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基于IoT和Arduino构建一个IPL记分板

科技观察员 来源:circuitdigest 作者:Debasis Parida 2022-08-02 17:29 次阅读

今天我们将使用 NodeMCU 和 P10 显示模块构建一个基于 IoTArduino 的 IPL 记分板,它足够大,可以显示实时比分,而且制作起来非常简单。

构建物联网计分板所需的组件

项目比较简单,需要的组件也不多。只需收集下面列出的物品。

Arduino纳米

ESP8266 NodeMCU

性能板

男性和女性标题

9V 直流,2 安培电源

5 安培、3 安培 SMPS

连接线

基于节点 MCU 和 Arduino 的物联网记分板工作

poYBAGLo7geAekDiAACat3XEeRo060.png

该项目的完整工作如上面的框图所示。在这里,“ CRICAPI ”API 服务用于获取实时 IPL 分数,然后由 ESP8266 nodeMCU 解码并再次发送到控制显示的Arduino Nano 。在这里,串行通信用于将信息从NodeMCU发送到 Arduino Uno。然后Arduino将需要显示的所需信息发送到p10显示器。

P10 LED矩阵模组基本工作原理

poYBAGLo7gGABeZzAAkj-923jXc222.png

P10 LED 显示模块是一种非常流行的矩阵显示器,用于宣传户外或室内条件。每个 p10 显示模块共有 512 个高亮度 LED,安装在塑料外壳上,旨在实现最佳显示效果。任何数量的此类面板可以组合成任何行和列结构,以设计 LED 通知/广告板。32*16 模块尺寸意味着每行有 32 个 LED,每列有 16 个 LED。因此,每个模块单元中有 512 个 LED。

这个模块有很多特点,比如它总共有512个LED,这使得制作广告牌非常酷,并且在我们需要展示的地方都需要它。它的总亮度为 3500-4500 尼特,因此您可以在光天化日之下非常清楚地看到它。它有一个最大值。功耗为 20W,因此可以由小型开关电源模块供电。它还需要一个单独的 5V 电源为逻辑部分供电。它具有 IP65 防水等级,因此可以在潮湿和雨天的户外轻松使用。

P10显示模块引脚说明:

pYYBAGLo7fyAbQbaAAfiatymTMU552.png

Enable:此引脚用于通过向 LED 面板提供 PWM 脉冲来控制 LED 面板的亮度。

A、B:这些称为多路复用选择引脚。它们采用数字输入来选择任何多路复用行。

移位时钟 (CLK)、存储时钟 (SCLK) 和数据:这些是正常的移位寄存器控制引脚。这里使用移位寄存器74HC595。

poYBAGLo7fiAPe1VAACGua4Mlrc918.png

P10显示模块接线图:

Arduino UNO 和 P10 显示模块按照如下所示的引脚映射互连:

poYBAGLo7fKAc-_iAAARSHufrIY314.png

重要的提示:

将 P10 模块的电源端子单独连接到 5V DC SMPS。建议将 5V、3 Amp 直流电源连接到单个 P10 LED 模块。如果您计划连接更多模块,请相应提高您的 SMPS 额定值。

基于 NodeMCU 和 IoT 的实时计分板 - 示意图

pYYBAGLo7e6AapOSAAGsHXVhxLw325.png

基于物联网的实时计分板的完整示意图如上所示。如电路图所示,首先将一个 9V 直流电源连接到 Arduino Nano,然后将来自 Arduino 的稳压 5V 直流电源提供给 NodeMCU。对于 Arduino 和 NodeMCU 之间的通信,使用 TX 和 RX 引脚,如图所示连接。最后,按照上图所示的电路图,将 P10 显示器连接到 Arduino。

在这个项目中,所有的连接都按照上图进行并焊接在穿孔板上。完成电路图后,电路板如下图所示:

pYYBAGLo7emAWDLEAASsYnk6_G0136.png

连接成功后,我已将板子连接到 p10 显示器并将电路封装在外壳中,如下图所示:

poYBAGLo7eWAeOeWAAY8Ox-ZKa4429.png

基于物联网的记分板的软件设置

在成功设置硬件之后,现在是时候在编写代码之前设置软件部分了。首先,需要完成 API 设置。为此,请访问 URL:https ://www.cricapi.com/并注册以创建一个新帐户。我们也可以使用我们的 Google 帐户登录。

登录您的 CricAPI 帐户,每天最多可免费获得 100 次点击。仪表板如下所示:

pYYBAGLo7eCAf6ChAAE-G-vtVO4300.png

单击“ Test CricAPI ”选项并转到“ Cricket score ”选项。将出现一个窗口,如下所示,其中包含 URL 和示例输出。复制 URL 以供我们将来参考。我在印度,我喜欢板球,所以我将其配置为显示板球得分。如果您希望它为任何其他目的配置它,您可以通过稍微更改代码来轻松完成。

poYBAGLo7dyAX_R5AAGe7A0g814090.png

基于 NodeMCU 和 IoT 的 Live Cricket Board 代码

在本节中,我们将讨论从 HTTP 网站获取数据并将其显示到 P10 显示器所需的代码,因为我们使用的是 NodeMCU 和 Arduino,因此这些将分为两个部分。第一个 Arduino 代码配置 NodeMCU,第二个配置 Arduino Nano。

设置 NodeMCU 以上传代码:

如果您是第一次将代码上传到 nodeMCU,那么您必须先包含板,使用以下步骤。

要将代码上传到 NodeMCU,请按照以下步骤操作:

1.打开 Arduino IDE,然后转到File–》Preferences–》Settings。

pYYBAGLo7daAEBXyAAAn54RZfaw114.png

2.在 “Additional Board Manager URL ”字段中输入https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json并单击“Ok”。

pYYBAGLo7dOAO2rKAADjLhJNu0g680.png

3.现在,转到工具 》 板 》 板管理器。在 Boards Manager 窗口中,在搜索框中键入ESP 8266,选择最新版本的开发板,然后单击安装。

poYBAGLo7c-AIo_HAAFvRy7DM14246.png

4.安装完成后,进入Tools -》 Board -》 选择NodeMCU 1.0(ESP-12E Module)。现在您可以使用 Arduino IDE 对 NodeMCU 进行编程

完成上述步骤后,现在可以将代码上传到 NodeMCU,完整的代码需要上传到 NodeMCU。首先,所有必需的库文件都将包含在代码中。这里,在这个项目中,ESP8266WiFi.h和ESP8266HTTPClient.h用于使用 ESP8266 NodeMCU Wi-Fi 模块,ArduinoJson.h用于使用 JSON 库,用于从 CricAPI 接收信息。

#include  
#include  
#include 

现在,定义了网络凭据,即 SSID 和密码。需要将 NodeMCU 连接到互联网。

const char* ssid = "管理员"; 
const char* 密码 = "123456789";

然后,为了将 nodeMCU 连接到互联网,调用 WiFi.begin并将 SSID 和密码作为其参数。此外,使用波特率 = 115200 初始化串行通信。

Serial.begin(115200); 
WiiFi.begin(ssid,密码);

在 loop() 内部,传递我们之前记下的 API URL,以获取实时板球比分。在http.begin() 函数中获取信息。

http.begin("http://cricapi.com/api/cricketScore?apikey=rd0uOcJvvxUCbNlzlsGWyJt3gP53&unique_id=1254075");

现在,通过读取并在串行监视器上打印 JSON 数据来验证接收到的 JSON 文件。然后如果接收到的数据是正确的,将其打印在 Serial 上以将其发送到 Arduino。

int httpCode = http.GET(); 
      if (httpCode > 0) 
      {
        字符串负载 = http.getString(); 
        const size_t bufferSize = JSON_OBJECT_SIZE(2) + JSON_OBJECT_SIZE(3) + JSON_OBJECT_SIZE(5) + JSON_OBJECT_SIZE(8) + 370;
        DynamicJsonBuffer jsonBuffer(bufferSize); 
        JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(http.getString()); 
        const char* name1 = root["description"]; 
        序列号.println(name1); 
        延迟(10000);
      }

代码完成后,编译代码并上传到NodeMCU。成功上传后,现在是时候为 Arduino 编写代码了。

对 Arduino Nano 进行编程:

与 NodeMCU 类似,我们需要先对 Arduino 进行编程,然后才能继续前进并完成代码。

对于 Arduino Nano,我们必须包含应用程序中使用的所有库。这里,代码中使用了“DMD.h”库和“TimerOne.h”,这两个库都可以通过下面给出的链接下载

从 GitHub 下载 DMD.h 库

从 GitHub 下载 TimerOne.h 库

下载并包含这两个库后,通过包含所有必需的库来启动代码。

#include  
#include  
#include  
#include "SystemFont5x7.h" 
#include "Arial_black_16.h"

在下一步中,为 LED 矩阵定义行数和列数。这里本项目只用到了一个模块,所以ROW值和COLUMN值都可以定义为1。

#define ROW 1 
#define COLUMN 1 
#define FONT Arial_Black_16 
DMD led_module(ROW, COLUMN);

定义了一个函数scan_module(),它通过 SPI 终端持续检查来自 Arduino Nano 的任何传入数据。如果是,那么它将触发中断以执行用户在程序中定义的某些事件。

无效 scan_module() 
{ 
  led_module.scanDisplayBySPI(); 
}

在setup()内部,定时器被初始化,中断被附加到函数scan_module,这在前面已经讨论过了。最初,使用函数clear screen(true) 清除屏幕,这意味着所有像素都定义为 OFF。

在这里,串行通信也启用了串行功能。begin(115200)其中 115200 是串行通信的波特率。

无效设置()
{ 
  Serial.begin(115200);
  Timer1.initialize(2000); 
  Timer1.attachInterrupt(scan_module); 
  led_module.clearScreen(真);
}

在这里,检查串行数据的可用性,是否有来自 nodeMCU 的有​​效数据。接收到的数据存储在一个变量中,然后打印在 p10 显示器上。

无效循环()
{
  如果(Serial.available())
{
数据=Serial.readString();
} 
Serial.println(数据); 
(String("Score:")+String(data)).toCharArray(cstr1, 100); 
    led_module.selectFont(字体);

然后,为了在模块中显示信息,使用selectFont()函数选择字体。然后drawMarquee()函数用于在 p10 板上显示所需的信息。

led_module.drawMarquee(cstr1,100, (32 * ROW), 0); 
    长开始 = 毫秒();
    长时间的计时=开始;
    布尔标志 = 假;

最后,由于我们需要滚动消息显示,我们编写了一个代码,使用一定的周期将整个消息从右向左移动。

    while (!flag) 
    { 
      if ((timming + 30) < millis()) 
      { 
        flag = led_module.stepMarquee(-1, 0); 
        计时 = 毫秒();
      } 
   } 
}

节点单片机代码:


#include

#include

#include

const char* ssid = "admin";

const char* 密码 = "123456789";

整数计数 = 0;

无效设置()

{

Serial.begin(115200);

WiFi.begin(ssid, 密码);

而(WiFi.status()!= WL_CONNECTED)

{

延迟(1000);

}

}

void loop()

{

if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)

{

HTTPClient http;

http.begin(" http://cricapi.com/api/cricketScore?apikey=rd0uOcJvvxUCbNlzlsGWyJt3gP53… ");

int httpCode = http.GET();

如果(http代码>

{

字符串负载 = http.getString();

const size_t bufferSize = JSON_OBJECT_SIZE(2) + JSON_OBJECT_SIZE(3) + JSON_OBJECT_SIZE(5) + JSON_OBJECT_SIZE(8) + 370;

DynamicJsonBuffer jsonBuffer(bufferSize);

JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(http.getString());

const char* name1 = root["description"];

序列号.println(name1);

延迟(10000);

}

http.end();

}

}


Arduino代码:


#include

#include

#include

#include "SystemFont5x7.h"

#include "Arial_black_16.h"

#define ROW 1

#define COLUMN 1

#define FONT Arial_Black_16

字符输入;

整数a = 0,b = 0;

整数标志 = 0;

字符 cstr187d072d946209c12755dc9eb28d72c4554dd7f3a55f83672124217d4d3168939QzpcVXNlcnNcQWRtaW5pc3RyYXRvclxBcHBEYXRhXFJvYW1pbmdcRGluZ1RhbGtcZGVmRW1vdGlvblxlbW90aW9uXzEwOC5wbmc=;

DMD led_module(行,列);

字符串数据="";

无效 scan_module()

{

led_module.scanDisplayBySPI();

}

void setup()

{

Serial.begin(115200);

Timer1.initialize(2000);

Timer1.attachInterrupt(scan_module);

led_module.clearScreen(真);

}

无效循环()

{

if (Serial.available())

{

data=Serial.readString();

}

Serial.println(数据);

(String("Score:")+String(data)).toCharArray(cstr1, 100);

led_module.selectFont(字体);

led_module.drawMarquee(cstr1,100, (32 * ROW), 0);

长开始 = 毫秒();

长时间的计时=开始;

布尔标志 = 假;

while (!flag)

{

if ((timming + 30) < millis())

{

flag = led_module.stepMarquee(-1, 0);

计时 = 毫秒();

}

}

}

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