Pumpkin Pi Digital Decoration Controller: 5 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Hallo mense, laat ek julle voorstel aan die Pumpkin Pi. Eenvoudig gestel, dit is 'n I/O-beheerder vir die Raspberry Pi met twaalf programmeerbare uitsette, maar met 'n bietjie hokus-pokus (of Python-kode vir u en my) word dit 'n digitale versieringsbeheerder wat twee video-uitsette bied met klank en beligting FX gesinkroniseer met video.

Die agtergrond Laaste Halloween het ek besluit om 'n venster met 'n heks -tema te skep, nadat ek onlangs die digitale versierings van AtmosFX ontdek het.

Ek het 'n manier nodig gehad om twee videosnitlyste afwisselend op twee verskillende skerms ('n TV en 'n projektor) af te speel sonder dat die video's mekaar per ongeluk oorvleuel. Ek wou ook beligting FX integreer om by te dra tot die atmosfeer.

Meer oor die kontroleerder Aangesien dit geïnspireer is deur 'n Halloween -projek, het ek gevoel dat die naam Pumpkin Pi baie gepas is. Dit is bedoel om die volgende te doen:

• Beheer tot 12x individuele LED's (of 4x RGB -stroke) via 12x programmeerbare uitsette
• Werk teen 12V via sy eie eksterne kragtoevoer
• 3x vierkante NPN transistor skikkings om 1 Amp uitsetstroom per verbinding te ondersteun
• Sluit die opsie in om PIR / bewegingsensor te aktiveer vir afspeel en aksies
• Video- en klankweergawe met behulp van die videofunksies van die Raspberry Pi
• Twee video's kan gelyktydig of afwisselend gespeel word danksy die feit dat beide Pis via hul GPIO's gekoppel is om programmeerbare aksies te aktiveer en ongewenste video -oorvleueling te voorkom
• Sinkroniseer beligting FX met die video -afspeel
• Ingeboude LED's om die individuele uitsetstatus aan te dui

Alternatiewe gebruik U kan die Pumpkin Pi ook gebruik as 'n uitbreekbord met 'n enkele Framboos Pi en steeds 12x programmeerbare uitsette hê om LED's, motors, relais, ens.

Opmerking: wil u sien hoe ek die Pumpkin Pi in my Halloween -skerm gebruik het? Kyk na my Witching Hour Halloween Display Instructable.

Stap 1: Dinge wat u benodig

Om die Pumpkin Pi te herskep, benodig u die volgende gereedskap en komponente:

Gereedskap

• Soldeerbout
• Multi-meter
• Draadknipper
• Skroewedraaier (ek het 'n klein plat lem saam met my terminale gebruik)
• Boor- en boorpunte (ek gebruik 0,7 mm en 1,0 mm hardmetaalborde)
• PCB ets kit

Komponente

• 1x koper -printplaat (ongeveer 102 mm x 70 mm)
• Weerstands van 14x 1kΩ
• 2x 10kΩ weerstande
• 1x 4k7Ω Weerstand
• 1x kondensator (opsioneel)
• 1x Rooi 5 mm LED en 'n geskikte stroombeperkende weerstand
• 12x geel 5mm LED's met geïntegreerde weerstand vir 12v -toevoer
• 3x ULN2074B Quad NPN Darlington Pair Transistor Arrays
• 3x 16-rigting IC-aansluiting
• 1x DC -aansluiting
• 1x 2-rigting kop
• 2x 40-pen 2x20 manlike kop
• 7x 3-rigting 5mm vertikale PCB-skroefklemblok
• 1x PIR -sensor (opsioneel)

Die Framboos Pi

U benodig ook 'n Raspberry Pi (of twee) met alles wat nodig is om die Pi te gebruik. Dit sluit die Pi -kragtoevoer, MicroSD -kaart en die Raspbian -sagteware in. Vir die beste video -prestasie sou ek die Raspberry Pi 3 aanbeveel.

Vir video-afspeel gebruik ons die OMXPlayer saam met die OMXPlayer-Wrapper (maar meer hieroor later!).

Opmerking: hierdie instruksies veronderstel dat u 'n mate van ervaring of kennis van elektronika, soldeer, PCB -vervaardiging en die framboos Pi het. As u vir die eerste keer een van hierdie vaardighede probeer, sou ek u aanbeveel om na die volgende bronne te kyk:

• Elektronika klas. Bevat 'n handleiding om te begin en dek dinge soos soldeer en basiese komponente.
• PCB Making Instructable deur ASCAS. Dek die vervaardigingstegniek van toner wat hier gebruik word.
• As u verder met stroombane wil gaan, kyk gerus na die Circuit Board Design Class.
• Framboos Pi klas. Lees meer oor die Raspberry Pi, leer hoe om dit op te stel en hoe u dit kan gebruik.

Stap 2: Die elektronika

Skep die kring

Die eerste ding wat u moet doen, is om u kring te skep. Die maklikste manier om dit weer te vervaardig, is om die PCB te vervaardig met behulp van die toneroordragmetode saam met die aangehegte drukbare stroombane-PDF's. As u dit nog nooit probeer het nie, is dit baie makliker as wat u dink, en u benodig slegs 'n paar items om aan die gang te kom. Ek beveel altyd die DIY Customized Circuit Board (PCB Making) aan wat deur ASCAS onderrig kan word.

Nota: ek het ook die PCB -ontwerplêer wat ek met DesignSpark geskep het, ingesluit.

U benodig 'n soldeerbout en 'n paar basiese soldeervaardighede om alles op die printplaat te monteer; daar is baie instruksies om te soldeer as u nuut is, daar is ook 'n goeie elektroniese klas van Instructables!

As die PCB-vervaardigingsproses nie vir u geskik is nie, kan u dit ook weer op strook (vero) of op 'n broodplank herskep (ek het my prototipe geborduur, soos in die bostaande prentjie getoon). In my prototipe gebruik ek individuele NPN -darlington -paar -transistors in teenstelling met die transistor -skikkings op 'n I. C. (geïntegreerde stroombaan).

Hoe dit werk

Dit is basies 'n uitbreekbord vir die Pi wat twaalf van die Pi se GPIO -penne met NPN -darlington -paar -transistors verbind (in die vorm van drie transistor -skikkings). As die betrokke Pi -uitset hoog word, skakel dit die transistor om die stroombaan te voltooi.

Daar is ook nog twee GPIO-penne wat die twee Pis 'verbind' via aftrekweerstands wat as snellers optree (meer hieroor in die 'Programmering van die Pi'-stap later).

Hoe word dit aangedryf

Die Pumpkin Pi word van sy eie eksterne 12v -kragtoevoer aangedryf. Met die gebruik van die transistors wat ek gekies het, kan dit tot 1,75 Amp stroom per uitset (of 1 Amp in hierdie geval as gevolg van my keuse van skroefaansluitings). Die Pis word aangedryf deur hul eie Pi -kragtoevoer; die Pumpkin Pi stel baie min vraag na die kragvermoëns van die Pi, aangesien dit slegs gebruik word om transistors oor te skakel. Die stroombaan bevat die opsie van 'n gladde kondensator, maar dit is nie noodsaaklik nie. Ek het 'n 2200uF met 'n waarde van 16v gebruik (wat te veel is, maar ek moes dit byderhand hê).

Aanwyser LED's en weerstande

Daar is twaalf geel LED's vir uitsetaanwysers en een rooi kragstatus -LED. Maak seker dat u die korrekte stroombeperkende LED saam met u rooi status -LED gebruik; myne het 'n voorspanning van 3.2v en 'n voorwaartse stroom van 20mA, so ek het 'n weerstand van 470Ω gekies (gebaseer op die 12v insetstroom). As u nie seker is hoe u die korrekte weerstand vir u LED moet kies nie, gaan kyk gerus na die sakrekenaarassistent.

U het miskien opgemerk dat daar geen weerstande op die stroombaan vir elk van die twaalf geel LED's is nie. Omdat ek ruimte op die PCB wou bespaar, het ek 'n ontwerpkeuse gemaak om LED's met geïntegreerde weerstande te gebruik vir 12V -voeding.

Bewegingssneller (PIR -sensor) en oorheersing

Die kring bevat die opsie van 'n bewegingssneller. Dit maak gebruik van 'n optrekweerstand, dus as die alarmpen (gemerk as AL op die printplaat) laag word, veroorsaak dit 'n aksie. Dit is handig as u wil hê dat die afspeel van u digitale versiering met beweging geaktiveer moet word.

Die kring bevat ook 'n snelleroorheersing. As die oorheersing in 'n geslote toestand is, verbind dit die insette met die grond, sodat u die aksie met die hand kan aktiveer. Gebruik die twee-pen oorheersingskop met 'n skakelaar of 'n 'jumper'.

Stap 3: Die opstel van die Raspberry Pi

Die installering van Raspbian

Om die Raspberry Pi te begin opstel, moet u u MicroSD -kaart voorberei met die Raspbian -beeld. Laai die nuutste prent hier af (Raspbian Stretch was op die oomblik dat dit die nuutste weergawe was).

As u MicroSD -kaart gereed is, steek u dit in die Pi en skakel dit aan. U sal waarskynlik 'n TV, sleutelbord en muis op hierdie punt wil hê. Standaard moet die Pi in die GUI desktop OS begin, ek beveel aan dat u die korrekte datum en tydsone op u Pi instel en miskien met u WiFi verbind word.

Op hierdie punt maak ek gewoonlik seker dat SSH-verbinding moontlik is sodat ek via PuTTy toegang tot die Pi-terminale kan verkry, dan stel ek die Pi standaard in op die CLI (command-line interface) in plaas van die GUI-lessenaar, maar dit is is aan jou.

Opmerking: hierdie instruksies veronderstel dat u reeds vertroud is met die Raspberry Pi, indien nie, kan u die amptelike Raspberry Pi -gids volg om die afbeeldings van die bedryfstelsel in u omgewing hier te installeer: Windows, MacOS, Linux.

Wenk: as u heeltemal nuut is in die Raspberry Pi, beveel ek aan dat u hierdie Instructables -klas bekyk.

Sodra u Pi aan die gang is met Raspbian en die basiese opstelling voltooi is, is u gereed om dit te laat werk as 'n digitale dekorasie-speler wat oudio- en video-afspeel ondersteun. Onthou dat as u twee Raspberry Pi's vir funksies vir dubbele afspeel gebruik, al hierdie stappe op die tweede Pi moet herhaal.

OMXPlayer-Wrapper vir Python

Om ons digitale dekorasie -video's te speel, gebruik ons OMXPlayer. Dit ondersteun video's met hoë resolusie (insluitend HD) in 'n aantal algemene videoformate. Alhoewel OMXPlayer by Raspbian 'out-of-the-box' ingesluit is, moet u die OMXPlayer-Wrapper installeer om die aangepaste Python-scripts wat ons skep te laat speel.

Voordat u die omslag installeer, beveel ek aan dat u die pakkette van die stelsel opdateer. Voer die volgende opdragte uit 'n CLI -terminale uit (die Pi moet aan die internet gekoppel wees om dit te kan werk):

Dateer die pakket se lys van die stelsel op:

sudo apt-get update

Gradeer al u geïnstalleerde pakkette op na die nuutste weergawes:

sudo apt-get dist-upgrade

Maak die spasie wat gebruik word om opdateringspakkette af te laai, skoon:

sudo apt-get clean

Vervolgens wil u die OMXPlayer-Wrapper self aflaai. Om dit te doen, voer die volgende opdrag uit, weer vanaf 'n CLI -terminale met die Pi gekoppel aan die internet:

Installeer die OMXPlayer-Wrapper:

sudo python3 -m pip installeer omxplayer -wrapper

Kyk na die dokumente hier vir meer inligting oor die omxplayer-wrapper.

Wenk: As u DBUS-verbindingsfoute ondervind wanneer u probeer om video's met die OMXPlayer-Wrapper af te speel, probeer dan om die python3-dbus te installeer met die volgende opdrag:

sudo apt-get install python3-dbus

Ander instellings en tweaks

Standaard klankuitset

Die Raspberry Pi ondersteun klankweergawe via HDMI of die 3,5 mm -aansluiting. As die Pi egter agterkom dat die gekoppelde HDMI -toestel klank ondersteun, is dit standaard die HDMI -toestel. As u, net soos ek, 'n HDMI -toestel met 'n klankprestasie het, maar u wil eerder hê dat u klankuitset standaard na die 3,5 mm -aansluiting is, kan u dit dwing deur die volgende reël by die config.txt -lêer op die Pi te voeg:

hdmi_ignore_edid_audio = 1

Stel die konsole -uitvoer op leeg

As u nie wil hê dat die video -uitset van die Pi na die opstart van die konsole moet verskyn nie, kan u die konsole leeg stel deur die volgende by te voeg aan die einde van die /boot/cmdline.txt -lêer op die Pi. Let daarop dat dit 'n kernopdragparameter is en op 'n enkele reël teks moet wees:

troostelank = 0