Mtandao wa WiFi wa Arduino (Sensorer na Actuators) - Sura ya Rangi: Hatua 4

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Ni mara ngapi katika programu zako unayo sensa au kiakili mbali na wewe? Je! Ni kiasi gani kinachofaa kutumia kifaa kimoja tu karibu na kompyuta yako kudhibiti vifaa tofauti vya watumwa vilivyounganishwa kupitia mtandao wa wa-fi?

Katika mradi huu tutaona jinsi ya kusanidi mtandao wa wi-fi, uliojumuishwa na moduli kuu na kifaa kimoja cha watumwa zaidi. Kila kifaa kitaendeshwa na Arduino Nano na moduli isiyo na waya ya NRF24L01. Mwishowe kuonyesha uwezekano wa mradi tunatengeneza mtandao rahisi ambapo moduli ya watumwa inaweza kugundua rangi na kusambaza mfano wake wa RGB kwa moduli kuu.

Hatua ya 1: Itifaki ya Mawasiliano

Wazo la kimsingi nyuma ya mradi huu ni kuunda mtandao unaoundwa na moduli za sensorer na moduli za actuator, inayoongozwa na moduli kuu ambayo inawasiliana na mtumwa kupitia unganisho la wi-fi.

Moduli kuu imeunganishwa na kompyuta kupitia mawasiliano ya serial na inatoa kiolesura kidogo kinachoruhusu mtumiaji kutafuta vifaa vilivyounganishwa, kupata orodha ya shughuli zinazowezekana kwa kila kifaa na kuzifanyia kazi. Kwa hivyo moduli kuu haiitaji, msingi, kujua, ni ngapi na ni aina gani ya vifaa vimeunganishwa kwenye mtandao lakini kila wakati ina uwezo wa kuchanganua na kupata vifaa na kupokea habari kutoka kwao kama usanidi wao au sifa zao. Mtumiaji, kila wakati, anaweza kuongeza au kuondoa moduli kutoka kwenye mtandao na anahitaji skana mpya tu ya mtandao ili kuanza kuwasiliana na vifaa vipya.

Katika mradi huu tunaonyesha mfano rahisi wa mtandao ulioundwa na moduli kuu na kwa watumwa wawili, ya kwanza ni "Moduli iliyoongozwa", au tuseme moduli rahisi, ambayo inaweza kuwasha kilichoongozwa (nyekundu au kijani), zima hizi zinaongoza au kutuma habari juu ya hali yao kwa bwana. Ya pili ni "Moduli ya Rangi ya Sensor" ambayo, kwa kutumia sensor ya rangi (TCS3200), ina uwezo wa kugundua rangi na kurudisha mfano wake wa RGB ikiwa inapokea amri na mtumiaji (kupitia kitufe) au ombi la bwana Muhtasari, kila kifaa kinachotumiwa katika mradi huu kinaundwa na moduli isiyo na waya (NRF24L01) na Arduino Nano ambayo inasimamia moduli isiyo na waya na shughuli zingine rahisi. Wakati "Moduli iliyoongozwa" ina viongozo viwili vya ziada na "Moduli ya Rangi ya Sura" ina sensa ya rangi na kitufe.

Hatua ya 2: Moduli ya Mwalimu

Moduli muhimu zaidi ni "Moduli ya Mwalimu" kama inavyosemwa, kwa kutumia kiolesura kidogo cha angavu, inasimamia mawasiliano kati ya moduli za watumiaji na watumwa zilizounganishwa kwenye mtandao.

Vifaa vya moduli kuu ni rahisi na imeundwa na vitu vichache, haswa kuna Arduino Nano ambayo inasimamia mawasiliano ya serial na kompyuta na kwa hivyo na mtumiaji, na mawasiliano na vifaa vingine. Hii ya mwisho imeundwa. na moduli isiyo na waya ya NRF24L01, ambayo imeunganishwa na bodi ya Arduino kwa kutumia mawasiliano ya SPI. Mwishowe kuna miongozo miwili kumpa mtumiaji maoni ya kuona kuhusu data inayoingia au inayokuja na moduli.

Bodi ya umeme ya moduli kuu ina saizi ndogo, karibu 65x30x25 mm, kwa hivyo inaweza, kuingizwa kwa urahisi kwenye sanduku dogo. Hapa faili za stl za sanduku (sehemu ya juu na chini).

Hatua ya 3: Moduli iliyoongozwa

"Moduli iliyoongozwa" inapandisha Arduino Nano moduli ya NRF24L01 na viongo vinne. Arduino na moduli ya NRF24L01 hutumiwa kusimamia mawasiliano na moduli kuu, wakati viwambo viwili vinatumiwa kumpa mtumiaji maoni ya kuona juu ya data inayoingia na inayokuja na viongozo viwili vinatumika kwa shughuli za kawaida.

Kazi kubwa ya moduli hii ni kuonyesha ikiwa mtandao unafanya kazi, ikiruhusu mtumiaji kuwasha moja ya viongozi viwili, kuzima au kupata hali yao ya sasa. Hasa moduli hii ni aina ya uthibitisho wa dhana, au tuseme tuliamua kuitumia kuonyesha jinsi inavyowezekana kuingiliana na watendaji na kutumia viunzi na rangi tofauti inawezekana kupima utendaji wa moduli ya rangi.

Hatua ya 4: Moduli ya Sura ya Rangi

Moduli hii ya mwisho ni ngumu zaidi kwa kuheshimu nyingine, kwa kweli, ina vifaa sawa vya zingine (Arduino Nano, moduli ya NRF24L01 na viongozo viwili vya maoni ya kuona) na vifaa vingine kugundua rangi na kudhibiti betri.

Ili kugundua rangi na kurudisha mfano wake wa RGB, tunaamua kutumia sensa ya TCS3200, hii ni sensa ndogo na ya bei ya chini inayotumika sana katika aina hii ya programu. Inaundwa na safu ya photodiode na kibadilishaji cha sasa cha masafa. Safu hiyo ina picha za picha 64, 16 zina chujio nyekundu, vichungi 16 vya kijani kibichi, 16 zina kichungi cha hudhurungi na 16 za mwisho ziko wazi bila vichungi. Picha zote za rangi moja zimeunganishwa kwa usawa na kila kikundi kinaweza kuamilishwa na pini mbili maalum (S2 na S3). Kigeuzi cha sasa cha masafa kinarudi wimbi la mraba na mzunguko wa ushuru wa 50% na masafa sawa sawa na nguvu ya nuru. Mzunguko wa pato kamili unaweza kupunguzwa na moja ya maadili matatu yaliyowekwa mapema kupitia pini mbili za uingizaji wa kudhibiti (S0 na S1).

Moduli inaendeshwa na betri ndogo, mbili ya Li-Po (7.4V), na inasimamiwa na Arduino. Hasa moja ya seli mbili imeunganishwa na pembejeo ya analog ya hii, na hii inaruhusu Arduino kusoma thamani ya nguvu ya seli. Wakati kiwango cha nguvu ya seli iko chini ya thamani fulani, ili kuhifadhi betri, Arduino inawasha mwongozo, ambayo inamuonya mtumiaji kuzima kifaa. Ili kuwasha au kuzima kifaa, kuna swichi inayounganisha pini nzuri ya betri na pini ya Vin ya bodi ya Arduino au kwa kontakt ambayo inaweza kutumiwa na mtumiaji kuchaji betri.

Kwa moduli kuu, moduli ya rangi ya sensa ina saizi ndogo (40x85x30) na iliingizwa ndani ya kisanduku kilichochapishwa cha 3D.