پروژه مانیتورینگ سنسورها در شبکه [TCP/IP HTTP]

اگر از دنبال کننده های خبرهای دنیای تکنولوژی باشید احتمالا به بحت اینترنت اشیا یا IOT برخورد کردید و هر روز یک خبر جدید از اینترنت اشیا می خوانید. از ماشین لباسشویی ، یخچال ، ساعت مچی ، سیستم روشنایی خونه ، سیستم تهویه خونه ، کلا هر اشیایی که در اطرفمان می بینیم به احتمال زیاد در آینده به شبکه اینترنت وصل شود و حجم عظیمی از داده ها که بنظر من ساختار دیتاسنتر ها را متحول خواهد کرد ، بوجود می آیند و در این میان طراحان مدارات الکترونیکی ، طراحان صنعتی ، برنامه نویسان و طراحان شبکه ها نقش مهمی را صد در صد خواهند داشت.این مقدمه را گفتم تا از کنار این مدار به سادگی رد نشوید و شروع طراحی مداراتی که به اینترنت وصل میشوند شاید شروعی در صنعت در حال رشد اینترنت اشیا باشد.در ادامه با ما باشید تا مانیتورینگ سنسورها در شبکه را بیشتر برسی کنیم.

اگر به گذشته بازگردید شاید طراحی بردی که بتواند به شبکه محلی و یا اینترنت وصل شود خیلی سخت بود IC ها طراحی شده برای کامپیوتر ها و سخت افزار های بزرگ بودند و برای کاربردهای کوچک و بهینه نشده بودند تا اینکه شرکت میکروچیپ آیسی کنترلر شبکه خودش را با کمترین قطعات جانبی مورد نیاز معرفی کرد این آیسی ENC28J60 نام داشت و امروزه هم کابردهای بسیاری و البته امروزه آیسی های مختلفی برای اینکار با کیفیت ، سرعت و امکانات بهتر عرضه شدن و همچنین در میکروکنترلرهای جدید اترنت بصورت دخلی هم پشتیبانی می شود. و همچنین آیسی هایی طراحی شده که پشته پروتکلی TCP/IP را بصورت داخلی پشتیبانی می کنند و حتی نیاز به نوشتن کتابخونه برای راه اندازی پروتکل های مختلف هم نمی باشد.  ما در این پروژه از آیسی ENC28J60 به عنوان کنترلر شبکه خودمان استفاده کردیم و به عبارتی واسط بین میکروکنترلر و شبکه ما آیسی ENC28J60 میباشد.

از مشخصات مهم آیسی enc28j60 پروتکل ارتباطی آن با میکروکنترلر اشاره کرد که SPI است و تا 20MHZ  حداکثر کلاکی هست که می تواند کار کند و همچنین بسیاری از کارهای برسی تداخل و غیره شبکه را برعهده دارد و کار طراح و برنامه نویس را خیلی راحتر کرده است و همچنین 8 کیلوبایت حافظه بافر اطلاعات دارد که اگر اطلاعاتی در مورد شبکه داشته باشید می دانید که وجود بافر چقدر مهم هستش و همچنین ویژگی های خیلی بیشتر که در دیتاشیت توضیح داده شده.

سنسور هایی که می توان به مدار اضافه کرد

در سخت افزار این مدار سه سنسور DS18B20 ، BMP180 و DHT11 پیش بینی شده است.و البته برنامه موجود فقط برای BMP180 نوشته شده است و البته با کمی تغییر می توانیم برنامه را برای هر کدوم از سنسور ها شخصی سازی کنیم . و البته اگر سورس_پروژه را تهیه کنید می توانید با تغییر سخت افزار برای هر سنسور ، مدار را شخصی سازی کنید و یا با مطالعه سورس این پروژه ، مدار مورد نظر خودتان را طراحی کنید.

سنسور BMP180

اين سنسور ميتواند فشار بين 300 تا 1100 هكتوپاسكال (هر هكتوپاسكال معادل 100 پاسكال است.) را با دقت مطلق 0.03 هكتوپاسكال اندازه گيري نمايد.

• رنج گسترده در اندازه گيري فشار بارو متريك
• خروجي ديجيتال با اينترفيس I2C
• كاملا كاليبره شده
• قابليت اندازه گيري دما

میکروکنترلر پروژه

در این پروژه از میکروکنترلر ATMEGA32A استفاده شده است و همچنین برنامه میکروکنترلر در محیط کدویژن و به زبان C نوشته شده است.

قطعات استفاده شده در برد الکترونیکی

توضیحات قطعات:

• جک آداپتور
• خازن خروجی رگولاتور LM2576-3.3
• رگولاتور LM2576-3.3 (رگولاتور سوئیچینگ)
• خازن ورودی LM2576-3.3
• سلف 100 میکروهانری
• ال ای دی نمایشگر وضعیت روشن بودن مدار
• مقاومت محافظ ال ای دی 6
• مازول سنسور BMP180
• دیود جریان بالا و سریع برای رگولاتور LM2576
• کانکتور RJ45
• آیسی کنترلر شبکه ENC28J60
• کریستال 25 مگاهرتز برای ENC28J60
• بقیه خازن ها و مقاومت ها خازن ها
• LCD برای نمایش اطلاعات LCD 2*16
• ATMEGA32 به عنوان پردازنده و کنترلر مدار
• و غیره (قطعات ریز دیگری هم شاید باشن یادم رفته باشه)

شروع طراحی پروژه

از روی شماتیک کاملا مشخص هست قطعات چطوری وصل شدن شماتیک کامل آخر این نوشته هستش.ولی از روی این شماتیک می توانید متوجه شوید که ال_سی_دی به کدوم پایه ها وصل شده ، سنسور ها به کدوم پایه ها وصل شدن(و البته فقط bmp180 نیازه بقیه را وصل نکنید) همچنین پایه هایی که به ENC28J60 میرن هم مشخص هستن که 4 تا برای SPI هست و دوتا پایه های 16 و 17 میکرو هم به ENC28J60 میرن. تغذیه میکرو و ال_سی_دی و غیره هم که آسونه.

شماتیک اتصالات ENC28J60 به میکروکنترلر

فوت پرینت Hr911105A  را هم از لینک زیر دانلود کنید خودمان از لینک زیر استفاده کردیم.

فوت پرینت Hr911105A

برای اینکه براحتی برای تراشه ENC28J60 برنامه نویسید و درگیر کدهای زیادی نشوید هدرفایل زیر را دانلود کنید . این هدر فایل برای کدویژن می باشد ولی دوستان آشنا می توانند برای هر کامپایلری تبدیل کننده.

• دانلود فایل ethernet.h 

همچنین برای راحتی کار با سنسور BMP180  هم کتابخونه زیر را دانلود کنید.

• دانلود فایل bmp180.h 

بعد از دانلود این فایل ها را در کنار برنامه اصلی که نوشتین یا همون پوشه برنامه ای دارین می نویسین کپی کنید.

فیلم عملکرد پروژه را مشاهده کنید :

امیدوارم نحوه ساخت این سیستم را یادگرفته باشید و از آموزش بهره مند شوید. بازم اگر سوالی داشتید در نظرات مطرح کنید. برای دوستانی که وقت ندارند  از صفر خودشان این پروژه را طراحی کننده ما سورس پروژه را برای شما آماده کرده ایم و با پرداخت هزینه ای اندک می توانید سورس کامل پروژه را دانلود کنید. همانطور که می دانید معمولا سورس پروژه ها با قیمت خیلی بالا بفروش میرسد ولی هدف ما قیمت مناسب و کمک به مهندسان است. خیلی راحت بعد از دانلود فایل ها PCB را می توانید به یکی از شرکت ها بفرستید تا دو روزه براتون تحویل بدن و بعد چاپ برد قطعات را از روی شماتیک تهیه و منتاژ کنید.اگر راهنمایی نیاز بود در قسمت نظرات مطرح کنید.

توصیه میکنم پروژه کنترل رله از طریق شبکه اترنت (وب سرور روی میکروکنترلر) را هم ببینید. اگر سوالی داشتین در اینجا بپرسید.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.