Izveidojiet vēja bāzes apkārtējo displeju: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šis ir klases projekts, ko izstrādājuši un izveidojuši Trinh Le un Matt Arlauckas HCIN 720: valkājamu un lietu interneta ierīču prototipēšana Ročesteras Tehnoloģiju institūtā.

Šī projekta mērķis ir abstrakti vizualizēt vēja virzienu un ātrumu vietās, kas saistītas ar RFID marķieriem. Šīs divas dimensijas būtu noderīgas ikvienam, kurš vada laivas, lido ar droniem, pūķiem, raķešu modeļiem utt.

Displejs sastāv no augšup vērsta ventilatora, kas liek auduma lentēm viļņoties un “dejot” virs galda virsmas. Lentes dzīvīgums parādītu vēja ātruma lielumu. Vēja virzienu attēlo indikators, kas savienots ar pakāpju motoru pamatnē un spēj pagriezties par 360 °.

1. darbība: materiāli un instrumenti

Mājokļi

• 1/8”akrila (PMMA) loksnes, piemērotas griešanai ar lāzeru
• 1/8”akrila stieņi (šuvju aizpildīšanai)
• Pavasarīgas lietas

Elektroniskās daļas

• Daļiņu fotons (https://store.particle.io/collections/photon)
• 2,1 mm līdzstrāvas ligzda (https://www.adafruit.com/product/373)
• 12VDC 600mA barošanas avots ar 2,1 mm spraudni (https://www.adafruit.com/product/798)
• DC-DC strāvas pārveidotājs (https://www.digikey.com/product-detail/en/murata-power-solutions-inc/OKI-78SR-12-1.0-W36-C/811-3293-ND/6817698) VAI 7805 sprieguma regulatora ķēde (https://www.instructables.com/howto/7805/)
• MFRC522 RFID lasītāju panelis (https://www.amazon.com/dp/B00VFE2DO6/ref=cm_sw_su_dp)
• L293D divu H-tilta motora draiveris (https://www.adafruit.com/product/807)
• 12V pakāpju motors (https://www.adafruit.com/product/918)
• 120 mm 12VDC ventilators (https://www.amazon.com/Kingwin-CF-012LB-Efficient-Excellent-Ventilation/dp/B002YFP8BK)
• S9013 NPN tranzistors (vai līdzīgs)
• 2 - 220 omu rezistors
• 1N4001 Diode
• 5 mm zila gaismas diode
• Mifare Classic 1K RFID uzlīmju birkas (https://www.amazon.com/YARONGTECH-MIFARE-Classic-Material-adhesive/)

Elektroinstalācija

• Adafruit Perma-Proto puspansija (https://www.adafruit.com/product/1609)
• 22 AWG stieple, cieta un vītņota
• 20 AWG, divu vadītāju vads (jaudai)
• Vīriešu savienotāja sloksne (ventilatora un motora savienojumiem)
• 2 - 12 kontaktu sieviešu sakraujamas galvenes sloksnes (fotonam)
• 1 - 1x3 0,1 collu sieviešu galvenes sloksne (ventilatora tranzistoram)
• 1 - 1x8 0,1”piķa galvenes savienotājs un gofrētās kontaktligzdas kontakti (RFID lasītājs)
• 1 - 1x2 0,1”piķa galvenes savienotājs un gofrēšanas kontaktligzdas kontakti (ventilators)
• 4 - 1x1 0,1”piķa galvenes savienotājs un gofrētās kontaktligzdas kontakti (pakāpju motors)
• 1-16 kontaktu DIP ligzda (H tiltam)
• Mazas neilona kaklasaites (pēc izvēles)
• Termiski saraušanās caurules (pēc izvēles)

Aparatūra

• 2 - M3x6mm skrūves (pakāpju motora montāžai)
• 4 - M3x35mm skrūves (ventilatora montāžai)
• 8 - M3 plakanās paplāksnes
• 4 - M3 uzgriežņi

Rīki

• Lāzera griezējs
• 3D printeris
• Lodēšanas instrumenti
• Akrila līme (https://www.amazon.com/Acrylic-Plastic-Cement-Applicator-Bottle/)
• Plakanas gofrētā kartona loksnes (montāžas džigam)

2. darbība. Pārstāvamie dati

Vēja displejā tiks parādīts vēja virziens un ātrums no vietas, kas saistīta ar RFID marķētu marķieri. Šie dati tiks iegūti no WeatherUnderground API. Lai izmantotu šo API, izveidojiet kontu vietnē https://www.wunderground.com/weather/api un atlasiet plāna opciju, kas vislabāk atbilst jūsu vajadzībām.

3. darbība: displeja uzbūve

Griešana ar lāzeru

Ievērojot izmantotā lāzera griezēja lietošanas instrukciju, sagatavojiet displeja Adobe Illustrator failus (zemāk) griešanai. Jums, iespējams, vajadzēs pārkārtot failos esošos objektus, lai tie atbilstu jūsu izmantotā lāzera griezēja izmēram.

Plāksnes sagriež ar lāzeru no 1/8 akrila (PMMA) plastmasas loksnēm.

Montāžas dž

Lai saglabātu parasto piecstūra ārējo leņķi 116,6 °, mēs izveidojām ātru džigu (assembly_jig.ai), lai palīdzētu salikt plāksnes.

1. Atveriet failu assembly_jig.ai un izgrieziet vairākus gabalus no gofrētā kartona.
2. Līmējiet tos kaudzē, pārliecinoties, ka kaudze paliek kvadrātveida.

Leņķa uzpildes stieņi

Tā kā leņķi nav ortogonāli viens pret otru, mēs izmantojam 1/8 collu akrila stieņus, lai aizpildītu spraugu un nodrošinātu lielāku virsmas laukumu līmēšanai. Iepriekš sagriezti stieņa garumi, kas jānovieto starp katru plāksni, atstājot nedaudz vietas katrā galā, kur stūri sakrīt.

Bāzes salikšana

Sāciet ar pamatgabalu ar lielo ventilatora atveri un pielīmējiet akrila stieņa gabalu uz katrām piecām malām.

Novietojiet šo ventilatora gabalu uz montāžas džiga viena slīpuma un novietojiet pamatnes sānu gabalu pretējā slīpā pusē.

Uzmanīgi uzklājiet līmi uz savienojuma vietas un pagaidiet, līdz tā sacietē.

Turpiniet strādāt ap pamatnes gabala citām pusēm, pārliecinoties, ka visur, kur saskaras divas plāksnes, piestipriniet pildvielas stieņa gabalu.

Deck salikšana Līmējiet abus pakāpienu motora stiprinājuma diskus viens pret otru, pārliecinoties, ka izkārtoti caurumi. Kad tas ir iestatīts, uzmanīgi ar krānu uzvelciet divus mazos caurumus M3 skrūvēm. Tagad pielīmējiet to klāja plāksnes centram, atkal pārliecinoties, ka izlīdzinās centra caurums.

Piestipriniet pakāpju motoru, izmantojot divas M3x6mm skrūves.

Augšdaļas salikšana

Augšējais ir samontēts tāpat kā apakšējais, bet tikai ar četrām plāksnēm. Jūs atstāsit atstarpi, kur varētu būt piektā plāksne. Neaizmirstiet izmantot akrila stieni, pielīmējot augšējās plāksnes.

4. solis: elektronika

Šo projektu var ātri salikt, izmantojot maizes dēli un džemperu vadus. Vienkārši izpildiet iepriekš minēto diagrammu.

Lai iegūtu vairāk apņēmīgu uzbūvētu, labi, tad ir pienācis laiks iznīcināt šīs neprātīgās lodēšanas prasmes.

Jums taču ir trakas lodēšanas prasmes, vai ne? Ja nē, šeit ir dažas saites, kas palīdzēs to labot …

• Instrukcijas: kā lodēt
• Adafruit ceļvedis lieliskai lodēšanai

Izmantojot Adafruit Perma-proto puspansiju, izkārtojiet komponentus, kā parādīts iepriekšējā Fritzing diagrammā. Kontaktligzdu izmantošana integrālajām shēmām un tranzistoriem ļauj ātri un viegli nomainīt, ja gadās atbrīvoties no burvju dūmiem (https://en.wikipedia.org/wiki/Magic_smoke).

Lodējiet galvenes tapas/kontaktligzdas pie tāfeles, lai palīdzētu savienot attālos komponentus (pakāpju motoru un ventilatoru) un padarītu tos viegli maināmus (sk. “Burvju dūmi” iepriekš). Lodēšanas jauda un zemējuma vads vispirms ir jānovieto vietā, cenšoties saglabāt tos pēc iespējas īsākus un tiešākus. Lodējiet līdzstrāvas kontaktligzdu līdz vienam 20AWG divvadītāju stieples garumam, bet otru-pie augšējām strāvas sliedēm (tāfele orientēta ar fotonu galviņām pa kreisi).

Lodēt vadus, lai izveidotu ķēdes savienojumus. Dažos gadījumos ir vieglāk vadīt vadus tāfeles apakšā. RFID lasītājam saliekamās fotonu galvenes ļauj pietiekami daudz vietas savienojumiem zem fotona. Pārtrauciet RFID vadus ar 1x8 galvenes savienotāju, lai pievienotu RFID lasītāja galvenei.

5. darbība: instalējiet elektroniku

Kad pamatne ir pielīmēta, uzstādiet ventilatoru pamatnē, izmantojot četras M3x35 skrūves, paplāksnes un uzgriežņus.

Piestipriniet galveno plāksni aizmugurējās plāksnes iekšpusē (plāksne ar taisnstūra izgriezumu līdzstrāvas cilindra ligzdai), izmantojot montāžas lenti ar putu pamatni.

Ievietojiet līdzstrāvas mucas domkratu taisnstūrveida atverē un cementu ievietojiet vietā, izmantojot akrila līmi.

Pievienojiet RFID lasītāja paneli savienotājam un piestipriniet, kur vien ērti, izmantojot montāžas lenti ar putu pamatni. Tas ir labi, ja tāfeles aizmugure ir vērsta uz displeja ārpusi, antena joprojām uztvers RFID signālu. Nostipriniet zilo LED tuvumā.

Pievienojiet ventilatoru un pakāpju motoru pamatplatē.

6. darbība: programmēšana

Vai esat jauns daļiņu fotona lietotājs?

Šis projekts izmantos daļiņu tīmekļa āķus, lai iegūtu vēja datus. Lūk, process, īsumā.

1. Ierīce gaida, kad tiks skenēts marķieris.
2. Skenējot marķieri, tiek saglabāts unikālais marķiera ID.
3. Pēc tam ierīce publicē šo marķiera ID vietnē Particle.io.
4. Saņemot šos datus, Particle.io nosūta datus uz mūsu API lapu, izmantojot webhook integrāciju.
5. API lapa saņem marķiera ID un no atrašanās vietas masīva uzmeklē ar to saistīto pilsētu un štatu.
6. Pēc tam API lapa izsauc AP uz WeatherUnderground (WU), izmantojot atrašanās vietas informāciju.
7. WU API atgriež JSON objektu ar visiem pašreizējiem laika apstākļiem šai atrašanās vietai API lapā.
8. API lapa parsē šo informāciju, iegūst un konvertē vēja virzienu un vēja ātrumu un atgriež tos ierīcē kā JSON objektu.
9. Ierīce parsē JSON objektu, saglabājot vēja virzienu un ātrumu, kas jāizmanto, lai kontrolētu soļu motoru un ventilatoru.

Programmaparatūra

Izveidojiet jaunu Photon projektu ar nosaukumu “wind_display” un pārrakstiet galveno failu ar kodu wind_display.ino (zemāk).

Pēc tam savā projektā atrodiet un instalējiet šādas bibliotēkas:

• MFRC522 - v0.1.4 RFID bibliotēka daļiņu ierīcēm
• SparkJSON - v0.0.2 JSON bibliotēka Pārnēsāts no @bblanchon
• Stepper - v1.1.3 Stepper Motor bibliotēka Arduino

Apkopojiet projektu un lejupielādējiet savā fotonā.

API lapa

Lai izmantotu API lapu, tā ir jāaugšupielādē tīmekļa serverī, kas nodrošina PHP. Ir pieejamas daudzas bezmaksas PHP tīmekļa mitināšanas iespējas.

Lejupielādējiet getWindData.txt un mainiet faila paplašinājumu uz.php. Atveriet vēlamo redaktoru un veiciet šādas izmaiņas:

Pievienojiet Photon Core ID:

// Pievienojiet core_id tiem fotoniem, kuriem vēlaties ļaut izmantot šo API $ allowCores = array ('Jūsu CoreID iet šeit');

Pievienojiet savu WeatherUnderground API atslēgu:

// WeatherUnderground API atslēga $ wu_apikey = "Jūsu WU API atslēga";

Šobrīd neuztraucieties par žetonu/atrašanās vietu iestatīšanu. Mēs par to parūpēsimies pēc tam, kad viss būs izveidots.

Saglabājiet un augšupielādējiet failu tīmekļa serverī. Ierakstiet API lapas tiešo URL.

Daļiņu tīmekļa āķis

Piesakieties daļiņu konsolē un kreisajā pusē noklikšķiniet uz ikonas Integrācija.

1. Noklikšķiniet uz "Jauna integrācija", pēc tam atlasiet "Webhook".
2. Iestatiet notikuma nosaukumu uz “wind_display”.
3. Iestatiet URL uz API lapas aktīvo URL.
4. Noklikšķiniet uz "Izveidot Webhook".

Iegūstiet RFID marķiera ID un mainiet API lapu

Kad fotons ir pievienots datoram, izmantojot USB, un atvienots no ārējā barošanas avota, atveriet termināļa logu un palaidiet daļiņu sērijas monitoru.

1. Skenējiet RFID tagu un pierakstiet 8 rakstzīmju marķiera ID, kas tiek parādīts sērijas monitorā.
2. Atkārtojiet visus papildu tagus, kurus vēlaties izmantot.

Tagad atgriezieties vietnē getWindData.php un atrodiet sadaļu Atrašanās vietas:

// Atrašanās vietu masīvs // Aizstāt "TokenID n" ar skenētu marķiera ID // Aizstāt "Cityn" ar pilsētu, kas saistīta ar marķiera ID // Aizstāt "Sn" ar divu simbolu stāvokli, kas saistīts ar pilsētu $ locations = array ("TokenID 1" => masīvs ("city" => "City1", "state" => "S1"), "TokenID 2" => masīvs ("city" => "City2", "state" => "S2"), "TokenID 3" => masīvs ("city" => "City3", "state" => "S3"));

Aizstājiet katru marķiera ID ar tagu marķiera ID un saistiet katru ar pilsētu un valsti, no kuras vēlaties iegūt informāciju par vēju.

Saglabājiet failu un augšupielādējiet savā tīmekļa serverī.

7. solis: izmantojiet to

1. Parādiet to, kur vien vēlaties.
2. Iestatiet vēja lāpstiņu uz ziemeļiem.
3. Pievienojiet strāvas padevi.
4. Novietojiet žetonu pie RFID lasītāja un gaidiet, līdz mirgo zilā gaismas diode.

8. solis: citas idejas

Šeit ir dažas idejas projekta pagarināšanai!