Tracker na bázi Tinyduino LoRa: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Kdo by nechtěl mít domácí mazlíčky ?? Tito chlupatí přátelé vás mohou naplnit láskou a štěstím, ale bolest z toho, že je chybí, je zničující. Naše rodina měla kočku jménem Thor (obrázek nahoře) a byl to milovník dobrodružství. Mnohokrát se po týdenních výletech často vracel se zraněním, a tak jsme se ho pokusili nepustit ven. Ale co ne, vyšel znovu, ale nevrátil se: (Nemohli jsme najít ani nepatrnou stopu, ani když jsme hledali týdny. Moje rodina se zdráhala mít další kočky, protože ztratit ho bylo hodně traumatizující. Tak jsem se rozhodl podívat se na sledovačích zvířat. Ale většina komerčních sledovačů vyžadovala předplatné nebo je pro kočku těžká. Existuje několik dobrých sledovačů založených na rádiovém směru, ale chtěl jsem znát přesné umístění, protože většinu dne nebudu doma. Rozhodl jsem se tedy vytvořit tracker s Tinyduino a modulem LoRa, který bude odesílat polohu základnové stanici u mě doma a která aktualizuje umístění na aplikaci.

P. S. promiňte mi prosím obrázky nízké kvality.

Krok 1: Požadované součásti

1. Deska procesoru TinyDuino
2. GPS Tinyshield
3. Vývojová deska WiFi ESP8266
4. Doufám, že RF RFM98 (W) (433 MHz) x 2
5. Rada Tinyshield Proto
6. USB Tinyshield
7. Lithium polymerová baterie - 3,7 V (ke snížení hmotnosti jsem použil 500 mAh)
8. Páječka
9. Propojovací vodiče (žena na ženu)

Krok 2: Vysílač

Potřebujeme připojit transceiver LoRa k tinyduino. K tomu potřebujeme pájet vodiče z modulu RFM98 k protoboardu tinyshield. Ke komunikaci bych použil knihovnu RadioHead a připojení se provádí podle dokumentace.

Protoboard RFM98

GND -------------- GND

D2 -------------- DIO0

D10 -------------- NSS (výběr CS čipu)

D13 -------------- SCK (vstup hodin SPI)

D11 -------------- MOSI (SPI data in)

D12 -------------- MISO (SPI Data out)

3,3V pin RFM98 je připojen k baterii +ve.

POZNÁMKA: Podle datového listu je maximální napětí, které lze použít na RFM98, 3,9V. Před připojením zkontrolujte napětí baterie

Pro RFM98 jsem použil šroubovicovou anténu, protože by zmenšila velikost trackeru.

Začněte s procesorem tinyduino ve spodní části hromádky, za ním následuje Tinyshield GPS a poté protoboard nahoře. Pájecí hlavy pod protoboardem mohou být trochu otravné; v mém případě se dotýkal štítu GPS pod ním, takže jsem izoloval dno protoboardu elektrickou páskou. To je vše, dokončili jsme stavbu vysílače !!!

Vysílací jednotku lze poté připojit k baterii a připevnit k obojku domácího mazlíčka.

Krok 3: Základní stanice

Vývojová deska WiFi ESP8266 je perfektní volbou, pokud chcete svůj projekt připojit k internetu. Transceiver RFM98 je připojen k ESP8266 a přijímá aktualizace polohy ze sledovače.

ESP8266 RFM98

3,3 V ---------- 3,3 V

GND ---------- GND

D2 ---------- DIO0

D8 ---------- NSS (výběr CS čipu)

D5 ---------- SCK (hodiny SPI)

D7 ---------- MOSI (SPI data in)

D6 ---------- MISO (SPI Data out)

Napájení základny bylo provedeno pomocí nástěnného adaptéru 5 V DC. Nechal jsem si povalovat nějaké staré nástěnné adaptéry, tak jsem utrhl konektor a připojil jej k pinům VIN a GND na ESP8266. Anténa byla také vyrobena z měděného drátu o délce ~ 17,3 cm (čtvrtvlnná anténa).

Krok 4: Aplikace

Jako aplikaci jsem použil Blynk (odtud). Toto je jedna z nejjednodušších možností, protože je velmi dobře zdokumentována a widgety lze jednoduše přetáhnout.

1. Vytvořte účet Blynk a vytvořte nový projekt s ESP8266 jako zařízením.

2. Widgety přetáhněte z nabídky widgetů.

3. Nyní musíte pro každý z těchto widgetů nastavit virtuální piny.

4. Použijte stejné kolíky jako výše ve zdrojovém kódu základny.

V arduino kódu nezapomeňte použít autorizační klíč projektu.

Krok 5: Kód

Tento projekt používá Arduino IDE.

Kód je docela jednoduchý. Vysílač odeslal signál každých 10 sekund a poté čekal na potvrzení. Pokud je přijato „aktivní“potvrzení, zapne GPS a čeká na aktualizaci polohy z GPS. Během této doby bude stále kontrolovat spojení se základnovou stanicí a pokud dojde ke ztrátě spojení mezi aktualizacemi GPS, několikrát se to pokusí znovu a pokud stále není připojeno, GPS je vypnuto a tracker bude záložní do běžné rutiny (tj. odesílání signálu každých 10 sekund). Jinak se data GPS odešlou do základny. Místo toho, pokud je přijato potvrzení „zastavení“(mezi tím i na začátku), vysílač zastaví GPS a poté přejde zpět k normální rutině.

Základna poslouchá jakýkoli signál a pokud je signál přijat, zkontroluje, zda je v aplikaci zapnuté tlačítko „najít“. Pokud je "zapnuto", pak se načtou hodnoty umístění. Pokud je "vypnuto", pak základna pošle vysílači potvrzení "zastavení". Můžete se rozhodnout poslouchat signál pouze tehdy, když je zapnuté tlačítko „najít“, ale přidal jsem to jako bezpečnostní funkci, abych věděl, jestli se mezi tím spojení ztratilo, a upozornil uživatele (něco jako geofence).

Krok 6: Přílohy

Stopař:

Cestou je 3D tisk, ale já jsem ho raději nalepil na límec. Je to nepořádek a vážně nevím, zda by si kočky chtěly vzít na krk takový nepořádek.

Základna:

Plastová nádoba byla pro základnovou stanici více než dostačující. Pokud ho chcete namontovat venku, možná budete muset zvážit vodotěsné nádoby.

AKTUALIZACE:

Přemýšlel jsem o vytvoření skříně pro tracker, ale protože jsem neměl 3D tiskárnu, malé kontejnery se změnily na skříně:) Sestava elektroniky byla držena v jednom kontejneru a baterie v jiném.

Bloky jsem použil jako skříň pro elektroniku. Naštěstí tam byla čepice, která tomu pěkně seděla. Pro baterii byl použit kontejner Tic-Tac. Aby byla zajištěna baterie, byla nádoba zkrácena tak, aby baterie perfektně seděla. K připevnění nádob na límec byly použity kancelářské sponky.

Krok 7: Testování a závěr

Na kom bychom to testovali ?? Ne, není to tak, že teď nemám kočky. No, mám dva;)

Ale jsou příliš malé na to, aby nosily límec, a rozhodl jsem se to vyzkoušet sám. Prošel jsem se tedy se stopovačem po svém domě. Základní stanice byla udržována ve výšce 1 m a mezi sledovačem a základní stanicí byla většinu času hustá vegetace a budovy. Cítil jsem se tak smutný, že mi najednou došel prostor (i když na některých místech je signál slabý). Ale v takovém terénu je dosah ~ 100 m bez velké ztráty dat velmi citelný.

Testování dosahu, které jsem provedl, je zde.

Zdá se, že GPS funguje v normální vegetaci poněkud normálně, ale občas se zdá, že se místo unáší. Takže se také těším na přidání modulu WiFi (protože v okolních domech je tolik routerů), abych rychleji získal hrubé umístění (měřením síly signálu z mnoha routerů a triangulací).

Vím, že skutečný dosah by měl být mnohem větší, ale vzhledem k současnému scénáři zablokování se nemohu moc odstěhovat z domu. V budoucnu bych to určitě vyzkoušel do extrémů a aktualizoval výsledky:)

Do té doby šťastné vrnění ……