برد ESP8266 برد Nodemcu

طراحی و پیاده سازی رله تایمر وای فای با برد Nodemcu تراشه ESP8266

timer-relay-with-nodemcu-module-esp8266-local-wifi-digispark
نوشته شده توسط معین صابری

یکی از مهم ترین اختراعات صنایع برق و الکترونیک، بی شک رله ها هستند. رله که اولین بار توسط جوزف هانری اختراع شد، می تواند با جریان ضعیف، یک جریان بسیار قوی را کنترل کند. موردی که شبیه آن را در قانون پاسکال داریم. به کمک رله ها می توان فعال و یا غیر فعال سازی وسایل برقی را کنترل نمود.  یکی ازدستگاه های پرکاربرد، رله های تایمر دار هستند. در این دستگاه ها با تنظیم زمان، می توانید فعال و یا غیر فعال سازی رله را کنترل کنید. پیشتر در آموزشی که با کلیک بر روی این لینک قابل دسترسی است، به طراحی رله تایمر دار با قابلیت تنظیم زمان از طریق پیامک پرداختیم. در این آموزش قصد داریم به طراحی این مدار از طریق وای فای بپردازیم. در ادامه با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی ، دیجی اسپارک همراه باشید.

 


کاربرد و نحوه عملکرد رله تایمر دار وای فای


همانطور که گفته شد، رله ها یکی از مهم ترین ابزارها در زمینه کنترل وسایل برقی به شمار می رود. یکی از دستگاه های مهم و پرکاربرد در صنایع مختلف، رله های تایمر دار هستند. به کمک این ابزار می توانید زمان روشن بودن رله، زمان خاموش بودن آن و حتی تعداد دفعات اجرای این حلقه را تعیین کنید. در این پروژه قصد پیاده سازی این سیستم را داریم. در این پروژه مدت زمان فعال/غیر فعال سازی و تعداد دفعات تکرار حلقه اجرا از طریق تلفن همراه و یا رایانه، به طور بی سیم تعیین می گردد.  به منظور پیاده سازی این پروژه، قطعاتی که در جدول زیر قرار گرفته اند، وظیفه اجرا را بر عهده دارند.

شرح قطعه
اجرای کدهای پروژه، ایجاد ارتباط وای فای Node Mcu
کنترل تغذیه وسیله برقی متصل ماژول رله

 

در ادامه این آموزش به شرح هریک از قطعات به کار رفته در پروژه می پردازیم.

 


برد Nodemcu تراشه ESP8266


برد NODEMCU، یک برد پردازشی با امکانات نرم افزاری و سخت افزاری بی شمار است. این برد که از هسته ESP8266-12E بهره می برد، می تواند برنامه های نوشته شده به زبان آردوینو را اجرا کند. علاوه بر این، این برد از قابلیت وای فای بهره می برد. به عبارت دیگر این برد  می تواند همانند یک روتر، به نقطه دسترسی تبدیل شده و به دستگاه ها آی پی تخصیص دهد. همچنین این برد می تواند همانند یک رایانه یا تلفن همراه، به نقطه دسترسی متصل شده سپس ارتباط اینترنتی برقرار سازد.

برد Nodemcu تراشه ESP8266 - دیجی اسپارک

 

در نهایت به کمک برد NODEMCU، داده های مربوط به زمانبندی رله را از کاربر دریافت کرده و اجرا می کنیم. این برد راه اندازی و کار با بردهای ESP8266 را بسیار ساده می کند. وجود رگولاتور، سوکت USB و… سبب تسریع در راه اندازی و کار می گردد. در رابطه با بردهای ESP سلسله اموزشی طی ۱۲ مرحله منتشر شده که با کلیک بر روی این لینک قابل دسترسی است.

 


ماژول رله تک کانال


همانطور که در ابتدای آموزش بیان شد، رله ها ابزاری جهت کنترل جریان وسایل برقی هستند. به کمک رله ها می توان با جریان ضعیف میکروکنترلرها، وسایل برقی با جریان بسیار بالا را نیز کنترل نمود.  رله ها جهت راه اندازی و کار نیاز به طراحی مدار دارند. اما ماژول های رله راه اندازی و کار با این ابزار کلیدی را بسیار ساده می کنند. به کمک این ماژول ها بدون نیاز به هیچ ابزارجانبی، تنها با اتصال تغذیه و پالس میکروکنترلر، جریان برق را کنترل کنید.

ماژول رله تک کانال Relay - دیجی اسپارک

 

 در این پروژه از ماژول رله جهت کنترل وسیله برقی استفاده می کنیم. در ابتدا برد NODEMCU فرمان جهت مدت فعال و غیر فعال سازی رله دریافت می کند. سپس بر مبنای زمان دریافت شده و تعداد دفعات تکرار، رله را فعال و غیر فعال خواهد نمود.

 


شماتیک و اتصالات


پس از بررسی قطعات پروژه، نوبت به شماتیک و اتصالات پروژه می رسد. تصویر زیر نمایی کلی از شمای اتصالات را نمایش می دهد.

شماتیک پروژه رله تایمر با Nodemcu - دیجی اسپارک

 

 مطابق تصویر فوق، اتصالات رله را به شکل زیر با برد NODEMCU برقرار کنید.

  • اتصال پایه VCC رله به پایه ۳V3 NODEMCU
  • اتصال پایه GND رله به پایه GND برد NODEMCU
  • اتصال پایه IN یا سیگنال رله به پایه D2 برد NODEMCU

توجه۱: تغذیه سیستم از طریق کابل USB انجام می شود.

توجه۲: در هنگام آپلود برنامه روی برد NODEMCU، بهتر است تغذیه رله از برد را قطع کنید.

 


کدهای پروژه رله تایمر


در این قسمت نوبت به آپلود برنامه روی برد می رسد. کدهای زیر را با انتخاب برد NODEMCU در منوی Tools آردوینو، روی آن آپلود نمایید.

 

جهت دسترسی به این بخش، اشتراک اسپارکر پلاس تهیه کنید.

 


اجرای پروژه رله تایمر وای فای


پس از آپلود کد، نوبت به اجرای پروژه می رسد. زمانیکه برد را روشن می کنید، در لیست نقطه دسترسی ها، یک مورد به نام relay_time مشاهده خواهید کرد. به این نقطه دسترسی متصل شوید. پس از اتصال و دریافت آی پی، از طریق مرورگر می بایست داده ها ارسال گردند. داده ها به فرمت زیر به ماژول ارسال خواهند شد.

 

 مطابق فرمت فوق، ورودی اول مدت زمان روشن ماندن رله، ورودی دوم مدت زمان خاموش ماندن رله و ورودی سوم تعداد دفعات تکرار روشن و خاموش بودن رله است. به عنوان مثال، ورودی زیر را در نظر بگیرید.

 

مطابق فرمت فوق، رله ابتدا برای مدت ۳۰۰۰ میلی ثانیه(۳ ثانیه) روشن می ماند. پس از طی این مدت، برای ۶۰۰۰ میلی ثانیه(۶ ثانیه) خاموش خواهد شد. مطابق ورودی سوم، ۴، این چرخه برای مدت ۴ مرتبه تکرار خواهد شد. برای این مورد، از آنجاییکه تحت متد GET داده ها به سرور ارسال می گردد و آدرس نقطه دسترسی ماژول ۱۹۲٫۱۶۸٫۴٫۱ است، داده ها به شکل زیر به آدرس سرور که در صفحه اصلی(روت) ایجاد شده ارسال می گردد.

 

مطابق فرمت فوق، تحت متد GET داده ها در متغیر data قرار می گیرد. جهت اطلاعات بیشتر در رابطه با متد GET، آموزش آن را با کلیک بر روی این لینک مطالعه کنید. پس از ورودی اطلاعات در مرورگر، مطابق تصویر زیر خروجی را مشاهده خواهید کرد.

پروژه رله تایمر دار با Nodemcu - دیجی اسپارک

 

 در نهایت پس از دریافت داده ها از کاربر، مدار شروع به اجرا فرامین کاربر و زمانبندی اجرای رله خواهد نمود.

رله تایمر timer با برد nodemcu - دیجی اسپارک

 


 تحلیل کدهای پروژه رله تایمر


پس از اجرای پروژه، نوبت به تحلیل کدهای آن می رسد. جدول زیر به طور خلاصه شرح وظیفه توابع کلیدی پروژه را نمایش می دهد. توجه داشته باشید که دورن کدهای پروژه به صورت خط به خط توضیح(کامنت) درج شده که با مطالعه آن می توانید روال کلی کار را دریابید.

 

جهت دسترسی به این بخش، اشتراک اسپارکر پلاس تهیه کنید.

 


 لوازم مورد نیاز


برد Nodemcu

ماژول رله

 


جمع بندی


رله های تایمردار یکی از مهم ترین و پرکاربردترین ابزارها در سیستم های مختلف به شمار می ورند. به کمک این سیستم شما می توانید مدت زمان فعال و غیر فعال بودن رله را تعیین کنید. در این آموزش به کمک برد NODEMCU اقدام به طراحی و پیاده سازی رله تایمر دار با قابلیت تنظیم زمان از طریق وای فای پرداختیم. به کمک این دستگاه شما می توانید به کمک رایانه و یا تلفن همراه به صورت بی سیم به نام نقطه دسترسی دستگاه متصل شده و مدت زمان فعال و غیر فعال سازی رله را تعیین کنید. همچنین می توانید تعداد دفعات تکرار را چرخه فعال و غیر فعال بودن رله را تعیین کنید.

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

 

درباره نویسنده

معین صابری

کارشناسی ارشد رشته معماری سیستم های کامپیوتری

مالي که ز تو کس نستاند، علم است
حرزي که تو را به حق رساند، علم است
جز علم طلب مکن تو اندر عالم
چيزي که تو را ز غم رهاند، علم است
(شیخ بهایی)

تبادل نظر و رفع عیب با ثبت دیدگاه