Moduly a štíty sú vždy užitočné pri stavbe zložitých obvodov, najmä s Arduino a Raspberry Pi. Tieto moduly znižujú všetky náklady spojené s pripojením všetkých komponentov v obvode a fungujú ako zariadenia typu plug and play, ako napríklad štít LCD, reléový modul atď. Tu zdieľame veľmi užitočný projekt detektora úniku nádrže na horúcu vodu, ktorý je možné ľahko zostaviť. použitím dvoch modulov SPi s Raspberry Pi.
Najprv by sme mali pochopiť SPI (sériové periférne rozhranie). SPI je synchrónne a plne duplexné komunikačné rozhranie, ktoré sa primárne používa v zabudovanom systéme na ovládanie periférnych zariadení pomocou mikrokontroléra. SPI používa architektúru master-slave, kde mikrokontrolér všeobecne funguje ako master. Výhodou zberníc ako SPI a I2C je, že môžete pripojiť veľa zariadení pomocou niekoľkých pinov, rovnako ako v prípade SPI môžeme pripojiť mnoho periférnych zariadení len pomocou štyroch pinov, kde 3 piny slúžia na dátovú komunikáciu a jeden na výber čipu.
V Raspberry Pi máme 2čipové výberové piny na ovládanie 2 zariadení SPI a v súčasnosti môže Raspberry Pi pôsobiť iba ako Master. Chápeme to na jednom jednoduchom príklade, napríklad ak chceme pripojiť 8 relé s Raspberry Pi, takže potrebujeme 8 pinov GPIO, ale pomocou posuvného registra 74HC595 ako zariadenia SPI môžeme pripojiť 8 relé iba pomocou 4 pinov SPI Raspberry Pi, teda môžeme si uložiť ďalšie piny GPIO pre ďalšie funkcie. To je veľmi užitočné v zložitých obvodoch.
Teraz späť k nášmu projektu detektora úniku nádrže na horúcu vodu, widgetlords vytvoril mnoho užitočných stavebných blokov Raspberry Pi a modulov SPI, pomocou ktorých dokážeme vytvoriť mnoho zložitých projektov za oveľa kratší čas. V tomto projekte detekcie úniku boli s Raspberry Pi použité dva moduly, ktorými sú 8-kanálový analógový vstupný modul Pi-SPi-8AI a 8-kanálový reléový modul Pi-SPi-8KO. Okrem toho sa používa jeden bzučiak, napájanie 24 V, termistory a snímač úniku vody. Senzor úniku vody je vyrobený upevnením dvoch skrutiek z nehrdzavejúcej ocele na priehľadný plastový plech.
Kedykoľvek dôjde k úniku, aktivuje sa bzučiak relé prítomným na 8-kanálovej doske relé. Meria tiež teplotu teplej a studenej linky pomocou teplotných senzorov a spustí teplotný alarm, keď sa horúca voda dostane do 10% teploty studenej vody. Tento obvod možno použiť aj ako detektor vodivosti vody a na meranie vlhkosti pôdy a obsahu pevných látok vo vode. Kompletný detail, obvody a kód tohto detektora úniku z nádrže na horúcu vodu nájdete na jeho projektovej stránke . Nižšie je obrazovka sledovania výstupu na termináli:
Tu sa používajú iba 4 kanály modulu Pi-SPi-8AI a 3 kanály modulu Pi-SPi-8KO a ostatné kanály (z 8) zostávajú nevyužité. Tieto nevyužité kanály možno použiť na pridanie ďalších funkcií do tohto projektu alebo ich možno použiť na spracovanie úplne iných úloh. To je sila SPI a týchto SPi modulov, že dokáže zvládnuť veľa úloh pomocou jedného mikrokontroléra.
Widegetlords má sériu mnohých užitočných modulov Pi-SPi a neustále pridáva ďalšie moduly, ktoré môžete skontrolovať na ich webových stránkach. Každý modul má dvojitý rozširujúci port GPIO, takže podľa požiadavky je možné do série zapojiť veľa modulov. A tiež má v každom module externé napájanie (24 V ss.), Aby nedošlo k preťaženiu napájacieho zdroja Raspberry Pi.