Moduly a štíty jsou vždy užitečné při vytváření složitých obvodů, zejména u Arduina a Raspberry Pi. Tyto moduly snižují veškerou režii spojování všech komponent v obvodu a fungují jako zařízení typu plug and play, jako je LCD štít, reléový modul atd. Zde sdílíme velmi užitečný projekt detektoru úniku nádrže na horkou vodu, který lze snadno postavit pomocí dvou modulů SPi s Raspberry Pi.
Nejprve bychom měli pochopit SPI (Serial to Peripheral Interface). SPI je synchronní a plně duplexní komunikační rozhraní, které se primárně používá ve vestavěném systému k ovládání periferních zařízení pomocí mikrokontroléru. SPI používá architekturu master-slave, kde mikrokontrolér obecně funguje jako Master. Výhodou sběrnic jako SPI a I2C je, že můžete připojit mnoho zařízení pomocí několika pinů, stejně jako v případě SPI můžeme připojit mnoho periferních zařízení pouze pomocí čtyř pinů, kde 3 piny jsou pro datovou komunikaci a jeden pro výběr čipu.
V Raspberry Pi máme 2čipové výběry pro ovládání 2 SPI zařízení a Raspberry Pi může v současné době fungovat pouze jako Master. Můžeme to pochopit na jednom jednoduchém příkladu, jako když chceme připojit 8 relé s Raspberry Pi, takže potřebujeme 8 pinů GPIO, ale pomocí posuvného registru 74HC595 jako zařízení SPI můžeme připojit 8 relé pouhým použitím 4 pinů SPI Raspberry Pi, tedy můžeme uložit další piny GPIO pro další funkce. To je velmi užitečné ve složitých obvodech.
Nyní zpět k našemu projektu detektoru úniků v nádrži na horkou vodu widgetlords vytvořili mnoho užitečných stavebních bloků Raspberry Pi a modulů SPI, pomocí kterých můžeme vytvořit mnoho komplexních projektů za mnohem kratší dobu. V tomto projektu detekce úniku byly s Raspberry Pi použity dva moduly, kterými jsou 8kanálový analogový vstupní modul Pi-SPi-8AI a 8kanálový reléový modul Pi-SPi-8KO. Kromě toho se používá jeden bzučák, napájecí zdroj 24 V, termistory a snímač úniku vody. Senzor úniku vody je vyroben upevněním dvou šroubů z nerezové oceli na průhledný plastový list.
Kdykoli dojde k úniku, aktivuje se bzučák relé přítomným na 8kanálové desce relé. Rovněž měří teplotu horkého potrubí a studeného potrubí pomocí teplotních senzorů a spouští teplotní alarm, když se potrubí horké vody dostane do 10% teploty potrubí studené vody. Tento obvod lze také použít jako detektor vodivosti vody a pro měření vlhkosti půdy a obsahu pevných látek ve vodě. Kompletní podrobnosti, obvody a kód tohoto detektoru úniku z nádrže na horkou vodu najdete na jeho stránce projektu . Níže je obrazovka monitorování výstupu na terminálu:
Zde se používají pouze 4 kanály modulu Pi-SPi-8AI a 3 kanály modulu Pi-SPi-8KO a ostatní kanály (z 8) zůstávají nevyužité. Tyto nevyužité kanály lze použít k přidání dalších funkcí v tomto projektu nebo je lze použít ke zpracování zcela odlišných úkolů. To je síla SPI a těchto modulů SPi, které dokáže zvládnout mnoho úkolů pomocí jednoho mikrokontroléru.
Widegetlords má řadu mnoha užitečných modulů Pi-SPi a neustále přidává další moduly, které můžete zkontrolovat na jejich webových stránkách. Každý modul má duální rozšiřující port GPIO, takže lze podle požadavku zapojit do série mnoho modulů. A také má v každém modulu externí napájecí zdroj (24 VDC), aby nedošlo k přetížení napájecího zdroje Raspberry Pi.
