Έξυπνο σακίδιο πλάτης με παρακολούθηση GPS και αυτόματα φώτα: 15 βήματα

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

Σε αυτό το διδακτικό θα φτιάξουμε ένα έξυπνο σακίδιο που μπορεί να παρακολουθεί τη θέση, την ταχύτητα και τα αυτοματοποιημένα φώτα που μπορούν να μας κρατήσουν ασφαλείς τη νύχτα.

Χρησιμοποιώ 2 αισθητήρες για να ανιχνεύσω εάν είναι στους ώμους σας για να βεβαιωθείτε ότι δεν σβήνει όταν δεν χρειάζεται, έναν ανιχνευτή έλξης (που έφτιαξα μόνος μου) για να δείτε αν τραβούνται οι ιμάντες και έναν υπερηχητικό αισθητήρα που ανιχνεύει αν κάτι είναι κοντά στο πίσω μέρος του. Τουλάχιστον χρησιμοποιώ επίσης ένα LDR για να δω αν είναι σκοτεινό ή ελαφρύ.

Υπάρχουν επίσης led που φωτίζονται όταν ανοίγετε το σακίδιο για να φωτίσετε το εσωτερικό. Ενεργοποιείται από τον διακόπτη καλαμιών που αλλάζει με το μαγνητικό πεδίο που παράγεται από τους μαγνήτες.

Η μονάδα GPS χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση της θέσης σας.

Η μονάδα LCD χρησιμοποιείται για την εμφάνιση της διεύθυνσης IP.

Δημιούργησα έναν ιστότοπο που μπορείτε να ανεβάσετε στο raspberry pi που σας επιτρέπει να βλέπετε τις διαδρομές που ακολουθήσατε, να τις αποθηκεύετε για μεταγενέστερη χρήση και να ελέγχετε ορισμένες ρυθμίσεις.

Αυτό το διδακτικό ΔΕΝ είναι για άτομα που ΔΕΝ έχουν εμπειρία στην εργασία με το Raspberry pi

Προμήθειες

• Raspberry Pi 3 μοντέλο B+
• Βατόμουρο PI Τ-τσαγκάρης
• Καλώδιο (χρησιμοποίησα 10 μέτρα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε λιγότερο)
• Αντιστάσεις 6 x 220 Ohm, 1 x 10k Ohm, 1 x 1k Ohm
• Περικοπτικό 10k Ohm
• ΣΑΚΙΔΙΟ ΠΛΑΤΗΣ
• ΑΠΟΘΗΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
• LDR
• 4 κόκκινα led και 2 λευκά 5mm
• Αισθητήρας υπερήχων HC-SR04
• Μετατροπέας επιπέδου
• 10bit ADC MCP3008
• Μονάδα GPS με κεραία GY-NEO6Mv2
• οθόνη LCD
• Ένα ελαστικό ελατήριο (που δεν παραμορφώνεται)
• Σειρά
• 1 Εξάγωνο παξιμάδι (ή οτιδήποτε από αγώγιμο μέταλλο με τρύπα)
• Πλαστικός σωλήνας (περίπου 4-3 cm σε διάμετρο)
• Μεταλλική πλάκα (που μπορεί να καλύψει τα άκρα του σωλήνα)
• Reed swtich
• Μικροί μαγνήτες
• Λεπτό MDF/άλλη ξύλινη/πλαστική πλάκα (περίπου 5mm)
• Σκληρή πλάκα αφρού (πάχους τουλάχιστον 2 εκατοστών)
• Velcro (για σφράγιση των εξαρτημάτων στη θήκη και στο καπάκι. Αντί αυτού, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κόλλα αν θέλετε να το κάνετε μόνιμα)
• 5 Πιέστε τα στηρίγματα με μια τρύπα 5 mm στη μέση για ένα led, αν είναι λιγότερο, μπορείτε να το τρυπήσετε αργότερα.

Για δοκιμές σε ένα ψωμί:

• Breadbord
• Πηδήξτε σύρματα

Απαιτούμενα εργαλεία:

• Συγκολλητικό σίδερο
• Πυροβόλο θερμής κόλλας
• Είδε
• Ψαλίδι
• Μαχαίρι
• Βελόνα και κλωστή
• Τρυπάνι (Αν χρειαστεί δείτε το βήμα 10)

μπορείτε να βρείτε τον πλήρη κατάλογο κατασκευής υλικών με τιμές στο συνημμένο αρχείο

Βήμα 1: Δημιουργήστε το κύκλωμα στο Breadboard

Συνδέστε τα πάντα όπως στο παραπάνω σχήμα

Υπάρχει επίσης ένα pdf συνημμένο, ώστε να μπορείτε να μεγεθύνετε το σχηματικό.

Βήμα 2: Δημιουργήστε τον ανιχνευτή έλξης

Πρώτα πάρτε το ελατήριο στο κορδόνι και κολλήστε τα/δέστε τα μεταξύ τους.

Στη συνέχεια, πάρτε το παξιμάδι και κολλήστε το ακριβώς πάνω από το ελατήριο. (Χρησιμοποίησα ένα μικρό μεταλλικό κομμάτι σωλήνα αντί για το παξιμάδι).

Μετά από αυτό κολλήστε ένα σύρμα στην κάτω πλευρά του παξιμαδιού (στην πλευρά όπου βρίσκεται το ελατήριο).

Στη συνέχεια κολλήστε τη μεταλλική πλάκα, το ελατήριο και το σύρμα στη μία πλευρά του σωλήνα. (βεβαιωθείτε ότι το σύρμα έχει αρκετό μήκος στο εσωτερικό του ώστε το ελατήριο να τεντωθεί στην άλλη πλευρά του σωλήνα).

Στη συνέχεια, κολλήστε τη μεταλλική πλάκα στον σωλήνα από την άλλη πλευρά, όπως στο σχέδιο, βεβαιωθείτε ότι η χορδή βγαίνει από τον σωλήνα, ώστε να μπορείτε να την τραβήξετε.

Τέλος κολλήστε ένα σύρμα στην πλάκα που χτυπά το παξιμάδι όταν τραβιέται.

Στο τέλος μπορείτε να το δοκιμάσετε με ένα πολύμετρο εάν το κύκλωμα είναι κλειστό στα δύο καλώδια όταν τραβάτε τη χορδή.

Βήμα 3: Συνδέστε τον ανιχνευτή έλξης

Συνδέστε το ένα άκρο του ανιχνευτή έλξης στην καρφίτσα GPIO 18 με μια αντίσταση 1K Ohm μεταξύ.

Συνδέστε το άλλο άκρο στο GND.

Βήμα 4: Ενεργοποιήστε το Serial και το SPI στο Raspi-config

1. Ανοίξτε το τερματικό Raspberry pi και πληκτρολογήστε: sudo raspi-config
2. Πλοηγηθείτε με τα βέλη στις Επιλογές διασύνδεσης, πατήστε Enter
3. Επιλέξτε Serial
4. Θα λάβετε: "Θα θέλατε ένα κέλυφος σύνδεσης να είναι προσβάσιμο μέσω σειρών;" Πατήστε Αρ
5. "Θα θέλατε να είναι ενεργοποιημένο το υλικό της σειριακής θύρας;" Πατήστε ΝΑΙ
6. "Θέλετε να κάνετε επανεκκίνηση τώρα;" Πατήστε "ΟΧΙ"
7. Μεταβείτε ξανά στις Επιλογές διασύνδεσης
8. Επιλέξτε SPI
9. "Θα θέλατε να είναι ενεργοποιημένη η διεπαφή SPI;" Πατήστε ΝΑΙ
10. Επανεκκίνηση

Βήμα 5: Βάση δεδομένων

Πρώτα θα εγκαταστήσουμε το λογισμικό βάσης δεδομένων που χρειαζόμαστε.

Ανοίξτε το τερματικό rpi και πληκτρολογήστε:

sudo apt-get ενημέρωση

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

Περιμένετε μέχρι να γίνει επανεκκίνηση του rpi και, στη συνέχεια, συνδεθείτε και πληκτρολογήστε αυτές τις γραμμές

sudo mysql_secure_installation

Εισαγάγετε τον τρέχοντα κωδικό πρόσβασης για root (εισαγάγετε για κανένα): root Αλλάξτε τον κωδικό πρόσβασης ρίζας; [Y/n] Y Νέος κωδικός πρόσβασης: root123 Κατάργηση ανώνυμων χρηστών; [Y/n] y Να μην επιτρέπεται η σύνδεση root από απόσταση; [Y/n] y Κατάργηση δοκιμαστικής βάσης δεδομένων και πρόσβαση σε αυτήν; [Y/n] y Επαναφόρτωση πινάκων προνομίων τώρα; [Y/n] y

Θα δημιουργήσουμε επίσης έναν χρήστη που ονομάζεται "mct" με κωδικό πρόσβασης "mct".

sudo mysql -u ρίζα

MariaDB [(καμία)]> ΧΟΡΗΓΗΣΗ ΟΛΩΝ ΤΩΝ ΠΡΟΝΟΜΙΩΝ*.* ΣΤΟ 'mct'@'%' IDENTIFIED BY 'mct' WITH GRANT OPTION? MariaDB [(καμία)]> ΠΡΟΣΦΟΡΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ? MariaDB [(καμία)]> ΕΞΟΔΟΣ;

Τώρα θα εισαγάγουμε τη δομή της βάσης δεδομένων

Θα πρέπει να κατεβάσετε το συνημμένο αρχείο και να το ανεβάσετε σε ένα φάκελο χρήστη/σπίτι // στο rpi σας χρησιμοποιώντας FTP/SFTP.

Στη συνέχεια, πληκτρολογήστε τις ακόλουθες γραμμές:

mysql -u ρίζα -π

mysql> ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ Smartpack βάσης δεδομένων; Τώρα βγείτε από το κέλυφος sql πατώντας CTRL + D> mysql -u mct -p Smartpack </home//data-dump.sql> sudo επανεκκίνηση

Μετά την επανεκκίνηση του rpi, η βάση δεδομένων θα πρέπει να είναι σε λειτουργία

Βήμα 6: Δοκιμή

Πρώτα πρέπει να εγκαταστήσουμε έναν διακομιστή ιστού apache

Πληκτρολογήστε τον ακόλουθο κώδικα στο τερματικό:

sudo apt -get install apache2 -y

sudo επανεκκίνηση

Τώρα αντιγράψτε όλα τα αρχεία από τον κατάλογο FRONT μέσω του αποθετηρίου github στον κατάλογο/var/www/html/στο rpi σας.

Στη συνέχεια, αντιγράψτε όλα τα αρχεία από τον κατάλογο BACK μέσω του αποθετηρίου Github σε έναν τοπικό φάκελο χρήστη στο rpi/home // smartpack

Εάν χρησιμοποιήσατε διαφορετικές καρφίτσες από αυτές που παρουσιάζονται στο σχηματικό σχήμα, θα πρέπει να τις επεξεργαστείτε στο /home//smartpack/main.py, αναφέρονται παραπάνω στο έγγραφο.

Τώρα ανοίξτε το τερματικό και εκτελέστε το σενάριο

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

Μπορείτε να περιηγηθείτε στο ip που θα εμφανιστεί στην οθόνη LCD για να αποκτήσετε πρόσβαση στον ιστότοπο που μόλις εγκαταστήσαμε.

Βεβαιωθείτε ότι όλα λειτουργούν σωστά πριν πάτε στο επόμενο βήμα!

Βήμα 7: Χτίστε ένα περίβλημα για τα Ηλεκτρονικά

Θα φτιάξουμε μια θήκη για το rpi, το powerbank και ορισμένα ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Σας ενθαρρύνω να φτιάξετε τις δικές σας εκδοχές της υπόθεσης, καθώς δεν είμαι πολύ καλός στο να φτιάχνω αυτά τα πράγματα

1. Κόψτε το πλαστικό/ξύλινο πιάτο σας σε 2 τεμάχια διαστάσεων 29 cm x 15, 5 cm (Βεβαιωθείτε ότι η μεγαλύτερη πλευρά ταιριάζει στο σακίδιο σας)
2. Κόψτε 2 κομμάτια σκληρού αφρού διαστάσεων 29 cm x 3 cm και 2 ακόμη τεμάχια διαστάσεων 9,5 cm x 3 cm
3. Κολλήστε τα κομμάτια στις άκρες ενός πιάτου.
4. Αφού τελειώσει κόψτε τις τρύπες όπως στις φωτογραφίες: Θα πρέπει να μετρήσετε μόνοι σας πόσο ευρύ πρέπει να είναι οι τρύπες. Η τρύπα στο κάτω μέρος είναι για αισθητήρα υπερήχων και η μεγάλη μεγάλη είναι για καλώδια.

Βήμα 8: Συγκολλήστε τα πάντα με καλώδια αντί για καλώδια άλματος

Συγκολλήστε τα πάντα με κανονικά καλώδια εκτός από λευκά και κόκκινα led, LDR και διακόπτη καλαμιών.

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το breadboard για ορισμένα πράγματα όπως το IC, αλλά προσωπικά δεν το προτείνω.

Οι μονάδες GPS και LCD πρέπει να μπουν στις οπές που κόψαμε γι 'αυτές στο προηγούμενο βήμα.

Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε απομόνωση παντού, καθώς ένα βραχυκύκλωμα μπορεί να σπάσει το Rpi σας.

Βήμα 9: Κάψτε τρύπες για Leds και υπερηχητικό αισθητήρα

Εγκαυμα? Ναί! ΕΓΚΑΥΜΑ

Θα χρησιμοποιήσουμε ένα συγκολλητικό σίδερο για να κάψουμε τις τρύπες μας. Αυτό επειδή τα περισσότερα σακίδια είναι ανθεκτικά στο νερό, αυτό σημαίνει ότι το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένο είναι είτε πλαστικό είτε καουτσούκ. Έτσι, αν το κάψουμε αντί να το κόψουμε, οι άκρες της τρύπας μας θα λιώσουν όμορφα και με αυτό θα είναι λιγότερο επιρρεπές σε δάκρυα.

Κάψτε 4 μικρές τρύπες όπου θέλετε για τα αυτόματα κόκκινα led. Βεβαιωθείτε ότι βρίσκονται σε ορατή θέση. (Υπάρχουν ήδη στηρίγματα τύπου στις οπές στην παραπάνω φωτογραφία)

Επίσης, κάψτε μια τρύπα για τον αισθητήρα υπερήχων στο κάτω μέρος του σακιδίου, από την πλευρά που πηγαίνει πίσω και μια μικρή τρύπα δίπλα του για τη χορδή που βγαίνει από το

Τέλος, κάψτε μια τρύπα για τα καλώδια που θα πάνε στο κύριο τμήμα του σακιδίου σας, κάντε το ακριβώς πάνω από την τρύπα που κάναμε για καλώδια στο περίβλημα, αν το βάλατε στην τσάντα.

Βήμα 10: Βάλτε στηρίγματα τύπου μέσα από τις τρύπες και τις κόλλες

Βεβαιωθείτε ότι οι οπές στα στηρίγματα είναι 5mm !! Αν όχι, μπορείτε να δοκιμάσετε να τα τρυπήσετε με ένα τρυπάνι 5 χιλιοστών.

Σπρώξτε τα μπουλόνια πρέσας μέσα από τις 4 τρύπες που κάψατε και κάντε κλικ μαζί.

Βάλτε τα 4 led στα στηρίγματα πρέσας και κολλήστε τα, βεβαιωθείτε ότι τα μεταλλικά μέρη δεν αγγίζουν τα στηρίγματα.

Βήμα 11: Διακόπτης καλαμιού

Οι διακόπτες καλαμιών είναι πολύ εύθραυστοι, οπότε έβαλα τον δικό μου σε έναν πλαστικό σωλήνα και αυτόν τον πλαστικό σωλήνα ξανά σε έναν μεταλλικό σωλήνα και στη συνέχεια σφράγισα τα πάντα με κόλλα.

Το πώς θα το κάνετε εξαρτάται από εσάς, αλλά προτείνω να φτιάξετε κάτι για αυτό, ώστε να μην σπάσει.

Εάν γίνει αυτό, κολλήστε τα πάντα στην κορυφή του κύριου τμήματος του σακιδίου. Δίπλα, στην άλλη πλευρά του φερμουάρ, κολλάτε έναν αρκετά ισχυρό μαγνήτη, ώστε να αλλάζει όταν το ανοίξετε. Έβαλα το δικό μου ανάμεσα στο εσωτερικό και το εξωτερικό στρώμα του υφάσματος, ώστε να μην είναι ορατό.

Βήμα 12: Κολλήστε τα Λευκά Leds μέσα στην τσάντα

Κολλήστε τα έτσι ώστε να φωτίζουν το εσωτερικό όταν είναι ενεργοποιημένα.

Μπορείτε να επιλέξετε πού θα τα τοποθετήσετε, αλλά κατά τη γνώμη μου το καλύτερο μέρος είναι στο πάνω κείμενο στον διακόπτη καλαμιού.

Βήμα 13: Κολλήστε το περίβλημα και βάλτε το μέσα στην τσάντα

Πριν το κολλήσετε, βεβαιωθείτε ότι εξακολουθεί να λειτουργεί σωστά.

Στη συνέχεια, κολλήστε το καπάκι στο υπόλοιπο περίβλημα, προσέξτε τα καλώδια που θα μπουν μεταξύ της πλάκας και της πλευράς του περιβλήματος, είναι πολύ δύσκολο να το κολλήσετε χωρίς τα καλώδια να βρίσκονται μεταξύ τους.

Στη συνέχεια, τοποθετήστε το μέσα στο σακίδιο σας, βεβαιωθείτε ότι ο αισθητήρας υπερήχων κοιτάζει προς την τρύπα που κάναμε νωρίτερα.

Πιθανότατα θα πρέπει να στερεώσετε το περίβλημα γύρω από τον αισθητήρα υπερήχων στο σακίδιο, ώστε να μην το καλύψει.

Βήμα 14: Επεξεργασία Rc.local για εκτέλεση του σεναρίου κατά την εκκίνηση

Ανοίξτε το τερματικό και πληκτρολογήστε:

sudo nano /etc/rc.local

προσθέστε την ακόλουθη γραμμή στο τέλος, ακριβώς πάνω από την έξοδο 0

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

πατήστε CTRL + X και 2x Enter

Τώρα το σενάριο θα ξεκινήσει κατά την εκκίνηση.

Βήμα 15: Τελειώνοντας τις πινελιές

Μπορείτε να ράψετε όλα τα καλώδια μαζί και επίσης στο σακίδιο με βελόνα και κλωστή.

Μπορείτε επίσης να φτιάξετε ένα κάλυμμα για τα κόκκινα led από ένα κομμάτι δέρματος/υφάσματος.