Зберегти або поділитися
Моргнути светодиодом за допомогою Raspberry Pi!
Компоненти, які нам знадобляться
Список компонентів, необхідних для складання світлодіодним мигалки на Raspberry Pi, наведено нижче:
Різноманітність комп'ютерів Raspberry Pi
Перш, ніж продовжити збірку нашої світлодіодним мигалки на RPi, давайте коротко поговоримо про різноманітність комп'ютерів Raspberry Pi, доступних на ринку. Існує шість типів дешевих одноплатних комп'ютерів RPi (Raspberry Pi), з яких виробники, інженери, викладачі і студенти можуть вибрати найбільш підходящий.
Модель A + - це одноплатний комп'ютер з 256MB RAM, ARM процесор 700 МГц і можливістю працювати від батареї 9В. Основні роз'єми для підключення периферії до A +:
- роз'єм LCD;
- роз'єм камери;
- HDMI;
- USB 2.0;
- аудіо роз'єм 3,5 мм;
- 40-піновий дворядний роз'єм GPIO (входи / виходи загального призначення);
- роз'єм Ethernet.
Наступним етапом еволюції Raspberry Pi стала модель B + одноплатного комп'ютера. Модель B + RPi має 4 USB порту, замість двох, як в моделі B. Вона включає в себе 40-піновий дворядний роз'єм GPIO і слот карти пам'яті microSD, замість громіздкої SD карти, як в моделі B. HDMI роз'єм, який був передбачений в інших моделях RPi, став стандартним в моделі B +.
Наступною моделлю Raspberry Pi є Pi 2. Pi 2 модель B має 1GB RAM, чотирьохядерний процесор 900 МГц (BCM2836, ARM v7), в порівнянні з попередніми моделями RPi, що використовують одноядерний процесор (BCM2835, ARM v6). Pi 2 володіє тими ж роз'ємами підключення периферії, що і модель B +, тим самим забезпечуючи сумісність для апаратних проектів. Проте, ваші існуючі образи SD карт для Raspberry Pi можуть не заробити, так як вбудоване програмне забезпечення і ядро повинні бути перекомпіліровать для нового процесора. Тому оновлення програмно-апаратних засобів і операційної системи Linux зажадають додаткової уваги при модифікації апаратного забезпечення.
Останньою моделлю в ряді Raspberry Pi, за винятком Raspberry Pi Zero, є Pi 3. Pi 3 модель B вже має чотирьохядерний процесор 1,2 ГГц (ARM v8), а також інтерфейси Wi-Fi і Bluetooth. За роз'ємів Raspberry Pi 3 сумісний з версією Pi 2.
У проекті світлодіодним мигалки може бути використана будь-яка з цих версій Raspberry Pi.
Структурна схема світлодіодним мигалки на RPi
Електронну світлодіодну мигалку можна легко зібрати, використовуючи мікросхему таймера 555, кілька резисторів і конденсаторів і звичайно світлодіод. Єдина відмінність між електронною світлодіодним мигалкою і пристроєм на RPi полягає в тому, що швидкість миготіння регулюється за допомогою програмного забезпечення, замість зміни значень підключених резисторів і конденсаторів. Для побудови мигалки на RPi необхідно чотири блоки на структурній схемі: кнопка, Raspberry Pi, Оптоізолятори і світлодіод з струмообмежувальним резистором. Структурна схема світлодіодним мигалки на Raspberry Pi показана нижче.
Малюнок 6 - Компоненти, необхідні для збірки світлодіодним мигалки на Raspberry Pi
Нижче наведена схема з'єднань компонентів світлодіодним мигалки на RPi.
Незважаючи на те, що я використовував Raspberry Pi модель B, ви можете використовувати інші версії одноплатного комп'ютера, описані вище. А тепер давайте обговоримо роботу Оптоізолятори.
Що таке Оптоізолятори?
Оптоізолятори являє собою електронну схему, яка відокремлює високовольтні сигнали і джерела від низьковольтних ланцюгів. Технологія електричної сигнальної ізоляції здійснюється за допомогою пари з світлодіода і фототранзистор. Світлодіод при правильному підключенні і при протіканні через нього електричного струму випромінює невидиме світло або фотони. Пряме зміщення - це технічний термін, використовуваний для опису підключення і управління протіканням електричного струму через фототранзистор. Невидимий світ або фотони вдаряють світлочутливу поверхню фототранзистор, що дозволяє йому проводити струм від виведення колектора до емітера і далі на корпус. Перебіг електричного струму означає, що на фототранзистор подано пряме зміщення, і він «включився», як електронний комутатор. Зовнішня електричний ланцюг або електронний компонент, підключений до фототранзисторами також «включиться». Прикладений високовольтний джерело або сигнал ізольований від низьковольтної ланцюга завдяки фотонному інтерфейсу між світлодіодом і фототранзистором. Висока напруга ніколи електрично з'єднується з низьковольтних джерелом напруги.
Використання Оптоізолятори в ваших проектах контролерів на Raspberry Pi є багаторазовим хорошим способом для використання високовольтних джерел без загрози пошкодження одноплатного комп'ютера. Бортовий джерело живлення +5 буде використовуватися для підвищення яскравості світлодіода. Оптоізолятори включатиме фототранзистор, який буде керувати світлодіодом за допомогою вбудованого джерела живлення +5 на платі Raspberry Pi. Тепер, коли ви знаєте про Оптоізолятори, давайте зберемо схему світлодіодним мигалки на RPi!
Апаратна частина світлодіодним мигалки на RPi
Зібрати світлодіодну мигалку на RPi, використовуючи схему з'єднань на беспаечное макетної платі або електричну принципову схему, щодо просто. На малюнках 9 і 10 показані обидві схеми. Якщо ви тільки вивчаєте, як збираються електронні схеми, я пропоную використовувати для складання даного проекту схему з'єднань на беспаечное макетної платі. Не забудьте звернути увагу на перехідник для RPi, який ви використовуєте. Терморегулятори різних перехідників RPi можуть відрізнятися.
В якості додаткового довідкового матеріалу, щоб допомогти в складання схеми світлодіодним мигалки на RPi, нижче приведена терморегулятори мікросхеми Оптоізолятори. Елемент Оптоізолятори на схемі з'єднань з Fritzing, на жаль, не дає інформацію про томи, як пари світлодіод-фототранзистор (оптичні канали) розташовані всередині 16-пинового DIP корпусу. Опис висновків Оптоізолятори CNY74-4H-ND показано нижче на малюнку 11.
Після завершення збирання схеми світлодіодним мигалки на Raspberry Pi, перед подачею харчування на RPi я пропоную перевірити ще раз все на наявність помилок з'єднання. Нижче наведена фотографія зібраної світлодіодним мигалки. Ви можете використовувати при складанні цю фотографію як еталон. І заключна частина проекту - написати код, який дозволить пристрою працювати належним чином.
Код на Python для світлодіодної мигалки на Raspberry Pi
Щоб запустити код на своєму RPi, наберіть в LXTerminal наступну команду
Тепер натисніть і утримуйте кнопку, світлодіод повинен почати мигати. Вітаю зі створенням другого контролера на Raspberry Pi! Експеримент зі швидкістю миготіння шляхом зміни значення часу (в секундах) до 1 секунди. Рядок коду, яку необхідно змінити показана нижче:
Повинні бути змінені обидві рядки з інструкціями, щоб зберегти рівне час, коли світлодіод горить і коли погашений. Створіть інші шаблони миготіння за допомогою установки нерівних значень часу у функціях time.sleep ().
У третій частині «Побудови контролерів на Raspberry Pi» ми розглянемо, як управляти невеликим двигуном постійного струму за допомогою датчика освітленості (фотоелемента).