Smart Buoy [Жыйынтык]: 8 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

Биз баарыбыз деңиз жээгин жакшы көрөбүз. Коллектив катары биз ага майрамдарга, суу спортунан ырахат алуу үчүн же тиричилик кылуу үчүн агылып келебиз. Бирок жээк толкундардын ырайымында динамикалык аймак болуп саналат. Деңиз деңгээлинин көтөрүлүшү пляждарда жана бороон сыяктуу күчтүү экстремалдык окуяларда аларды толугу менен жок кылат. Аларды кантип сактап калуу керек экенин түшүнүү үчүн, биз алардын өзгөрүүсүнө түрткү болгон күчтөрдү түшүнүшүбүз керек.

Изилдөө кымбат, бирок эгер сиз арзан, эффективдүү инструменттерди түзө алсаңыз, анда сиз көбүрөөк маалыматтарды чыгара алмаксыз - акыры түшүнүүнү жакшыртуу. Бул биздин Smart Buoy долбоорунун артында болгон ойлор эле. Бул резюмеде биз сизге долбоорубуздун тез бүтүшүн беребиз жана аны дизайнга, маркасына жана маалымат презентациясына бөлөбүз. Ой, бул, сен муну жакшы көрөсүң..!

Жабдуулар

Smart Buoyдун толук курулушу үчүн сизге көп нерселер керек. Тиешелүү үйрөткүчтө куруунун ар бир этабы үчүн керектүү конкреттүү материалдардын бөлүнүшү болот, бирок бул жерде толук тизме:

• Ардуино Нано - Амазонка
• Raspberry Pi Zero - Амазонка
• Батарея (18650) - Амазонка
• Күн панелдери - Amazon
• Бөгөттөөчү диоддор - Amazon
• Кубаттоочу - Amazon
• Бак көтөргүч - Amazon
• GPS модулу - Amazon
• GY -86 (акселерометр, гироскоп, барометр, компас) - Амазонка
• Суунун температурасы сенсору - Amazon
• Power Monitor модулу - Amazon
• Реалдуу убакыт сааты модулу - Amazon
• Радио модулдар - Amazon
• i^2c мультиплексор модулу - Amazon
• 3D принтер - Amazon
• PETG жипчеси - Амазонка
• Эпоксид - Амазонка
• Primer брызги - Amazon
• Аркан - Амазонка
• Калкып чыгат - Амазонка
• Желим - Амазонка

Бардык колдонулган кодду https://gitlab.com/t3chflicks/smart-buoy сайтынан тапса болот.

1 -кадам: Бул эмне кылат?

Smart Buoy бортундагы сенсорлор аны өлчөөгө мүмкүндүк берет: толкундун бийиктиги, толкун мезгили, толкун күчү, суунун температурасы, абанын температурасы, абанын басымы, чыңалуу, учурдагы колдонуу жана GPS жайгашуусу.

Идеалдуу дүйнөдө ал толкундун багытын да өлчөйт. Буя жасаган өлчөөлөргө таянып, биз толкундун багытын эсептеп алууга мүмкүндүк бере турган чечимди табууга жакын болчубуз. Бирок, бул абдан татаал болуп чыкты жана бул чыныгы изилдөө коомчулугунда чоң көйгөй. Эгерде ал жакта бизге жардам бере турган жана толкундун багытын өлчөөнүн эффективдүү жолун сунуштай турган бирөө болсо, бизге билдириңиз - биз аны кантип иштете аларыбызды түшүнгүбүз келет! Буу чогулткан бардык маалыматтар радио аркылуу Raspberry Pi болгон базалык станцияга жөнөтүлөт. Биз аларды Vue JSтин жардамы менен көрсөтүү үчүн тактаны жасадык.

2 -кадам: Куруңуз - Бууз корпусу

Бул Буйан, балким, биз басып чыгарган эң кыйын нерсе болчу. Деңизде боло турган нерселерди эске алуу керек болгон көптөгөн нерселер бар эле, күндүн таасири астында. Бул тууралуу кийинчерээк Smart Buoy сериясында сүйлөшөбүз.

Кыскача айтканда, биз эки жарымга жакын көңдөй сфераны басып чыгардык. Жогорку жарымында күн панелдери үчүн уячалар жана радио антеннасы өтүүчү тешик бар. Төмөнкү жарымында температура сенсорунун өтүүчү тешиги жана байлоо үчүн жиптин туткасы бар.

Буйду PETG жипчеси менен басып чыгаргандан кийин, биз аны тегиздеп, бир аз толтуруучу праймер менен чачып, анан эпоксидин бир -эки катмарын кийгиздик.

Кабыктын даярдыгы бүткөндөн кийин, биз бардык электрониканы ичине салып, андан кийин суунун температурасы сенсорун, радио антеннасын жана күн панелдерин желим тапанча менен мөөрлөдүк. Акыр -аягы, биз эки жарымын StixAll клей/клей менен мөөрлөдүк (учактын супер клейи).

Анан суу өткөрбөйт деп үмүттөнөбүз …

3 -кадам: Build - Buoy Electronics

Буйруктун бортунда көптөгөн сенсорлор бар жана биз алар жөнүндө тиешелүү окуу куралында майда -чүйдөсүнө чейин айтып беребиз. Бул кыскача маалымат болгондуктан, биз бул маалыматтуу, бирок кыскача сактоого аракет кылабыз!

Буу 18650 батареясы менен иштейт, ал 4, 5В күн батареялары менен заряддалат. Бир гана реалдуу убакыт сааты дайыма иштейт. Буй реалдуу убакыт саатынын чыгуучу пинин транзисторду башкаруу үчүн колдонот, ал системанын калган бөлүгүнө күч киргизет. Тутум күйгүзүлгөндө, ал сенсорлордон өлчөө алуу менен башталат - анын ичинде электр мониторунун модулунан чыңалуу мааниси. Күч мониторунун модулу берген маани кийинки окуу топтомун алуудан мурун системанын канча убакыт уктаганын аныктайт. Бул убакытка ойготкуч коюлган, андан кийин система өзү өчөт!

Системанын өзү көптөгөн сенсорлор жана Arduino менен туташкан радио модуль. GY-86 модулу, RealTimeClock (RTC), Power Monitor модулу жана I2C мультиплексорунун бардыгы Arduino менен I2C аркылуу байланышат. Бизге I2C мультиплексору керек болчу, анткени биз колдонгон GY-86 жана RTC модулу бир эле дарекке ээ. Мультиплексор модулу ашыкча кыйынчылыксыз баарлашууга мүмкүндүк берет, бирок бул бир аз ашыкча болушу мүмкүн.

Радио модуль SPI аркылуу байланышат.

Башында бизде SD -карта модулу да болгон, бирок ал SD китепканасынын көлөмүнөн улам башыбызды оорутуп, биз аны жок кылууну чечтик.

Кодду карап көрүңүз. Кыязы, сизде кандайдыр бир суроолор бар - балким, дагы эле күмөн санооңуз бар - биз аларды угууга кубанычта болобуз. Тереңдетилген окуу куралдарында коддордун түшүндүрмөлөрү камтылган, андыктан алар бир аз түшүнүктүүрөөк болот деп үмүттөнөбүз!

Биз логикалык түрдө код файлдарын бөлүүгө жана аларды кошуу үчүн негизги файлды колдонууга аракет кылдык, бул абдан жакшы иштеди окшойт.

4 -кадам: Build - Базалык станция электроникасы

Базалык станция радио модулу тиркелген Raspberry Pi Zero менен жасалган. Биз корпусту https://www.thingiverse.com/thing:1595429 сайтынан алдык. Сиз укмушсуз, чоң рахмат!

Ардуинодо иштеп жаткан кодуңуз болгондон кийин, Raspberry Pi боюнча өлчөөлөрдү listen_to_radio.py кодун иштетүү менен алуу өтө жөнөкөй.

5 -кадам: Куралдар тактасы

Силерге кантип көрсөткөнүбүз үчүн, биз бүт сызыкты кантип жасагандыгыбыз бир аз Одиссей болмок, анткени бул абдан узун жана татаал долбоор болчу. Эгерде кимдир бирөө биздин муну кантип жасаганыбызды билгиси келсе, бизге кабарлаңыз - T3ch Flicks резидент веб -иштеп чыгуучусу бул боюнча үйрөткүч жасоого кубанычта болмок!

Бул файлдарды Raspberry Pi'ге койгондон кийин, сиз серверди иштетип, маалымат панелин кирип жаткан маалыматтар менен көрүшүңүз керек. Өнүгүү себептери үчүн жана эгерде сызык жакшы, үзгүлтүксүз берилиштер менен камсыздалса, анын кандай болорун көрүү үчүн, биз жасалма маалымат генераторун серверге коштук. Эгер сизде көбүрөөк маалымат болгондо, анын кандай экенин көргүңүз келсе, аны иштетиңиз. Биз муну кийинчерээк үйрөткүчтө майда -чүйдөсүнө чейин түшүндүрөбүз.

(Эсиңизде болсун, сиз бардык кодду https://github.com/sk-t3ch/smart-buoy дарегинен таба аласыз)

6 -кадам: 2 -версия ?? - Проблемалар

Бул долбоор таптакыр идеалдуу эмес - биз аны прототип/концепциянын далили катары ойлогонду жакшы көрөбүз. Прототип фундаменталдуу деңгээлде иштесе да: ал калкып жүрөт, өлчөөлөрдү алат жана аларды өткөрө алат, биз үйрөнгөндөр көп жана экинчи версия үчүн өзгөртүлмөкчү:

1. Биздин эң чоң көйгөй - Бууздун кодун жабыштыргандан кийин өзгөртө албоо. Бул чынында эле бир аз көзөмөл болчу жана резина мөөр менен жабылган USB порту менен абдан натыйжалуу чечилиши мүмкүн. Бирок, бул 3D басып чыгаруучу гидроизоляция процессине башка бир татаалдык катмарын кошмок!
2. Биз колдонгон алгоритмдер идеалдуу эмес болчу. Толкундун касиеттерин аныктоо ыкмаларыбыз өтө чийки болчу жана биз убактыбыздын көбүн магнитометрден, акселерометрден жана гироскоптон сенсордук маалыматтарды бириктирүү үчүн математиканы окуп чыгууга жумшадык. Эгерде кимдир бирөө муну түшүнсө жана жардам берүүгө даяр болсо, биз бул өлчөөлөрдү такыраак кыла алабыз деп ойлойбуз.
3. Кээ бир сенсорлор бир аз кызыктай иштешти. Суунун температурасы сенсору өзгөчө коркунучтуу - кээде реалдуу температурадан дээрлик 10 градуска айырмаланган. Мунун себеби, жөн эле начар сенсор болушу мүмкүн, же бир нерсе аны жылытат …

7 -кадам: 2 -версия ?? - Жакшыртуулар

Arduino жакшы болчу, бирок жогоруда айтылгандай, биз эс тутум көйгөйлөрүнөн улам SD картасынын модулун (эгер радио билдирүүлөрдү жөнөтө албаса, маалыматтын камдык көчүрмөсү болушу керек болчу) сындырышыбыз керек болчу. Биз аны Arduino Mega же Teensy сыяктуу күчтүү микроконтроллерге алмаштырып же башка Raspberry Pi нөлүн колдонушубуз мүмкүн. Бирок, бул наркты жана электр энергиясын керектөөнү жогорулатмак.

Биз колдонгон радио модулдун чектүү диапазону бар, ал түздөн -түз көрүү линиясы менен. Бирок, гипотетикалык дүйнөдө, биз аралдын тегерегине көптөгөн Буойлорду кое алдык, биз ушундай сетка тармагын түзө алмакпыз. Маалыматты узак аралыкка берүү үчүн көптөгөн мүмкүнчүлүктөр бар, анын ичинде lora, grsm. Эгер биз булардын бирин колдоно алсак, балким аралдын айланасындагы сетка тармагы мүмкүн болмок!

8 -кадам: Изилдөө үчүн биздин Акылдуу Буубузду колдонуу

Буйуну Гренадада куруп, ишке киргиздик, түштүк Кариб деңизиндеги кичинекей арал. Биз ал жерде жүргөндө, биз Гренадиянын өкмөтү менен баарлаштык, ал биз түзгөн Smart Booy океандын мүнөздөмөлөрүн сандык өлчөөдө жардам берет деп айтты. Автоматташтырылган өлчөөлөр адамдын аракетин жана адам катасын жок кылып, жээктердин өзгөрүшүн түшүнүүгө жардам берет. Өкмөт ошондой эле шамалдын өлчөөлөрүн алуу да алардын максаттары үчүн пайдалуу функция болорун сунуштады. Биз муну кантип башкараарыбызды билбейбиз, эгерде кимдир бирөөнүн ою болсо …

Маанилүү эскертүү - бул жээктеги изилдөөлөр үчүн, айрыкча технологияларды тартуу үчүн, чынында эле, кызыктуу убакыт болгону менен, аны толугу менен кабыл алуу үчүн узак жол бар.

Smart Buoy сериясынын кыскача блогун окуганыңыз үчүн рахмат. Эгер сизде жок болсо, YouTubeдагы кыскача видеобузду карап көрүңүз.

Кат таратуу кызматынын тизмесине кол коет!

1 -бөлүк: Wave жана Температураны өлчөө

2 -бөлүк: GPS NRF24 радио жана SD карта

3 -бөлүк: Буукка кубаттуулукту пландаштыруу

4 -бөлүк: Буйрукту жайылтуу