Ce projet est une bougie électronique sans fil de couleur. Plusieurs de ces dispositifs peuvent être placées dans une pièce et contrôlées avec un ordinateur compatible Wi-Fi pour créer des effets spéciaux ou synchronisé à la musique des spectacles de lumière.
La totalité de la création matérielle et logicielle est offert gratuit et open source.
MATÉRIEL
Le matériel s’appuie sur un module RN-XV Wi-Fi pour fournir une connectivité réseau sans fil. Un PIC12F683 microcontrôleur communique avec la RN-XV, traite les messages entrants depuis le réseau et génère pulse width modulé (PWM) signaux de conduire un tableau de LED rouge, vert et bleu. Cela donne à l’appareil la possibilité de reproduire le spectre de couleur à une gamme complète de brillances.
Le module RN-XV WiFly joue un rôle crucial en formant un réseau ad hoc sans fil avec l’ordinateur de contrôle. Le module étant programmé avec une adresse IP unique. Contrôle des messages sont envoyés par l’ordinateur de contrôle via les datagrammes UDP. Le format de données est extrêmement simple, ce qui permet à plusieurs périphériques à gérer sur le réseau avec une latence minimale. Le module WiFly automatiquement traite les datagrammes UDP entrants et transforme les messages dans un flux de données série asynchrone qui peut être lus et traité par le microcontrôleur PIC sert le contrôleur PWM.
Le PIC12F683 est un microcontrôleur très petit, économique et pratique pour cette application. C’est un dispositif simple de 8 broches, mais avec un peu d’effort, il fournit toutes les fonctionnalités que nous avons besoin. Le 12F683 manque un UART intégré, donc toutes les communications série avec le RN-XV sont exécutée par le biais de bit-frapper. Le 12F683 fournit également un jeu d’instructions très limitée, qui rend certaines opérations mathématiques un peu difficile à mettre en œuvre. Cependant, toutes ces questions peuvent être surmontés et implémentées à l’aide de pur langage assembleur PIC.
La complication la plus importante de cet effort de développement est le fait que le microcontrôleur PIC12F683 n'a qu’un seul générateur PWM à bord. Ainsi, trois sorties PWM de 8 bits sont implémentés dans le code à l’aide des broches d’e/s polyvalentes et les interruptions de minuterie. Cette tâche est rendue encore plus difficile parce que les routines PWM doivent être synchronisées avec la routine de l’UART (également implémentée dans le code). La première implémentation de cette routine a entraîné un pépin très prononcé dans la sortie PWM en raison de l’interruption par les données entrantes de série. Ce problème a été résolu en veillant à ce que la période de la série bit était divisible par le PWM période du cycle. Ensuite il faut interruption qu’une seule horloge et chaque bit entrant peut simplement être lu chaque nombre N de cycles PWM.
L’appareil peut être alimenté par une source 5-15Vcc, qui est réglementée à 3.3V--une exigence du module RN-XV. Le PIC12F683 a un plus large éventail tension d’exploitation, mais 3.3V est utilisé non seulement pour maintenir des points communs avec la tension d’alimentation de RN-XV, mais aussi pour garantir la compatibilité avec les 3.3V signalisation des exigences de l’UART RN-XV. Une autre remarque intéressante est que le régulateur linéaire de LD1117V33 est capable de fonctionner confortablement avec jusqu'à un 15VDC entrée, même en boîtier TO-220 avec aucun dissipateur de chaleur. Cela est dû au fait que la RN-XV attire très peu de courant--un des plusieurs raisons il a été choisi devant le module Digi XBee Wi-Fi pour cette application. Avec un module XBee, la dissipation de puissance nécessaire pour un 15VDC entrée nécessiterait quelques mesures de gestion de chaleur supplémentaire, qui à son tour exigerait des modifications à la carte.
Afin de rendre le dispositif véritablement sans fil et autonome, la puissance est fournie par 4 piles AA. Un support de batterie commuté fonctionne comme une base idéale pour soutenir le circuit imprimé. Parce que les circuits sont généralement masquées à l’intérieur d’un boîtier décoratif, un simple élastique maintient la platine en place.
Le matériel schématique et le code source de microcontrôleur firmware sont disponibles en téléchargement sur le site Web du projet principal (voir SOURCES section ci-dessous pour le lien hypertexte).
FORMAT DE MESSAGE DE CONTRÔLE
Le format de message de contrôle est extrêmement simple et conçu pour une latence minimale. Chaque couleur est commandé indépendamment par l’envoi d’une valeur d’octet unique consistant en une adresse 2-bit color (A) et le niveau d’intensité de 6 bits (L) :
MSb LSb
A A L L L L L L
Adresses de couleur : Rouge = 00, vert = 01, bleu = 10
Intensité : 000000 = Off, 111111 = tout de suite
Messages typiques du logiciel se composent de tous les octets de contrôle de couleur trois concaténées dans un seul message 24 bits qui assure que tous les trois couleurs sont mises à jour simultanément.
PCB LAYOUT
Le circuit imprimé était original mis au point pour un projet différent, donc la mise en page du composant n’est pas idéal pour cette application, mais il est fonctionnel. Les fichiers gerber de PCB layout sont disponibles en téléchargement sur le site principal du projet (section SOURCES voir ci-dessous pour le lien hypertexte). Porter une attention particulière à la disposition de la carte contre le schéma, car pour utiliser correctement la mise en page, couper les traces sur le U2 (microcontrôleur) côté entre C4 et D1 et D2 et C6 et C5, D3. Ne coupez pas toutes les traces sur le côté de la terre. Puis côté cavalier le U2 de C4, C5 et C6 du côté de J1 de R1, R2 et R3, respectivement. Cela fera en sorte que les sorties du microcontrôleur sont chacun acheminés par limitation de courant résistances sur le chemin de leurs témoins respectifs.
L’interface principale de l’appareil phantomLien est un connecteur DB-9. Le brochage standard est modifié pour fournir la puissance de l’appareil. Les lignes de données en série sont seulement utilisés pour la programmation initiale de la RN-XV (bien que son généralement plus facile à programmer le XV en utilisant ses adhoc mode de commande).
CONFIGURATION DU MODULE WI-FI
Le module WiFly RN-XV doit former un réseau sans fil ad hoc pour l’ordinateur portable de contrôle rejoindre et communiquer avec les différentes lumières. Suivez les instructions de RN-XV pour accéder à son mode de commande, puis entrez la séquence suivante de la commande et enregistrer la configuration. Remarque Il s’agit d’un processus unique, donc une fois que les paramètres sont enregistrés dans le module WiFly, ils ne seront jamais changer.
jointure de wlan set 4
ssid wlan set phantomLien
chan wlan set 1
set ip dhcp 0
définir l’adresse ip 169.254.1.1
mettre l’ip masque de sous-réseau 255.255.0.0
définir l’ip local 2000
format de l’option Set 0
définir le mode uart 0
définir le masque de sys 0x2100
Protocole ip Set 3
baud Set uart 2400
ENCEINTE
Les trois LEDs ne produisent pas un mélange de couleur bon sans un bon moyen de diffuser la lumière. Pour obtenir l’effet correct, un 4 « x 4 » x 6 "boîte en plastique transparent était bordée de papier de soie blanc froissé.
Cette enceinte offre assez de largeur pour cacher le contenu interne et une hauteur suffisante pour placer la source de lumière au centre de la boîte. Il en résulte une lueur qui semble émaner du milieu de la boîte, mais n’a aucune source distinguable.
LOGICIEL
Le logiciel de contrôleur fournit un ensemble complet de fonctionnalités pour contrôler une ou plusieurs bougies. Le logiciel est écrit en Java et peut fonctionner sur n’importe quel système capable de communiquer sur une connexion Wi-Fi sans fil. Messages de contrôle sont transmis via des datagrammes UDP à l’aide d’un format de message simple de 24 bits. Le logiciel de contrôleur fournit plusieurs effets prédéfinis ainsi que Manuel de commande à chaque périphérique réseau.
Une séquence de performance entière peut aussi être programmée sur une échelle de temps, qui peut être éventuellement synchronisée à une source de fichiers de musique (visualisée en haut de l’écran). Cette première implémentation importe des fichiers WAV (actuellement 22050/mono seulement), même si le soutien futur pour les autres formats suivront bientôt.
L’interface de programmation est entraînée et très intuitive de la souris. Simplement, l’utilisateur sélectionne une région à l’échelle de temps, puis clique pour sélectionner dans un menu contextuel d’effets disponibles et couleurs. Chaque effet et/ou la couleur peut être appliquée à un dispositif unique ou à tous.
Une autre caractéristique intéressante est un mode de « formation » qui permet à l’utilisateur de déclencher manuellement une lumière en temps réel comme la source audio est jouée. Ces déclencheurs sont enregistrées en temps réel, prêt pour une lecture immédiate Lorsque l’audio est redémarré. Il a enregistré déclencheurs peuvent ensuite être peaufinés et édités selon les besoins, mais le plus fastidieux travail--synchronisation les lumières à l’audio--est déjà fait par le processus de formation.
SOURCES
Les microprogrammes et logiciels code source, les binaires et les fichiers PCB sont disponibles en téléchargement sur la page Web du projet principal à http://www.phantomlink.com/lab/light.aspx
