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Questo progetto verte sull’accensione e sullo spegnimento di una lampada e sulla modifica del suo colore attraverso un’applicazione in esecuzione su uno smartphone Android tramite Bluetooth Low Energy (BLE). La lampada è alimentata da una batteria che può essere ricaricata da Analog Discovery Pro (AD Pro) di Digilent.
Il progetto utilizza un LED RGB da 5 mm come lampada, un Pmod BLE per la comunicazione e un Pmod ALS per la misurazione della luce ambientale. Inoltre, per il circuito di controllo vengono utilizzati un Pmod DA1 e un Pmod OD1. Sono necessari anche altri componenti, come un connettore USB, una fonte di alimentazione programmabile, un amplificatore operazionale e un paio di resistori. Per i test e il debug è richiesto il software gratuito WaveForms di Digilent.
Scaricare e testare le librerie
Il primo passo consiste nello scaricare la libreria HAL (Hardware Abstraction Layer) per Analog Discovery Pro. AD Pro è controllato da uno script Python attraverso l’SDK (Software Development Kit) di WaveForms. È possibile scaricare la libreria dal sito web di Digilent. Copiare tutti i file in una nuova cartella a scelta. Tenere presente che non tutte le funzioni all’interno dei moduli sono state testate, quindi potrebbero esserci degli errori. Usare i pacchetti in modo responsabile.
Poi, copiare nella cartella anche il file dwfconstants.py dal percorso di installazione di WaveForms. Questo file contiene tutte le costanti necessarie per ogni strumento di WaveForms. A questo punto, scaricare i file della libreria per i Pmod, che controllano l’hardware. Mettere i file in una nuova cartella.
Ora è il momento di testare le librerie. Gli script di test necessari sono disponibili qui. Metterli nella stessa cartella delle cartelle HAL e Pmod ed eseguirli. Mentre si testa il Pmod BLE, assicurarsi di eseguire l’applicazione BLE Scanner per rilevare l’indirizzo MAC e l’UUID del Pmod BLE.
Annotarli, perché serviranno più avanti.
Progettare l’applicazione per il telefono cellulare
Adesso è necessario creare l’applicazione Android. Con l’aiuto di MIT App Inventor, progettare un’interfaccia utente (UI) trascinando gli elementi UI desiderati sul telefono virtuale. Se si preferisce non fare tutto da soli, è possibile scaricare il file del progetto o l’applicazione finale.
Quando l’UI è pronta, importare l’estensione Bluetooth Low Energy del MIT dal menu Extension di App Inventor. Trascinare il componente BLE sullo schermo del telefono virtuale e per stabilire la connessione usare l’indirizzo MAC e l’UUID annotati in precedenza. In visualizzazione Block, creare la logica degli eventi dell’applicazione. Infine, costruire l’applicazione e installarla sul telefono. Assicurarsi che le impostazioni del telefono consentano l’installazione da fonti sconosciute.
Configurare l’hardware
Per prima cosa, collegare i Pmod all’Analog Discovery Pro. Una volta fatto, collegare i tre canali di uscita del Pmod DA1 agli ingressi invertenti dell’OP484 e il secondo canale del generatore di forme d’onda all’ingresso non invertente per creare le forme d’onda PWM. Poi, collegare le uscite dei comparatori alle restanti porte MOSFET.
A questo punto, testare il PWM: attivare lo strumento Supplies in WaveForms e generare un segnale a dente di sega con un offset di 500 mV e un’ampiezza di 500 mV. Poi usare l’utilità SPI Master nello strumento Protocol per visualizzare la forma d’onda prodotta. Successivamente, inviare le parole di dati per le tensioni desiderate. Infine, costruire il circuito del caricabatterie, che permette di caricare la batteria da AD Pro.
Quando tutto è configurato e funziona come previsto, collegare il LED RGB insieme ai resistori di limitazione della corrente tra il cavo positivo della batteria e i tre restanti MOSFET del Pmod OD1.
Configurare il software
Adesso scaricare il file di programma principale. Contiene tutte le routine necessarie per eseguire il progetto. Quindi, avviare lo script e l’applicazione sul telefono. Una volta che il telefono individua il Pmod BLE, connettersi ad esso e impostare il colore della lampada e la luminosità con i cursori dell’applicazione.
È possibile trovare maggiori informazioni sul progetto e sulle funzionalità implementate nei vari file della libreria qui.
Gli Analog Discovery PRO series sono disponibili presso Farnell, il distributore autorizzato Digilent in Italia.
