Pumpkin Pi digitaalse dekoratsiooni kontroller: 5 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Tere inimesed, lubage mul tutvustada teile Pumpkin Pi. Lihtsamalt öeldes on see kaheteistkümne programmeeritava väljundiga Raspberry Pi sisend- ja väljundkontroller, kuid väikese hocuspokuse (või teile ja mulle Pythoni koodi) abil saab sellest digitaalse dekoratsioonikontrolleri, mis pakub kahte videoväljundit koos heli ja valgustusega FX sünkroonitakse videoga.

Taust Eelmisel Halloweenil otsustasin luua nõidusteemalise aknakuva, olles hiljuti avastanud AtmosFXi digitaalsed dekoratsioonid, tundsin innustust neid hästi kasutada ja oma kuvarile lisada.

Vajasin viisi, kuidas taasesitada kahte video esitusloendit vaheldumisi kahel erineval ekraanil (televiisor ja projektor), ilma et videod kogemata üksteisega kattuks. Samuti tahtsin integreerida valgustuse FX, et lisada atmosfääri.

Kuna see oli inspireeritud Halloweeni projektist, tundsin, et nimi Pumpkin Pi oli väga sobiv. See on ette nähtud järgmiseks:

• Juhtige kuni 12x üksikuid LED -e (või 4x RGB -ribasid) 12 -kordse programmeeritava väljundi kaudu
• Töötage 12 V pingel oma välise toiteallika kaudu
• 3x nelja NPN transistori massiivi, mis toetavad 1 ampri väljundvoolu ühenduse kohta
• Lisage võimalus, et PIR / liikumisandur käivitab taasesituse ja toimingud
• Video ja heli taasesitus, kasutades Raspberry Pi videovõimalusi
• Kahte videot saab taasesitada samaaegselt või vaheldumisi, kuna mõlemad Pis on GPIO -de kaudu ühendatud, et käivitada programmeeritavad toimingud ja vältida soovimatut video kattumist
• Sünkroonige valgustus FX video taasesitusega
• Sisseehitatud LED-id, mis näitavad individuaalset väljundi olekut

Alternatiivne kasutamine Pumpkin Pi -d saab kasutada ka ühe Raspberry Pi -ga katkestusplaadina ning sellel on endiselt 12 -kordne programmeeritav väljund LED -ide, mootorite, releede jms juhtimiseks.

Märkus. Kas soovite näha, kuidas ma kasutasin oma Halloweeni ekraanil Pumpkin Pi? Vaadake minu nõidutunni Halloweeni näidikut Instructable.

Samm: asjad, mida vajate

Pumpkin Pi uuesti loomiseks vajate järgmisi tööriistu ja komponente:

Tööriistad

• Jootekolb
• Mitme meetri
• Traadilõikurid
• Kruvikeeraja (kasutasin klemmliistudega väikest lamedat tera)
• Puurid ja puurid (kasutasin 0,7 mm ja 1,0 mm karbiidotsikuid)
• PCB söövitamise komplekt

Komponendid

• 1x vasest trükkplaat (umbes 102 mm x 70 mm)
• 14x 1kΩ takistid
• 2x 10kΩ takistid
• 1x 4k7Ω takisti
• 1x kondensaator (valikuline)
• 1x punane 5 mm LED ja sobiv voolu piirav takisti
• 12x kollased 5mm LED -id integreeritud takistiga 12v toiteallikaks
• 3x ULN2074B Quad NPN Darlingtoni paaristransistori massiivid
• 3x 16-suunaline IC-pesa
• 1x alalisvoolu pistik
• 1x kahesuunaline päis
• 2x 40-pin 2x20 isane päis
• 7x 3-suunaline 5 mm vertikaalne trükkplaadi kinnitamise kruviklemm
• 1x PIR -andur (valikuline)

Vaarika Pi

Teil on vaja ka Raspberry Pi (või kahte) koos kõigega, mis on vajalik Pi kasutamiseks. See hõlmab Pi toiteallikat, MicroSD -kaarti ja Raspbiani tarkvara. Parima video jõudluse jaoks soovitaksin Raspberry Pi 3.

Video taasesitamiseks kasutame OMXPlayerit koos OMXPlayer-Wrapperiga (kuid sellest lähemalt hiljem!).

Märkus. See juhend sisaldab eeldusi, et teil on kogemusi või töökogemusi elektroonika, jootmise, trükkplaatide valmistamise ja Raspberry Pi kohta. Kui proovite mõnda neist oskustest esimest korda, soovitan teil vaadata mõnda järgmistest ressurssidest:

• Elektroonika klass. Sisaldab alustamisjuhendit ja hõlmab selliseid asju nagu jootmine ja põhikomponendid.
• PCB valmistamine juhendatav ASCAS poolt. Hõlmab siin kasutatud tooneriülekande valmistamise tehnikat.
• Kui soovite trükkplaatidega kaugemale minna, vaadake trükkplaatide disainiklassi.
• Vaarika Pi klass. Uurige Raspberry Pi kohta, õppige seadistama ja seda kasutama.

2. samm: elektroonika

Ringkonnakohtu loomine

Esimene asi, mida peate tegema, on oma vooluringi loomine. Lihtsaim viis selle taastootmiseks on trükkplaadi valmistamine tooneri ülekandemeetodi abil koos lisatud prinditava vooluringi PDF-failidega. Kui te pole seda varem proovinud, on see palju lihtsam kui arvate ja alustamiseks vajate vaid mõnda üksust. Soovitan alati ASCASi poolt juhendatavat DIY kohandatud trükkplaati (PCB Making).

Märkus. Olen lisanud ka PCS disainifaili, mille lõin DesignSparki abil.

Kogu trükkplaadil kokkupanemiseks vajate jootekolvi ja mõningaid põhilisi jootmisoskusi, jootmisel on palju juhiseid juhuks, kui olete sellega uus, seal on ka hea juhitav elektroonikaklass!

Kui trükkplaatide valmistamise protsess pole teie jaoks, saate selle uuesti luua ka riba (vero) tahvlil või leivaplaadil (panin oma prototüübi leivale, nagu ülaltoodud pildil näidatud). Oma prototüübis kasutasin individuaalseid NPN darlingtoni paaristransistore, mitte aga transistorimassiive I. C. (integraallülitus).

Kuidas see töötab

Põhimõtteliselt on see Pi jaoks läbimurdeplaat, mis ühendab kaksteist Pi GPIO tihvti NPN darlingtoni paaristransistoridega (kolme transistorimassiivi kujul). Kui vastav Pi väljund läheb kõrgeks, lülitab see ahela lõpuleviimiseks transistori.

Samuti on veel kaks GPIO tihvti, mis „ühendavad” kaks Pis-i kokku tõmbetakistite kaudu, mis toimivad käivitavatena (sellest lähemalt punktis „Pi programmeerimine”).

Kuidas see töötab?

Pumpkin Pi saab toite oma välisest 12 V toiteallikast. Minu valitud transistoride kasutamisel on see võimeline kuni 1,75 ampri voolu väljundi kohta (või sel juhul 1 ampri tänu minu valitud kruviklemmidele). Pis toiteallikaks on oma Pi toiteallikad, Pumpkin Pi esitab väga vähe nõudmisi Pi toitevõimalustele, kuna seda kasutatakse ainult transistoride vahetamiseks. Vooluahel sisaldab silumiskondensaatori võimalust, kuid see pole hädavajalik. Ma kasutasin 2200uF, mille pinge oli 16v (mis on üleliigne, kuid mul olid need käepärast).

Indikaatorid ja takistid

Seal on kaksteist kollast väljundindikaatorit ja üks punane toiteoleku LED. Kasutage oma punase oleku LED -iga kindlasti õiget voolu piiravat LED -i, minu pinge on ettepoole suunatud pinge 3,2v ja edasivool 20mA, seega valisin 470Ω takisti (12v sisendvoolu põhjal). Kui te pole kindel, kuidas oma LED -i jaoks õiget takisti valida, vaadake seda kalkulaatori viisardit.

Võib -olla olete märganud, et iga kaheteistkümne kollase indikaatortuli jaoks pole vooluahelal takistid. Kuna tahtsin PCB -l ruumi säästa, tegin disainilahenduse valiku, kasutades 12 V toite jaoks integreeritud takistitega LED -e.

Liikumise käivitaja (PIR -andur) ja alistamine

Vooluahel sisaldab liikumise päästiku võimalust. See kasutab tõmbetakistit, nii et kui häiretapp (trükitud trükkplaadil tähistatud kui AL), läheb see madalaks, käivitab see toimingu. See on kasulik, kui soovite, et teie digitaalse kaunistuse taasesitus oleks aktiveeritud.

Vooluahel sisaldab ka päästiku alistamist. Kui alistus on suletud olekus, seob see sisendi maaga, võimaldades teil toimingu käsitsi käivitada. Kasutage kahe kontaktiga alistamise päist koos lülitiga või hüppajaga.

Samm: Raspberry Pi seadistamine

Raspbiani installimine

Raspberry Pi seadistamise alustamiseks peate ette valmistama oma MicroSD -kaardi Raspbiani pildiga. Laadige uusim pilt alla siit (Raspbian Stretch oli kirjutamise ajal viimane versioon).

Kui teie MicroSD -kaart on valmis, sisestage see Pi -sse ja lülitage see sisse. Tõenäoliselt soovite sel hetkel teleri, klaviatuuri ja hiire ühendada. Vaikimisi peaks Pi käivitama GUI töölaua OS -i, soovitan teil oma Pi -le õige kuupäeva ja ajavööndi seada ning võib -olla oma WiFi -ga ühenduse luua.

Siinkohal veendun tavaliselt, et SSH-ühendus on lubatud, et saaksin PuTTy kaudu võrgu kaudu Pi-terminalile juurde pääseda, seejärel seadistasin Pi alglaadimiseks GUI töölaua asemel vaikimisi CLI (käsurealiides), kuid see on sinu otsustada.

Märkus. See juhend sisaldab eeldust, et olete Raspberry Pi -ga juba tuttav, kui mitte, saate järgida ametlikku Raspberry Pi juhendit opsüsteemi piltide installimiseks oma keskkonda siin: Windows, MacOS, Linux.

Näpunäide. Kui olete Raspberry Pi -s täiesti uus, soovitan teil seda juhendit tutvuda.

Kui teie Pi on Raspbianiga töökorras ja põhiseadistused on lõpule jõudnud, olete valmis kasutama seda digitaalse dekoratsioonimängijana, mis toetab heli ja video taasesitust. Pidage meeles, et kui kasutate kahe Raspberry Pi kahekordse taasesituse funktsionaalsust, peate kõiki neid samme korrata teisel Pi -l.

OMXPlayer-Wrapper Pythoni jaoks

Digitaalse dekoratsiooni videote esitamiseks kasutame OMXPlayerit. See toetab suure eraldusvõimega videoid (sh HD) mitmes tavalises videovormingus. Kuigi OMXPlayer on Raspbiani karbiga kaasas, peate selle looma kohandatud Pythoni skriptidega kenasti mängima, installides OMXPlayer-Wrapper.

Enne ümbrise paigaldamist soovitan süsteemi pakette värskendada. Käivitage CLI -terminalist järgmised käsud (selle toimimiseks peab Pi olema Internetiga ühendatud):

Värskendage süsteemi pakettide loendit:

sudo apt-get update

Värskendage kõik installitud paketid uusimatele versioonidele:

sudo apt-get dist-upgrade

Värskenduspakettide allalaadimiseks kasutatava ruumi puhastamine:

sudo apt-puhtaks

Järgmisena soovite alla laadida OMXPlayer-Wrapper ise. Selleks käivitage järgmine käsk uuesti CLI -terminalist, kus Pi on Internetiga ühendatud:

Installige OMXPlayer-Wrapper:

sudo python3 -m pip installige omxplayer -wraper

Omxplayer-wraperi kohta lisateabe saamiseks vaadake siin dokumente.

Näpunäide. Kui OMXPlayer-Wrapperiga videote esitamisel ilmnevad DBUS-ühenduse vead, proovige installida python3-dbus järgmise käsuga:

sudo apt-get install python3-dbus

Muud seaded ja muudatused

Vaikimisi heliväljund

Raspberry Pi toetab heli taasesitust HDMI või 3,5 mm pesa kaudu. Kui aga Pi tuvastab, et ühendatud HDMI -seade toetab heli, on see vaikeseadeks HDMI -seade. Kui teil on minuga sarnaselt heliga võimeline HDMI -seade, kuid soovite, et teie heliväljund oleks vaikimisi 3,5 mm pistikupesa, saate seda sundida, lisades Pi -le failile config.txt järgmise rea:

hdmi_ignore_edid_audio = 1

Määrake konsooli väljund tühjaks

Kui te ei soovi, et Pi videoväljund kuvab konsooli ekraani pärast alglaadimist, saate konsooli tühjaks seada, lisades Pi /faili /boot/cmdline.txt lõppu järgmise. Pange tähele, et see on kerneli käsu parameeter ja see peab olema ühel tekstireal:

konsooli tühi = 0