Raspberry Pi + Arduino Mega projekt
Okos LED
Vezérlőrendszer
Egy teljesen egyedi hardver-szoftver ökoszisztéma, amely valós idejű szenzoradatokat, hangvizualizációt és több mint 20 látványeffektet kezel egy elegáns webes felületről.
🖥 Raspberry Pi
⚙️ Arduino Mega 2560
💡 NeoPixel LED
🌡 Hőmérséklet szenzor
🎵 Hangvizualizáció
Python Flask
Serial UART
WS2812B
I2C LCD
💡
20+
Egyedi LED effekt
5
Csatlakoztatott szenzor
3D
Nyomtatott ház CraftBottal
Rendszer architektúra
Hogyan működik együtt?
A Pi és az Arduino folyamatos soros kommunikációban (UART) dolgozik együtt. A Pi adja a parancsokat, az Arduino hajtja végre őket a valós hardveren.
Raspberry Pi
Python · Flask webszerver
USB · UART · 9600 baud
Arduino Mega
Hardver · Szenzorok kezelése
📡 Szenzorok · Bemenetek
NTC Termisztor
A0 pin
A0 pin
Mikrofon
A1 pin
A1 pin
LDR Fény
A2 pin
A2 pin
💡 Kimenetek · Látvány & Hang
NeoPixel
D6 pin
D6 pin
I2C LCD
0x27
0x27
Buzzer
D8 pin
D8 pin
Komponensek
A projekt hardvere
Minden alkatrész konkrét szerepet tölt be a rendszerben.
Vezérlő · Agy #1
Raspberry Pi
A rendszer „agya” és webszervere. Python Flask alkalmazást futtat, amely böngészőből elérhető felületet biztosít. Soros (UART) kommunikáción keresztül küld parancsokat az Arduinonak, és fogadja a szenzor adatokat.
/dev/serial0 · GPIO UART
Vezérlő · Agy #2
Arduino Mega 2560
A „fizikai munkás”. Közvetlenül hajtja meg a LED gyűrűt, kezeli az LCD-t és a buzzert, illetve folyamatosan olvassa a szenzorokat. A Pi parancsait UART-on veszi, és azonnal végrehajtja őket.
USB Serial · 9600 baud
Kimenet · Látvány
16-os NeoPixel LED Gyűrű
A projekt fő látványeleme. 16 darab WS2812B RGB LED alkot egy gyűrűt, amely egyenként vezérelhető. Ezen fut az összes vizuális effekt: szivárvány, vihar, radar, mátrix és még sok más.
D6 pin · WS2812B · 5V
Kimenet · Kijelző
16×2 I2C LCD Kijelző
Két soros szöveget képes megjeleníteni. A rendszerállapotot, a mért hőmérsékletet, és a webes felületről küldött egyedi üzeneteket (max. 16 karakter) mutatja valós időben.
I2C · 0x27 cím · SDA/SCL
Kimenet · Hang
Passzív Zümmer (Buzzer)
A hang effektek forrása. PWM-vezérléssel különböző hangmagasságú dallamokat tud lejátszani – ez biztosítja az R2D2, a Pac-Man, a Riasztó és a többi effekt dinamikus hangját.
D8 pin · PWM · passzív
Szenzor · Bemenet
NTC Termisztor hőmérő
Folyamatosan méri a szoba hőmérsékletét. Az érték megjelenik az LCD-n és a webes vezérlőpulton is, ahol szín is jelzi az állapotot: kék = hideg, zöld = normál, piros = meleg/forró.
A0 pin · analóg · NTC
Szenzor · Bemenet
Mikrofon / Hangérzékelő
Valós idejű audio bemenetet biztosít. A zenei effektek (VU méter, Pulse, Disco, Center) erre a modulra reagálnak – minél hangosabb a zene, annál intenzívebb a LED vizualizáció.
A1 pin · analóg · MAX4466
Szenzor · Automata
LDR Fényfüggő Ellenállás
Automatán figyeli a szoba fényviszonyait. Ha besötétedik, a rendszer önállóan „éjszakai módba” vált: lecsökkenti a LED fényerejét, hogy ne zavarja a pihenést.
A2 pin · analóg · feszültségosztó
Effekt katalógus
20+ egyedi vizuális effekt
Minden effekt egyedi animációval és hanghatással rendelkezik. Vidd rá az egeret egy effektre az előnézethez!
ZEN
V23 Exkluzív
VIHAR
V23 Exkluzív
RIASZTÓ
V23 Exkluzív
ROBOT
V23 Exkluzív
VU METER
Audio FX
PULSE
Audio FX
CENTER
Audio FX
DISCO
Audio FX
MATRIX
Retro Game
HÓ
Retro Game
TETRIS
Retro Game
PAC-MAN
Retro Game
BOUNCE
Retro Game
CASINO
Retro Game
METEOR
Retro Game
REACTOR
Sci-Fi
NUKE
Sci-Fi
SCANNER
Sci-Fi
RADAR
Sci-Fi
POLICE
Party
TŰZ
Party
STROBE
Party
PARTY
Party
Szoftver réteg
A kód ami összeköti
A rendszer szíve egy Python Flask szerver, amely bármilyen böngészőből elérhető, mobilon is.
Python 3
Fő programozási nyelv
Flask
Webes REST API szerver
PySerial
UART kommunikáció
psutil
Rendszer monitoring
Threading
Párhuzamos folyamatok
OpenSCAD
3D ház tervezés
🌐
Webes vezérlőpult
A Flask szerver bármely eszközről elérhető a helyi hálózaton – okostelefon, tablet, laptop. Böngésző elegendő, nincs szükség app telepítésre. A felület 15 másodpercenként automatikusan frissül és megjeleníti a szenzor adatokat, a Pi CPU/RAM/disk állapotát és az eseménynaplót.
Fizikai megvalósítás
3D nyomtatott ház
CraftBot Plus · OpenSCAD
Az összes hardver-komponens egy egyedi tervezett, 3D nyomtatott „konzol” dobozba van beépítve. A tervet OpenSCAD parametrikus CAD szoftverrel készítettük, a nyomtatás CraftBot Plus nyomtatón készült. Az eredmény egy tiszta, esztétikus ház ami elrejti a kábeleket, de mutatja a LED gyűrűt és az LCD kijelzőt.
NyomtatóCraftBot Plus
Tervező szoftverOpenSCAD
AnyagPLA filament
LED ablakDiffúzor betét · NeoPixel
Alkotók
Készítette
Ez a projekt két alkotó közös munkájának az eredménye.
👨💻
Hardver & Szoftver
Fehér Zsolt Milán
Python szerver, webes felület, Arduino firmware, 3D ház tervezés OpenSCAD-ben.
👨🔧
Hardver & Elektronika
Gujka Dominik
Hardver összekötés, szenzor integráció, elektronikai tervezés és kivitelezés.
Felépítés
Alkatrészek részletesen
Minden komponens leírása – mi az, és miért ezt választottuk a projekthez.
Vezérlő · Egylapos számítógép
Raspberry Pi Zero 2 W
Kis méretű, alacsony fogyasztású Linux számítógép quad-core ARM Cortex-A53 processzorral, beépített Wi-Fi és Bluetooth modullal.
💡 Miért ezt?Elegendő teljesítmény a Python Flask szerver futtatásához, Wi-Fi-n elérhető webes felület – és kis mérete miatt beépíthető a 3D nyomtatott házba.
Mikrovezérlő
Arduino Mega 2560
Nagy teljesítményű AVR mikrovezérlő 54 digitális és 16 analóg I/O lábbal. Valós idejű hardvervezérlésre specializált.
💡 Miért ezt?A Pi nem tud közvetlenül NeoPixelt vezérelni pontos időzítéssel. Az Arduino ezt natívan kezeli, és a sok I/O láb elegendő az összes szenzorhoz.
LED kimenet
NeoPixel LED Gyűrű (16×)
16 darab WS2812B RGB LED egy gyűrűbe rendezve. Minden LED egyenként, egyetlen adatvonalon programozható – tetszőleges szín és fényerő.
💡 Miért ezt?A WS2812B protokoll megbízható, széles library-támogatással rendelkezik. A gyűrű forma egyedi forgó és radar effekteket tesz lehetővé.
Kijelző
16×2 I2C LCD kijelző
Kétsoros, soronként 16 karakteres LCD kijelző I2C-bővítő modullal. Mindössze 4 vezetékkel (VCC, GND, SDA, SCL) csatlakozik.
💡 Miért ezt?Az I2C protokoll miatt csak 2 Arduino lábat foglal el a közvetlen 6–8 helyett, miközben folyamatos visszajelzést ad a rendszer állapotáról.
Hangkimenet
Passzív Piezo Buzzer
Passzív zümmer, amelyet külső PWM jellel kell meghajtani. A frekvencia változtatásával különböző hangmagasságú hangokat és dallamokat lehet lejátszani.
💡 Miért ezt?Az aktív buzzerrel ellentétben a passzív típus tetszőleges hangmagasságot tud megszólaltatni – ezért képes R2D2 dallamokat és Pac-Man jingle-t játszani.
Hőmérséklet szenzor
NTC Termisztor (10kΩ)
Hőmérsékletfüggő ellenállás – melegítésre csökken az ellenállása. Feszültségosztóba kötve az Arduino A0 analóg lábán mérhető.
💡 Miért ezt?Olcsó, egyszerű, nincs szükség speciális library-re. Szoba-hőmérsékletre elegendő pontossággal rendelkezik, direktben köthető az analóg lábra.
Hangszenzor
MAX4466 Mikrofon modul
Elektret mikrofon beépített erősítővel (MAX4466 IC). Állítható erősítéssel analóg feszültség-kimenetet ad az Arduino A1 analóg bemenetére.
💡 Miért ezt?Analóg amplitúdó-értéket ad vissza, amivel a hangerő intenzitása mérhető – ez szükséges a VU méterhez, Pulse és Disco effektekhez.
Fényszenzor
LDR (Fényfüggő ellenállás)
Fotorezisztor – megvilágítás hatására csökken az ellenállása. Feszültségosztóba kötve az Arduino A2 lábán méri a környezeti fényszintet.
💡 Miért ezt?Rendkívül egyszerű és olcsó az automatikus éjszakai módhoz. Nincs szükség extra library-re, az analóg értékből meghatározható a sötétség küszöbértéke.
Összekötő panel
Breadboard (720 pont)
Forrasztás nélküli próbapanel, amelyen az alkatrészek és jumper kábelek egyszerűen csatlakoztathatók. Két tápellátás-sín és egy középső elválasztó csatornával.
💡 Miért ezt?Lehetővé teszi az áramkör gyors, forrasztás nélküli összerakását és módosítását. Prototípus fázisban rugalmasságot biztosít az elrendezés változtatásához.
GPIO térkép
Raspberry Pi Zero 2 W — Lábkiosztás
A 40-pin GPIO fejlécből 3 láb van bekötve a projektben. Vidd az egeret egy pinre a részletekért.
UART TX/RX
GND (Föld)
Nem használt
Pin 6 — GND
Közös föld az Arduinohoz
Pin 8 — GPIO14 (TX)
UART adás → Arduino RX0
Pin 10 — GPIO15 (RX)
UART vétel ← Arduino TX0
Arduino lábkiosztás
Arduino Mega 2560 — Használt lábak
Az Arduino 54 digitális és 16 analóg lábából az alábbiak vannak bekötve a projektben.
Csatlakoztatva
I2C (LCD)
UART (Pi)
Analóg szenzor
Tápellátás
Föld
Összeköttetések
Bekötési táblázat
Pontosan melyik alkatrész melyik lábra csatlakozik.