Striscia LED controllata da sito Web/WiFi con Raspberry Pi: 9 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Sfondo:

Sono un adolescente e negli ultimi anni ho progettato e programmato piccoli progetti di elettronica, oltre a partecipare a concorsi di robotica.

Di recente stavo lavorando per aggiornare la configurazione della mia scrivania e ho deciso che una bella aggiunta sarebbe stata un'illuminazione d'atmosfera. All'inizio, ho appena acquistato una striscia LED alimentata a batteria 5v controllata da un telecomando, ma non è stato un processo molto appagante e ho avuto un'idea. Avevo alcuni pezzi di ricambio in giro e stavo cercando di pensare a qualcosa a che fare con il Raspberry Pi che avevo ricevuto per Natale. Durante una giornata particolarmente noiosa a lezione di scienze, mi sono reso conto che potevo usare i pin GPIO del Raspberry Pi per controllare le luci a LED, a patto che li avessi emessi valori RGB.

Il mio piano di progettazione iniziale era di far controllare le luci da un display touchscreen montato sulla mia parete o sulla mia scrivania, ma dopo alcune revisioni ho deciso che il modo più semplice per farlo sarebbe stato controllarlo con un altro dispositivo. Mentre pensavo di scrivere un'app per il mio telefono in Java, un piccolo sito Web sembrava molto più efficiente.

Questo progetto è aperto a molti miglioramenti e, sebbene i miei html + php siano un po' abbozzati, portano a termine il lavoro

Temi:

I punti principali che questa guida colpirà sono ---

1. Controllo GPIO sul Raspberry Pi
2. Hosting di un server web Apache sul Pi
3. Utilizzo del server web per controllare una striscia luminosa a LED RGB

Passaggio 1: materiali e forniture richiesti

• 1 x Raspberry Pi (ho usato un Pi 2 Modello B)
• Scheda MicroSD
• Qualcosa per alimentare il tuo Pi (cavo USB e alimentatore CA)
• 1 x adattatore WiFi USB OPPURE una connessione Ethernet
• 1 x cavo da USB a seriale -
• 1 x rottura GPIO -
• 1 x tagliere piccolo -
• Da USB a MicroSD -
• Più colori di filo a nucleo solido
• Un recinto
• 3 x transistor di tipo NPN (ho usato i transistor BC547b)
• 1x striscia luminosa a LED 5V
• Cavi di collegamento da femmina a maschio -

Passaggio 2: configurazione dell'ambiente di Pi

Ho usato una scatola di plastica inclinata per racchiudere il progetto in modo che non risaltasse sul mio scaffale. Ho praticato un foro sul lato per il cavo USB seriale e ho posizionato il Pi accanto alla breadboard e al Pi Wedge.

Passaggio 3: configurazione del Pi (parte 1)

Per questo progetto ho utilizzato l'ultima versione di Raspbian non desktop

Una guida su come installare Raspbian può essere trovata qui:

(Potrebbe essere necessario un adattatore da USB a microSD per il computer)

Una volta installato Raspbian sulla scheda SD, puoi procedere a collegarlo al Raspberry Pi e collegare il cavo Ethernet o l'adattatore WiFi USB al Pi

Successivamente, installa Tera Term sul tuo computer, che ti consente di interfacciarti con il terminale del Raspberry Pi tramite il tuo PC:

Quindi, collega il cavo seriale USB dal cuneo Pi al PC. È possibile accedervi tramite Tera Term. Assicurati che la velocità di trasmissione della porta seriale sia impostata su 115200.

Innanzitutto, il Pi invierà una richiesta di accesso se il sistema operativo è stato installato correttamente

Il nome utente e la password predefiniti sono:

Nome utente: pi

Parola d'ordine: lampone

Passaggio 4: configurazione del Pi (Parte 2)

Configurazione del Wi-Fi

Nel terminale, esegui il comando

sudo nano /etc/network/interfaces

Quindi, incolla questo codice e sostituisci SSID e PSK con il nome e la password del tuo router

spegnimento automatico

iface lo inet loopback iface eth0 inet dhcp allow-hotplug wlan0 auto wlan0 iface wlan0 inet dhcp wpa-ssid "ssid" wpa-psk "password"

Questo file consente al Pi di connettersi al tuo WiFi

Quindi, riavvia il Pi con la linea

sudo reboot

Installazione del server Web

Accedi, quindi installa il server Apache con

sudo apt-get install apache2 -y

e

sudo apt-get install php libapache2-mod-php -y

Per trovare l'indirizzo IP del tuo Pi esegui il comando

nome host -I

Usa la tua navigazione per accedere all'IP che viene mostrato per verificare se funziona.

Ad esempio, in Google Chrome digitare 192.168.1.72 nella barra degli indirizzi.

La documentazione che dovresti seguire può essere trovata su

È inoltre necessario installare la libreria PiGPIO, che consente di controllare i dati inviati tramite i pin GPIO.

sudo apt-get install build-essential unzip wget

e

wget https://abyz.me.uk/rpi/pigpio/pigpio.zip && unzip pigpio.zip && cd PIGPIO && sudo make install

Passaggio 5: scrittura del codice

Passare a /var/www/html con la riga

cd /var/www/html

Nella directory, ci sarà un file html predefinito, che dovrai modificare.

sudo nano index.html

All'interno di Nano, elimina tutto ciò che è già presente e sostituiscilo con il seguente codice.

(Tera Term può essere un po' strano con il copia e incolla, ma di solito una volta copiato il testo, alt+v dovrebbe fare il lavoro)

function readRGB(color){ if (color.length == 0) { document.getElementById("txtHint").innerHTML = ""; Restituzione; } else { var xmlhttp = new XMLHttpRequest(); xmlhttp.onreadystatechange = function() { if (this.readyState == 4 && this.status == 400) { document.getElementById("txtHint").innerHTML = this.responseText; } }; temp = encodeURIComponent(color); xmlhttp.open("GET", "action_page.php?q=" + temp, true); xmlhttp.send(); } } Seleziona un colore:

Quindi salvalo come main.html, invece di index.html

Il codice sopra agisce come il pulsante che premi e come il codice che invia il colore selezionato all'altro file.

Quindi, esegui il comando

sudo nano

e incolla

$r $g $b ;

exec("maiali p 17 $g"); exec("maiali p 22 $r"); exec("maiali p 22 $b"); ?>

e salvalo come action_page.php

Questo codice riceve il valore RGB e imposta i valori PWM sulla striscia LED.

Passaggio 6: progettazione del circuito

Ora che tutto il software è impostato, è il momento di lavorare sull'hardware.

L'obiettivo del circuito è inviare segnali PWM (Pulse Width Modulated) dal Pi all'array di LED.

La striscia LED ha quattro pin: rosso, verde, blu e alimentazione (5 volt nel mio caso).

Ciascun pin PWM controlla uno dei tre colori tramite un transistor, che funge da interruttore.

Ogni transistor ha tre pin: collettore, base ed emettitore.

Il segnale PWM controlla il ciclo di lavoro (per quanto tempo l'interruttore si accende e si spegne).

Il ciclo di lavoro fa sì che le luci siano più scure o più luminose.

Poiché le luci si accendono e si spengono così velocemente, le persone la vedono come una luce solida con luminosità variabile.

NOTA: Nello schema, i simboli LED rappresentano l'array LED e i resistori di limitazione della corrente all'interno del cavo.

Passaggio 7: imburrare il pane… Tavola

Durante le connessioni, assicurati di spegnere il Pi.

Posiziona il cuneo Pi con una fila di pin su entrambe le metà della breadboard e collegalo al Pi con il cavo a nastro. Ho usato un cavo a nucleo solido per ridurre l'ingombro sulla breadboard e per assicurarmi che nulla venisse scollegato accidentalmente.

Posiziona i transistor nella metà superiore della breadboard (colonna A) e collega l'array di LED nella metà inferiore (righe H, I o J).

Collegare il binario di alimentazione negativo al pin GND sul cuneo e il binario positivo al pin 5V.

Collegare la barra di alimentazione positiva al pin di alimentazione dell'array di LED.

Per ogni transistor, collega il pin dell'emettitore alla barra di alimentazione negativa e collega il pin del collettore alle file separate corrispondenti ai pin dell'array di LED (ho usato la riga 1 come 5v e 2, 3 e 4 come verde, rosso e blu, nella colonna f). Quindi, collegare quattro ponticelli maschio a femmina dalla breadboard alla striscia LED.

Infine, collega il pin della base del transistor verde al pin 17 sul cuneo, la base del transistor rosso al pin 22 e la base del transistor blu al pin 24.

Passaggio 8: test

In un browser web, vai all'indirizzo IP del Pi e dopo scrivi /main.html

Seleziona un colore e lasciati stupire dalle "meraviglie della tecnologia moderna"!

Passaggio 9: contattami in caso di domande/risposte

Se hai domande o suggerimenti, sentiti libero di lasciare un commento o mandami un DM qui e cercherò di rispondere al più presto.

Buona fortuna!