Airduino: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

สองสามคำก่อนที่ฉันจะอธิบายว่าฉันสร้าง Airduino ได้อย่างไร จริง ๆ แล้วโปรเจ็กต์ทั้งหมดเป็นโปรเจ็กต์ในโรงเรียน และเนื่องจากเรามีการจำกัดเวลาอย่างเข้มงวด หลายสิ่งหลายอย่างจึงไม่สมบูรณ์แบบ แต่ฟังก์ชันพื้นฐานก็ใช้ได้

Airduino คืออะไร? สั้นๆ: มันคือเครื่องตรวจอากาศไร้สายแฟนซี ยาว: Arduino วัดคุณภาพของอากาศ ส่งข้อมูลทั้งหมดไปยัง Raspberry Pi ผ่าน Bluetooth และจัดเก็บไว้ในฐานข้อมูล ฉันสร้างเว็บไซต์ง่ายๆ เพื่อแสดงข้อมูลเป็นภาพ แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดคือมันมีไฟ LED RGB ที่ควบคุมได้ทรงพลัง!

มันวัดอะไรกันแน่? ฉันเลือกวัดอุณหภูมิ ความชื้น ความกดอากาศ CO2 และ CO คุณสามารถวัดอะไรก็ได้ที่คุณต้องการ ตราบใดที่มีเซ็นเซอร์ที่เข้ากันได้

ฉันได้รวมรายการอุปกรณ์สิ้นเปลืองโดยละเอียดพร้อมลิงก์ไปยังผลิตภัณฑ์บางอย่างที่ฉันซื้อ

เสบียง

นี่คือส่วนประกอบทั้งหมดที่ฉันใช้:

Arduino

ราสเบอร์รี่ปี่

จอ LCD

HC-05 โมดูล Bluetooth ใด ๆ ก็ใช้งานได้

BMP-180 (เซ็นเซอร์ความดันอากาศ)

DHT-11 (เซ็นเซอร์ความชื้นในอากาศ)

MQ-7 (เซ็นเซอร์ CO)

MQ-135 (เซ็นเซอร์ CO2)

ไฟ LED RGB 9W (3x3W)

XL4015 ตัวแปลงบั๊กแบบสเต็ปดาวน์ (ลิงค์)(2x)

XL6009E1 Step-up boost converter (ลิงค์)

บอร์ดแบตเตอรี่ MH CD42 (ลิงค์)

เซลล์แบตเตอรี่ 18650 (4x)

ที่ใส่แบตเตอรี่ 4 เบย์ 18650

ทรานซิสเตอร์ BC337 (5x)

ตัวต้านทาน (1 โอห์ม (5x), 10 โอห์ม)

สวิตช์

ปุ่ม

อะแดปเตอร์ Micro USB เป็น DIP

สายไฟ

Perfboard

ฮีทซิงค์ (จากคอมพิวเตอร์เครื่องเก่า)

ขั้นตอนที่ 1: วงจร Arduino

ส่วนที่ยากที่สุดคือส่วนหนึ่งของ Arduino เพราะมันจัดการได้ทุกอย่าง

ในแผนผังที่รวมไว้คุณสามารถดูแผนผังได้ แรกๆอาจดูใหญ่และยาก แต่ก็ค่อนข้างง่าย ก่อนอื่นฉันสร้างวงจรทั้งหมดโดยไม่มีวงจรสำหรับไฟ LED บนแผงวงจรทดลองเพื่อดูว่ามันใช้งานได้ทั้งหมดหรือไม่ Afterwords ฉันบัดกรีทุกอย่างของ perfboard ฉันพยายามอย่างน้อย

เซ็นเซอร์ส่วนใหญ่ค่อนข้างตรงไปตรงมา ยกเว้น MQ-7 สำหรับประสบการณ์ของฉัน เซ็นเซอร์นี้ยากที่จะรวมไว้ในโปรเจ็กต์ ฉันทำตามคำแนะนำที่ดีเพียงตัวเดียวที่ฉันสามารถหาได้ และดูเหมือนว่าจะใช้งานได้หากฉันเชื่อมต่อเซ็นเซอร์นั้นเท่านั้น ถ้าฉันเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อื่นๆ เข้าด้วยกัน มันรู้สึกแปลกๆ ดังนั้นฉันจึงต้องทำการปรับเปลี่ยนโค้ด เพิ่มเติมในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 2: รหัส Arduino

หากคุณสร้างวงจรบนเขียงหั่นขนม คุณสามารถทดสอบได้เกือบทั้งหมด เชื่อมต่อ Arduino ของคุณกับพีซีและอัปโหลดรหัสที่รวมอยู่ หากคุณถอดพิน tx และ rx คุณสามารถส่งคำสั่งผ่าน Arduino IDE Monitor หากคุณส่ง 'BMPTemp' คุณควรได้รับการตอบกลับหากคุณทำทุกอย่างถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 3: Raspberry Pi Circuit

ฉันเพิ่มการแสดงผลไปยัง Pi เพื่อแสดงที่อยู่ IP ที่เว็บไซต์โฮสต์อยู่ สิ่งที่ยากที่สุดคือการหาพินที่ถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 4: รหัส Raspberry Pi

สิ่งแรกที่คุณต้องทำคือกำหนดค่าออนบอร์ด Bluetooth ฉันทำทุกอย่างโดยใช้บรรทัดคำสั่ง สามารถทำได้โดยใช้ GUI แต่ฉันจะไม่ครอบคลุมถึงสิ่งนั้น ฉันคิดว่าคุณรู้พื้นฐานของ Raspberry PI และ Rasbian ซึ่งเป็นระบบปฏิบัติการ

เป็นไปดังนี้:

ขั้นตอนที่ 1: เชื่อมต่อกับ Pi ของคุณผ่าน SSH ฉันใช้ Putty

ขั้นตอนที่ 2: พิมพ์คำสั่งต่อไปนี้ในเทอร์มินัล:

1. 'sudo bluetoothctl'
2. 'เปิดเครื่อง'
3. 'ตัวแทน'
4. 'สแกนบน'

ขั้นตอนที่ 3: ตอนนี้รอจนกว่าจะพบ HC-05 คุณต้องเปิดเครื่อง

ขั้นตอนที่ 4: ตอนนี้จะต้องจับคู่และเชื่อถืออุปกรณ์ พิมพ์คำสั่งต่อไปนี้:

1. 'pair xx:xx:xx:xx:xx:xx' โดยมีที่อยู่ mac ของโมดูล HC-05 แทนที่ x'es
2. 'เชื่อมต่อ xx:xx:xx:xx:xx:xx' แต่สิ่งนี้มักจะทำให้เกิดข้อผิดพลาด
3. 'เชื่อ xx:xx:xx:xx:xx:xx'

ขั้นตอนที่ 5: เมื่อจับคู่โมดูลและเชื่อถือได้แล้ว เราจำเป็นต้องผูกโมดูลเข้ากับพอร์ตอนุกรม ซึ่งสามารถทำได้ด้วยคำสั่งต่อไปนี้: 'sudo rfcomm bind 0 xx:xx:xx:xx:xx:xx' อีกครั้งด้วย x'es แทนที่อยู่ mac ของโมดูล HC-05 โดยปกติถ้าคุณดูใน '/ dev' คุณจะเห็น 'rfcomm0' ถ้าคุณไม่ลองรีบูต

ปัญหาคือตอนนี้คุณต้องรันคำสั่งนั้นด้วยตนเองทุกสิ่งที่คุณบูต Pi ในการทำเช่นนั้นโดยอัตโนมัติ ฉันได้เพิ่มคำสั่งไปที่ '/etc/rc.local' ก่อน 'exit 0' ตอนนี้มันจะผูกโมดูลโดยอัตโนมัติ

เมื่อคุณกำหนดค่า Bluetooth แล้ว คุณสามารถเรียกใช้รหัสที่ฉันรวมไว้ได้ ระวังว่าฉันได้ใส่ฐานข้อมูล MariaDB บน Pi ของฉันแล้ว ฉันจะไม่ครอบคลุมถึงวิธีการตั้งค่านั้น ฉันจะรวมเฉพาะโมเดลฐานข้อมูลของฉันและดัมไฟล์เท่านั้น หากคุณต้องการเรียกใช้โค้ดโดยไม่ใช้ฐานข้อมูลและเว็บไซต์ ฉันได้รวมโปรแกรมง่ายๆ ไว้ด้วย

คัดลอกเนื้อหาของไฟล์ zip ไปยัง Pi ของคุณและเรียกใช้ด้วยคำสั่งต่อไปนี้: 'python3 airduino.py' สมมติว่าคุณอยู่ในโฟลเดอร์เดียวกัน หาก Arduino ของคุณเปิดอยู่และมีการเชื่อมต่อพิน tx และ rx คุณควรเห็นข้อความเกี่ยวกับการแทรกข้อมูลลงในฐานข้อมูล หากคุณต้องการเริ่มต้นโปรแกรมโดยอัตโนมัติ ให้เพิ่มบรรทัดนี้ใน '/etc/rc.local': 'python3 //arduino.py' ให้แทนที่ด้วยเส้นทางจริง

สำหรับเว็บไซต์ ฉันติดตั้งเซิร์ฟเวอร์ appache เพื่อโฮสต์เว็บไซต์ คัดลอกไฟล์จาก zipfile ไปยัง '/var/www/html/' ตอนนี้ ถ้าคุณไปที่ที่อยู่ IP ของ PI ของคุณ คุณจะเห็นเว็บไซต์และข้อมูลหากทุกอย่างทำงานอย่างถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 5: การสร้างเคสและการบัดกรี

Arduino

ตอนนี้ทุกอย่างทำงานได้ ยกเว้นไฟ led ก็ถึงเวลาใส่ทุกอย่างไว้ในเคสที่ดี ฉันตัดสินใจสร้างหอคอยที่ส่วนประกอบทั้งหมดเชื่อมต่อกัน และล้อมด้วยเคสที่เรียบง่าย

แต่ก่อนอื่น ฉันบัดกรีส่วนประกอบทั้งหมดเข้ากับแผ่นไม้อัดและต่อสายไฟสำหรับกราวด์และ Vcc ฉันใส่ส่วนประกอบส่วนใหญ่หนึ่งหรือสองชิ้นในชิ้นเดียวแล้ววางไว้รอบหอคอย

ที่ใส่แบตเตอรี่มีสายไฟที่ยาวกว่าและไม่ยึดติดกับที่ สามารถเลื่อนเข้าออกเพื่อเปลี่ยนเซลล์ได้

ณ จุดนี้ฉันวางไดรเวอร์สำหรับไฟ LED ไว้ที่ระดับสุดท้ายของหอคอยของฉัน ฉันลดแรงดันเอาต์พุตของไดรเวอร์เป็น 2.2 สำหรับไฟ LED สีแดงและ 3.2 สำหรับไฟ LED สีเขียวและสีน้ำเงิน ฉันติดตะกั่วเข้ากับฮีตซิงก์และพัดลมด้วยซิป จากนั้นฉันก็ใช้ไม้เพื่อยึดเข้าที่

ฉันเชื่อมต่อสายกราวด์และสาย Vcc ส่วนใหญ่โดยใช้ขั้วสกรู

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณทำให้แผ่นฐานของคุณใหญ่พอเพื่อให้เคสด้านนอกเรียงตัวกันอย่างสวยงาม ตัวเรือนด้านนอกเป็นเพียงกล่องเสบียงที่ทำจากไม้ ด้านบนฉันใส่แม่มดพลาสติกใส ฉันขัดเล็กน้อยเพื่อให้แสงนุ่มนวลขึ้น ฉันยังเพิ่มปุ่มเปิดปิด

ราสเบอร์รี่ปี่

สำหรับ Raspberry Pi ฉันเพิ่งทำกล่องไม้เรียบง่ายที่มี LCD อยู่ด้านบนและปุ่มด้านข้าง

ขั้นตอนที่ 6: ตอนจบ

หลังจากที่คุณบัดกรีทุกอย่างและสร้างกล่องหุ้มแล้ว ก็ถึงเวลาทำการทดสอบขั้นสุดท้าย เปิดทุกอย่างและเยี่ยมชมเว็บไซต์ หากทุกอย่างถูกต้อง คุณจะเห็นข้อมูลสดบางส่วน

เกี่ยวกับแบตเตอรี่:

หากคุณใช้แบตเตอรี่มากกว่า 1 ก้อนขนานกัน คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าระดับแรงดันไฟฟ้าเท่ากันหรือใกล้เคียงกัน

Github:

นี่คือลิงค์ไปยังที่เก็บ Github ของฉันซึ่งมีไฟล์ล่าสุดทั้งหมดอยู่