Kabak Pi Dijital Dekorasyon Kontrolörü: 5 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Merhaba arkadaşlar, sizi Pumpkin Pi ile tanıştırayım. Basitçe söylemek gerekirse, Raspberry Pi için on iki programlanabilir çıkışa sahip bir G/Ç denetleyicisidir, ancak küçük bir hokus pokus (veya size ve bana Python kodu) ile ses ve aydınlatma ile iki video çıkışı sunan bir dijital dekorasyon denetleyicisi haline gelir. FX, videoyla senkronize edildi.

Arka PlanSon Cadılar Bayramı Bir Witching temalı vitrin oluşturmaya karar verdim, yakın zamanda AtmosFX'in Dijital Dekorasyonlarını keşfettikten sonra, onları iyi bir şekilde kullanmak ve ekranıma dahil etmek için ilham aldığımı hissettim.

Videolar yanlışlıkla üst üste binmeden iki farklı ekranda (TV ve projektör) dönüşümlü olarak iki video oynatma listesini oynatmanın bir yoluna ihtiyacım vardı. Ayrıca atmosfere katkıda bulunmak için aydınlatma FX'i entegre etmek istedim.

Denetleyici hakkında daha fazla bilgi Bir Cadılar Bayramı projesinden esinlendiği için Pumpkin Pi adının çok uygun olduğunu hissettim. Aşağıdakilerin yapılması amaçlanmıştır:

• 12x programlanabilir çıkış aracılığıyla 12x'e kadar bağımsız LED'i (veya 4x RGB şeritlerini) kontrol edin
• Kendi harici güç kaynağı ile 12v'de çalışır
• Bağlantı başına 1 Amp çıkış akımını desteklemek için 3 adet dörtlü NPN transistör dizisi
• Oynatma ve eylemleri PIR / hareket sensörü tetikleme seçeneğini dahil edin
• Raspberry Pi'nin video özelliklerini kullanarak Video ve Ses oynatma
• Programlanabilir eylemleri tetiklemek ve istenmeyen video çakışmasını önlemek için her iki Pis'in GPIO'ları aracılığıyla bağlanması sayesinde iki video aynı anda veya dönüşümlü olarak oynatılabilir.
• Aydınlatma FX'ini video oynatmayla senkronize edin
• Bireysel çıkış durumunu göstermek için yerleşik LED'ler

Alternatif Kullanım Kabak Pi'yi tek bir Raspberry Pi ile bir devre kartı olarak da kullanabilirsiniz ve yine de LED'leri, motorları, röleleri vb. kontrol etmek için 12 adet programlanabilir çıkışa sahip olabilirsiniz.

Not: Halloween ekranımda Pumpkin Pi'yi nasıl kullandığımı görmek ister misiniz? Witching Hour Halloween Display Instructable'ıma göz atın.

Adım 1: İhtiyacınız Olan Şeyler

Pumpkin Pi'yi yeniden oluşturmak için aşağıdaki araçlara ve bileşenlere ihtiyacınız olacak:

Aletler

• Havya
• çok metre
• Tel kesiciler
• Tornavida (Klemenslerimde küçük bir düz bıçak kullandım)
• Matkap ve matkap uçları (0,7 mm ve 1,0 mm karbür uçlar kullandım)
• PCB Aşındırma Kiti

Bileşenler

• 1x Bakır PCB Kartı (102mm X 70mm yaklaşık)
• 14x 1kΩ Dirençler
• 2x 10kΩ Dirençler
• 1x 4k7Ω Direnç
• 1x Kondansatör (Opsiyonel)
• 1x Kırmızı 5mm LED ve uygun bir akım sınırlama direnci
• 12v besleme için entegre dirençli 12x Sarı 5mm LED'ler
• 3x ULN2074B Dörtlü NPN Darlington Çift Transistör Dizileri
• 3x 16 Yönlü IC Soketi
• 1x DC Jakı
• 1x 2 Yönlü Başlık
• 2x 40-Pin 2x20 Erkek Başlık
• 7x 3-Yollu 5mm Dikey PCB Montaj Vidalı Terminal Bloğu
• 1x PIR Sensörü (Opsiyonel)

Ahududu Pi

Ayrıca Pi'yi kullanmak için gerekli olan her şeyi içeren bir Raspberry Pi'ye (veya iki) ihtiyacınız olacak. Buna Pi güç kaynağı, MicroSD kart ve Raspbian yazılımı dahildir. En iyi video performansı için Raspberry Pi 3'ü tavsiye ederim.

Video oynatımı için OMXPlayer'ı OMXPlayer-Wrapper ile kullanacağız (ancak bu konuda daha fazlası daha sonra!).

Not: Bu Eğitim Tablosu, Elektronik, Lehimleme, PCB üretimi ve Raspberry Pi hakkında biraz deneyime veya çalışma bilgisine sahip olduğunuzu varsayar. Bu becerilerden herhangi birini ilk kez deniyorsanız, aşağıdaki kaynaklardan bazılarına göz atmanızı tavsiye ederim:

• Elektronik Sınıfı. Bir Başlarken kılavuzu içerir ve lehimleme ve temel bileşenler gibi konuları kapsar.
• ASCAS tarafından PCB Yapımı Eğitilebilir. Burada kullanılan toner transferi üretim tekniğini kapsar.
• Devre Kartları ile daha ileri gitmek istiyorsanız Devre Kartı Tasarım Sınıfına göz atın.
• Ahududu Pi Sınıfı. Raspberry Pi hakkında bilgi edinin, nasıl kurulacağını ve nasıl kullanılacağını öğrenin.

2. Adım: Elektronik

Devre Oluşturma

Yapmanız gereken ilk şey devrenizi oluşturmak. Yeniden üretmenin en kolay yolu, ekli yazdırılabilir devre PDF'leri ile toner transfer yöntemini kullanarak PCB'yi imal etmektir. Bunu daha önce denemediyseniz, düşündüğünüzden çok daha kolay ve başlamak için yalnızca birkaç öğeye ihtiyacınız var. Ben her zaman ASCAS tarafından verilen DIY Özelleştirilmiş Devre Kartı (PCB Yapımı) Talimatını tavsiye ederim.

Not: DesignSpark kullanarak oluşturduğum PCB tasarım dosyasını da ekledim.

Her şeyi PCB'ye monte etmek için bir havyaya ve bazı temel lehimleme becerilerine ihtiyacınız olacak, lehimlemede yeniyseniz, lehimlemeyle ilgili çok sayıda Talimat var, ayrıca iyi bir Eğitilebilir Elektronik Sınıfı da var!

PCB yapım süreci size göre değilse, onu şerit (vero) tahtasında veya bir devre tahtasında da yeniden oluşturabilirsiniz (yukarıdaki resimde gösterildiği gibi prototipimi devre dışı bıraktım). Prototipimde, bir IC üzerindeki transistör dizilerinin aksine bireysel NPN darlington çift transistörleri kullandım. (entegre devre).

Nasıl çalışır

Temel olarak, Pi'nin on iki GPIO pinini NPN darlington çift transistörlerine (üç transistör dizisi şeklinde) bağlayan Pi için bir koparma kartıdır. İlgili Pi çıkışı yükseldiğinde devreyi tamamlamak için transistöre geçer.

Ayrıca, iki Pi'yi tetikleyici olarak işlev gören aşağı çekme dirençleri aracılığıyla birbirine 'bağlayan' iki GPIO pini daha vardır (bununla ilgili daha fazla bilgi daha sonra 'Pi'yi Programlama' adımında).

Nasıl Güçlendirilir

Pumpkin Pi, kendi harici 12v güç kaynağından güç alır. Seçtiğim transistörlerin kullanımı ile çıkış başına 1,75 Amper'e kadar (veya bu durumda vidalı terminal seçimim nedeniyle 1 Amper) akım kapasitesine sahiptir. Pis, kendi Pi güç kaynaklarıyla çalışır, Pumpkin Pi, yalnızca transistörleri değiştirmek için kullanıldığından, Pi'nin güç yeteneklerine çok az talep getirir. Devre, yumuşatma kondansatörü seçeneğini içerir, ancak bu zorunlu değildir. 16v'de derecelendirilmiş bir 2200uF kullandım (ki bu çok fazla, ama elimde vardı).

Gösterge LED'leri ve Dirençler

On iki sarı çıkış gösterge LED'i ve bir kırmızı güç durumu LED'i vardır. Kırmızı durum LED'inizle doğru akım sınırlayıcı LED'i kullandığınızdan emin olun, benimki 3,2v ileri voltaja ve 20mA ileri akıma sahiptir, bu yüzden 470Ω direnç seçtim (12v giriş akımına göre). LED'iniz için doğru direnci nasıl seçeceğinizden emin değilseniz, bu hesap sihirbazına göz atın.

On iki sarı gösterge LED'inin her biri için devrede direnç olmadığını fark etmiş olabilirsiniz. PCB'de yer kazanmak istediğim için, 12v besleme için entegre dirençli LED'leri kullanmak için bir tasarım seçimi yaptım.

Hareket Tetikleyici (PIR Sensörü) ve Geçersiz Kılma

Devre, bir hareket tetikleme seçeneği içerir. Bir çekme direnci kullanır, bu nedenle alarm pimi (PCB'de AL olarak etiketlenir) düştüğünde bir eylemi tetikler. Bu, dijital dekorasyon oynatmanızın hareketle etkinleştirilmesini istiyorsanız kullanışlıdır.

Devre ayrıca bir tetik geçersiz kılma içerir. Geçersiz kılma kapalı durumdayken, girişi toprağa bağlar ve eylemi manuel olarak tetiklemenize olanak tanır. İki pimli geçersiz kılma başlığını bir anahtar veya bir 'atlayıcı' ile kullanın.

3. Adım: Raspberry Pi'yi Ayarlama

Raspbian Kurulumu

Raspberry Pi'yi kurmaya başlamak için MicroSD kartınızı Raspbian görüntüsüyle hazırlamanız gerekir. En son resmi buradan indirin (Raspbian Stretch, yazı yazılırken en son sürümdü).

MicroSD kartınız hazır olduğunda, onu Pi'ye takın ve gücü açın. Muhtemelen bu noktada bağlı bir TV, klavye ve fare isteyeceksiniz. Varsayılan olarak Pi, GUI masaüstü işletim sistemine önyükleme yapmalıdır, Pi'nizde doğru tarih ve saat dilimini ayarlamanızı ve belki de WiFi'nize bağlanmanızı öneririm.

Bu noktada genellikle SSH bağlantısının etkinleştirildiğinden emin olurum, böylece ağ üzerinden PuTTy aracılığıyla Pi terminaline erişebilirim, ardından Pi'yi GUI masaüstü yerine varsayılan olarak CLI'ye (komut satırı arabirimi) önyükleme yapacak şekilde ayarlarım, ancak bu sana bağlı.

Not: Bu Eğitim Tablosu, Raspberry Pi'ye zaten aşina olduğunuzu varsayar, yoksa ortamınıza işletim sistemi görüntüleri yüklemek için resmi Raspberry Pi kılavuzunu buradan takip edebilirsiniz: Windows, MacOS, Linux.

İpucu: Raspberry Pi'de tamamen yeniyseniz, bu Eğitilebilir Sınıflar'a bir göz atmanızı tavsiye ederim.

Pi'niz Raspbian ile çalışmaya başladığında ve temel kurulum tamamlandığında, onu Ses ve Video oynatmayı destekleyen bir Dijital Dekorasyon oynatıcısı olarak çalıştırmaya hazırsınız. İkili oynatma işlevi için iki Raspberry Pi kullanıyorsanız, tüm bu adımları ikinci Pi'de tekrarlamanız gerekeceğini unutmayın.

Python için OMXPlayer-Sarmalayıcı

Dijital Dekorasyon videolarımızı oynatmak için OMXPlayer kullanacağız. Bu, bir dizi yaygın video formatında yüksek çözünürlüklü videoları (HD dahil) destekler. OMXPlayer, Raspbian 'kutudan çıktığı haliyle' dahil edilmiş olsa da, oluşturacağımız özel Python betikleriyle güzel oynamasını sağlamak için OMXPlayer-Wrapper'ı yüklemeniz gerekecek.

Paketleyiciyi kurmadan önce sistem paketlerini güncellemenizi tavsiye ederim. Bir CLI terminalinden aşağıdaki komutları çalıştırın (bunun çalışması için Pi'nin internete bağlı olması gerekir):

Sistemin paket listesini güncelleyin:

sudo apt-get güncellemesi

Yüklü tüm paketlerinizi en son sürümlere yükseltin:

sudo apt-get dağıtım yükseltme

Güncelleme paketlerini indirmek için kullanılan alanı temizleyin:

sudo apt-temiz alın

Daha sonra OMXPlayer-Wrapper'ın kendisini indirmek isteyeceksiniz. Bunu yapmak için, yine Pi'nin internete bağlı olduğu bir CLI terminalinden aşağıdaki komutu çalıştırın:

OMXPlayer-Wrapper'ı yükleyin:

sudo python3 -m pip omxplayer-sarmalayıcı yükleyin

Omxplayer-wrapper hakkında daha fazla bilgi için buradaki belgelere bakın.

İpucu: OMXPlayer-Wrapper kullanarak videoları oynatmaya çalışırken DBUS bağlantı hatalarıyla karşılaşırsanız, aşağıdaki komutla python3-dbus'u yüklemeyi deneyin:

sudo apt-get install python3-dbus

Diğer Ayarlar ve İnce Ayarlar

Varsayılan Ses Çıkışı

Raspberry Pi, HDMI veya 3,5 mm jak üzerinden ses oynatmayı destekler. Ancak Pi, bağlı HDMI cihazının sesi desteklediğini algılarsa, varsayılan olarak HDMI cihazına geçer. Benim gibi ses özellikli bir HDMI cihazınız varsa ancak ses çıkışınızın varsayılan olarak 3,5 mm jak olmasını istiyorsanız, Pi'deki config.txt dosyasına aşağıdaki satırı ekleyerek bunu yapmaya zorlayabilirsiniz:

hdmi_ignore_edid_audio=1

Konsol Çıktısını Boş Olarak Ayarla

Açılıştan sonra Pi'nin video çıkışının konsol ekranını görüntülemesini istemiyorsanız, Pi'deki /boot/cmdline.txt dosyasının sonuna aşağıdakini ekleyerek konsolu boş ayarlayabilirsiniz. Bunun bir çekirdek komut parametresi olduğunu ve tek bir metin satırında olması gerektiğini unutmayın:

konsol boşluğu = 0