Airduino: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Několik slov, než vysvětlím, jak jsem vytvořil své Airduino. Celý projekt je ve skutečnosti školním projektem a protože jsme měli přísný časový limit, mnoho věcí není dokonalých, ale základní funkce fungují.

Co je tedy Airduino? Stručně: je to efektní bezdrátový monitor vzduchu. Dlouhé: Arduino měří kvalitu vzduchu, odesílá všechna data na Raspberry Pi přes Bluetooth a ukládá je do databáze. Vytvořil jsem jednoduchý web pro vizuální zobrazení dat. Ale nejdůležitější věc je, že má výkonnou kontrolovatelnou RGB LED!

Co přesně měří? Rozhodl jsem se měřit teplotu, vlhkost, tlak vzduchu, CO2 a CO. Můžete měřit cokoli chcete, pokud k tomu existuje kompatibilní senzor.

Zahrnul jsem podrobný seznam spotřebního materiálu s odkazy na některé z produktů, které jsem koupil.

Zásoby

Toto jsou všechny komponenty, které jsem použil:

Arduino

Raspberry Pi

LCD displej

HC-05, jakýkoli modul Bluetooth bude fungovat

BMP-180 (snímač tlaku vzduchu)

DHT-11 (snímač vlhkosti vzduchu)

MQ-7 (snímač CO)

MQ-135 (snímač CO2)

9W RGB LED (3x3W)

XL4015 Step down buck converters (link) (2x)

XL6009E1 Převodník zesílení (odkaz)

Deska baterie MH CD42 (odkaz)

18650 bateriový článek (4x)

4 Držák baterie 18650

Tranzistory BC337 (5x)

Rezistory (1 Kohm (5x), 10 Kohm)

Přepínač

Knoflík

Adaptér micro USB na DIP

Dráty

Perfboard

Chladič (ze starého počítače)

Krok 1: Obvod Arduino

Nejtěžší je část Arduina, protože zvládá v podstatě všechno.

V přiložených schématech můžete vidět schéma. Zpočátku to může vypadat velké a obtížné, ale je to docela snadné. Nejprve jsem postavil celý obvod bez obvodů pro LED, na housenku, abych zjistil, jestli to všechno funguje. Doslovy jsem připájel všechno z perfboardu, o to jsem se alespoň pokusil.

Většina senzorů je poměrně přímočará, kromě MQ-7. Tento senzor je pro mou zkušenost těžko začlenitelný do projektu. Sledoval jsem jednoho z mála dobrých průvodců, které jsem našel, a zdálo se, že to funguje, když jsem připojil pouze ten senzor. Pokud jsem připojil ostatní senzory, fungovalo to divně, takže jsem musel s kódem trochu manipulovat, o tom později.

Krok 2: Arduino kód

Pokud jste svůj obvod postavili na prkénku, můžete většinu z něj vyzkoušet. Připojte Arduino k počítači a nahrajte dodaný kód. Pokud odpojíte piny tx a rx, můžete odesílat příkazy přes monitor Arduino IDE. Pokud odešlete „BMPTemp“, měli byste dostat odpověď, pokud jste udělali vše správně.

Krok 3: Okruh Raspberry Pi

Na svůj Pi jsem přidal displej pro zobrazení IP adresy, na které je web hostován. nejtěžší bylo zjistit správné kolíky.

Krok 4: Raspberry Pi Code

První věc, kterou musíte udělat, je nakonfigurovat integrované Bluetooth. Všechno jsem udělal pomocí příkazového řádku, lze to provést pomocí GUI, ale nebudu to pokrývat. Předpokládám, že znáte základy operačního systému Raspberry PI a Rasbian.

Probíhá to následovně:

Krok 1: Připojte se ke svému Pi přes SSH, používám Putty.

Krok 2: Do terminálu zadejte následující příkazy:

1. 'sudo bluetoothctl'
2. 'zapnutí'
3. 'agent na'
4. 'skenovat na'

Krok 3: Nyní počkejte, až bude HC-05 objeven, budete jej muset zapnout.

Krok 4: Nyní bude nutné zařízení spárovat a důvěřovat mu, zadejte následující příkazy:

1. 'pair xx: xx: xx: xx: xx: xx', with the mac address of the HC-05 module in the place of the x'es.
2. 'connect xx: xx: xx: xx: xx: xx', ale s největší pravděpodobností to způsobí chybu.
3. 'trust xx: xx: xx: xx: xx: xx'

Krok 5: Nyní, když je modul spárován a důvěryhodný, musíme jej svázat se sériovým portem. To lze provést následujícím příkazem: 'sudo rfcomm bind 0 xx: xx: xx: xx: xx: xx', opět s x'es představujícími mac-adresu modulu HC-05. Normálně, když se podíváte do '/dev', měli byste vidět 'rfcomm0', pokud nezkusíte restartovat.

Problém je nyní v tom, že tento příkaz musíte ručně spustit při každém spuštění Pi. Chcete -li to provést automaticky, přidal jsem příkaz do '/etc/rc.local' před 'exit 0'. Nyní modul automaticky vytvoří vazbu.

Nyní, když jste nakonfigurovali Bluetooth, můžete spustit kód, který jsem zahrnoval. Dejte si pozor, že jsem na svůj Pi vložil databázi MariaDB, nebudu popisovat, jak to nastavit, zahrnu pouze model své databáze a dumbfile. Pokud chcete spustit kód bez databáze a webu, přidal jsem k tomu jednoduchý program.

Zkopírujte obsah souboru zip do svého Pi a spusťte jej pomocí následujícího příkazu: 'python3 airduino.py', za předpokladu, že jste ve stejné složce. Pokud je váš Arduino zapnutý a piny tx a rx jsou připojeny, měli byste vidět několik zpráv o vkládání dat do databáze. Pokud chcete program spustit automaticky, přidejte tento řádek do '/etc/rc.local': 'python3 //arduino.py', nahraďte skutečnou cestou.

Pro web jsem nainstaloval server Appache pro hostování webu. Zkopírujte soubory ze souboru zip do '/var/www/html/'. Pokud nyní přejdete na IP adresu vašeho PI, měli byste vidět web a data, pokud vše fungovalo správně.

Krok 5: Sestavení pouzdra a pájení

Arduino

Nyní, když vše funguje, kromě LED, je čas dát vše do pěkného pouzdra. Rozhodl jsem se udělat věž, ke které jsou připojeny všechny součásti, a obklopit to jednoduchým případem.

Nejprve jsem však všechny součásti připájel k perfboardu a připojil několik vodičů pro Ground a Vcc. Většinou jsem dal jeden nebo dva komponenty na jeden kus a umístil je kolem věže.

Držák baterie má delší dráty a není upevněn na svém místě, lze jej zasunout a vysunout a vyměnit články.

V tomto místě jsem umístil ovladače pro LED na poslední úroveň své věže. Snížil jsem výstupní napětí ovladačů na 2,2 pro červenou LED a 3,2 pro zelenou a modrou LED. Svítidlo jsem připevnil ke svému chladiči a ventilátoru pomocí stahovacích pásků. Pak jsem použil nějaké dřevo, abych ho držel na svém místě.

Většinu vodičů Ground a Vcc jsem připojil pomocí šroubových svorek.

Ujistěte se, že je vaše základní deska dostatečně velká, aby se vnější pouzdro pěkně zarovnalo. Vnější pouzdro je jen krabice ze dřeva. Navrch jsem dal průhlednou plastovou čarodějnici, kterou jsem trochu obrousil, aby bylo světlo měkčí. Také jsem přidal tlačítko napájení.

Raspberry Pi

Pro Raspberry Pi jsem vytvořil jednoduchou dřevěnou krabici s LCD nahoře a tlačítkem na boku.

Krok 6: Finále

Poté, co vše připájíte a postavíte skříň, je čas provést závěrečné testování. Zapněte vše a navštivte web, pokud vše proběhlo správně, měli byste vidět nějaká živá data.

O bateriích:

Pokud používáte více než 1 baterii paralelně, musíte zajistit, aby jejich úrovně napětí byly stejné nebo blízké.

Github:

Zde je odkaz na mé úložiště Github, kde jsou umístěny všechny aktuální soubory.