Tinyduino LoRa Based Pet Tracker: 7 Βήματα

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

Ποιος δεν θέλει να έχει κατοικίδια;; Αυτοί οι γούνινοι φίλοι μπορούν να σας γεμίσουν αγάπη και ευτυχία. Αλλά ο πόνος που τους λείπει είναι καταστροφικός. Η οικογένειά μας είχε μια γάτα ονόματι Thor (η παραπάνω εικόνα) και ήταν ένας περιπλανώμενος περιηγητής. Πολλές φορές επέστρεφε μετά από εβδομαδιαία ταξίδια συχνά με τραυματισμούς και έτσι προσπαθήσαμε να μην τον αφήσουμε έξω. Αλλά τι όχι, βγήκε ξανά αλλά δεν επέστρεψε: (Δεν μπορούσαμε να βρούμε ένα μικρό ίχνος ακόμη και μετά από ψάξιμο για εβδομάδες. Η οικογένειά μου ήταν απρόθυμη να έχει πια γάτες καθώς ο χαμός του ήταν πολύ τραυματικός. Έτσι αποφάσισα να ρίξω μια ματιά πάνω από τους ιχνηλάτες κατοικίδιων ζώων. Αλλά οι περισσότεροι από τους εμπορικούς ιχνηλάτες απαιτούσαν συνδρομές ή είναι βαρύι για μια γάτα. Υπάρχουν μερικοί καλοί ιχνηλάτες βασισμένοι στο ραδιόφωνο, αλλά ήθελα να γνωρίζω μια ακριβή τοποθεσία καθώς δεν θα είμαι στο σπίτι για το μεγαλύτερο μέρος της ημέρας. Έτσι αποφάσισα να φτιάξω ένα tracker με το Tinyduino και μια μονάδα LoRa που στέλνει τοποθεσία στον σταθμό βάσης στο σπίτι μου, η οποία ενημερώνει τη θέση σε μια εφαρμογή.

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. παρακαλώ με συγχωρείτε για εικόνες χαμηλής ποιότητας.

Βήμα 1: Απαιτούμενα εξαρτήματα

1. Πίνακας επεξεργαστή TinyDuino
2. Tinyshield GPS
3. ESP8266 Πίνακας ανάπτυξης WiFi
4. Hope RF RFM98 (W) (433 MHz) x 2
5. Tinyshield Proto Board
6. USB Tinyshield
7. Μπαταρία πολυμερούς λιθίου - 3,7 V (χρησιμοποίησα 500mAh για να μειώσω το βάρος)
8. Συγκολλητικό σίδερο
9. Καλώδια άλματος (θηλυκό σε θηλυκό)

Βήμα 2: Ο πομπός

Πρέπει να συνδέσουμε τον πομποδέκτη LoRa στο tinyduino. Για αυτό, πρέπει να συγκολλήσουμε καλώδια από τη μονάδα RFM98 στο πρωτόκολλο του μικροσκοπικού πεδίου. Θα χρησιμοποιούσα τη βιβλιοθήκη RadioHead για επικοινωνία και η σύνδεση γίνεται σύμφωνα με την τεκμηρίωση.

Protoboard RFM98

GND -------------- GND

D2 -------------- DIO0

D10 -------------- NSS (CS chip select in)

D13 -------------- SCK (ρολόι SPI σε)

D11 -------------- MOSI (SPI Data in)

D12 -------------- MISO (Έκδοση δεδομένων SPI)

Ο ακροδέκτης 3.3V του RFM98 είναι συνδεδεμένος με την μπαταρία +ve.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων, η μέγιστη τάση που μπορεί να εφαρμοστεί στο RFM98 είναι 3,9V. Ελέγξτε την τάση της μπαταρίας πριν τη σύνδεση

Χρησιμοποίησα μια ελικοειδή κεραία για το RFM98 καθώς θα μείωνε το μέγεθος του ιχνηλάτη.

Ξεκινήστε με τον επεξεργαστή tinyduino στο κάτω μέρος της στοίβας που ακολουθείται από μικροσκοπικό GPS και στη συνέχεια το protoboard στο επάνω μέρος. Οι κεφαλές συγκόλλησης κάτω από το protoboard μπορεί να γίνουν λίγο ενοχλητικές. στην περίπτωσή μου άγγιξε την ασπίδα gps κάτω από αυτό, οπότε μόνωσα το κάτω μέρος του πρωτοπόρου με ηλεκτρική ταινία. Αυτό ήταν, ολοκληρώσαμε την κατασκευή του πομπού !!!

Η μονάδα πομπού μπορεί στη συνέχεια να συνδεθεί με την μπαταρία και να συνδεθεί με το κολάρο του κατοικίδιου ζώου.

Βήμα 3: Ο σταθμός βάσης

Ο πίνακας ανάπτυξης ESP8266 WiFi είναι μια τέλεια επιλογή εάν θέλετε να συνδέσετε το έργο σας στο διαδίκτυο. Ο πομποδέκτης RFM98 είναι συνδεδεμένος στο ESP8266 και λαμβάνει τις ενημερώσεις τοποθεσίας από τον ιχνηλάτη.

ESP8266 RFM98

3.3V ---------- 3.3V

GND ---------- GND

D2 ---------- DIO0

D8 ---------- NSS (CS chip select in)

D5 ---------- SCK (SPI ρολόι σε)

D7 ---------- MOSI (SPI Data in)

D6 ---------- MISO (Έκδοση δεδομένων SPI)

Η τροφοδοσία ρεύματος στον σταθμό βάσης έγινε χρησιμοποιώντας έναν προσαρμογέα τοίχου 5V DC. Είχα μερικούς παλιούς προσαρμογείς τοίχου γύρω, έτσι έβγαλα το βύσμα και το σύνδεσα με τις καρφίτσες VIN και GND του ESP8266. Επίσης η κεραία κατασκευάστηκε από χάλκινο σύρμα μήκους ~ 17,3 cm (κεραία τέταρτου κύματος).

Βήμα 4: Η εφαρμογή

Χρησιμοποίησα το Blynk (από εδώ) ως εφαρμογή. Αυτή είναι μια από τις πιο εύκολες επιλογές, καθώς είναι πολύ καλά τεκμηριωμένη και τα widget μπορούν απλώς να μετακινηθούν.

1. Δημιουργήστε έναν λογαριασμό Blynk και δημιουργήστε ένα νέο έργο με τη συσκευή ESP8266.

2. Σύρετε και αποθέστε widget από το μενού widget.

3. Τώρα, πρέπει να ρυθμίσετε εικονικές καρφίτσες για καθένα από αυτά τα γραφικά στοιχεία.

4. Χρησιμοποιήστε τις ίδιες ακίδες με τις παραπάνω στον πηγαίο κώδικα του σταθμού βάσης.

Θυμηθείτε να χρησιμοποιήσετε το κλειδί εξουσιοδότησης έργου στον κώδικα arduino.

Βήμα 5: Ο Κώδικας

Αυτό το έργο χρησιμοποιεί Arduino IDE.

Ο κώδικας είναι αρκετά απλός. Ο πομπός θα έστελνε ένα σήμα κάθε 10 δευτερόλεπτα και στη συνέχεια περίμενε μια επιβεβαίωση. Εάν ληφθεί μια "ενεργή" επιβεβαίωση, τότε θα ενεργοποιούσε το GPS και θα περίμενε μια ενημέρωση τοποθεσίας από το GPS. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, θα εξακολουθεί να ελέγχεται η σύνδεση με το σταθμό βάσης και εάν η σύνδεση χαθεί μεταξύ των ενημερώσεων GPS, θα προσπαθήσει ξανά για μερικές φορές και εάν εξακολουθεί να μην είναι συνδεδεμένο, το GPS απενεργοποιείται και ο ιχνηλάτης θα επιστρέψει στην κανονική ρουτίνα (δηλαδή αποστολή σήματος κάθε 10 δευτερόλεπτα). Διαφορετικά, τα δεδομένα GPS αποστέλλονται στο σταθμό βάσης. Αντ 'αυτού, εάν λάβετε μια επιβεβαίωση "διακοπής" (ενδιάμεσα καθώς και στην αρχή), ο πομπός σταματά το GPS και στη συνέχεια επιστρέφει στην κανονική ρουτίνα.

Ο σταθμός βάσης ακούει οποιοδήποτε σήμα και εάν ληφθεί ένα σήμα, ελέγχει εάν είναι ενεργοποιημένο το κουμπί "εύρεση" μέσα στην εφαρμογή. Εάν είναι "ενεργοποιημένη", τότε οι τιμές τοποθεσίας ανακτώνται. Εάν είναι "απενεργοποιημένο", τότε ο σταθμός βάσης στέλνει επιβεβαίωση "διακοπής" στον πομπό. Μπορείτε να επιλέξετε να ακούτε σήμα μόνο εάν είναι ενεργοποιημένο το κουμπί "εύρεση", αλλά το πρόσθεσα ως χαρακτηριστικό ασφαλείας για να ξέρω εάν η σύνδεση χάθηκε ενδιάμεσα και ειδοποιήστε τον χρήστη (κάτι σαν geofence).

Βήμα 6: Περίβλημα

Ιχνηλάτης:

Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι ο καλύτερος τρόπος, αλλά προτίμησα να την κολλήσω με ταινία στο γιακά. Είναι ένα χάος και δεν ξέρω σοβαρά αν οι γάτες θα ήθελαν να κάνουν ένα τέτοιο χάος στο λαιμό τους.

Σταθμός βάσης:

Ένα πλαστικό δοχείο ήταν υπεραρκετό για το σταθμό βάσης. Εάν θέλετε να το τοποθετήσετε έξω, ίσως χρειαστεί να σκεφτείτε αδιάβροχα δοχεία.

ΕΚΣΥΓΧΡΟΝΙΖΩ:

Σκέφτηκα να φτιάξω ένα περίβλημα για ιχνηλάτη, αλλά καθώς δεν είχα τρισδιάστατο εκτυπωτή, τα μικρά δοχεία μετατράπηκαν σε περιβλήματα:) Το συγκρότημα ηλεκτρονικών φυλάχθηκε σε ένα δοχείο και η μπαταρία σε ένα άλλο.

Χρησιμοποίησα μπλοκ ως περίβλημα για ηλεκτρονικά είδη. Ευτυχώς, υπήρχε ένα καπάκι που το έβαλε όμορφα. Για την μπαταρία χρησιμοποιήθηκε ένα δοχείο Tic-Tac. Για να ασφαλιστεί η μπαταρία, το δοχείο συντομεύτηκε έτσι ώστε η μπαταρία να εφαρμόζει τέλεια. Χρησιμοποιήθηκαν συνδετήρες χαρτιού για τη στερέωση των δοχείων στο γιακά.

Βήμα 7: Δοκιμή και συμπέρασμα

Σε ποιον θα το δοκιμάσουμε;; Όχι, δεν είναι ότι δεν έχω γάτες τώρα. Λοιπόν, έχω δύο;)

Αλλά είναι πολύ μικρά για να φορέσουν το γιακά και αποφάσισα να το δοκιμάσω μόνος μου. Έτσι, έκανα μια βόλτα στο σπίτι μου με τον ιχνηλάτη. Ο σταθμός βάσης διατηρήθηκε σε ύψος 1 μέτρου και τις περισσότερες φορές υπήρχε έντονη βλάστηση και κτίρια μεταξύ του ιχνηλάτη και του σταθμού βάσης. Ένιωσα τόσο λυπημένος που ξαφνικά έμεινα χωρίς χώρο (αν και σε ορισμένα σημεία το σήμα είναι αδύναμο). Αλλά σε ένα τέτοιο έδαφος η απόκτηση εύρους 100 εκατομμυρίων λιρών χωρίς μεγάλη απώλεια δεδομένων είναι πολύ αξιοσημείωτη.

Οι δοκιμές εύρους που έχω κάνει είναι εδώ.

Το GPS φαίνεται να λειτουργεί κανονικά υπό βαριά βλάστηση, αλλά περιστασιακά η τοποθεσία φαίνεται να παρασύρεται. Ανυπομονώ επίσης να προσθέσω μια μονάδα WiFi (δεδομένου ότι υπάρχουν τόσοι πολλοί δρομολογητές σε κοντινά σπίτια) για να αποκτήσω πιο γρήγορα μια χονδροειδή θέση (μετρώντας τις δυνάμεις του σήματος από πολλούς δρομολογητές και τριγωνοποιώντας).

Γνωρίζω ότι το πραγματικό εύρος θα πρέπει να είναι πολύ περισσότερο, αλλά λόγω του τρέχοντος σεναρίου κλειδώματος, δεν μπορώ να μετακινηθώ πολύ έξω από το σπίτι. Στο μέλλον, σίγουρα θα το δοκιμάσω στα άκρα και θα ενημερώσω τα αποτελέσματα:)

Μέχρι τότε, καλό γουργούρισμα…..