Pumpkin Pi Digital Decoration Controller: 5 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Kamusta mga tao, hayaan mong ipakilala ko kayo sa Pumpkin Pi. Maglagay lamang ito ay isang I / O controller para sa Raspberry Pi na may labindalawang programmable output, ngunit may isang maliit na hocus-pocus (o Python code sa iyo at sa akin) ito ay nagiging isang digital control controller na nag-aalok ng dalawang mga output ng video na may audio, at pag-iilaw Ang FX ay naka-sync sa video.

Ang BackgroundLast Halloween Nagpasya akong lumikha ng isang pagpapakita ng window na may temang Witching, na natuklasan kamakailan ang Mga Digital na dekorasyon ng AtmosFX nadama kong inspirasyon na mahusay na gamitin ang mga ito at isama ang mga ito sa aking display.

Kailangan ko ng isang paraan ng pag-play pabalik ng dalawang mga playlist ng video na halili sa dalawang magkakaibang pagpapakita (isang TV at isang projector) nang hindi sinasadyang magkakapatong ang mga video. Nais ko ring isama ang ilaw ng FX upang idagdag sa mga atmospherics.

Dagdag pa tungkol sa Controller Tulad ng inspirasyon ng isang proyekto sa Halloween naramdaman ko ang pangalang Pumpkin Pi na napakaangkop. Ito ay inilaan upang gawin ang mga sumusunod:

• Kontrolin ang hanggang sa 12x indibidwal na LEDs (o 4x RGB strips) sa pamamagitan ng 12x programmable output
• Magpapatakbo sa 12v sa pamamagitan ng sarili nitong panlabas na supply ng kuryente
• 3x quad NPN transistor arrays upang suportahan ang 1 Amp output kasalukuyang bawat koneksyon
• Isama ang pagpipilian ng PIR / paggalaw ng sensor ng paggalaw ng pag-playback at mga pagkilos
• Pag-playback ng video at Audio gamit ang mga kakayahan sa video ng Raspberry Pi
• Dalawang mga video ang maaaring i-play nang sabay-sabay o halili salamat sa parehong Pis na nai-link sa pamamagitan ng kanilang mga GPIO upang ma-trigger ang mga nai-program na pagkilos at maiwasan ang hindi nais na video na magkakasama
• I-sync ang pag-iilaw ng FX sa pag-playback ng video
• Mga built-in na LED upang ipahiwatig ang katayuan ng indibidwal na output

Alternatibong Paggamit Maaari mo ring gamitin ang Pumpkin Pi bilang isang breakout board na may isang solong Raspberry Pi at mayroon pa ring 12x programmable output upang makontrol ang mga LED, motor, relay atbp.

Tandaan: Nais mong makita kung paano ko ginamit ang Pumpkin Pi sa aking display sa Halloween? Suriin ang aking Witching Hour Halloween Display Instructable.

Hakbang 1: Mga Bagay na Kakailanganin Mo

Upang muling likhain ang Pumpkin Pi kakailanganin mo ang mga sumusunod na tool at bahagi:

Mga kasangkapan

• Panghinang
• Multi-meter
• Mga pamutol ng wire
• Screwdriver (Gumamit ako ng isang maliit na flat-talim kasama ang aking mga bloke ng terminal)
• Mga drill at drill-bits (Gumamit ako ng 0.7mm at 1.0mm carbide bits)
• PCB Etching Kit

Mga Bahagi

• 1x Copper PCB Board (102mm X 70mm tinatayang)
• 14x 1kΩ Mga Resistor
• 2x 10kΩ Mga Resistor
• 1x 4k7Ω Resistor
• 1x Capacitor (Opsyonal)
• 1x Red 5mm LED at isang angkop na kasalukuyang nililimitahan ang risistor
• 12x Yellow 5mm LEDs na may integrated resistor para sa 12v supply
• 3x ULN2074B Quad NPN Darlington Pair Transistor Arrays
• 3x 16-Way IC Socket
• 1x DC Jack
• 1x 2-Way Header
• 2x 40-Pin 2x20 Lalaki Header
• 7x 3-Way 5mm Vertical PCB Mount Screw Terminal Block
• 1x PIR Sensor (Opsyonal)

Ang Raspberry Pi

Kakailanganin mo rin ang isang Raspberry Pi (o dalawa) sa lahat ng kinakailangan upang magamit ang Pi. Kasama rito ang Pi power supply, MicroSD card at ang Raspbian software. Para sa pinakamahusay na pagganap ng video ay inirerekumenda ko ang Raspberry Pi 3.

Para sa pag-playback ng video gagamitin namin ang OMXPlayer gamit ang OMXPlayer-Wrapper (ngunit higit pa dito mamaya!).

Tandaan: Ipinapalagay ng Instructable na ito na mayroon kang ilang karanasan o kaalaman sa pagtatrabaho sa Elektronika, Paghinang, PCB katha at ang Raspberry Pi. Kung sinusubukan mo ang alinman sa mga kasanayang ito sa unang pagkakataon inirerekumenda kong suriin mo ang ilan sa mga sumusunod na mapagkukunan:

• Elektronikong Klase. May kasamang gabay sa Pagsisimula at sumasaklaw sa mga bagay tulad ng paghihinang at pangunahing mga bahagi.
• Maaaring Makatuturo ang Paggawa ng PCB ng ASCAS. Sinasaklaw ang toner transfer technique na ginamit dito.
• Kung nais mong pumunta pa sa Circuit Boards, suriin ang Class ng Disenyo ng Circuit Board.
• Raspberry Pi Class. Alamin ang tungkol sa Raspberry Pi, alamin kung paano mag-set up at kung paano ito gamitin.

Hakbang 2: Ang Elektronika

Paglikha ng Circuit

Ang unang bagay na kakailanganin mong gawin ay lumikha ng iyong circuit. Ang pinakamadaling paraan upang muling maisagawa ito ay ang paggawa ng PCB gamit ang paraan ng paglipat ng toner na may kalakip na naka-print na circuit PDF. Kung hindi mo pa nasubukan ito bago ito ay mas madali kaysa sa maaari mong isipin, at kakailanganin mo lamang ng ilang mga item upang makapagsimula. Palagi kong inirerekumenda ang DIY Customized Circuit Board (PCB Making) na maituturo ng ASCAS.

Tandaan: Isinama ko rin ang file ng disenyo ng PCB na nilikha ko gamit ang DesignSpark.

Kakailanganin mo ang isang bakal na panghinang at ilang mga pangunahing kasanayan sa paghihinang upang tipunin ang lahat sa PCB, maraming mga Instructable sa paghihinang kung bago ka pa dito, mayroong isang mahusay na Instructables Electronics Class din!

Kung ang proseso ng paggawa ng PCB ay hindi para sa iyo pagkatapos ay maaari mo ring likhain itong muli sa strip (vero) board o sa isang breadboard (Na-breadboard ko ang aking prototype, tulad ng ipinakita sa imahe sa itaas). Sa aking prototype ginamit ko ang mga indibidwal na NPN darlington na pares ng transistors na taliwas sa mga transistor array sa isang I. C. (integrated circuit).

Paano ito gumagana

Karaniwan ito ay isang breakout board para sa Pi na nag-uugnay sa labindalawa ng mga pin ng GPIO ng Pi sa NPN darlington pares na transistors (sa anyo ng tatlong mga transistor array). Kapag mataas ang nauugnay na output ng Pi, pinalilipat nito ang transistor upang makumpleto ang circuit.

Mayroon ding dalawang iba pang mga pin ng GPIO na 'naka-link' sa dalawang Pis nang magkasama sa pamamagitan ng mga resistors na pull-down na kumikilos bilang mga pag-trigger (higit pa sa hakbang na 'Programming the Pi' mamaya).

Paano ito Pinapagana

Ang Pumpkin Pi ay pinalakas mula sa sarili nitong panlabas na 12v power supply. Sa paggamit ng mga transistors na pinili ko ito ay may kakayahang hanggang sa 1.75 Amp kasalukuyang bawat output (o 1 Amp sa kasong ito dahil sa aking pinili ng mga terminal ng tornilyo). Ang Pis ay pinapatakbo sa pamamagitan ng kanilang sariling mga power supply ng Pi, ang Pumpkin Pi ay naglalagay ng napakaliit na pangangailangan sa mga kakayahan ng kapangyarihan ng Pi dahil ginagamit lamang ito upang ilipat ang mga transistor. Kasama sa circuit ang pagpipilian ng isang smoothing capacitor, ngunit hindi ito mahalaga. Gumamit ako ng isang 2200uF na na-rate sa 16v (na kung saan ay labis na labis, ngunit kailangan kong ibigay sa kanila).

Mga tagapagpahiwatig na LED at Resistor

Mayroong labindalawang dilaw na LED tagapagpahiwatig ng output at isang pulang katayuan ng LED na LED. Siguraduhing gamitin ang tamang kasalukuyang paglilimita sa LED sa iyong pulang katayuan na LED, ang minahan ay may pasulong na boltahe na 3.2v at isang pasulong na kasalukuyang 20mA, kaya pumili ako ng 470Ω risistor (batay sa kasalukuyang kasalukuyang 12v na input). Kung hindi ka sigurado kung paano pipiliin ang tamang risistor para sa iyong LED, suriin ang wizard ng calculator na ito.

Maaaring napansin mo na walang resistors sa circuit para sa bawat isa sa labindalawang dilaw na tagapagpahiwatig na LED. Tulad ng nais kong makatipid ng puwang sa PCB gumawa ako ng pagpipilian sa disenyo na gumamit ng mga LED na may pinagsamang resistors para sa supply ng 12v.

Motion Trigger (PIR Sensor) at Override

Kasama sa circuit ang pagpipilian ng isang paggalaw ng paggalaw. Gumagamit ito ng isang pull-up risistor, kaya't tuwing ang alarm pin (na may label na AL sa PCB) ay bumababa nag-uudyok ito ng isang aksyon. Magagamit ito kung nais mo ang iyong digital na pag-playback ng dekorasyon upang ma-aktibo ang paggalaw.

Kasama rin sa circuit ang isang pag-override ng pag-trigger. Kapag ang override ay nasa isang saradong estado ay tinali nito ang input sa ground, na pinapayagan kang manu-manong ma-trigger ang pagkilos. Gamitin ang header na override ng dalawang-pin na may switch o isang 'jumper'.

Hakbang 3: Pag-set up ng Raspberry Pi

Pag-install ng Raspbian

Upang simulang i-set up ang Raspberry Pi kailangan mong ihanda ang iyong MicroSD card na may imahe na Raspbian. I-download ang pinakabagong imahe dito (Ang Raspbian Stretch ang pinakabagong bersyon sa oras ng pagsulat).

Handa na ang iyong MicroSD card, ipasok ito sa Pi at i-power up. Marahil ay gugustuhin mo ang isang TV, keyboard at mouse na konektado sa puntong ito. Bilang default ang Pi ay dapat na mag-boot sa GUI desktop OS, inirerekumenda kong itakda mo ang tamang petsa at time zone sa iyong Pi at baka makakonekta sa iyong WiFi.

Sa puntong ito, madalas kong tiyakin na ang pagkakakonekta ng SSH ay pinagana upang ma-access ko ang Pi terminal sa network sa pamamagitan ng PuTTy, pagkatapos ay itinakda ko ang Pi upang mag-boot sa CLI (command-line interface) bilang default sa halip na ang GUI desktop, ngunit ito ikaw ang bahala.

Tandaan: Ipinapalagay ng Instructable na ito na pamilyar ka na sa Raspberry Pi, kung hindi maaari mong sundin ang opisyal na gabay ng Raspberry Pi para sa pag-install ng mga imahe ng operating system sa iyong kapaligiran dito: Windows, MacOS, Linux.

Tip: Kung ganap kang bago sa Raspberry Pi Inirerekumenda ko na tingnan mo ang Class na ito ng Mga Instructable.

Kapag natapos na ang iyong Pi at tumatakbo kasama ang Raspbian at kumpleto na ang pangunahing pag-set up, handa ka na itong gumana bilang isang manlalaro ng Digital Decoration na sumusuporta sa pag-playback ng Audio at Video. Tandaan na kung gumagamit ka ng dalawang Raspberry Pi's para sa pag-andar ng dalawahang pag-playback, kakailanganin mong ulitin ang lahat ng mga hakbang na ito sa pangalawang Pi.

OMXPlayer-Wrapper para sa Python

Upang i-play ang aming mga video sa Digital Decoration gagamitin namin ang OMXPlayer. Sinusuportahan nito ang mga video na may mataas na resolusyon (kasama ang HD) sa isang bilang ng mga karaniwang format ng video. Kahit na ang OMXPlayer ay kasama sa Raspbian 'out-of-the-box', upang gawing maganda ang paglalaro sa mga pasadyang script ng Python na lilikha namin kakailanganin mong i-install ang OMXPlayer-Wrapper.

Bago i-install ang pambalot inirerekumenda kong i-update ang mga pakete ng system. Patakbuhin ang mga sumusunod na utos mula sa isang terminal ng CLI (ang Pi ay dapat na konektado sa internet upang gumana ito):

I-update ang listahan ng package ng system:

sudo apt-get update

I-upgrade ang lahat ng iyong naka-install na mga pakete sa pinakabagong mga bersyon:

sudo apt-get dist-upgrade

Linisin ang puwang na ginamit upang mag-download ng mga package sa pag-update:

sudo apt-malinis

Susunod na gugustuhin mong i-download ang OMXPlayer-Wrapper mismo. Upang gawin ito patakbuhin ang sumusunod na utos, muli mula sa isang terminal ng CLI na may koneksyon sa Pi sa internet:

I-install ang OMXPlayer-Wrapper:

sudo python3 -m pip install omxplayer-wrapper

Para sa karagdagang impormasyon sa omxplayer-wrapper suriin ang mga dokumento dito.

Tip: Kung nakatagpo ka ng mga error sa koneksyon ng DBUS kapag sinusubukang maglaro ng mga video gamit ang OMXPlayer-Wrapper, subukang i-install ang python3-dbus gamit ang sumusunod na utos:

sudo apt-get install python3-dbus

Iba Pang Mga Setting at Tweaks

Default na Output ng Audio

Sinusuportahan ng Raspberry Pi ang audio playback sa pamamagitan ng HDMI o 3.5mm jack. Gayunpaman kung nakita ng Pi na sinusuportahan ng nakakonektang HDMI na aparato ang audio magto-default ito sa HDMI device. Kung tulad ng sa akin mayroon kang isang audio kaya na aparato na HDMI ngunit nais mo ang iyong audio output na default sa 3.5mm jack sa halip, maaari mo itong pilitin na gawin ito sa pamamagitan ng pagdaragdag ng sumusunod na linya sa config.txt file sa Pi:

hdmi_ignore_edid_audio = 1

Itakda ang Output ng Console sa Blangko

Kung hindi mo nais na ipakita ang output ng video ng Pi sa console screen pagkatapos ng pag-boot up maaari mong itakda ang console sa blangko sa pamamagitan ng pagdaragdag ng sumusunod sa dulo ng /boot/cmdline.txt file sa Pi. Tandaan na iyon ay isang parameter ng utos ng kernel at dapat nasa isang solong linya ng teksto:

consoleblank = 0