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電子積木(RGB小夜燈)使用手冊(cè)

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ID:268691 發(fā)表于 2017-12-29 04:25 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
電子積木(RGB小夜燈)使用手冊(cè)

二○一七年十二月
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)機(jī)械與電子信息學(xué)院

1              前言

1.1              RGB小夜燈所使用的模塊簡(jiǎn)介

1.2              RGB小夜燈所使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境

1.3              RGB小夜燈所使用的源碼

2              硬件制作

2.1              STM32_BASE模塊

2.2              WiFi模塊

2.3              SensorHUB模塊

2.4              RGB模塊

2.5              焊接注意事項(xiàng)

3              WIFI模塊固件升級(jí)配置方法

4              Android APP



1        前言
智能燈是一種常見(jiàn)的智能家居設(shè)備,在廣闊市場(chǎng)前景以及低技術(shù)門(mén)檻的驅(qū)動(dòng)下,該產(chǎn)品已經(jīng)被眾多的廠家青睞并開(kāi)發(fā)出了多種大眾化的產(chǎn)品。最典型的一種應(yīng)用場(chǎng)景就是可以使用手機(jī)控制燈光的開(kāi)啟和關(guān)閉、調(diào)節(jié)亮度及顏色甚至與家庭音響系統(tǒng)同步閃爍。
電子積木(RGB小夜燈)通過(guò)使用STM32_BASE模塊結(jié)合WiFi模塊,配合WS2812 RGB燈珠模塊,使用iLight APP可用手機(jī)來(lái)控制的無(wú)線(xiàn)WiFi小彩燈,還原這個(gè)受大眾歡迎的炫彩智能燈的神秘本質(zhì)。
1.1  RGB小夜燈所使用的模塊簡(jiǎn)介

(1)STM32_BASE模塊

  • 主控芯片:STM32103C8T6,板載MCU的基本電路,包括晶振電路,復(fù)位電路,LDO電路,MicroUSB接口;
  • 至少支持2路硬件UART;
  • 預(yù)留8路硬件PWM;
  • 至少支持2路I2C;
  • 至少支持1路硬件SPI;
  • 至少支持4路模擬輸入;
  • 外部中斷8路;
  • STM32電平標(biāo)準(zhǔn)采用3.3V。

(2)WiFi模塊

  • 串口透?jìng)鱁SP8266模塊;
  • 支持UART下載升級(jí)ESP8266模塊固件;
  • UART接口電平標(biāo)準(zhǔn)支持3.3V/5V;
  • 工作電源電壓采用3.3V。

(3)SensorHUB模塊

  • 傳感器集線(xiàn)器模塊,傳感器的接口規(guī)則為:GND、信號(hào)1、信號(hào)2 、VCC或GND、信號(hào)1、NC(空)、VCC;
  • 支持1路RGB、4路I/O、2路AD、2路UART、2路I2C;
  • XH2.54-4pin端子接口;
  • 工作電源電壓采用3.3V。

(4)RGB模塊

  • 采用WS2812集成控制光源;
  • 每個(gè)像素點(diǎn)的RGB可實(shí)現(xiàn)256級(jí)亮度顯示;
  • 系統(tǒng)與LED(IN):系統(tǒng)控制LED需要將SensorHUB端的信號(hào)接到LED的IN底座;
  • LED級(jí)聯(lián)(OUT):前一個(gè)LED的OUT接下一個(gè)LED的IN
  • XH2.54-4pin端子接口;
  • 工作電源電壓采用3.3V。
1.2  RGB小夜燈所使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境

RGB小夜燈所使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境是MDK V4.42 ,MDK是一個(gè)集代碼編輯、編譯、鏈接和下載于一體的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建及其初步使用方法參見(jiàn)文檔《電子積木(STM32_BASE模塊)快速上手指引》。

1.3  RGB小夜燈所使用的源碼

RGB小夜燈參考源碼為STM32-RGB-Single,僅支持點(diǎn)亮單個(gè)RGB燈珠,如果需要支持RGB燈珠級(jí)聯(lián),則需要對(duì)該源碼進(jìn)行稍許修改, 參考源碼為STM32-RGB-Cascade。



2        硬件制作2.1  STM32_BASE模塊

圖 1  STM32_BASE模塊實(shí)物圖

2.2  WiFi模塊

圖 2  WiFi模塊實(shí)物圖

2.3  SensorHUB模塊

圖 3  SensorHUB模塊實(shí)物圖

2.4  RGB模塊

圖 4  RGB模塊實(shí)物圖

2.5  焊接注意事項(xiàng)
(1)焊接方法
  • 右手持電烙鐵。左手用鑷子夾持元件。焊接前,電烙鐵要充分預(yù)熱。烙鐵頭刃面上要吃錫,即帶上一定量焊錫。
  • 將烙鐵頭刃面緊貼在焊點(diǎn)處。電烙鐵與水平面大約成45~60℃角。烙鐵頭在焊點(diǎn)處停留的時(shí)間控制在2~3秒鐘。(焊接時(shí)加熱時(shí)間不宜太長(zhǎng),以免引起焊盤(pán)起翹,損壞焊盤(pán)
  • 抬開(kāi)烙鐵頭。左手仍持元件不動(dòng)。待焊點(diǎn)處的錫冷卻凝固后,才可松開(kāi)左手。
注:貼片電阻電容焊接方法參考《貼片電阻焊接步驟.doc》。
(2)焊接順序(遵循先低后高原則
  • 焊接時(shí),應(yīng)先焊接高度比較低的元器件,最后焊接高的元器件
(3)有正負(fù)極的元器件需注意方向
  • 需要注意方向的器件包括:發(fā)光二極管、二極管、鉭電容等。
(4)嚴(yán)禁帶電拔插電子積木模塊。
(5)上電之前先用萬(wàn)用表檢查各個(gè)模塊是否存在電源正負(fù)短路,檢查不存在短路后再上電。
(6)在焊接插針時(shí),可以按照下圖5方式焊接,方便堆疊起來(lái),注意插針上面的焊錫要盡可能少,否則會(huì)插不進(jìn)去!下圖6右邊幾個(gè)插針上面焊錫明顯較多,可以使用小刀輕輕刮除。

圖 5  電子積木模塊堆疊示意圖

圖 6  電子積木模塊焊錫過(guò)多處理示意圖

3        WiFi模塊固件升級(jí)配置方法

配置軟件工具:ESP FLASH DOWNLOAD TOOL V1.2。

模塊及工具準(zhǔn)備:WiFi模塊、Expansion模塊、USB轉(zhuǎn)串口模塊(USB轉(zhuǎn)串口線(xiàn))、杜邦線(xiàn)。

第一步,PC機(jī)上安裝USB轉(zhuǎn)串口模塊的USB驅(qū)動(dòng),PC機(jī)為Windows系統(tǒng)。WiFi模塊Expansion模塊進(jìn)行堆疊,USB轉(zhuǎn)串口模塊通過(guò)杜邦線(xiàn)接至Expansion模塊UART1接口,USB轉(zhuǎn)串口模塊通過(guò)USB接到PC機(jī)。

第二步打開(kāi)軟件,按下圖方法設(shè)置。串口選擇USB轉(zhuǎn)串口模塊對(duì)應(yīng)的串口。固件選擇ESP8266_Doit_ser2net(v2.4).bin文件下載地址為:0x00000。

第三步,按住WiFi模塊上“K1”按鍵不放,使開(kāi)發(fā)板進(jìn)入到下載模式,進(jìn)入后可松開(kāi)按鍵。然后點(diǎn)擊軟件上“START”按鈕開(kāi)始下載。如果失敗,請(qǐng)重試。

第四步,下載完成后,重新上電,進(jìn)入web頁(yè)面進(jìn)行配置。默認(rèn)發(fā)出的ssid信號(hào)名稱(chēng)為:DoitWiFi_Config,無(wú)加密。使用筆記本或智能手機(jī)連接該ssid。通過(guò)瀏覽器輸入“192.168.4.1”訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)置web頁(yè)面。

第五步,通過(guò)web頁(yè)面完成WiFi參數(shù)設(shè)置:

AP Name:iLight_xx1~ iLight_xxN(可以根據(jù)個(gè)人愛(ài)好命名,但是要求命名不一樣防止同一房間中同時(shí)使用出現(xiàn)干擾)

IP: 192.168.1.100

端口:9000

注:WiFi模塊上LED燈指示含義

  • 按鍵K1按下時(shí),會(huì)快閃,超過(guò)三秒恢復(fù)出廠設(shè)置;
  • 在僅僅AP模式下,上電常亮;
  • AP+STA模式下,上電慢閃;連接手機(jī)成功后,常亮;
  • 當(dāng)串口收到數(shù)據(jù),或者網(wǎng)絡(luò)收到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到串口,LED燈會(huì)快速閃爍。
4        Android APP
APP名字:iLight
(1)采用WiFi通信方式,小夜燈中的WiFi模塊做AP熱點(diǎn),手機(jī)連接該AP熱點(diǎn)后,兩者進(jìn)行數(shù)據(jù)通信;
(2)手機(jī)連接小夜燈AP熱點(diǎn)后通過(guò)IP和端口(注:APP右上角Setting可以修改IP和端口號(hào))連接,隨即進(jìn)入主界面。
以下為APP操作界面:
(3)上方三個(gè)滑動(dòng)按鈕改變R、G、B三色的數(shù)值,數(shù)值范圍為0~255,下方按鈕為小夜燈開(kāi)關(guān)按鈕,APP打開(kāi)時(shí)默認(rèn)發(fā)送R=0,G=0,B=0,即燈為關(guān)閉狀態(tài),點(diǎn)擊打開(kāi)小夜燈后發(fā)送R=254,G=251,B=140點(diǎn)亮為白燈(上方三個(gè)滑動(dòng)按鈕自動(dòng)跳到254),然后使用者可以通過(guò)上方三個(gè)滑動(dòng)按鈕改變顏色。如需關(guān)閉小夜燈,再次點(diǎn)擊開(kāi)關(guān)按鈕即可(上方三個(gè)滑動(dòng)按鈕自動(dòng)跳到0)。

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