第1步:逆向工程
我們有兩個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。可悲的是,我沒有數據表來獲取這些值。
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,我們可以看到一個非常簡單的電路。有趣的部分是LED串引腳,我們看到一個穩壓器(3個引腳組件),一個電阻器(上面有100個黑色盒子)和LED串引腳。仔細觀察(電路設計),我們看到穩壓器輸出連接到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,這是不容易的。
我們現在知道如何驅動LED串。讓我們構建我們的設備。
第2步:材料和工具
以下是構建設備所需的內容:
- 一些螺絲刀拆卸的東西,我喜歡那種套件
- 一些LED燈串,如果你想重現設備
- 一個ESP8266,它將是大腦我們的設備
- 面包板和一些電線,我們將使用它們來構建原型
- 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
如果您想創建永久性產品電路,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,您會發現一個可用于對您自己的東西進行逆向工程的萬用表,注意不要使用超過30V DC來操作連接到主設備或甚至設備的設備
- 切割器對切割電線和元件引線非常有用
- 一些原型板
- 一些堅固的電線
開始時可能看起來很多但你會為你可能擁有的任何其他項目建立一些股票。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,您需要幾個小時來構建所有內容(如果您只是按照本教程,則需要更少時間) )。
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GPIO引腳驅動超過12mA的電流。要解決這個限制,需要某種可由微控制器控制的開關。最常見的開關是繼電器和晶體管。繼電器肯定會工作,但會更笨重,更昂貴,并且大多數時候你會想要使用晶體管來驅動繼電器。
我們將為這兩種器件使用晶體管。要使用類似開關的晶體管,我們必須通過其基極驅動電流。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Arduino和一個晶體管來了解事物的運作方式。我創建了一個可以調整的基本模擬。如果你想了解更多關于Tinkercad的信息,你可以按照這個驚人的教程:如何使用Tinkercad來測試和實現你的硬件。
你可以看到,當GPIO輸出為時,晶體管就像一個閉合開關一樣工作。當GPIO輸出為低電平時,它就像一個開路開關一樣。您也可以使用電阻值。與LED串聯的電阻將限制流過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,則不會為LED驅動足夠的電流,并且燈會變暗。
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的電阻來構建電路。不要猶豫,閱讀晶體管數據表以尋找晶體管增益。
現在讓我們構建一個原型。
步驟4:構建電路原型
我們將需要準備LED串線。首先讓我們切斷前半部分以分離電池座。然后剝去電線,我用一個接線盒將LED燈串連接到面包板上。我們還需要ESP8266,我使用D1迷你克隆,兩個電阻和一個晶體管。
我為晶體管選擇了p2222a,但你可以選擇任何NPN晶體管。您只需要根據晶體管數據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。基座由GPIO5或D1驅動。
保留電池座,因為它可用于其他項目甚至為新創建的設備供電。
按照有關如何在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,您現在可以享受閃爍的LED燈串。
如果電路不能正常工作,請嘗試根據需要更換LED線將陽極連接到LED電阻器。我總是將電線反轉。..
使用萬用表檢查連接和電壓降。當輸出高時,您應該在D1和地之間看到3.3V。您還應該看到LED燈串之間的電壓為3V。
閃爍的LED燈串是好的,但我們如何使用智能手機控制LED燈串?
您需要在智能手機上安裝Blynk應用程序。
安裝應用程序后,創建一個新項目。 Blynk將向您發送一封電子郵件,其中包含您的ESP8266計劃所需的令牌(一系列十六進制字符)。創建一個充當開關的按鈕。按鈕應驅動ESP8266的GPIO5或D1引腳。您現在可以播放您的項目。請注意,應用程序會告訴您設備處于脫機狀態。
您可以稍后編輯項目以添加將控制燈光的計時器。
步驟6:使用你的智能手機驅動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。轉到“工具”菜單,單擊“管理庫”,搜索“Blynk”,然后安裝最新版本。
您現在可以打開一個示例,為您設置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。
您現在可以將代碼上傳到ESP8266。上傳代碼后,請等待幾秒鐘以確保您的設備通過WiFi連接到您的互聯網路由器,然后您就可以使用您創建的Blynk按鈕來控制燈光。
您現在擁有了物聯網設備!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建永久性電路和機箱,請繼續閱讀。
步驟7:創建永久電路(獎金)
是時候創建永久電路了。您可以觀看此視頻以了解有關焊接的信息。我使用標準原型板和ESP8266的一些頭。這樣,如果我想將微控制器重新用于另一個項目,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看起來像面包板的原型板;您將能夠重復使用您的面包板連接。
我的第一臺設備犯了兩個錯誤。我沒有使用LED燈串的接線端子。..。..我倒線了。您可以標記負極或正極導線,但建議使用端子排。第二個錯誤是我使用3.3V來驅動LED燈串,從而產生更暗的光。如果像我一樣,你犯了錯誤,不用擔心,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!
現在您已經擁有了永久性電路,現在是時候構建它的機箱了。
步驟8:構建機柜(獎金)
我在Tinkercad上發布了一個sparkfun教程,為我構建一個機箱設備。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。這對我來說實際上是第一次,我已經犯了兩個你可以在照片上看到的錯誤。我的第一個外殼沒有USB插頭所需的空間,并且沒有對齊孔。然后,我設計了一個更合適的新版本,也可以支持蓋子。您可以節省一些時間和一些錢,只打印機箱所需的部分以測試電路的適應性。
您現在有兩個可以使用Blynk控制的物聯網設備。天空是極限。您可以通過控制燈的存在探測器完全擴展項目,使用定時器在一定時間后關閉燈,或者甚至使用LED燈串作為通知系統;例如,當你收到一封電子郵件時,它們會閃爍。
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