無線LED愛心開源項(xiàng)目

描述

描述

當(dāng)兩顆心相遇時(shí)，他們開始跳動(dòng)。兩顆心都需要打開并且在一定范圍內(nèi)才能閃爍。如果您關(guān)閉任何一個(gè)心臟或超出范圍，它們將停止閃爍。

我把這個(gè)項(xiàng)目分為兩部分：

• 電子產(chǎn)品
• 集會(huì)
• 軟件

讓我們開始吧！

電子產(chǎn)品：

• nRF24L01+

nRF24L01+芯片是該項(xiàng)目的關(guān)鍵部件。它使用 2.4Ghz 頻段進(jìn)行通信，還具有 AutoACK、睡眠模式和 IRQ 等功能。此外，它還有一個(gè)板載天線，可以節(jié)省空間。

我使用芯片的 SMD 版本而不是主模塊，因?yàn)樗w積小且體積小，事實(shí)上，我得到了更好的 ~40-50m 范圍。

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我直接在焊盤上焊接電線

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SMD 版本的唯一缺點(diǎn)是焊盤很小，因此您需要使用分線板或?qū)㈦娋€直接焊接到板上。

• 新像素 LED

這次我選擇了 Neopixels，因?yàn)榈谝?，你可以在小尺寸中獲得 RGB，第二，它有內(nèi)置的微控制器，所以你不需要外部驅(qū)動(dòng)電路，這樣可以節(jié)省空間。我為這個(gè)項(xiàng)目制作了定制 PCB。

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• 電源

我使用 1000 mAh Lipo 為所有設(shè)備供電。Pololu 升壓轉(zhuǎn)換器將 Lipo的3.7v 升壓至 Arduino 和 Neopixel PCB 的 5v。nRF 芯片使用 3.3v 進(jìn)行操作，由降壓轉(zhuǎn)換器供電，降壓轉(zhuǎn)換器從升壓器獲取 5v 并提供 3.3v。升壓器可以將電壓從 ~1v 提高到 5v，這樣您就可以充分利用電池的能量。

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整個(gè)電路運(yùn)行時(shí)的電流消耗約為800 mAh。當(dāng)斷電時(shí)，它會(huì)達(dá)到約 20 mAh，這仍然很多，這是因?yàn)榧词?Neopixels 關(guān)閉，它們也有 1mA 的靜態(tài)電流消耗，所以這是 12 mAh + 其他組件，如升壓/降壓轉(zhuǎn)換器。您還可以添加一個(gè) MOSFET 來打開/關(guān)閉 Neopixels。

nRF 有一個(gè)睡眠模式，當(dāng)進(jìn)入該模式時(shí)，它僅消耗 900nA，但這取決于軟件實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槿绻闶褂?IRQ 檢查數(shù)據(jù)可用性，你不能讓芯片進(jìn)入睡眠狀態(tài)，待機(jī)電流約為 15mAh。我們將進(jìn)入軟件部分的優(yōu)化/節(jié)能部分。

集會(huì)

對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，我使用了圣誕/派對(duì)裝飾塑料心形盒。它結(jié)構(gòu)緊湊，適合手掌大小，但也有足夠的空間容納其中的所有電路。我使用的盒子尺寸為 80x75x50mm。

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• 我使用切割成心形模板的泡沫芯板來固定組件。該板很容易切穿，并且具有承受大量重量而不會(huì)彎曲的強(qiáng)度。

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在泡沫芯的底部，我粘上了 Lipo，然后粘上了 nRF 芯片。降壓轉(zhuǎn)換器粘在 Lipo 附近，使 3.3v 系統(tǒng)與 5v 導(dǎo)軌分開。

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是的，我知道它看起來不太好，但我必須盡可能地利用每一個(gè)空間。

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在頂部，Arduino 和 5v 助推器彼此粘得很近，我直接將 neopixel PCB 粘在上面。我把所有東西都塞進(jìn)了盒子的底部，以便盡可能地保持 PCB 和蓋子之間的自由空間，讓光線均勻傳播。

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我將容器的底座分為兩部分：nRF 芯片 + Lipo 電池 + 底部的降壓轉(zhuǎn)換器和頂部的 Arduino + 升壓轉(zhuǎn)換器 + Neopixel PCB。

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這使 nRF 芯片與其他組件保持分離，以免阻塞其天線影響其范圍。

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1 / 2 ? LED 心的背面

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為了更多地漫射光線，我用白色噴漆噴涂了它們。這是他們以前的樣子。正如您在透明蓋子上看到的那樣，光線根本不會(huì)擴(kuò)散。

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1 / 2 ?無噴霧，透明蓋

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軟件

對(duì)于 nRF 芯片，我使用了最新的RF24庫，對(duì)于 Neopixels，我使用了FastLED 。

為了在兩顆心之間進(jìn)行交流，我制作了一顆心 Tx 和另一顆 Rx。nRF 的好處在于，它具有自動(dòng)確認(rèn)功能，因此您無需連續(xù)更改 Tx<-->Rx 模式，芯片會(huì)自動(dòng)為您完成。autoACK 可用于雙向通信。此外，它還提供 IRQ 來中斷 MCU 以檢查數(shù)據(jù)。

模塊之間有多種通信方式。您可以每 N 秒輪詢一次以檢查數(shù)據(jù)是否可用或使用 IRQ 將 MCU 從睡眠中喚醒。

輪詢時(shí)，可以讓nRF休眠N秒，讓MCU喚醒。但是當(dāng)使用 IRQ 時(shí)，你需要讓 nRF 芯片保持待機(jī)狀態(tài)，這會(huì)連續(xù)消耗 ~15 mAh。

第三種方式是讓MCU和nRF都進(jìn)入休眠狀態(tài)，讓W(xué)atchdog Timer中斷MCU進(jìn)入休眠狀態(tài)。這種方式在功耗方面最有效，但建立連接需要更多時(shí)間，因?yàn)槟枰瑫r(shí)啟動(dòng)和運(yùn)行兩個(gè)模塊。看門狗定時(shí)器的偽代碼為：

發(fā)送端：

	1) Transmit for N seconds
	2) if we recieve ACK
			then blink LEDs for N seconds
	3) put MCU and NRF in sleep
	4) Watchdog timer would wake up MCU after N seconds
	5) goto 1

接收方：

	1) Either poll every N seconds or use IRQs to get data
	2) if we receive packet:
		send ACK back
		Blink LEDs for N seconds
	4) If not using IRQs
		put both MCU and NRF to sleep
		Watchdog timer would wake up MCU after N seconds
        5) If using IRQs
                set Interrupt
                put MCU to sleep
                read data

您可以在代碼部分找到輪詢和看門狗中斷示例。

就是這樣。_ 感謝閱讀，情人節(jié)快樂！_ _

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1 / 2 ?最終結(jié)果

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