Bëni një ekran Ambienti të bazuar në Erë: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Ky është një projekt i klasës i projektuar dhe ndërtuar nga Trinh Le dhe Matt Arlauckas për HCIN 720: Prototipizimi i pajisjeve të veshshme dhe internetit të gjërave në Institutin e Teknologjisë Rochester.

Qëllimi i këtij projekti është të vizualizojë në mënyrë abstrakte drejtimin dhe shpejtësinë e erës në vendet e lidhura me shenjat RFID. Këto dy dimensione do të ishin të dobishme për këdo që drejton anije, fluturon dronë, qift, model raketash, etj.

Shfaqja do të përbëhej nga një ventilator që fryn lart për të bërë shirita të pëlhurës të valëzojnë dhe "vallëzojnë" sipër tavolinës. Gjallëria e shiritave do të tregonte madhësinë e shpejtësisë së erës. Drejtimi i erës do të përfaqësohej nga një tregues i lidhur me një motor stepper në bazë dhe i aftë për të rrotulluar një 360 ° të plotë.

Hapi 1: Materialet dhe Mjetet

Strehimi

• Fletë akrilike 1/8”(PMMA), të përshtatshme për prerje me lazer
• Shufra akrilikë 1/8 "(për mbushjen e nyjeve)
• Gjëra të skuqura

Pjesë Elektronike

• Foton Particle (https://store.particle.io/collections/photon)
• Fole fuçi 2.1mm DC (https://www.adafruit.com/product/373)
• Furnizimi me energji 12VDC 600mA me prizë 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) OSE Qarku i Rregullatorit të Tensionit 7805 (https://www.instructables.com/howto/7805/)
• MFRC522 RFID Reader Board (https://www.amazon.com/dp/B00VFE2DO6/ref=cm_sw_su_dp)
• L293D Drejtuesi i motorit të dyfishtë H-Bridge (https://www.adafruit.com/product/807)
• 12V Stepper Motor (https://www.adafruit.com/product/918)
• Tifoz 120mm 12VDC (https://www.amazon.com/Kingwin-CF-012LB-Efficient-Excellent-Ventilation/dp/B002YFP8BK)
• S9013 NPN Transistor (ose i ngjashëm)
• Rezistencë 2 - 220 Ohm
• Dioda 1N4001
• LED 5 mm blu
• Etiketat e afisheve Mifare Classic 1K RFID (https://www.amazon.com/YARONGTECH-MIFARE-Classic-Material-adhesive/)

Instalime elektrike

• Gjysma e bordit Adafruit Perma-Proto (https://www.adafruit.com/product/1609)
• Teli AWG 22, i ngurtë dhe i bllokuar
• 20 AWG, tela me dy përçues (për energji)
• Shirit lidhës i kokës mashkullore (për lidhjet e ventilatorit dhe motorit)
• 2 - 12 shirita kokash të grumbulluara për femra (për Photon)
• Shirit me kokë 1 - 1x3 0.1”femër (për tranzistorin e ventilatorit)
• 1 - 1x8 lidhës të kokës së katranit dhe kontakte të ngushta (lexues RFID)
• 1 - 1x2 lidhës për kokën e katit 0.1”dhe kontaktet e prizës së ngushtë (tifoz)
• 4 - 1x1 lidhës i kokës së katranit të lartë dhe kontakte të ngushta (motor stepper)
• Fole 1-16-pin DIP (për urën H)
• Mbështjellës të vegjël najloni (opsional)
• Tub i tkurrjes së nxehtësisë (opsionale)

Hardware

• 2 - vida M3x6mm (për montimin e motorit stepper)
• 4 - vida M3x35mm (për montimin e tifozit)
• 8 - rondele të sheshta M3
• 4 - arra M3

Mjetet

• Prerës me lazer
• Printer 3D
• Mjetet e saldimit
• Ngjitës akrilik (https://www.amazon.com/Acrylic-Plastic-Cement-Applicator-Bottle/)
• Fletë të sheshta të kartonit të valëzuar (për bashkim pjesësh)

Hapi 2: Të dhënat për t'u përfaqësuar

Ekrani i erës do të shfaqë një paraqitje të drejtimit dhe shpejtësisë së erës nga një vend i lidhur me një shenjë të etiketuar me RFID. Këto të dhëna do të mblidhen nga WeatherUnderground API. Për të përdorur këtë API, krijoni një llogari në https://www.wunderground.com/weather/api dhe zgjidhni opsionin e planit që i përshtatet më së miri nevojave tuaja.

Hapi 3: Ndërtimi i ekranit

Prerje me lazer

Duke ndjekur manualin e udhëzimeve për prerësin lazer që do të përdorni, përgatitni skedarët e ekranit Adobe Illustrator (më poshtë) për prerje. Ju mund të keni nevojë të rirregulloni objektet në skedarë për të përshtatur madhësinë e prerësit lazer që po përdorni.

Laseri i preu pllakat nga fletët plastike akrilike (PMMA) 1/8.

Kuvendi Jig

Në mënyrë që të ruajmë këndin e jashtëm të rregullt të pentagonit prej 116.6 °, ne projektuam një bashkim të shpejtë (Assembly_jig.ai) për të ndihmuar në montimin e pllakave.

1. Hapni skedarin Assembly_jig.ai dhe prerë disa pjesë nga kartoni të valëzuar.
2. Ngjitini ato në një pirg, duke u siguruar që pirgu të mbetet katror.

Shufra mbushës të këndit

Për shkak se këndet nuk janë ortogonale me njëri-tjetrin, ne po përdorim shufra akrilike 1/8 për të mbushur hendekun dhe për të siguruar më shumë sipërfaqe për ngjitje. Gjatësitë e para-prera të shufrës të vendosen midis secilës pjatë, duke lënë pak hapësirë në çdo skaj për vendin ku bashkohen qoshet.

Montimi i Bazës

Filloni me pjesën bazë me vrimën e madhe të ventilatorit dhe ngjitni copën e shufrës akrilike në secilën prej pesë skajeve.

Vendoseni këtë copë tifoze në një pjerrësi të bashkimit të montimit dhe vendosni një pjesë anësore bazë në anën e kundërt të pjerrët.

Aplikoni me kujdes ngjitësin në nyje dhe prisni që të fiksohet.

Vazhdoni të punoni në anët e tjera të pjesës bazë, duke u siguruar që të lidhni një pjesë të shufrës mbushëse kudo që takohen dy pllaka.

Montimi i DeckGlue i dy disqeve të montimit të motorit stepper njëri pas tjetrit, duke qenë i sigurt për të rreshtuar vrimat. Kur vendoset, përdorni me kujdes një rubinet për të filetuar dy vrimat e vogla për vidhat M3. Tani, ngjiteni këtë në qendër të pllakës së kuvertës, përsëri duke qenë të sigurt se do të rreshtoni vrimën qendrore.

Lidhni motorin stepper duke përdorur dy vida M3x6mm.

Montimi i majës

Pjesa e sipërme është mbledhur në të njëjtën mënyrë si pjesa e poshtme, por me vetëm katër pllaka. Ju do të lini një boshllëk ku një pjatë e pestë "mund" të jetë e vendosur. Mos harroni të përdorni shufrën akrilike me ngjitjen e pllakave të sipërme.

Hapi 4: Elektronikë

Ky projekt mund të mblidhet shpejt duke përdorur një dërrasë buke dhe tela bluzë. Vetëm ndiqni diagramin e mësipërm.

Për një ndërtim më të përkushtuar, mirë, atëherë është koha të shkatërroni ato aftësi të çmendura të bashkimit.

A keni aftësi të çmendura të saldimit, apo jo? Nëse jo, këtu janë disa lidhje për të ndihmuar në korrigjimin e saj…

• Udhëzime: Si të bashkoni
• Udhëzues Adafruit për bashkim të shkëlqyeshëm

Duke përdorur gjysmën e bordit Adafruit Perma-proto, vendosni përbërësit siç tregohet në diagramin Fritzing më sipër. Përdorimi i prizave për qarqet e integruara dhe transistorët lejon zëvendësimin e shpejtë dhe të lehtë nëse ju ndodh të lëshoni ndonjë Tym Magjik (https://en.wikipedia.org/wiki/Magic_smoke).

Ngjitëset e kokës së bashkimit të kokës në tabelë për të ndihmuar në lidhjen e përbërësve të jashtëm (motor stepper dhe ventilator) dhe për t'i bërë ato lehtësisht të shkëmbyeshëm (shiko 'Tymi Magjik' më lart). Fuqia e saldimit dhe telat e tokëzimit në vend së pari, duke u përpjekur t'i mbani ato sa më të shkurtër dhe të drejtpërdrejtë. Ngjitni prizën e rrymës DC në njërin skaj të gjatësisë së telit me dy përçues 20AWG, dhe skajin tjetër në binarët e fuqisë së sipërme (bordi i orientuar me tituj Photon në të majtë).

Lidhni telat për të bërë lidhjet e qarkut. Në disa raste, është më e lehtë të kryeni instalime elektrike në pjesën e poshtme të tabelës. Për lexuesin RFID, titujt e grumbulluar për Photon lejojnë hapësirë të bollshme për lidhjet nën Photon. Përfundoni telat RFID me lidhësin e kokës 1x8, për t'u bashkuar me kokën e lexuesit RFID.

Hapi 5: Instaloni pajisjet elektronike

Pasi të jetë ngjitur baza, instaloni tifozin në bazë duke përdorur katër vida, rondele dhe arra M3x35.

Bashkojeni tabelën kryesore në pjesën e brendshme të pllakës së pasme (pllaka me prerje drejtkëndëshe për folenë e fuçisë DC) duke përdorur shiritin e montimit të mbështetur në shkumë.

Vendosni folenë e fuçisë DC në vrimën drejtkëndëshe dhe çimentoni në vend duke përdorur ngjitësin akrilik.

Bashkangjitni bordin e lexuesit RFID në lidhësin dhe montoni kudo që është e përshtatshme duke përdorur shiritin e montimit të mbështetur në shkumë. Okshtë në rregull nëse pjesa e pasme e tabelës përballet me pjesën e jashtme të ekranit, antena do të marrë akoma sinjalin RFID. Siguroni LED LED pranë.

Lidhni ventilatorin dhe motorin stepper në tabelën kryesore.

Hapi 6: Programimi

I ri në Parton Photon?

Ky projekt do të përdorë grimcat Webhooks për të mbledhur të dhënat e erës. Këtu është procesi, me pak fjalë.

1. Pajisja pret që një shenjë të skanohet.
2. Kur një shenjë skanohet, ID -ja unike e shenjës ruhet.
3. Pajisja më pas publikon këtë ID simbol në Particle.io.
4. Me marrjen e këtyre të dhënave, Particle.io dërgon të dhënat në faqen tonë API përmes integrimit të webhook.
5. Faqja API merr ID -në simbolike dhe kërkon qytetin dhe shtetin e lidhur me të nga grupi i Vendndodhjeve.
6. Faqja API pastaj bën thirrjen AP në WeatherUnderground (WU) duke përdorur informacionin e vendndodhjes.
7. API WU kthen një objekt JSON të kushteve të plota aktuale të motit për atë vendndodhje në faqen API.
8. Faqja API analizon këtë informacion, nxjerr dhe konverton drejtimin e erës dhe shpejtësinë e erës dhe i kthen ato në pajisje si një objekt JSON.
9. Pajisja analizon objektin JSON, duke ruajtur drejtimin dhe shpejtësinë e erës që do të përdoren për të kontrolluar motorin stepper dhe ventilatorin.

Firmware

Krijoni një projekt të ri Photon të quajtur 'wind_display' dhe mbishkruani skedarin kryesor me kodin wind_display.ino (më poshtë).

Tjetra, gjeni dhe instaloni bibliotekat e mëposhtme në projektin tuaj:

• MFRC522 - biblioteka RFID v0.1.4 për pajisjet e grimcave
• SparkJSON - biblioteka v0.0.2 JSON Ported from @bblanchon
• Stepper - biblioteka v1.1.3 Stepper Motor për Arduino

Përpiloni projektin dhe shkarkoni në Photon tuaj.

Faqja API

Për të përdorur faqen API, do t'ju duhet ta ngarkoni atë në një server në internet të aktivizuar nga PHP. Ka shumë mundësi falas për hostimin e uebfaqeve PHP.

Shkarkoni getWindData.txt dhe ndryshoni shtesën e skedarit në.php. Hapeni në redaktorin tuaj të preferuar dhe bëni ndryshimet e mëposhtme:

Ju shtoni Photon Core ID:

// Shtoni core_id për Photonet që dëshironi të lejoni që të përdorin këtë API $ allowCores = array ('CoreID juaj shkon këtu');

Shtoni çelësin tuaj API WeatherUnderground:

// Çelësi API WeatherU Underground $ wu_apikey = "Çelësi juaj API WU";

Në këtë kohë, mos u shqetësoni për vendosjen e shenjave/vendndodhjeve. Ne do të kujdesemi për këtë pasi të jetë rregulluar gjithçka.

Ruani dhe ngarkoni skedarin në serverin e uebit. Regjistroni URL -në e drejtpërdrejtë për faqen API.

Webhook i grimcave

Hyni në tastierën tuaj të grimcave dhe klikoni në ikonën e Integrimeve në anën e majtë.

1. Klikoni në 'Integrimin e Ri', pastaj zgjidhni 'Webhook'.
2. Vendosni emrin e ngjarjes në 'wind_display'.
3. Vendosni URL -në në URL -në e drejtpërdrejtë të Faqes API.
4. Klikoni "Krijo Webhook".

Merrni ID -të e Token RFID dhe modifikoni faqen API

Me Photon të kyçur në kompjuterin tuaj nëpërmjet USB, dhe të shkëputur nga furnizimi me energji të jashtme, hapni një dritare terminali dhe ekzekutoni Monitorin Serial të Grimcave.

1. Skanoni një etiketë RFID dhe shkruani ID-në e shenjës me 8 karaktere që shfaqet në monitorin serik.
2. Përsëriteni për çdo etiketë shtesë që dëshironi të përdorni.

Tani kthehuni te getWindData.php dhe gjeni seksionin e grupit Locations:

// Vendndodhja Array // Zëvendësoni "TokenID n" me ID të skanuar të shenjës // Zëvendësoni "Cityn" me qytetin e lidhur me ID-në e shenjës // Zëvendësoni "Sn" me gjendje të dyfishtë të lidhur me qytetin $ Location = array ("TokenID 1" => array ("city" => "City1", "state" => "S1"), "TokenID 2" => array ("city" => "City2", "state" => "S2"), "TokenID 3" => grup ("city" => "City3", "state" => "S3"));

Zëvendësoni secilën ID simbol me ID -të e etiketave tuaja dhe shoqërojeni secilën me një qytet dhe shtet nga i cili dëshironi informacione të erës.

Ruani skedarin dhe ngarkoni në serverin tuaj të internetit.

Hapi 7: Përdoreni

1. Shfaqeni kudo që dëshironi.
2. Vendosni korsinë e erës në pikën veriore.
3. Lidhni furnizimin me energji elektrike.
4. Vendosni një shenjë pranë lexuesit RFID dhe prisni që LED blu të pulsojë.

Hapi 8: Idetë e mëtejshme

Këtu janë disa ide për të zgjeruar projektin!