Faro multicolore tesina

Faro RGB Bluetooth

Sommario

Introduzione.................................................................................... 3

Il progetto....................................................................................... 4

Schema a blocchi:................................................................................... 4

1 Standard Bluetooth....................................................................... 5

1.1 Caratteristiche.................................................................................. 5

1.2 Modulazione 2-FSK............................................................................ 6

1.3 Protocollo Bluetooth.......................................................................... 7

1.4 Fasi funzionali Bluetooth:................................................................... 9

2 Microcontrollore........................................................................... 9

2.1 ATMEGA328..................................................................................... 10

2.2 ATMEGA328 Porte Input/Output........................................................ 11

2.3 Modulazione PWM........................................................................... 12

3 Transistor MOSFET...................................................................... 13

4 Progettazione............................................................................. 15

4.1 Applicazione Android:...................................................................... 15

4.2 Ricevitore Bluetooth:........................................................................ 16

4.2 Modulo dimmer............................................................................... 16

4.3 Pannello LED:................................................................................... 17

4.4 Schemi elettrici e layout:................................................................. 18

4.5 Programma microcontrollore:............................................................ 20

Overview – RGB Bluetooth light....................................................... 24

Bibliografia e sitografia:................................................................. 25

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Faro RGB Bluetooth

Introduzione

Ho voluto realizzare questo progetto perché sono stato sempre interessato alle luci impiegate nei concerti e nei teatri e quindi ho costruito un faro multicolore comandato tramite Bluetooth. Ho voluto usare il Bluetooth perché a me piaceva l’idea di poter comandare questo faro tramite un tablet o uno smartphone, e anche perché luci comandate via Bluetooth sono difficili da reperire sul mercato e comunque molto costose. 3

Faro RGB Bluetooth

Il progetto

Il mio progetto consiste in un faro multicolore a LED comandato tramite un’applicazione che sfrutta il Bluetooth del cellulare per inviare le informazioni. Questo faro utilizza il modello di colori RGB, ovvero un sistema di miscelazione additiva di tre colori: Rosso, verde e blu. Figura 1 Miscelazione additiva

Schema a blocchi

• Dimmer LED
• Microcontrollore
• Bluetooth
• Pannello
• Modulo
• Ricevitore

Smartphone: usando un cellulare tramite un’apposita applicazione inviamo al ricevitore Bluetooth posto sul faro le istruzioni.

Ricevitore Bluetooth: riceve le istruzioni inviate dallo smartphone e le invia tramite un’interfaccia seriale asincrona al microcontrollore.

Microcontrollore: legge le istruzioni ricevute sulla porta seriale e in base a queste cambia il duty cycle dell’onda PWM inviata al modulo dimmer.

Modulo dimmer: in base all’onda PWM ricevuta fa variare la corrente che circola nei LED.

Pannello LED: i LED variano l’intensità luminosa 4

Faro RGB Bluetooth

1 Standard Bluetooth

Il Bluetooth è una tecnologia di rete personale senza fili, cioè una tecnologia di debole portata che permette di collegare delle apparecchiature fra loro senza fili. Contrariamente alla tecnologia IrDa (collegamento infrarossi), le apparecchiature Bluetooth non richiedono una linea di visione diretta per comunicare, cosa che rende ancora più flessibile la sua utilizzazione e permette soprattutto una comunicazione da una stanza all’altra, in piccoli spazi.

La tecnologia Bluetooth è stata originariamente messa a punto per Ericsson nel 1994. Nel febbraio 1998 un gruppo di interesse battezzato Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), che riuniva più di 2000 compagnie fra cui Agere, Ericsson, IBM, Intel, Microsoft, Motorola, Nokia e Toshiba, è stato formato per produrre le specifiche Bluetooth 1.0, pubblicate nel luglio del 1999.

L’obiettivo del Bluetooth è di trasmettere dei dati o della voce tra delle periferiche come computer o palmari, che possiedono un circuito radio a basso costo, su un raggio dall’ordine di una dozzina di metri fino ad un po’ meno di un centinaio di metri e con un basso consumo elettrico. La tecnologia Bluetooth è sempre più usata nei telefoni cellulari, per permettere loro di comunicare con dei dispositivi mani-libere come gli auricolari.

Il nome «Bluetooth» (letteralmente «dente blu») fa riferimento al nome del re danese Harald II (910-986), soprannominato Harald II Blåtand («dal dente blu»), al quale si attribuisce l’unificazione della Svezia e della Norvegia nonché l’introduzione del cristianesimo nei paesi scandinavi.

Figura 2 Logo standard Bluetooth

1.1 Caratteristiche 5

Faro RGB Bluetooth

Lo standard Bluetooth opera nella banda libera ISM centrata attorno ai 2.4 GHz. Questa banda è occupata da un elevato numero di emettitori RF, dallo standard Wireless Ethernet (IEEE 802.11b), e dai generatori di rumore come i forni a microonde e le lampade al sodio da strada. Ciò ha reso necessario l’utilizzo di una tecnica di modulazione robusta alle interferenze: si è scelta una 2-FSK e per renderla ancora più immune ai disturbi si usa la tecnica del frequency hopping, che consiste nel variare la frequenza di trasmissione a intervalli regolari in maniera pseudocasuale attraverso un codice prestabilito.

Questo sistema di comunicazione funziona secondo uno schema Time Division Multiplexing (TDM), dove l’unità base è uno slot di durata pari a 625 μs. Quando i dispositivi sono connessi, negli slot pari è abilitato a trasmettere il master, mentre negli slot dispari sono abilitati a rispondere gli slave.