Éclairage d'ambiance domestique à l'aide de PICO : 9 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

N'avez-vous jamais eu envie de changer l'ambiance de votre pièce en changeant la couleur de la lumière ? Eh bien, aujourd'hui, vous apprendrez comment faire exactement cela. Parce que, avec ce projet, vous créerez un système d'éclairage ambiant RVB contrôlé par Bluetooth que vous pourrez placer n'importe où dans votre maison et le colorer comme vous le souhaitez.

Ce projet utilisera PICO, une bande LED RGB, des transistors et des composants électriques, ainsi qu'une application que vous apprendrez à créer à l'aide de l'inventeur de l'application MIT.

Étape 1: Composants

Ce sont les composants nécessaires pour créer ce projet, et ils sont:

• PICO, disponible sur mellbell.cc (17,0 $)
• Une bande LED RGB de 4 mètres (5050 SMD - 60 LED - 1 M)
• 3 transistors TIP122 Darlington, un lot de 10 disponible sur ebay (1,22$)
• 1 pilote PWM 12 bits 16 canaux PCA9685, disponible sur ebay (2,07 $)
• 1 module Bluetooth HC-05, disponible sur ebay (3,51 $)
• Une alimentation 12 volts 5 ampères
• 3 résistances de 1 k ohm, un paquet de 100 sur ebay (0,99 $)
• 1 planche à pain, disponible sur ebay (2,32 $)

Étape 2: Alimentation de la bande LED RVB

Nous souhaitons bien entendu connecter la bande LED à notre PICO pour l'éclairer et la contrôler.

Mais, avant tout, nous devons faire quelques calculs pour savoir combien de courant notre bande LED va tirer de la source d'alimentation. Dans la bande avec laquelle nous travaillons, chaque LED d'une seule cellule RVB consomme 20 mA, pour un total de 60 mA pour l'ensemble de la cellule RVB. Notre bande a 20 cellules RVB par mètre, et nous en avons une de 4 mètres de long. Ce qui signifie que notre consommation totale de courant à l'intensité maximale est:

4 (mètres) * 20 (cellule/mètre) * 60 (mA) = 4800mA

Ce tirage variera en fonction de l'intensité avec laquelle vous travaillez, mais nous avons fait le calcul avec les nombres les plus élevés possibles, afin de pouvoir travailler librement et en toute sécurité avec la bande RVB. Maintenant, nous avons besoin d'une source d'alimentation qui peut nous fournir 4,8A.

La meilleure source d'alimentation que nous pouvons utiliser est une alimentation/convertisseur qui convertit le courant alternatif en courant continu, nous en avons également besoin pour offrir 12 volts et au moins 4,8 ampères. Et c'est exactement ce que nous avons, car l'alimentation que nous utilisons offre 12 volts et 5 ampères, ce qui est exactement ce dont nous avons besoin.

Étape 3: connexion de la bande RVB à l'alimentation

Une alimentation électrique est un appareil électrique qui convertit un type d'énergie électrique en un autre. Dans notre cas, nous allons l'utiliser pour convertir le courant alternatif 220v en courant continu 12v.

Les trois premières bornes sont les entrées de la source d'alimentation CA:

• L → vivre
• N → neutre
• GND → terre

Les quatre dernières bornes sont les sorties vers l'appareil électrique dont vous avez besoin. Il est divisé en deux "sections", une pour la sortie positive, et l'autre pour la négative. Dans notre cas, nous allons utiliser les éléments suivants:

• V- → négatif
• V+ → positif

Et nous les connectons comme suit:

• Fil marron (source d'alimentation CA) → L (sous tension)
• Fil bleu (source d'alimentation CA) → N (neutre)
• Fil vert (source d'alimentation CA) → GND (terre)

Et les fils rouge et noir sont la puissance de sortie 12v DC:

• Fil rouge → sortie positive (V+)
• Fil noir → sortie négative (V-)

Connectons maintenant tous nos composants à PICO !

Étape 4: Tout connecter à PICO

Comme nous l'avons dit précédemment, la bande LED a besoin de 12v et 4,8A pour fonctionner pleinement. Et nous savons que le courant maximum qu'une broche PICO peut fournir n'est que de 40 mA, ce qui n'est pas suffisant. Mais, il existe une solution pour cela, et c'est le transistor TIP122 Darlington, qui peut être utilisé pour piloter des charges de puissance élevée en utilisant de petites quantités de courant et de tension.

Le câblage est assez simple, nous allons connecter la base du transistor à la broche D3 de PICO pour contrôler la luminosité de la bande LED en utilisant la technique PWM, l'émetteur à GND et le collecteur avec la charge.

• Base (TIP122) → D3 (PICO)
• Collecteur (TIP122) → B (bande LED)
• Émetteur (TIP122) → GND

Nous utilisons également un bouton poussoir pour allumer ou éteindre la bande LED.

Un bouton-poussoir est un composant qui connecte deux points dans un circuit uniquement lorsqu'il est enfoncé, il n'a pas de polarité, nous pouvons donc le connecter sans se soucier de quelle jambe va de quel côté. Dans notre cas, nous allons connecter l'une des pattes du bouton-poussoir au GND via une résistance de tirage et connecter l'autre patte au VCC (5 volts). Après cela, nous connecterons le D2 de PICO avec la jambe du bouton-poussoir connectée à GND.

Ainsi, lorsque vous appuyez sur le bouton, la broche D2 du PICO indique HIGH (5 volts) et lorsqu'elle n'est pas enfoncée, la broche D2 du PICO indique low (0 volt).

Ensuite, nous connecterons la LED à l'alimentation et au transistor TIP122.

• +12 (bande LED) → sortie positive 12 volts (alimentation)
• B (bande LED) → collecteur (TIP122).

N'oubliez pas de connecter le fil négatif de sortie d'alimentation (fil noir) avec la broche GND du PICO

Étape 5: connexion de la bande RVB avec PCA9685

Maintenant que nous pouvons contrôler une seule couleur à partir de la bande RVB, faisons en sorte que nous puissions contrôler toutes les couleurs de la bande RVB. Pour ce faire, nous devons utiliser des signaux PWM pour contrôler la bande.

Comme nous le savons, PICO n'a qu'une seule sortie PWM, et le correctif pour cela est le module d'extension de broches PWM PCA9685. Ce module étend les broches PWM de votre carte, et nous l'utiliserons avec certains transistors Darlington TIP122 pour résoudre ce problème.

Le câblage du circuit est très simple et se déroule comme suit:

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

Nous devons alimenter le module PCA9685 en utilisant PICO, afin qu'il puisse fonctionner correctement.

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

Ici, nous connectons les broches de protocole I2C du PCA9685 SCL et SDA aux D3 et D2 de PICO afin qu'elles puissent communiquer entre elles.

Nous connectons ensuite le +12 de la bande RVB avec le fil positif de l'alimentation, et les fils G, R, B de la bande RVB aux broches du contrôleur TIP122 pour alimenter la bande LED avec la puissance nécessaire de l'alimentation externe.

Le code est très simple, nous avons juste besoin d'allumer et d'éteindre les trois couleurs de la bande LED chacune individuellement, nous faisons donc deux boucles for pour chaque couleur, la première boucle for est pour augmenter la lumière l'intensité et la seconde est pour diminuer l'intensité lumineuse,

Étape 6: Création de l'application mobile

Nous voulons maintenant créer l'application mobile qui nous permettra de contrôler l'intensité de chaque couleur individuellement. Et nous allons utiliser l'outil d'inventeur d'applications du MIT pour le faire.

Tout d'abord, vous devez vous rendre sur le site officiel de l'inventeur de l'application MIT et créer un compte avec votre adresse e-mail.

Dans la conception que nous utiliserons, nous avons:

• Un sélecteur de liste, "Connectez-vous à votre système d'éclairage ambiant". Appuyer sur cette liste/ce bouton ouvrira un menu avec les appareils Bluetooth couplés à partir desquels nous choisirons notre appareil Bluetooth.
• Trois curseurs pour contrôler les couleurs individuelles
• Une étiquette au-dessus de chaque curseur qui sera mise à jour en fonction de la position du curseur
• Ajout du composant client Bluetooth, pour donner à l'application la permission d'utiliser le Bluetooth de l'appareil

Le code sera divisé en deux parties:

Connectivité Bluetooth

Les deux premières lignes du code gèrent le processus de communication Bluetooth, car elles vous permettent d'ajouter des appareils et de choisir avec quoi jumeler.

Envoi de données

Le reste du code sert à envoyer des données. Comme il contrôle ce que signifie le glissement des curseurs pour PICO, il met également à jour les lectures des étiquettes du curseur.

Vous pouvez télécharger l'application si vous ne souhaitez pas la créer vous-même. Vous pouvez également le télécharger, puis l'importer avec le design dans l'outil d'inventeur d'application MIT et le personnaliser à votre guise.

Étape 7: Interfaçage du module Bluetooth HC-05

Il ne nous reste plus qu'à ajouter la connectivité Bluetooth à notre PICO, et nous le ferons en utilisant le module Bluetooth HC-05.

Ce module est très simple et facile à utiliser, car il s'agit d'un module SPP (Serial Port Protocol), ce qui signifie qu'il n'a besoin que de deux fils (Tx et Rx) pour communiquer avec PICO. Ce module fonctionne également comme esclave et maître, et a une portée de connectivité d'environ 15 mètres.

Le brochage du module Bluetooth HC-05:

• EN ou KEY → S'il est mis sur HIGH avant la mise sous tension, il force le mode configuration des commandes AT.
• VCC → +5 puissance
• GND → Négatif
• Tx → Transmettre les données du module HC-05 au récepteur série de PICO
• Rx → Reçoit les données série de l'émetteur série de PICO
• État → Indique si l'appareil est connecté ou non

Et voici comment vous le connectez à PICO:

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

Maintenant que nous avons le module Bluetooth connecté à PICO, éditons notre programme afin que nous puissions contrôler la bande LED depuis notre téléphone.

Étape 8: codage du module Bluetooth

Selon notre plan, nous voulions pouvoir contrôler les bandes LED depuis notre téléphone. Et nous ne voulions pas seulement contrôler la bande LED, mais nous voulions contrôler chaque couleur individuellement.

Et nous le ferons en faisant en sorte que chaque curseur de notre application envoie un ensemble de valeurs différent à PICO:

• Le curseur de couleur rouge envoie une valeur entre 1000 et 1010
• Le curseur de couleur verte envoie une valeur entre 2000-2010
• Le curseur de couleur bleue envoie une valeur entre 3000-3010

Nous utiliserons une condition "si" pour vérifier les données et savoir quelle plage de valeurs change. Par exemple: si la valeur change entre 1000 et 1010, PICO saura que nous modifions la couleur rouge, et il la remappera en conséquence. Il le fera également pour toutes les valeurs que vous avez créées, vous permettant de contrôler chaque couleur séparément avec son curseur.

Étape 9: votre projet est allumé

Nous avons appris à calculer la puissance nécessaire pour une bande LED RVB, à utiliser des transistors pour manipuler les valeurs de courant et à décider de l'alimentation nécessaire pour faire tout cela. Nous avons également appris à créer une application mobile à l'aide de l'outil d'inventeur d'applications du MIT et à la connecter via Bluetooth à PICO.

Et avec toutes vos nouvelles compétences, vous avez pu créer une bande LED que vous pouvez placer n'importe où dans votre maison, et l'éclairer de la couleur de votre choix, c'est cool ?

N'oubliez pas de poser vos questions si vous en avez, et à bientôt dans le prochain projet:D