एक Arduino WiFi नेटवर्क (सेंसर और एक्चुएटर्स) - रंग का सेंसर: 4 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

आपके अनुप्रयोगों में कितनी बार आपके पास कोई सेंसर या कोई एक्चुएटर आपसे दूर है? वाई-फाई नेटवर्क के माध्यम से जुड़े विभिन्न दास उपकरणों को प्रबंधित करने के लिए आपके कंप्यूटर के पास सिर्फ एक मास्टर डिवाइस का उपयोग करना कितना आरामदायक हो सकता है?

इस परियोजना में हम देखेंगे कि एक मास्टर मॉड्यूल और एक अन्य दास उपकरणों द्वारा रचित वाई-फाई नेटवर्क को कैसे कॉन्फ़िगर किया जाए। प्रत्येक उपकरण एक Arduino Nano और एक NRF24L01 वायरलेस मॉड्यूल द्वारा संचालित होगा। अंत में परियोजना की व्यवहार्यता दिखाने के लिए हम एक साधारण नेटवर्क बनाते हैं जहां एक गुलाम मॉड्यूल एक रंग का पता लगा सकता है और अपने आरजीबी मॉडल को मास्टर मॉड्यूल में प्रेषित कर सकता है।

चरण 1: संचार प्रोटोकॉल

इस परियोजना के पीछे मूल विचार सेंसर मॉड्यूल और एक्चुएटर मॉड्यूल द्वारा रचित एक नेटवर्क का निर्माण है, जो एक मास्टर मॉड्यूल द्वारा संचालित होता है जो एक वाई-फाई कनेक्शन के माध्यम से दास के साथ संचार करता है।

मास्टर मॉड्यूल एक सीरियल संचार के माध्यम से कंप्यूटर से जुड़ा है और यह एक छोटा इंटरफ़ेस प्रदान करता है जो उपयोगकर्ता को जुड़े उपकरणों की खोज करने, प्रत्येक डिवाइस के लिए संभावित संचालन की सूची प्राप्त करने और उन पर कार्य करने की अनुमति देता है। तो मास्टर मॉड्यूल को यह जानने के लिए प्राथमिकता की आवश्यकता नहीं है कि कितने और किस तरह के उपकरण नेटवर्क से जुड़े हैं, लेकिन यह हमेशा उपकरणों को स्कैन करने और खोजने और उनसे उनके कॉन्फ़िगरेशन या उनकी विशेषताओं के रूप में सूचनाएं प्राप्त करने में सक्षम है। उपयोगकर्ता, हर बार, नेटवर्क से मॉड्यूल जोड़ या हटा सकता है और नए उपकरणों के साथ संचार शुरू करने के लिए नेटवर्क के केवल एक नए स्कैन की आवश्यकता होती है।

इस परियोजना में हम एक मास्टर मॉड्यूल और दो दासों द्वारा बनाए गए नेटवर्क का एक सरल उदाहरण दिखाते हैं, पहला एक "एलईडी मॉड्यूल" है, या बल्कि एक साधारण मॉड्यूल है, जो एक एलईडी (लाल या हरा) पर स्विच कर सकता है, बंद कर सकता है ये नेतृत्व करते हैं या मास्टर को अपनी स्थिति के बारे में जानकारी भेजते हैं। दूसरा एक "सेंसर कलर मॉड्यूल" है, जो कलर सेंसर (TCS3200) का उपयोग करते हुए, एक रंग का पता लगाने और अपने RGB मॉडल को वापस करने में सक्षम होता है यदि उसे किसी उपयोगकर्ता (एक बटन के माध्यम से) या मास्टर द्वारा अनुरोध प्राप्त होता है। मॉड्यूल। संक्षेप में, इस परियोजना में प्रयुक्त प्रत्येक उपकरण एक वायरलेस मॉड्यूल (NRF24L01) और एक Arduino नैनो द्वारा रचित है जो वायरलेस मॉड्यूल और अन्य सरल संचालन का प्रबंधन करता है। जबकि "एलईडी मॉड्यूल" में दो अतिरिक्त एलईडी होते हैं और "सेंसर कलर मॉड्यूल" में कलर सेंसर और एक बटन होता है।

चरण 2: मास्टर मॉड्यूल

सबसे महत्वपूर्ण मॉड्यूल "मास्टर मॉड्यूल" है, जैसा कि कहा गया है, एक छोटे सहज ज्ञान युक्त अंतरफलक का उपयोग करके, यह नेटवर्क से जुड़े उपयोगकर्ता और दास मॉड्यूल के बीच संचार का प्रबंधन करता है।

मास्टर मॉड्यूल का हार्डवेयर सरल है और यह कुछ घटकों से बना है, विशेष रूप से एक Arduino नैनो है जो कंप्यूटर के साथ सीरियल संचार का प्रबंधन करता है और इसी तरह उपयोगकर्ता के साथ, और अन्य उपकरणों के साथ संचार का प्रबंधन करता है। यह अंतिम बनाया गया है NRF24L01 वायरलेस मॉड्यूल द्वारा, जो एक SPI संचार का उपयोग करके Arduino बोर्ड से जुड़ा है। अंत में मॉड्यूल द्वारा आने वाले या आने वाले डेटा के बारे में उपयोगकर्ता को एक दृश्य प्रतिक्रिया देने के लिए दो एलईडी हैं।

मास्टर मॉड्यूल के इलेक्ट्रॉनिक्स बोर्ड का आकार अपेक्षाकृत छोटा है, लगभग 65x30x25 मिमी, इसलिए इसे आसानी से एक छोटे से बॉक्स में डाला जा सकता है। यहां बॉक्स की stl फाइलें (ऊपर और नीचे का हिस्सा)।

चरण 3: एलईडी मॉड्यूल

"एलईडी मॉड्यूल" Arduino नैनो NRF24L01 मॉड्यूल और चार एलईडी को माउंट करता है। Arduino और NRF24L01 मॉड्यूल का उपयोग मास्टर मॉड्यूल के साथ संचार का प्रबंधन करने के लिए किया जाता है, जबकि दो एलईडी का उपयोग उपयोगकर्ता को आने वाले और आने वाले डेटा के बारे में एक दृश्य प्रतिक्रिया देने के लिए किया जाता है और अन्य दो एलईडी का उपयोग सामान्य संचालन के लिए किया जाता है।

इस मॉड्यूल का मुख्य कार्य यह दिखाना है कि नेटवर्क काम कर रहा है या नहीं, उपयोगकर्ता को दो एलईडी में से एक पर स्विच करने, उन्हें बंद करने या उनकी वर्तमान स्थिति प्राप्त करने की अनुमति देता है। विशेष रूप से यह मॉड्यूल अवधारणा का एक प्रकार का प्रमाण है, या यों कहें कि हमने इसका उपयोग यह दिखाने के लिए करने का निर्णय लिया कि कैसे एक्चुएटर्स के साथ बातचीत करना संभव है और विभिन्न रंगों के साथ एलईडी का उपयोग करके रंग मॉड्यूल के संचालन का परीक्षण करना संभव है।

चरण 4: रंग सेंसर मॉड्यूल

यह अंतिम मॉड्यूल दूसरे के संबंध में थोड़ा अधिक जटिल है, वास्तव में, इसमें रंग का पता लगाने और बैटरी का प्रबंधन करने के लिए अन्य हार्डवेयर (Arduino Nano, NRF24L01 मॉड्यूल और दो दृश्य प्रतिक्रिया एलईडी) और अन्य हार्डवेयर शामिल हैं।

एक रंग का पता लगाने और उसके RGB मॉडल को वापस करने के लिए, हम TCS3200 सेंसर का उपयोग करने का निर्णय लेते हैं, यह एक छोटा और कम लागत वाला सेंसर है जो आमतौर पर इस तरह के अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। यह एक फोटोडायोड सरणी और एक वर्तमान-आवृत्ति कनवर्टर द्वारा रचित है। सरणी में 64 फोटोडायोड हैं, 16 में लाल फिल्टर है, 16 हरे रंग का फिल्टर है, 16 में नीला फिल्टर है और अंतिम 16 में कोई फिल्टर नहीं है। एक ही रंग के सभी फोटोडायोड समानांतर में जुड़े हुए हैं और प्रत्येक समूह को दो विशेष पिन (एस 2 और एस 3) द्वारा सक्रिय किया जा सकता है। वर्तमान-आवृत्ति कनवर्टर 50% के कर्तव्य चक्र के साथ एक वर्ग तरंग लौटाता है और आवृत्ति सीधे प्रकाश की तीव्रता के समानुपाती होती है। पूर्ण पैमाने पर आउटपुट आवृत्ति को दो नियंत्रण इनपुट पिन (S0 और S1) के माध्यम से तीन प्रीसेट मानों में से एक द्वारा बढ़ाया जा सकता है।

मॉड्यूल एक छोटी, दो सेल ली-पो बैटरी (7.4V) द्वारा संचालित है, और इसे Arduino द्वारा प्रबंधित किया जाता है। विशेष रूप से दो सेल में से एक इस एक के एनालॉग इनपुट से जुड़ा है, और यह Arduino को सेल की शक्ति के मूल्य को पढ़ने की अनुमति देता है। जब सेल की शक्ति का स्तर एक निश्चित मूल्य से नीचे गिर जाता है, तो बैटरी को संरक्षित करने के लिए, Arduino एक एलईडी पर स्विच करता है, जो उपयोगकर्ता को डिवाइस को बंद करने की चेतावनी देता है। डिवाइस को चालू या बंद करने के लिए, एक स्विच होता है जो बैटरी के पॉज़िटिव पिन को Arduino बोर्ड के विन पिन या एक कनेक्टर से जोड़ता है जिसका उपयोग उपयोगकर्ता द्वारा बैटरी चार्ज करने के लिए किया जा सकता है।

मास्टर मॉड्यूल के लिए, सेंसर रंग मॉड्यूल का आकार छोटा (40x85x30) है और इसे 3D प्रिंटेड बॉक्स के अंदर डाला गया था।