Máy đo gia tốc có điều khiển không dây Rgb-LED: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Gia tốc kế MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) đang được sử dụng rộng rãi làm cảm biến độ nghiêng trong điện thoại di động và máy ảnh. Các máy đo gia tốc đơn giản có sẵn cả ở dạng ic-chip và bo mạch pcb phát triển giá rẻ.

Các chip không dây cũng có giá cả phải chăng và có sẵn trong các mạch lắp ráp, với mạng ăng-ten và nắp tách rời phù hợp trên bo mạch. Kết nối cả bo mạch không dây và máy đo gia tốc với bộ vi điều khiển thông qua giao diện nối tiếp và bạn có một bộ điều khiển không dây với các chức năng nintendo-wii. Sau đó, xây dựng một bộ thu với cùng một loại chip không dây và đèn LED rgb được điều khiển bằng pwm, thì đấy, bạn có tia chớp phòng màu điều khiển độ nghiêng không dây. Giữ mức bảng mạch của máy phát với bảng mạch hướng lên và đèn LED có màu xanh lam dịu, chỉ có đèn LED màu xanh lam đang hoạt động. Sau đó, nghiêng máy phát theo một hướng và bạn trộn màu đỏ hoặc xanh lá cây tùy thuộc vào hướng bạn nghiêng nó. Nghiêng hết cỡ đến 90 độ và bạn di chuyển tất cả các hỗn hợp màu đỏ và xanh lam hoặc xanh lục và xanh lam cho đến khi chỉ có màu đỏ hoặc xanh lục hoạt động ở độ nghiêng 90 độ. Nghiêng một chút theo cả hướng x và y và bạn sẽ có được sự kết hợp của tất cả các màu. Ở 45 độ theo mọi hướng, ánh sáng là sự pha trộn bằng nhau của màu đỏ, xanh lục và xanh lam, hay nói cách khác là ánh sáng trắng. Các bộ phận được sử dụng có sẵn từ các cửa hàng điện tử-sở thích trên internet. Nên có thể nhận dạng được từ một số hình ảnh.

Bước 1: Máy phát với gia tốc kế

Bộ phát dựa trên vi điều khiển Atmel avr168. Bảng đỏ tiện lợi với 168 là bảng arduino với bộ điều chỉnh điện áp và mạch đặt lại. Gia tốc kế được kết nối với avr bằng bus i2c bit-banged và bo mạch không dây được kết nối với SPI phần cứng, (Giao diện ngoại vi nối tiếp).

Bảng mạch hoàn toàn không dây với bộ pin 4, 8V được gắn bên dưới. Bo mạch không dây và arduino xung quanh chấp nhận tối đa 9 V và có bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính trên bo mạch, nhưng gia tốc kế cần 3, 3V từ thanh điều chỉnh trên bo mạch.

Bước 2: Bộ thu với đèn LED RGB

Bộ thu dựa trên bảng giới thiệu atmel avr169 có tên là con bướm. Bo mạch có rất nhiều tính năng không được sử dụng trong dự án này. Bộ kích sóng không dây được kết nối với PortB và đèn led điều khiển bằng pwm được kết nối với PortD. Nguồn được cung cấp tại tiêu đề ISP, 4,5V là đủ. Bo mạch không dây có thể chịu được 5V trên các chân i / o, nhưng cần nguồn cung cấp 3.3V được cung cấp bởi bộ điều chỉnh trên bo mạch.

Cáp tiêu đề được sửa đổi cho rf tranceiver thực sự thuận tiện và kết nối bo mạch không dây với bộ điều khiển đột biến nguồn và phần cứng trên bướm. Shiftbright là một bộ điều khiển điều chế độ rộng xung do rgb dẫn đầu, nó chấp nhận một lệnh 4 byte được chốt vào và sau đó được chốt trên các chân đầu ra. Thực sự dễ dàng để kết nối hàng loạt. Chỉ cần dịch ra nhiều từ lệnh và từ được chuyển đầu tiên sẽ kết thúc trong đèn LED được kết nối cuối cùng trong chuỗi daisy.

Bước 3: Lập trình C

Mã được viết bằng C vì tôi không quan tâm đến việc học ngôn ngữ xử lý "dễ dàng hơn" mà arduino dựa trên. Tôi đã tự viết giao diện SPI và rf tranceiver cho trải nghiệm học tập, nhưng đã mượn mã trình hợp dịch i2c từ avrfreaks.net. Giao diện shiftbright được bitbanged trong mã C. Một vấn đề mà tôi gặp phải là các biến thể nhỏ không hợp lý trong đầu ra gia tốc kế, điều này làm cho đèn led nhấp nháy rất nhiều. Tôi đã giải quyết điều này bằng một bộ lọc thông thấp của phần mềm. Một trung bình có trọng số động trên các giá trị gia tốc kế. Rf-tranceiver hỗ trợ crc và ack phần cứng với tính năng tự động truyền lại, nhưng đối với dự án này, thời gian thực, cập nhật trơn tru của các led là quan trọng hơn. Mọi gói tin có giá trị gia tốc kế không cần phải đến nơi nhận còn nguyên vẹn, miễn là các gói tin bị hỏng sẽ bị loại bỏ. Tôi không gặp vấn đề gì với các gói tin RF bị mất trong tầm nhìn 20 mét. Nhưng ở xa hơn, liên kết trở nên không ổn định và các đèn led không cập nhật liên tục.); RF_send (Giá trị); delay (20ms);} Vòng lặp chính của máy thu ở dạng mã giả: initialize (); while (true) {newValues = blocks_receiveRF ()); rgbValues = rgbValues + 0.2 * (newValues-rgbValues); viết rgbValues thành shiftbrigth;}

Bước 4: Kết quả

Tôi đã rất ngạc nhiên về cách điều khiển mượt mà và chính xác. Bạn thực sự có khả năng kiểm soát độ chính xác của đầu ngón tay đối với màu sắc. Bộ điều khiển pwm-LED-controller có độ phân giải 10 bit cho mỗi màu, tạo ra hàng triệu màu có thể. Thật không may, gia tốc kế chỉ có độ phân giải 8 bit khiến số lượng màu trên lý thuyết giảm xuống hàng nghìn màu. Nhưng vẫn không thể cảm nhận được bất kỳ bước chuyển đổi màu sắc nào. Tôi đặt đầu thu vào đèn IKEA và chụp ảnh các màu khác nhau bên dưới. Ngoài ra còn có một video, (mặc dù chất lượng khủng khiếp)