Külək əsaslı bir mühit ekranı yaradın: 8 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Bu, Trinh Le və Matt Arlauckas tərəfindən HCIN 720: Rochester Texnologiya İnstitutunda Geyilə bilən və Əşyaların İnterneti Prototipləşdirilməsi üçün hazırlanmış və inşa edilmiş bir sinif layihəsidir.

Bu layihənin məqsədi, RFID ayələri ilə əlaqəli yerlərdə küləyin istiqamətini və sürətini mücərrəd şəkildə təsəvvür etməkdir. Bu iki ölçü qayıq, uçan pilotsuz uçan aparatlar, uçurtmalar, model raketlər və s. İdarə edən hər kəs üçün faydalı olardı.

Ekran, parça dalğalanması və masanın üstündə 'rəqs etmək' lentləri düzəltmək üçün yuxarıya doğru üfürən bir fandan ibarət olacaq. Şeritlərin canlılığı küləyin sürətini göstərir. Külək istiqaməti, bazadakı bir step motoruna qoşulmuş və tam 360 ° dönə bilən bir göstərici ilə təmsil olunacaq.

Addım 1: Materiallar və Alətlər

Mənzil

• 1/8 "Akrilik (PMMA) təbəqələr, lazerlə kəsmə üçün uyğundur
• 1/8 "Akrilik Çubuqlar (oynaqların doldurulması üçün)
• Zərif əşyalar

Elektron hissələr

• Partikül Photon (https://store.particle.io/collections/photon)
• 2.1 mm DC barel krikosu (https://www.adafruit.com/product/373)
• 2.1V fişli 12VDC 600mA enerji təchizatı (https://www.adafruit.com/product/798)
• DC-DC Güc Dönüştürücü (https://www.digikey.com/product-detail/en/murata-power-solutions-inc/OKI-78SR-12-1.0-W36-C/811-3293-ND/6817698) OR 7805 Gərginlik Tənzimləyicisi dövrəsi (https://www.instructables.com/howto/7805/)
• MFRC522 RFID Oxucu Şurası (https://www.amazon.com/dp/B00VFE2DO6/ref=cm_sw_su_dp)
• L293D Dual H-Bridge Motor Sürücüsü (https://www.adafruit.com/product/807)
• 12V Stepper Motor (https://www.adafruit.com/product/918)
• 120mm 12VDC Fan (https://www.amazon.com/Kingwin-CF-012LB-Efficient-Excellent-Ventilation/dp/B002YFP8BK)
• S9013 NPN Transistor (və ya bənzəri)
• 2 - 220 Ohm müqavimət
• 1N4001 Diod
• 5 mm mavi LED
• Mifare Classic 1K RFID etiket etiketləri (https://www.amazon.com/YARONGTECH-MIFARE-Classic-Material-adhesive/)

Kablolama

• Adafruit Perma-Proto Yarım Pansiyon (https://www.adafruit.com/product/1609)
• 22 AWG teli, möhkəm və qapalı
• 20 AWG, iki keçiricili tel (güc üçün)
• Kişi başlıq konnektoru (fan və motor əlaqələri üçün)
• 2 - 12 pinli qadın yığa bilən başlıq zolaqları (Photon üçün)
• 1 - 1x3 0,1 düymlük qadın başlıq zolağı (fan tranzistoru üçün)
• 1 - 1x8 0,1 "pitch header konnektoru və burma yuva kontaktları (RFID oxucu)
• 1 - 1x2 0,1 "pitch header konnektoru və burma yuva kontaktları (fan)
• 4 - 1x1 0,1 "pitch header konnektoru və qıvrım yuva kontaktları (step motor)
• 1-16 pinli DIP yuvası (H körpüsü üçün)
• Kiçik neylon bağlayıcılar (isteğe bağlı)
• İstilik büzücü borular (isteğe bağlı)

Avadanlıq

• 2 - M3x6mm vintlər (step motorunun quraşdırılması üçün)
• 4 - M3x35mm vintlər (fan quraşdırmaq üçün)
• 8 - M3 düz yuyucular
• 4 - M3 qoz -fındıq

Alətlər

• Lazer kəsici
• 3D printer
• Lehim alətləri
• Akrilik yapışqan (https://www.amazon.com/Acrylic-Plastic-Cement-Applicator-Bottle/)
• Düz oluklu karton təbəqələr (montaj üçün)

Addım 2: Təmsil Ediləcək Məlumatlar

Külək Ekranı, RFID etiketli bir mö'cüzə ilə əlaqəli bir yerdən gələn küləyin istiqaməti və sürətini əks etdirir. Bu məlumatlar WeatherUnderground API -dən toplanacaq. Bu API -dən istifadə etmək üçün https://www.wunderground.com/weather/api ünvanında bir hesab yaradın və ehtiyaclarınıza ən uyğun plan seçimini seçin.

Addım 3: Ekran Quruluşu

Lazer kəsmə

İstifadə edəcəyiniz lazer kəsicinin istifadə təlimatına əsasən, Adobe Illustrator fayllarını (aşağıda) kəsmək üçün hazırlayın. İstifadə etdiyiniz lazer kəsicinin ölçüsünə uyğun olaraq fayllardakı obyektləri yenidən düzəltməyiniz lazım ola bilər.

Plitələr 1/8 akril (PMMA) plastik təbəqələrdən kəsilir.

Quraşdırma Jig

Daimi beşbucaqlı xarici bucağı 116.6 ° saxlamaq üçün, lövhələrin yığılmasına kömək etmək üçün sürətli bir jig (Assembly_jig.ai) dizayn etdik.

1. Assembly_jig.ai faylını açın və büzməli kartondan bir neçə parça kəsin.
2. Yığın düz qaldığından əmin olaraq onları bir yığına yapışdırın.

Açı doldurucu çubuqlar

Açılar bir-birinə dik olmadığından, boşluğu doldurmaq və yapışdırmaq üçün daha çox səth sahəsi təmin etmək üçün 1/8 akril çubuqlardan istifadə edirik. Çubuqların əvvəlcədən kəsilmiş uzunluqları hər boşqabın arasına yerləşdiriləcək və bir az yer buraxılacaq. künclərin bir araya gəldiyi yer üçün hər ucunda.

Baza yığılması

Böyük bir fan çuxuru olan əsas parçadan və beş kənarın hər birində akril çubuq yapışdırıcı ilə başlayın.

Bu fan parçasını montaj qurğusunun bir yamacına qoyun və əks yan tərəfə bir əsas yan parça qoyun.

Yapışqanı diqqətlə oynağa tətbiq edin və yapışmasını gözləyin.

İki lövhənin qovuşduğu yerə bir parça doldurma çubuğu bağladığınızdan əmin olaraq əsas parçanın digər tərəfləri ətrafında işləməyə davam edin.

DeckGlue-in iki pilləli mühərrik montaj disklərini arxa-arxaya yığaraq, delikləri sıraladığınızdan əmin olun. Quraşdırıldıqda, M3 vintləri üçün iki kiçik çuxuru vida etmək üçün diqqətlə bir krandan istifadə edin. İndi göyərtənin ortasına yapışdırın, yenə də orta çuxuru düzəltdiyinizə əmin olun.

Step motorunu iki M3x6mm vintlə bağlayın.

Üstün yığılması

Üstü alt ilə eyni şəkildə yığılır, ancaq cəmi dörd lövhədən ibarətdir. Beşinci bir boşqabın 'ola biləcəyi' bir boşluq buraxacaqsınız. Üst plitələri yapışdırarkən akril çubuqdan istifadə etməyi unutmayın.

Addım 4: Elektronika

Bu layihə bir çörək taxtası və tullanan tellərdən istifadə edərək tez bir zamanda yığıla bilər. Yalnız yuxarıdakı diaqrama əməl edin.

Daha sadiq bir quruluş üçün yaxşı, o zaman bu dəli lehimləmə bacarıqlarını sındırmağın vaxtı gəldi.

Çılğın lehimləmə qabiliyyətiniz var, elə deyilmi? Yoxdursa, bunu düzəltməyə kömək edəcək bir neçə bağlantı…

• Təlimatlar: Lehimləmə qaydaları
• Adafruit Əla Lehimləmə Kılavuzu

Adafruit Perma-proto yarım taxtadan istifadə edərək komponentləri yuxarıdakı Fritzing diaqramında göstərildiyi kimi düzün. İnteqrasiya edilmiş sxemlər və tranzistorlar üçün prizlərdən istifadə etmək, hər hansı bir Sehrli Tüstü buraxsanız (https://en.wikipedia.org/wiki/Magic_smoke) tez və asanlıqla dəyişdirilməyə imkan verir.

Lehim başlığı pinləri/prizləri, kənardakı komponentləri (step motoru və fan) birləşdirməyə və asanlıqla dəyişdirilə bilən hala gətirməyə kömək etmək üçün lövhəyə (yuxarıdakı "Sehrli Duman" a baxın) baxın. Lehim gücü və topraklama teli əvvəlcə mümkün qədər qısa və birbaşa olmağa çalışır. DC elektrik prizini 20AWG uzunluğunda iki keçiricili telin bir ucuna, digər ucunu isə üst elektrik raylarına lehimləyin (lövhə solda Photon başlıqları ilə yönəldilmişdir).

Lehim telləri, dövrə əlaqələrini qurmaq üçün. Bəzi hallarda, lövhənin altındakı naqilləri çəkmək daha asandır. RFID oxuyucusu üçün, Photon üçün yığılabilir başlıqlar, Photon altında əlaqələr qurmaq üçün geniş yer verir. RFID oxucu başlığına əlavə etmək üçün 1x8 başlıq konnektoru ilə RFID tellərini kəsin.

Addım 5: Elektronikanı quraşdırın

Baza yapışdırıldıqdan sonra fanı dörd M3x35 vida, yuyucusu və qoz -fındıqdan istifadə edərək bazaya quraşdırın.

Əsas lövhəni köpüklü montaj lentindən istifadə edərək arxa boşqabın içərisinə (DC barel yuvası üçün düzbucaqlı kəsikli lövhə) yapışdırın.

DC barel yuvasını düzbucaqlı çuxura daxil edin və akril yapışqan istifadə edərək sement qoyun.

RFID oxucu lövhəsini konnektora bağlayın və köpüklü dəstəkləyici bantdan istifadə edərək istənilən yerə quraşdırın. Lövhənin arxası ekranın kənarına baxarsa, anten yenə də RFID siqnalını alacaq. Yaxınlıqdakı mavi LED -i təmin edin.

Fanı və step motorunu ana lövhəyə qoşun.

Addım 6: Proqramlaşdırma

Particle Photon -da yenisiniz?

Bu layihə külək məlumatlarını toplamaq üçün Particle Webhooks istifadə edəcək. İşdə, qısa bir şəkildə.

1. Cihaz bir nişanın taranmasını gözləyir.
2. Nişan skan edildikdə, unikal nişan identifikatoru saxlanılır.
3. Cihaz daha sonra bu token ID -ni Particle.io -da yayımlayır.
4. Bu məlumatları aldıqdan sonra Particle.io, məlumatları webhook inteqrasiyası ilə API səhifəmizə göndərir.
5. API səhifəsi mö'cüzə identifikatorunu alır və onunla əlaqəli şəhər və dövləti Yerlər serialından axtarır.
6. API səhifəsi, yer məlumatlarından istifadə edərək AP -ni WeatherUnderground -a (WU) çağırır.
7. WU API, API səhifəsinə həmin yer üçün tam mövcud hava şəraitinin bir JSON obyektini qaytarır.
8. API səhifəsi bu məlumatları təhlil edir, küləyin istiqamətini və külək sürətini çıxarır və çevirir və JSON obyekti olaraq cihaza qaytarır.
9. Cihaz, JSON obyektini təhlil edir, küləyin istiqaməti və sürətini saxlayır və step motorunu və fanı idarə etmək üçün istifadə olunur.

Firmware

'Wind_display' adlı yeni bir Photon layihəsi yaradın və əsas faylı wind_display.ino kodu ilə yazın (aşağıda).

Sonra, layihənizdə aşağıdakı kitabxanaları tapın və quraşdırın:

• MFRC522 - v0.1.4 hissəcik cihazları üçün RFID kitabxanası
• SparkJSON - v0.0.2 JSON kitabxanası @bblanchon saytından götürülmüşdür
• Stepper - v1.1.3 Arduino üçün Step Motor kitabxanası

Layihəni tərtib edin və Photon -a yükləyin.

API Səhifəsi

API səhifəsini istifadə etmək üçün onu PHP ilə işləyən veb serverə yükləməlisiniz. Bir çox pulsuz PHP veb hosting variantları mövcuddur.

GetWindData.txt faylını yükləyin və fayl uzantısını.php olaraq dəyişdirin. Tercih etdiyiniz redaktorda açın və aşağıdakı dəyişiklikləri edin:

Sizə Photon Core ID əlavə edin:

// Bu API -dən istifadə etmək istədiyiniz Photons üçün core_id əlavə edin $ allowedCores = array ('Sizin CoreID bura gedir');

WeatherUnderground API Açarınızı əlavə edin:

// WeatherUnderground API Açarı $ wu_apikey = "Sizin WU API Açarınız";

Bu zaman ayələr/yerlər təyin etməkdən narahat olmayın. Hər şey qurulandan sonra bu işlə məşğul olacağıq.

Faylı qeyd edin və veb serverə yükləyin. API səhifəsi üçün canlı URL yazın.

Hissəcik Webhook

Particle Console -a daxil olun və sol tərəfdəki Integrations simgesini basın.

1. 'Yeni İnteqrasiya' düyməsini basın, sonra 'Webhook' seçin.
2. Tədbirin adını 'wind_display' olaraq təyin edin.
3. URL -ni API səhifəsinin canlı URL -ə təyin edin.
4. 'Webhook Yarat' düyməsini basın.

RFID Token ID -lərini əldə edin və API səhifəsini dəyişdirin

Photon kompüterinizə USB vasitəsilə qoşulduqda və xarici enerji təchizatından ayrıldıqda, terminal pəncərəsini açın və Parçacıq Serial Monitorunu işə salın.

1. Bir RFID etiketini tarayın və seriyalı monitorda göstərilən 8 simvoldan ibarət işarəni yazın.
2. İstifadə etmək istədiyiniz əlavə etiketlər üçün təkrarlayın.

İndi getWindData.php -ə qayıdın və Yerlər dizisi hissəsini tapın:

// Yerlər Arrizi // "TokenID n" ni skan edilmiş mö'cüzə identifikatoru ilə əvəz edin // "Cityn" i mö'cüzə identifikatoru ilə əlaqəli şəhərlə əvəz edin // "Sn" ı şəhərlə əlaqəli iki yerli dövlət ilə əvəz edin $ locations = array ("TokenID 1" => dizi ("şəhər" => "Şəhər1", "əyalət" => "S1"), "TokenID 2" => sıra ("şəhər" => "Şəhər2", "dövlət" => "S2"), "TokenID 3" => array ("city" => "City3", "state" => "S3"));

Hər bir token identifikatorunu etiketlərinizin əlamətləri ilə əvəz edin və hər birini külək haqqında məlumat almaq istədiyiniz bir şəhər və əyalətlə əlaqələndirin.

Faylı qeyd edin və veb serverinizə yükləyin.

Addım 7: İstifadə edin

1. İstədiyiniz yerdə göstərin.
2. Külək qanadını şimala yönəldin.
3. Güc qaynağını qoşun.
4. RFID oxuyucusunun yanına bir işarə qoyun və mavi LED -in yanıb sönməsini gözləyin.

Addım 8: Əlavə fikirlər

Layihəni genişləndirmək üçün bəzi fikirlər var!