„Arduino WiFi“tinklas (jutikliai ir pavaros) - spalvų jutiklis: 4 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Kiek kartų jūsų programose yra koks nors jutiklis ar pavara toli nuo jūsų? Kiek gali būti patogu naudoti tik vieną pagrindinį įrenginį šalia kompiuterio, kad būtų galima valdyti įvairius verginius įrenginius, prijungtus per „Wi-Fi“tinklą?

Šiame projekte pamatysime, kaip sukonfigūruoti „Wi-Fi“tinklą, sudarytą iš pagrindinio modulio ir dar vieno papildomo įrenginio. Kiekvieną įrenginį valdys „Arduino Nano“ir NRF24L01 belaidis modulis. Galiausiai, norėdami parodyti projekto įgyvendinamumą, sukuriame paprastą tinklą, kuriame vergas modulis gali aptikti spalvą ir perduoti savo RGB modelį pagrindiniam moduliui.

1 žingsnis: Ryšio protokolas

Pagrindinė šio projekto idėja yra tinklo, kurį sudaro jutiklių moduliai ir pavaros moduliai, sukūrimas, valdomas pagrindinio modulio, kuris bendrauja su vergu per „Wi-Fi“ryšį.

Pagrindinis modulis yra prijungtas prie kompiuterio per nuoseklųjį ryšį ir siūlo mažą sąsają, leidžiančią vartotojui ieškoti prijungtų įrenginių, gauti galimų kiekvieno įrenginio operacijų sąrašą ir veikti. Taigi pagrindiniam moduliui a priori nereikia žinoti, kiek ir kokių įrenginių prijungta prie tinklo, tačiau jis visada gali nuskaityti ir rasti įrenginius bei gauti iš jų informaciją kaip jų konfigūraciją ar charakteristikas. Vartotojas kiekvieną kartą gali pridėti arba pašalinti modulius iš tinklo ir jam reikia tik naujo tinklo nuskaitymo, kad galėtų pradėti bendrauti su naujais įrenginiais.

Šiame projekte parodome paprastą tinklo pavyzdį, kurį sudaro pagrindinis modulis ir du vergai, pirmasis yra „LED modulis“, tiksliau, paprastas modulis, kuris gali įjungti šviesos diodą (raudoną arba žalią), išjungti šiuos diodus arba siunčia informaciją apie jų būseną kapitonui. Antrasis yra „jutiklio spalvų modulis“, kuris, naudodamas spalvų jutiklį (TCS3200), gali aptikti spalvą ir grąžinti savo RGB modelį, jei gauna vartotojo nurodymą (per mygtuką) arba meistro prašymą Apibendrinant, kiekvieną šiame projekte naudojamą įrenginį sudaro belaidis modulis (NRF24L01) ir „Arduino Nano“, valdantis belaidį modulį ir kitas paprastas operacijas. Nors „Led Module“yra du papildomi šviesos diodai, o „Sensor Color Module“- spalvų jutiklis ir mygtukas.

2 žingsnis: pagrindinis modulis

Svarbiausias modulis yra „pagrindinis modulis“, kaip minėta, naudojant mažą intuityvią sąsają, jis valdo ryšį tarp vartotojo ir vergo modulių, prijungtų prie tinklo.

Pagrindinio modulio aparatinė įranga yra paprasta ir sudaryta iš kelių komponentų, ypač yra „Arduino Nano“, kuris valdo nuoseklųjį ryšį su kompiuteriu ir taip su vartotoju bei ryšį su kitais įrenginiais. Šis paskutinis yra sukurtas belaidžiu moduliu NRF24L01, kuris yra prijungtas prie „Arduino“plokštės naudojant SPI ryšį. Galiausiai yra du indikatoriai, kurie suteikia vartotojui vaizdinį atsiliepimą apie modulio gaunamus ar gaunamus duomenis.

Pagrindinio modulio elektronikos plokštė yra palyginti mažo dydžio, apie 65x30x25 mm, todėl ją galima lengvai įdėti į mažą dėžutę. Čia yra dėžutės stl failai (viršutinė ir apatinė dalys).

3 žingsnis: „Led“modulis

„LED modulis“tvirtina „Arduino Nano“modulį NRF24L01 ir keturis šviesos diodus. „Arduino“ir „NRF24L01“modulis yra naudojami ryšiui su pagrindiniu moduliu valdyti, o du šviesos diodai naudojami vizualiam vartotojo atsiliepimui apie gaunamus ir išeinančius duomenis, o kiti du šviesos diodai naudojami įprastoms operacijoms.

Pagrindinė šio modulio užduotis yra parodyti, ar tinklas veikia, leidžia vartotojui įjungti vieną iš dviejų šviesos diodų, išjungti juos arba gauti dabartinę būseną. Visų pirma šis modulis yra savotiškas koncepcijos įrodymas, tiksliau nusprendėme jį panaudoti parodyti, kaip galima sąveikauti su pavaromis, o naudojant skirtingų spalvų šviesos diodus galima patikrinti spalvų modulio veikimą.

4 žingsnis: spalvų jutiklio modulis

Šis paskutinis modulis yra šiek tiek sudėtingesnis, palyginti su kitu, iš tikrųjų jame yra ta pati aparatinė įranga kaip ir kitų („Arduino Nano“, „NRF24L01“modulis ir du vizualinio grįžtamojo ryšio šviesos diodai) ir kita aparatūra, skirta aptikti spalvą ir valdyti akumuliatorių.

Norėdami aptikti spalvą ir grąžinti jos RGB modelį, nusprendžiame naudoti TCS3200 jutiklį, tai yra mažas ir nebrangus jutiklis, dažniausiai naudojamas tokio tipo programose. Jį sudaro fotodiodų masyvas ir srovės dažnio keitiklis. Masyve yra 64 fotodiodai, 16 turi raudoną filtrą, 16 žalių filtrų, 16 turi mėlyną filtrą, o paskutiniai 16 yra aiškūs be filtrų. Visi tos pačios spalvos fotodiodai yra sujungti lygiagrečiai ir kiekvieną grupę galima suaktyvinti dviem specialiais kaiščiais (S2 ir S3). Srovės dažnio keitiklis grąžina kvadratinę bangą, kurios darbo ciklas yra 50%, o dažnis tiesiogiai proporcingas šviesos intensyvumui. Viso skalės išėjimo dažnį galima pakeisti viena iš trijų iš anksto nustatytų verčių per du valdymo įvesties kaiščius (S0 ir S1).

Modulį maitina maža dviejų elementų Li-Po baterija (7,4 V), o ją valdo „Arduino“. Visų pirma, vienas iš dviejų elementų yra prijungtas prie analoginio įėjimo, o tai leidžia „Arduino“nuskaityti ląstelės galios vertę. Kai elemento galios lygis nukrenta žemiau tam tikros vertės, kad išsaugotų bateriją, „Arduino“įjungia šviesos diodą, kuris įspėja vartotoją išjungti įrenginį. Norėdami įjungti arba išjungti įrenginį, yra jungiklis, jungiantis teigiamą akumuliatoriaus kaištį prie „Arduino“plokštės „Vin“kaiščio arba prie jungties, kurią naudotojas gali naudoti baterijai įkrauti.

Kalbant apie pagrindinį modulį, jutiklio spalvų modulis yra nedidelio dydžio (40x85x30) ir buvo įdėtas į 3D spausdinimo dėžutę.