გააკეთეთ ქარის დაფუძნებული გარემოს ჩვენება: 8 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

ეს არის კლასის პროექტი, რომელიც შემუშავებულია და აშენებულია ტრინ ლე და მეტ არლაუკასის მიერ HCIN 720– ისთვის: როჩესტერის ტექნოლოგიის ინსტიტუტში აცვიათ და ნივთების ინტერნეტის პროტოტიპირება.

ამ პროექტის მიზანია ქარის მიმართულების და სიჩქარის აბსტრაქტულად ვიზუალიზაცია RFID ნიშნებთან დაკავშირებულ ადგილებში. ეს ორი განზომილება სასარგებლო იქნება ყველასთვის, ვინც მართავს ნავებს, დაფრინავს უპილოტო საფრენი აპარატები, კაიტები, მოდელი რაკეტები და ა.შ.

ჩვენება უნდა შედგებოდეს აღმაფრენი გულშემატკივართაგან, რათა ქსოვილის ლენტები ტალღოვანი იყოს და "იცეკვოს" მაგიდის თავზე. ლენტების სიხარული აჩვენებს ქარის სიჩქარის სიდიდეს. ქარის მიმართულება წარმოდგენილი იქნება ინდიკატორის საშუალებით, რომელიც უკავშირდება ძირში არსებულ სტეპერ ძრავას და შეუძლია სრული ბრუნვა 360 ° -ით.

ნაბიჯი 1: მასალები და ინსტრუმენტები

საცხოვრებელი

• 1/8”აკრილის (PMMA) ფურცლები, შესაფერისი ლაზერული ჭრისთვის
• 1/8”აკრილის წნელები (სახსრების შესავსებად)
• Fringy პერსონალი

Ელექტრონული ნაწილები

• ნაწილაკების ფოტონი (https://store.particle.io/collections/photon)
• 2.1 მმ DC ლულის ჯეკი (https://www.adafruit.com/product/373)
• 12VDC 600mA კვების ბლოკი 2.1 მმ დანამატით (https://www.adafruit.com/product/798)
• DC-DC დენის გადამყვანი (https://www.digikey.com/product-detail/en/murata-power-solutions-inc/OKI-78SR-12-1.0-W36-C/811-3293-ND/6817698) ან 7805 ძაბვის მარეგულირებელი წრე (https://www.instructables.com/howto/7805/)
• MFRC522 RFID მკითხველთა დაფა (https://www.amazon.com/dp/B00VFE2DO6/ref=cm_sw_su_dp)
• L293D Dual H-Bridge საავტომობილო დრაივერი (https://www.adafruit.com/product/807)
• 12V Stepper Motor (https://www.adafruit.com/product/918)
• 120 მმ 12VDC ვენტილატორი (https://www.amazon.com/Kingwin-CF-012LB-Efficient-Excellent-Ventilation/dp/B002YFP8BK)
• S9013 NPN ტრანზისტორი (ან მსგავსი)
• 2 - 220 Ohm რეზისტორი
• 1N4001 დიოდი
• 5 მმ ლურჯი LED
• Mifare Classic 1K RFID სტიკერის წარწერები (https://www.amazon.com/YARONGTECH-MIFARE-Classic-Material-adhesive/)

გაყვანილობა

• Adafruit Perma-Proto ნახევარ დაფა (https://www.adafruit.com/product/1609)
• 22 AWG მავთული, მყარი და ხვეული
• 20 AWG, ორი გამტარი მავთული (სიმძლავრისთვის)
• მამაკაცის სათაურის დამაკავშირებელი ზოლი (გულშემატკივართა და საავტომობილო კავშირებისთვის)
• 2 - 12 პინიანი მდედრობითი დასაკეცი სათაურის ზოლები (ფოტონისთვის)
• 1 - 1x3 0.1”მოედანზე ქალის სათაურის ზოლები (ვენტილატორის ტრანზისტორისთვის)
• 1 - 1x8 0.1”სიმაღლეზე სათაურის კონექტორი და დამჭერი სოკეტის კონტაქტები (RFID წამკითხველი)
• 1 - 1x2 0.1”სიმაღლის სათაურის კონექტორი და დამჭერი სოკეტის კონტაქტები (ვენტილატორი)
• 4 - 1x1 0.1”მოედანზე header კონექტორი და crimp სოკეტის კონტაქტები (სტეპერიანი ძრავა)
• 1-16 პინიანი DIP სოკეტი (H- ხიდისთვის)
• პატარა ნეილონის ჰალსტუხი (სურვილისამებრ)
• გათბობის შემცირების მილები (სურვილისამებრ)

ტექნიკა

• 2 - M3x6 მმ ხრახნები (სტეპერ ძრავის დასაყენებლად)
• 4 - M3x35 მმ ხრახნები (გულშემატკივართა დასაყენებლად)
• 8 - M3 ბრტყელი საყელურები
• 4 - M3 თხილი

ინსტრუმენტები

• ლაზერული საჭრელი
• 3D პრინტერი
• შედუღების ინსტრუმენტები
• აკრილის წებოვანი (https://www.amazon.com/Acrylic-Plastic-Cement-Applicator-Bottle/)
• ბრტყელი გოფრირებული მუყაოს ფურცლები (შეკრებისთვის)

ნაბიჯი 2: მონაცემები წარმოადგინოს

ქარის ჩვენება აჩვენებს ქარის მიმართულების და სიჩქარის გამოსახულებას RFID- ნიშნით ნიშანთან ასოცირებული ადგილიდან. ეს მონაცემები ამოღებული იქნება WeatherUnderground API– დან. ამ API– ს გამოსაყენებლად შექმენით ანგარიში https://www.wunderground.com/weather/api და შეარჩიეთ გეგმის ვარიანტი, რომელიც საუკეთესოდ შეესაბამება თქვენს საჭიროებებს.

ნაბიჯი 3: კონსტრუქციის ჩვენება

ლაზერული ჭრა

ლაზერული საჭრელის გამოყენების ინსტრუქციის შემდეგ, მოამზადეთ ჩვენების Adobe Illustrator ფაილები (ქვემოთ) ჭრისთვის. შეიძლება დაგჭირდეთ ფაილების ობიექტების გადალაგება, რათა გამოიყენოთ თქვენი გამოყენების ლაზერული საჭრელი.

ლაზერმა ფირფიტები მოჭრა 1/8 აკრილის (PMMA) პლასტმასის ფურცლებიდან.

ასამბლეის ჯიგ

იმისათვის, რომ შევინარჩუნოთ რეგულარული პენტაგონი 116.6 ° -იანი კუთხის გარეთ, ჩვენ შევიმუშავეთ სწრაფი jig (ასამბლეის_ჯიგ.აი), რომელიც დაეხმარება ფირფიტების შეკრებას.

1. გახსენით ასამბლეის_ჯიგ.აი ფაილი და მოჭერით რამდენიმე ნაჭერი გოფრირებული მუყაოსგან.
2. მიამაგრეთ ისინი დასტაში, დარწმუნდით, რომ დასტა რჩება კვადრატში.

კუთხის შემავსებელი წნელები

იმის გამო, რომ კუთხეები ერთმანეთის მიმართ არ არის ორთოგონალური, ჩვენ ვიყენებთ 1/8 აკრილის ღეროებს, რომ შეავსოთ უფსკრული და მივაწოდოთ მეტი ზედაპირი წებოვნებისთვის. თითოეულ ფირფიტას შორის უნდა იყოს წინასწარ მოჭრილი ღეროების სიგრძე, რის გამოც ცოტა ოთახი რჩება. თითოეულ ბოლოს, სადაც კუთხეები იკრიბება.

ბაზის შეკრება

დაიწყეთ ფუძის ნაჭრით დიდი გულშემატკივართა ხვრელით და აკრილის ღეროს წებოვანა თითოეულ ხუთ კიდეზე.

მოათავსეთ ეს გულშემატკივართა ნაჭერი შეკრების ჯიგის ერთ დახრილზე და მოათავსეთ ფუძის გვერდითი ნაწილი მოპირდაპირე დახრილ მხარეს.

ფრთხილად წაისვით წებო სახსარზე და დაელოდეთ მის დაყენებას.

განაგრძეთ მუშაობა საბაზისო ნაწილის მეორე მხარეს, დარწმუნდით, რომ მიამაგრეთ შემავსებლის ღეროს ნაჭერი იქ, სადაც ორი ფირფიტა ხვდება.

ააგეთ DeckGlue ორი სტეპერიანი ძრავის სამონტაჟო დისკი ზურგს უკან, დარწმუნებული უნდა იყოთ, რომ ხაზი უნდა გაუსწოროთ. როდესაც დაყენდება, ფრთხილად გამოიყენეთ ონკანი M3 ხრახნებისთვის ორი პატარა ხვრელის გასაფორმებლად. ახლა, მიამაგრეთ ეს გემბანის ფირფიტის ცენტრში, ისევ დარწმუნდით ცენტრალურ ხვრელში.

მიამაგრეთ სტეპერიანი ძრავა ორი M3x6 მმ ხრახნის გამოყენებით.

აწყობა ზედა

ზედა იკრიბება ისე, როგორც ქვედა, მაგრამ მხოლოდ ოთხი ფირფიტით. თქვენ დატოვებთ უფსკრულს, სადაც მეხუთე ფირფიტა „შესაძლოა“მდებარეობს. ნუ დაგავიწყდებათ, რომ გამოიყენოთ აკრილის ჯოხი ზედა ფირფიტების დასაწებებლად.

ნაბიჯი 4: ელექტრონიკა

ეს პროექტი შეიძლება სწრაფად შეიკრიბოს პურის დაფისა და ჯუმბერის მავთულის გამოყენებით. უბრალოდ მიჰყევით ზემოთ მოცემულ დიაგრამას.

უფრო თავდადებული აგებულისთვის, კარგი, მაშინ დროა გაანადგურო შეშლილი შედუღების უნარი.

თქვენ გაქვთ შედუღების შედუღების უნარი, არა? თუ არა, აქ არის რამოდენიმე ბმული, რომელიც დაგეხმარებათ ამის გამოსწორებაში…

• ინსტრუქცია: როგორ გავამრავლოთ
• Adafruit გზამკვლევი შესანიშნავი Soldering

Adafruit Perma-proto ნახევრად დაფის გამოყენებით, ჩამოაყალიბეთ კომპონენტები, როგორც ეს ნაჩვენებია ზემოთ Fritzing დიაგრამაში. ინტეგრირებული სქემებისა და ტრანზისტორების სოკეტების გამოყენება იძლევა სწრაფ და მარტივ ჩანაცვლებას, თუ რაიმე მაგის კვამლს გამოუშვებთ (https://en.wikipedia.org/wiki/Magic_smoke).

შედუღების სათაური იკეტება დაფაზე, რათა დაეხმაროს ერთმანეთთან დაშორებულ კომპონენტებს (სტეპერიანი ძრავი და ვენტილატორი) და მათი ადვილად შესაცვლელი გახადოს (იხ. "ჯადოსნური კვამლი" ზემოთ). შედუღების ძალა და დასაკავშირებელი მავთული პირველ რიგში, შეეცადეთ შეინარჩუნოთ ისინი რაც შეიძლება მოკლე და პირდაპირი. შეაერთეთ DC დენის ბუდე 20AWG ორ გამტარი მავთულის სიგრძის ერთ ბოლოზე და მეორე ბოლო ზედა დენის რელსებზე (დაფა ორიენტირებულია ფოტონის სათაურებით მარცხნივ).

შეაერთეთ მავთულები წრიული კავშირების შესაქმნელად. ზოგიერთ შემთხვევაში, უფრო ადვილია გაყვანილობის გაშვება დაფის ბოლოში. RFID მკითხველისთვის, Photon– ის დასალაგებელი სათაურები იძლევა ფართო სივრცეს Photon– ის ქვეშ კავშირებისთვის. შეწყვიტეთ RFID მავთულები 1x8 სათაურის კონექტორით, რომ დაურთოთ RFID მკითხველის სათაურს.

ნაბიჯი 5: დააინსტალირეთ ელექტრონიკა

მას შემდეგ, რაც ბაზა წებოვდება, დააინსტალირეთ გულშემატკივართა ფუძე ოთხი M3x35 ხრახნის, საყელურისა და კაკლის გამოყენებით.

მიამაგრეთ მთავარი დაფა უკანა ფირფიტის შიგნით (ფირფიტა მართკუთხა ჩახშობით DC ლულის ჯეკისთვის) ქაფით დაფარული სამონტაჟო ლენტის გამოყენებით.

ჩადეთ DC ლულის ბუდე მართკუთხა ხვრელში, ხოლო ცემენტი ადგილზე აკრილის წებოს გამოყენებით.

მიამაგრეთ RFID წამკითხველი დაფა კონექტორზე და დააინსტალირეთ იქ, სადაც მოსახერხებელია, ქაფით დაფარული სამონტაჟო ლენტის გამოყენებით. კარგია, თუ დაფის უკანა მხარე ეკრანის გარე მხარეს დგას, ანტენა მაინც აიღებს RFID სიგნალს. დაიცავით ლურჯი LED ახლოს.

შეაერთეთ ვენტილატორი და სტეპერი ძრავა მთავარ დაფაზე.

ნაბიჯი 6: პროგრამირება

ახალი ხართ ნაწილაკების ფოტონში?

ეს პროექტი გამოიყენებს Particle Webhooks– ს ქარის მონაცემების მოსაპოვებლად. აქ არის პროცესი, მოკლედ.

1. მოწყობილობა ელოდება ჟეტონის სკანირებას.
2. როდესაც ნიშანი დასკანერდება, უნიკალური ნიშნის ID ინახება.
3. მოწყობილობა აქვეყნებს ამ ნიშანს ID– ს Particle.io– ში.
4. ამ მონაცემების მიღებისთანავე, Particle.io აგზავნის მონაცემებს ჩვენს API გვერდზე webhook ინტეგრაციის გზით.
5. API გვერდი იღებს სიმბოლოს ID- ს და ეძებს ქალაქსა და მასთან დაკავშირებულ მდგომარეობას Locations მასივიდან.
6. ამის შემდეგ API გვერდი ახდენს AP– ის ზარს WeatherUnderground– ში (WU) მდებარეობის ინფორმაციის გამოყენებით.
7. WU API აბრუნებს JSON ობიექტს ამ ადგილის სრული ამინდის პირობებისთვის API გვერდზე.
8. API გვერდი აანალიზებს ამ ინფორმაციას, ამოიღებს და გარდაქმნის ქარის მიმართულებას და ქარის სიჩქარეს და უბრუნებს მათ მოწყობილობას JSON ობიექტის სახით.
9. მოწყობილობა აანალიზებს JSON ობიექტს, ინახავს ქარის მიმართულებას და სიჩქარეს, რომელიც გამოიყენება სტეპერ ძრავისა და ვენტილატორის გასაკონტროლებლად.

Firmware

შექმენით ახალი Photon პროექტი სახელწოდებით 'wind_display' და გადაწერეთ ძირითადი ფაილი wind_display.ino კოდით (ქვემოთ).

შემდეგი, იპოვეთ და დააინსტალირეთ შემდეგი ბიბლიოთეკები თქვენს პროექტში:

• MFRC522 - v0.1.4 RFID ბიბლიოთეკა ნაწილაკების მოწყობილობებისთვის
• SparkJSON - v0.0.2 JSON ბიბლიოთეკა გადატანილია @bblanchon– დან
• Stepper - v1.1.3 Stepper Motor ბიბლიოთეკა Arduino– სთვის

შეადგინეთ პროექტი და გადმოწერეთ თქვენს Photon– ში.

API გვერდი

იმისათვის, რომ გამოიყენოთ API გვერდი, თქვენ უნდა ატვირთოთ ის PHP სერვერზე. არსებობს მრავალი უფასო PHP ვებ ჰოსტინგის ვარიანტი.

ჩამოტვირთეთ getWindData.txt და შეცვალეთ ფაილის გაფართოება.php. გახსენით თქვენთვის სასურველი რედაქტორი და განახორციელეთ შემდეგი ცვლილებები:

დაამატეთ Photon Core ID:

// დაამატეთ core_id ფოტონებისთვის, რომელთა ნებაც გექნებათ გამოიყენოთ ეს API $ allowCores = მასივი ("თქვენი CoreID მიდის აქ");

დაამატეთ თქვენი WeatherUnderground API გასაღები:

// WeatherUnderground API Key $ wu_apikey = "შენი WU API გასაღები";

ამ დროს, არ ინერვიულოთ ჟეტონების/ადგილმდებარეობის დადგენაზე. ჩვენ ვიზრუნებთ ამაზე, მას შემდეგ რაც ყველაფერი დალაგდება.

შეინახეთ და ატვირთეთ ფაილი ვებ სერვერზე. ჩაწერეთ ცოცხალი URL API გვერდისთვის.

ნაწილაკების ვებჰუკი

შედით თქვენს ნაწილაკების კონსოლში და დააწკაპუნეთ ინტეგრაციის ხატულაზე მარცხენა მხარეს.

1. დააწკაპუნეთ "ახალ ინტეგრაციაზე", შემდეგ აირჩიეთ "Webhook".
2. დააყენეთ ღონისძიების სახელი 'wind_display'.
3. დააყენეთ URL API გვერდის პირდაპირ URL- ზე.
4. დააწკაპუნეთ 'Webhook- ის შექმნა'.

მიიღეთ RFID ჟეტონის ID და შეცვალეთ API გვერდი

თქვენს კომპიუტერში USB– ის საშუალებით ჩართული Photon– ით და გარე დენის წყაროსთან გათიშვით, გახსენით ტერმინალის ფანჯარა და გაუშვით ნაწილაკების სერიული მონიტორი.

1. დაასკანირეთ RFID ტეგი და ჩაწერეთ 8-სიმბოლოიანი ნიშანი, რომელიც ნაჩვენებია სერიულ მონიტორზე.
2. გაიმეორეთ ნებისმიერი დამატებითი ტეგისთვის, რომლის გამოყენებაც გსურთ.

ახლა დაბრუნდით getWindData.php– ზე და იპოვეთ Locations მასივის სექცია:

// ლოკაციების მასივი // შეცვალეთ "TokenID n" დასკანერებული ნიშნით ID // შეცვალეთ "Cityn" ქალაქთან ასოცირებული ნიშნით => მასივი ("ქალაქი" => "ქალაქი 1", "მდგომარეობა" => "S1"), "TokenID 2" => მასივი ("ქალაქი" => "ქალაქი 2", "მდგომარეობა" => "S2"), "TokenID 3" => მასივი ("city" => "City3", "state" => "S3")));

შეცვალეთ თითოეული ნიშანი თქვენი ტეგების ნიშნით და თითოეული დაუკავშირეთ ქალაქს და მდგომარეობას, საიდანაც გსურთ ქარის ინფორმაცია.

შეინახეთ ფაილი და ატვირთეთ თქვენს ვებ სერვერზე.

ნაბიჯი 7: გამოიყენეთ

1. აჩვენე სადაც გინდა.
2. დააყენეთ ქარის ფრთები ჩრდილოეთით.
3. შეაერთეთ კვების ბლოკი.
4. განათავსეთ ნიშანი RFID მკითხველთან ახლოს და დაელოდეთ სანამ ლურჯი LED აციმციმდება.

ნაბიჯი 8: დამატებითი იდეები

აქ არის რამოდენიმე იდეა პროექტის გასაგრძელებლად!