Tengeneza Maonyesho ya Mazingira Yanayotokana na Upepo: Hatua 8 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Huu ni mradi wa darasa iliyoundwa na kujengwa na Trinh Le na Matt Arlauckas kwa HCIN 720: Prototyping Wearable and Internet of Things Devices at Rochester Institute of Technology.

Lengo la mradi huu ni kuibua dhahiri mwelekeo na kasi ya upepo katika maeneo yanayohusiana na ishara za RFID. Vipimo hivi viwili vitakuwa na faida kwa mtu yeyote ambaye marubani wa boti, nzi wa ndege, kites, roketi za mfano, na kadhalika.

Maonyesho hayo yangekuwa na shabiki anayepiga juu kutengeneza ribboni za kitambaa na "kucheza" juu ya meza. Uchangamfu wa ribboni ungeonyesha ukubwa wa kasi ya upepo. Uelekeo wa upepo ungewakilishwa na kiashiria kilichounganishwa na motor ya stepper kwenye msingi na kuweza kuzunguka 360 ° kamili.

Hatua ya 1: Vifaa na Zana

Makazi

• 1/8”Karatasi za Acrylic (PMMA), zinazofaa kwa kukata laser
• 1/8”Fimbo za akriliki (kwa kujaza viungo)
• Vitu vya Fringy

Sehemu za Elektroniki

• Chembe ya Picha (https://store.particle.io/collections/photon)
• Jack ya pipa ya DC ya 2.1mm (https://www.adafruit.com/product/373)
• Ugavi wa 12VDC 600mA na kuziba 2.1mm (https://www.adafruit.com/product/798)
• DC-DC Power Converter (https://www.digikey.com/product-detail/en/murata-power-solutions-inc/OKI-78SR-12-1.0-W36-C/811-3293-ND/6817698) AU Mzunguko wa Udhibiti wa Voltage 7805 (https://www.instructables.com/howto/7805/)
• Bodi ya Wasomaji ya MFRC522 RFID (https://www.amazon.com/dp/B00VFE2DO6/ref=cm_sw_su_dp)
• L293D Dual H-Bridge Dereva wa Magari (https://www.adafruit.com/product/807)
• Magari ya Stepper ya 12V (https://www.adafruit.com/product/918)
• Shabiki wa 120mm 12VDC (https://www.amazon.com/Kingwin-CF-012LB-Efficient-Excellent-Ventilation/dp/B002YFP8BK)
• S9013 NPN Transistor (au sawa)
• 2 - 220 Ohm kupinga
• 1N4001 Diode
• 5mm LED ya Bluu
• Vitambulisho vya vibandiko vya Mifare Classic 1K RFID (https://www.amazon.com/YARONGTECH-MIFARE-Classic-Material- adhesive/)

Wiring

• Bodi ya Nusu ya Adafruit Perma-Proto (https://www.adafruit.com/product/1609)
• Waya 22 AWG, imara na iliyokwama
• 20 AWG, waya wa kondakta wawili (kwa nguvu)
• Kamba ya kiunganishi cha kichwa cha kiume (kwa unganisho la shabiki na motor)
• Vipande 2 - 12 vya vike vya vichwa vya kike (kwa Photon)
• 1 - 1x3 0.1”kamba ya kichwa cha kike (kwa shabiki transistor)
• 1 - 1x8 0.1”kontakt kichwa cha lami na mawasiliano ya tundu la crimp (msomaji wa RFID)
• 1 - 1x2 0.1”kontakt kichwa cha lami na mawasiliano ya tundu la crimp (shabiki)
• 4 - 1x1 0.1”kontakt kichwa cha lami na mawasiliano ya tundu la crimp (motor stepper)
• Tundu 1 - 16-pin DIP (kwa H-daraja)
• Wraps ndogo ya nylon (hiari)
• Joto hupunguza neli (hiari)

Vifaa

• 2 - M3x6mm screws (kwa kuweka motor stepper)
• 4 - screws M3x35mm (kwa shabiki anayepanda)
• 8 - M3 washers gorofa
• 4 - karanga M3

Zana

• Laser cutter
• Printa ya 3D
• Zana za kuganda
• Wambiso wa akriliki (https://www.amazon.com/Acrylic-Plastic-Cement-Applicator-Bottle/)
• Karatasi bati bati (kwa jig ya kusanyiko)

Hatua ya 2: Takwimu za Kuwakilisha

Uonyesho wa Upepo utaonyesha uwakilishi wa mwelekeo wa upepo na kasi kutoka kwa eneo linalohusiana na ishara ya tagi ya RFID. Takwimu hizi zitavunwa kutoka kwa API ya WeatherUnderground. Ili kutumia API hii, fungua akaunti kwenye https://www.wunderground.com/weather/api, na uchague chaguo la mpango linalofaa mahitaji yako.

Hatua ya 3: Kuonyesha Ujenzi

Kukata Laser

Kufuatia mwongozo wa maagizo ya mkataji wa laser utakayotumia, andaa onyesho la faili za Adobe Illustrator (hapa chini) kwa kukata. Unaweza kuhitaji kupanga upya vitu kwenye faili ili kubeba saizi ya mkataji wa laser unaotumia.

Laser ilikata sahani kutoka kwa karatasi ya plastiki ya 1/8 akriliki (PMMA).

Mkutano Jig

Ili kudumisha pentagon ya kawaida nje ya pembe ya 116.6 °, tulibuni jig haraka (Assembly_jig.ai) kusaidia kukusanya mabamba.

1. Fungua faili ya mkutano_jig.ai, na ukate vipande kadhaa kutoka kwa kadibodi.
2. Gundi kwenye gombo, hakikisha gombo linakaa mraba.

Fimbo za Filter ya Angle

Kwa sababu pembe hazijashonwa kwa kila mmoja, tunatumia fimbo za akriliki 1/8 kujaza pengo, na kutoa eneo zaidi la gluing. Urefu wa kukatwa kwa fimbo uwe mahali kati ya kila sahani, ukiacha chumba kidogo kila mwisho kwa mahali ambapo pembe hukutana.

Kukusanya Msingi

Anza na kipande cha msingi na shimo kubwa la shabiki, na gundi kipande cha fimbo ya akriliki kwenye kila kingo tano.

Weka kipande hiki cha shabiki kwenye mteremko mmoja wa mkusanyiko wa mkutano, na uweke kipande cha upande wa msingi upande wa mshtuko ulio kinyume.

Tumia kwa uangalifu wambiso kwa pamoja na subiri iweke.

Endelea kufanya kazi kuzunguka pande zingine za kipande cha msingi, uhakikishe kuambatisha kipande cha fimbo ya kujaza mahali ambapo sahani mbili zinakutana.

Kukusanya Deck Gundi diski mbili za kukanyaga gari nyuma-nyuma, ukiwa na uhakika wa kupanga mashimo. Wakati umewekwa, tumia kwa uangalifu bomba kushona mashimo mawili madogo ya screws za M3. Sasa, gundi hii katikati ya bamba la staha, tena ukiwa na uhakika wa kupanga shimo katikati.

Ambatisha motor ya stepper ukitumia screws mbili za M3x6mm.

Kukusanya Juu

Juu imekusanywa kwa njia sawa na ya chini, lakini na sahani nne tu. Utakuwa ukiacha pengo ambapo sahani ya tano 'inaweza kuwa iko. Usisahau kutumia fimbo ya akriliki na kuunganisha sahani za juu.

Hatua ya 4: Elektroniki

Mradi huu unaweza kukusanywa haraka kwa kutumia ubao wa mkate na waya za kuruka. Fuata tu mchoro hapo juu.

Kwa kujitolea zaidi kujengwa, vizuri, basi ni wakati wa kuzima ujuzi huo wa wazimu.

Una ujuzi wa kuuza wazimu, sivyo? Ikiwa sivyo, hapa kuna viungo kadhaa kusaidia kusahihisha hiyo…

• Maagizo: Jinsi ya Kugundua
• Mwongozo wa Adafruit kwa Soldering Bora

Kutumia bodi ya nusu ya Adafruit Perma-proto, weka vifaa kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa Fritzing hapo juu. Kutumia soketi kwa nyaya zilizounganishwa na transistor huruhusu uingizwaji wa haraka na rahisi ikiwa utatokea Moshi wa Uchawi (https://en.wikipedia.org/wiki/Magic_smoke).

Pini / soketi za kichwa cha Solder kwenye bodi kusaidia kuunganisha vifaa vya nje (motor stepper na shabiki) na kuzifanya zibadilike kwa urahisi (tazama 'Moshi wa Uchawi' hapo juu). Nguvu ya Solder na waya ya ardhini mahali pa kwanza, kujaribu kuiweka fupi na ya moja kwa moja iwezekanavyo. Solder jack ya umeme wa DC hadi mwisho mmoja wa urefu wa waya wa 20AWG mbili, na mwisho mwingine kwa reli za juu za umeme (bodi iliyoelekezwa na vichwa vya Photon kushoto).

Waya Solder kufanya uhusiano mzunguko. Katika hali nyingine, ni rahisi kuendesha wiring chini ya bodi. Kwa msomaji wa RFID, vichwa vya juu vya Photon huruhusu nafasi ya kutosha ya unganisho kufanywa chini ya Photon. Kusitisha nyaya za RFID na kiunganishi cha kichwa cha 1x8, ili kushikamana na kichwa cha msomaji wa RFID.

Hatua ya 5: Sakinisha Elektroniki

Mara msingi unapowekwa gundi, weka shabiki kwenye msingi kwa kutumia visu nne za M3x35, washers na karanga.

Ambatisha ubao kuu ndani ya bamba la nyuma (bamba lenye kipande cha mstatili kwa pipa la DC) ukitumia mkanda wa kuweka povu unaoungwa mkono.

Ingiza jack ya pipa ya DC kwenye shimo la mstatili, na saruji iliyowekwa kwa kutumia wambiso wa akriliki.

Ambatisha bodi ya msomaji wa RFID kwa kontakt na panda mahali popote inapofaa kutumia mkanda unaopandikiza unaoungwa mkono na povu. Ni sawa ikiwa nyuma ya bodi inakabiliwa na nje ya onyesho, antena bado itachukua ishara ya RFID. Salama karibu na LED ya Bluu.

Chomeka shabiki na motor ya stepper ndani ya bodi kuu.

Hatua ya 6: Programu

Mpya kwa Particle Photon?

Mradi huu utatumia Particle Webhooks kuvuna data za upepo. Hapa kuna mchakato, kwa kifupi.

1. Kifaa kinasubiri ishara ichunguzwe.
2. Ishara inapochunguzwa, kitambulisho cha kipekee cha ishara huhifadhiwa.
3. Kisha kifaa hicho huchapisha kitambulisho hiki kwa Particle.io.
4. Baada ya kupokea data hii, Particle.io hutuma data hiyo kwenye ukurasa wetu wa API kupitia ujumuishaji wa webhook.
5. Ukurasa wa API hupokea kitambulisho cha ishara, na hutazama jiji na serikali inayohusishwa nayo kutoka kwa safu ya Maeneo.
6. Ukurasa wa API kisha hufanya AP kupiga simu kwa WeatherUnderground (WU) kwa kutumia habari ya eneo.
7. WU API inarudisha kitu cha JSON cha hali kamili ya hali ya hewa ya sasa kwa eneo hilo kwenye ukurasa wa API.
8. Ukurasa wa API unachambua habari hii, huondoa na kubadilisha mwelekeo wa upepo na kasi ya upepo, na kuzirejesha kwenye kifaa kama kitu cha JSON.
9. Kifaa hupasua kitu cha JSON, kuhifadhi uelekeo wa upepo na kasi ya kutumiwa kudhibiti motor stepper na shabiki.

Programu dhibiti

Unda mradi mpya wa Photon uitwao 'wind_display' na andika faili kuu na nambari ya wind_display.ino (hapa chini).

Ifuatayo, pata na usakinishe maktaba zifuatazo katika mradi wako:

• MFRC522 - v0.1.4 Maktaba ya RFID ya Vifaa vya Chembe
• SparkJSON - v0.0.2 Maktaba ya JSON iliyosafirishwa kutoka @bblanchon
• Stepper - v1.1.3 Stepper Motor maktaba ya Arduino

Kusanya mradi na upakue kwenye Photon yako.

Ukurasa wa API

Ili kutumia ukurasa wa API, utahitaji kuipakia kwenye seva ya wavuti ya kuwezesha PHP. Kuna chaguzi nyingi za kukaribisha wavuti za PHP zinazopatikana.

Pakua getWindData.txt na ubadilishe ugani wa faili kuwa.php. Fungua hariri yako unayopendelea na ufanye mabadiliko yafuatayo:

Ongeza kitambulisho cha Photon Core:

// Ongeza msingi_id kwa Photons ungependa kuruhusu kutumia API hii $ allowedCores = safu ('CoreID yako inakwenda hapa');

Ongeza Kitufe chako cha WeatherUnderground API:

// Ufunguo wa API ya WeatherUnderground $ wu_apikey = "Ufunguo wako wa WU API";

Kwa wakati huu, usijali kuhusu kuweka ishara / maeneo. Tutashughulikia hilo baada ya kila kitu kuanzishwa.

Hifadhi na upakie faili kwenye seva ya wavuti. Rekodi URL ya moja kwa moja ya ukurasa wa API.

Chembe Webhook

Ingia kwenye Console yako ya Chembe, na bonyeza kitufe cha Ushirikiano upande wa kushoto.

1. Bonyeza kwenye 'Ushirikiano Mpya', kisha uchague 'Webhook'.
2. Weka Jina la Tukio kuwa 'upigaji-upepo'.
3. Weka URL kwa URL ya moja kwa moja ya Ukurasa wa API.
4. Bonyeza 'Unda Webhook'.

Pata vitambulisho vya ishara za RFID na urekebishe ukurasa wa API

Pamoja na Photon iliyochomekwa kwenye kompyuta yako kupitia USB, na bila kufunguliwa kutoka kwa usambazaji wa umeme wa nje, fungua dirisha la terminal na utekeleze Monitor Particle Serial.

1. Changanua lebo ya RFID na andika kitambulisho cha ishara ya tabia-8 ambacho kinaonyeshwa kwenye mfuatiliaji wa serial.
2. Rudia vitambulisho vyovyote ambavyo ungependa kutumia.

Sasa rudi kwa GetWindData.php na upate sehemu ya safu ya Maeneo:

// Mpangilio wa Maeneo // Badilisha Nafasi ya "TokenID n" na kitambulisho cha alama iliyochanganuliwa // Badilisha "Cityn" na jiji linalohusishwa na kitambulisho cha ishara // Badilisha "Sn" na hali ya char mbili inayohusishwa na maeneo ya $ $ = safu ("TokenID 1" => safu ("city" => "City1", "state" => "S1"), "TokenID 2" => safu ("city" => "City2", "state" => "S2"), "TokenID 3" => safu ("city" => "City3", "state" => "S3"));

Badilisha kila kitambulisho cha vitambulisho na vitambulisho vya ishara za vitambulisho vyako, na ushirikishe kila moja na jiji na hali ungependa habari za upepo kutoka.

Hifadhi faili na upakie kwenye seva yako ya wavuti.

Hatua ya 7: Itumie

1. Onyesha popote ungependa.
2. Weka vane ya upepo ielekeze kaskazini.
3. Chomeka usambazaji wa umeme.
4. Weka ishara karibu na msomaji wa RFID na subiri mwangaza wa bluu uangaze.

Hatua ya 8: Mawazo zaidi

Hapa kuna maoni kadhaa ya kupanua mradi!