Arduino WiFi ցանց (սենսորներ և գործարկիչներ) - գույնի տվիչ ՝ 4 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Ձեր դիմումների մեջ քանի՞ անգամ ունեք ձեզանից հեռու ինչ -որ սենսոր կամ ինչ -որ շարժիչ: Որքա՞ն կարող է հարմար լինել ձեր համակարգչի մոտ ընդամենը մեկ հիմնական սարք օգտագործել ՝ Wi-Fi ցանցի միջոցով միացված տարբեր ստրուկ սարքեր կառավարելու համար:

Այս նախագծում մենք կտեսնենք, թե ինչպես կարգավորել wi-fi ցանցը, որը կազմված է հիմնական մոդուլից և մեկ այլ ստրուկ սարքերից: Յուրաքանչյուր սարք կառաջնորդվի Arduino Nano- ով և NRF24L01 անլար մոդուլով: Ի վերջո, ծրագրի իրագործելիությունը ցույց տալու համար մենք ստեղծում ենք մի պարզ ցանց, որտեղ ստրուկ մոդուլը կարող է հայտնաբերել գույնը և փոխանցել իր RGB մոդելը հիմնական մոդուլին:

Քայլ 1. Հաղորդակցության արձանագրություն

Այս նախագծի հիմքում ընկած է սենսորային մոդուլներից և շարժիչային մոդուլներից կազմված ցանցի ստեղծումը, որը վարում է վարպետ մոդուլը, որը ստրուկի հետ շփվում է wi-fi կապի միջոցով:

Գլխավոր մոդուլը համակարգչին միացված է սերիական հաղորդակցության միջոցով և այն առաջարկում է փոքր ինտերֆեյս, որը թույլ է տալիս օգտվողին որոնել միացված սարքերը, ստանալ յուրաքանչյուր սարքի հնարավոր գործողությունների ցանկը և գործել դրանց վրա: Այսպիսով, հիմնական մոդուլին պետք չէ, a priori, իմանալ, թե քանի և ինչ տեսակի սարքեր են միացված ցանցին, բայց այն միշտ ի վիճակի է սկանավորել և գտնել սարքերը և դրանցից ստանալ տեղեկատվություն `որպես դրանց կազմաձևեր կամ դրանց բնութագրիչներ: Օգտագործողը, ամեն անգամ, կարող է ավելացնել կամ հեռացնել մոդուլները ցանցից և նոր սարքերի հետ հաղորդակցվելու համար անհրաժեշտ է միայն ցանցի նոր սկանավորում:

Այս նախագծում մենք ցույց ենք տալիս ցանցի մի պարզ օրինակ, որը կազմված է հիմնական մոդուլից և երկու ստրուկներից, առաջինը «Led մոդուլ» է, ավելի ճիշտ պարզ մոդուլ, որը կարող է միացնել լուսադիոդ (կարմիր կամ կանաչ), անջատել դրանք տանում են կամ իրենց կարգավիճակի մասին տեղեկություններ են ուղարկում վարպետին: Երկրորդը «Սենսորային գույնի մոդուլ» է, որը, օգտագործելով գույնի տվիչը (TCS3200), ունակ է հայտնաբերել գույնը և վերադարձնել իր RGB մոդելը, եթե օգտվողի կողմից հրաման ստանա (կոճակի միջոցով) կամ վարպետի խնդրանքով: Մոդուլ. Ամփոփելով ՝ այս նախագծում օգտագործվող յուրաքանչյուր սարք բաղկացած է անլար մոդուլից (NRF24L01) և Arduino Nano- ից, որը կառավարում է անլար մոդուլը և մյուս պարզ գործողությունները: Մինչդեռ «Led Module» - ը պարունակում է երկու լրացուցիչ լուսարձակներ, իսկ «Sensor Color Module» - ը ՝ գունային տվիչ և կոճակ:

Քայլ 2: Վարպետ մոդուլ

Ամենակարևոր մոդուլը «Վարպետ մոդուլն» է, ինչպես ասվեց, օգտագործելով փոքր ինտուիտիվ ինտերֆեյս, այն կառավարում է ցանցին միացված օգտագործողի և ստրուկի մոդուլների միջև հաղորդակցությունը:

Գլխավոր մոդուլի սարքավորումները պարզ են և կազմված են մի քանի բաղադրիչներից, մասնավորապես ՝ Arduino Nano- ն, որը ղեկավարում է համակարգչի և օգտվողի հետ սերիական հաղորդակցությունը և մյուս սարքերի հետ հաղորդակցությունը: Այս վերջինը ստեղծվում է NRF24L01 անլար մոդուլի կողմից, որը միացված է Arduino տախտակին ՝ օգտագործելով SPI հաղորդակցություն: Վերջապես, կան երկու առաջարկներ, որոնք օգտագործողին տալիս են տեսողական արձագանք `մոդուլով մուտքի կամ ելքի տվյալների վերաբերյալ:

Գլխավոր մոդուլի էլեկտրոնային տախտակն ունի համեմատաբար փոքր չափս ՝ մոտ 65x30x25 մմ, ուստի այն կարելի է հեշտությամբ տեղադրել փոքր տուփի մեջ: Ահա տուփի stl ֆայլերը (վերևի և ներքևի մաս):

Քայլ 3: Led մոդուլ

«Led մոդուլը» տեղադրում է Arduino Nano- ին NRF24L01 մոդուլը և չորս լուսարձակներ: Arduino- ն և NRF24L01 մոդուլը օգտագործվում են հիմնական մոդուլի հետ հաղորդակցությունը կառավարելու համար, իսկ led- ներից երկուսը `օգտագործողին մուտքային և ելքային տվյալների վերաբերյալ տեսողական արձագանք տալու համար, իսկ մյուս երկու լուսարձակները` սովորական գործողությունների համար:

Այս մոդուլի հիմնական խնդիրն է ցույց տալ, թե արդյոք ցանցը աշխատում է, ինչը թույլ է տալիս օգտվողին միացնել երկու լեդերից մեկը, անջատել դրանք կամ ստանալ իրենց ընթացիկ կարգավիճակը: Մասնավորապես, այս մոդուլը հայեցակարգի մի տեսակ ապացույց է, ավելի ճիշտ ՝ մենք որոշեցինք օգտագործել այն ՝ ցույց տալու համար, թե ինչպես է հնարավոր փոխազդել շարժիչների հետ, իսկ տարբեր գույնի լեդերի միջոցով հնարավոր է ստուգել գունային մոդուլի աշխատանքը:

Քայլ 4: Գույնի տվիչների մոդուլ

Այս վերջին մոդուլը մյուսի համեմատ մի փոքր ավելի բարդ է, իրականում այն պարունակում է մյուսների նույն սարքավորումները (Arduino Nano, NRF24L01 մոդուլ և երկու տեսողական հետադարձ լուսարձակներ) և այլ սարքավորումներ `գույնը հայտնաբերելու և մարտկոցը կառավարելու համար:

Գույնը հայտնաբերելու և դրա RGB մոդելը վերադարձնելու համար մենք որոշում ենք օգտագործել TCS3200 սենսորը, սա փոքր և էժան ցուցիչ է, որը սովորաբար օգտագործվում է այս տեսակի ծրագրերում: Այն կազմված է ֆոտոդիոդ զանգվածից և ընթացիկ հաճախականության փոխարկիչից: Theանգվածը պարունակում է 64 ֆոտոդիոդ, 16 -ը ՝ կարմիր, 16 -ը ՝ կանաչ, 16 -ը ՝ կապույտ, իսկ վերջին 16 -ը ՝ պարզ, առանց զտիչների: Նույն գույնի բոլոր ֆոտոդիոդները միացված են զուգահեռաբար և յուրաքանչյուր խումբ կարող է ակտիվացվել երկու հատուկ կապում (S2 և S3): Ընթացիկ հաճախականության փոխարկիչը վերադարձնում է քառակուսի ալիք `50% աշխատանքային ցիկլով և հաճախականությամբ` ուղիղ համեմատական լույսի ինտենսիվությանը: Լայնածավալ ելքային հաճախականությունը կարող է չափվել երեք նախադրված արժեքներից մեկով `երկու հսկիչ մուտքային կապում (S0 և S1):

Մոդուլը սնուցվում է փոքր, երկու բջջային Li-Po մարտկոցով (7.4V), և այն կառավարվում է Arduino- ի կողմից: Մասնավորապես, երկու բջիջներից մեկը միացված է այս անալոգային մուտքին, և դա թույլ է տալիս Arduino- ին կարդալ բջիջի հզորության արժեքը: Երբ բջջի հզորության մակարդակը իջնում է որոշակի արժեքից, մարտկոցը պահպանելու համար Arduino- ն միացնում է led- ը, որը զգուշացնում է օգտագործողին անջատել սարքը: Սարքը միացնելու կամ անջատելու համար կա անջատիչ, որը մարտկոցի դրական կապը միացնում է Arduino տախտակի Vin քորոցին կամ միակցիչին, որն այնուհետև օգտագործողը կարող է օգտագործել մարտկոցը լիցքավորելու համար:

Ինչ վերաբերում է հիմնական մոդուլին, սենսորային գույնի մոդուլն ունի փոքր չափսեր (40x85x30) և այն տեղադրված էր 3D տպագրված տուփի ներսում: