DIY物联网应用 3-控制继电器

在上一章《我的第一个物联网应用 2》中,我们完成了 Ruff SDK 的安装,开发环境已经准备就绪,这一章我们的目标是:

  • 新建一个 Ruff 项目,熟悉项目结构
  • 以继电器为例学会添加连接外设,并控制外设

下面有请这一期的主角入场。

  • Ruff 开发板:


    主板
  • 继电器


    继电器

继电器的作用

为了方便理解后面的内容,这里先简单科普一下继电器的工作原理,如果你已经知道继电器的作用可以跳过这段内容。
什么是继电器?继电器是一种通过某种信号变化来自动控制电路开关的电子设备。


继电器简图

上图是最简单的继电器模型图,输出电路有三个端口:常闭、常开和公共端,默认情况下常闭端和公共端是连通的,控制端根据输入的电信号能控制摆动条向下或向上摆,从而控制公共端和常闭端或者常开端连通。例如下图就是一个基于电磁信号来实现的继电器:


电磁信号继电器

大家回忆一下中学物理课中的电磁感应原理,当线圈通电后,线圈环绕的铁芯会产生磁力,在磁力的吸引作用下铁片和常闭端断开、和常开端联通;当线圈断电,铁芯磁力消失,铁片在弹簧拉力的作用下和常闭端联通。 如果我们用开发板控制继电器来控制风扇,那么电路连接情况可以如下图:

创建项目

思路理清楚了,下面我们终于可以写代码了,开干吧!创建一个目录:MyLotApp。进入项目目录。执行命令:

rap init

接下来命令终端会让你输入项目名称、描述、作者等信息,写过 NodeJs 的同学一定会觉得很亲切,项目初始化完成之后我们来看看工程的目录结构:


工程目录

package.json:

{
"name": "MyLotApp",
"version": "0.1.0",
"description": "My first Lot App",
"author": "dalimao",
"main": "src/index.js",
"ruff": {
    "boards": {
        "ruff-mbd-v1": "^4.2.0",
        "*": "*"
    },
    "dependencies": {}
 }
}

其中 main 节点指定了程序的入口文件;ruff 节点描述工程的依赖模块,boards 是开发板的基础依赖模块,dependencies 是设备的依赖模块,我们现在还没添加外设备,所以这里是空的。
app.json: 描述设备的逻辑ID(我们在添加外设时自己指定的ID)和驱动依赖包的映射关系。
test 目录:测试代码存放目录。
src 目录:源码目录,我们写的代码就放到这个目录下。
src/index.js: 在package.json 中指定了 index.js 为项目的程序入口。

'use strict';
$.ready(function (error) {
    if (error) {
        console.log(error);
        return;
    }
    $('#led-r').turnOn();
});
$.end(function () {
    $('#led-r').turnOff();
});

开发板启动完成、加载程序之后会执行ready() 回调函数,关闭之前会执行end()回调函数。这段代码加载后,开发板会点亮开发板上内置的红色led 灯。现在我们让这段初始化生成的代码在开发板上跑起来吧,有请我们的第一位主角-Ruff 开发板出场。

启动开发版

用 USB 连接线给 Ruff 开发板 ,开发板随即启动。开发版启动后会启动一个名字以 Ruff 开头的 WI-FI 热点,例如 Ruff0021332 。让开发机(你的电脑)连上这个 WI-FI 热点,然后就可以把代码部署到开发板上了。

部署程序

打开终端,进入工程目录,输入命令:

rap deploy -s

部署成功,观察一下开发板上红色 led 灯是否亮了。

添加继电器

关掉开发板电源,WIFI 切回正常使用的 WIFI。先来熟悉下 rap device add <device-id>这个命令,这个命令是用来添加外设的, 后面的参数是逻辑上的设备 ID,你可以自行定义,只要保证和其他设备 ID 不重复就行了。

 rap device add relay

这里我把继电器的 ID 定义为 relay ,回车之后 Ruff 命令行会询问你 Module ID, 这个才是设备真正的 ID ,这个 ID 和这个硬件的驱动程序是对应的,这个 ID 在设备的包装盒上有注明,输入这个 ID 回车之后 Ruff SDK 会根据 ID 在 Ruff 的软件仓库帮你寻找对应的驱动程序供你选择安装,如果这个设备还没有对应的驱动程序,你可以去根据 Ruff 的 API 去为它写驱动程序,当然这是后话了。
输入继电器的 Module ID :RELAY-1C,回车选择最新的驱动,然后自动到 Ruff 驱动仓库下载继电器的依赖模块。完成之后观察下项目 package.json 和 app.json 的变化,多了设备的配置信息。
安装上设备驱动之后 rap 命令行会输出设备针脚很开发板管脚的连接布局信息,你也可以通过 rap layout 命令来查询布局信息,你还可以通过 rap layout --visual 这个命令查看图形化的布局信息。


布局信息

根据指示完成继电器和主板的连线,连线过程记得关闭主板电源哟。

控制继电器

现在我们可以写程序来控制继电器了,怎么控制?这里我们要学会去Ruff 官网查看每个设备驱动提供的 API 和用法。到 Ruff 的软件仓库:https://rap.ruff.io/搜索:


你可以直接搜索 Module ID,你也可以搜索设备名称。搜索之后结果页面会出现模块的信息:

进入驱动页面可以看到设备模块对应的驱动的用法:

通过 ID,索引设备对象,这里的 ID 就是我们添加设备的时候自己定义的ID,我们定义的 ID 是"relay",所以我们可以这样来打开继电器(使公共端和常开端连通):

$('#relay').turnOn(function () { 
    // 打开继电器成功的回调函数
    console.log('turn on');
});

现在我们把打开、关闭继电器的逻辑放到src/index.js中:

'use strict';
$.ready(function (error) {
    if (error) {
        console.log(error);
        return;
    }
  $('#relay').turnOn(function () { 
     // 打开继电器成功的回调函数
       console.log('turn on');
    });
});
$.end(function () {
    $('#relay').turnOff(function () { 
        // 关闭继电器成功的回调函数
       console.log('turn off');
    });
});

启动并连接开发板,重新部署程序,部署成功你会听到继电器发出“嗒”的一声,说明继电器打开成功。
至此,我们能创建一个应用、学会如何添加并控制外设了,下一章有请另外两位主角:玩具小风扇和红外接收器。

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