Новогодняя лампа-ночник из RGB-светодиодов на плате LaunchPad MSP-EXP430, управляемая ИК-пультом

Давно хотелось сделать что-нибудь для дома на RGB-светодиодах. И решил к празднику сделать "новогодний ночник" под елку, как дополнение к приевшимся гирляндам, тем более, что все необходимое имелось в наличии. 

Ночник по замыслу должен гореть разными цветами, плюс несколько программ мигания. Сделано было 2 штуки, один на снимке. Видео - в конце статьи.

В качестве контроллера выбор пал на плату контроллера LaunchPad MSP-EXP430G2. Во-первых цена - плату можно заказать по цене 4.30$ (и бесплатная доставка курьерской службой FedEx) на сайте компании Texas Instruments. Вот ссылка на страницу заказа - купить.

Во-вторых - среда программирования Energia, очень похожая на IDE Arduino. Для облегчения программирования, также как и в Arduino IDE, среда программирование поставляется с библиотеками, некоторые из которых правда неработоспособны, с чем мне и пришлось столкнуться при написании программы. Тем не менее проект развивается, для поддержки пользователей есть отдельная ветка на форуме TI, посвященная библиотекам для Energia. 

Для управления ночником решил использовать ИК-пульт. 

Полный список деталей:

1. Плата контроллера LaunchPad MSP-EXP430G2 - 1 шт.
2. RGB - светодиод - 6 шт.
3. Резистор 220 Ом - 6 шт
4. Микросхема 74HC595 - 3 шт

Для схемы ИК приемника

1. ИК-приемник TSOP31238 - 1 шт
2. Резистор 100 Ом - 1 шт
3. Конденсатор 10 мкФ 25В - 2 шт.
4. Конденсатор 0.1 мкФ - 2 шт.

Для платы LaunchPad MSP-EXP430G2 необходимо питание 1.8 - 3.6 В, в наличии имелись блоки питания на 5В, поэтому  еще детали для стабилизатора питания на 3.3 В

1. Микросхема APU1206H-33
2. Конденсатор 10 мкФ 25В - 2 шт.

А также плафон для лампы, клей, новогодние украшения.

Если кто будет использовать библиотеку IRremote, учтите, что не работает функция отправки ir-кода, мне был нужен только прием. Схема подключения ИК-приемника представлена на рисунке. Выход данных TSOP подсоединен ко входу P1_3 платы LaunchPad.

Я делал 2 устройства, для одного использовал пульт для контроллера RGB-лент,

Для другого - пульт Marmitek X10 (рис)

Сначала определимся с назначением клавиш пультов для выбора режимов ночника. Для пульта  контроллера RGB-лент достаточно понятно:

(R - R, G - G, B - B, RG - RG, GB - GB, RB - RB, W - WHITE, off - BLACK,   крайние правые 4 (черного цвета) - режимы мигания )

для пульта Marmitek:

(1 - R, 2 - G, 3 - B, 4 - RG, 5 - GB, 6 - RB, 0 - WHITE, 6,7,8 - режимы мигания )

Напишем скетч для "отлова" кодов нажимаемых клавиш пультов (коды выводим в монитор последовательного порта)

#include "Energia.h"
// 
#include IRremote.h
int RECV_PIN = P1_3;
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
IRsend irsend;
decode_results results;
byte_ir_kod;

// коды клавиш для режимов R,G,B,RG,GB.RB,WHITE,BLACK,мигание1,...
const long IR_CODES[12];

void setup()
{
  irrecv.enableIRIn(); // Start the receiver
  attachInterrupt(RECV_PIN,ext_ir_code,FALLING);  
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("start");
}
void loop()
 {
 if(ir_kod>0)
   {
   Serial.print(ir_kod,HEX);
   ir_kod=0;
   }
 }
// получение кода пульта 
void ext_ir_code()
{
  detachInterrupt(RECV_PIN);
  if (irrecv.decode(&results)) {
    ir_kod=lowByte(results.value);
    delay(500);
    irrecv.resume(); // Receive the next value
  }  
  attachInterrupt(RECV_PIN,ext_ir_code,FALLING);
} 

С кодами клавиш определились, заносим их в массив

// x10 marmitek
const long IR_CODES[12]={0x00,0x08,0x04,0x0C,0x02,0x0A,0x09,0x09,0x06,0x0E,0x01,0x03};
или
// для контроллера RGB лент keys24
const long IR_CODES[12]={0xDF,0x9F,0x5F,0xEF,0xAF,0x6F,0x1F,0xBF,0x2F,0x0F,0x37,0x17};

Теперь программа управления свечением RGB-светодиодов.

Экономить выводы LaunchPad для управления 6 RGB-светодиодами будем использовать микросхемы 74HC595 (преобразователь последовательного интерфейса в параллельный), при этом мы можем обойтись 3 выводами контроллера. Используем библиотеку SPI. 

Выводы соединяем следующим образом

И схема

Т.к. все сделано на макетной плате и соединения проводами, используются выводы Q1-Q6 микросхемы 74HC595.

Создадим в программе двумерный массив, с данными для разных режимов (16 - с запасом, может пригодиться под какой-нибудь пульт).

const byte MODES[16][8]={
                      {0x12,1,0x12,2,0x12,3,0x12,1}, // R
                      {0x24,1,0x24,2,0x24,3,0x24,1}, // G
                      {0x48,1,0x48,3,0x48,1,0x48,1}, // B
                      {0x36,1,0x36,2,0x36,3,0x36,1}, // RG
                      {0x6C,1,0x6C,2,0x6C,3,0x6C,1}, // GB
                      {0x5A,1,0x5A,3,0x5A,1,0x5A,1},  // BR
                      {0xFF,1,0xFF,1,0xFF,1,0xFF,1}, // WHITE
                      {0,1,0,2,0,1,0,1}, // BLACK
                      {0x12,5,0x24,5,0x48,5,0x5A,5},  // prg1 r1b1g1y1
                      {0x48,10,0x6C,10,0x48,10,0x6C,10}, // prg2 b3gb1b3gb1
                      {0x48,20,0x22,20,0x12,20,0x12,20},  // prg3
                      {0x12,1,0x12,1,0x12,1,0x12,1}, // prg4
                      {0x48,1,0x22,3,0x12,1,0x12,1},  // prg5
                      {0x12,1,0x12,1,0x12,1,0x12,1}, // prg6
                      {0x48,1,0x22,3,0x12,1,0x12,1},  // prg7
                      {0x12,1,0x12,1,0x12,1,0x12,1} // prg8
                     };
int offset0=0;
int offset1 = 1;           // выбранная программа
int offset2 = 1;           // фрагмент(кадр) программы
int offset3 = 1;           // длительность кадра
int my_channel=1;

Индекс массива - программа свечения, нечетные байты одномерных массивов - последовательные данные(цвет)  отправляемые SPI, четные - длительность в сек. свечения. По прерыванию получаем код с пульта, ищем наличие кода в массиве IR_CODES (процедура ir_code_control()), при наличии выставляем значения переменных 

offset1 - номер режима,

offset2=1, offset3=1 - индекс первых фрагменты последовательностей.

Каждую секунду в цикле loop() вызывается программа process_step(), которая отправляет данные(цвет) по SPI данные в микросхемы 74HC595.

// 74hc595 - ms430
//   12  - P2_0
//   14  - P1_7
//   11  - P1_5
//   10   - +
#include "Energia.h"

#define REG_SELECT  8  // пин, управляющий защёлкой (SS в терминах SPI)

#include IRremote.h
int RECV_PIN = P1_3;
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
IRsend irsend;
decode_results results;

// x10 marmitek
//const long IR_CODES[12]={0x00,0x08,0x04,0x0C,0x02,0x0A,0x09,0x09,0x06,0x0E,0x01,0x03};
// для контроллера RGB лент keys24
const long IR_CODES[12]={0xDF,0x9F,0x5F,0xEF,0xAF,0x6F,0x1F,0xBF,0x2F,0x0F,0x37,0x17};
const byte MODES[16][8]={
                      {0x12,1,0x12,2,0x12,3,0x12,1}, // R
                      {0x24,1,0x24,2,0x24,3,0x24,1}, // G
                      {0x48,1,0x48,3,0x48,1,0x48,1}, // B
                      {0x36,1,0x36,2,0x36,3,0x36,1}, // RG
                      {0x6C,1,0x6C,2,0x6C,3,0x6C,1}, // GB
                      {0x5A,1,0x5A,3,0x5A,1,0x5A,1},  // BR
                      {0xFF,1,0xFF,1,0xFF,1,0xFF,1}, // WHITE
                      {0,1,0,2,0,1,0,1}, // BLACK
                      {0x12,5,0x24,5,0x48,5,0x5A,5},  // prg1 r1b1g1y1
                      {0x48,10,0x6C,10,0x48,10,0x6C,10}, //prg2b3gb1b3gb1
                      {0x48,20,0x22,20,0x12,20,0x12,20},  // prg3
                      {0x12,1,0x12,1,0x12,1,0x12,1}, // prg4
                      {0x48,1,0x22,3,0x12,1,0x12,1},  // prg5
                      {0x12,1,0x12,1,0x12,1,0x12,1}, // prg6
                      {0x48,1,0x22,3,0x12,1,0x12,1},  // prg7
                      {0x12,1,0x12,1,0x12,1,0x12,1} // prg8
                     };
int offset0=0;
int offset1 = 1;           // выбранная программа
int offset2 = 1;           // фрагмент(кадр) прогаммы
int offset3 = 1;           // длительность кадра
int my_channel=1;

void setup()
{
  /* Инициализируем шину SPI. Если используется программная реализация,
   * то вы должны сами настроить пины, по которым будет работать SPI.
   */
  SPI.begin();
  Serial.begin(9600);
  pinMode(REG_SELECT, OUTPUT);
  digitalWrite(REG_SELECT, LOW); // выбор ведомого - нашего регистра
  SPI.transfer(0); // очищаем содержимое регистра
  digitalWrite(REG_SELECT, HIGH);

  irrecv.enableIRIn(); // Start the receiver
  Serial.println("start");
  attachInterrupt(RECV_PIN,ext_ir_code,FALLING);  
}


void loop()
 {
 delay(1000);
 process_step();
 }


void process_step(){
  // получение кода отправки
  offset3=offset3-1;
  if(offset3==0)
    {
    offset2=offset2+1;offset2=offset2%4;
    offset3=MODES[offset1-1][offset2*2+1];
    }  /* Записываем значение в сдвиговый регистр */
  digitalWrite(REG_SELECT, LOW);
  SPI.transfer(255-MODES[offset1-1][offset2*2]);
  SPI.transfer(255-MODES[offset1-1][offset2*2]);
  SPI.transfer(255-MODES[offset1-1][offset2*2]);
  digitalWrite(REG_SELECT, HIGH);
  offset0++;
  if(offset0==8) offset0=0;
}
// получение кода пульта
void ext_ir_code()
{
  detachInterrupt(RECV_PIN);
  if (irrecv.decode(&results)) {
    byte ir_kod=lowByte(results.value);
    // проверка кода
    ir_code_control(ir_kod);
    delay(500);
    irrecv.resume(); // Receive the next value
  }  
  attachInterrupt(RECV_PIN,ext_ir_code,FALLING);
}
// проверка кода
void ir_code_control(byte kod)
{ 
  for(int i=0;i<12;i++)
   {
   if(kod==IR_CODES[i])
     {
     offset1=i+1;
     offset2=1;offset3=1;
     return;}
   }
}

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• MSP430
• RGB-светодиод
• LaunchPad