कद्दू पाई डिजिटल सजावट नियंत्रक: 5 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

नमस्कार दोस्तों, मैं आपको कद्दू पाई से मिलवाता हूं। सीधे शब्दों में कहें तो यह रास्पबेरी पाई के लिए बारह प्रोग्राम योग्य आउटपुट के साथ एक I / O नियंत्रक है, लेकिन थोड़े से हॉकस-पॉकस (या आपके और मेरे लिए पायथन कोड) के साथ यह एक डिजिटल डेकोरेशन कंट्रोलर बन जाता है जो ऑडियो और लाइटिंग के साथ दो वीडियो आउटपुट प्रदान करता है। एफएक्स वीडियो के लिए सिंक किया गया।

बैकग्राउंड लास्ट हैलोवीन मैंने हाल ही में एटमॉसएफएक्स के डिजिटल डेकोरेशन की खोज के बाद एक विचिंग थीम्ड विंडो डिस्प्ले बनाने का फैसला किया, मैंने उनका अच्छा उपयोग करने और उन्हें अपने डिस्प्ले में शामिल करने के लिए प्रेरित महसूस किया।

मुझे दो वीडियो प्लेलिस्ट को दो अलग-अलग डिस्प्ले (एक टीवी और एक प्रोजेक्टर) पर बारी-बारी से चलाने का एक तरीका चाहिए था, बिना वीडियो गलती से एक-दूसरे को ओवरलैप कर रहे थे। मैं वायुमंडल में जोड़ने के लिए प्रकाश एफएक्स को भी एकीकृत करना चाहता था।

नियंत्रक के बारे में अधिक जानकारी के रूप में यह एक हैलोवीन परियोजना से प्रेरित था, मुझे लगा कि कद्दू पाई नाम बहुत उपयुक्त था। यह निम्नलिखित करने का इरादा है:

• 12x प्रोग्राम करने योग्य आउटपुट के माध्यम से 12x व्यक्तिगत एल ई डी (या 4x आरजीबी स्ट्रिप्स) तक नियंत्रित करें
• अपनी बाहरी बिजली आपूर्ति के माध्यम से 12 वी पर संचालित करें
• 3x क्वाड एनपीएन ट्रांजिस्टर सरणियाँ प्रति कनेक्शन 1 amp आउटपुट करंट का समर्थन करने के लिए
• प्लेबैक और क्रियाओं को ट्रिगर करने वाले PIR / मोशन सेंसर का विकल्प शामिल करें
• रास्पबेरी पाई की वीडियो क्षमताओं का उपयोग करके वीडियो और ऑडियो प्लेबैक
• प्रोग्राम योग्य क्रियाओं को ट्रिगर करने और अवांछित वीडियो ओवरलैप को रोकने के लिए दो वीडियो को एक साथ या वैकल्पिक रूप से चलाया जा सकता है, दोनों Pis को उनके GPIO के माध्यम से जोड़ा जा रहा है
• वीडियो प्लेबैक के लिए प्रकाश FX को सिंक करें
• व्यक्तिगत आउटपुट स्थिति को इंगित करने के लिए अंतर्निर्मित एल ई डी

वैकल्पिक उपयोग आप कद्दू पाई को एक एकल रास्पबेरी पाई के साथ ब्रेकआउट बोर्ड के रूप में भी उपयोग कर सकते हैं और अभी भी एलईडी, मोटर्स, रिले आदि को नियंत्रित करने के लिए 12x प्रोग्राम योग्य आउटपुट हैं।

नोट: देखना चाहते हैं कि मैंने अपने हैलोवीन डिस्प्ले में कद्दू पाई का उपयोग कैसे किया? मेरे विचिंग आवर हैलोवीन डिस्प्ले इंस्ट्रक्शनल को देखें।

चरण 1: चीजें जिनकी आपको आवश्यकता होगी

कद्दू पाई को फिर से बनाने के लिए आपको निम्नलिखित उपकरणों और घटकों की आवश्यकता होगी:

उपकरण

• सोल्डरिंग आयरन
• मल्टी मीटर
• वायर कटर
• पेचकश (मैंने अपने टर्मिनल ब्लॉकों के साथ एक छोटे से फ्लैट-ब्लेड का उपयोग किया)
• ड्रिल और ड्रिल-बिट्स (मैंने 0.7 मिमी और 1.0 मिमी कार्बाइड बिट्स का उपयोग किया)
• पीसीबी नक़्क़ाशी किट

अवयव

• 1x कॉपर पीसीबी बोर्ड (102 मिमी X 70 मिमी लगभग।)
• 14x 1kΩ प्रतिरोधी
• 2x 10kΩ प्रतिरोधी
• 1x 4k7Ω रोकनेवाला
• 1x संधारित्र (वैकल्पिक)
• 1x लाल 5 मिमी एलईडी और एक उपयुक्त वर्तमान सीमित अवरोधक
• 12 वी आपूर्ति के लिए एकीकृत प्रतिरोधी के साथ 12x पीला 5 मिमी एल ई डी
• 3x ULN2074B क्वाड एनपीएन डार्लिंगटन जोड़ी ट्रांजिस्टर एरेज़
• 3x 16-वे आईसी सॉकेट
• 1x डीसी जैक
• 1x 2-वे हैडर
• 2x 40-पिन 2x20 पुरुष हैडर
• 7x 3-वे 5 मिमी वर्टिकल पीसीबी माउंट स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक
• 1x पीर सेंसर (वैकल्पिक)

रास्पबेरी पाई

पाई का उपयोग करने के लिए आवश्यक सभी चीजों के साथ आपको रास्पबेरी पाई (या दो) की भी आवश्यकता होगी। इसमें पाई बिजली की आपूर्ति, माइक्रोएसडी कार्ड और रास्पियन सॉफ्टवेयर शामिल हैं। सर्वश्रेष्ठ वीडियो प्रदर्शन के लिए मैं रास्पबेरी पाई 3 की सिफारिश करूंगा।

वीडियो प्लेबैक के लिए हम ओएमएक्सप्लेयर-रैपर के साथ ओएमएक्सप्लेयर का उपयोग करेंगे (लेकिन इस पर बाद में अधिक!)

नोट: यह निर्देशयोग्य मानता है कि आपके पास इलेक्ट्रॉनिक्स, सोल्डरिंग, पीसीबी फैब्रिकेशन और रास्पबेरी पाई का कुछ अनुभव या कार्यसाधक ज्ञान है। यदि आप इनमें से किसी भी कौशल का पहली बार प्रयास कर रहे हैं, तो मैं आपको निम्नलिखित में से कुछ संसाधनों पर एक नज़र डालने की सलाह दूंगा:

• इलेक्ट्रॉनिक्स क्लास। एक प्रारंभ करना मार्गदर्शिका शामिल है और सोल्डरिंग और बुनियादी घटकों जैसी चीज़ों को शामिल करता है।
• एएससीएएस द्वारा पीसीबी मेकिंग इंस्ट्रक्शनल। यहां इस्तेमाल की जाने वाली टोनर ट्रांसफर फैब्रिकेशन तकनीक को शामिल करता है।
• यदि आप सर्किट बोर्ड के साथ आगे जाना चाहते हैं, तो सर्किट बोर्ड डिज़ाइन क्लास देखें।
• रास्पबेरी पाई वर्ग। रास्पबेरी पाई के बारे में पता करें, जानें कि कैसे सेट अप करें और इसका उपयोग कैसे करें।

चरण 2: इलेक्ट्रॉनिक्स

सर्किट बनाना

पहली चीज जो आपको करने की आवश्यकता होगी वह है अपना सर्किट बनाना। इसे पुन: उत्पादित करने का सबसे आसान तरीका संलग्न प्रिंट करने योग्य सर्किट पीडीएफ के साथ टोनर ट्रांसफर विधि का उपयोग करके पीसीबी बनाना है। यदि आपने इसे पहले नहीं आजमाया है तो यह आपके विचार से बहुत आसान है, और आरंभ करने के लिए आपको केवल कुछ वस्तुओं की आवश्यकता है। मैं हमेशा ASCAS द्वारा DIY कस्टमाइज्ड सर्किट बोर्ड (PCB मेकिंग) इंस्ट्रक्शनल की सलाह देता हूं।

नोट: मैंने PCB डिज़ाइन फ़ाइल को भी शामिल किया है जिसे मैंने DesignSpark का उपयोग करके बनाया है।

पीसीबी पर सब कुछ इकट्ठा करने के लिए आपको एक सोल्डरिंग आयरन और कुछ बुनियादी सोल्डरिंग कौशल की आवश्यकता होगी, सोल्डरिंग पर बहुत सारे इंस्ट्रक्शंस हैं यदि आप इसके लिए नए हैं, तो एक अच्छा इंस्ट्रक्शंसेबल इलेक्ट्रॉनिक्स क्लास भी है!

यदि पीसीबी बनाने की प्रक्रिया आपके लिए नहीं है, तो आप इसे स्ट्रिप (वेरो) बोर्ड या ब्रेडबोर्ड पर फिर से बना सकते हैं (मैंने अपने प्रोटोटाइप को ब्रेडबोर्ड किया, जैसा कि ऊपर की छवि में दिखाया गया है)। अपने प्रोटोटाइप में मैंने व्यक्तिगत NPN डार्लिंगटन जोड़ी ट्रांजिस्टर का उपयोग किया, जैसा कि एक I. C पर ट्रांजिस्टर सरणियों के विपरीत था। (एकीकृत परिपथ) ।

यह काम किस प्रकार करता है

यह मूल रूप से पीआई के लिए एक ब्रेकआउट बोर्ड है जो पीआई के जीपीआईओ पिन के बारह को एनपीएन डार्लिंगटन जोड़ी ट्रांजिस्टर (तीन ट्रांजिस्टर सरणी के रूप में) से जोड़ता है। जब प्रासंगिक पीआई आउटपुट अधिक हो जाता है, तो यह सर्किट को पूरा करने के लिए ट्रांजिस्टर को स्विच करता है।

दो और GPIO पिन भी हैं जो दो Pis को पुल-डाउन रेसिस्टर्स के माध्यम से एक साथ 'लिंक' करते हैं जो ट्रिगर के रूप में कार्य करते हैं (इस पर बाद में 'प्रोग्रामिंग द पाई' चरण में अधिक)।

यह कैसे संचालित है

कद्दू पाई अपनी बाहरी 12v बिजली आपूर्ति से संचालित होती है। मेरे द्वारा चुने गए ट्रांजिस्टर के उपयोग से यह प्रति आउटपुट 1.75 एम्पियर करंट (या स्क्रू टर्मिनलों की मेरी पसंद के कारण इस मामले में 1 एम्पियर) तक सक्षम है। पीआईएस अपनी खुद की पाई बिजली की आपूर्ति के माध्यम से संचालित होते हैं, कद्दू पाई पाई की बिजली क्षमताओं पर बहुत कम मांग रखता है क्योंकि इसका उपयोग केवल ट्रांजिस्टर को स्विच करने के लिए किया जाता है। सर्किट में एक चौरसाई संधारित्र का विकल्प शामिल है, लेकिन यह आवश्यक नहीं है। मैंने 16v पर रेटेड 2200uF का उपयोग किया (जो कि अधिक है, लेकिन मेरे पास उन्हें सौंपना था)।

संकेतक एल ई डी और प्रतिरोधी

बारह पीले आउटपुट इंडिकेटर एलईडी और एक रेड पावर स्टेटस एलईडी हैं। अपनी लाल स्थिति एलईडी के साथ सही वर्तमान सीमित एलईडी का उपयोग करना सुनिश्चित करें, मेरा आगे का वोल्टेज 3.2v और आगे का करंट 20mA है, इसलिए मैंने एक 470Ω रोकनेवाला (12v इनपुट करंट के आधार पर) का चयन किया। यदि आप अपने एलईडी के लिए सही अवरोधक का चयन करने के बारे में अनिश्चित हैं, तो इस कैलकुलेटर विज़ार्ड को देखें।

आपने देखा होगा कि बारह पीले संकेतक एलईडी में से प्रत्येक के लिए सर्किट पर कोई प्रतिरोधक नहीं हैं। जैसा कि मैं पीसीबी पर जगह बचाना चाहता था, मैंने 12v आपूर्ति के लिए एकीकृत प्रतिरोधों के साथ एलईडी का उपयोग करने के लिए एक डिज़ाइन विकल्प बनाया।

मोशन ट्रिगर (पीआईआर सेंसर) और ओवरराइड

सर्किट में मोशन ट्रिगर का विकल्प शामिल है। यह एक पुल-अप रोकनेवाला का उपयोग करता है, इसलिए जब भी अलार्म पिन (पीसीबी पर एएल के रूप में लेबल किया जाता है) कम हो जाता है तो यह एक क्रिया को ट्रिगर करता है। यह तब काम आता है जब आप चाहते हैं कि आपका डिजिटल डेकोरेशन प्लेबैक गति सक्रिय हो।

सर्किट में एक ट्रिगर ओवरराइड भी शामिल है। जब ओवरराइड बंद स्थिति में होता है तो यह इनपुट को जमीन से जोड़ता है, जिससे आप मैन्युअल रूप से कार्रवाई को ट्रिगर कर सकते हैं। स्विच या 'जम्पर' के साथ टू-पिन ओवरराइड हेडर का उपयोग करें।

चरण 3: रास्पबेरी पाई की स्थापना

रास्पियन स्थापित करना

रास्पबेरी पाई की स्थापना शुरू करने के लिए आपको अपना माइक्रोएसडी कार्ड रास्पियन छवि के साथ तैयार करना होगा। यहां नवीनतम छवि डाउनलोड करें (लेखन के समय रास्पियन स्ट्रेच नवीनतम संस्करण था)।

अपने माइक्रोएसडी कार्ड के तैयार होने के साथ, इसे पाई में डालें और पावर अप करें। आप शायद इस बिंदु पर एक टीवी, कीबोर्ड और माउस कनेक्ट करना चाहेंगे। डिफ़ॉल्ट रूप से पीआई को जीयूआई डेस्कटॉप ओएस में बूट करना चाहिए, मैं अनुशंसा करता हूं कि आप अपने पीआई पर सही तिथि और समय क्षेत्र सेट करें और शायद आपके वाईफाई से कनेक्ट हो जाएं।

इस बिंदु पर मैं आमतौर पर सुनिश्चित करता हूं कि एसएसएच कनेक्टिविटी सक्षम है, इसलिए मैं पुटी के माध्यम से नेटवर्क पर पीआई टर्मिनल तक पहुंच सकता हूं, फिर मैंने जीयूआई डेस्कटॉप के बजाय डिफ़ॉल्ट रूप से पीआई को सीएलआई (कमांड लाइन इंटरफेस) पर बूट करने के लिए सेट किया है, लेकिन यह आप पर निर्भर है।

ध्यान दें: यह निर्देशयोग्य मानता है कि आप रास्पबेरी पाई से पहले से ही परिचित हैं, यदि नहीं, तो आप यहां अपने वातावरण में ऑपरेटिंग सिस्टम छवियों को स्थापित करने के लिए आधिकारिक रास्पबेरी पाई गाइड का पालन कर सकते हैं: विंडोज, मैकओएस, लिनक्स।

युक्ति: यदि आप रास्पबेरी पाई के लिए पूरी तरह से नए हैं, तो मेरा सुझाव है कि आप इस इंस्ट्रक्शंस क्लास पर एक नज़र डालें।

एक बार जब आपका पाई रास्पियन के साथ चल रहा है और मूल सेट-अप पूरा हो गया है, तो आप इसे डिजिटल डेकोरेशन प्लेयर के रूप में काम करने के लिए तैयार हैं जो ऑडियो और वीडियो प्लेबैक का समर्थन करता है। याद रखें कि यदि आप दोहरी प्लेबैक कार्यक्षमता के लिए दो रास्पबेरी पाई का उपयोग कर रहे हैं, तो आपको इन सभी चरणों को दूसरे पाई पर दोहराना होगा।

पायथन के लिए OMXPlayer-आवरण

हमारे डिजिटल सजावट वीडियो चलाने के लिए हम OMXPlayer का उपयोग करेंगे। यह कई सामान्य वीडियो प्रारूपों में उच्च-रिज़ॉल्यूशन वीडियो (एचडी सहित) का समर्थन करता है। हालांकि OMXPlayer को रास्पियन 'आउट-ऑफ-द-बॉक्स' के साथ शामिल किया गया है, इसे कस्टम पायथन स्क्रिप्ट के साथ अच्छा खेलने के लिए हम बना रहे हैं, आपको OMXPlayer-Wrapper स्थापित करने की आवश्यकता होगी।

रैपर को संस्थापित करने से पहले मैं सिस्टम के संकुल को अद्यतन करने की सलाह देता हूँ। सीएलआई टर्मिनल से निम्नलिखित कमांड चलाएँ (इसके काम करने के लिए पाई को इंटरनेट से जोड़ा जाना चाहिए):

सिस्टम की पैकेज सूची अपडेट करें:

सुडो एपीटी-अपडेट प्राप्त करें

अपने सभी स्थापित पैकेजों को नवीनतम संस्करणों में अपग्रेड करें:

सुडो एपीटी-डिस्ट-अपग्रेड प्राप्त करें

अद्यतन पैकेज़ों को डाउनलोड करने के लिए प्रयुक्त स्थान को साफ़ करें:

सुडो उपयुक्त-स्वच्छ हो जाओ

आगे आप OMXPlayer-Wrapper को ही डाउनलोड करना चाहेंगे। ऐसा करने के लिए इंटरनेट से जुड़े पीआई के साथ सीएलआई टर्मिनल से फिर से निम्न आदेश चलाएं:

OMXPlayer-आवरण स्थापित करें:

sudo python3 -m pip omxplayer-wrapper स्थापित करें

ओमक्सप्लेयर-रैपर के बारे में अधिक जानकारी के लिए यहां दस्तावेज़ देखें।

युक्ति: यदि आप OMXPlayer-Wrapper का उपयोग करके वीडियो चलाने का प्रयास करते समय DBUS कनेक्शन त्रुटियों का सामना करते हैं, तो निम्न आदेश के साथ python3-dbus को स्थापित करने का प्रयास करें:

sudo apt-python3-dbus स्थापित करें

अन्य सेटिंग्स और बदलाव

डिफ़ॉल्ट ऑडियो आउटपुट

रास्पबेरी पाई एचडीएमआई या 3.5 मिमी जैक के माध्यम से ऑडियो प्लेबैक का समर्थन करता है। हालाँकि अगर पाई को पता चलता है कि कनेक्टेड एचडीएमआई डिवाइस ऑडियो को सपोर्ट करता है तो यह एचडीएमआई डिवाइस के लिए डिफॉल्ट होगा। यदि मेरी तरह आपके पास एक ऑडियो सक्षम एचडीएमआई डिवाइस है, लेकिन आप चाहते हैं कि आपका ऑडियो आउटपुट डिफ़ॉल्ट रूप से 3.5 मिमी जैक के बजाय हो, तो आप इसे पाई पर config.txt फ़ाइल में निम्न पंक्ति जोड़कर ऐसा करने के लिए मजबूर कर सकते हैं:

hdmi_ignore_edid_audio=1

कंसोल आउटपुट को खाली पर सेट करें

यदि आप नहीं चाहते कि Pi का वीडियो आउटपुट बूट अप के बाद कंसोल स्क्रीन को प्रदर्शित करे, तो आप Pi पर /boot/cmdline.txt फ़ाइल के अंत में निम्नलिखित जोड़कर कंसोल को रिक्त पर सेट कर सकते हैं। ध्यान दें कि एक कर्नेल कमांड पैरामीटर है और पाठ की एक पंक्ति पर होना चाहिए:

कंसोलब्लैंक = 0