Arduino WiFi ქსელი (სენსორები და აქტივატორები) - ფერის სენსორი: 4 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

რამდენჯერ გაქვთ თქვენს აპლიკაციებში რაიმე სენსორი ან რაიმე გამაქტიურებელი თქვენგან შორს? რამდენად კომფორტული იქნებოდა მხოლოდ ერთი სამაგისტრო მოწყობილობის გამოყენება თქვენს კომპიუტერთან ახლოს wi-fi ქსელის საშუალებით დაკავშირებული სხვადასხვა მონა მოწყობილობების მართვისთვის?

ამ პროექტში ჩვენ ვნახავთ, თუ როგორ ხდება Wi-Fi ქსელის კონფიგურაცია, რომელიც შედგება სამაგისტრო მოდულისა და კიდევ ერთი მონა მოწყობილობისაგან. თითოეულ მოწყობილობას მართავს Arduino Nano და NRF24L01 უკაბელო მოდული. საბოლოოდ, პროექტის მიზანშეწონილობის საჩვენებლად ჩვენ ვქმნით მარტივ ქსელს, სადაც მონა მოდულს შეუძლია აღმოაჩინოს ფერი და გადასცეს მისი RGB მოდელი სამაგისტრო მოდულში.

ნაბიჯი 1: კომუნიკაციის პროტოკოლი

ამ პროექტის ძირითადი იდეა არის ქსელის შექმნა, რომელიც შედგება სენსორული მოდულებისა და გამაქტიურებელი მოდულებისაგან, რომელსაც ამოძრავებს სამაგისტრო მოდული, რომელიც მონათან ურთიერთობს wi-fi კავშირის საშუალებით.

სამაგისტრო მოდული უკავშირდება კომპიუტერს სერიული კომუნიკაციის საშუალებით და ის გთავაზობთ მცირე ინტერფეისს, რომელიც მომხმარებელს საშუალებას აძლევს მოძებნოს დაკავშირებული მოწყობილობები, მიიღოს თითოეული მოწყობილობის შესაძლო ოპერაციების სია და იმოქმედოს მათზე. სამაგისტრო მოდულს არ სჭირდება აპრიორი, რომ იცოდეს რამდენი და რა სახის მოწყობილობაა დაკავშირებული ქსელთან, მაგრამ მას ყოველთვის შეუძლია მოწყობილობების სკანირება და პოვნა და მათგან ინფორმაციის მიღება მათი კონფიგურაციის ან მახასიათებლების სახით. მომხმარებელს, ყოველ ჯერზე, შეუძლია დაამატოს ან ამოიღოს მოდულები ქსელიდან და სჭირდება მხოლოდ ქსელის ახალი სკანირება ახალ მოწყობილობებთან კომუნიკაციის დასაწყებად.

ამ პროექტში ჩვენ ვაჩვენებთ ქსელის უბრალო მაგალითს, რომელიც შედგება სამაგისტრო მოდულისა და ორი მონასგან, პირველი არის "Led მოდული", უფრო სწორად მარტივი მოდული, რომელსაც შეუძლია ჩართოს led (წითელი ან მწვანე), გამორთვა ეს ხელმძღვანელობს ან აგზავნის ინფორმაციას მათი სტატუსის შესახებ ოსტატს. მეორე არის "სენსორული ფერის მოდული", რომელსაც ფერადი სენსორის გამოყენებით (TCS3200) შეუძლია გამოავლინოს ფერი და დააბრუნოს მისი RGB მოდელი, თუ ის მიიღებს მომხმარებლის ბრძანებას (ღილაკის საშუალებით) ან მასტერის მოთხოვნას. მოდული. შეჯამებით, თითოეულ პროექტში გამოყენებული მოწყობილობა შედგება უკაბელო მოდულისგან (NRF24L01) და არდუინო ნანოდან, რომელიც მართავს უკაბელო მოდულს და სხვა მარტივ ოპერაციებს. მიუხედავად იმისა, რომ "Led მოდული" შეიცავს ორ დამატებით led- ს და "Sensor Color Module" შეიცავს ფერის სენსორს და ღილაკს.

ნაბიჯი 2: სამაგისტრო მოდული

ყველაზე მნიშვნელოვანი მოდული არის "სამაგისტრო მოდული", როგორც ითქვა, მცირე ინტუიციური ინტერფეისის გამოყენებით, ის მართავს კომუნიკაციას ქსელთან დაკავშირებულ მომხმარებელსა და მონა მოდულებს შორის.

სამაგისტრო მოდულის აპარატურა მარტივია და იგი შედგება რამდენიმე კომპონენტისგან, კერძოდ არის Arduino Nano, რომელიც მართავს სერიულ კომუნიკაციას კომპიუტერთან და მომხმარებელთან და სხვა მოწყობილობებთან კომუნიკაციას. ეს უკანასკნელი შექმნილია NRF24L01 უკაბელო მოდულის საშუალებით, რომელიც დაკავშირებულია Arduino დაფასთან SPI კომუნიკაციის გამოყენებით. დაბოლოს, არსებობს ორი წინადადება, რომელიც მომხმარებელს აძლევს ვიზუალურ უკუკავშირს მოდულის მიერ შემოსული ან გამომავალი მონაცემების შესახებ.

სამაგისტრო მოდულის ელექტრონულ დაფას აქვს შედარებით მცირე ზომა, დაახლოებით 65x30x25 მმ, ასე რომ ის ადვილად შეიძლება ჩასვათ პატარა ყუთში. აქ არის ყუთის stl ფაილები (ზედა და ქვედა ნაწილი).

ნაბიჯი 3: Led მოდული

"Led მოდული" ათავსებს Arduino Nano- ს NRF24L01 მოდულს და ოთხ led- ს. Arduino და NRF24L01 მოდული გამოიყენება სამაგისტრო მოდულთან კომუნიკაციის სამართავად, ხოლო ორი led გამოიყენება მომხმარებლისთვის ვიზუალური კავშირის მისაღებად და შემავალი მონაცემების შესახებ, ხოლო დანარჩენი ორი led გამოიყენება ნორმალური ოპერაციებისთვის.

ამ მოდულის მთავარი ამოცანაა აჩვენოს მუშაობს თუ არა ქსელი, რაც მომხმარებელს საშუალებას აძლევს ჩართოს ორი LED- დან ერთი, გამორთოს ისინი ან მიიღოს მათი ამჟამინდელი სტატუსი. კერძოდ, ეს მოდული არის კონცეფციის ერთგვარი მტკიცებულება, უფრო სწორად ჩვენ გადავწყვიტეთ გამოვიყენოთ იგი იმის საჩვენებლად, თუ როგორ არის შესაძლებელი აქტივატორებთან ურთიერთქმედება და სხვადასხვა ფერის LED- ების გამოყენებით შესაძლებელია ფერადი მოდულის მუშაობის შემოწმება.

ნაბიჯი 4: ფერის სენსორის მოდული

ეს უკანასკნელი მოდული მეორის მიმართ ცოტა უფრო რთულია, ფაქტობრივად, იგი შეიცავს სხვათა ერთნაირ აპარატურას (Arduino Nano, NRF24L01 მოდული და ორი ვიზუალური უკუკავშირის LED) და სხვა აპარატურა, რათა აღმოაჩინოს ფერი და მართოს ბატარეა.

ფერის გამოსავლენად და მისი RGB მოდელის დასაბრუნებლად, ჩვენ გადავწყვიტეთ გამოვიყენოთ TCS3200 სენსორი, ეს არის მცირე და დაბალი ღირებულების სენსორი, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება ამ სახის პროგრამებში. იგი შედგება ფოტოდიოდური მასივისა და მიმდინარე სიხშირის გადამყვანისგან. მასივი შეიცავს 64 ფოტოდიოდს, 16 -ს აქვს წითელი ფილტრი, 16 მწვანე ფილტრს, 16 -ს აქვს ლურჯი და ბოლო 16 ნათელია ფილტრების გარეშე. იმავე ფერის ყველა ფოტოდიოდი დაკავშირებულია პარალელურად და თითოეული ჯგუფი შეიძლება გააქტიურდეს ორი სპეციალური ქინძისთავით (S2 და S3). მიმდინარე სიხშირის გადამყვანი აბრუნებს კვადრატულ ტალღას 50% -იანი ციკლით და სიხშირით პირდაპირ პროპორციული სინათლის ინტენსივობით. სრულმასშტაბიანი გამომავალი სიხშირე შეიძლება შეიცვალოს სამი წინასწარ განსაზღვრული მნიშვნელობით ერთი ორი საკონტროლო შეყვანის ქინძისთავის საშუალებით (S0 და S1).

მოდული იკვებება პატარა, ორუჯრედიანი Li-Po ბატარეით (7.4V) და მას მართავს Arduino. კერძოდ, ორი უჯრედიდან ერთი უკავშირდება ამ უჯრედის ანალოგურ შეყვანას და ეს საშუალებას აძლევს არდუინოს წაიკითხოს უჯრედის სიმძლავრის მნიშვნელობა. როდესაც უჯრედის სიმძლავრის დონე ეცემა გარკვეულ მნიშვნელობას, ბატარეის შესანარჩუნებლად, Arduino ჩართავს led- ს, რომელიც აფრთხილებს მომხმარებელს გამორთოს მოწყობილობა. მოწყობილობის ჩართვის ან გამორთვისთვის არის გადამრთველი, რომელიც აკავშირებს ბატარეის პოზიტიურ პინს Arduino დაფის Vin პინთან ან კონექტორთან, რომელიც შემდგომში მომხმარებელმა შეიძლება გამოიყენოს ბატარეის დასატენად.

რაც შეეხება სამაგისტრო მოდულს, სენსორის ფერის მოდულს აქვს მცირე ზომა (40x85x30) და ის ჩასმულია 3D დაბეჭდილ ყუთში.