पीआईसीओ का उपयोग कर आरजीबी थर्मामीटर: 6 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

वह हमारे आज के प्रयास का अंतिम परिणाम था। यह एक थर्मामीटर है जो आपको ऐक्रेलिक कंटेनर में रखी आरजीबी एलईडी पट्टी का उपयोग करके यह बताएगा कि यह आपके कमरे में कितना गर्म है, जो तापमान को पढ़ने के लिए तापमान सेंसर से जुड़ा है। और हम इस परियोजना को जीवंत बनाने के लिए PICO का उपयोग करेंगे।

चरण 1: अवयव

• पीआईसीओ, mellbell.cc पर उपलब्ध ($17)
• 1 मीटर आरजीबी एलईडी पट्टी
• 3 TIP122 डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर, eBay पर 10 का बंडल ($3.31)
• 1 PCA9685 16-चैनल 12-बिट PWM ड्राइवर, eBay पर उपलब्ध ($2.12)
• 12 वी शक्ति स्रोत
• 3 1k ओम रेसिस्टर्स, eBay पर 100 का बंडल ($0.99)
• एक ब्रेडबोर्ड, eBay पर उपलब्ध ($2.30)
• नर - मादा जम्पर तार, eBay पर 40 का बंडल ($0.95)

चरण 2: ट्रांजिस्टर और एक शक्ति स्रोत के साथ आरजीबी पट्टी को शक्ति देना

एलईडी स्ट्रिप्स लचीले सर्किट बोर्ड होते हैं जो एलईडी से भरे होते हैं। इनका इस्तेमाल कई तरह से किया जाता है, जैसे कि आप इन्हें अपने घर, अपनी कार या बाइक में इस्तेमाल कर सकते हैं। आप उनका उपयोग करके कूल RGB वियरेबल्स भी बना सकते हैं।

तो वह कैसे काम कर रहे है? यह वास्तव में काफी सरल है। एलईडी पट्टी में सभी एल ई डी समानांतर में जुड़े हुए हैं, और वे एक विशाल आरजीबी एलईडी की तरह कार्य करते हैं। और इसे चलाने के लिए, आपको बस पट्टी को 12v उच्च विद्युत धारा के स्रोत से जोड़ने की आवश्यकता है।

एक माइक्रोकंट्रोलर के साथ एलईडी पट्टी को नियंत्रित करने के लिए, आपको बिजली स्रोत को नियंत्रण स्रोत से अलग करना होगा। क्योंकि LED स्ट्रिप को 12v की आवश्यकता होती है, और हमारा माइक्रोकंट्रोलर इतना अधिक आउटपुट वोल्टेज नहीं दे सकता है, और इसीलिए हम अपने PICO से कंट्रोल सिग्नल भेजते समय एक बाहरी 12v उच्च करंट पावर स्रोत कनेक्ट करते हैं।

इसके अलावा, प्रत्येक आरजीबी सेल का वर्तमान ड्रा उच्च है, क्योंकि इसमें हर एक एलईडी - लाल, हरे और नीले एलईडी - को संचालित करने के लिए 20mA की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि हमें एकल RGB सेल को चलाने के लिए 60mA की आवश्यकता होती है। और यह बहुत समस्याग्रस्त है, क्योंकि हमारे GPIO पिन केवल अधिकतम 40mA प्रति पिन की आपूर्ति कर सकते हैं, और RGB स्ट्रिप को PICO से सीधे जोड़ने से यह जल जाएगा, इसलिए कृपया ऐसा न करें।

लेकिन, एक समाधान है, और इसे डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर कहा जाता है जो कि ट्रांजिस्टर की एक जोड़ी है जिसमें बहुत अधिक वर्तमान लाभ होता है, जो हमारी जरूरतों को पूरा करने के लिए हमारे वर्तमान को बढ़ावा देने में मदद करेगा।

आइए पहले वर्तमान लाभ के बारे में अधिक जानें। वर्तमान लाभ ट्रांजिस्टर की एक संपत्ति है, जिसका अर्थ है कि ट्रांजिस्टर से गुजरने वाली धारा को इससे गुणा किया जाएगा, और इसका समीकरण इस तरह दिखता है:

लोड करंट = इनपुट करंट * ट्रांजिस्टर गेन।

यह डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर में और भी मजबूत है, क्योंकि यह ट्रांजिस्टर की एक जोड़ी नहीं है, और उनके प्रभाव एक दूसरे से गुणा किए जाते हैं, जिससे हमें बड़े पैमाने पर वर्तमान लाभ मिलते हैं।

अब हम एलईडी पट्टी को अपने बाहरी शक्ति स्रोत, ट्रांजिस्टर, और निश्चित रूप से हमारे पीआईसीओ से जोड़ देंगे।

• बेस (ट्रांजिस्टर) → D3 (PICO)
• कलेक्टर (ट्रांजिस्टर) → बी (एलईडी पट्टी)
• एमिटर (ट्रांजिस्टर) → GND
• +12 (एलईडी पट्टी) → +12 (शक्ति स्रोत)

PICO के GND को पावर सोर्स ग्राउंड से जोड़ना न भूलें।

चरण 3: आरजीबी एलईडी पट्टी के रंगों को नियंत्रित करना

हम जानते हैं कि हमारे PICO में एक सिंगल PWM पिन (D3) है, जिसका अर्थ है कि यह हमारे 16 LED को मूल रूप से नियंत्रित नहीं कर सकता है। यही कारण है कि हम PCA9685 16-चैनल 12-बिट PWM I2C मॉड्यूल पेश कर रहे हैं, जो हमें PICO के PWM पिन का विस्तार करने देता है।

सबसे पहले, I2C क्या है?

I2C एक संचार प्रोटोकॉल है जिसमें डिवाइस के पते और कौन सा डेटा भेजना है, को संबोधित करके एक या अधिक उपकरणों के साथ संचार करने के लिए केवल 2 तार शामिल हैं।

डिवाइस दो प्रकार के होते हैं: पहला मास्टर डिवाइस होता है, जो डेटा भेजने के लिए जिम्मेदार होता है, और दूसरा स्लेव डिवाइस होता है, जो डेटा प्राप्त करता है। यहाँ PCA9685 मॉड्यूल के पिन आउट दिए गए हैं:

• वीसीसी → यह स्वयं बोर्ड के लिए शक्ति है। 3-5 वी मैक्स।
• GND → यह ऋणात्मक पिन है, और इसे सर्किट को पूरा करने के लिए GND से जोड़ा जाना चाहिए।
• V+ → यह एक वैकल्पिक पावर पिन है जो सर्वो को बिजली की आपूर्ति करेगा यदि आपके पास उनमें से कोई भी आपके मॉड्यूल से जुड़ा है। यदि आप किसी सर्वो का उपयोग नहीं कर रहे हैं तो आप इसे डिस्कनेक्ट कर सकते हैं।
• SCL → सीरियल क्लॉक पिन, और हम इसे PICO के SCL से जोड़ते हैं।
• एसडीए → सीरियल डेटा पिन, और हम इसे पीआईसीओ के एसडीए से जोड़ते हैं।
• OE → आउटपुट सक्षम पिन, यह पिन सक्रिय कम है, जब पिन कम होता है तो सभी आउटपुट सक्षम होते हैं, जब यह उच्च होता है तो सभी आउटपुट अक्षम हो जाते हैं। और इस वैकल्पिक पिन का उपयोग मॉड्यूल के पिनों को शीघ्रता से सक्षम या अक्षम करने के लिए किया जाता है।

16 पोर्ट हैं, प्रत्येक पोर्ट में V+, GND, PWM है। प्रत्येक पीडब्लूएम पिन पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से चलता है, और वे सर्वो के लिए स्थापित होते हैं लेकिन आप उन्हें एल ई डी के लिए आसानी से उपयोग कर सकते हैं। प्रत्येक PWM 25mA करंट को संभाल सकता है इसलिए सावधान रहें।

अब जब हम जानते हैं कि हमारे मॉड्यूल के पिन क्या हैं और यह क्या करता है, तो इसका उपयोग पीआईसीओ के पीडब्लूएम पिनों की संख्या बढ़ाने के लिए करते हैं, ताकि हम अपनी आरजीबी एलईडी पट्टी को नियंत्रित कर सकें।

हम इस मॉड्यूल का उपयोग TIP122 ट्रांजिस्टर के साथ करने जा रहे हैं, और इस तरह आपको उन्हें अपने PICO से जोड़ना चाहिए:

• वीसीसी (पीसीए9685) → वीसीसी (पीआईसीओ)।
• GND (PCA9685) → GND।
• एसडीए (पीसीए9685) → डी2 (पीआईसीओ)।
• SCL (PCA9685) → D3 (PICO)।
• PWM 0 (PCA9685) → आधार (पहला TIP122)।
• PWM 1 (PCA9685) → आधार (दूसरा TIP122)।
• PWM 2 (PCA9685) → आधार (तीसरा TIP122)।

PICO के GND को बिजली आपूर्ति के GND से जोड़ना न भूलें। और सुनिश्चित करें कि PCA9685 VCC पिन को बिजली आपूर्ति के +12 वोल्ट से कनेक्ट न करें या यह क्षतिग्रस्त हो जाएगा।

चरण 4: सेंसर की रीडिंग के आधार पर RGB LED स्ट्रिप कलर को नियंत्रित करें

यह इस परियोजना का अंतिम चरण है, और इसके साथ हमारी परियोजना "बेवकूफ" से स्मार्ट होने और अपने पर्यावरण के आधार पर व्यवहार करने की क्षमता में बदल जाएगी। ऐसा करने के लिए हम अपने PICO को LM35DZ तापमान सेंसर से जोड़ने जा रहे हैं।

इस सेंसर में एक एनालॉग आउटपुट वोल्टेज होता है जो इसके आसपास के तापमान पर निर्भर करता है। यह 0 सेल्सियस के अनुरूप 0v से शुरू होता है, और वोल्टेज 0c से ऊपर प्रत्येक डिग्री के लिए 10mV बढ़ जाता है। यह घटक बहुत सरल है और इसमें केवल 3 पैर हैं, और वे निम्नानुसार जुड़े हुए हैं:

• VCC (LM35DZ) → VCC (PICO)
• GND (LM35DZ) → GND (PICO)
• आउटपुट (LM35DZ) → A0 (PICO)

चरण 5: अंतिम कोड

अब जब हमारे पास हमारे पीआईसीओ से जुड़ी हर चीज है, तो इसकी प्रोग्रामिंग शुरू करें ताकि एल ई डी तापमान के आधार पर रंग बदल सकें।

इसके लिए हमें निम्नलिखित की आवश्यकता है:

एक स्थिरांक। वेरिएबल जिसका नाम "tempSensor" है जिसका मान A0 है जो तापमान सेंसर से इसकी रीडिंग प्राप्त करता है।

प्रारंभिक मान 0 के साथ "सेंसररीडिंग" नामक एक पूर्णांक चर। यह वह चर है जो कच्चे सेंसर को पढ़ने से बचाएगा।

प्रारंभिक मान 0 के साथ "वोल्ट" नामक एक फ्लोट चर। यह वह चर है जो परिवर्तित सेंसर कच्चे रीडिंग मान को वोल्ट में बचाएगा।

प्रारंभिक मान 0 के साथ "अस्थायी" नाम का एक फ्लोट चर। यह वह चर है जो परिवर्तित सेंसर वोल्ट रीडिंग को बचाएगा और इसे तापमान में परिवर्तित करेगा।

प्रारंभिक मान 0 के साथ "मैप्ड" नामक एक पूर्णांक चर। यह PWM मान को बचाएगा जिसमें हम अस्थायी चर को मैप करते हैं, और यह चर एलईडी पट्टी रंग को नियंत्रित करता है।

इस कोड का उपयोग करके, PICO तापमान सेंसर के डेटा को पढ़ेगा, इसे वोल्ट में परिवर्तित करेगा, फिर सेल्सियस में, और अंत में यह सेल्सियस डिग्री को PWM मान में मैप करेगा जिसे हमारी एलईडी पट्टी द्वारा पढ़ा जा सकता है, और ठीक यही हमें चाहिए।

चरण 6: आपका काम हो गया

हमने एलईडी पट्टी के लिए एक ऐक्रेलिक कंटेनर भी बनाया ताकि इसे एक अच्छे तरीके से खड़ा किया जा सके। यदि आप उन्हें डाउनलोड करना चाहते हैं तो आप यहां सीएडी फाइलें पा सकते हैं।

अब आपके पास एक शानदार दिखने वाला एलईडी थर्मामीटर है जो आपको देखने पर स्वचालित रूप से आपको तापमान बताता है, जो कि कम से कम कहने के लिए बहुत सुविधाजनक है: पी

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