Smart Buoy [Muhtasari]: Hatua 8 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Sisi sote tunapenda bahari. Kama pamoja, tunamiminika kwake kwa likizo, kufurahiya michezo ya maji au kupata riziki yetu. Lakini pwani ni eneo lenye nguvu kwa rehema ya mawimbi. Kuinuka kwa viwango vya bahari kunaga katika fukwe na hafla kali kama vimbunga vinawaangamiza kabisa. Ili kuelewa jinsi ya kuwaokoa, tunahitaji kuelewa nguvu zinazoendesha mabadiliko yao.

Utafiti ni wa bei ghali, lakini ikiwa ungeweza kuunda vifaa vya bei rahisi, bora, utaweza kutoa data zaidi - mwishowe kuboresha uelewa. Haya ndiyo mawazo nyuma ya mradi wetu wa Smart Buoy. Kwa muhtasari huu, tunakupa mradi wako haraka na kuuvunja kwa muundo, muundo na uwasilishaji wa data. Oya boya, utaipenda hii..!

Vifaa

Kwa ujenzi kamili wa Smart Buoy, unahitaji vitu vingi. Tutakuwa na uharibifu wa vifaa maalum vinavyohitajika kwa kila hatua ya ujenzi katika mafunzo husika, lakini hapa kuna orodha kamili:

• Arduino Nano - Amazon
• Raspberry Pi Zero - Amazon
• Betri (18650) - Amazon
• Paneli za jua - Amazon
• Kuzuia Diode - Amazon
• Mdhibiti wa malipo - Amazon
• Nyongeza ya Buck - Amazon
• Moduli ya GPS - Amazon
• GY-86 (accelerometer, gyroscope, barometer, dira) - Amazon
• Sensor ya Joto la Maji - Amazon
• Moduli ya kufuatilia nguvu - Amazon
• Moduli ya saa halisi - Amazon
• Moduli za redio - Amazon
• i ^ 2c moduli ya multiplexer - Amazon
• Printa ya 3D - Amazon
• Filamu ya PETG - Amazon
• Epoxy - Amazon
• Rangi ya dawa ya kwanza - Amazon
• Kamba - Amazon
• Ikifungwa - Amazon
• Gundi - Amazon

Nambari yote inayotumiwa inaweza kupatikana kwa

Hatua ya 1: Inafanya nini?

Sensorer zilizo kwenye Smart Buoy zinaiwezesha kupima: urefu wa mawimbi, kipindi cha mawimbi, nguvu ya mawimbi, joto la maji, joto la hewa, shinikizo la hewa, voltage, matumizi ya sasa na eneo la GPS.

Katika ulimwengu mzuri, ingekuwa pia imepima mwelekeo wa mawimbi. Kulingana na vipimo ambavyo Buoy alichukua, tulikuwa karibu kupata suluhisho ambayo itatuwezesha kuhesabu mwelekeo wa mawimbi. Walakini, iliibuka kuwa ngumu sana na ni shida kubwa katika jamii halisi ya watafiti. Ikiwa kuna mtu yeyote nje ambaye anaweza kutusaidia na kupendekeza njia bora ya kupata vipimo vya mwelekeo wa mawimbi, tafadhali tujulishe - tunapenda kuelewa ni jinsi gani tunaweza kuifanya ifanye kazi! Takwimu zote ambazo Buoy hukusanya zinatumwa kupitia redio kwa kituo cha msingi, ambayo ni Raspberry Pi. Tulitengeneza dashibodi kuwaonyesha kwa kutumia Vue JS.

Hatua ya 2: Jenga - Buoy Casing

Buoy huyu labda alikuwa jambo gumu zaidi ambalo tumechapisha hadi sasa. Kulikuwa na vitu vingi tu vya kuzingatia kwani ingekuwa baharini, ikifunuliwa na hali ya hewa na jua nyingi. Tutazungumza zaidi juu ya hiyo baadaye katika safu ya Smart Buoy.

Kwa kifupi: tulichapisha tufe karibu na mashimo katika nusu mbili. Nusu ya juu ina nafasi kwa paneli za jua na shimo kwa angani ya redio kupitia. Nusu ya chini ina shimo la sensorer ya joto kupita na kipini cha kamba iliyofungwa.

Baada ya kuchapisha Buoy kwa kutumia filament ya PETG, tuliipaka mchanga, tukaipaka rangi na kichungi cha kujaza, kisha tukaweka matabaka kadhaa ya epoxy.

Mara utayarishaji wa ganda ulipokamilika, tuliweka vifaa vyote vya elektroniki ndani na kisha tukafunga muhuri wa joto la maji, redio angani na paneli za jua kwa kutumia bunduki ya gundi. Mwishowe, tulitia muhuri hizo nusu mbili na gundi / wambiso wa StixAll (gundi kubwa ya ndege).

Na kisha tulitarajia ilikuwa haina maji …

Hatua ya 3: Jenga - Buoy Electronics

Buoy ina sensorer nyingi kwenye bodi na tunaenda kwa undani juu ya hizi katika mafunzo husika. Kwa kuwa huu ni muhtasari, tutajaribu kuweka habari hii, lakini fupi!

Buoy inaendeshwa na betri ya 18650, ambayo inatozwa na paneli nne za jua za 5V. Saa halisi tu ndiyo inayotumiwa kila wakati, hata hivyo. Buoy hutumia pini ya pato la saa halisi kudhibiti transistor inayoruhusu nguvu kuingia kwenye mfumo wote. Wakati mfumo umewashwa, huanza kwa kupata vipimo kutoka kwa sensorer - pamoja na thamani ya voltage kutoka kwa moduli ya ufuatiliaji wa nguvu. Thamani iliyotolewa na moduli ya ufuatiliaji wa nguvu huamua muda gani mfumo hulala kabla ya kuchukua usomaji unaofuata. Kengele imewekwa kwa wakati huu, kisha mfumo hujizima!

Mfumo yenyewe ni sensorer nyingi na moduli ya redio iliyounganishwa na Arduino. Moduli ya GY-86, RealTimeClock (RTC), Moduli ya Monitor Power, na multiplexer ya I2C zote zinawasiliana na Arduino ikitumia I2C. Tulihitaji multiplexer ya I2C inahitajika kwa sababu GY-86 na moduli ya RTC tuliyotumia zote mbili zina anwani sawa. Moduli ya multiplexer hukuruhusu kuwasiliana bila shida ya ziada, ingawa inaweza kuwa kuzidi kidogo.

Moduli ya redio inawasiliana kupitia SPI.

Hapo awali, tulikuwa na moduli ya kadi ya SD pia, lakini ilisababisha maumivu ya kichwa mengi kwa sababu ya saizi ya maktaba ya SD ambayo tuliamua kuifuta.

Angalia nambari. Kuna uwezekano kuwa una maswali - labda mashaka yanayodumu pia - na tutafurahi kuyasikia. Mafunzo ya kina ni pamoja na maelezo ya kificho, kwa hivyo tunatumai wataifanya iwe wazi zaidi!

Tulijaribu kutenganisha faili za kificho na kutumia faili kuu kuzijumuisha, ambazo zilionekana kufanya kazi vizuri.

Hatua ya 4: Jenga - Kituo cha Elektroniki

Kituo cha msingi kinafanywa kwa kutumia Raspberry Pi Zero na moduli ya redio iliyoambatishwa. Tulipata kisanduku kutoka https://www.thingiverse.com/thing 1595429. Wewe ni fab, asante sana!

Mara tu unapokuwa na nambari inayoendesha Arduino, ni rahisi sana kupata vipimo kwenye Raspberry Pi kwa kutumia nambari ya listen_to_radio.py.

Hatua ya 5: Dashibodi

Kukuonyesha jinsi tulivyotengeneza dashi nzima itakuwa Odyssey kidogo kwa sababu ulikuwa mradi mzuri na mgumu. Ikiwa mtu yeyote anataka kujua jinsi tumefanya hivyo, tujulishe - msanidi programu wa wavuti wa T3ch Flicks atakuwa na furaha zaidi kufanya mafunzo juu ya hii!

Mara tu unapoweka faili hizi kwenye Raspberry Pi, unapaswa kuendesha seva na uone dashibodi na data inayoingia. Kwa sababu za maendeleo na kuona jinsi dashi ingeonekana ikiwa ingetolewa na data nzuri, ya kawaida, tuliongeza jenereta ya data bandia kwenye seva. Endesha hiyo ikiwa unataka kuona jinsi inavyoonekana wakati una data zaidi. Pia tutaelezea hii kwa undani katika mafunzo ya baadaye.

(Kumbuka unaweza kupata nambari yote kwa

Hatua ya 6: Toleo la 2 ?? - Matatizo

Mradi huu sio kamili kabisa - tunapenda kuufikiria zaidi kama mfano / uthibitisho wa dhana. Ingawa mfano hufanya kazi kwa kiwango cha kimsingi: inaelea, inachukua vipimo na ina uwezo wa kuipitisha, kuna mengi ambayo tumejifunza na tutabadilika kwa toleo la pili:

1. Tatizo letu kubwa lilikuwa kutoweza kubadilisha nambari ya Buoy baada ya kuifunga gluing. Kwa kweli hii ilikuwa kidogo ya usimamizi na inaweza kutatuliwa kwa ufanisi sana na bandari ya USB iliyofunikwa na muhuri wa mpira. Hiyo, hata hivyo, ingeongeza safu nyingine yote ya utata kwa mchakato wa kuzuia maji ya kuchapa wa 3D!
2. Algorithms sisi kutumika walikuwa mbali na kamilifu. Njia zetu za kuamua mali ya mawimbi zilikuwa mbaya sana na tuliishia kutumia wakati wetu mwingi kusoma juu ya hesabu kwa kuchanganya data ya sensorer kutoka kwa sumaku, accelerometer, na gyroscope. Ikiwa mtu huko nje anaelewa hii na yuko tayari kusaidia, tunadhani tunaweza kufanya vipimo hivi kuwa sahihi zaidi.
3. Sensorer zingine zilifanya weirdly kidogo. Sensorer ya joto la maji ndio ambayo ilionekana kuwa mbaya sana - karibu digrii 10 kutoka kwa joto halisi wakati mwingine. Sababu ya hii inaweza kuwa ni kuwa tu sensorer mbaya, au kuna kitu kilikuwa kinapokanzwa…

Hatua ya 7: Toleo la 2 ?? - Maboresho

Arduino ilikuwa nzuri, lakini kama ilivyotajwa hapo awali tulilazimika kufuta moduli ya kadi ya SD (ambayo ilitakiwa kuwa chelezo ya data ikiwa ujumbe wa redio haukuweza kutuma) kwa sababu ya maswala ya kumbukumbu. Tunaweza kuibadilisha kuwa mdhibiti mdogo zaidi kama Arduino Mega au Teensy au tumia tu sifuri nyingine ya Raspberry Pi. Walakini, hii ingeongeza gharama na matumizi ya nguvu.

Moduli ya redio tuliyoitumia ina upeo mdogo wa kilomita kadhaa na macho ya moja kwa moja. Walakini, katika ulimwengu wa dhana ambapo tuliweza kuweka Buoys (sana) karibu na kisiwa hicho, tungeweza kuunda mtandao wa mesh kama hii. Kuna uwezekano mwingi wa upitishaji wa data anuwai, pamoja na lora, grsm. Ikiwa tungeweza kutumia moja ya hizi, labda mtandao wa matundu kuzunguka kisiwa hicho ungewezekana!

Hatua ya 8: Kutumia Buoy Yetu ya Smart kwa Utafiti

Tuliunda na kuzindua Buoy huko Grenada, kisiwa kidogo kusini mwa Karibiani. Tulipokuwa huko nje, tulifanya mazungumzo na serikali ya Grenadia, ambaye alisema kwamba Smart Buoy kama yule tuliyeunda itasaidia katika kutoa vipimo vya idadi ya sifa za bahari. Vipimo vya kiotomatiki vingekata bidii ya kibinadamu na makosa ya kibinadamu na kutoa muktadha unaofaa wa kuelewa pwani zinazobadilika. Serikali pia ilipendekeza kwamba kuchukua vipimo vya upepo pia itakuwa huduma ya kusaidia kwa madhumuni yao. Sijui jinsi tutasimamia hiyo, kwa hivyo ikiwa mtu yeyote ana maoni yoyote…

Tahadhari muhimu ni kwamba ingawa ni wakati wa kufurahisha sana kwa utafiti wa pwani, haswa unaojumuisha teknolojia, kuna njia ndefu kabla ya kupitishwa kikamilifu.

Asante kwa kusoma chapisho la blogi ya muhtasari wa Smart Buoy. Ikiwa haujafanya hivyo, tafadhali angalia muhtasari wa video kwenye YouTube.

Jisajili kwenye Orodha yetu ya Barua!

Sehemu ya 1: Kutengeneza Wimbi na Upimaji wa Joto

Sehemu ya 2: GPS NRF24 Redio na Kadi ya SD

Sehemu ya 3: Kupanga Nguvu kwa Buoy

Sehemu ya 4: Kupeleka Buoy