Беспроводной/USB RGB-контроллер

В ранних статьях был рассмотрен контроллер трех цветного светодиода/линейки… На его основе был построен новый RGB контроллер, управлением которым осуществляется с компьютера по USB или, без проводов, по bluetooth.

Контроллер в работе

Контроллер в работе

Такое управление раскрывает большие возможности по применения такого контроллера: задание приятного светового оттенка с компьютера, цветомузыка, световые шоу, динамическая фоновая подсветка…

Устройство построено на основе UART и поэтому ему всё равно по чему именно будет передаваться сигнал: COM порт или используя виртуальный COM порт на компьютере, а на контролере UART – USB или bluetooth. Т.к. основная часть в обоих схемах будет одинаковая её рассмотрим отдельно, а кирпичики связи, по средствам которых контролер сопрягается с компьютером по отдельности.

Основная схема RGB контроллера

Основная схема RGB контроллера

Всё построено на основе микроконтроллера PIC16F628A. RGB каналы коммутируются ключами IRL2203N, которые управляются логическим уровнем. Напрямую к их выходам можно подключать светодиодные ленты, для подключения отдельного RGB светодиода или 3-х разноцветных диодов понадобятся тока ограничители каждому из каналов, об этом подробнее можно прочитать в соответствующей статье посвящено светодиодам. Так же подключение полупроводниковых светоизлучателей к контроллеру было подробно описано в первой статье. Светодиод LED1 информирует о приятом пакете. Стабилизатор VR1 7805 понижает напряжение до 5В, от которого питается МК. Далее рассмотрим средства связи этого контроллера с компьютером.

Основная часть платы

Основная часть платы

Основная часть содержит следующие детали: микроконтроллер PIC16F628A, кварц на 20МГц с двумя конденсаторами C1 и C2 0805 по 22пкФ. Резистор R1 4,7к 0805, резистор R2 на 470Ом 0805, любой светодиод типоразмера до 0805 с током до 15мА. Стабилизатор 7805 в корпусе SOT-87 и обвязкой в виде двух конденсаторов C3 и C4 по 0,1мкФ 0805 и C5 чип тантал на 10мкФ типоразмера A. Ключи IRL2203N (замена IRL3103, IRL3705N), можно другие со схожими параметрам. Резисторы R3, R4, R5 – 680 Ом, а R6, R7, R8 – 10 кОм. Три клеммника 340-021-12 или два 340-031-12.

USB RGB-контроллер

Всё построено на маленькой микросхеме CP2102 от SiLabs, что это и как с ней работать уже было рассмотрено в соответствующей статье — USB-UART на cp2102. Немного упростив оригинальную схему, убрав обратную связь и гальванически развязав контроллер с компьютером, был получен следующий переходник:

Схема USB-UART

Схема USB-UART

Плата с ним выглядит следующим образом:

Плата USB RGB контроллера (вид со стороны выводных деталей)

Плата USB RGB контроллера (вид со стороны выводных деталей)

В преобразователе USB-UART с гальванической развязкой применены следующие детали: конденсатор C1 0,1 мкФ 0805, C2 чип-тантал типоразмера A на 4,7мкФ. Резистор R1 на 470 Ом, ограничивает ток, протекающий через светодиод LED1. Резистор R2 на 0 Ом 1206 выполняет роль предохранителя. Резисторы R3 и R4 по 4,7 кОм в корпусах 0805 и 1206. Сама микросхема преобразователя в корпусе QFN28 CP2102. Оптопара KP814, можно применить COSMO KP1010, так же, в ущерб гальванической развязке, её можно заменить перемычкой с выхода Tx микросхемы cp2102 на RB2 микроконтроллера, при таком включение надобность в резисторах R3 и R4 отпадает. Разъём mini-USB. И две перемычки, одна из которых выполнена резистором на 0 Ом в корпусе 1206.

Внимание! USB разъём не должен замыкаться с + шиной, которая подходит под ним.

Bluetooth RGB-контроллер

Этот вариант контроллера построен на базе ранее рассмотренного Bluetooth модуля HC-05 . Как и предыдущая схема в этой отсутствует обратная связь с компьютером. Преимущество этого варианта в том, что его можно забросить почти куда угодно и подцепившись к нему с компьютера наслаждаться светопредставлением. Модуль должен быть запрограммирован как Slave со скоростью 9600.

Схема Bluetooth – UART

Схема Bluetooth – UART

Схема такого интерфейса ещё проще: беспроводной модуль, стабилизатор и два делительных резистора.

Плата Bluetooth RGB контроллера (вид со стороны выводных деталей)

Плата Bluetooth RGB контроллера (вид со стороны выводных деталей)

В беспроводном варианте принимающая сторона состоит из следующих деталей: синий зуб HC-05 с прошивкой Linvor v1.5. Стабилизатор на 3,3В 78L33 в корпусе SOT-87 с обвязкой в виде двух конденсаторов в корпусах 0805 на 0,1 и 1 мкФ. Резисторы R1 и R2 на 3,3-4,7 кОм 0805.

Перед началом работы второго варианта, возможно, придётся немного понастраивать «синий зуб», а именно подключить его к компьютеру через UART и произвести следующею настройку. Специально для этого на плате предусмотрена обратная связь с контролером, хоть и не используется в основной схеме. Удалить с платы микроконтроллер, подключить UART преобразователь (USB-UART или COM-UART) к 7 (Tx преобразователя), 8 (Rx), 5 (общий) и 13 (+ питания) выводам микроконтроллера. Подать питание. Произвести диалог, по средством AT команд. Китайские HC-05 с DealExtreme приходят с прошивкой Linvor V1.5 со следующими настройками: Slave 9600 9N1, пароль 1234.

После включения RGB контроллера, с ним нужно установить связь, после чего он будет готов к работе.

Протокол управления

Контроллер управляется по USB или Bluetooth, оба эти средства на компьютере используют виртуальные COM порты, а у микроконтроллера UART. Контроллер настроен следующим образом: скорость 9600, 8N1.

Контроллер принимает команды следующего вида – @xhcсссс , где @ — стартовый байт, x – байт, количество байт в посылке (до 10), h – байт, контрольная сумма (сложены все байты посылки), ссссc – данные.

Список команд контроллера:

  • Rx – установить насыщенность красного, x – байт (принимает значения от 0 до 255)
  • Gx – установить насыщенность зеленого
  • Bx – установить насыщенность синего
  • Mi – выбор режима работы, i – номер эффекта в ASCII коде (доступны 6 эффектов, см ниже)
  • Dx – установка скорости проигрывания спецэффекта, x – байт (принимает значения от 0 до 255, по умолчанию 40)

Модуль умеет проигрывать следующие эффекты:

  • 0 – эффект не выбран, просто горит заданным цветом
  • 1 – плавное переливание одного из базовых цветов
  • 2 – плавное переливание любых цветов
  • 3 – разгорание и гашение любого цвета
  • 4 – разноцветный стробоскоп
  • 5 – смена цветов

Примеры команд:

@06hD8hRяGяBя – установит белый цвет, если выключены световые эффекты
@02h81hM4 – включает стробоскоп

Программа

Для работы с ним была написан специальная программа, которая может задавать цвет и яркость, включать световые эффекты, запрограммированные в контролере, и устроить цветомузыкальное представление, получая звуковой спектр с любого из выходов звуковой карты. Подробнее о ней читайте в соответствующей статье — Al RGB Controller – программа для RGB контроллера, здесь же покажу видео работы контроллера:

Цветомузыка на RGB контроллере

Скачать прошивку от 10.11.2013

Убрано свечение на 0 яркости.

Скачать старую версию прошивки

Скачать печатки

Прошивка обновлена 10.11.2013

45 комментариев »

Alex_EXE | 18.12.2011 | Светотехника | 18 753 просмотров

45 комментариев на « Беспроводной/USB RGB-контроллер»

  1. Serg пишет 14.11.2014 в 20:15 #

    Отлично сделано! Будет ли ли вариант управления с пультика + цветомузыка с микрофона? чтобы обходиться без компьютера

  2. Alex_EXE пишет 15.11.2014 в 02:13 #

    Ближайшее время нет. Нет необходимости и наработок. Пробел восполнить не желаете?

  3. руслан пишет 24.12.2015 в 02:09 #

    Подскажите а можно ли его посекундно запрограммировать? Хочу сделать костюмы для светового шоу

  4. Alex_EXE пишет 27.12.2015 в 00:05 #

    По моему такой функционал в программу не закладывал.
    При большом желании такую прошивку написать можно, но или выйдет немного, или эффекты нужно делать простые, или МК пожирнее взять, или со внешней памятью…

  5. миша пишет 01.01.2017 в 01:22 #

    на схеме с оптопарой я так полагаю ошибка, так как сигнал ведь будет инвертирован…

Комментарии RSS

Оставьте отзыв