📯 🙊 🍻 वायरलेस संचार "स्मार्ट होम"। भाग दो, व्यावहारिक 😝 🤱🏾 👡

"रेडियो-नियंत्रित" स्मार्ट होम के बारे में कुछ बड़े पोस्ट लिखने के बाद, कुछ ऐसे थे जो एक कोड प्राप्त करना चाहते थे जो इस विषय से अधिक विस्तार से निपटने में मदद करेगा।
किसी कारण से मैं कोड के अपने मूल संस्करण को नहीं रखना चाहता - मैंने एक "लाइट" संस्करण तैयार किया जो आपके मुख्य विचारों की व्याख्या करेगा।

पोस्ट को सबसे शानदार और उपयोगी बनाने के लिए, आज हम एक होम मिनी-सिस्टम (घड़ी, कैलेंडर, मौसम, सेंसर में बैटरी स्तर की निगरानी, आदि) को लागू कर रहे हैं, जिसमें एक "मुख्य" मॉड्यूल शामिल है (एक बड़े एलईडी मैट्रिक्स के साथ) एक संकेतक के रूप में), दो स्टैंड-अलोन सेंसर (तापमान को मापेंगे) और NTP के माध्यम से एक समय सिंक्रनाइज़ेशन मॉड्यूल।

सबसे पहले, मैं संक्षेप में परियोजना के घटकों के बारे में बात करूंगा:

ढाल MaTrix

अरुडिनो मेगा के लिए विस्तार बोर्ड (इसके निर्माण की प्रक्रिया के बारे में एक अलग पोस्ट होगा , लेकिन थोड़ी देर बाद)। यह एक्सटेंशन आपको सूचना के आउटपुट को चार 8x8 बाइकलर एलईडी सरणियों को नियंत्रित करने की अनुमति देता है, एक एकल 32x8 फ़ील्ड बनाता है (रिज़ॉल्यूशन छोटा है, लेकिन शिलालेख काफी बड़े हैं)।

इसके अतिरिक्त, बोर्ड में है:

अंतर्निहित घड़ी मॉड्यूल (आरटीसी) - एक बैकअप बैटरी (CR1220 या CR1226) के साथ DS1307 पर आधारित
आरएफ मॉड्यूल nRF24L01 + को जोड़ने के लिए इंटरफ़ेस
घड़ी बटन (उदाहरण के लिए, अलार्म को म्यूट करने के लिए)
38kHz IR रिसीवर (रिमोट कंट्रोल के लिए)
एक सामान्य कैथोड या एनोड के साथ एक आरजीबी एलईडी को जोड़ने के लिए तारों (जम्पर द्वारा चयन)
लाइट सेंसर (उदाहरण के लिए स्वचालित चमक नियंत्रण)
पीजो एमिटर "ट्वीटर"
I2C इंटरफ़ेस
xBee इंटरफ़ेस
Arduino ढाल को जोड़ने के लिए इंटरफ़ेस।

मॉड्यूल "क्या था" से विकसित किया गया था और उपयोगकर्ताओं के लिए जितना संभव हो उतना सरल बनाया गया था। प्रदर्शन इकाई प्रसिद्ध शिफ्ट रजिस्टरों (74HD595D - नियंत्रण एल ई डी "कॉलम में") और डीमुल्टिप्लेक्सर (74HD138D - नियंत्रण "पंक्तियों") पर आधारित है। स्वाभाविक रूप से, गतिशील संकेत का उपयोग किया जाता है।

इसे उपयोग करने के लिए और भी आसान बनाने के लिए, एक लाइब्रेरी को मूल आदिम ("प्रिंट ए लाइन", "क्रीपिंग लाइन", ब्राइटनेस कंट्रोल, कई प्रभाव होते हैं) के साथ लिखा गया था।

शील्ड में स्वयं एमके शामिल नहीं है, आपको "अरुडिनो मेगा" या इसके साथ संगत क्लोन (मुझे एक का उपयोग किया गया ) कनेक्ट करने की आवश्यकता है।

शील्ड Marix मैट्रिक्स योजनाबद्ध यहाँ उपलब्ध है ।

सेंसर नोड

यह Atmega328 पर आधारित एक Arduino- संगत मॉड्यूल है, जो एक एकल CR2032 लिथियम बैटरी द्वारा संचालित होता है, जिसमें तापमान सेंसर "ऑन बोर्ड" (MCP9700), एक बटन, एक एलईडी और तीन कनेक्टर्स जो संभव "एक्सटेंशन" (सेंसर, आदि) को जोड़ने के लिए होता है।

सेंसर की सुविधाओं में:

बोर्ड का आकार - 3x4 सेमी।
दो पावर विकल्प nRF24L01 +: मॉड्यूल को पावर लगातार आपूर्ति की जाती है या डिजिटल पिंस में से एक से लिया जाता है (पसंद एक जम्पर द्वारा किया जाता है)।
Arduino से ISP या FT232- आधारित प्रोग्रामर (या समान) के माध्यम से प्रोग्रामिंग ।
एक वोल्टेज विभक्त है (आपूर्ति वोल्टेज को मापने के लिए)
दो डिजिटल पिन "डिजिटल" कनेक्टर के लिए आउटपुट हैं (पावर कनेक्टर में भी मौजूद है)।
दो एनालॉग पिन - "एनालॉग" कनेक्टर में (शक्ति भी है)।
I2C बस एक अलग संगत कनेक्टर (भी संचालित) है।
एमके क्लॉकिंग दोनों 16 मेगाहर्ट्ज क्वार्ट्ज रेज़ोनेटर की मदद से बोर्ड पर लगाया गया है, और बिल्ट-इन ऑसिलेटर की मदद से संभव है (यह, निश्चित रूप से, एक विशिष्ट मॉड्यूल का "चिप" नहीं है, लेकिन बस tomega328 क्षमताओं के साथ है)।

पाठकों के बीच रुचि होने पर, मैं इस मॉड्यूल के विकास के बारे में एक लेख लिखूंगा।

हमारे मामले में, बैटरी बचाने के लिए हम 8 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर आंतरिक थरथरानवाला से एमके का उपयोग करेंगे और एमके को कम वोल्टेज (1.8 वी से) पर काम करना जारी रखने के लिए कहेंगे। ऐसा करने के लिए, बोर्डों में निम्नलिखित पंक्तियाँ जोड़ें। Txt फ़ाइल:

s328o8.name=Sensor328 (int8MHz, 1.8V)

s328o8.upload.protocol=arduino
s328o8.upload.maximum_size=30720
s328o8.upload.speed=19200

s328o8.bootloader.low_fuses=0xe2
s328o8.bootloader.high_fuses=0xda
s328o8.bootloader.extended_fuses=0x06
s328o8.bootloader.path=atmega

s328o8.bootloader.file=ATmegaBOOT_168_atmega328_pro_8MHz.hex

s328o8.bootloader.unlock_bits=0x3F
s328o8.bootloader.lock_bits=0x0F

s328o8.build.mcu=atmega328p
s328o8.build.f_cpu=8000000L
s328o8.build.core=arduino
s328o8.build.variant=standard

UPD: 2.4. 1.8 1. :

s328o1.name=Sensor328p (int1MHz, 1.8V)

s328o1.upload.protocol=arduino
s328o1.upload.maximum_size=30720
s328o1.upload.speed=19200

s328o1.bootloader.low_fuses=0x62
s328o1.bootloader.high_fuses=0xda
s328o1.bootloader.extended_fuses=0x06
s328o1.bootloader.path=atmega

s328o1.bootloader.file=ATmegaBOOT_168_atmega328_pro_8MHz.hex

s328o1.bootloader.unlock_bits=0x3F
s328o1.bootloader.lock_bits=0x0F

s328o1.build.mcu=atmega328p
s328o1.build.f_cpu=1000000L
s328o1.build.core=arduino
s328o1.build.variant=standard

— , . , Arduino . avrdude ( avrdude GUI — ).

, « Sensor Node (SN) » — .
:

«» ,
8
SN «» 1 8 , , ( — , «»)

( 20 ) 2.83.

, , , , 4 , , , , .

iBoard

. : 328, LAN Wiznet W5100, nrf24l01+, SD, .
( ) — .

nRF24l01+

RF-, 2.4. .
RF24 ( iBoardRF24).

, :

, , .
( «» « »).
.
( ).
NTP- / .

( ), - , , .

:

Shield MaTrix: (iBoard — « /»), , , ( ), «» .
Sensor Node: , . , ( «» ).
iBoard: DHCP, NTP-, , / .

, , .

.

nRF24l01+ — , ( ) .

, « » 32 .
— , «» .
:

//     
typedef struct{         
  int SensorID;        //  
  int ParamID;         //   
  float ParamValue;    //  
  char Comment[16];    // 
}
Message;

, 32 .

(SensorID): Shield MaTrix — 100, Sensor Node 1 (SN1 — «») — 200, SN2 («») — 300, iBoard — 900.

, — , .

, «» , ( , «» 2 — ( — )).

, «» :

///     
typedef struct{
  float Value;         //  
  char Note[16];       // 
} 
Parameter;

(Value) float ( , ( , ) — ).
Note « » ( «TempIN, C» — ).

, (Parameter) «» (Message).

.

SN1 SN2. :

setup() —
loop():
- , «»
- —
- RF-

( 8 ), ( ) 8 — , , 8- . 4 , , , 30 , .
— RF- ( powerDown() ).

, …

, «» :


Parameter MySensors[NumSensors+1] = {    //   (  )
  NumSensors, "SN1 (in)",            //   ""        
  0, "TempIN, C",                        //    
  0, "VCC, V",                           //   (   )
  0, "BATT"                              //  ,     (0 -  "", 1 - "")
};

Message sensor;

«»:


Parameter MySensors[NumSensors+1] = {    //   (  )
  NumSensors, "SN1 (in&out)",        //   ""        
  0, "TempIN, C",                        //    
  0, "VCC, V",                           //   (   )
  0, "BATT",                             //  ,     (0 -  "", 1 - "")
  0, "TempOUT, C"                        //    
};

Message sensor;

«» (TempIN), (TempOUT), .

«» «» . «» () MCP9700 ( « » — , .

— , MCP9700 . ( — , , ). . ( ) «Analog»).

.

, MCP9700 , , .

, ( SN , 328).
( , , ).
:

long readVcc() {
  // Read 1.1V reference against AVcc
  // set the reference to Vcc and the measurement to the internal 1.1V reference
  #if defined(__AVR_ATmega32U4__) || defined(__AVR_ATmega1280__) || defined(__AVR_ATmega2560__)
    ADMUX = _BV(REFS0) | _BV(MUX4) | _BV(MUX3) | _BV(MUX2) | _BV(MUX1);
  #elif defined (__AVR_ATtiny24__) || defined(__AVR_ATtiny44__) || defined(__AVR_ATtiny84__)
    ADMUX = _BV(MUX5) | _BV(MUX0);
  #elif defined (__AVR_ATtiny25__) || defined(__AVR_ATtiny45__) || defined(__AVR_ATtiny85__)
    ADMUX = _BV(MUX3) | _BV(MUX2);
  #else
    ADMUX = _BV(REFS0) | _BV(MUX3) | _BV(MUX2) | _BV(MUX1);
  #endif  

  delay(75); // Wait for Vref to settle
  ADCSRA |= _BV(ADSC); // Start conversion
  while (bit_is_set(ADCSRA,ADSC)); // measuring

  uint8_t low  = ADCL; // must read ADCL first - it then locks ADCH  
  uint8_t high = ADCH; // unlocks both

  long result = (high<<8) | low;

  result = 1125300L / result; // Calculate Vcc (in mV); 1125300 = 1.1*1023*1000
  return result; // Vcc in millivolts
}

.

, SN1 — 200:

//     
void calculateValue(){
  //    
  //  
  MySensors[2].Value = ((float) readVcc())/1000.0;
  
  //    (  3)
  MySensors[1].Value = (((float)analogRead(A3) * MySensors[2].Value / 1024.0) - 0.5)/0.01;
  
  //    2.4 -  "" (1)
  //   - " " (0)
  MySensors[3].Value = (MySensors[2].Value > 2.4) ? 1 : 0; 
  
  return;
}

SN2 («» — 300):

//     
void calculateValue(){
  //    
  //  
  MySensors[2].Value = ((float) readVcc())/1000.0;
  
  //    (  3)
  MySensors[1].Value = (((float)analogRead(A3) * MySensors[2].Value / 1024.0) - 0.5)/0.01;
  
  //    2.4 -  "" (1)
  //   - " " (0)
  MySensors[3].Value = (MySensors[2].Value > 2.4) ? 1 : 0; 
  
  //    (  1   "Analog")
  MySensors[4].Value = (((float)analogRead(A1) * MySensors[2].Value / 1024.0) - 0.5)/0.01;
  
  return;
}

, , «» .

- , ( 4 ) — «» (mode = 1) «» (mode = 2).
«» , 8 .
«» , 4 ( ).
«» 10 (.. 10 «» — ). , , .

, «» .

- « /» ( iBoard).
/ — .

, .
«» - / float.

: «yymm.dd», — «hhmm.ss». float.

, , « /»:

Parameter MySensors[NumSensors+1] = {    //   (  )
  NumSensors, "iBoard NTP",              //   ""        
  0, "Date (yymm.dd)",                   // 
  0, "Time (hhmm.ss)"                    // 
};

Message sensor;

/ , (, , , — , 10 , ( )).

— , ( ):

#define TimeOffset 4  //   - GMT +4 ()

, iBoard SN, — RF24 (iBoard «» ).

, , — (« — — — »), «» — Shield MaTrix — , .

«»: , «» ( «» ), , , Shield MaTrix.

: , , — «». [0,«»] — map(...), «» ( 20 255, ).

«» :

( digit6x8future, )
( font6x8, )
( font6x8, (+)
( , ). .
( , ).

- , « » ( ) — — ( , ), : « (CR2032) !» , .

, :

?

«» ( , MaTrix « »).
SN (, ..).
SN ( «» ).
«» «» , « » .
( , iBoard: , «» SD- (, iBoard microSD) - , " " - , ).
(, MaTrix (300 -> 100) - - ).

, .

P.S. , , ( — ).

वायरलेस संचार "स्मार्ट होम"। भाग दो, व्यावहारिक

ढाल MaTrix

सेंसर नोड

iBoard

nRF24l01+

?

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