Βραχιόλι συνδεδεμένου προσανατολισμού: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Αυτό το ακαδημαϊκό έργο, το βραχιόλι συνδεδεμένου προσανατολισμού, πραγματοποιήθηκε από τέσσερις μαθητές από τη σχολή μηχανικών Polytech Paris-UPMC: Sébastien Potet, Pauline Pham, Kevin Antunes και Boris Bras.

Ποιο είναι το έργο μας;

Κατά τη διάρκεια ενός εξαμήνου, έπρεπε να δημιουργήσουμε ένα συνδεδεμένο βραχιόλι το οποίο θα χρησιμοποιηθεί από έναν δρομέα. Η διαδρομή του στον αγώνα θα προσανατολιστεί από πολλά σημεία όπου θα επισημάνει και αυτό θα επιτρέψει την καταγραφή της πορείας του. Αυτά τα δεδομένα θα αποθηκευτούν σε ένα σύννεφο σε πραγματικό χρόνο.

Αυτό το προϊόν μπορεί να δώσει τη θερμοκρασία, την υγρασία και τον προσανατολισμό. Επιπλέον, έχουμε τρία κουμπιά, συμπεριλαμβανομένου ενός που στέλνει μια θέση GPS σε περίπτωση που ο δρομέας έχει πρόβλημα (κουμπί SOS), γι 'αυτό το χρειαζόμαστε σε πραγματικό χρόνο. Το δεύτερο επιτρέπει την προσθήκη ετικετών και το τελευταίο να απενεργοποιήσει το βραχιόλι επειδή θέλουμε ένα προϊόν χαμηλής ισχύος.

Είχαμε bugdet 120 €. Για να πραγματοποιήσετε ένα συνδεδεμένο βραχιόλι προσανατολισμού, ακολουθήστε το σεμινάριό μας!

Βήμα 1: Απαιτείται υλικό

Λίστα συστατικών:

- STM32L432KC-Nucleo Ultra Low Power

- Ενότητα SigFox TD1208

- Αναγνώστης RFID 125 kHz

- Αισθητήρας θερμοκρασίας/υγρασίας HTU21D

- Μονάδα επιταχυνσιόμετρου 3 αξόνων ADXL345

- Πυξίδα μονάδα 3 αξόνων HMC5883L

- Οθόνη OLED ADA938

- Ενότητα GPS Grove 31275

- Μπαταρία 1.5 V LR6

- Ρυθμιστής έντασης Pololu 3.3V U1V11F3

- Μερικά κουμπιά ελέγχου

Βήμα 2: Μέρος προγραμματισμού

Πρώτα απ 'όλα, προγραμματίσαμε κάθε στοιχείο με την τοποθεσία προγραμματιστή mbed. Για αυτό, χρησιμοποιήσαμε έναν μικροελεγκτή STM32L476RG-Nucleo που είναι χαμηλής κατανάλωσης.

Η οθόνη, ο αισθητήρας θερμοκρασίας/υγρασίας και η πυξίδα λειτουργούν σε επικοινωνία I²C. Ο αναγνώστης RFID και το επιταχυνσιόμετρο λειτουργούν στη σειριακή επικοινωνία. Για κάθε στοιχείο, έπρεπε να προσθέσετε τη δική τους βιβλιοθήκη.

Για τον αισθητήρα θερμοκρασίας/υγρασίας, την πυξίδα και το επιταχυνσιόμετρο, πρέπει να καλέσετε μια καθορισμένη λειτουργία στη βιβλιοθήκη τους για να λάβετε τα δεδομένα.

Ο αναγνώστης RFID λειτουργεί σε σειριακή επικοινωνία, πρέπει να χρησιμοποιήσετε τη συνάρτηση "getc ()" επειδή η ετικέτα επιστρέφει δεδομένα σε κάρ.

Όλοι οι κωδικοί είναι διαθέσιμοι ως αρχείο, εκτός από τον κωδικό της οθόνης OLED.

Βήμα 3: Ηλεκτρονική συναρμολόγηση

Μετά τον προγραμματισμό κάθε εξαρτήματος, πήραμε μια πλάκα labdec και τα συνδέσαμε στο STM32L432KC-Nucleo. Ακολουθήστε το διάγραμμα καλωδίωσης στο συνημμένο για να συναρμολογήσετε όλα τα εξαρτήματα, ή κάθε PIN αναγράφεται λεπτομερώς στη διάταξη κωδικού.

Προσθέσαμε τρία κουμπιά με τρεις αντιστάσεις 10 Kilo ohms: ένα στέλνει τη θέση GPS σε περίπτωση κινδύνου, ένα για ενεργοποίηση/απενεργοποίηση και το τελευταίο για να επιτρέψει στον δρομέα να επισημάνει το σημείο. Προσθέσαμε έναν βομβητή όταν πατάτε το κουμπί SOS.

Το αρχείο "braceletOrientation" στο συνημμένο είναι το έργο μας στο Fritzing. Αυτό είναι ένα συνοπτικό αρχείο των εξαρτημάτων μας και της καλωδίωσής μας στο labdec καθώς και στο PCB. Επιπλέον, προσθέσαμε τον κωδικό συναρμολόγησης όλων των εξαρτημάτων.

Βήμα 4: Απόκτηση δεδομένων

Actoboard

Το Actoboard είναι ένα εργαλείο που βασίζεται σε πίνακα εργαλείων. Εμφανίζει όλα τα δεδομένα που αποστέλλονται από τη μονάδα Sigfox. Στη συνέχεια, θα στείλει μέσω URL αυτά τα δεδομένα σε nodered για να εισαχθούν στη βάση δεδομένων.

Στείλτε τα δεδομένα:

Για να στείλετε τα δεδομένα μέσω του κωδικού σας, πρέπει πρώτα να δηλώσετε το PIN (Tx, Rx) της μονάδας Sigfox (μπορείτε να το δείτε στον κωδικό μας). Μετά από αυτό, χάρη σε αυτήν την εντολή: "sigfox.printf (" AT $ SF =%02X%02X%02X%02X%02X%02X / r / n ", lat_deg, long_deg, lat_10s, long_10s, lat_100s, long_100s);", αυτό το παράδειγμα στείλτε τα δεδομένα του GPS στο Actoboard.

Λάβετε τα δεδομένα:

Αφού ρυθμίσετε τις πηγές δεδομένων σας σε σχέση με τη μονάδα Sigfox, πρέπει να ορίσετε τη μορφή δεδομένων για τη λήψη των δεδομένων από τον κώδικά σας. Για το ίδιο παράδειγμα από πριν (GPS) πρέπει να ορίσετε τη μορφή δεδομένων έτσι: "lat_deg:: uint: 8 long_deg:: uint: 8 lat_10s:: uint: 8 long_10s:: uint: 8 lat_100s:: uint: 8 long_100s:: uint: 8 ".

Να είστε προσεκτικοί με τον τύπο και τον αριθμό των bit, πρέπει να έχετε το ίδιο ακριβώς μήκος. Σας συνιστώ λοιπόν να μεταφέρετε τα δεδομένα σας στον κώδικά σας έτσι: "lat_deg = (int8_t) lat_deg;".

Να είστε επίσης προσεκτικοί με τον αριθμό των ψηφίων, σε αυτό το παράδειγμα μεταδίδουμε δεδομένα μόνο με 2 ψηφία το πολύ. Αλλά αν θέλετε να μεταφέρετε μεγαλύτερα δεδομένα όπως "%04X", ίσως γνωρίζετε ότι το Actoboard πρόκειται να αντιστρέψει το ψηφίο. Για παράδειγμα, εάν μεταδίδετε 0x3040, το Actoboard θα κατανοήσει το 0x4030. Επομένως, πρέπει να αντιστρέψετε το ψηφίο πριν στείλετε μια μορφή δεδομένων που υπερβαίνει τα 2 ψηφία.

Επεξεργασία πίνακα ελέγχου:

Για να επεξεργαστείτε τα δεδομένα σας σε έναν Πίνακα ελέγχου στο Actoboard, πρέπει απλώς να προσθέσετε ένα γραφικό στοιχείο. Υπάρχει μια λίστα widget, πρέπει να επιλέξετε αυτό που ταιριάζει καλύτερα στο σύστημά σας. Και αφού πρέπει απλά να επιλέξετε ποια δεδομένα θα συμπληρώσουν ποιο widget.

Μετάδοση στο nodered:

Για να μεταφέρετε όλα τα δεδομένα που λαμβάνετε στο Actoboard σε nodered μέσω URL, απλώς πρέπει να συμπληρώσετε το πλαίσιο "url προώθησης" στις ρυθμίσεις σας με τη διεύθυνση URL του έργου που έχετε επιλέξει. Για παράδειγμα, έχουμε συμπληρώσει το πλαίσιο με "https://noderedprojet.mybluemix.net/projet".

Βήμα 5: Βάση δεδομένων

Bluemix

• Nodered:
• Λάβετε τη φόρμα δεδομένων Actoboard

Για να λάβετε τη φόρμα δεδομένων Actoboard, πρέπει να προσθέσετε μια είσοδο "websocket" που πρέπει να ρυθμίσετε τη μέθοδο με "POST" και να καθορίσετε τη διεύθυνση URL σας (παράδειγμα στη φωτογραφία).

Μορφοποίηση δεδομένων

Πρέπει να εξαγάγετε τα δεδομένα που θέλετε να προσθέσετε στη βάση δεδομένων σας (θόλωση) και να τα μορφοποιήσετε. Για αυτό, πρέπει να προσθέσετε ένα μπλοκ "λειτουργίας". Δείτε τη συνημμένη φωτογραφία για να καταλάβετε πώς να το κάνετε αυτό.

Μπορείτε να προσθέσετε πράγματα γεωμετρίας σε έναν χάρτη, για παράδειγμα, έχουμε μια συνάρτηση που προσθέτει ένα σημείο με τη συντεταγμένη GPS σε έναν χάρτη και τα συνδέει. Χρησιμοποιούμε αυτήν τη συνάρτηση για να δημιουργήσουμε την κούρσα και μετά, αλλάζουμε μια άλλη συνάρτηση που πρόκειται να δημιουργήσει πολύγωνο γύρω από το σημείο, αν ελέγξετε μια ετικέτα RFID.

Αποστολή στο σύννεφο

Μετά τη μορφοποίηση των δεδομένων σας, πρέπει να τα στείλετε στη θολή βάση δεδομένων σας. Για αυτό, πρέπει να προσθέσετε ένα μπλοκ αποθήκευσης "θολό" και να καθορίσετε τις ρυθμίσεις όπως το όνομα της βάσης δεδομένων σας, η λειτουργία "εισαγωγή" δείτε το παράδειγμά μας στο συνημμένο.

Μην ξεχάσετε να "αναπτύξετε" το nodered σας για να λειτουργήσει το σύστημά σας.

Cloudant:

Στη θολή βάση δεδομένων σας, μπορείτε τώρα να δείτε όλα τα δεδομένα που έχετε να στείλετε με το sigfox και τη μορφοποίηση με κόκκινο κόμβο. Μπορείτε να επιλέξετε ποιες πληροφορίες θέλετε να δείτε, όπως "ημερομηνία, συσκευή, TAG RFID, GPS".

Και μπορείτε να απεικονίσετε τα γεωμετρικά πράγματα που έχετε δημιουργήσει στο nodered λειτουργία στο μενού "gps Geospatial Indexes"

Βήμα 6: Επίδειξη

Συνοψίζοντας, είχαμε τέσσερις διεπαφές ανθρώπου-μηχανής που ελέγχονταν από τέσσερα κουμπιά.

Η βασική διεπαφή υποδεικνύει τη θερμοκρασία, την υγρασία, τον αριθμό ετικέτας, ένα χρονόμετρο και τη μαγνητική κατεύθυνση.

Σε μία από τις ενέργειες του κουμπιού, θα βρείτε μια πραγματική πυξίδα διεπαφής. Ένας κύκλος θα σχεδιαστεί στην οθόνη με την κατεύθυνση να είναι καλά τοποθετημένη.

Σε μια άλλη ενέργεια του κουμπιού, θα στείλετε ένα μήνυμα SOS το οποίο στέλνει τη θέση σας στη βάση δεδομένων. Επιπλέον, θα ακούσετε ένα μήνυμα SOS σε κώδικα morse.

Επιπλέον, στην τελευταία ενέργεια του κουμπιού θα ενεργοποιήσετε την ετικέτα RFID. Στη συνέχεια, έχετε πέντε δευτερόλεπτα για να επισημάνετε το σημείο διέλευσης. Τότε θα ακούσετε ένα μπιπ. Αυτή η ενέργεια αυξάνει έναν μετρητή στην οθόνη και στέλνει την ετικέτα με το χρόνο στη βάση δεδομένων μας. Τέλος, όλες οι ετικέτες θα σχεδιάσουν τη διαδρομή στο χάρτη.

Η αυτονομία του ρολογιού μας είναι περίπου 4h30 (περίπου 660mA/h). Εξαρτάται από τον αριθμό ετικέτας που έχει επιλεγεί.

Για να ολοκληρώσουμε μετά τον αγώνα, θα βρείτε όλες τις ενέργειες δρομέων στη βάση δεδομένων bluemix.