Webový/WiFi řízený LED pásek s Raspberry Pi: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Pozadí:

Jsem teenager a v posledních několika letech jsem navrhoval a programoval malé elektronické projekty spolu s účastí v robotických soutěžích.

Nedávno jsem pracoval na aktualizaci nastavení svého stolu a rozhodl jsem se, že příjemným doplňkem bude náladové osvětlení. Nejprve jsem si koupil 5v bateriový LED pásek ovládaný dálkovým ovladačem, ale nebyl to moc naplňující proces a měl jsem nápad. Ležel jsem tam pár náhradních dílů a pokoušel jsem se vymyslet něco, co by bylo spojeno s Raspberry Pi, které jsem dostal k Vánocům. Během obzvláště nudného dne na hodině vědy jsem si uvědomil, že mohu použít GPIO piny Raspberry Pi k ovládání LED světel, pokud je nechám vygenerovat hodnoty RGB.

Mým původním návrhovým plánem bylo nechat světla ovládat dotykovým displejem umístěným na zdi nebo stole, ale po několika revizích jsem se rozhodl, že nejsnadnějším způsobem bude ovládání pomocí jiného zařízení. Zatímco jsem uvažoval o napsání aplikace pro svůj telefon v Javě, malý web vypadal mnohem efektivněji.

Tento projekt je otevřen mnoha vylepšení, a zatímco moje html + php jsou jakési útržkovité, zvládnou to

Témata:

Hlavní body, kterých se tato příručka dotkne, jsou ---

1. Ovládání GPIO na Raspberry Pi
2. Hostování webového serveru Apache na Pi
3. Použití webového serveru k ovládání světelného pásu RGB LED

Krok 1: Požadovaný materiál a zásoby

• 1 x Raspberry Pi (použil jsem Pi 2 Model B)
• MicroSD karta
• Něco pro napájení vašeho Pi (kabel USB a napájecí adaptér)
• 1 x USB WiFi adaptér NEBO ethernetové připojení
• 1 x kabel USB na sériový port -
• 1 x GPIO breakout -
• 1 x malé prkénko -
• USB na MicroSD -
• Více barev plného jádrového drátu
• Ohrada
• 3 x tranzistory typu NPN (použil jsem tranzistory BC547b)
• 1x 5V LED světelný pás
• Propojovací vodiče žena - muž -

Krok 2: Nastavení prostředí Pi

K uzavření projektu jsem použil šikmou plastovou krabičku, aby nevyčnívala na mé poličce. Vyvrtal jsem do boku otvor pro sériový kabel USB a umístil Pi vedle prkénka a Pi Wedge.

Krok 3: Nastavení vašeho Pi (část 1)

Pro tento projekt jsem použil nejnovější verzi jiného než desktopového Raspbianu

Návod, jak nainstalovat Raspbian, najdete zde:

(Možná budete pro svůj počítač potřebovat adaptér USB na microSD)

Jakmile je Raspbian nainstalován na kartu SD, můžete jej připojit k Raspberry Pi a připojit k němu ethernetový kabel nebo USB WiFi adaptér

Dále nainstalujte do počítače Tera Term, který vám umožní propojení s terminálem Raspberry Pi prostřednictvím počítače:

Poté zapojte sériový kabel USB z klínu Pi do počítače. Je k němu přístup přes Tera Term. Zkontrolujte, zda je přenosová rychlost sériového portu nastavena na 115200.

Pokud byl operační systém správně nainstalován, Pi nejprve zveřejní výzvu k přihlášení

Výchozí uživatelské jméno a heslo jsou:

Uživatelské jméno: pí

Heslo: malina

Krok 4: Nastavení vašeho Pi (část 2)

Nastavení WiFi

V terminálu spusťte příkaz

sudo nano/etc/network/interfaces

Poté vložte tento kód a nahraďte SSID a PSK jménem a heslem routeru

auto lo

iface lo inet loopback iface eth0 inet dhcp allow-hotplug wlan0 auto wlan0 iface wlan0 inet dhcp wpa-ssid "ssid" wpa-psk "heslo"

Tento soubor umožňuje Pi připojit se k vaší WiFi

Dále restartujte Pi pomocí linky

sudo restart

Instalace webového serveru

Přihlaste se a poté nainstalujte server Apache pomocí

sudo apt -get install apache2 -y

a

sudo apt-get install php libapache2-mod-php -y

Chcete -li zjistit IP adresu vašeho Pi, spusťte příkaz

název hostitele -I

Pomocí prohlížeče přejděte na zobrazenou IP adresu a zkontrolujte, zda funguje.

Například v prohlížeči Google Chrome bych do adresního řádku zadal 192.168.1.72.

Dokumentaci, kterou byste měli dodržovat, najdete na

Je také nutné nainstalovat knihovnu PiGPIO, která vám umožní ovládat data odesílaná přes piny GPIO.

sudo apt-get install build-essential unzip wget

a

wget https://abyz.me.uk/rpi/pigpio/pigpio.zip && unzip pigpio.zip && cd PIGPIO && sudo make install

Krok 5: Psaní kódu

Pomocí řádku přejděte na/var/www/html

cd/var/www/html

V adresáři bude výchozí html soubor, který budete muset upravit.

sudo nano index.html

V Nano odstraňte cokoli, co již existuje, a nahraďte to následujícím kódem.

(Termín Tera může být trochu zábavný při kopírování a vkládání, ale obvykle jakmile zkopírujete text, alt+v by to mělo udělat)

funkce readRGB (barva) {if (color.length == 0) {document.getElementById ("txtHint"). innerHTML = ""; vrátit se; } else {var xmlhttp = new XMLHttpRequest (); xmlhttp.onreadystatechange = funkce () {if (this.readyState == 4 && this.status == 400) {document.getElementById ("txtHint"). innerHTML = this.responseText; }}; temp = encodeURIComponent (barva); xmlhttp.open ("GET", "action_page.php? q =" + temp, true); xmlhttp.send (); }} Vyberte barvu:

Poté jej uložte jako main.html namísto index.html

Výše uvedený kód funguje jako tlačítko, které stisknete, a jako kód, který odešle barvu, kterou vyberete, do druhého souboru.

Dále spusťte příkaz

sudo nano

a vložte

$ r $ g $ b ;

exec ("prasata p 17 $ g"); exec ("prasata p 22 $ r"); exec ("prasata p 22 $ b"); ?>

a uložte jej jako action_page.php

Tento kód přijímá hodnotu RGB a nastavuje hodnoty PWM na pásku LED.

Krok 6: Návrh obvodu

Nyní, když je veškerý software nastaven, je čas zapracovat na hardwaru.

Cílem obvodu je poslat signály PWM (Pulse Width Modulated) z Pi do pole LED.

LED pásek má čtyři piny: červený, zelený, modrý a napájecí (v mém případě 5 voltů).

Každý pin PWM ovládá jednu ze tří barev prostřednictvím tranzistoru, který funguje jako přepínač.

Každý tranzistor má tři piny: kolektor, základnu a emitor.

Signál PWM řídí pracovní cyklus (jak dlouho se spínač zapíná a vypíná).

Výsledkem pracovního cyklu je, že světla jsou tmavší nebo jasnější.

Protože se světla zapínají a vypínají tak rychle, lidé je vnímají jako plné světlo s různým jasem.

POZNÁMKA: Ve schématu symboly LED představují pole LED a odpory omezující proud uvnitř drátu.

Krok 7: Namazání chleba… Prkno

Při připojování nezapomeňte mít Pi vypnuté.

Umístěte klín Pi s jednou řadou kolíků na polovinu prkénka a propojte jej s Pi páskovým kabelem. Použil jsem drát s plným jádrem, abych omezil nepořádek na prkénku a zajistil, aby se nic omylem neodpojilo.

Umístěte tranzistory na horní polovinu prkénka (sloupec A) a připojte pole LED k dolní polovině (řady H, I nebo J).

Připojte zápornou napájecí lištu ke kolíku GND na klínu a kladnou lištu ke kolíku 5V.

Připojte kladnou napájecí lištu ke kolíku napájecího zdroje LED.

Pro každý tranzistor připojte pin emitoru k záporné napájecí liště a připojte kolektorový kolík k odděleným řadám odpovídajícím pinům pole LED (použil jsem řádek 1 jako 5v a 2, 3 a 4 jako zelený, červený a modrý, ve sloupci f). Poté připojte čtyři propojovací vodiče mezi samcem a samicí z nepájivého pole k LED pásku.

Nakonec připojte kolík základny zeleného tranzistoru ke kolíku 17 na klínu, červenou základnu tranzistoru ke kolíku 22 a modrou základnu tranzistoru ke kolíku 24.

Krok 8: Testování

Ve webovém prohlížeči přejděte na IP adresu Pi a poté zadejte /main.html

Vyberte si barvu a nechte se ohromit „zázraky moderní technologie“!

Krok 9: Kontaktujte mě, pokud máte nějaké dotazy/zpětnou vazbu

Pokud máte nějaké dotazy nebo návrhy, neváhejte zanechat komentář nebo mi napište zde a já se pokusím odpovědět co nejdříve.

Hodně štěstí!