Arduino WiFi tīkls (sensori un izpildmehānismi) - krāsu sensors: 4 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Cik reizes jūsu lietojumprogrammās ir kāds sensors vai izpildmehānisms tālu no jums? Cik varētu būt ērti izmantot tikai vienu galveno ierīci datora tuvumā, lai pārvaldītu dažādas vergu ierīces, kas savienotas, izmantojot Wi-Fi tīklu?

Šajā projektā mēs redzēsim, kā konfigurēt Wi-Fi tīklu, ko veido galvenais modulis un viena vai vairākas vergu ierīces. Katru ierīci vadīs Arduino Nano un NRF24L01 bezvadu modulis. Visbeidzot, lai parādītu projekta iespējamību, mēs izveidojam vienkāršu tīklu, kurā vergu modulis var noteikt krāsu un pārsūtīt savu RGB modeli galvenajam modulim.

1. darbība. Sakaru protokols

Šī projekta pamatideja ir tīkla izveide, ko veido sensoru moduļi un izpildmehānismi, ko vada galvenais modulis, kas sazinās ar vergu, izmantojot Wi-Fi savienojumu.

Galvenais modulis ir savienots ar datoru, izmantojot seriālo komunikāciju, un tas piedāvā nelielu saskarni, kas ļauj lietotājam meklēt pievienotās ierīces, iegūt katras ierīces iespējamo darbību sarakstu un rīkoties. Tātad galvenajam modulim a priori nav jāzina, cik un kāda veida ierīces ir pievienotas tīklam, bet tas vienmēr spēj skenēt un atrast ierīces un saņemt no tām informāciju kā to konfigurāciju vai īpašības. Lietotājs katru reizi var pievienot vai noņemt moduļus no tīkla, un viņam ir nepieciešama tikai jauna tīkla skenēšana, lai sāktu sazināties ar jaunajām ierīcēm.

Šajā projektā mēs parādām vienkāršu tīkla piemēru, ko veido galvenais modulis un divi vergi, pirmais ir "LED modulis" vai drīzāk vienkāršs modulis, kas var ieslēgt LED (sarkanu vai zaļu), izslēgt šīs gaismas diodes vai nosūta kapteinim informāciju par savu statusu. Otrais ir "sensora krāsu modulis", kas, izmantojot krāsu sensoru (TCS3200), spēj noteikt krāsu un atgriezt savu RGB modeli, ja saņem lietotāja komandu (ar pogu) vai kapteiņa pieprasījumu Apkopojot, katra šajā projektā izmantotā ierīce sastāv no bezvadu moduļa (NRF24L01) un Arduino Nano, kas pārvalda bezvadu moduli un citas vienkāršās darbības. Kamēr "LED modulī" ir divas papildu gaismas diodes, un "Sensora krāsu modulī" ir krāsu sensors un poga.

2. solis: galvenais modulis

Vissvarīgākais modulis ir "galvenais modulis", kā teikts, izmantojot nelielu intuitīvu saskarni, tas pārvalda saziņu starp tīklā savienotajiem lietotāja un vergu moduļiem.

Galvenā moduļa aparatūra ir vienkārša, un to veido daži komponenti, jo īpaši ir Arduino Nano, kas pārvalda seriālo saziņu ar datoru un līdz ar to lietotāju, kā arī saziņu ar citām ierīcēm. Pēdējais ir izveidots ar bezvadu moduli NRF24L01, kas ir savienots ar Arduino plati, izmantojot SPI komunikāciju. Visbeidzot, ir divi indikatori, kas sniedz lietotājam vizuālu atgriezenisko saiti par moduļa ienākošajiem vai izvadāmajiem datiem.

Galvenā moduļa elektronikas plāksnei ir salīdzinoši mazs izmērs, aptuveni 65x30x25 mm, tāpēc to var viegli ievietot nelielā kastē. Šeit ir kastes stl faili (augšējā un apakšējā daļa).

3. solis: LED modulis

"LED modulis" piestiprina Arduino Nano moduli NRF24L01 un četrus gaismas diodes. Arduino un NRF24L01 modulis tiek izmantoti, lai pārvaldītu saziņu ar galveno moduli, savukārt divi no gaismas diodēm tiek izmantoti, lai sniegtu lietotājam vizuālu atgriezenisko saiti par ienākošajiem un izejošajiem datiem, bet pārējie divi gaismas diodes tiek izmantoti parastajām darbībām.

Šī moduļa galvenais uzdevums ir parādīt, vai tīkls darbojas, ļaujot lietotājam ieslēgt vienu no diviem gaismas diodēm, izslēgt tos vai iegūt pašreizējo statusu. Jo īpaši šis modulis ir sava veida koncepcijas pierādījums, vai drīzāk mēs nolēmām to izmantot, lai parādītu, kā ir iespējams mijiedarboties ar izpildmehānismiem, un, izmantojot dažādu krāsu gaismas diodes, ir iespējams pārbaudīt krāsu moduļa darbību.

4. solis: krāsu sensora modulis

Šis pēdējais modulis ir nedaudz sarežģītāks attiecībā pret otru, patiesībā tajā ir tāda pati aparatūra kā citiem (Arduino Nano, NRF24L01 modulis un divi vizuālās atgriezeniskās saites gaismas diodes) un cita aparatūra, lai noteiktu krāsu un pārvaldītu akumulatoru.

Lai noteiktu krāsu un atgrieztu tās RGB modeli, mēs nolemjam izmantot TCS3200 sensoru, tas ir mazs un lēts sensors, ko parasti izmanto šāda veida lietojumos. To veido fotodiodes masīvs un strāvas frekvences pārveidotājs. Masīvā ir 64 fotodiodes, 16 ir sarkans filtrs, 16 zaļš filtrs, 16 ir zils filtrs un pēdējie 16 ir skaidri bez filtriem. Visas vienas krāsas fotodiodes ir savienotas paralēli, un katru grupu var aktivizēt ar divām īpašām tapām (S2 un S3). Strāvas frekvences pārveidotājs atgriež kvadrātveida vilni ar darba ciklu 50% un frekvenci, kas ir tieši proporcionāla gaismas intensitātei. Pilnas skalas izejas frekvenci var mērogot ar vienu no trim iepriekš iestatītajām vērtībām, izmantojot divas vadības ievades tapas (S0 un S1).

Moduli darbina mazs divu šūnu Li-Po akumulators (7,4 V), un to pārvalda Arduino. Jo īpaši viena no divām šūnām ir savienota ar šīs analogo ieeju, un tas ļauj Arduino nolasīt šūnas jaudas vērtību. Kad šūnas jaudas līmenis nokrītas zem noteiktas vērtības, lai saglabātu akumulatoru, Arduino ieslēdz LED, kas brīdina lietotāju izslēgt ierīci. Lai ieslēgtu vai izslēgtu ierīci, ir slēdzis, kas savieno akumulatora pozitīvo tapu ar Arduino plates Vin tapu vai savienotāju, ko lietotājs var izmantot, lai uzlādētu akumulatoru.

Kas attiecas uz galveno moduli, sensora krāsu modulim ir mazs izmērs (40x85x30), un tas tika ievietots 3D drukātā kastē.