Умный рюкзак с GPS-отслеживанием и автоматическим освещением: 15 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:04

В этом руководстве мы сделаем умный рюкзак, который может отслеживать нашу позицию, скорость и имеет автоматические фонари, которые могут защитить нас в ночное время.

Я использую 2 датчика, чтобы определить, находится ли он у вас на плечах, чтобы убедиться, что он не сработает, когда в этом нет необходимости, датчик натяжения (который я сделал сам), чтобы увидеть, натянуты ли ремни, и ультразвуковой датчик, который обнаруживает если что-то близко к его задней стороне. По крайней мере, я также использую LDR, чтобы увидеть, темно или светло.

Внутри также есть светодиоды, которые загораются, когда вы открываете рюкзак, чтобы осветить внутреннюю часть. Он запускается герконом, который переключается с помощью магнитного поля, создаваемого магнитами.

Модуль GPS используется для отслеживания вашего местоположения.

ЖК-модуль используется для отображения IP-адреса.

Я создал сайт, который вы можете загрузить на свой raspberry pi, который позволяет вам видеть пройденные вами маршруты, сохранять их для дальнейшего использования и управлять некоторыми настройками.

Это руководство НЕ предназначено для людей, у которых НЕТ ОПЫТА в работе с Raspberry pi

Запасы

• Raspberry Pi 3 модель B +
• Малиновый PI T-cobbler
• Провод (я использовал 10 метров, можно и меньше)
• Резисторы: 6 x 220 Ом, 1 x 10 кОм, 1 x 1 кОм
• Триммер 10кОм
• Рюкзак
• Внешний аккумулятор
• LDR
• 4 красных светодиода и 2 белых 5 мм
• Ультразвуковой датчик HC-SR04
• Levelshifter
• 10-битный АЦП MCP3008
• GPS-модуль с антенной GY-NEO6Mv2
• ЖК дисплей
• Растяжимая пружина (не деформируется)
• Нить
• 1 шестигранная гайка (или что-нибудь из токопроводящего металла с отверстием)
• Пластиковая труба (около 4-3 см в диаметре)
• Металлическая пластина (закрывающая концы труб)
• Рид свтич
• Маленькие магниты
• Тонкая плита МДФ / другое дерево / пластик (около 5 мм)
• Пластина из жесткого пенопласта (толщиной не менее 2 см)
• Застежка-липучка (для крепления компонентов к корпусу и крышке. Вместо этого вы можете использовать клей, если хотите сделать это навсегда)
• 5 Нажмите на шпильки с 5-миллиметровым отверстием посередине для светодиода, если оно меньше, вы можете просверлить его позже.

Для тестирования в сети:

• Breadbord
• Соединительные провода

Необходимые инструменты:

• Паяльник
• Пистолет для горячего клея
• Пила
• Ножницы
• Нож
• Иголка и нитка
• Сверло (при необходимости см. Шаг 10)

Полный перечень материалов для сборки с ценами вы можете найти в прикрепленном файле

Шаг 1: Постройте схему на макетной плате

Подключите все как на схеме выше

Также прилагается PDF-файл, чтобы вы могли увеличить схему.

Шаг 2: Создайте детектор тяги

Сначала возьмите пружину за шнур и приклейте / привяжите их друг к другу.

Затем возьмите гайку и приклейте ее чуть выше пружины. (Вместо гайки я использовал небольшой кусок металлической трубы).

После этого припаяйте провод к обратной стороне гайки (той стороне, где находится пружина).

Затем приклейте металлическую пластину, пружину и проволоку к одной стороне трубы. (убедитесь, что у провода достаточно длины внутри, чтобы пружина могла протянуться к другой стороне трубы).

Затем приклейте металлическую пластину к трубе с другой стороны, как показано на рисунке, убедитесь, что шнур выходит из трубы, чтобы вы могли ее вытащить.

Наконец, припаяйте к пластине провод, по которому гайка ударяется при натяжении.

В конце вы можете проверить мультиметром, замыкается ли цепь на двух проводах, когда вы натягиваете веревку.

Шаг 3: Подключите детектор натяжения

Подключите один конец детектора тяги к контакту GPIO 18 с резистором 1 кОм между ними.

Другой конец подключите к GND.

Шаг 4. Включите последовательный порт и SPI в Raspi-config

1. Откройте свой терминал Raspberry pi и введите: sudo raspi-config
2. Перейдите с помощью клавиш со стрелками к параметрам интерфейса, нажмите Enter.
3. Выберите последовательный
4. Вы получите: «Хотите, чтобы оболочка входа была доступна через последовательный порт?» Хит Нет
5. «Хотите, чтобы оборудование последовательного порта было включено?» Нажмите ДА.
6. «Хотите перезагрузиться сейчас?» Нажмите «НЕТ».
7. Снова перейдите к параметрам интерфейса
8. Выберите SPI
9. «Вы хотите, чтобы интерфейс SPI был включен?» Нажмите ДА.
10. Перезагрузить

Шаг 5: База данных

Сначала мы установим необходимое программное обеспечение базы данных.

Откройте свой терминал rpi и введите:

sudo apt-get update

sudo apt-get install mysql-server --fix-missing –y> sudo reboot

Подождите, пока ваш rpi перезагрузится, затем войдите в систему и введите эти строки

sudo mysql_secure_installation

Введите текущий пароль для root (введите для none): root Изменить пароль root? [Y / n] Y Новый пароль: root123 Удалить анонимных пользователей? [Y / n] y Запретить удаленный вход в систему root? [Y / n] y Удалить тестовую базу данных и получить к ней доступ? [Д / Н] Д Обновить таблицы привилегий сейчас? [Д / Н] г

Мы также создадим пользователя с именем «mct» с паролем «mct».

sudo mysql -u корень

MariaDB [(none)]> ПРЕДОСТАВЛЯТЬ ВСЕ ПРИВИЛЕГИИ НА *. * 'Mct' @ '%', ОПРЕДЕЛЕННОМ 'mct' С ОПЦИЕЙ GRANT; MariaDB [(нет)]> СМЫВАТЬ ПРИВИЛЕГИИ; MariaDB [(нет)]> ВЫХОД;

Теперь мы импортируем структуру базы данных

Вам нужно будет загрузить прикрепленный файл и загрузить его в папку пользователя / home // на вашем rpi, используя FTP / SFTP.

Затем введите следующие строки:

mysql -u корень -p

mysql> СОЗДАТЬ БАЗУ ДАННЫХ Smartpack; Теперь выйдите из оболочки sql, нажав CTRL + D> mysql -u mct -p Smartpack </home//data-dump.sql> sudo reboot

После перезагрузки rpi база данных должна быть запущена.

Шаг 6: Тестирование

Сначала нам нужно установить веб-сервер apache

Введите следующий код в терминал:

sudo apt-get install apache2 -y

перезагрузка sudo

Теперь скопируйте все файлы из каталога FRONT через репозиторий github в каталог / var / www / html / на вашем rpi.

Затем скопируйте все файлы из каталога BACK через репозиторий Github в папку локального пользователя на вашем rpi / home // smartpack.

Если вы использовали контакты, отличные от схемы, вам нужно будет отредактировать их в /home//smartpack/main.py, они перечислены выше в документе.

Теперь откройте терминал и запустите скрипт

python3.5 /home/username/smartpack/main.py

Вы можете перейти по IP-адресу, который будет отображаться на ЖК-экране, чтобы получить доступ к только что установленному веб-сайту.

Прежде чем переходить к следующему шагу, убедитесь, что все работает правильно!

Шаг 7: Постройте корпус для электроники

Мы сделаем чехол для нашего rpi, powerbank и некоторых электронных компонентов.

Я призываю вас делать свои собственные версии футляра, поскольку я не очень хорошо умею делать такие вещи

1. Разрежьте пластиковую / деревянную тарелку на 2 части размером 29 см x 15,5 см (убедитесь, что самая длинная сторона помещается в рюкзак).
2. Вырежьте 2 куска жесткого пенопласта размером 29 см x 3 см и еще 2 куска размером 9,5 см x 3 см.
3. Приклейте кусочки к краям тарелки.
4. После того, как это будет сделано, вырежьте отверстия, как на фотографии: вам нужно самостоятельно измерить, насколько широкими должны быть отверстия. Отверстие внизу предназначено для ультразвукового датчика, а большое наверху - для кабелей.

Шаг 8: припаяйте все проводами вместо соединительных кабелей

Припаиваем все обычными проводами, кроме белых и красных светодиодов, LDR и геркона.

Вы можете использовать макетную плату для некоторых вещей, таких как микросхемы, но я лично не рекомендую это делать.

Модули GPS и LCD должны войти в отверстия, которые мы вырезали для них на предыдущем шаге.

Обязательно используйте изоляцию везде, так как короткое замыкание может сломать ваш Rpi.

Шаг 9: Прожигающие отверстия для светодиодов и ультразвукового датчика

Гореть? Да! ГОРЕТЬ

Мы воспользуемся паяльником, чтобы прожечь наши дыры. Это связано с тем, что большинство рюкзаков водонепроницаемы, а это означает, что материал, из которого они сделаны, - пластик или резина. Так что, если мы сожжем его вместо того, чтобы разрезать, края нашего отверстия будут плавно плавиться, и благодаря этому оно будет менее рваным.

Прожгите 4 маленькие дырочки для автоматических красных светодиодов. Убедитесь, что они находятся на видном месте. (На фото выше уже есть кнопки в отверстиях)

Также прожигите отверстие для ультразвукового датчика в нижней части рюкзака, на той стороне, где выходит спина, и небольшое отверстие рядом с ним для шнурка, выходящего из рюкзака.

Наконец, прожигите отверстие для кабелей, которые будут идти к основной части вашего рюкзака, сделайте это чуть выше отверстия, которое мы сделали для кабелей в корпусе, если вы положите его в сумку.

Шаг 10: Проденьте пресс-штифты в отверстия и приклейте светодиоды

Убедитесь, что отверстия в шпильках составляют 5 мм! в противном случае вы можете попробовать просверлить их 5-миллиметровым сверлом.

Протолкните кнопки через 4 прожженных отверстия и защелкните их.

Вставьте 4 светодиода в кнопки и приклейте их, следя за тем, чтобы металлические части не касались кнопок.

Шаг 11: геркон

Герконовые переключатели очень хрупкие, поэтому я поместил свой в пластиковую трубку, а эту пластиковую трубку снова в металлическую трубку, а затем заклеил все клеем.

Как вы это сделаете, зависит от вас, но я рекомендую сделать что-нибудь для этого, чтобы оно не сломалось.

Если это сделано, приклейте все к верхней части основной части рюкзака. Рядом с ним, с другой стороны молнии, приклейте достаточно сильный магнит, чтобы он переключался, когда вы его открываете. Я поместил свой между внутренним и внешним слоем ткани, чтобы его не было видно.

Шаг 12: приклейте белые светодиоды внутрь сумки

Приклейте их, чтобы они светились изнутри.

Вы можете выбрать, куда их поставить, но, на мой взгляд, лучшее место - это верхний текст для язычкового переключателя.

Шаг 13: приклейте корпус и положите внутрь сумки

Перед тем, как приклеить его, убедитесь, что он все еще работает правильно.

Затем приклейте крышку к остальной части корпуса, обратите внимание на кабели, которые будут проходить между пластиной и стороной корпуса, очень сложно приклеить ее, если кабели не будут между ней.

Затем положите его в рюкзак и убедитесь, что ультразвуковой датчик направлен к отверстию, которое мы сделали ранее.

Вам, вероятно, придется закрепить корпус вокруг ультразвукового датчика на рюкзаке, чтобы он не закрыл его.

Шаг 14: отредактируйте Rc.local для запуска сценария при запуске

Откройте терминал и введите:

sudo nano /etc/rc.local

добавьте следующую строку в конце, чуть выше выхода 0

python3.5 /home//Smartpack/main.py &

нажмите CTRL + X и 2 раза Enter

Теперь скрипт запустится при загрузке.

Шаг 15: завершающие штрихи

Вы можете пришить все тросы вместе, а также к рюкзаку иголкой с ниткой.

Вы также можете сделать крышку для красных светодиодов из куска кожи / текстиля.