Pumpkin Pi дижитал чимэглэлийн хянагч: 5 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Сайн байна уу хүмүүсээ, би та нарт Хулууны Пи -ийг танилцуулъя. Энгийнээр хэлэхэд энэ нь Raspberry Pi-ийн 12 програмчлагдах гаралттай I/O хянагч боловч бага зэрэг төвлөрсөн фокус (эсвэл Python код танд болон надад) аудио, гэрэлтүүлэг бүхий хоёр видео гаралтыг санал болгодог дижитал чимэглэлийн хянагч болно. FX видео руу синхрончлогдсон.

The BackgroundLast Halloween Би саяхан AtmosFX -ийн дижитал гоёл чимэглэлийг нээн олж, Witching -ийн сэдэвчилсэн цонхны дэлгэц бүтээхээр шийдсэн бөгөөд үүнийг сайн ашиглаж, дэлгэцэндээ оруулахыг хүсч байна.

Надад хоёр видео тоглуулах жагсаалтыг хоёр өөр дэлгэц дээр (ТВ, проектор) ээлжлэн тоглуулах арга хэрэгтэй байсан бөгөөд видеонууд хоорондоо санамсаргүйгээр давхцахгүй байв. Би бас гэрэлтүүлгийн FX -ийг агаар мандалд оруулахыг хүсч байсан.

Хэллоуины баярын төслөөс санаа авснаар Хулууны Пи гэдэг нэр маш тохиромжтой болохыг мэдэрсэн. Энэ нь дараахь зүйлийг хийх зорилготой юм.

• 12 удаа програмчлагдах гаралтын тусламжтайгаар 12 хүртэлх LED (эсвэл 4x RGB тууз) хүртэл удирдах
• 12в хүчдэлийг өөрийн гадаад цахилгаан хангамжаар ажиллуулна
• 3 холболттой 1 Ампер гаралтын гүйдлийг дэмждэг NPN транзисторын 3х массив
• PIR / хөдөлгөөн мэдрэгчийн тоглуулах болон үйлдлийг идэвхжүүлэх сонголтыг оруулна уу
• Raspberry Pi -ийн видео чадварыг ашиглан видео болон аудио тоглуулах
• Програмчлагдах үйлдлийг идэвхжүүлж, хүсээгүй видео давхцал үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хоёр видеог нэгэн зэрэг эсвэл ээлжлэн тоглуулах боломжтой.
• FX гэрэлтүүлгийг видео тоглуулахтай синхрончлох
• Хувь хүний гаралтын статусыг зааж өгөх зориулалттай LED

Та Хулууны Pi -ийг ганц Raspberry Pi -тай таслагч болгон ашиглаж болох бөгөөд LED, мотор, реле гэх мэт 12x програмчлагдах гаралттай хэвээр байна.

Тэмдэглэл: Би Хэллоуины баярын дэлгэц дээр Хулууны Pi -ийг хэрхэн ашиглаж байсныг харахыг хүсч байна уу? Миний Witching Hour Halloween Дэлгэцийн зааварчилгааг үзээрэй.

Алхам 1: Танд хэрэгтэй зүйлс

Pumpkin Pi-ийг дахин бүтээхийн тулд танд дараах хэрэгсэл, бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрэгтэй болно.

Багаж хэрэгсэл

• Гагнуурын төмөр
• Олон метр
• Утас таслагч
• Халив (би терминал блокуудтайгаа жижиг хавтгай хутга ашигласан)
• Өрөмдлөг ба өрөмдлөг (би 0.7мм ба 1.0мм карбидын бит ашигласан)
• ПХБ -ийн зүсэх хэрэгсэл

Бүрэлдэхүүн хэсгүүд

• 1х Зэс ПХБ -ийн самбар (ойролцоогоор 102mm X 70mm)
• 14x 1kΩ эсэргүүцэл
• 2x 10kΩ эсэргүүцэл
• 1x 4k7Ω эсэргүүцэл
• 1х конденсатор (заавал биш)
• 1х Улаан 5 мм -ийн LED ба тохиромжтой гүйдэл хязгаарлах эсэргүүцэл
• 12х нийлүүлэх эсэргүүцэлтэй 12х шар 5мм LED
• 3x ULN2074B Quad NPN Darlington Pair транзисторын массивууд
• 3 талт 16 талын IC залгуур
• 1х DC Жак
• 1х 2 талын толгой
• 2x 40-Pin 2x20 эрэгтэй толгой
• 7х 3 талын 5мм босоо ПХБ-ийн холбох шураг терминал блок
• 1х PIR мэдрэгч (заавал биш)

Raspberry Pi

Та бас Pi ашиглахад шаардлагатай бүх зүйл бүхий Raspberry Pi (эсвэл хоёр) хэрэгтэй болно. Үүнд Pi цахилгаан хангамж, MicroSD карт, Raspbian програм хангамж орно. Видео бичлэгийн хамгийн сайн гүйцэтгэлтэй байхын тулд би Raspberry Pi 3 -ийг санал болгож байна.

Видео тоглуулахын тулд бид OMXPlayer-ийг OMXPlayer-Wrapper-тэй хамт ашиглах болно (гэхдээ дараа нь энэ талаар дэлгэрэнгүй!).

Тэмдэглэл: Энэхүү зааварчилгаа нь танд электроник, гагнуур, ПХБ -ийн үйлдвэрлэл, Raspberry Pi -ийн талаар бага зэрэг туршлага эсвэл ажлын мэдлэгтэй гэж үзэж байна. Хэрэв та эдгээр ур чадваруудын аль нэгийг анх удаа туршиж байгаа бол дараах эх сурвалжуудыг үзэхийг зөвлөж байна.

• Электроникийн анги. Эхлэх гарын авлага багтсан бөгөөд гагнуур болон үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд гэх мэт зүйлийг багтаасан болно.
• ПХБ -ийг ASCAS -аас зааварлах боломжтой. Энд ашигласан тонер дамжуулах үйлдвэрлэлийн техникийг хамарна.
• Хэрэв та хэлхээний самбар ашиглан цааш явахыг хүсч байвал хэлхээний самбарын дизайны ангийг үзээрэй.
• Raspberry Pi анги. Raspberry Pi -ийн талаар олж мэдэх, хэрхэн тохируулах, хэрхэн ашиглах талаар олж мэдээрэй.

Алхам 2: Электроник

Цахилгаан хэлхээг бий болгох

Таны хийх ёстой хамгийн эхний зүйл бол хэлхээ үүсгэх явдал юм. Дахин үйлдвэрлэх хамгийн хялбар арга бол хавсаргасан хэвлэгдэх PDF хэлхээ ашиглан тонер дамжуулах аргыг ашиглан ПХБ-ийг үйлдвэрлэх явдал юм. Хэрэв та үүнийг өмнө нь туршиж үзээгүй бол энэ нь таны бодож байгаагаас хамаагүй хялбар бөгөөд эхлүүлэхийн тулд танд хэдхэн зүйл хэрэгтэй болно. Би DIY захиалгат хэлхээний самбарыг (PCB хийх) ASCAS -аас зааварлахыг үргэлж зөвлөж байна.

Тэмдэглэл: Би DesignSpark ашиглан үүсгэсэн ПХБ -ийн дизайны файлыг оруулсан болно.

ПХБ -д байгаа бүх зүйлийг угсрахад гагнуурын төмр, гагнуурын анхан шатны ур чадвар хэрэгтэй болно, хэрэв та анхнаасаа гагнуурын талаар зааварчилгаа авах боломжтой бол сайн зааварчилгааны электроникийн анги бас байдаг!

Хэрэв ПХБ хийх үйл явц нь танд зориулагдаагүй бол та үүнийг туузан (vero) самбар эсвэл талхны самбар дээр дахин үүсгэж болно (би дээрх загвар дээр үзүүлсэн шиг прототипээ талхлав). Миний прототипт би I. C дээрх транзисторын массиваас ялгаатай нь NPN darlington хос транзисторыг ашигласан. (Нэгдсэн хэлхээний).

Хэрхэн ажилладаг

Энэ нь үндсэндээ Pi -ийн GPIO -ийн арван хоёр зүүг NPN darlington хос транзистортой (гурван транзисторын массив хэлбэрээр) холбосон Pi -ийн тасархай самбар юм. Холбогдох Пи гаралт өндөр болоход транзисторыг шилжүүлж хэлхээг дуусгана.

Түүнчлэн хоёр Pis-ийг хоёр идэвхжүүлэгч резинээр холбож өгдөг хоёр нэмэлт зүү байдаг (энэ талаар дараа нь "Pi програмчлах" алхам дээр дэлгэрэнгүй үзэх болно).

Энэ нь хэрхэн хүчирхэгждэг

Pumpkin Pi нь өөрийн гадаад 12V цахилгаан хангамжаас тэжээгддэг. Миний сонгосон транзисторыг ашигласнаар энэ нь нэг гаралтанд 1.75 ампер хүртэл гүйдэл дамжуулах чадвартай (эсвэл миний сонгосон шураг терминалын улмаас энэ тохиолдолд 1 ампер болно). Pis нь өөрийн Pi цахилгаан хангамжаар тэжээгддэг бөгөөд Хулууны Pi нь зөвхөн транзисторыг солиход ашигладаг тул Pi -ийн хүч чадалд маш бага шаардлага тавьдаг. Уг хэлхээнд тэгшлэх конденсаторын сонголтыг багтаасан боловч энэ нь тийм ч чухал биш юм. Би 16v хүчдэлтэй 2200uF -ийг ашигласан (энэ нь хэт ачаалалтай, гэхдээ би тэдэнд өгөх ёстой байсан).

Үзүүлэлтийн LED ба резистор

Арван хоёр шар гаралтын заагч LED, нэг улаан тэжээлийн LED байна. Улаан статусын LED -тэй тохирох гүйдлийн хязгаарлах LED -ийг ашиглахаа мартуузай, миний хувьд урагш 3.2v хүчдэлтэй, 20mA урагш гүйдэлтэй тул би 470Ω эсэргүүцэл (12в оролтын гүйдэл дээр үндэслэн) сонгосон. Хэрэв та LED -ийнхээ зөв резисторыг хэрхэн сонгохоо мэдэхгүй байгаа бол энэхүү тооцоолуурын шидтэнтэй танилцана уу.

Арван хоёр шар заагч LED тус бүрийн хэлхээнд резистор байхгүй байгааг та анзаарсан байх. ПХБ -ийн орон зайг хэмнэхийг хүсч байсан тул би 12V тэжээлийн нэгдсэн резистор бүхий LED ашиглах дизайны сонголтыг хийлээ.

Хөдөлгөөн өдөөгч (PIR мэдрэгч) ба хүчингүй болгох

Энэ хэлхээнд хөдөлгөөний гох сонголтыг багтаасан болно. Энэ нь татах эсэргүүцэл ашигладаг тул дохиоллын зүү (ПХБ дээр AL гэж тэмдэглэгдсэн) буурах тусам үйлдэл хийх болно. Хэрэв та дижитал чимэглэлийг тоглуулах хөдөлгөөнийг идэвхжүүлэхийг хүсч байвал энэ нь танд хэрэгтэй болно.

Мөн хэлхээнд гохыг дарах тохируулга орно. Давхардсан байдал хаалттай байх үед энэ нь оролтыг газартай холбож, үйлдлийг гараар идэвхжүүлэх боломжийг танд олгоно. Шилжүүлэгч эсвэл "холбогч" бүхий хоёр зүү дарах толгойг ашиглана уу.

Алхам 3: Raspberry Pi -ийг тохируулах

Raspbian програмыг суулгаж байна

Raspberry Pi -ийг тохируулахын тулд та Raspbian дүрс бүхий MicroSD картаа бэлдэх хэрэгтэй. Хамгийн сүүлийн зургийг эндээс татаж аваарай (Raspbian Stretch нь бичиж байх үед хамгийн сүүлийн хувилбар байсан).

MicroSD картаа бэлэн болгоод Pi руу оруулаад асаагаарай. Та энэ үед ТВ, гар, хулгана холбохыг хүсч магадгүй юм. Анхдагч байдлаар, Pi нь GUI ширээний OS дээр ачаалагдах ёстой тул би Pi дээрээ зөв огноо, цагийн бүсийг тохируулж, WiFi сүлжээнд холбогдохыг зөвлөж байна.

Энэ үед би SSH холболтыг идэвхжүүлсэн эсэхийг шалгадаг бөгөөд ингэснээр би Pu терминалаар сүлжээгээр дамжуулан Pi терминал руу нэвтрэх боломжтой бөгөөд дараа нь GUI ширээний оронд анхдагчаар CLI (тушаалын мөрийн интерфейс) руу ачаалахаар тохируулав. чамаас л шалтгаална.

Тэмдэглэл: Энэхүү зааварчилгаа нь та Raspberry Pi -г аль хэдийн мэддэг болсон гэж үзэж байгаа бөгөөд хэрэв үгүй бол Windows, MacOS, Linux гэх мэт орчиндоо үйлдлийн системийн зургийг суулгах албан ёсны Raspberry Pi гарын авлагыг дагаж болно.

Зөвлөгөө: Хэрэв та Raspberry Pi -д цоо шинээр орсон бол энэхүү зааварчилгааны ангийг үзэхийг зөвлөж байна.

Таны Pi Raspbian-ийг ажиллуулж, үндсэн тохиргоог хийж дууссаны дараа та аудио болон видео тоглуулахыг дэмждэг дижитал чимэглэлийн тоглуулагчаар ажиллахад бэлэн болно. Хэрэв та хоёр Raspberry Pi -ийг давхар тоглуулах функцийг ашиглаж байгаа бол эдгээр бүх алхмуудыг хоёр дахь Pi дээр давтах шаардлагатай болно гэдгийг санаарай.

Python-д зориулсан OMXPlayer-Wrapper

Дижитал чимэглэлийн видеог тоглуулахын тулд бид OMXPlayer ашиглах болно. Энэ нь хэд хэдэн нийтлэг видео форматаар өндөр нарийвчлалтай видеог (HD-ийг оруулаад) дэмждэг. Хэдийгээр OMXPlayer нь Raspbian 'out-of-the-box' програмд багтсан боловч бидний үүсгэж буй Python скриптүүдээр сайн тоглуулахын тулд та OMXPlayer-Wrapper-ийг суулгах хэрэгтэй болно.

Боолт суулгахаасаа өмнө системийн багцыг шинэчлэхийг зөвлөж байна. CLI терминалаас дараах тушаалуудыг ажиллуулна уу (үүнийг ажиллуулахын тулд Pi интернетэд холбогдсон байх ёстой):

Системийн багцын жагсаалтыг шинэчлэх:

sudo apt-get update

Суулгасан бүх багцуудаа хамгийн сүүлийн хувилбар болгон шинэчилнэ үү

sudo apt-get dist-upgrade

Шинэчлэлийн багцыг татаж авахад ашиглах зайг цэвэрлэнэ үү

sudo apt-get clean

Дараа нь та OMXPlayer-Wrapper-ийг өөрөө татаж авахыг хүсч байна. Үүнийг хийхийн тулд интернетэд холбогдсон Pi бүхий CLI терминалаас дараах тушаалыг ажиллуулна уу.

OMXPlayer-Wrapper-ийг суулгана уу:

sudo python3 -m pip omxplayer -wrapper суулгах

Omxplayer-wrapper-ийн талаарх дэлгэрэнгүй мэдээллийг эндээс үзнэ үү.

Зөвлөгөө: Хэрэв та OMXPlayer-Wrapper ашиглан видео тоглуулахыг оролдох үед DBUS холболтын алдаа гарвал дараах тушаалыг ашиглан python3-dbus-ийг суулгаад үзээрэй.

sudo apt-get python3-dbus суулгана уу

Бусад тохиргоо ба тохиргоо

Өгөгдмөл аудио гаралт

Raspberry Pi нь HDMI эсвэл 3.5 мм үүрээр аудио тоглуулахыг дэмждэг. Гэсэн хэдий ч хэрэв Pi нь холбогдсон HDMI төхөөрөмж аудио дэмждэг болохыг олж мэдвэл энэ нь HDMI төхөөрөмжид зориулагдсан болно. Хэрэв та над шиг аудио чадвартай HDMI төхөөрөмжтэй боловч 3.5 мм -ийн үүрэнд өөрийн аудио гаралтыг анхдагчаар оруулахыг хүсч байвал Pi дээрх config.txt файлд дараах мөрийг нэмж оруулаарай.

hdmi_ignore_edid_audio = 1

Консолын гаралтыг хоосон болгож тохируулна уу

Хэрэв та Pi -ийн видео гаралтыг ачаалсны дараа консолын дэлгэцийг харуулахыг хүсэхгүй байгаа бол Pi дээрх /boot/cmdline.txt файлын төгсгөлд дараахыг нэмж консолыг хоосон болгож тохируулж болно. Энэ бол цөмийн командын параметр бөгөөд нэг мөрөнд байх ёстой гэдгийг анхаарна уу.

консол хоосон = 0