Airduino: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Несколько слов, прежде чем я объясню, как я создал свой Airduino. На самом деле весь проект - это школьный проект, и поскольку у нас были жесткие временные рамки, многие вещи не идеальны, но базовая функциональность работает.

Так что же такое Airduino? Вкратце: это модный беспроводной монитор воздуха. Длинный: Arduino измеряет качество воздуха, отправляет все данные на Raspberry Pi через Bluetooth и сохраняет их в базе данных. Я сделал простой веб-сайт для визуального отображения данных. Но самое главное, у него мощный управляемый светодиод RGB!

Что именно он измеряет? Я решил измерять температуру, влажность, давление воздуха, CO2 и CO. Вы можете измерять все, что захотите, если для этого есть совместимый датчик.

Я включил подробный список расходных материалов со ссылками на некоторые продукты, которые я купил.

Запасы

Это все компоненты, которые я использовал:

Ардуино

Raspberry Pi

ЖК дисплей

HC-05, подойдет любой модуль Bluetooth

БМП-180 (датчик давления воздуха)

DHT-11 (датчик влажности воздуха)

MQ-7 (датчик CO)

MQ-135 (датчик CO2)

Светодиодная RGB-подсветка 9 Вт (3x3 Вт)

Понижающие понижающие преобразователи XL4015 (ссылка) (2x)

Повышающий преобразователь XL6009E1 (ссылка)

Батарейная плата MH CD42 (ссылка)

18650 Батарея (4x)

4 отсека для батарей 18650

Транзисторы BC337 (5 шт.)

Резисторы (1 кОм (5 шт.), 10 кОм)

Выключатель

Кнопка

Переходник с Micro USB на DIP

Провода

Перфорированная плита

Радиатор (от старого компьютера)

Шаг 1: Схема Arduino

Самая сложная часть - это часть Arduino, потому что она обрабатывает практически все.

На прилагаемых схемах вы можете видеть схему. Сначала это может показаться большим и сложным, но это довольно просто. Сначала я построил всю схему без схемы для светодиода, на хлебе, чтобы посмотреть, все ли работает. Послесловие Я спаял все перфокарты, по крайней мере, попытался.

Большинство датчиков довольно просты, за исключением MQ-7. По моему опыту, этот датчик сложно включить в проект. Я следовал одному из немногих хороших руководств, которые смог найти, и, похоже, он работал, если бы я только подключил этот датчик. Если я подключил другие датчики, это выглядело странно, поэтому мне пришлось немного изменить код, подробнее об этом позже.

Шаг 2: Код Arduino

Если вы построили свою схему на макетной плате, вы можете протестировать большую ее часть. Подключите Arduino к компьютеру и загрузите прилагаемый код. Если вы отключите контакты tx и rx, вы сможете отправлять команды через Arduino IDE Monitor. Если вы отправите BMPTemp, вы получите ответ, если вы все сделали правильно.

Шаг 3: Схема Raspberry Pi

Я добавил дисплей к своему Pi для отображения IP-адреса, на котором размещен сайт. Самым сложным было определить правильные штифты.

Шаг 4: код Raspberry Pi

Первое, что вам нужно сделать, это настроить встроенный Bluetooth. Я все делал с помощью командной строки, это можно сделать с помощью графического интерфейса, но я не буду об этом рассказывать. Я предполагаю, что вы знакомы с основами Raspberry PI и Rasbian, операционной системы.

Это выглядит следующим образом:

Шаг 1: подключитесь к вашему Pi через SSH, я использую Putty.

Шаг 2: Введите в терминал следующие команды:

1. 'sudo bluetoothctl'
2. 'включить'
3. "агент включен"
4. "сканировать на"

Шаг 3: Теперь дождитесь обнаружения HC-05, вам нужно включить его.

Шаг 4: Теперь нужно будет подключить и доверять устройству, введите следующие команды:

1. 'пара xx: xx: xx: xx: xx: xx', с MAC-адресом модуля HC-05 вместо x.
2. 'connect xx: xx: xx: xx: xx: xx', но это, скорее всего, приведет к ошибке.
3. 'доверие xx: xx: xx: xx: xx: xx'

Шаг 5: Теперь, когда модуль сопряжен и является доверенным, нам нужно привязать его к последовательному порту. Это можно сделать с помощью следующей команды: 'sudo rfcomm bind 0 xx: xx: xx: xx: xx: xx', снова с x'es, представляющими mac-адрес модуля HC-05. Обычно, если вы заглядываете в '/ dev', вы должны видеть 'rfcomm0', если вы не пытаетесь перезагрузиться.

Проблема в том, что теперь вам нужно вручную выполнять эту команду при каждой загрузке Pi. Чтобы сделать это автоматически, я добавил команду в «/etc/rc.local» перед «exit 0». Теперь он автоматически привяжет модуль.

Теперь, когда вы настроили Bluetooth, вы можете запустить код, который я включил. Помните, что я установил базу данных MariaDB на свой Pi, я не буду рассказывать, как ее настроить, я буду включать только модель своей базы данных и файл-заглушку. Если вы хотите запустить код без базы данных и веб-сайта, я включил для этого простую программу.

Скопируйте содержимое zip-файла на свой Pi и запустите его с помощью следующей команды: 'python3 airduino.py', предполагая, что вы находитесь в той же папке. Если ваш Arduino включен и контакты tx и rx подключены, вы должны увидеть некоторые сообщения о вставке данных в базу данных. Если вы хотите, чтобы программа запускалась автоматически, добавьте эту строку в '/etc/rc.local': 'python3 //arduino.py', замените фактическим путем.

Для веб-сайта я установил сервер appache для размещения веб-сайта. Скопируйте файлы из zip-файла в '/ var / www / html /'. Теперь, если вы перейдете на IP-адрес вашего PI, вы должны увидеть веб-сайт и данные, если все работает правильно.

Шаг 5: Сборка корпуса и пайка

Ардуино

Теперь, когда все работает, кроме светодиода, самое время положить все в красивый футляр. Я решил сделать башню, к которой подключены все компоненты, и окружить ее простым корпусом.

Но сначала я припаял все компоненты к монтажной плате и подключил провода для заземления и Vcc. Я помещал в основном один или два компонента на одну деталь и размещал их вокруг башни.

Держатель батареи имеет более длинные провода и не фиксируется на месте, он может выдвигаться и выдвигаться для смены ячеек.

На этом этапе я разместил драйверы для светодиода на последнем уровне моей башни. Я уменьшил выходное напряжение драйверов до 2,2 для красного светодиода и 3,2 для зеленого и синего светодиода. Я прикрепил светодиод к радиатору и вентилятору с помощью стяжек. Затем я использовал немного дерева, чтобы удерживать его на месте.

Я подключил большинство заземляющих проводов и проводов Vcc с помощью винтовых клемм.

Убедитесь, что ваша опорная пластина достаточно велика, чтобы внешний корпус хорошо выровнялся. Внешний корпус представляет собой деревянную коробку-оруженосец. Сверху я положила прозрачную пластиковую ведьму, которую немного отшлифовала, чтобы свет был мягче. Еще добавил кнопку включения.

Raspberry Pi

Для Raspberry Pi я просто сделал простую деревянную коробку с ЖК-дисплеем сверху и кнопкой сбоку.

Шаг 6: финал

После того, как вы все спаяли и собрали корпус, самое время провести финальное тестирование. Включите все и посетите веб-сайт, если все прошло хорошо, вы должны увидеть некоторые данные в реальном времени.

О батареях:

Если вы используете более 1 батареи параллельно, вам необходимо убедиться, что их уровни напряжения одинаковы или близки к ним.

Github:

Вот ссылка на мой репозиторий Github, где находятся все актуальные файлы.