Jaringan WiFi Arduino (Sensor dan Aktuator) - Sensor Warna: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Berapa kali dalam aplikasi Anda, Anda memiliki beberapa sensor atau aktuator yang jauh dari Anda? Seberapa nyaman menggunakan hanya satu perangkat utama di dekat komputer Anda untuk mengelola perangkat pendukung yang berbeda yang terhubung melalui jaringan wi-fi?

Dalam proyek ini kita akan melihat cara mengkonfigurasi jaringan wi-fi, yang disusun oleh modul master dan satu atau lebih perangkat slave. Setiap perangkat akan digerakkan oleh Arduino Nano dan modul nirkabel NRF24L01. Akhirnya untuk menunjukkan kelayakan proyek kami membuat jaringan sederhana di mana modul budak dapat mendeteksi warna dan mengirimkan model RGB ke modul master.

Langkah 1: Protokol Komunikasi

Ide dasar di balik proyek ini adalah pembuatan jaringan yang disusun oleh modul sensor dan modul aktuator, yang digerakkan oleh modul master yang berkomunikasi dengan slave melalui koneksi wi-fi.

Modul master terhubung ke komputer melalui komunikasi serial dan menawarkan antarmuka kecil yang memungkinkan pengguna untuk mencari perangkat yang terhubung, untuk mendapatkan daftar kemungkinan operasi untuk setiap perangkat dan untuk menindaklanjutinya. Jadi modul master tidak perlu, apriori, untuk mengetahui, berapa banyak dan jenis perangkat apa yang terhubung ke jaringan tetapi selalu dapat memindai dan menemukan perangkat dan menerima informasi dari mereka sebagai konfigurasi atau karakteristiknya. Pengguna, setiap saat, dapat menambah atau menghapus modul dari jaringan dan hanya membutuhkan pemindaian jaringan yang baru untuk mulai berkomunikasi dengan perangkat baru.

Dalam proyek ini kami menunjukkan contoh sederhana jaringan yang disusun oleh modul master dan oleh dua budak, yang pertama adalah "Modul Led", atau lebih tepatnya modul sederhana, yang dapat menyalakan led (merah atau hijau), mematikan led ini atau mengirim informasi tentang statusnya ke master. Yang kedua adalah "Modul Warna Sensor" yang, dengan menggunakan sensor warna (TCS3200), mampu mendeteksi warna dan mengembalikan model RGB-nya jika menerima perintah dari pengguna (melalui tombol) atau permintaan oleh master module. Ringkasnya, setiap perangkat yang digunakan dalam proyek ini disusun oleh modul nirkabel (NRF24L01) dan Arduino Nano yang mengelola modul nirkabel dan operasi sederhana lainnya. Sedangkan "Led Module" berisi dua led tambahan dan "Sensor Color Module" berisi sensor warna dan sebuah tombol.

Langkah 2: Modul Master

Modul yang paling penting adalah "Modul Master" seperti yang dikatakan, menggunakan antarmuka intuitif kecil, ia mengatur komunikasi antara modul pengguna dan budak yang terhubung ke jaringan.

Perangkat keras modul master sederhana dan terdiri dari beberapa komponen, khususnya ada Arduino Nano yang mengatur komunikasi serial dengan komputer dan dengan pengguna, dan komunikasi dengan perangkat lain. Yang terakhir ini dibuat oleh modul nirkabel NRF24L01, yang terhubung ke papan Arduino menggunakan komunikasi SPI. Akhirnya ada dua led untuk memberikan umpan balik visual kepada pengguna tentang data yang masuk atau keluar oleh modul.

Papan elektronik modul master memiliki ukuran yang relatif kecil, sekitar 65x30x25 mm, sehingga dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam kotak kecil. Di sini file stl dari kotak (bagian atas dan bawah).

Langkah 3: Modul Led

"Modul led" memasang Arduino Nano modul NRF24L01 dan empat led. Modul Arduino dan NRF24L01 digunakan untuk mengatur komunikasi dengan modul master, sementara dua led digunakan untuk memberikan umpan balik visual kepada pengguna tentang data yang masuk dan keluar dan dua led lainnya digunakan untuk operasi normal.

Tugas utama modul ini adalah untuk menunjukkan apakah jaringan berfungsi, memungkinkan pengguna untuk menyalakan salah satu dari dua led, mematikannya atau mendapatkan statusnya saat ini. Secara khusus modul ini adalah semacam bukti konsep, atau lebih tepatnya kami memutuskan untuk menggunakannya untuk menunjukkan bagaimana mungkin untuk berinteraksi dengan aktuator dan menggunakan led dengan warna yang berbeda adalah mungkin untuk menguji pengoperasian modul warna.

Langkah 4: Modul Sensor Warna

Modul terakhir ini sedikit lebih kompleks dibandingkan dengan yang lain, pada kenyataannya, modul ini berisi perangkat keras yang sama dari yang lain (Arduino Nano, modul NRF24L01 dan dua led umpan balik visual) dan perangkat keras lain untuk mendeteksi warna dan mengatur baterai.

Untuk mendeteksi warna dan mengembalikan model RGB-nya, kami memutuskan untuk menggunakan sensor TCS3200, ini adalah sensor kecil dan murah yang biasa digunakan dalam aplikasi semacam ini. Ini disusun oleh array fotodioda dan konverter frekuensi arus. Array tersebut berisi 64 fotodioda, 16 memiliki filter merah, 16 filter hijau, 16 memiliki filter biru dan 16 terakhir jernih tanpa filter. Semua fotodioda dengan warna yang sama dihubungkan secara paralel dan setiap grup dapat diaktifkan oleh dua pin khusus (S2 dan S3). Konverter frekuensi arus mengembalikan gelombang persegi dengan siklus kerja 50% dan frekuensi berbanding lurus dengan intensitas cahaya. Frekuensi output skala penuh dapat diskalakan dengan salah satu dari tiga nilai preset melalui dua pin input kontrol (S0 dan S1).

Modul ini ditenagai oleh baterai Li-Po dua sel kecil (7.4V), dan dikelola oleh Arduino. Secara khusus salah satu dari dua sel terhubung ke input analog yang satu ini, dan ini memungkinkan Arduino untuk membaca nilai daya sel. Ketika tingkat daya sel turun di bawah nilai tertentu, untuk menghemat baterai, Arduino menyalakan led, yang memperingatkan pengguna untuk mematikan perangkat. Untuk menghidupkan atau mematikan perangkat, terdapat saklar yang menghubungkan pin positif baterai ke pin Vin papan Arduino atau ke konektor yang kemudian dapat digunakan oleh pengguna untuk mengisi baterai.

Sedangkan untuk modul master, modul sensor warna berukuran kecil (40x85x30) dan dimasukkan ke dalam kotak cetak 3D.