Dimmer LED Cerdas DIY Dikendalikan Melalui Bluetooth: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Instruksi ini menjelaskan cara membuat peredup digital pintar. Dimmer adalah sakelar lampu umum yang digunakan di rumah, hotel, dan banyak bangunan lainnya. Versi lama dari sakelar dimmer adalah manual, dan biasanya akan menggabungkan sakelar putar (potensiometer) atau tombol untuk mengontrol tingkat cahaya. Instruksi ini menjelaskan cara membuat dimmer digital yang memiliki dua cara untuk mengontrol intensitas cahaya; smartphone dan tombol fisik. Kedua mode dapat bekerja sama dengan mulus sehingga pengguna dapat menambah atau mengurangi luminositas dari tombol dan smartphone. Proyek ini diimplementasikan menggunakan SLG46620V CMIC, modul Bluetooth HC-06, tombol tekan, dan LED.

Kami akan menggunakan SLG46620V CMIC karena membantu meminimalkan komponen proyek yang terpisah. IC GreenPAK™ berukuran kecil dan memiliki komponen multiguna, yang memungkinkan perancang mengurangi komponen dan menambahkan fitur baru. Selain itu, biaya proyek kemudian berkurang.

SLG46620V juga berisi antarmuka koneksi SPI, blok PWM, FSM, dan banyak blok tambahan yang berguna dalam satu chip kecil. Komponen ini memungkinkan pengguna untuk membuat peredup cerdas praktis yang dapat dikontrol melalui perangkat Bluetooth atau tombol dinding, mendukung peredupan waktu lama, dan penambahan fitur yang dapat dipilih tanpa menggunakan mikrokontroler atau komponen mahal.

Di bawah ini kami menjelaskan langkah-langkah yang diperlukan untuk memahami bagaimana solusi telah diprogram untuk membuat peredup LED pintar yang dikontrol melalui Bluetooth. Namun, jika Anda hanya ingin mendapatkan hasil pemrograman, unduh perangkat lunak GreenPAK untuk melihat File Desain GreenPAK yang sudah selesai. Colokkan GreenPAK Development Kit ke komputer Anda dan tekan program untuk membuat peredup LED pintar yang dikontrol melalui Bluetooth.

Langkah 1: Fitur dan Antarmuka Proyek

Fitur proyek:

1. Dua metode pengendalian; aplikasi seluler dan tombol nyata.

2. Transisi hidup-mati yang mulus untuk lampu. Ini lebih sehat untuk mata konsumen. Ini juga memberikan kesan yang lebih mewah, yang menarik bagi hotel dan industri jasa lainnya.

3. Fitur mode tidur. Ini akan menjadi nilai tambah bagi aplikasi ini. Saat pengguna mengaktifkan mode ini, kecerahan cahaya berkurang secara bertahap dalam 10 menit. Ini membantu orang yang menderita insomnia. Ini juga berguna untuk kamar tidur anak dan toko ritel (waktu tutup).

Antarmuka Proyek

Antarmuka proyek memiliki empat tombol tekan, yang digunakan sebagai input GreenPAK:

ON\OFF: nyalakan lampu ON\OFF (soft-start\stop).

UP: meningkatkan tingkat cahaya.

Bawah: mengurangi tingkat cahaya.

Mode Tidur: dengan mengaktifkan mode tidur, kecerahan cahaya berkurang secara bertahap selama 10 menit. Ini memberi pengguna waktu sebelum tidur dan menjamin bahwa lampu tidak akan menyala sepanjang malam.

Sistem akan mengeluarkan sinyal PWM, yang akan diteruskan ke LED eksternal dan indikator LED mode tidur.

Desain GreenPAK terdiri dari 4 blok utama. Yang pertama adalah penerima UART, yang menerima data dari modul Bluetooth, mengekstrak pesanan, dan mengirimkannya ke unit kontrol. Blok kedua adalah unit kontrol, yang menerima perintah yang datang dari penerima UART atau dari tombol eksternal. Unit kontrol memutuskan tindakan yang diperlukan (Nyalakan/matikan, Tambah, kurangi, aktifkan mode tidur). Unit ini diimplementasikan menggunakan LUT.

Blok ketiga memasok generator CLK. Dalam proyek ini, counter FSM digunakan untuk mengontrol PWM. Nilai FSM akan berubah (naik, turun) sesuai dengan perintah yang diberikan oleh 3 frekuensi (tinggi, sedang, dan rendah). Pada bagian ini akan dibangkitkan tiga frekuensi dan CLK yang dibutuhkan diteruskan ke FSM sesuai dengan urutan yang dibutuhkan; Dalam menghidupkan/mematikan operasi, frekuensi tinggi diteruskan ke FSM ke soft start/stop. Selama peredupan, frekuensi menengah lewat. Frekuensi rendah lewat dalam mode tidur untuk mengurangi nilai FSM lebih lambat. Kemudian, kecerahan cahaya juga berkurang secara perlahan. Blok keempat adalah unit PWM, yang menghasilkan pulsa ke LED eksternal.

Langkah 2: Desain GreenPAK

Cara terbaik untuk membuat dimmer menggunakan GreenPAK adalah dengan menggunakan FSM 8-bit dan PWM. Dalam SLG46620, FSM1 berisi 8 bit dan dapat digunakan dengan PWM1 dan PWM2. Modul Bluetooth harus terhubung, yang berarti output paralel SPI harus digunakan. Bit output paralel SPI 0 hingga 7 koneksi di-mux dengan output DCMP1, DMCP2, dan LF OSC CLK, OUT1, OUT0 OSC. PWM0 memperoleh outputnya dari FSM0 (16 bit). FSM0 tidak berhenti di 255; itu meningkat hingga 16383. Untuk membatasi nilai counter pada 8 bit FSM lain ditambahkan; FSM1 digunakan sebagai penunjuk untuk mengetahui kapan pencacah mencapai 0 atau 255. FSM0 digunakan untuk membangkitkan pulsa PWM. Karena kedua nilai FSM harus diubah pada saat yang sama untuk mendapatkan nilai yang sama, desain menjadi sedikit rumit di mana kedua FSM memiliki CLK yang telah ditentukan, terbatas, dan dapat dipilih. CNT1 dan CNT3 digunakan sebagai mediator untuk meneruskan CLK ke kedua FSM.

Desain terdiri dari bagian-bagian berikut:

- penerima UART

- Unit kontrol

- Generator CLK dan multiplexer

- PWM

Langkah 3: Penerima UART

Pertama, kita perlu mengatur modul Bluetooth HC06. HC06 menggunakan protokol UART untuk komunikasi. UART adalah singkatan dari Universal Asynchronous Receiver/Transmitter. UART dapat mengkonversi data bolak-balik antara format paralel dan serial. Ini termasuk penerima serial ke paralel dan konverter paralel ke serial yang keduanya di-clock secara terpisah. Data yang diterima di HC06 akan dikirim ke perangkat GreenPAK kami. Status idle untuk Pin 10 adalah HIGH. Setiap karakter yang dikirim dimulai dengan bit awal logika LOW, diikuti dengan sejumlah bit data yang dapat dikonfigurasi, dan satu atau lebih bit stop logika HIGH.

HC06 mengirimkan 1 bit START, 8 bit data, dan satu bit STOP. Baud rate defaultnya adalah 9600. Kami akan mengirimkan byte data dari HC06 ke blok SPI GreenPAK SLG46620V.

Karena blok SPI tidak memiliki kontrol bit START atau STOP, bit tersebut malah digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan sinyal clock SPI (SCLK). Ketika Pin 10 menjadi LOW, IC telah menerima bit START, jadi kami menggunakan detektor tepi jatuh PDLY untuk mengidentifikasi awal komunikasi. Detektor tepi jatuh itu mencatat DFF0, yang memungkinkan sinyal SCLK mencatat blok SPI.

Baud rate kami adalah 9600 bit per detik, jadi periode SCLK kami harus 1/9600 = 104 s. Oleh karena itu, kami mengatur frekuensi OSC menjadi 2 MHz dan menggunakan CNT0 sebagai pembagi frekuensi.

2 MHz - 1 = 0,5 s

(104 s / 0,5 s) - 1 = 207

Oleh karena itu, kami ingin nilai pencacah CNT0 menjadi 207. Untuk memastikan bahwa data tidak terlewatkan, penundaan setengah siklus pada jam SPI ditambahkan sehingga blok SPI di-clock pada waktu yang tepat. Ini dilakukan dengan menggunakan CNT6, 2-bit LUT1, dan Jam Eksternal blok OSC. Output CNT6 tidak akan tinggi hingga 52 s setelah DFF0 di-clock, yang persis setengah dari periode SCLK kami yang 104 s. Ketika menjadi tinggi, gerbang AND 2-bit LUT1 memungkinkan sinyal OSC 2 MHz masuk ke EXT. input CLK0, yang outputnya terhubung ke CNT0.

Langkah 4: Unit Kontrol

Di bagian ini, perintah akan dieksekusi sesuai dengan byte yang diterima dari penerima UART, atau sesuai dengan sinyal dari tombol eksternal. Pin 12, 13, 14, 15 diinisialisasi sebagai input dan dihubungkan ke tombol eksternal.

Setiap pin terhubung secara internal ke input gerbang OR, sedangkan input kedua gerbang terhubung dengan sinyal yang sesuai yang berasal dari smartphone melalui Bluetooth yang akan muncul pada output Paralel SPI.

DFF6 digunakan untuk mengaktifkan mode tidur di mana outputnya berubah menjadi tinggi dengan tepi naik yang berasal dari 2-bit LUT4, sedangkan DFF10 digunakan untuk mempertahankan status pencahayaan, dan keluarannya berubah dari rendah ke tinggi dan sebaliknya dengan setiap tepi naik. dari keluaran LUT10 3-bit.

FSM1 adalah penghitung 8-bit; itu memberikan pulsa tinggi pada outputnya ketika nilainya mencapai 0 atau 255. Akibatnya, ini digunakan untuk mencegah FSM0 (16-bit) melebihi nilai 255, karena outputnya me-reset DFF dan mengubah status DFF10 dari on ke off dan sebaliknya jika pencahayaan dikendalikan dengan tombol +, - dan level maksimum/minimum telah tercapai.

Sinyal yang terhubung ke input FSM1 keep, up akan mencapai FSM0 melalui P11 dan P12 untuk menyinkronkan dan menjaga nilai yang sama pada kedua counter.

Langkah 5: Generator CLK dan Multiplexer

Di bagian ini, tiga frekuensi akan dibangkitkan, tetapi hanya satu yang akan mencatat FSM pada satu waktu. Frekuensi pertama adalah RC OSC, yang diambil dari matriks 0 sampai P0. Frekuensi kedua adalah LF OSC yang juga diambil dari matriks 0 sampai P1; frekuensi ketiga adalah output CNT7.

3-bit LUT9 dan 3-bit LUT11 memungkinkan satu frekuensi untuk lewat, sesuai dengan output LUT14 3-bit. Setelah itu, jam yang dipilih mentransmisikan ke FSM0 dan FSM1 melalui CNT1 dan CNT3.

Langkah 6: PWM

Akhirnya, nilai FSM0 berubah menjadi sinyal PWM yang muncul melalui pin 20 yang diinisialisasi sebagai output dan dihubungkan ke LED eksternal.

Langkah 7: Aplikasi Android

Aplikasi Android memiliki antarmuka kontrol virtual yang mirip dengan antarmuka sebenarnya. Ini memiliki lima tombol; HIDUP\MATI, ATAS, BAWAH, Mode tidur, dan Hubungkan. Aplikasi Android ini akan dapat mengubah penekanan tombol menjadi sebuah perintah dan akan mengirimkan perintah tersebut ke modul Bluetooth untuk dilakukan.

Aplikasi ini dibuat dengan MIT App Inventor, yang tidak memerlukan pengalaman pemrograman apa pun. App Inventor memungkinkan pengembang membuat aplikasi untuk perangkat OS Android menggunakan browser web dengan menghubungkan blok pemrograman. Anda dapat mengimpor Aplikasi kami ke MIT App Inventor dengan mengklik Proyek -> Impor proyek (.aia) dari komputer saya, dan memilih file.aia yang disertakan dengan Catatan Aplikasi ini.

Untuk membuat Aplikasi Android, proyek baru harus dimulai. Diperlukan lima tombol: satu adalah pemilih daftar untuk perangkat Bluetooth, dan yang lainnya adalah tombol kontrol. Kita perlu menambahkan klien Bluetooth juga. Gambar 6 adalah tangkapan layar dari antarmuka pengguna Aplikasi Android kami.

Setelah kita menambahkan tombol, kita akan menetapkan fungsi perangkat lunak untuk setiap tombol. Kami akan menggunakan 4 bit untuk mewakili status tombol. Satu bit untuk setiap tombol, oleh karena itu, ketika Anda menekan tombol, nomor tertentu akan dikirim melalui Bluetooth ke sirkuit fisik.

Angka-angka ini ditunjukkan pada Tabel 1.

Kesimpulan

Instruksi ini menjelaskan peredup cerdas yang dapat dikontrol dengan dua cara; aplikasi Android dan tombol nyata. Empat blok terpisah diuraikan dalam GreenPAK SLG46620V yang mengontrol aliran proses untuk menambah atau mengurangi PWM cahaya. Selain itu, fitur mode Tidur diuraikan sebagai contoh modulasi tambahan yang tersedia untuk aplikasi. Contoh yang ditampilkan adalah tegangan rendah, tetapi dapat dimodifikasi untuk implementasi tegangan yang lebih tinggi.