Tehke tuulepõhine ümbritsev ekraan: 8 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

See on klassiprojekt, mille on välja töötanud ja ehitanud Trinh Le ja Matt Arlauckas HCIN 720 jaoks: kantavate ja asjade Interneti -seadmete prototüüpimine Rochesteri tehnoloogiainstituudis.

Selle projekti eesmärk on abstraktselt visualiseerida tuule suunda ja kiirust RFID -märkidega seotud kohtades. Need kaks mõõdet oleksid kasulikud kõigile, kes juhivad paate, lennutavad droone, tuulelohesid, mudeliraketeid jne.

Ekraan koosneks ülespoole puhuvast ventilaatorist, mis paneks kangast paelad lainetuse kohal lainetama ja tantsima. Lindide elavus näitaks tuule kiiruse suurust. Tuule suunda esindaks indikaator, mis on ühendatud aluses asuva samm -mootoriga ja suudab pöörata 360 °.

Samm: materjalid ja tööriistad

Eluase

• 1/8”akrüül (PMMA) lehed, sobivad laserlõikamiseks
• 1/8”akrüülvardad (vuukide täitmiseks)
• Karvane värk

Elektroonilised osad

• Osakeste footon (https://store.particle.io/collections/photon)
• 2,1 mm alalisvoolu tünnipistik (https://www.adafruit.com/product/373)
• 12VDC 600mA toiteallikas 2,1 mm pistikuga (https://www.adafruit.com/product/798)
• DC-DC võimsusmuundur (https://www.digikey.com/product-detail/en/murata-power-solutions-inc/OKI-78SR-12-1.0-W36-C/811-3293-ND/6817698) VÕI 7805 pingeregulaatori ahel (https://www.instructables.com/howto/7805/)
• MFRC522 RFID lugejalaud (https://www.amazon.com/dp/B00VFE2DO6/ref=cm_sw_su_dp)
• L293D Dual H-Bridge mootorijuht (https://www.adafruit.com/product/807)
• 12V samm -mootor (https://www.adafruit.com/product/918)
• 120mm 12VDC ventilaator (https://www.amazon.com/Kingwin-CF-012LB-Efficient-Excellent-Ventilation/dp/B002YFP8BK)
• S9013 NPN transistor (või sarnane)
• 2 - 220 oomi takisti
• 1N4001 Diood
• 5 mm sinine LED
• Mifare Classic 1K RFID kleebisildid (https://www.amazon.com/YARONGTECH-MIFARE-Classic-Material-adhesive/)

Juhtmestik

• Adafruit Perma-Proto poolpansion (https://www.adafruit.com/product/1609)
• 22 AWG traat, tahke ja luhtunud
• 20 AWG, kahejuhtmeline juhe (toite jaoks)
• Meespea pistiku riba (ventilaatori ja mootori ühenduste jaoks)
• 2–12 tihvti virnastatavad naissoost päisribad (fotonitele)
• 1 - 1x3 0,1 -tollise sammuga naissoost päisriba (ventilaatori transistori jaoks)
• 1 - 1x8 0,1 -tollise sammuga pistikupesa ja presspistikupesa kontaktid (RFID -lugeja)
• 1 - 1x2 0,1 -tollise sammuga pistikupesa ja presspistikupesa kontaktid (ventilaator)
• 4 - 1x1 0,1 -tollise sammuga pistikupesa ja presspistikupesa kontaktid (samm -mootor)
• 1-16-kontaktiline DIP-pesa (H-silla jaoks)
• Väikesed nailonist lipsukesed (valikuline)
• Termokahanevad torud (valikuline)

Riistvara

• 2 - M3x6mm kruvid (samm -mootori paigaldamiseks)
• 4 - M3x35mm kruvid (ventilaatori paigaldamiseks)
• 8 - M3 lamedad seibid
• 4 - M3 pähklid

Tööriistad

• Laserlõikur
• 3D printer
• Jootetööriistad
• Akrüülliim (https://www.amazon.com/Acrylic-Plastic-Cement-Applicator-Bottle/)
• Lamedad lainepapist lehed (monteerimisseadme jaoks)

2. etapp: esitatavad andmed

Tuuleekraan kuvab tuule suuna ja kiiruse RFID-märgendiga seotud asukohast. Need andmed kogutakse WeatherUnderground API -st. Selle API kasutamiseks looge konto aadressil https://www.wunderground.com/weather/api ja valige teie vajadustele kõige sobivam plaan.

3. samm: kuva ehitamine

Laserlõikamine

Järgides kasutatava laserlõikuri kasutusjuhendit, valmistage lõikamiseks ette kuvari Adobe Illustrator failid (allpool). Võimalik, et peate failides olevad objektid ümber paigutama, et need vastaksid kasutatava laserlõikuri suurusele.

Plaadid lõigati laseriga 1/8 akrüül (PMMA) plastist lehtedest.

Montaaž Jig

Tavalise viisnurga välisnurga 116,6 ° säilitamiseks kavandasime plaatide kokkupanekuks kiire jigi (assembly_jig.ai).

1. Avage fail assembly_jig.ai ja lõigake lainepapist mitu tükki.
2. Liimige need virna, veendudes, et virn jääb ruudukujuliseks.

Nurga täitevardad

Kuna nurgad ei ole üksteise suhtes risti, kasutame tühimiku täitmiseks 1/8 tolli akrüülvardaid ja tagame liimimiseks rohkem pindala. Iga plaadi vahele asetatakse varda eelnevalt lõigatud pikkused, jättes natuke ruumi mõlemas otsas, kus nurgad kokku saavad.

Aluse kokkupanek

Alustage suure ventilaatoriavaga põhitükist ja liimige akrüülvarda tükk iga viie serva külge.

Asetage see ventilaatoriosa monteerimisseadme ühele kaldpinnale ja asetage alumine küljetükk vastasküljele.

Kandke liim ettevaatlikult vuugile ja oodake, kuni see tardub.

Jätkake tööd ümber põhitüki teiste külgede, kinnitades kindlasti täitevarda tüki kõikjal, kus kaks plaati kokku puutuvad.

Teki kokkupanek Liimige kaks samm-mootoriga kinnitusketast tagurpidi, viies avad kindlasti ritta. Kui see on seadistatud, keerake ettevaatlikult kraani abil M3 kruvide kaks väikest auku. Nüüd liimige see tekiplaadi keskele, jälgige kindlasti, et joondaksite keskmise augu.

Kinnitage samm -mootor kahe M3x6mm kruvi abil.

Topi kokkupanek

Ülemine osa on kokku pandud samamoodi nagu põhi, kuid ainult nelja plaadiga. Jätate tühimiku, kus viies plaat võib "asuda". Ärge unustage ülemiste plaatide liimimisel kasutada akrüülvarda.

4. samm: elektroonika

Seda projekti saab kiiresti kokku panna, kasutades leivaplaati ja hüppajajuhtmeid. Lihtsalt järgige ülaltoodud diagrammi.

Pühendunuma ehitusega inimeste jaoks on aeg need hullumeelsed jootmisoskused välja lüüa.

Sul on hullumeelne jootmisoskus, kas pole? Kui ei, siis siin on mõned lingid selle parandamiseks …

• Juhendid: kuidas jootma
• Adafruit'i juhend suurepärase jootmise kohta

Kasutage Adafruit Perma-proto poolpansioni abil komponente, nagu on näidatud ülaltoodud Fritzingu diagrammil. Pistikupesade kasutamine integraallülituste ja transistori jaoks võimaldab kiiret ja lihtsat asendamist, kui juhtute vabastama Magic Smoke (https://en.wikipedia.org/wiki/Magic_smoke).

Jootke tahvli külge päise tihvtid/pistikupesad, mis aitavad ühendada äärepoolseid komponente (samm -mootor ja ventilaator) ning muuta need hõlpsasti vahetatavaks (vt „Maagiline suits” ülal). Esmalt jootke toitejuhe ja maandusjuhe oma kohale, püüdes need võimalikult lühikesed ja otsesed hoida. Jootke alalisvoolu pistikupesa 20AWG kahejuhtmelise juhtme pikkuse ühte otsa ja teine ots ülemiste toiteliinide külge (plaat orienteeritud Photon-päistega vasakule).

Jootke juhtmed vooluahela ühenduste tegemiseks. Mõnel juhul on lihtsam juhtmeid juhtida plaadi põhjas. RFID -lugeja jaoks võimaldavad fotoni virnastatavad päised piisavalt ruumi fotoni alla ühendamiseks. Lõpetage RFID -juhtmed 1x8 päisepistikuga, et need RFID -lugeja päise külge kinnitada.

Samm: installige elektroonika

Kui alus on liimitud, paigaldage ventilaator alusesse, kasutades nelja M3x35 kruvi, seibi ja mutrit.

Kinnitage põhiplaat tagaplaadi siseküljele (plaat, millel on alalisvoolutoru pistikupesa ristkülikukujuline väljalõige), kasutades vahtplastist kinnituslinti.

Sisestage alalisvoolu tünni pistik ristkülikukujulisse auku ja kinnitage akrüülliimiga tsement.

Kinnitage RFID-lugejaplaat pistiku külge ja kinnitage vahuga tagatud kinnituslindi abil kuhu iganes see on mugav. See on okei, kui tahvli tagakülg on ekraani väliskülje poole, antenn võtab ikkagi RFID -signaali vastu. Kinnitage sinine LED lähedal.

Ühendage ventilaator ja samm -mootor põhiplaadile.

6. samm: programmeerimine

Kas olete osakeste footoni uus?

See projekt kasutab tuuleandmete kogumiseks osakeste veebihaake. Siin on protsess, lühidalt.

1. Seade ootab märgi skannimist.
2. Märgi skannimisel salvestatakse unikaalne sümboolne ID.
3. Seejärel avaldab seade selle sümboolse ID saidile Particle.io.
4. Pärast nende andmete saamist saadab Particle.io andmed veebihaakide integreerimise kaudu meie API lehele.
5. API leht saab märgi ID ja otsib massiivist Asukohad sellega seotud linna ja osariigi.
6. API leht seejärel helistab AP -le asukohainfo abil WeatherUndergroundi (WU).
7. WU API tagastab API -le selle asukoha kõigi praeguste ilmastikutingimuste JSON -objekti.
8. API leht analüüsib seda teavet, ekstraheerib ja teisendab tuule suuna ja tuule kiiruse ning tagastab need seadmesse JSON -objektina.
9. Seade parsib JSON -objekti, salvestades samm -mootori ja ventilaatori juhtimiseks kasutatava tuule suuna ja kiiruse.

Püsivara

Looge uus Photon projekt nimega „wind_display” ja kirjutage põhifail üle wind_display.ino koodiga (allpool).

Seejärel otsige üles ja installige oma projektis järgmised teegid:

• MFRC522 - v0.1.4 RFID -teek osakeste seadmete jaoks
• SparkJSON - v0.0.2 JSON -i teek Ported from @bblanchon
• Stepper - v1.1.3 Stepper Motor raamatukogu Arduino jaoks

Koostage projekt ja laadige see oma fotonile alla.

API leht

API lehe kasutamiseks peate selle üles laadima PHP-toega veebiserverisse. Saadaval on palju tasuta PHP veebimajutusvõimalusi.

Laadige alla getWindData.txt ja muutke faililaiendiks.php. Avage eelistatud redaktoris ja tehke järgmised muudatused.

Lisage teile Photon Core ID:

// Lisage nende fotonite core_id, mida soovite lubada selle API kasutamiseks $ allowCores = array ('Teie CoreID läheb siia');

Lisage oma WeatherUnderground API võti:

// WeatherUnderground API võti $ wu_apikey = "Sinu WU API võti";

Praegu ärge muretsege märkide/asukohtade määramise pärast. Me hoolitseme selle eest pärast seda, kui kõik on seadistatud.

Salvestage ja laadige fail veebiserverisse üles. Salvestage API lehe reaalajas URL.

Osakeste veebikonks

Logige sisse oma osakeste konsooli ja klõpsake vasakul küljel ikooni Integratsioonid.

1. Klõpsake "Uus integreerimine", seejärel valige "Webhook".
2. Määrake sündmuse nimeks „wind_display”.
3. Määrake URL -ile API lehe aktiivne URL.
4. Klõpsake "Loo veebihaak".

Hankige RFID -tokeni ID -d ja muutke API lehte

Kui Photon on USB kaudu arvutiga ühendatud ja välise toiteallikaga ühendatud, avage terminaliaken ja käivitage osakeste jadamonitor.

1. Skannige RFID-märgendit ja kirjutage üles jadamonitoris kuvatav 8-tähemärgiline sümboolne ID.
2. Korrake seda kõigi täiendavate siltide puhul, mida soovite kasutada.

Nüüd minge tagasi saidile getWindData.php ja leidke jaotis Asukohad:

// Asukohtade massiiv // Asenda "TokenID n" skannitud märgi ID-ga // Asenda "Cityn" märgi ID-ga seotud linnaga // Asenda "Sn" kahe tähemärgiga olekuga, mis on seotud linnaga $ locations = array ("TokenID 1" => array ("city" => "City1", "state" => "S1"), "TokenID 2" => array ("city" => "City2", "state" => "S2"), "TokenID 3" => array ("city" => "City3", "state" => "S3"));

Asendage iga sümboolne ID oma siltide sümboolse ID -ga ja seostage iga linn ja osariik, kust soovite teavet tuule kohta.

Salvestage fail ja laadige see üles oma veebiserverisse.

Samm: kasutage seda

1. Näidake seda kõikjal, kus soovite.
2. Seadke tuulelipp põhja poole.
3. Ühendage toide vooluvõrku.
4. Asetage märk RFID -lugeja lähedale ja oodake, kuni sinine LED vilgub.

8. samm: täiendavad ideed

Siin on mõned ideed projekti pikendamiseks!