Vifaa vya IoT vya DIY Kutumia Kamba za LED: Hatua 9 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

(Kanusho: Mimi sio mzungumzaji wa kiingereza wa asili.)

Wakati uliopita, mke wangu alinunua taa za taa za LED ili kuwasha bustani usiku. Waliunda mazingira mazuri sana. Waliwekwa kuzunguka miti, lakini fikiria nini, ni nini kinapaswa kutokea, tulikata masharti wakati tukikata miti…

Kile nataka kukuonyesha leo ni jinsi ya kuokoa vitu vilivyovunjika kama vile nyuzi hizo za LED na kuunda vifaa vya kushikamana ambavyo unaweza kudhibiti na smartphone yako.

Utajifunza jinsi ya kutumia microcontroller na transistor kuendesha LEDs, jinsi ya kuunganisha kifaa chako kwenye mtandao, na jinsi ya kudhibiti kifaa kutoka kwa smartphone yako. Nadhani tu kuwa una ujuzi wa kimsingi wa elektroniki kama jinsi ya kutumia Sheria ya Ohm. Ikiwa umewahi kupanga Arduino kabla yake ni bora zaidi.

Wacha tuanze na vifaa ambavyo ninataka kujenga. Jambo zuri juu ya kamba zilizokatwa ni kwamba kuna angalau vipande viwili. Kwa hivyo ninaweza kujenga angalau vifaa viwili. Nitaanza na taa iliyounganishwa ambayo nitaweka kwenye meza na kisha kamba ya LED iliyounganishwa ambayo nitatumia kuwasha chumba changu kipya cha kulala. Ninachotaka ni njia ya kuwasha taa na KUZIMA kwa kutumia smartphone yangu.

Lakini vitu vya kwanza kwanza, tunahitaji kuona jinsi mambo yalifanya kazi kutumia tena taa.

Hatua ya 1: Kubadilisha Uhandisi

Tuna kamba mbili za LED lakini hatujui kushuka kwa voltage kwenye pini za kamba na sasa zinahitaji. Kwa kusikitisha, sina hati ya kupata data hizo.

Katika visa hivyo, tutahitaji kujua kila kitu na sisi wenyewe. Wacha tuondoe eneo lililofungwa.

Baada ya kuondoa visu kadhaa na bisibisi, tunaweza kuona mzunguko rahisi sana. Sehemu ya kupendeza iko karibu na pini za kamba za LED, tunaona mdhibiti wa voltage (sehemu 3 za pini), kontena (sanduku nyeusi iliyo na 100 juu yake), na pini za kamba za LED. Kuangalia karibu kidogo (muundo wa mzunguko), tunaona kuwa pato la mdhibiti limeunganishwa na kamba ya LED ambayo imeunganishwa ardhini kupitia 10 ohm resistor (100 ina maana 10x10e0). Wacha tuweke betri kadhaa na tupime kushuka kwa voltage kwenye pini za kamba na kati ya pato la mdhibiti na ardhi.

Kutumia multimeter, tunaweza kupima kushuka kwa voltage ya karibu 3V kwenye pini za kamba (zilizoonyeshwa kwenye picha). Tunapima pia 4.5V kati ya pato la mdhibiti na ardhi. Kwa hivyo tunatambua kuwa kuna kushuka kwa voltage ya 1.5V kwenye kontena la 10 ohm; tunaweza kuipima pia. Kutumia Sheria ya Ohm (U = RI), tunajua kuwa sasa kupitia tawi ni 1.5V / 10 ohm = 0.150A au 150mA. Tena tunaweza kupima ya sasa lakini tungehitaji kuweka multimeter mfululizo na kamba ambayo si rahisi kufanya.

Sasa tunajua jinsi ya kuendesha kamba za LED. Wacha tujenge kifaa chetu.

Hatua ya 2: Vifaa na Zana

Hapa ndivyo utahitaji kujenga vifaa:

- bisibisi kadhaa kwa vitu vya kuangusha macho, napenda aina hiyo ya kit

- taa zingine za taa za LED, ikiwa unataka kuzaliana vifaa

- ESP8266, itakuwa ubongo wa kifaa chetu

- ubao wa mkate na waya zingine, tutazitumia kujenga mfano

- vifaa vya upatanisho wa kontena na vifaa vya usafirishaji wa transistors, unaweza pia kununua kit kubwa iliyo na vitu vingi muhimu, kununua tu vitu vinavyohitajika pia ni chaguo

Ikiwa unataka kuunda mzunguko wa kudumu, utahitaji zana na baadhi ya vielelezo:

- unaweza kununua kitanda cha kuuza kwa bei rahisi kabisa kuanza, utapata mita nyingi ambazo zinaweza kutumiwa kurudisha nyuma vitu vyako mwenyewe, jihadharini kutotumia vifaa vilivyounganishwa na vifaa kuu au hata kutumia zaidi ya 30V DC

- mkataji ni muhimu sana kukata waya na sehemu inayoongoza

- protoboards zingine

- waya fulani thabiti

Inaweza kuonekana kuwa mengi kuanza lakini utaunda hisa kwa mradi mwingine wowote ambao unaweza kuwa nao. Ikiwa haujali kusubiri, unaweza kuagiza kila kitu kwenye Aliexpress kwa gharama ya chini sana. Kama njia mbadala, ikiwa hautaki kununua zana hizo, unaweza pia kwenda kwenye nafasi ya karibu zaidi ya wadukuzi.

Mwishowe, utahitaji masaa machache kujenga kila kitu (kidogo ikiwa utafuata tu mafunzo haya).

Hatua ya 3: Jinsi ya Kutumia Transistor

Tunajua kuwa kamba ya LED inahitaji 150mA lakini ni njia zaidi ya ile ambayo ESP8266 inaweza kutoa salama kwenye pini zake za pato. Hutaki kuendesha zaidi ya 12mA kwa pini za GPIO kwenye microcontroller. Ili kuzunguka kiwango hiki, itahitaji aina fulani ya ubadilishaji ambao unaweza kudhibitiwa na mdhibiti mdogo. Swichi za kawaida ni relay na transistor. Relay hakika itafanya kazi lakini itakuwa kubwa, ghali zaidi, na wakati mwingi utataka kutumia transistor kuendesha relay.

Tutatumia transistors kwa vifaa vyote viwili. Kutumia transistor kama swichi, lazima tuendesha gari kupitia msingi wake. Ya sasa ambayo inapita kupitia kamba ya LED itakuwa sawa na ya sasa ambayo inapita katikati.

Unaweza kucheza na Arduino na transistor kwenye Tinkercad kupata maana ya jinsi mambo yanavyofanya kazi. Niliunda masimulizi ya msingi ambayo unaweza kurekebisha. Ikiwa unataka kujifunza zaidi juu ya Tinkercad, unaweza kufuata mafunzo haya ya kushangaza: Jinsi ya Kutumia Tinkercad Kujaribu & Kutekeleza Vifaa vyako.

Unaweza kuona kwamba transistor inafanya kazi kama swichi iliyofungwa wakati pato la GPIO liko juu na kama swichi wazi wakati pato la GPIO liko chini. Unaweza pia kucheza na maadili ya vipinga. Kontena katika safu na LED itapunguza mtiririko wa sasa kupitia LED na kontena linalounganishwa na msingi wa transistor litadhibiti upeo wa sasa unaotiririka kupitia LED. Ukiongeza kipinga msingi hautaendesha umeme wa kutosha kwa LED na taa itapungua.

Unaweza kuangalia maelezo yangu ili uone ni vipi maadili ya kupinga ninayochagua kwa vifaa. Ningekuwa nimetumia pato la 3.3V badala ya pato la 5V lakini basi singekuwa na vipinga sambamba kujenga mzunguko. Usisite kusoma data ya transistor kutafuta faida ya transistor.

Wacha sasa tujenge mfano.

Hatua ya 4: Jenga Mfano wa Mzunguko

Tutahitaji kuandaa waya wa kamba ya LED. Kwanza hebu kata nusu ya kwanza kutenganisha mmiliki wa betri. Kisha, futa waya, nilitumia kizuizi cha terminal kuunganisha kamba ya LED kwenye ubao wa mkate. Tutahitaji pia ESP8266, nilitumia koni ndogo ya D1, vipinga viwili, na transistor.

Ninachagua p2222a kwa transistor lakini unaweza kuchagua transistor yoyote ya NPN. Utahitaji tu kukagua maadili ya wapinzani kulingana na faida ya transistor ambayo unaweza kupata kwenye data ya transistor. Ninachagua kipinga msingi cha 1k ohm na kinzani ya LED ya 15 ohm. Msingi unaendeshwa na GPIO5 au D1.

Weka kipakiaji cha betri kwani inaweza kuwa na faida kwa mradi mwingine au hata kuwezesha vifaa vyako vipya vilivyoundwa.

Fuata mafunzo juu ya jinsi ya kupakia programu kwenye ESP8266 na Arduino IDE, pakia mpango wa blink ukibadilisha LED_BUILTIN na D1, na sasa unaweza kufurahiya kamba ya mwangaza ya LED.

Ikiwa mzunguko haufanyi kazi kwako, jaribu kubadilisha waya za LED kwani unahitaji kuunganisha anode kwenye kontena la LED. Mimi hubadilisha waya kila wakati…

Tumia multimeter kuangalia unganisho na kushuka kwa voltage. Unapaswa kuona 3.3V kati ya D1 na ardhi wakati pato ni kubwa. Unapaswa pia kuona voltage ya 3V kati ya waya za kamba za LED.

Kuwa na kamba inayoangaza ya LED ni nzuri lakini tunawezaje kudhibiti kamba ya LED na smartphone yetu?

Hatua ya 5: Kutumia Smartphone yako Kuendesha Taa za Kamba za LED - Sehemu ya Kwanza

Utahitaji kusanikisha programu ya Blynk kwenye smartphone yako.

Mara baada ya programu kusakinishwa, tengeneza mradi mpya. Blynk atakutumia barua pepe na ishara (safu ya chani za hex) ambazo utahitaji kwa mpango wako wa ESP8266. Unda kitufe kitakachofanya kama kubadili. Kitufe kinapaswa kuendesha pini ya GPIO5 au D1 ya ESP8266. Sasa unaweza kucheza mradi wako. Kumbuka kuwa programu itakuambia kuwa kifaa kiko nje ya mtandao.

Unaweza kuhariri mradi baadaye ili kuongeza vipima ambavyo vitadhibiti taa.

Hatua ya 6: Kutumia Smartphone yako Kuendesha Taa za Kamba za LED - Sehemu ya II

Fungua IDE yako ya Arduino. Utahitaji kusanikisha maktaba ya Blynk; kwa hilo, fuata tu viwambo vya skrini nilizotengeneza. Nenda kwenye menyu ya "Zana", bonyeza "Dhibiti Maktaba", tafuta "Blynk", na usakinishe toleo la hivi karibuni.

Sasa unaweza kufungua mfano ambao utaweka Blynk kwenye ESP8266 kwako. Mfano umeonyeshwa kwenye viwambo vya skrini.

Hakikisha umechagua ubao sahihi, "D1 mini" kwa upande wangu, na bandari sahihi.

Sasisha nambari na wifi SSID yako na nywila (kawaida kitufe cha WPA au WEP kwenye sanduku la mtandao), utahitaji pia kujaza ishara uliyopokea kwa barua pepe.

Sasa unaweza kupakia nambari hiyo kwa ESP8266. Mara tu nambari imepakiwa, subiri sekunde chache ili kuhakikisha kuwa kifaa chako kimeunganishwa kwenye WiFi kwa njia yako ya mtandao na utaweza kudhibiti taa ukitumia kitufe cha Blynk ulichounda.

Sasa una kifaa cha IoT! Unaweza kuacha hapo ikiwa unataka lakini usisahau kusoma sehemu ya "Rasilimali". Ikiwa unataka kujifurahisha zaidi na ujenge mzunguko wa kudumu na boma, endelea kusoma.

Hatua ya 7: Unda Mzunguko wa Kudumu (ziada)

Ni wakati wa kuunda mzunguko wa kudumu. Unaweza kutazama hii na video hii ili ujifunze juu ya kuuza. Nilitumia bodi ya kawaida ya proto na kichwa cha kichwa cha ESP8266. Kwa njia hiyo ikiwa ninataka kutumia tena mdhibiti mdogo kwa mradi mwingine, ninaweza. Unaweza kuchagua kusambaza mdhibiti mdogo kwenye bodi yako ya proto. Ikiwa hauna ujasiri chagua bodi ya proto ambayo inaonekana kama ubao wa mkate; utaweza kutumia tena muunganisho wako kwenye ubao wa mkate.

Nilifanya makosa mawili na kifaa changu cha kwanza. Sikutumia kizuizi cha terminal kwa kamba ya LED… na nikageuza waya. Unaweza kuweka alama kwa waya hasi au chanya lakini kutumia kizuizi cha terminal inapendekezwa. Kosa la pili ni kwamba nilitumia 3.3V kuendesha kamba ya LED inayosababisha taa nyepesi. Ikiwa, kama mimi, unafanya makosa, usijali, ni rahisi kuondoa solder na kubadilisha maadili ya vipinga au kusasisha unganisho. Unaweza hata kuongeza vifaa zaidi baadaye!

Sasa kwa kuwa unayo mzunguko wa kudumu, ni wakati wa kujenga boma lake.

Hatua ya 8: Jenga kizuizi (ziada)

Nilifuata mafunzo ya cheche kwenye Tinkercad ili kujenga kiambatisho cha vifaa vyangu. Nilichapisha kizuizi hicho kwa kutumia Prusa i3 MK3 yangu mpya na filamenti ya PLA (20% ya ujazo na 0.2 mm). Kwa kweli ni ya kwanza kwangu na tayari nilifanya makosa mawili ambayo unaweza kuona kwenye picha. Ufungaji wangu wa kwanza haukuwa na nafasi inayohitajika ya kuziba USB na mashimo hayakuwekwa sawa. Kisha nikatengeneza toleo jipya na kifafa bora ambacho kinaweza pia kusaidia kifuniko. Unaweza kuokoa muda na pesa zingine kuchapisha tu sehemu inayohitajika ya ua ili kujaribu kufaa na mzunguko.

Sasa una vifaa viwili vya IoT ambavyo unaweza kudhibiti ukitumia Blynk. Sky ni kikomo. Unaweza kupanua kabisa mradi na kigunduzi cha uwepo kinachodhibiti taa, na kipima muda kinachozima taa baada ya muda fulani, au hata kutumia taa za waya za LED kama mfumo wa arifa; wangeweza kupepesa wakati unapokea barua pepe kwa mfano.

Furaha ya utapeli!

Hatua ya 9: Rasilimali

Siwezi kupendekeza kitabu cha kutosha: Fanya: Elektroniki: Kujifunza kupitia Ugunduzi. Unaweza kujifunza juu ya transistors, capacitors, na vitu vingine vingi vya kupendeza kuhusu umeme. Ina maarifa yanayotakiwa kuanza kutafakari vifaa vya elektroniki. Sambamba na ujuzi wako uliopatikana tu kuhusu ESP8266, Blynk, na Tinkerpad, utaweza kujenga vitu vya kupendeza sana.

Unaweza kujifunza mengi kutazama video za Youtube. Ninapendekeza njia zifuatazo:

- EEVblog

- MkuuScott!

- Chuo cha Khan

Mimi ni jasiri wa kutosha, unaweza kupata maarifa zaidi kufuatia kozi za edx au coursera kuhusu IoT au umeme.