Raspberry Pi mootorratta armatuurlaud: 9 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Multimeedia ja kommunikatsioonitehnoloogia tudengina Howest Kortrijkis pidin tegema oma IoT projekti. See ühendaks kõik esimesel aastal järgitud moodulid üheks suureks projektiks. Kuna vabal ajal sõidan palju mootorrattaga, otsustasin MCT -s omandatud oskusi kasutada, et ehitada midagi oma mootorrattale: nutikas armatuurlaud.

MotoDash on Raspberry Pi jõul töötav armatuurlaud, mis on mõeldud fanaatilistele mootorratturitele, mis annab ratturile võimaluse oma sooritust jälgida.

Millised on selle armatuurlaua omadused?

• Praeguse kaldenurga vaatamine
• Praeguse kiirenduse vaatamine
• Võimalus jälgida õli temperatuuri
• Lülituge pimedas sõites automaatselt tumedale teemale
• Logige oma sõitude andmed sisse ja vaadake oma statistikat

Tarvikud

Peamine arvutusüksus:

Raspberry Pi See on süsteemi peamine kontroller

Elektroonika:

• USB laadija mootorrattale 12V-5V Peamine toiteallikas RPi jaoks
• 4 -pin sulatatud relee 12V Lülitage RPi toiteahela sisse/välja lülitamiseks
• Leiblaud koos hüppajajuhtmetega (valikuline) Testimiseks ja prototüüpide koostamiseks

Takistite komplekt

0,2 mm traadi erinevad värvid

• Breakout Pi pluss See on prototüüpimisplaat, kus saate kõiki komponente jootma. See on valmistatud nii, et see sobiks otse Raspberry Pi peale, nii et projekti mõõtmed jäävad minimaalseks.

Andurid ja moodulid:

• Veekindel DS18B20 1-juhtmeline temperatuuriandur Õli temperatuuriandur
• 3 teljega güroskoopkiirendusmõõtur MPU6050Kallutus-/kiirendusandur
• Valgusõltuv takisti (LDR)

MCP3008-8-kanaliline 10-bitine ADC SPI-liidesega

TFT SPI -ekraan (või mõni muu teie vajadustele vastav LCD -ekraan)

RGB LED

Korpus:

• Plastkarp
• Vaarika pi ümbris

Tööriistad:

• Jootekolb ja jootekolb
• 2,5 mm kruvid ja vahetükid
• Veekindlad kaabli pistikud
• Superliim
• …

Samm: prototüüpide koostamine

Enne kui kõik püsivaks muudame, paneme projekti kokku leivalaual. Selle sammu võib vahele jätta, kui olete täiesti kindel, et te ei tee vigu. Elektri-/leivalaua skeemi leiate allolevast PDF -failist. Pange ahel kokku täpselt nii, nagu kirjeldatud. Veenduge, et kasutate RPi -l ainult 3,3 V ja mitte 5 V kontakti. Samuti kontrollige enne vaarika Pi sisselülitamist oma vooluringi. Veenduge, et lühikesi pükse poleks!

2. samm: Raspberry Pi ettevalmistamine

Kõigepealt seadistame Raspberry Pi. Raspberry Pi on miniarvuti, mis on võimeline käitama oma operatsioonisüsteemi. Selle projekti puhul vastutab ta sensordata andmete töötlemise, veebisaidi hostimise, taustaprogrammi ja andmebaasi käitamise eest…

1. Installige kohandatud Raspbiani pilt

Esitatud pilt sisaldab juba selle projekti käivitamiseks vajalikke tarkvarapakette:

• Apache veebisaidi kasutajaliidese jaoks
• MariaDB andmebaasi jaoks
• PhpMyAdmin andmebaasiga manipuleerimiseks
• Kohandatud õigused probleemide vältimiseks

Kohandatud pildi saab alla laadida siit.

Piltide installimise õpetuse leiate siit:

Kui pilt on installitud, ühendage Raspberry Pi arvutiga Etherneti kaabli abil. Nüüd saate SSH -kliendiga ühenduse luua IP -aadressil 169.254.10.1

Hea tava on määrata uus parool kohe, kasutades käsku passwd

2. Traadita pääsupunkti seadistamine

Kui projekt on lõppenud, tahame, et saaksime RPi -ga WiFi kaudu ühenduse luua, nii et muudame selle traadita AP -ks. Õpetuse selle kohta leiab siit.

Peate seda õpetust järgima ainult kuni sammuni 7. 8. samm ei ole nõutav, kuna me ei pea Interneti -ühendust ühendama, vaid loome eraldiseisva võrgu.

3. Liideste lubamine

Minge raspi-configi

sudo raspi-config

Minge liidese valikutesse ja lubage 1-juhtmeline, SPI ja I2C ning taaskäivitage Pi

3. Ekraani draiverite seadistamine

Ekraani vormindamine

Muutke faili /etc /modules

sudo nano /etc /modules

Lisage järgmised 2 rida

spi-bcm2835fbtft_seade

Nüüd muutke faili /etc/modprobe.d/fbtft.conf

sudo nano /etc/modprobe.d/fbtft.conf

Lisage järgmine rida

valikud fbtft_device name = tm022hdh26 gpios = reset: 25, dc: 24, led: 18 rotate = 90 speed = 80000000 fps = 60

Taaskäivitage Pi. Kui näete ekraani taustavalgust, süttib kõik hästi. See initsialiseerib ekraani iga kord, kui Pi käivitub, kuid nüüd kuvatakse ainult must ekraan. Pi sisu kuvamiseks kuvamiseks peame kopeerima põhiekraani sisu väikesele LCD -ekraanile. Kasutame selleks teenust nimega „fbcp”.

Fbcp teenuse installimine

sudo apt-get install cmake

git kloon

cd rpi-fbcp

mkdir ehitada

CD ehitamine/

cmake..

tegema

sudo install fbcp/usr/local/bin/fbcp

Nüüd oleme teenuse installinud. Kuna aga kasutame Pi -d ilma peata, pole ekraani sisu kopeerimiseks saadaval. Pi sundimiseks ekraani sisu väljastamiseks muutke faili /boot/config.txt

sudo nano /boot/config.txt

Leidke ja tühistage kommentaar või lisage sellele failile järgmised read:

hdmi_force_hotplug = 1

hdmi_cvt = 640 480 60 0 0 0 0

display_rotate = 0

hdmi_group = 2

hdmi_režiim = 87

Taaskäivitage RPi ja proovige teenust fbcp, sisestades konsooli fbcp. Nüüd peaksite LCD -ekraanil nägema ekraani sisu.

Käivitamisel käivitatakse fbcp

Muutke /etc/rc.local ja lisage ip -aadressi ja väljumisrea vahele järgmine rida

fbcp &

Nüüd peaks ekraan lülituma sisse iga kord, kui RPi käivitub

3. samm: andmebaas

Sensordate logimiseks ja salvestamiseks olen koostanud oma andmebaasi, mis sisaldab 4 tabelit. EER diagramm on näidatud ülaltoodud pildil.

1. Seadmed

See tabel sisaldab kõiki andureid. See kirjeldab anduri nime, kirjeldust ja mõõtühikut. Sellel tabelil on tabeli toimingutega üks-mitmele suhe, kuna minu puhul saab kiirendusandur täita erinevaid ülesandeid.

2. Toimingud

See tabel salvestab erinevate andurite toiminguid. Üks toiming on alati seotud konkreetse anduriga. Näiteks: toiming „TEMP” on seotud temperatuuri mõõtva seadmega. See oleks 1-juhtmeline temperatuuriandur.

3. Ajalugu

See tabel sisaldab kõiki andurite logisid. Igal logil on toimingu ID, väärtus, ajatempel ja sõidu tunnus

4. Sõidud

See tabel salvestab erinevaid sõite. Iga kord, kui kasutaja alustab uut sõitu, tehakse sellesse tabelisse uus kirje

Selle andmebaasi hankimiseks oma Raspberry Pi -le minge minu GitHubi ja kloonige/laadige hoidla alla. Andmebaasi alt leiate 2.sql -faili. Käivitage need töölaual PhpMyAdmin või MySQL. Nüüd peaks andmebaas olema teie RPi peal.

Samm: taustaprogramm

Kui te pole seda veel teinud, minge minu GitHubi lehele ja kloonige/laadige hoidla alla. Kausta Backend alt leiate projekti täieliku taustaprogrammi.

Kaust sisaldab klasse andurite lugemiseks /abistajate all, faile andmebaasiga suhtlemiseks /hoidlate all ja põhirakendus asub juure nime all app.py.

Pythoni pakettide installimine

Enne kui proovime midagi käivitada, peame esmalt installima mõned pakettid pythoni jaoks. Minge oma RPi terminali ja tippige järgmised käsud:

pip3 installige mysql-connector-python

pip3 paigaldage kolb-pistikupesa

pip3 paigaldage kolvid

pip3 install gevent

pip3 installige gevent-websocket

TÄHTIS MÄRKUS: kui olete oma Mariadb/Mysql parooli muutnud, muutke parooli asukohas config.py!

Testi taustaprogrammi

Käivitage app.py, kasutades tõlki python3 (/usr/bin/python3). Veenduge, et vigu pole.

Taustprogrammi käivitamine alglaadimisel

Muutke motoDash_backend.service ja muutke YOURFILEPATH tee, kuhu hoidla salvestatakse.

Nüüd kopeerige see fail kausta/etc/systemd/system/

sudo cp motoDash_backend.service /etc/systemd/system/motoDash_backend.service.

Nüüd käivitub taustprogramm automaatselt iga kord, kui RPi käivitub.

Samm: kasutajaliides

Minge GitHubi reposse. Kopeerige kasutajaliidese kataloogi sisu kataloogi/var/www/html.

See on kõik, mida peaksite tegema, et frontend töötaks. See kaust sisaldab kõiki veebiliidese veebisaite, stiili ja skripte. See suhtleb ka taustaprogrammiga. Et kontrollida, kas kõik töötab nii nagu peaks, veenduge, et olete oma RPi -ga ühendatud, ja sisestage brauserisse RPi IP -aadress. Peaksite nägema veebiliidese kodulehte.

Märkus. Veebisait on tundlik, nii et saate seda kasutada nii mobiiltelefonis kui ka lauaarvutis

6. samm: armatuurlaua kuvamine ekraanil

Esiplaanil on oma peidetud veebileht, mida kasutatakse ainult väikese ekraani jaoks. Teeme Pi alglaadimise sellele veebisaidile automaatselt täisekraanirežiimis.

Veenduge, et RPi on alglaadimisvalikute all raspi-config seadistatud töölaua automaatse sisselogimise režiimile

sudo raspi-config

Nüüd minge peidetud konfiguratsioonikausta ja looge sinna uus fail

cd.config

sudo mkdir -p lxsession/LXDE -pi

sudo nano lxsession/LXDE-pi/autostart

Lisage sellesse faili järgmised read ja salvestage

@xscreensaver -no -pritsmed

@xset on välja lülitatud

@xset -dpms

@xset s tühi

@chromium-browser --noerrors --disable-session-crashed-bubble --disable-infobars --kiosk --incognito

Nüüd peaks Pi sellele veebisaidile iga kord käivitama

Samm: elektroonika jootmine

Võtke purunemislaud ja asetage sellele komponendid struktureeritud viisil. Ma ei aruta selle komponentide jootmise paigutust, kuna tegin sellega üsna halba tööd. Ma kasutasin tahvlil eraldi tihvtide päiseid, nii et mul oli vaja ainult andurid ja moodulid ühendada õige tihvtiga. Veenduge, et teate, milline tihvt on milleks!

Mõned näpunäited jootmise ajal:

• Suuremate vahemaade ületamisel kasutage isoleeritud juhtmeid. Viimane asi, mida soovite, on lühised teie vooluringis
• Pärast komponendi või traadi jootmist kontrollige selle järjepidevust multimeetriga. Samuti kontrollige regulaarselt lühiseid.
• Ärge kasutage liiga palju või liiga vähe jootet!
• Kui te ei tea, kuidas jootma hakata, harjutage seda kõigepealt mõnel muul prototüüpimisplaadil. Jootmise õpetuse leiate siit.

Nüüd jootke anduritele piisavalt pikad juhtmed ja pange nende ümber kokku kahanev mähis, et veenduda, et kõik poleks lühised ja puhtad.

Kui olete lõpetanud, kontrollige uuesti lühiste või halbade ühenduste olemasolu ning kontrollige kõiki elektriskeemi ühendusi, kas see on õige ühendus. Kui olete kindel, et kõik on õigesti tehtud, jätkake ja pange purunemisplaat RPi külge, keerake see kinni mõne 2,5 mm kruviga ja vaheseintega. Ühendage andurid õigete tihvtidega ja katsetage neid kõiki veebisaidi abil.

8. samm: toiteallikas

Raspberry Pi toiteks kasutame 12V-5V USB-adapterit. See adapter ühendatakse mootorratta akuga. Veendumaks, et RPi käivitub süütelüliti sisselülitamisel, kasutame releed. Relee sulgeb RPi toiteahela, kui tuvastab tagatulede pinge (tagatuled lülituvad alati sisse süüte sisselülitamisel).

Selle kohta üksikasjalikuma õpetuse saamiseks vaadake seda lehte: https://www.hondagrom.net/threads/2017-gromsf-msx125sf-wire-up-auxiliary-power-for-pcv-wb2-and-other-fuel -kontrollerid.16921/

9. samm: eluase

Kuva korpus

Ekraani jaoks haarake endale umbes ekraani suurusest kõva plastkarp. Lõigake sellesse ruudukujuline auk, mis on sama suur kui ekraan, ja sobivad augud ekraani sisse keeramiseks. Esiküljel peate puurima veel 2 auku RGB LED -i ja LDR -i jaoks.

Paigaldasin selle karbi poldi abil nutitelefonihoidiku peale.

Temperatuuriandur

Temperatuurianduri korpuse jaoks printisin 3D -ga õlinäidiku, mis sobib minu mootorrattaga.

Vaarika Pi

Paigaldage vaarika Pi ise mootorratta sisemusse kindlale kohale, mina panin selle ühe poritiiva alla mõne takjapaela abil. Ja kaitses seda elementide eest, kasutades korpust ja mõnda plastikut.

Kiirendusmõõtur

Paigaldage kiirendusmõõtur kindlale kohale, eelistatavalt mootorratta raamile.

Märge:

Teil ei pea olema täpselt sama eluase, mis mul oli, võite selle viimistleda nii, nagu soovite. Lihtsalt veenduge, et elektroonilised komponendid oleksid vihma ja tolmu eest kaitstud.