan g'oyalar!

Elektronika va dasturlashga katta qiziqish bildirgan har bir kishi, BluChip -ning takliflarini, shuningdek, loyihalarni yanada zo'r loyihalarga aylantirish uchun BLE -ni o'rnatish va amalga oshirish qulayligidan hayratda qoladi.

Hozircha men o'zimning avtomatlashtirilgan uy pardalarimdan zavqlanaman.