कुछ जटिल सर्किट का निर्माण करते समय मॉड्यूल और ढाल हमेशा काम करते हैं, विशेष रूप से Arduino और रास्पबेरी पाई के साथ। ये मॉड्यूल सर्किट में प्रत्येक घटक को जोड़ने के सभी ओवरहेड को कम करते हैं और प्लग और प्ले डिवाइस के रूप में कार्य करते हैं, जैसे कि एलसीडी ढाल, रिले मॉड्यूल आदि। हम यहां एक बहुत ही उपयोगी हॉट वाटर टैंक लीक डिटेक्टर प्रोजेक्ट साझा कर रहे हैं, जिसे आसानी से बनाया जा सकता है। रास्पबेरी पाई के साथ दो एसपीआई मॉड्यूल का उपयोग करके ।
पहले हमें SPI (Serial to Peripheral Interface) के बारे में समझना चाहिए । एसपीआई एक तुल्यकालिक और पूर्ण द्वैध संचार इंटरफ़ेस है, मुख्य रूप से माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके परिधीय उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए एम्बेडेड सिस्टम में उपयोग किया जाता है। एसपीआई मास्टर-स्लेव आर्किटेक्चर का उपयोग करता है जहां माइक्रोकंट्रोलर आमतौर पर मास्टर के रूप में कार्य करता है। एसपीआई और आई 2 सी जैसी बसों का लाभ यह है कि, आप कुछ पिनों का उपयोग करके कई उपकरणों को जोड़ सकते हैं, जैसे एसपीआई के मामले में हम कई परिधीय उपकरणों को केवल चार पिनों का उपयोग करके जोड़ सकते हैं जहां 3 पिन डेटा संचार के लिए है और एक चिप के चयन के लिए।
रास्पबेरी पाई में हमारे पास 2 एसपीआई उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए 2-चिप चुनिंदा पिन हैं और वर्तमान में रास्पबेरी पाई केवल मास्टर के रूप में कार्य कर सकती है। हम इसे एक सरल उदाहरण से समझ सकते हैं जैसे अगर हम 8 रिले को रास्पबेरी पाई से जोड़ना चाहते हैं तो हमें 8 GPIO पिन की आवश्यकता है, लेकिन 74HC595 शिफ्ट रजिस्टर को SPI डिवाइस के रूप में उपयोग करके हम 8 रिले को सिर्फ रास्पबेरी पाई के 4 SPI पिन का उपयोग करके कनेक्ट कर सकते हैं, इसलिए हम अन्य कार्यों के लिए अन्य GPIO पिन बचा सकते हैं। यह जटिल सर्किट में बहुत उपयोगी है।
अब हमारे हॉट वॉटर टैंक लीक डिटेक्टर प्रोजेक्ट के लिए, विजेटलॉर्ड्स ने कई उपयोगी रास्पबेरी पाई बिल्डिंग ब्लॉक्स और एसपीआई मॉड्यूल बनाए हैं, जिनके उपयोग से हम बहुत कम समय में कई जटिल प्रोजेक्ट बना सकते हैं। इस लीक डिटेक्शन प्रोजेक्ट में, रास्पबेरी पाई के साथ दो मॉड्यूल का उपयोग किया गया है जो Pi-SPi-8AI 8 चैनल एनालॉग इनपुट मॉड्यूल और Pi-SPi-8KO 8 चैनल रिले मॉड्यूल हैं। इसके अलावा, एक बजर, 24 वी बिजली की आपूर्ति, थर्मिस्टर्स और वॉटर लीकेज सेंसर का उपयोग किया जाता है। वॉटर लीक सेंसर एक पारदर्शी प्लास्टिक शीट पर दो स्टेनलेस स्टील के स्क्रू को फिक्स करके बनाया गया है।
जब भी कोई रिसाव होता है, तो बज़ेर 8 चैनल रिले बोर्ड पर मौजूद रिले द्वारा ट्रिगर हो जाता है। यह तापमान सेंसर का उपयोग करके हॉट लाइन और कोल्ड लाइन के तापमान को भी मापता है और जब गर्म पानी की लाइन ठंडे पानी की लाइन के तापमान के 10% के भीतर हो जाती है तो तापमान अलार्म को चालू कर देता है। इस सर्किट का उपयोग जल चालकता डिटेक्टर के रूप में और मृदा आर्द्रता और पानी की ठोस सामग्री को मापने के लिए भी किया जा सकता है। आप अपने प्रोजेक्ट पेज पर इस हॉट वॉटर टैंक लीक डिटेक्टर के लिए पूरा विवरण, सर्किट और कोड पा सकते हैं । नीचे टर्मिनल पर आउटपुट मॉनिटरिंग स्क्रीन है:
यहां केवल 4 चैनल Pi-SPi-8AI मॉड्यूल और 3 चैनल Pi-SPi-8KO मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है और अन्य चैनल (8 में से) अभी भी अप्रयुक्त छोड़ दिए गए हैं। इन अप्रयुक्त चैनलों का उपयोग इस परियोजना में अधिक कार्यों को जोड़ने के लिए किया जा सकता है या पूरी तरह से विभिन्न कार्यों को संभालने के लिए उपयोग किया जा सकता है। यह एसपीआई और इन एसपीआई मॉड्यूल की शक्ति है कि यह एक माइक्रोकंटोलर का उपयोग करके कई कार्यों को संभाल सकता है।
वाइडग्लॉर्डर्स में कई उपयोगी पाई-एसपी-मॉड्यूल की श्रृंखला है और वे लगातार अधिक मॉड्यूल जोड़ रहे हैं, आप उनकी वेबसाइट पर देख सकते हैं। प्रत्येक मॉड्यूल में दोहरी GPIO विस्तार पोर्ट होता है ताकि आवश्यकता के अनुसार कई मॉड्यूल श्रृंखला में जुड़े हो सकें। और प्रत्येक मॉड्यूल (24VDC) में बाहरी बिजली की आपूर्ति भी है ताकि रास्पबेरी पाई बिजली आपूर्ति अतिभारित न हो।