Arduino WiFi -võrk (andurid ja täiturid) - värviandur: 4 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Mitu korda on teie rakendustes mõni andur või ajam teist kaugel? Kui palju oleks mugav kasutada ainult ühte peaseadet arvuti lähedal, et hallata erinevaid alamseadmeid, mis on ühendatud WiFi-võrgu kaudu?

Selles projektis näeme, kuidas konfigureerida wi-fi-võrku, mis koosneb põhimoodulist ja veel ühest alamseadmest. Iga seadet juhivad Arduino Nano ja traadita moodul NRF24L01. Lõpuks, et näidata projekti teostatavust, loome lihtsa võrgu, kus alamoodul suudab tuvastada värvi ja edastada oma RGB mudeli põhimoodulile.

1. samm: suhtlusprotokoll

Selle projekti põhiidee on andurimoodulitest ja ajamimoodulitest koosneva võrgu loomine, mida juhib põhimoodul, mis suhtleb orjaga Wi-Fi-ühenduse kaudu.

Põhimoodul on arvutiga ühendatud jadakommunikatsiooni kaudu ning see pakub väikest liidest, mis võimaldab kasutajal otsida ühendatud seadmeid, saada iga seadme võimalike toimingute loendi ja neid kasutada. Seega ei pea põhimoodul a priori teadma, kui palju ja milliseid seadmeid võrku on ühendatud, kuid see on alati võimeline seadmeid skannima ja leidma ning neilt teavet saama nende konfiguratsiooni või omadustena. Kasutaja saab igal ajal mooduleid võrgust lisada või eemaldada ja uute seadmetega suhtlemise alustamiseks vajab ta ainult võrgu uut skannimist.

Selles projektis näitame lihtsat näidet võrgust, mis koosneb põhimoodulist ja kahest orjast, esimene neist on "LED -moodul" või pigem lihtne moodul, mis võib LED -i (punane või roheline) sisse lülitada, välja lülitada neid LED -e või saadavad kaptenile teavet nende oleku kohta. Teine on anduri värvimoodul, mis värvisensorit (TCS3200) kasutades suudab tuvastada värvi ja tagastada oma RGB mudeli, kui saab kasutaja käskluse (nupu kaudu) või kapteni taotluse moodul. Kokkuvõttes koosneb iga selles projektis kasutatav seade traadita moodulist (NRF24L01) ja Arduino Nano -st, mis haldab traadita ühenduse moodulit ja muid lihtsaid toiminguid. Kui "LED -moodul" sisaldab kahte täiendavat LED -i ja "Anduri värvimoodul" sisaldab värvisensorit ja nuppu.

2. samm: põhimoodul

Kõige tähtsam moodul on "põhimoodul", nagu öeldud, kasutades väikest intuitiivset liidest, haldab see suhtlust võrguga ühendatud kasutaja- ja alamoodulite vahel.

Põhimooduli riistvara on lihtne ja see koosneb vähestest komponentidest, eriti on olemas Arduino Nano, mis haldab jadaühendust arvutiga ja nii kasutajaga ning suhtlust teiste seadmetega. Viimane on loodud juhtmevaba mooduli NRF24L01 kaudu, mis on SPI -side abil ühendatud Arduino plaadiga. Lõpuks on kaks LED -i, mis annavad kasutajale visuaalse tagasiside mooduli poolt saabuvate või väljastatavate andmete kohta.

Põhimooduli elektroonikaplaat on suhteliselt väikese suurusega, umbes 65x30x25 mm, nii et selle saab hõlpsasti väikesesse kasti sisestada. Siin on kasti stl -failid (ülemine ja alumine osa).

3. samm: LED -moodul

"LED -moodul" kinnitab Arduino Nano mooduli NRF24L01 ja neli LED -i. Arduino ja NRF24L01 moodulit kasutatakse juhtmooduliga suhtlemise haldamiseks, samas kui kahte LED -i kasutatakse kasutajale visuaalse tagasiside andmiseks sissetulevate ja väljuvate andmete kohta ning ülejäänud kahte LED -i kasutatakse tavapäraste toimingute jaoks.

Selle mooduli põhiülesanne on näidata, kas võrk töötab, võimaldades kasutajal ühe kahest valgusdioodist sisse lülitada, välja lülitada või saada oma praeguse oleku. Eelkõige on see moodul omamoodi kontseptsiooni tõestuseks või pigem otsustasime seda kasutada, et näidata, kuidas on võimalik ajamitega suhelda ja erinevate värvidega LED -ide abil on võimalik värvimooduli tööd testida.

4. samm: värvianduri moodul

See viimane moodul on teise suhtes pisut keerulisem, tegelikult sisaldab see sama riistvara kui teised (Arduino Nano, NRF24L01 moodul ja kaks visuaalset tagasisidet) ja muud riistvara värvi tuvastamiseks ja aku haldamiseks.

Värvi tuvastamiseks ja selle RGB mudeli tagastamiseks otsustame kasutada TCS3200 andurit, see on väike ja odav andur, mida tavaliselt kasutatakse sellistes rakendustes. See koosneb fotodioodmassiivist ja voolu-sagedusmuundurist. Massiiv sisaldab 64 fotodioodi, 16 on punase filtriga, 16 rohelise filtriga, 16 sinise filtriga ja viimased 16 on filtrideta. Kõik sama värvi fotodioodid on ühendatud paralleelselt ja iga rühma saab aktiveerida kahe spetsiaalse tihvtiga (S2 ja S3). Voolu-sagedusmuundur tagastab ruutlaine, mille töötsükkel on 50% ja sagedus on otseselt proportsionaalne valguse intensiivsusega. Täisskaala väljundsagedust saab skaleerida ühe kolmest eelseadistatud väärtusest kahe juhtsisendi tihvti (S0 ja S1) kaudu.

Moodulit toidab väike kaheelemendiline Li-Po aku (7,4 V) ja seda haldab Arduino. Eelkõige on üks kahest elemendist ühendatud selle analoogsisendiga ja see võimaldab Arduino'l lugeda elemendi võimsuse väärtust. Kui elemendi võimsuse tase langeb alla teatud väärtuse, lülitab Arduino aku säästmiseks sisse LED -i, mis hoiatab kasutajat seadme välja lülitama. Seadme sisse- või väljalülitamiseks on olemas lüliti, mis ühendab aku positiivse tihvti Arduino plaadi Vin -tihvtiga või pistikuga, mida kasutaja saab seejärel aku laadimiseks kasutada.

Mis puutub põhimoodulisse, siis anduri värvimoodul on väikese suurusega (40x85x30) ja see sisestati 3D -prinditud kasti.