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CyBalls(圣誕擺設(shè))開(kāi)源硬件

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資料介紹

描述

介紹

這個(gè) CyBalls 項(xiàng)目的動(dòng)機(jī)是我們公司的年度活動(dòng)，邀請(qǐng)員工的孩子到我們的辦公室做一些適合年齡的手工藝品，而我總是為 10 歲以上的孩子提供焊接課程。過(guò)去，我們確實(shí)焊接了從電子商店購(gòu)買的基本電子套件，例如閃爍的 LED，例如圣誕樹(shù) PCB 等。

隨著我們的孩子明顯變大，并且大多數(shù)人在過(guò)去幾年已經(jīng)積累了一些焊接經(jīng)驗(yàn)，這次我喜歡做一些更令人興奮的運(yùn)動(dòng)，更復(fù)雜的項(xiàng)目，最后但并非最不重要的事情，這讓我們能夠可能在未來(lái)的一些兒童活動(dòng)中進(jìn)入軟件編程方向。

“CyBalls”項(xiàng)目 - 360° iIlluminated RGB 塑料球

“CyBalls”項(xiàng)目

透明（首選蛋白石）塑料球一般在工藝品店都能買到。這個(gè)想法是將六個(gè) LED 放入內(nèi)部以進(jìn)行 360° 照明。使用微控制器可以實(shí)現(xiàn)一些效果，例如褪色或顏色變化和旋轉(zhuǎn)。

力學(xué)

最關(guān)鍵的問(wèn)題是找出如何在透明塑料球的中心實(shí)現(xiàn) RGB 照明。最后，我決定 3D 打印一個(gè)與 WS2812B LED 條紋尺寸完全匹配的立方體 (60LEDs/m)，即 1.67cm x 1.67cm x 1.67cm。由于該結(jié)構(gòu)的重量仍然很輕，我在里面放了一個(gè)金屬球 (d=15mm)，這樣末端的 LED 立方體或多或少居中。

CyBall 立方體的構(gòu)造和組裝

請(qǐng)注意，兩個(gè) LED 燈條都需要進(jìn)行電氣連接。必須將一根隔離線從第一個(gè)條紋的 Dout 焊接到第二個(gè)條紋的 Din>。此外，GND 和兩個(gè) +5V 焊盤(pán)也必須通過(guò)電線連接。注意不要將 GND 和 +5V 短路！

最后把LED立方體放入透明的，首選蛋白石，塑料球。

成品球（尚未點(diǎn)亮）

正如已經(jīng)提到的電子設(shè)備，尤其是當(dāng)前的軟件，最多可以驅(qū)動(dòng)八個(gè)球。繼續(xù)……現(xiàn)在做更多的球！

電子產(chǎn)品

賽普拉斯的CY8CKIT-142 PSoC 4 BLE 模塊是該項(xiàng)目的核心。PSoC 提供了很多片上外設(shè)，適合這個(gè)項(xiàng)目：

用于驅(qū)動(dòng) WS2812 Neopixel LED 的 GPIO 和 UDB（通用數(shù)字模塊）
低功耗藍(lán)牙 (BLE)，例如通過(guò)智能手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制
計(jì)時(shí)器，例如生成顏色序列
ADC、CapSense、PWM 等未使用（尚未）

因此，該項(xiàng)目的框圖看起來(lái)很簡(jiǎn)單

CyBalls 框圖

這也使完整的設(shè)置變得簡(jiǎn)單明了：

概述硬件設(shè)置

您可以輕松地將電源和 3 線連接手動(dòng)連接到每個(gè)球。

由于該項(xiàng)目打算在兒童活動(dòng)期間運(yùn)行，因此我開(kāi)發(fā)了一些簡(jiǎn)單的 PCB，但這對(duì)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)不是強(qiáng)制性的，但可以為孩子們提供更多的焊接體驗(yàn)。僅供參考，在這里找到 PCB：

可選：'CyBalls' PCB - 很高興擁有但不是必須的

不要混淆，項(xiàng)目不使用按鈕（重置、用戶），但可能 PCB 將用于其他項(xiàng)目。

軟件

與賽普拉斯 PSoC4 微控制器一樣，該軟件是使用 PSoC Creator 開(kāi)發(fā)的。抱歉，我會(huì)/不能在這里提供完整的課程。因此，如果您有專門(mén)的問(wèn)題，尤其是當(dāng)您不熟悉 Cypress IDE 時(shí)，請(qǐng)隨時(shí)與我聯(lián)系。

附上完整的項(xiàng)目，詳細(xì)信息在下面的“開(kāi)發(fā)人員和專家”部分中提供

運(yùn)行與測(cè)試

僅硬件

根據(jù)所選輸出（P3.0 至 P3.7）對(duì) CY8CKIT-142（例如使用 CY8CKIT-042-BLE 基板，或單獨(dú)的賽普拉斯 KitProg 或 MiniProg 編程器）進(jìn)行編程后，光立方將顯示不同的顏色和/或效果。注意：在將燈球連接到另一個(gè)輸出之前，請(qǐng)關(guān)閉電源（拔下 USB 數(shù)據(jù)線）！

智能手機(jī)應(yīng)用程序

不幸的是，目前還沒(méi)有專門(mén)的智能手機(jī)應(yīng)用程序可用。您愿意開(kāi)發(fā)一個(gè)嗎？

在這兩者之間，Cypress 的應(yīng)用程序“CySmart”（Android、Apple）也可用于控制 CyBall。

啟動(dòng)時(shí)，從可見(jiàn)的 BLE 設(shè)備列表中選擇 CyBalls，然后會(huì)顯示可用的服務(wù)。RGB 服務(wù)允許靜態(tài)更改所有連接的 CyBall 的顏色。亮度也可以改變。

賽普拉斯 CySmart 應(yīng)用程序可直接控制 CyBalls

CySmart 可以選擇哪個(gè)輸出在所有輸出通道上可見(jiàn)，而不是將燈球連接到專用輸出（如前所述）：

選擇“未知服務(wù)”，確認(rèn)提示，然后再次選擇“未知服務(wù)”。

通過(guò) Cypress CySmart App 直接寫(xiě)入 BLE 特性

使用 UUID [0003CBB8-0000-1000-8000-00805F9B0131] 輸入從“1”到“8”的十六進(jìn)制值，將向所有硬件輸出輸出專用配色方案。例如，通常在輸出#3 可見(jiàn)的輸出配色方案可以路由到所有八個(gè)輸出。

輸入“0”將禁用此功能，并且原始配色方案在每個(gè)專用硬件輸出上可見(jiàn)。

賽普拉斯 CySmart 應(yīng)用程序更改開(kāi)關(guān)所有輸出（此處為通道 3）

享受具有給定顏色照明效果的 CyBalls。

如果您想編寫(xiě)自己的輕型程序，請(qǐng)繼續(xù)閱讀...（同樣，您可能需要對(duì)賽普拉斯 PSoC4 和 PSoC Creator 有一些基本了解。如果您還不知道此類器件，請(qǐng)查看www.cypress 上的培訓(xùn)材料。 COM第一。）

對(duì)于開(kāi)發(fā)人員和專家

希望您了解 PSoC4 和 PSoC Creator 的基礎(chǔ)知識(shí)，這里將僅提及主要主題，引導(dǎo)您修改項(xiàng)目，主要著重于更改每個(gè) CyBall 的照明程序。

啟動(dòng) PSoC Creator 4.2 或更新版本并打開(kāi)工作區(qū) CyBalls.cywrk。

包括兩個(gè)項(xiàng)目和一個(gè)庫(kù)：

BLE_OTA_FixedStack_Bootloadable 這是主要的 CyBalls 應(yīng)用程序。您可以在此處找到 CyBall0/1/2/3/4/5/6/7.c 文件。每個(gè)都描述了一個(gè)狀態(tài)機(jī)，您可以在其中修改和添加新?tīng)顟B(tài)，如下所述。

用戶應(yīng)用程序位于“Bootloadable”項(xiàng)目中

BLE_OTA_FixedStack_Bootloader這個(gè)項(xiàng)目允許通過(guò)藍(lán)牙更新你的固件。請(qǐng)參閱下面的“通過(guò) BLE OTA（無(wú)線）更新固件”部分。如果您想更改 BLE 設(shè)置，例如更改 BLE 設(shè)備，則只需觸摸此項(xiàng)目。

集成 BLE Bootloader 項(xiàng)目允許 OTA 更新

有關(guān)所用引導(dǎo)加載程序的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱賽普拉斯的應(yīng)用說(shuō)明 BLE_OTA_FixedStack_Bootloadable.pdf 和A??N97060 。

WS281xLib.cylib 感謝 Marc，這個(gè)很棒的 PSoC4 和 PSoC5 庫(kù)可以在頁(yè)面底部找到https://www.ihastings.com/ws2812-leds/ 。它使得通過(guò) PSoC 微控制器驅(qū)動(dòng)智能 WS2812/Neopixel 變得非常容易。您不必觸摸圖書(shū)館。它按原樣完美運(yùn)行。

BLE_OTA_FixedStack_Bootloadable / CyBalls#.c

在 CyBalls#.ca 狀態(tài)機(jī)中運(yùn)行所需的照明，并且需要一些特殊的函數(shù)和變量來(lái)定義您自己的流程：

SetCubeTargetColor (BALL, 0xFF, 0x00, 0x00);定義要在整個(gè)立方體上顯示的下一個(gè)顏色（R，G，B）。給定的示例將變?yōu)榧t色。
SetCubeTargetColor3 (BALL, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFF);定義立方體每 2 個(gè)面（0/5、1/2 和 3/4）要顯示的下一個(gè)顏色。給定的示例將在 0/5 側(cè)顯示紅色，在 1/2 側(cè)顯示綠色，在 3/4 側(cè)顯示藍(lán)色。
u8LedMode [BALL] = Mode_Col2Col6Init ;新模式Mode_Col2Col6Init將啟動(dòng)將顏色更改為給定值（參見(jiàn)上面的SetCubeTargetColor/SetCubeTargetColor6 ）
u8LedMode [BALL] = Mode_DiscoRotateInit ;新模式Mode_DiscoRotateInit會(huì)將顏色從一側(cè)交換/轉(zhuǎn)換到另一側(cè)
i32LedDiscoLoop [BALL] = 30；該值定義了由Mode_DiscoRotateInit 啟動(dòng)的側(cè)轉(zhuǎn)換數(shù)。此外，標(biāo)志定義了方向。
i32LedTimeChange [BALL] = LEDTIME(3000)；由Mode_Col2Col6Init模式使用，它以毫秒為單位定義了達(dá)到新目標(biāo)的時(shí)間。給定的示例將在 3000 毫秒內(nèi)將顏色更改為新目標(biāo)。由Mode_DiscoRotateInit模式使用，它定義以毫秒為單位的時(shí)間將顏色變?yōu)橄乱幻妗?/font>給定的示例將在 3000 毫秒內(nèi)交換側(cè)面顏色。完成時(shí)間取決于i32LedDiscoLoop。總時(shí)間 [ms] = i32LedDiscoLoop X i32LedTimeChange。

HOLD (1000);如果你想凍結(jié)當(dāng)前的光照站，只需要定義時(shí)間，單位ms。

WAITMODE該模式等待直到上一個(gè)給定的命令/模式完成。

通過(guò) KitProg/MiniProg 更新固件

構(gòu)建“BLE_OTA_FixedStack_Bootloadable”后，使用賽普拉斯 KitProg 或 MiniProg 編程器對(duì) CY8CKIT-142 進(jìn)行編程?；蛘撸梢酝ㄟ^(guò)藍(lán)牙 LE 更新固件（見(jiàn)下文）。

通過(guò) BLE OTA（無(wú)線）更新固件

“BLE_OTA_FixedStack_Bootloadable”已經(jīng)包含“BLE_OTA_FixedStack_Bootloader”（參見(jiàn)賽普拉斯的應(yīng)用筆記 BLE_OTA_FixedStack_Bootloadable.pdf 和A??N97060 ）。這意味著 - 如果項(xiàng)目已由 KitProg/MiniProg 編程，則可以使用BLE 加密狗完成新更新。

為了啟動(dòng)引導(dǎo)加載程序，必須再次使用 CySmart 應(yīng)用程序，但這次必須將值 0x99（而不是 0 到 8）寫(xiě)入上述特征 UUID [0003CBB8-0000-1000-8000-00805F9B0131]。