دورة RGB LED عبر الطيف اللوني باستخدام Raspberry Pi 2 و Scratch: 11 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

ملاحظات التحديث الخميس 25 فبراير 2016: لقد قمت بتحسين برنامج Scratch وأعدت تصميم التعليمات الخاصة بي.

مرحبًا يا رفاق ، مع هذا المشروع ، أردت استخدام Scratch لدورة RGB LED عبر طيف الألوان.

هناك عدد كبير من المشاريع التي تقوم بذلك باستخدام Arduino ، لذلك كنت أشعر بالفضول لمعرفة ما إذا كان بإمكاني الحصول على نتيجة جيدة باستخدام Raspberry Pi.

لم تكن محاولتي الأولى في هذا التدريب جيدة جدًا ، لذلك أجريت المزيد من البحث وأعتقد أن لدي شيئًا يعمل بشكل أفضل. عندما كنت أبحث في بعض مشاريع Arduino لمحاولة فهم المكان الذي أخطأت فيه في برنامجي الأصلي ، عثرت على برنامج نصي من Arduino ممتاز للغاية ، والذي سأربطك به في النهاية. قضيت أنا وصديقي أندرو فترة الظهيرة في تحويلها إلى سكراتش. لقد بذلنا قصارى جهدنا معها وآمل أن تجربها.

هذا المشروع هو متابعة من إرشادي حول تغيير سطوع LED باستخدام الأزرار و Scratch التي يمكنك العثور عليها هنا:

www.instructables.com/id/PWM-Based-LED-Cont…

رابط إلى Arduino Sketch الأصلي استندت إلى برنامج Scratch الخاص بي على:

www.arduino.cc/en/Tutorial/DimmingLEDs مؤلف كلاي شيركي

الخطوة 1: جمع الأشياء التي ستحتاجها لهذا المشروع معًا

المكونات التي ستحتاجها:

Raspberry Pi مع نظام تشغيل Raspian واتصال بالإنترنت

1 × اللوح

1 × RGB LED (الكاثود المشترك)

3 × 330 أوم مقاومات (برتقالي وبني برتقالي)

4 x ذكر / أنثى كابلات اللوح

1 × ذكر / ذكر كابل اللوح (أو كابل توصيل صغير أحادي النواة إذا كان لديك واحد)

الخطوة 2: فهم ما تفعله الأرجل على RGB LED

خذ RGB LED الخاص بك وانظر إلى الأرجل ، ستلاحظ أن ساقًا واحدة أطول من جميع الأرجل الأخرى. وجّه مؤشر LED بحيث تكون هذه الأرجل الأطول جهة اليسار.

يستخدم Pin 1 لجعل LED يلمع باللون الأحمر

الدبوس 2 هو دبوس الأرض

دبوس 3 يجعل مصباح LED يلمع باللون الأخضر

دبوس 4 يجعل مصباح LED يلمع باللون الأزرق

يحتوي RGB LED الذي أستخدمه على كاثود مشترك ، وهو ما يعني أساسًا أنك تقوم بتوصيل ساقه الأرضية بدبوس أرضي Raspberry Pi لجعله يعمل.

الخطوة 3: إدخال مقاومات 330 أوم وكابل توصيل أرضي في لوحة التوصيل

لتسهيل رؤية الأشياء على الرسم التخطيطي ، يمكننا وضع المقاومات والكابل الأرضي في المكان الذي يجب أن يكونوا فيه أولاً. لا تحتوي المقاومات على قطبية ، لذا لا يهم الطريقة التي تدور بها.

ملاحظة: لماذا نحتاج إلى ثلاث مقاومات لمصباح LED واحد؟

فكر في RGB LED على أنها 3 مصابيح LED مختلفة مجمعة في واحدة. إذا كان لدينا 3 مصابيح LED فردية في دائرة ، فسنستخدم المقاوم لكل منها ، ولذا نحتاج إلى المقاوم لكل جزء من لون RGB LED.

الخطوة 4: إضافة مؤشر LED إلى دائرتنا

الآن لدينا المقاومات والكابل الأرضي في مكانه ، يمكننا تثبيت LED الخاص بنا في دائرة اللوح. وجّه مؤشر LED بحيث تكون أطول ساق إلى اليسار.

افصل الساقين برفق قليلاً للسماح لها بالتوصيل بلوح التجارب ، مع التأكد من أن كل رجل على نفس الخط مثل المقاوم المقابل.

يجب أن تصطف أطول ساق (الساق 2) مع الكابل الأرضي الأسود.

الخطوة 5: توصيل الكابلات بلوحة التوصيل الجزء 1: توصيل الأرض

أولاً ، دعنا نربط الأرض من Raspberry Pi بالساق الأرضية على LED.

في الرسم التخطيطي الخاص بي ، قمت بتوصيل كبل ذكر / أنثى من السن 6 على Raspberry GPIO إلى السكة الأرضية للوح التجارب لتوصيل ساق LED الأرضية بـ Raspberry Pi.

تعرض لك البطاقة المرجعية تخطيط الدبوس الخاص بـ Raspberry Pi GPIO. 40 دبوس GPIO على يمين الصورة مخصص لـ Raspberry Pi 2 ، والذي أستخدمه للقيام بهذا المشروع.

الخطوة 6: توصيل الكابلات بلوحة التوصيل الجزء 2: توصيل ساق LED الأحمر

ادفع الطرف الذكري للكابل في الفتحة الموجودة أعلى المقاوم مباشرةً على اليسار ، وادفع الطرف الأنثوي للكابل على GPIO17 (pin11) على Raspberry Pi.

ستساعدك البطاقة المرجعية لدبابيس GPIO في إرشادك إلى الدبوس الصحيح.

الخطوة 7: توصيل الكابلات بلوحة التوصيل الجزء 3: توصيل ساق LED الخضراء

ادفع الطرف الذكر للكابل في الفتحة الموجودة أعلى المقاوم مباشرةً في المنتصف ، وادفع الطرف الأنثوي للكابل على GPIO18 (pin12) على Raspberry Pi.

ستساعدك البطاقة المرجعية لدبابيس GPIO في إرشادك إلى الدبوس الصحيح.

الخطوة 8: توصيل الكابلات بلوحة التوصيل الجزء 4: توصيل ساق LED الزرقاء

ادفع الطرف الذكر للكابل في الفتحة الموجودة أعلى المقاوم مباشرةً على اليمين ، وادفع الطرف الأنثوي للكابل على GPIO27 (pin13) على Raspberry Pi.

ستساعدك البطاقة المرجعية لدبابيس GPIO في إرشادك إلى الدبوس الصحيح.

الخطوة 9: البرمجة في Scratch: فحص الدائرة

عندما قمت بربط هذا المشروع لأول مرة ، كنت مهملاً قليلاً وخلطت كبلات الألوان الخاصة بي ، مما يعني أنه عندما أردت ظهور اللون الأحمر ، ظهر اللون الأخضر بدلاً من ذلك ، لذلك كتبت برنامجًا بسيطًا للتحقق من أن كل شيء تم توصيله بشكل صحيح.

يتم التحكم في اختبار LED بواسطة 3 أزواج من المفاتيح

A و Z control RED ، A يضيء باللون الأحمر ، Z يوقف اللون الأحمر

مفتاح التحكم S و X GREEN ، S يتحول إلى اللون الأخضر ، X يطفئ اللون الأخضر

تحكم D و C أزرق ، D يضيء باللون الأزرق ، C يطفئ الأزرق

يؤدي ضبط دبوس على ارتفاع يجعل ضوء LED يضيء ، ويؤدي ضبطه على وضع منخفض إلى إيقاف تشغيل مؤشر LED.

قم بتنزيل البرنامج واختبر دائرتك إذا كنت تريد التأكد من توصيلها بشكل صحيح.

الخطوة 10: البرمجة في Scratch: ما أردت أن أفعله باستخدام RGB LED

البرمجة في سكراتش تجربة جميلة. يحتوي على واجهة النقر والسحب وبديهية للغاية. على الرغم من أنه تم إنشاؤه في المقام الأول لتعريف الأطفال بالبرمجة ، إلا أنني أعتقد في الواقع أنها بيئة برمجة مفيدة جدًا كما أعتقد أنه يظهر في الكود الذي يتحكم في LED في مشروعي.

إذن هذا ما أردت أن يحدث:

سيتم إجراء تغييرات اللون على ثلاث مراحل:

في المرحلة الأولى نبدأ باللون الأحمر بحد أقصى ، ونبدأ باللون الأخضر والأزرق على مستوى صغير جدًا.

ثم بدأنا في تقليل سطوع اللون الأحمر بمقدار -1 ، مع زيادة سطوع اللون الأخضر بمقدار 1.

استخدمنا عداد الحلقة لتحديد عدد مرات حدوث ذلك.

بمجرد أن وصل عداد الحلقة إلى 255 ، بدأنا المرحلة الثانية.

في المرحلة الثانية ، سيكون اللون الأخضر بحد أقصى ، ويتم تعيين الأحمر والأزرق على مستوى منخفض.

نخفض سطوع اللون الأخضر بمقدار -1 بينما نزيد سطوع اللون الأزرق بمقدار 1.

تم ضبط عداد الحلقة الخاص بنا للمرحلة الثانية على 509.

بمجرد وصوله إلى 509 سنبدأ المرحلة 3.

في المرحلة الثالثة ، يكون اللون الأزرق في أقصى درجات السطوع واللون الأخضر والأحمر عند مستويات منخفضة.

نبدأ في خفض سطوع اللون الأزرق بمقدار -1 مع زيادة السطوع الأحمر بمقدار 1.

بمجرد وصول عداد الحلقة إلى 763 ، ستبدأ الدورة من جديد في المرحلة 1.

لدينا ثلاثة متغيرات redVal و greenVal و blueVal للاحتفاظ بقيم مستوى سطوع كل لون ، ثم يتم إرسال هذه القيم إلى دبابيس GPIO الصحيحة لتزويدها بالطاقة إلى أرجل مصابيح LED لتعيين قيمة سطوع كل لون ، والتي بدورها تعطينا مزيج الألوان الذي نريده.

وهذه محاولتي للتنقل بين طيف الألوان باستخدام RGB LED و Scratch.

إذا كان لديك Arduino وقمت بتشغيل المخطط الذي ربطته والذي ألهمني لكتابة إصدار Scratch ، فسترى أنه لا يوجد وميض لوني على الإطلاق. لست متأكدًا تمامًا من سبب وميض إصدار سكراتش كثيرًا. أظن أن Arduino أفضل في التعامل مع PWM ، ولكن إذا رأيت شيئًا في الكود الخاص بي يحتاج إلى تحسين ، فسأكون ممتنًا حقًا إذا كنت قد قضيت وقتًا في إخباري.

شكرًا لك على قراءة التعليمات الخاصة بي وآمل أن تحظى بيوم رائع!

الخطوة 11: لقطة شاشة لبرنامج سكراتش

إذا كنت ترغب في تجربة البرمجة بنفسك ، فإليك نظرة فاحصة على التخطيط.