Moduły i osłony są zawsze przydatne podczas budowania skomplikowanych obwodów, szczególnie z Arduino i Raspberry Pi. Moduły te zmniejszają cały narzut związany z podłączaniem każdego komponentu w obwodzie i działają jako urządzenia typu plug and play, takie jak ekran LCD, moduł przekaźnika itp. Tutaj udostępniamy bardzo przydatny projekt detektora nieszczelności zbiornika ciepłej wody, który można łatwo zbudować przy użyciu dwóch modułów SPi z Raspberry Pi.
Najpierw powinniśmy zrozumieć o SPI (Serial to Peripheral Interface). SPI jest synchronicznym i pełnodupleksowym interfejsem komunikacyjnym, używanym głównie w systemach wbudowanych do sterowania urządzeniami peryferyjnymi za pomocą mikrokontrolera. SPI wykorzystuje architekturę master-slave, w której mikrokontroler zwykle działa jako master. Zaletą takich magistral jak SPI i I2C jest to, że można podłączyć wiele urządzeń za pomocą kilku pinów, tak jak w przypadku SPI możemy podłączyć wiele urządzeń peryferyjnych za pomocą czterech pinów, z których 3 piny służą do transmisji danych, a jeden do wyboru układu.
W Raspberry Pi mamy 2-chipowe piny do sterowania 2 urządzeniami SPI i obecnie Raspberry Pi może działać tylko jako Master. Możemy to zrozumieć na jednym prostym przykładzie, na przykład jeśli chcemy połączyć 8 przekaźników z Raspberry Pi, więc potrzebujemy 8 pinów GPIO, ale używając rejestru przesuwnego 74HC595 jako urządzenia SPI, możemy podłączyć 8 przekaźników za pomocą 4 pinów SPI Raspberry Pi, stąd możemy zapisać inne piny GPIO dla innych funkcji. Jest to bardzo przydatne w złożonych obwodach.
Wracając do naszego projektu wykrywacza nieszczelności zbiornika ciepłej wody, widgetlords stworzył wiele użytecznych bloków konstrukcyjnych Raspberry Pi i modułów SPI, za pomocą których możemy tworzyć wiele złożonych projektów w znacznie krótszym czasie. W tym projekcie wykrywania nieszczelności zastosowano dwa moduły z Raspberry Pi, którymi są 8-kanałowy moduł wejść analogowych Pi-SPi-8AI i 8-kanałowy moduł przekaźnikowy Pi-SPi-8KO. Poza tym używany jest jeden brzęczyk, zasilacz 24 V, termistory i czujnik wycieku wody. Czujnik wycieku wody jest zbudowany poprzez przykręcenie dwóch śrub ze stali nierdzewnej do przezroczystej folii z tworzywa sztucznego.
Ilekroć występuje wyciek, Buzzer jest wyzwalany przez przekaźnik obecny na 8-kanałowej karcie przekaźników. Mierzy również temperaturę linii ciepłej i zimnej za pomocą czujników temperatury i uruchamia alarm temperatury, gdy linia ciepłej wody osiągnie poziom 10% temperatury linii zimnej wody. Obwód ten może być również używany jako detektor przewodności wody oraz do pomiaru wilgotności gleby i zawartości części stałych w wodzie. Pełne szczegóły, obwody i kod tego wykrywacza nieszczelności zbiornika ciepłej wody można znaleźć na stronie projektu . Poniżej znajduje się ekran monitorowania wyjścia na terminalu:
Tutaj wykorzystywane są tylko 4 kanały modułu Pi-SPi-8AI i 3 kanały modułu Pi-SPi-8KO, a pozostałe kanały (z 8) pozostają niewykorzystane. Te nieużywane kanały można wykorzystać do dodania większej liczby funkcji w tym projekcie lub do obsługi zupełnie innych zadań. To jest moc SPI i tych modułów SPi, że może obsługiwać wiele zadań za pomocą jednego mikrokontrolera.
Widegetlords ma serię wielu przydatnych modułów Pi-SPi i stale dodaje kolejne moduły, możesz sprawdzić na ich stronie internetowej. Każdy moduł ma podwójny port rozszerzeń GPIO, dzięki czemu wiele modułów można łączyć szeregowo zgodnie z wymaganiami. A także ma zewnętrzne zasilanie w każdym module (24VDC), dzięki czemu zasilacz Raspberry Pi nie zostanie przeciążony.
