第1步:逆向工程
我們有兩個(gè)LED燈串,但我們不知道串引腳上的電壓降和它們所需的電流??杀氖牵覜]有數(shù)據(jù)表來獲取這些值。
在這些情況下,我們需要自己弄清楚一切。讓我們拆開外殼。
用螺絲刀卸下一些螺絲后,我們可以看到一個(gè)非常簡單的電路。有趣的部分是LED串引腳,我們看到一個(gè)穩(wěn)壓器(3個(gè)引腳組件),一個(gè)電阻器(上面有100個(gè)黑色盒子)和LED串引腳。仔細(xì)觀察(電路設(shè)計(jì)),我們看到穩(wěn)壓器輸出連接到LED串,LED串又通過10歐姆電阻連接到地(100表示 10x10e 0 )。讓我們放一些電池并測量串引腳和穩(wěn)壓器輸出與地之間的電壓降。
使用萬用表,我們可以測量串引腳上的電壓降約3V(如圖所示)圖片)。我們還在穩(wěn)壓器輸出和地之間測量4.5V。因此我們推斷出10歐姆電阻上的電壓降為1.5V;我們實(shí)際上也可以測量它。使用歐姆定律(U = RI),我們知道通過支路的電流為1.5V/10歐姆= 0.150A或150mA。我們可以再次測量電流,但我們需要將萬用表與字符串串聯(lián),這是不容易的。
我們現(xiàn)在知道如何驅(qū)動(dòng)LED串。讓我們構(gòu)建我們的設(shè)備。
第2步:材料和工具
以下是構(gòu)建設(shè)備所需的內(nèi)容:
- 一些螺絲刀拆卸的東西,我喜歡那種套件
- 一些LED燈串,如果你想重現(xiàn)設(shè)備
- 一個(gè)ESP8266,它將是大腦我們的設(shè)備
- 面包板和一些電線,我們將使用它們來構(gòu)建原型
- 電阻器分類套件和晶體管分類套件,您還可以購買包含大量有用組件的更大套件,只購買所需組件也是一種選擇
如果您想創(chuàng)建永久性產(chǎn)品電路,您將需要一些工具和一些原型板:
- 您可以非常便宜地購買焊接套件以開始使用,您會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)可用于對(duì)您自己的東西進(jìn)行逆向工程的萬用表,注意不要使用超過30V DC來操作連接到主設(shè)備或甚至設(shè)備的設(shè)備
- 切割器對(duì)切割電線和元件引線非常有用
- 一些原型板
- 一些堅(jiān)固的電線
開始時(shí)可能看起來很多但你會(huì)為你可能擁有的任何其他項(xiàng)目建立一些股票。如果你不介意等待,你可以以更低的成本訂購Aliexpress上的所有東西。作為替代方案,如果您不想購買這些工具,您也可以去最近的黑客空間。
最后,您需要幾個(gè)小時(shí)來構(gòu)建所有內(nèi)容(如果您只是按照本教程,則需要更少時(shí)間) )。
第3步:如何使用晶體管
我們知道LED燈串需要150mA,但它比ESP8266可以安全地在其輸出引腳上提供的更多。您不希望在微控制器上為每個(gè)GPIO引腳驅(qū)動(dòng)超過12mA的電流。要解決這個(gè)限制,需要某種可由微控制器控制的開關(guān)。最常見的開關(guān)是繼電器和晶體管。繼電器肯定會(huì)工作,但會(huì)更笨重,更昂貴,并且大多數(shù)時(shí)候你會(huì)想要使用晶體管來驅(qū)動(dòng)繼電器。
我們將為這兩種器件使用晶體管。要使用類似開關(guān)的晶體管,我們必須通過其基極驅(qū)動(dòng)電流。流過LED串的電流將與流過基極的電流成比例。
你可以在Tinkercad上玩一個(gè)Arduino和一個(gè)晶體管來了解事物的運(yùn)作方式。我創(chuàng)建了一個(gè)可以調(diào)整的基本模擬。如果你想了解更多關(guān)于Tinkercad的信息,你可以按照這個(gè)驚人的教程:如何使用Tinkercad來測試和實(shí)現(xiàn)你的硬件。
你可以看到,當(dāng)GPIO輸出為時(shí),晶體管就像一個(gè)閉合開關(guān)一樣工作。當(dāng)GPIO輸出為低電平時(shí),它就像一個(gè)開路開關(guān)一樣。您也可以使用電阻值。與LED串聯(lián)的電阻將限制流過LED的電流,連接到晶體管基極的電阻將控制流過LED的最大電流。如果增加基極電阻,則不會(huì)為LED驅(qū)動(dòng)足夠的電流,并且燈會(huì)變暗。
您可以查看我的注釋,看看我為器件選擇的電阻值。我本可以使用3.3V輸出而不是5V輸出但是我沒有相應(yīng)的電阻來構(gòu)建電路。不要猶豫,閱讀晶體管數(shù)據(jù)表以尋找晶體管增益。
現(xiàn)在讓我們構(gòu)建一個(gè)原型。
步驟4:構(gòu)建電路原型
我們將需要準(zhǔn)備LED串線。首先讓我們切斷前半部分以分離電池座。然后剝?nèi)ル娋€,我用一個(gè)接線盒將LED燈串連接到面包板上。我們還需要ESP8266,我使用D1迷你克隆,兩個(gè)電阻和一個(gè)晶體管。
我為晶體管選擇了p2222a,但你可以選擇任何NPN晶體管。您只需要根據(jù)晶體管數(shù)據(jù)表中的晶體管增益來查看電阻值。我選擇1k歐姆的基極電阻和15歐姆的LED電阻?;蒅PIO5或D1驅(qū)動(dòng)。
保留電池座,因?yàn)樗捎糜谄渌?xiàng)目甚至為新創(chuàng)建的設(shè)備供電。
按照有關(guān)如何在ESP8266上傳程序的教程使用Arduino IDE,上傳閃爍程序,將LED_BUILTIN替換為D1,您現(xiàn)在可以享受閃爍的LED燈串。
如果電路不能正常工作,請(qǐng)嘗試根據(jù)需要更換LED線將陽極連接到LED電阻器。我總是將電線反轉(zhuǎn)。..
使用萬用表檢查連接和電壓降。當(dāng)輸出高時(shí),您應(yīng)該在D1和地之間看到3.3V。您還應(yīng)該看到LED燈串之間的電壓為3V。
閃爍的LED燈串是好的,但我們?nèi)绾问褂?a href="http://www.tjjbhg.com/v/tag/11230/" target="_blank">智能手機(jī)控制LED燈串?
步驟5:使用智能手機(jī)驅(qū)動(dòng)LED燈串 - 第I部分
您需要在智能手機(jī)上安裝Blynk應(yīng)用程序。
安裝應(yīng)用程序后,創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目。 Blynk將向您發(fā)送一封電子郵件,其中包含您的ESP8266計(jì)劃所需的令牌(一系列十六進(jìn)制字符)。創(chuàng)建一個(gè)充當(dāng)開關(guān)的按鈕。按鈕應(yīng)驅(qū)動(dòng)ESP8266的GPIO5或D1引腳。您現(xiàn)在可以播放您的項(xiàng)目。請(qǐng)注意,應(yīng)用程序會(huì)告訴您設(shè)備處于脫機(jī)狀態(tài)。
您可以稍后編輯項(xiàng)目以添加將控制燈光的計(jì)時(shí)器。
步驟6:使用你的智能手機(jī)驅(qū)動(dòng)LED燈串 - 第二部分
打開你的Arduino IDE。您需要安裝Blynk庫;為此,只需按照我制作的截圖。轉(zhuǎn)到“工具”菜單,單擊“管理庫”,搜索“Blynk”,然后安裝最新版本。
您現(xiàn)在可以打開一個(gè)示例,為您設(shè)置ESP8266上的Blynk。屏幕截圖顯示了該示例。
確保您選擇了正確的電路板,在我的情況下選擇了“D1 mini”和正確的端口。
使用您的wifi SSID更新代碼,密碼(通常是Internet框上的WPA或WEP密鑰),您還需要填寫通過電子郵件收到的令牌。
您現(xiàn)在可以將代碼上傳到ESP8266。上傳代碼后,請(qǐng)等待幾秒鐘以確保您的設(shè)備通過WiFi連接到您的互聯(lián)網(wǎng)路由器,然后您就可以使用您創(chuàng)建的Blynk按鈕來控制燈光。
您現(xiàn)在擁有了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備!如果您愿意,可以在那里停止,但不要忘記閱讀“資源”部分。如果您想獲得更多樂趣并構(gòu)建永久性電路和機(jī)箱,請(qǐng)繼續(xù)閱讀。
步驟7:創(chuàng)建永久電路(獎(jiǎng)金)
是時(shí)候創(chuàng)建永久電路了。您可以觀看此視頻以了解有關(guān)焊接的信息。我使用標(biāo)準(zhǔn)原型板和ESP8266的一些頭。這樣,如果我想將微控制器重新用于另一個(gè)項(xiàng)目,我可以。您可以選擇將微控制器直接焊接到原型板上。如果你沒有信心選擇一個(gè)看起來像面包板的原型板;您將能夠重復(fù)使用您的面包板連接。
我的第一臺(tái)設(shè)備犯了兩個(gè)錯(cuò)誤。我沒有使用LED燈串的接線端子。..。..我倒線了。您可以標(biāo)記負(fù)極或正極導(dǎo)線,但建議使用端子排。第二個(gè)錯(cuò)誤是我使用3.3V來驅(qū)動(dòng)LED燈串,從而產(chǎn)生更暗的光。如果像我一樣,你犯了錯(cuò)誤,不用擔(dān)心,很容易去除焊料并改變電阻值或更新連接。您甚至可以在以后添加更多組件!
現(xiàn)在您已經(jīng)擁有了永久性電路,現(xiàn)在是時(shí)候構(gòu)建它的機(jī)箱了。
步驟8:構(gòu)建機(jī)柜(獎(jiǎng)金)
我在Tinkercad上發(fā)布了一個(gè)sparkfun教程,為我構(gòu)建一個(gè)機(jī)箱設(shè)備。我用新購買的Prusa i3 MK3和一些PLA長絲(20%填充物和0.2毫米)印刷了外殼。這對(duì)我來說實(shí)際上是第一次,我已經(jīng)犯了兩個(gè)你可以在照片上看到的錯(cuò)誤。我的第一個(gè)外殼沒有USB插頭所需的空間,并且沒有對(duì)齊孔。然后,我設(shè)計(jì)了一個(gè)更合適的新版本,也可以支持蓋子。您可以節(jié)省一些時(shí)間和一些錢,只打印機(jī)箱所需的部分以測試電路的適應(yīng)性。
您現(xiàn)在有兩個(gè)可以使用Blynk控制的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。天空是極限。您可以通過控制燈的存在探測器完全擴(kuò)展項(xiàng)目,使用定時(shí)器在一定時(shí)間后關(guān)閉燈,或者甚至使用LED燈串作為通知系統(tǒng);例如,當(dāng)你收到一封電子郵件時(shí),它們會(huì)閃爍。
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