Moduler og skjolde er altid praktisk, når man bygger et komplekst kredsløb, især med Arduino og Raspberry Pi. Disse moduler reducerer alt omkostningerne ved at forbinde hver eneste komponent i kredsløbet og fungerer som plug and play-enheder, som LCD-skærm, relæmodul osv. Her deler vi et meget nyttigt varmtvandsbeholder lækagedetektor projekt, som let kan bygges ved hjælp af to SPi-moduler med Raspberry Pi.
Først skal vi forstå SPI (Serial to Peripheral Interface). SPI er en synkron og fuld duplex kommunikationsgrænseflade, der primært bruges i integreret system til at styre de perifere enheder ved hjælp af Microcontroller. SPI bruger master-slave-arkitektur, hvor Microcontroller generelt fungerer som Master. Fordelen ved busser som SPI og I2C er, at du kan forbinde mange enheder ved hjælp af få stifter, som i tilfælde af SPI kan vi forbinde mange perifere enheder bare ved hjælp af fire stifter, hvor 3 stifter er til datakommunikation og en til valg af Chip.
I Raspberry Pi har vi 2-chip-valgstift til at styre 2 SPI-enheder, og i øjeblikket kan Raspberry Pi kun fungere som Master. Vi kan forstå det ved et enkelt eksempel, som hvis vi vil forbinde 8 relæer med Raspberry Pi, så vi har brug for 8 GPIO-ben, men ved hjælp af 74HC595 shift-register som SPI-enhed kan vi forbinde 8 relæer bare ved at bruge 4 SPI-ben på Raspberry Pi, derfor vi kan gemme andre GPIO-ben til andre funktioner. Dette er meget nyttigt i komplekse kredsløb.
Nu tilbage til vores Hot Water Tank Leak Detector Project har widgetlords skabt mange nyttige Raspberry Pi-byggesten og SPI-moduler, hvor vi kan skabe mange komplekse projekter på meget kortere tid. I dette Lækagedetekteringsprojekt er der anvendt to moduler med Raspberry Pi, som er Pi-SPi-8AI 8-kanals analogt indgangsmodul og Pi-SPi-8KO 8-kanals relæmodul. Bortset fra det bruges en summer, 24v strømforsyning, termistorer og vandlækagesensor. Vandlækagesensor er bygget ved at fastgøre to rustfri stålskruer på et gennemsigtigt plastark.
Når der er en lækage, aktiveres summeren af det relæ, der er til stede på 8-kanals relækortet. Det måler også temperaturen på varmeledning og koldledning ved hjælp af temperaturfølere og udløser temperaturalarmen, når varmtvandsledningen kommer inden for 10% af koldtvandsledningstemperaturen. Dette kredsløb kan også bruges som vandledningsevnedetektor og til måling af jordfugtighed og vandfast indhold. Du kan finde komplette detaljer, kredsløb og kode for denne lækage detektor til varmt vandtank på dens projektside . Nedenfor vises outputovervågningsskærmen på Terminal:
Her bruges kun 4 kanaler i Pi-SPi-8AI-modulet og 3 kanaler i Pi-SPi-8KO-modulet, og andre kanaler (ud af 8) er stadig ubrugte. Disse ubrugte kanaler kan bruges til at tilføje flere funktioner i dette projekt eller kan bruges til at håndtere helt forskellige opgaver. Dette er styrken ved SPI og disse SPi-moduler, at det kan håndtere mange opgaver ved hjælp af en mikrocontroller.
Widegetlords har en række mange nyttige Pi-SPi-moduler, og de tilføjer løbende flere moduler, du kan tjekke på deres hjemmeside. Hvert modul har dobbelt GPIO-udvidelsesport, så mange moduler kan tilsluttes i serie efter behov. Og har også ekstern strømforsyning i hvert modul (24VDC), så Raspberry Pi-strømforsyningen ikke bliver overbelastet.
