Një Rrjet WiFi WiFi (Sensorë dhe Aktivizues) - Sensori i Ngjyrës: 4 Hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:22

Sa herë në aplikacionet tuaja keni ndonjë sensor ose ndonjë aktivizues larg jush? Sa mund të jetë komode të përdorni vetëm një pajisje kryesore pranë kompjuterit tuaj për të menaxhuar pajisje të ndryshme skllevër të lidhura përmes një rrjeti wi-fi?

Në këtë projekt ne do të shohim se si të konfigurojmë një rrjet wi-fi, të përbërë nga një modul master dhe një ose më shumë pajisje skllevër. Çdo pajisje do të drejtohet nga një modul pa tel Arduino Nano dhe një NRF24L01. Së fundi për të treguar realizueshmërinë e projektit ne bëjmë një rrjet të thjeshtë ku një modul skllav mund të zbulojë një ngjyrë dhe të transmetojë modelin e tij RGB në modulin kryesor.

Hapi 1: Protokolli i Komunikimit

Ideja themelore prapa këtij projekti është krijimi i një rrjeti të përbërë nga module sensori dhe module të aktivizuesit, të drejtuar nga një modul master i cili komunikon me skllavin përmes një lidhje wi-fi.

Moduli kryesor lidhet me kompjuterin përmes një komunikimi serik dhe ofron një ndërfaqe të vogël e cila i lejon përdoruesit të kërkojë pajisjet e lidhura, të marrë listën e operacioneve të mundshme për secilën pajisje dhe të veprojë mbi to. Pra, moduli kryesor nuk ka nevojë, a priori, të dijë se sa dhe çfarë lloj pajisjesh janë të lidhura në rrjet, por është gjithmonë në gjendje të skanojë dhe gjejë pajisjet dhe të marrë informacione prej tyre si konfigurimet e tyre ose karakteristikat e tyre. Përdoruesi, në çdo kohë, mund të shtojë ose heqë modulet nga rrjeti dhe i duhet vetëm një skanim i ri i rrjetit për të filluar të komunikojë me pajisjet e reja.

Në këtë projekt ne tregojmë një shembull të thjeshtë të rrjetit të përbërë nga një modul kryesor dhe nga dy skllevër, i pari është një "Modul Led", ose më mirë një modul i thjeshtë, i cili mund të ndizet në një led (të kuq ose jeshil), fikur këto drejton ose dërgojnë informacione për statusin e tyre tek masteri. E dyta është një "Sensor Color Module" i cili, duke përdorur sensorin e ngjyrave (TCS3200), është në gjendje të zbulojë një ngjyrë dhe të kthejë modelin e tij RGB nëse merr një komandë nga një përdorues (përmes një butoni) ose një kërkesë nga masteri. duke përmbledhur, çdo pajisje e përdorur në këtë projekt është e përbërë nga një modul pa tel (NRF24L01) dhe një Arduino Nano i cili menaxhon modulin wireless dhe operacionet e tjera të thjeshta. Ndërsa "Moduli Led" përmban dy led shtesë dhe "Moduli i Ngjyrës së Sensorit" përmban sensorin e ngjyrave dhe një buton.

Hapi 2: Moduli Master

Moduli më i rëndësishëm është "Master Moduli" siç u tha, duke përdorur një ndërfaqe të vogël intuitive, ai menaxhon komunikimin midis moduleve të përdoruesit dhe skllevërve të lidhur në rrjet.

Pajisja e modulit master është e thjeshtë dhe përbëhet nga disa përbërës, në veçanti ekziston një Arduino Nano i cili menaxhon komunikimin serik me kompjuterin dhe kështu me përdoruesin, dhe komunikimin me pajisjet e tjera. Ky i fundit është krijuar nga moduli pa tel NRF24L01, i cili është i lidhur me bordin Arduino duke përdorur një komunikim SPI. Së fundi, ka dy udhëzime për t'i dhënë përdoruesit një reagim vizual në lidhje me të dhënat që vijnë ose dalin nga moduli.

Bordi elektronik i modulit kryesor ka një madhësi relativisht të vogël, rreth 65x30x25 mm, kështu që mund të futet lehtësisht në një kuti të vogël. Këtu skedarët stl të kutisë (pjesa e sipërme dhe e poshtme).

Hapi 3: Moduli Led

"Moduli led" monton Arduino Nano modulin NRF24L01 dhe katër led. Moduli Arduino dhe NRF24L01 përdoren për të menaxhuar komunikimin me modulin kryesor, ndërsa dy nga led -et përdoren për t'i dhënë përdoruesit një reagim vizual në lidhje me të dhënat hyrëse dhe dalëse dhe dy ledet e tjera përdoren për operacionet normale.

Detyra kryesore e këtij moduli është të tregojë nëse rrjeti po funksionon, duke i lejuar përdoruesit të ndezë njërën nga dy drejtuesit, t'i fikë ato ose të marrë statusin e tyre aktual. Në veçanti ky modul është një lloj dëshmie e konceptit, ose më mirë vendosëm ta përdorim atë për të treguar se si është e mundur të bashkëveprojmë me aktivizuesit dhe duke përdorur led me ngjyra të ndryshme është e mundur të testojmë funksionimin e modulit të ngjyrave.

Hapi 4: Moduli i Sensorit të Ngjyrës

Ky modul i fundit është pak më i ndërlikuar në lidhje me tjetrin, në fakt, ai përmban të njëjtin harduer të të tjerëve (Arduino Nano, moduli NRF24L01 dhe dy udhëheqëset e feedback -ut vizual) dhe pajisje të tjera për të zbuluar ngjyrën dhe menaxhuar baterinë.

Për të zbuluar një ngjyrë dhe për të kthyer modelin e saj RGB, ne vendosim të përdorim sensorin TCS3200, ky është një sensor i vogël dhe me kosto të ulët që përdoret zakonisht në këtë lloj aplikacioni. Përbëhet nga një grup fotodiode dhe një konvertues i frekuencës aktuale. Grupi përmban 64 fotodioda, 16 kanë filtër të kuq, 16 filtër jeshil, 16 kanë filtrin blu dhe 16 të fundit janë të qarta pa filtra. Të gjitha fotodiodat me të njëjtën ngjyrë janë të lidhura paralelisht dhe secili grup mund të aktivizohet nga dy kunja speciale (S2 dhe S3). Konvertuesi i frekuencës së rrymës kthen një valë katrore me një cikël pune prej 50% dhe frekuencë drejtpërdrejt proporcionale me intensitetin e dritës. Frekuenca e daljes në shkallë të plotë mund të shkallëzohet me një nga tre vlerat e paracaktuara përmes dy kunjave të hyrjes së kontrollit (S0 dhe S1).

Moduli mundësohet nga një bateri e vogël Li-Po me dy qeliza (7.4V), dhe menaxhohet nga Arduino. Në veçanti, njëra nga dy qelizat është e lidhur me një hyrje analoge të kësaj, dhe kjo i lejon Arduino -s të lexojë vlerën e fuqisë së qelizës. Kur niveli i fuqisë së qelizës bie nën një vlerë të caktuar, për të ruajtur baterinë, Arduino ndez një led, i cili paralajmëron përdoruesin të fikë pajisjen. Për të ndezur ose fikur pajisjen, ekziston një ndërprerës që lidh pinin pozitiv të baterisë me pinin Vin të bordit Arduino ose me një lidhës i cili më pas mund të përdoret nga përdoruesi për të ngarkuar baterinë.

Sa i përket modulit kryesor, moduli i ngjyrës së sensorit ka madhësi të vogël (40x85x30) dhe është futur brenda një kutie të printuar 3D.