Pencahayaan Sekitar Rumah Menggunakan PICO: 9 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Apakah Anda pernah ingin mengubah suasana kamar Anda dengan mengubah warna lampu? Nah, hari ini Anda akan belajar bagaimana melakukan hal itu. Karena, dengan proyek ini Anda akan membuat sistem pencahayaan ambient RGB yang dikendalikan Bluetooth yang dapat Anda tempatkan di mana saja di rumah Anda, dan diwarnai sesuai keinginan Anda.

Proyek ini akan menggunakan PICO, strip RGB LED, beberapa transistor dan komponen listrik, dan aplikasi yang akan Anda pelajari cara membuatnya menggunakan penemu aplikasi MIT.

Langkah 1: Komponen

Ini adalah komponen yang diperlukan untuk membuat proyek ini, dan mereka adalah:

• PICO, tersedia di mellbell.cc ($17.0)
• Strip LED RGB 4 meter (5050 SMD-60 LED - 1 M)
• 3 transistor Darlington TIP122, bundel 10 tersedia di ebay ($ 1,22)
• 1 PCA9685 16-channel driver PWM 12-bit, tersedia di ebay ($2.07)
• 1 modul Bluetooth HC-05, tersedia di ebay ($3.51)
• Catu daya 12 volt 5 Amp
• 3 resistor 1 k ohm, bundel 100 di ebay ($0,99)
• 1 papan tempat memotong roti, tersedia di ebay ($2,32)

Langkah 2: Menghidupkan Strip LED RGB

Kami tentu ingin menghubungkan strip LED ke PICO kami untuk menyalakan dan mengontrolnya.

Tapi, sebelum itu, kita perlu melakukan beberapa matematika untuk mengetahui berapa banyak arus yang akan diambil strip LED kita dari sumber listrik. Di strip yang kami kerjakan, setiap LED dalam satu sel RGB menarik 20mA, dengan total 60mA untuk seluruh sel RGB. Strip kami memiliki 20 sel RGB per meter, dan kami memiliki panjang 4 meter. Yang berarti bahwa total penarikan arus kami pada intensitas maksimum adalah:

4(meter) * 20(sel/meter) * 60(mA) = 4800mA

Pengundian ini akan bervariasi tergantung pada intensitas yang Anda kerjakan, tetapi kami menghitungnya dengan angka setinggi mungkin, sehingga kami dapat bekerja dengan bebas dan aman dengan strip RGB. Sekarang, kami membutuhkan sumber daya yang dapat memberi kami 4.8A.

Sumber daya terbaik yang dapat kita gunakan adalah catu daya / konverter yang mengubah daya AC menjadi DC, kami juga membutuhkannya untuk menawarkan 12 volt dan setidaknya 4,8 amp. Dan kami memilikinya, karena catu daya yang kami gunakan menawarkan 12 volt dan 5 amp, itulah yang kami butuhkan.

Langkah 3: Menghubungkan Strip RGB ke Catu Daya

Catu daya adalah perangkat listrik yang mengubah satu jenis daya listrik ke yang lain. Dalam kasus kami, kami akan menggunakannya untuk mengubah daya AC 220v, menjadi daya DC 12v.

Tiga terminal pertama adalah input dari sumber daya AC:

• L → hidup
• N → netral
• GND → bumi

Empat terminal terakhir adalah output ke perangkat listrik yang Anda butuhkan. Ini dibagi menjadi dua "bagian", satu untuk keluaran positif, dan yang lainnya untuk negatif. Dalam kasus kami, kami akan menggunakan yang berikut:

• V- → negatif
• V+ → positif

Dan kami menghubungkannya sebagai berikut:

• Kabel coklat (sumber daya AC)→ L (hidup)
• Kabel biru (sumber daya AC) → N (netral)
• Kabel hijau (sumber daya AC) → GND (pembumian)

Dan kabel merah dan hitam adalah output daya 12v DC:

• Kabel merah → keluaran positif (V+)
• Kabel hitam → keluaran negatif (V-)

Sekarang mari kita sambungkan semua komponen kita ke PICO!

Langkah 4: Menghubungkan Semuanya ke PICO

Seperti yang kami katakan sebelumnya, strip LED membutuhkan 12v dan 4,8A untuk beroperasi sepenuhnya. Dan kita tahu bahwa arus maksimum yang dapat disediakan oleh pin PICO hanya 40mA, yang tidak cukup. Tapi, ada solusi untuk ini, dan itu adalah Transistor Darlington TIP122, yang dapat digunakan untuk menggerakkan beban daya tinggi dengan menggunakan sejumlah kecil arus dan tegangan.

Pengkabelan cukup sederhana, kami akan menghubungkan basis transistor ke pin D3 PICO untuk mengontrol kecerahan strip led menggunakan teknik PWM, emitor ke GND, dan kolektor dengan beban.

• Dasar (TIP122) → D3 (PICO)
• Kolektor (TIP122) → B (strip LED)
• Pemancar (TIP122) → GND

Kami juga menggunakan tombol tekan untuk menghidupkan atau mematikan strip LED.

Tombol tekan adalah komponen yang menghubungkan dua titik dalam suatu rangkaian hanya ketika ditekan, tidak memiliki polaritas sehingga kita dapat menghubungkannya tanpa khawatir kaki mana yang menuju ke sisi mana. Dalam kasus kami, kami akan menghubungkan salah satu kaki tombol tekan ke GND melalui resistor pull-down, dan menghubungkan kaki lainnya ke VCC (5 volt). Setelah itu, kita akan menghubungkan D2 PICO dengan kaki tombol yang terhubung ke GND.

Jadi, ketika tombol ditekan, pin D2 PICO akan membaca HIGH (5 volt), dan ketika tidak ditekan, pin D2 PICO akan membaca rendah (0 volt).

Kemudian kita akan menghubungkan LED ke catu daya dan transistor TIP122.

• +12 (strip LED) → output 12 volt positif (catu daya)
• B (strip LED) → kolektor (TIP122).

Jangan lupa untuk menghubungkan kabel negatif output catu daya (kabel hitam) dengan pin GND PICO

Langkah 5: Menghubungkan Strip RGB Dengan PCA9685

Sekarang kita dapat mengontrol satu warna dari strip RGB, mari kita buat bahwa kita dapat mengontrol semua warna strip RGB. Untuk melakukannya kita harus menggunakan sinyal PWM untuk mengontrol strip.

Seperti yang kita ketahui, PICO hanya memiliki satu output PWM, dan perbaikan untuk itu adalah modul perluasan pin PWM PCA9685. Modul ini memperluas pin PWM papan Anda,, dan kami akan menggunakannya bersama beberapa transistor Darlington TIP122 untuk memperbaiki masalah ini.

Pengkabelan sirkuit sangat sederhana, dan berjalan sebagai berikut:

• VCC (PCA9685) → VCC (PICO)
• GND (PCA9685) → GND (PICO)

Modul PCA9685 harus kita nyalakan menggunakan PICO, agar dapat berfungsi dengan baik.

• SCL (PCA9685) → D3 (PICO)
• SDA (PCA9685) → D2 (PICO)

Di sini kita menghubungkan pin protokol I2C PCA9685 SCL, dan SDA ke D3, dan D2 PICO, sehingga mereka dapat berkomunikasi satu sama lain.

Kami kemudian menghubungkan strip RGB +12 dengan kabel positif catu daya, dan kabel G, R, B strip RGB ke pin pengontrol TIP122 untuk memberi makan strip LED dengan daya yang dibutuhkan dari catu daya eksternal.

Kodenya sangat sederhana, kita hanya perlu menghidupkan dan mematikan ketiga warna strip LED masing-masing satu per satu, jadi kita membuat dua loop untuk setiap warna, loop pertama untuk meningkatkan cahaya intensitas dan yang kedua adalah untuk mengurangi intensitas cahaya,

Langkah 6: Membuat Aplikasi Seluler

Kami sekarang ingin membangun aplikasi seluler yang memungkinkan kami mengontrol intensitas setiap warna satu per satu. Dan kita akan menggunakan alat penemu aplikasi MIT untuk melakukannya.

Pertama, Anda harus pergi ke situs web resmi penemu aplikasi MIT dan membuat akun dengan email Anda.

Dalam desain yang akan kita gunakan, kita memiliki:

• Satu pemilih daftar, "Hubungkan ke sistem pencahayaan sekitar Anda". Menekan daftar/tombol ini akan membuka menu dengan perangkat pasangan Bluetooth tempat kami akan memilih perangkat Bluetooth kami.
• Tiga penggeser untuk mengontrol warna individual
• Label di atas setiap penggeser yang akan diperbarui tergantung pada posisi penggeser
• Menambahkan komponen klien Bluetooth, untuk memberikan izin kepada aplikasi untuk menggunakan Bluetooth perangkat

Kode akan dibagi menjadi dua bagian:

Konektivitas Bluetooth

Dua baris pertama dari kode menangani proses komunikasi Bluetooth, karena mereka memberi Anda kemampuan untuk menambahkan perangkat dan memilih apa yang akan dipasangkan.

Mengirim Data

Sisa kode adalah untuk mengirim data. Saat mengontrol apa arti penggeser untuk PICO, ini juga memperbarui pembacaan label penggeser.

Anda dapat mengunduh aplikasi jika tidak ingin membuatnya sendiri. Anda juga dapat mengunduhnya kemudian mengimpornya bersama dengan desain di alat penemu aplikasi MIT dan menyesuaikannya sesuai keinginan Anda.

Langkah 7: Menghubungkan Modul Bluetooth HC-05

Sekarang kita hanya perlu menambahkan konektivitas Bluetooth ke PICO kita, dan kita akan melakukannya dengan menggunakan modul Bluetooth HC-05.

Modul ini sangat sederhana dan mudah digunakan, karena merupakan modul SPP (Serial Port Protocol), yang berarti hanya membutuhkan dua kabel (Tx, dan Rx) untuk berkomunikasi dengan PICO. Modul ini juga berfungsi sebagai slave dan master, serta memiliki jangkauan konektivitas sekitar 15 meter.

Pin out modul Bluetooth HC-05:

• EN atau KEY → Jika dibawa ke TINGGI sebelum daya diterapkan, itu memaksa mode pengaturan perintah AT.
• VCC → +5 daya
• GND → Negatif
• Tx → Mengirimkan data dari modul HC-05 ke penerima serial PICO
• Rx → Menerima data serial dari pemancar serial PICO
• Status → Memberi tahu apakah perangkat terhubung atau tidak

Dan inilah cara Anda menghubungkannya ke PICO:

• VCC (HC-05) → VCC (PICO)
• GND (HC-05) → GND (PICO)
• Tx (HC-05) → Rx (PICO)
• Rx (HC-05) → Tx (PICO)

Sekarang kita memiliki modul Bluetooth yang terhubung ke PICO, mari edit program kita sehingga kita dapat mengontrol strip LED dari telepon kita.

Langkah 8: Mengkode Modul Bluetooth

Menurut rencana kami, kami menginginkan kemampuan untuk mengontrol strip LED dari telepon kami. Dan kami tidak hanya ingin mengontrol strip LED, tetapi kami ingin mengontrol setiap warna satu per satu.

Dan kami akan melakukannya dengan meminta setiap penggeser dari aplikasi kami mengirim serangkaian nilai yang berbeda ke PICO:

• Slider warna merah mengirimkan nilai antara 1000 dan 1010
• Slider warna hijau mengirimkan nilai antara 2000-2010
• Slider warna biru mengirimkan nilai antara 3000-3010

Kami akan menggunakan kondisi "jika" untuk memeriksa data dan mengetahui kisaran nilai apa yang berubah. Misalnya: jika nilainya berubah antara 1000 dan 1010, PICO akan tahu bahwa kita mengubah warna merah, dan akan memetakannya kembali. Ini juga akan melakukan ini untuk semua nilai yang Anda buat, memungkinkan Anda mengontrol setiap warna secara terpisah dengan penggesernya.

Langkah 9: Proyek Anda Menyala

Kami belajar cara menghitung daya yang dibutuhkan untuk strip LED RGB, cara menggunakan transistor untuk memanipulasi nilai arus, dan cara memutuskan catu daya yang diperlukan untuk melakukan semua itu. Kami juga belajar cara membuat aplikasi seluler menggunakan alat penemu aplikasi MIT, dan cara menghubungkannya melalui Bluetooth ke PICO.

Dan dengan semua keterampilan baru Anda, Anda dapat membuat strip LED yang dapat Anda tempatkan di mana saja di rumah Anda, dan membuatnya terang dengan warna apa pun yang Anda inginkan, betapa kerennya itu?

Jangan lupa untuk bertanya jika ada, dan sampai jumpa di proyek berikutnya:D