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無線LED愛心開源項目

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資料介紹

描述

當兩顆心相遇時，他們開始跳動。兩顆心都需要打開并且在一定范圍內才能閃爍。如果您關閉任何一個心臟或超出范圍，它們將停止閃爍。

我把這個項目分為兩部分：

電子產品
集會
軟件

讓我們開始吧！

電子 產品：

nRF24L01+

nRF24L01+芯片是該項目的關鍵部件。它使用 2.4Ghz 頻段進行通信，還具有 AutoACK、睡眠模式和 IRQ 等功能。此外，它還有一個板載天線，可以節省空間。

我使用芯片的 SMD 版本而不是主模塊，因為它體積小且體積小，事實上，我得到了更好的 ~40-50m 范圍。

我直接在焊盤上焊接電線

SMD 版本的唯一缺點是焊盤很小，因此您需要使用分線板或將電線直接焊接到板上。

新像素 LED

這次我選擇了 Neopixels，因為第一，你可以在小尺寸中獲得 RGB，第二，它有內置的微控制器，所以你不需要外部驅動電路，這樣可以節省空間。我為這個項目制作了定制 PCB。

電源

我使用 1000 mAh Lipo 為所有設備供電。Pololu 升壓轉換器將 Lipo的3.7v 升壓至 Arduino 和 Neopixel PCB 的 5v。nRF 芯片使用 3.3v 進行操作，由降壓轉換器供電，降壓轉換器從升壓器獲取 5v 并提供 3.3v。升壓器可以將電壓從 ~1v 提高到 5v，這樣您就可以充分利用電池的能量。

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整個電路運行時的電流消耗約為800 mAh。當斷電時，它會達到約 20 mAh，這仍然很多，這是因為即使 Neopixels 關閉，它們也有 1mA 的靜態電流消耗，所以這是 12 mAh + 其他組件，如升壓/降壓轉換器。您還可以添加一個 MOSFET 來打開/關閉 Neopixels。

nRF 有一個睡眠模式，當進入該模式時，它僅消耗 900nA，但這取決于軟件實現。因為如果你使用 IRQ 檢查數據可用性，你不能讓芯片進入睡眠狀態，待機電流約為 15mAh。我們將進入軟件部分的優化/節能部分。

集會

對于這個項目，我使用了圣誕/派對裝飾塑料心形盒。它結構緊湊，適合手掌大小，但也有足夠的空間容納其中的所有電路。我使用的盒子尺寸為 80x75x50mm。

我使用切割成心形模板的泡沫芯板來固定組件。該板很容易切穿，并且具有承受大量重量而不會彎曲的強度。

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在泡沫芯的底部，我粘上了 Lipo，然后粘上了 nRF 芯片。降壓轉換器粘在 Lipo 附近，使 3.3v 系統與 5v 導軌分開。

是的，我知道它看起來不太好，但我必須盡可能地利用每一個空間。

在頂部，Arduino 和 5v 助推器彼此粘得很近，我直接將 neopixel PCB 粘在上面。我把所有東西都塞進了盒子的底部，以便盡可能地保持 PCB 和蓋子之間的自由空間，讓光線均勻傳播。

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我將容器的底座分為兩部分：nRF 芯片 + Lipo 電池 + 底部的降壓轉換器和頂部的 Arduino + 升壓轉換器 + Neopixel PCB。

這使 nRF 芯片與其他組件保持分離，以免阻塞其天線影響其范圍。

1 / 2 ? LED 心的背面

為了更多地漫射光線，我用白色噴漆噴涂了它們。這是他們以前的樣子。正如您在透明蓋子上看到的那樣，光線根本不會擴散。

1 / 2 ?無噴霧，透明蓋

軟件

對于 nRF 芯片，我使用了最新的RF24庫，對于 Neopixels，我使用了FastLED 。

為了在兩顆心之間進行交流，我制作了一顆心 Tx 和另一顆 Rx。nRF 的好處在于，它具有自動確認功能，因此您無需連續更改 Tx<-->Rx 模式，芯片會自動為您完成。autoACK 可用于雙向通信。此外，它還提供 IRQ 來中斷 MCU 以檢查數據。

模塊之間有多種通信方式。您可以每 N 秒輪詢一次以檢查數據是否可用或使用 IRQ 將 MCU 從睡眠中喚醒。

輪詢時，可以讓nRF休眠N秒，讓MCU喚醒。但是當使用 IRQ 時，你需要讓 nRF 芯片保持待機狀態，這會連續消耗 ~15 mAh。

第三種方式是讓MCU和nRF都進入休眠狀態，讓Watchdog Timer中斷MCU進入休眠狀態。這種方式在功耗方面最有效，但建立連接需要更多時間，因為您需要同時啟動和運行兩個模塊。看門狗定時器的偽代碼為：

發送端：

	1) Transmit for N seconds
	2) if we recieve ACK
			then blink LEDs for N seconds
	3) put MCU and NRF in sleep
	4) Watchdog timer would wake up MCU after N seconds
	5) goto 1

接收方：

	1) Either poll every N seconds or use IRQs to get data
	2) if we receive packet:
		send ACK back
		Blink LEDs for N seconds
	4) If not using IRQs
		put both MCU and NRF to sleep
		Watchdog timer would wake up MCU after N seconds
        5) If using IRQs
                set Interrupt
                put MCU to sleep
                read data